JPH03180417A - 融鉄のマグネシウム処理方法およびこれに使用する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は非金属介在物の含有量が１００ｇ／を未満であ
る融鉄を製造するための、融鉄のマグネシウム処理方法
およびこの方法に使用する装置に関するものである。

（背景技術） 球状黒鉛が生成するように黒鉛の形態学に影響を与える
目的で融鉄をマグネシウムで処理することは既知である
。この処理中に可成り多量の非金属化合物、例えば、酸
化物、硫化物などが生成する。この結果は酸素および硫
黄に対するマグネシウムの親和力が大きいからである。

非金属反応生成物は大部分が融鉄処理中、または処理の
終了時と、スラグ粒子の密度（約３０００ｋｇ／ｌ″）
と融鉄の密度（約７０００　ｋｇ　／ｍ３）との間の差
異の結果であるデカンテーションの終了時との間の時間
において消滅する。しかし、反応生成物の一部、特に１
２．５μｍより小さい粒子は通常の利用できる時間の後
においてさえなお溶融体中に懸濁している。

浮遊速度（ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　５ｐｅｅｄ）は次のス
トークスの式： Ｌ＝浮遊高さ（ａｎ） ｄ＝粒径（μｍ） δＦｅ＝鉄の密度（ｋｇ／ｍ’）　（７０００）δスラ
グニスラグの密度（ｋｇ／ｍ’）　（３０００）ｔ＝浮
遊時間（秒） μ＝動粘度（０，００７） によって比較的良好な精度で測定することができる。

実際に測定した結果、従来の処理方法を使用した場合に
は、懸濁粒子量は処理した鉄１トン当り２００〜６００
　ｇであり、この量の粒子が注入流と一緒に鋳型のなか
に注入されることが分かった。また、試験の結果、かか
る介在物は鋳造物中に残り、鋳造物の動的性質を著しく
低下させることがあることが分った。

反応生成物の浮遊を可能にするには、溶融体を長い期間
にわたって鍋のなかに静置しておく必要がある。しかし
、長期間静置すると、−船釣に受は入れられない著しい
温度低下（６〜１５’Ｃ／分）が起る。

溶融体を不活性ガスで洗浄する製鋼からの既知方法を使
用した場合にはマグネシウムの酸化が増大し、この結果
さらに新たな介在物が形成し、これはこの方法では所望
の目的を達成することができないことを意味する。

本発明の目的は、処理した溶融体中の非金属介在物を最
小量まで減少することができるように処理反応を制御す
ることができる融鉄のマグネシウム処理方法およびこれ
に使用する装置を提供することにある。

（発明の開示） 本発明はその第１の点において、融鉄をマグネシウムで
処理するに当り、前記融鉄を処理容器に入れ、前記処理
容器内の前記融鉄の表面の上方に非酸化性雰囲気を形成
し、前記融鉄の表面の下方少くとも２００開の深さにお
いて、前記融鉄中にマグネシウムを導入して、気化した
マグネシウム量によって少くとも１０００　Ｗ／ｍ”の
混合エネルギーを発生させることを特徴とするマグネシ
ウム処理方法を提供する。

同様に、本発明はその第２の点において、融鉄をマグネ
シウムで処理する装置において、　前記融鉄を収容する
ための反応容器を具え、該反応容器は反応室を前記融鉄
から離間させて画成する隔壁を有し、該隔壁には少くと
も２個の開口が設けられ、該開口によって前記反応室と
前記融鉄とを連通させることができ、前記反応容器は使
用時に反応中の融鉄のレベルが最高位置の前記連通開口
のレベルより少くとも２００１ＩＩ１１上方に位置する
形状であることを特徴とするマグネシウム処理装置を提
供する。

融鉄表面の上方の非酸化性雰囲気、好ましくは還元性雰
囲気中における溶融体の制御された洗浄により、処理中
に生成する反応生成物はマグネシウム処理中に既に凝固
し、洗浄作用をするマグネシウム蒸気の気泡によって溶
融体表面までスラグとして移送される０反応生成物の凝
固は生成するマグネシウム蒸気および混合エネルギーに
よって起る。実験の結果、凝固の強さは非金属粒子の生
成時、すなわち反応位置における該粒子の衝突によって
著しく増大する。混合エネルギーは次式：Ｅ＝混合エネ
ルギー（Ｗ／ｍ’） Ｑ＝ガス量ＣＮ１．７分）ＣＮｌ＝Ｎｌ状態の１）Ｔ＝
湿温度０Ｋ） ｐｏ＝溶融体の表面における圧力（気圧）ｐ＝ｐＯ＋フ
ェロスタテインク（ｆｅｒｒｏｓｔａｔｉｃ）圧力（気
圧） ■＝溶融体の体積（−３） によって求めることができる。

