JPH0464771B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は球状黒鉛鋳鉄管の連続鋳造装置、即
ち、鋳鉄管の内部空間を形成するための中子を使
用せずに球状黒鉛鋳鉄管を堅型下注ぎ連続鋳造す
るための装置に係る。

最近のフランス特許第1122833号明細書では溶
融金属を均質化するため、即ち連続鋳造モールド
又は鋳型の内部で溶融金属を均一に分布させるた
めの回転供給方式を用いている。しかしながらこ
れらの回転供給方式では、特に鋳鉄が水平方向の
速度成分を持たずに鉛直に落下するので浴の回転
は生起されない。

またもつと最近のフランス特許公開第2352612
号明細書では、溶融鋳鉄収容ルツボの周囲の回転
磁場を使用して溶融鋳鉄を遠心分離速度で回転さ
せ、中子を使用しない下注ぎ連続鋳造により鋳鉄
管を得る装置を記載している。

然しながら、中子を使用しないで形成すべき管
の外形を与える冷却固定管状ダイの内部に均質で
均一な供給を行うためには、溶融鋳鉄全体を遠心
分離速度より低い速度で回転させることが課題で
ある。即ち得られる鋳鉄管の各円形断面で該鋳鉄
管の肉厚が均一になり、完全に同心の内壁と外壁
とを得るためには冷却固定管状ダイ内の溶融鋳鉄
の回転を常時維持することが必要である。

本発明の目的は、管全体に亘つて極めて均一な
厚みを有する鋳鉄管を形成し得ると共に、大きな
鋳造能力を発揮し得る、球状黒鉛鋳造管の連続鋳
造装置を提供することにある。

本発明によれば、前述の目的は、ダイとベース
とからなる円筒状のルツボと、溶融鋳鉄を収容す
るための環状空間をルツボ内に形成すべく、ルツ
ボの内部にルツボと同軸に設けられると共に、下
端がルツボのベースに固着された円錐台状の部材
と、溶融鋳鉄を前述の環状空間内に供給すべく、
ルツボのベースに連結された溶融鋳鉄供給手段
と、前述の供給された溶融鋳鉄を冷却すべく、ダ
イの外周に設けられた冷却手段と、前述の部材内
に形成されており、上端が閉鎖され、ルツボの外
部と連通するように下端が開口した空洞と、前述
の供給された溶融鋳鉄を前述の部材の周りに緩徐
に回転させて前述の環状空間内で形成される管の
厚みを当該形成された管の全周に亘つて一定の値
に維持するための回転手段とからなり、当該回転
手段は、ルツボの下方の位置から前述の空洞内に
伸長すると共に回転自在に設けられたシヤフト
と、前述の空洞内に収容されていると共に、前述
の供給された溶融鋳鉄の全高に亘つて伸長するよ
うにシヤフトに取付けられた磁石手段と、ルツボ
の外部に設けられていると共に、シヤフトと磁石
手段とを緩徐に回転させるべく、シヤフトに連結
されたシヤフト回転手段とを備える、球状黒鉛鋳
鉄管の連続鋳造装置により達成され、また、ダイ
とベースとからなる円筒状のルツボと、溶融鋳鉄
を収容するための環状空間をルツボ内に形成すべ
く、ルツボの内部にルツボと同軸に設けられると
共に、下端がルツボのベースに固着された円錐台
状の部材と、前述の溶融鋳鉄を前述の環状空間内
に供給すべく、ルツボのベースに連結された溶融
鋳鉄供給手段と、前述の供給された溶融鋳鉄を冷
却すべく、ダイの外周に設けられた冷却手段と、
下端がルツボの外部と連通すると共に上端がルツ
ボの内部と連通するように、前述の部材内に形成
された貫通孔と、前述の供給された溶融鋳鉄を前
述の部材の周りに緩徐に回転させて前述の環状空
間内で形成される管の厚みを当該形成された管の
全周に亘つて一定値に維持するための回転手段と
からなり、前述の回転手段は、前述の貫通孔を貫
ぬいて伸長すると共に当該貫通孔内に回転自在に
配置されたシヤフトと、中央部がシヤフトの上端
に取付けられており、ルツボの径方向に伸長する
プレートと、当該プレートから下方に鉛直に伸長
すると共に、一端がルツボの底部近傍の位置に達
するように、他端が前述のプレートの対向端部に
それぞれ取付けられた一対の耐熱性の棒部材と、
シヤフトと棒部材とを緩徐に回転させるべく、シ
ヤフトの下端に連結されたシヤフト回転手段とを
備える、球状黒鉛鋳鉄管の連続鋳造装置によつて
も達成される。

第１発明の球状黒鉛鋳鉄管の連続鋳造装置にお
いては、円錐台状の部材が、溶融鋳鉄を収容する
ための環状空間をルツボ内に形成すべく、ルツボ
の内部にルツボと同軸に設けられると共に、下端
がルツボのベースに固着されており、空洞が前述
の部材内に形成されており、当該空洞の上端は閉
鎖され、ルツボの外部と連通するように前述の空
洞の下端が開口しており、回転手段が、供給され
た溶融鋳鉄を前述の部材の周りに緩徐に回転させ
て前述の環状空間内で形成される管の厚みを当該
形成された管の全周に亘つて一定の値に維持し、
前述の回転手段は、ルツボの下方の位置から前述
の空洞内に伸長すると共に回転自在に設けられた
シヤフトと、前述の空洞内に収容されていると共
に、供給された溶融鋳鉄の全高に亘つて伸長する
ようにシヤフトに取付けられた磁石手段と、ルツ
ボの外部に設けられていると共に、シヤフトと磁
石手段とを緩徐に回転させるべく、シヤフトに連
結されたシヤフト回転手段とを備えている。