実際に行った試験の結果、混合エネルギーが１０００　
Ｗ／ｍ３より大きく、マグネシウム蒸気が溶融体の表面
より下方少くとも２００　ｍｍの深さで発生し、溶融体
の上方の雰囲気がマグネシウム蒸気で過飽和されている
場合には、溶融体中の非金属介在物量を１００ｇ／を未
満まで低下させることができることが分った。

（実施例） 次に本発明を実施例について説明する。

尖施亘上 次の合金組成： Ｃ＝　　３．７２％ Ｓ　ｉ　＝２．３％ Ｍ　ｎ　＝０．２７％ Ｓ＝　　０．０８％ Ｐ−０，０５％ を有する融鉄１を、第１図および第２図に示す密閉処理
容器（コンバータ）２内において、純マグネシウムで処
理した。コンバータ２は３０ｃ１の充填用開口３を有す
る。コンバータ２は反応室４を具え、反応室４は隅角部
に隔壁５によって画成されており、隔壁５は当初第１図
に示すように、融鉄ｌの表面の上方に位置する。隔壁５
は４個の反応用開口６を有し、開口６は反応室４と融鉄
とを連通させる。開口６の合計断面積は１２５０ｍ５”
である、第２図に示すようにコンバータを起立させて反
応を開始させ、６０秒の反応時間の後に試料を取り出し
た。その分析結果は酸素３　ｐｐ＋ｍおよび硫黄５０　
ｐｐｍ＋であった。計算の結果、非金属介在物量は２０
ｇ／ｌであった。定量的金属顕微鏡分析は非金属介在物
量が２３ｇ／ｌであることを示した。

反応中融鉄ｌの表面は最高位置の開口６の上方少くとも
２００　ｍ＋ｍに位置していたので、マグネシウム蒸気
は生成する融鉄中の非金属介在物量を１００ｇ／を未満
に低下させるのに十分な反応エネルギーおよび溶融体の
撹拌を生じさせた０表面１０のレベルは、準備段階（第
１図）において反応室４にぶつからないように注入する
ことができる鉄の量によって、基本的に決まる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明方法の準備段階お
よび反応段階における本発明装置の断面図である。 １・・・融鉄 ２・・・反応容器（処理容器、 ３・・・充填用開口 ４・・・反応室 ５・・・隔壁 ６・・・反応用開口 １０・・・融鉄の表面 コンバータ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、融鉄をマグネシウムで処理するに当り、前記融鉄を
   処理容器に入れ、 前記処理容器内の前記融鉄の表面の上方に 非酸化性雰囲気を形成し、 前記融鉄の表面の下方少くとも２００ｍｍの深さにおい
   て、前記融鉄中にマグネシウムを導入して、気化したマ
   グネシウム量によって少くとも１０００Ｗ／ｍ＾３の混
   合エネルギーを発生させる ことを特徴とするマグネシウム処理方法。 ２、マグネシウムを塊の形態で導入することを特徴とす
   る請求項１記載の方法。 ３、マグネシウムを顆粒の形態で導入することを特徴と
   する請求項１記載のの方法。 ４、マグネシウムを、少くとも４０重量％の純マグネシ
   ウム顆粒と残部の反応に対して中性の物質との混合物の
   形態で導入することを特徴とする請求項１記載の方法。 ５、前記反応に対して中性の物質が鉄粉を含有している
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。 ６、マグネシウム回収率が約７５％以下であることを特
   徴とする請求項１〜５のいずれか一つの項に記載の方法
   。 ７、当初の融鉄が０．００１〜０．３０重量％の硫黄を
   含有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか
   一つの項に記載の方法。 ８、処理温度を１４００℃〜１５００℃に設定すること
   を特徴とする請求項１〜７のいずれか一つの項に記載の
   方法。 ９、処理スラグの塩基性度が１より大きいことを特徴と
   する請求項１〜８のいずれか一つの項に記載の方法。 １０、融鉄をマグネシウムで処理する装置において、 前記融鉄を収容するための反応容器を具え、該反応容器
   は反応室を前記融鉄から離間させて画成する隔壁を有し
   、 該隔壁には少くとも２個の開口が設けられ、該開口によ
   って前記反応室と前記融鉄とを連通させることができ、
   前記反応容器は使用時に反応中の融鉄のレベルが最高位
   置の前記連通開口のレベルより少くとも２００ｍｍ上方
   に位置する形状であることを特徴とするマグネシウム処
   理装置。 １１、前記連通開口は合計断面積が少くとも５００ｍｍ
   ＾２であることを特徴とする請求項１０記載の装置。 １２、前記反応容器は融鉄の表面から周囲雰囲気に連通
   する１個の開口を有し、同時に該開口は融鉄表面におけ
   るマグネシウム蒸気の正圧を少くとも０．０１バールに
   維持する作用をすることを特徴とする請求項１０または
   １１記載の装置。 １３、前記反応室の開口は断面積が約３０ｃｍ＾２であ
   ることを特徴とする請求項１２に記載の装置。