第１の発明の連続鋳造装置においては、ルツボ
の下方の位置から前述の空洞内に伸長すると共に
回転自在に設けられたシヤフトと、前述の空洞内
に収容されていると共に供給された溶融鋳鉄の全
高に亘つて伸長するようにシヤフトに取付けられ
た磁石手段と、ルツボの外部に設けられていると
共に、シヤフトと磁石手段とを緩徐に回転させる
べく、シヤフトに連結されたシヤフト回転手段と
を備える回転手段が設けられているが故に、第１
発明の装置のように、磁力によつて溶融鋳鉄を攪
拌する場合は、溶融鋳鉄がルツボ内で回転力を生
じるように溶融鋳鉄をルツボ内に導入して、当該
導入された溶融鋳鉄の粘性によつてルツボ内の溶
融鋳鉄を攪拌（以後、粘性流攪拌と略称する）す
る場合と異なり、ルツボの内周（溶融鋳鉄の深さ
方向に関する一つのレベルでの内周）の各点にお
いて、溶融鋳鉄を全く同一の周速度で回転させる
ことができ（粘性流攪拌の場合は、周方向に溶融
鋳鉄が移動するにつれて、溶融鋳鉄の周速度は減
衰する）、極めて均一な周方向の温度分布を達成
し得、その結果、ルツボ内周の各点において溶融
鋳鉄を均一な厚みで凝固させ得る。また、第１発
明の装置における磁力攪拌の場合は、ルツボの下
方の部位に行くにつれて周方向の攪拌力（回転
力）が減衰する粘性流攪拌の場合と異なり、溶融
鋳鉄の深さ方向に関する各レベルにおいて、周方
向の攪拌力は一定であるため、ルツボ内の溶融鋳
鉄の深さ方向に関する各レベルにおいて、周方向
の温度分布も均一になし得、その結果、溶融鋳鉄
の深さ方向に関する各レベルにおいて、溶融鋳鉄
を周方向に関して均一な厚みで凝固させ得る。従
つて第１発明の鋳造装置は、管全体に亘つて極め
て均一な厚みを有する管を形成し得る。

更に、第１発明の装置は、磁力により溶融鋳鉄
の深さ全体に亘つて攪拌を行うため、粘性流攪拌
の場合のようにルツボの下方の部位に行くに従つ
て周方向の攪拌力が減衰する場合と異なり、溶融
鋳鉄の深さ方向に関する各レベルにおいて同じ周
方向の攪拌力が得られ、ルツボ内の冷却能力は、
粘性流攪拌の場合に較べて大きくなり、大きな鋳
造能力を発揮し得る。

第２発明の球状黒鉛鋳鉄管の連続鋳造装置にお
いては、円錐台状の部材が、溶融鋳鉄を収容する
ための環状空間をルツボ内に形成すべく、ルツボ
の内部に当該ルツボと同軸に設けられると共に、
下端がルツボのベースに固着されており、貫通孔
は、下端がルツボの外部と連通すると共に上端が
ルツボの内部と連通するように、前述の部材内に
形成されており、回転手段が、供給された溶融鋳
鉄を前述の部材の周りに緩徐に回転させて、前述
の環状空間内で形成される管の厚みを当該形成さ
れた管の全周に亘つて一定値に維持し、前述の回
転手段は、貫通孔を貫ぬいて伸長すると共に当該
貫通孔に回転自在に配置されたシヤフトと、中央
部がシヤフトの上端に取付けられており、ルツボ
の径方向に伸長するプレートと、当該プレートか
ら下方に鉛直に伸長すると共に、一端がルツボの
底部近傍の位置に達するように、他端がプレート
の対向端部にそれぞれ取付けられた一対の耐熱性
の棒部材と、シヤフトと棒部材を緩徐に回転させ
るべく、シヤフトの下端に連結されたシヤフト回
転手段とを有する。

第２発明の連続鋳造装置においては、貫通孔を
貫ぬいて伸長すると共に当該貫通孔内に回転自在
に配置されたシヤフトと、中央部がシヤフトの上
端に取付けられており、ルツボの径方向に伸長す
るプレートと、当該プレートから下方に鉛直に伸
長すると共に、一端がルツボの底部近傍の位置に
達するように、他端がプレートの対向端部にそれ
ぞれ取付けられた一対の耐熱性の棒部材と、シヤ
フトと棒部材とを緩徐に回転させるべく、シヤフ
トの下端に連結されたシヤフト回転手段とを備え
る回転手段を有しているが故に、第２発明の装置
のように、鉛直下方に伸長する一対の棒部材によ
つて溶融鋳鉄を機械的に攪拌する場合は、溶融鋳
鉄がルツボ内で回転力を生じるように溶融鋳鉄を
ルツボ内に導入して、当該導入された溶融鋳鉄の
粘性によつてルツボ内の溶融鋳鉄を攪拌（以後、
粘性流攪拌と略称する）する場合と異なり、ルツ
ボの内周（溶融鋳鉄の深さ方向に関する一つのレ
ベルでの内周）の各点において、溶融鋳鉄を全く
同一の周速度で回転させることができ（粘性流攪
拌の場合は、周方向に溶融鋳鉄が移動するにつれ
て、溶融鋳鉄の周速度は減衰する）、極めて均一
な周方向の温度分布を達成し得、その結果、ルツ
ボ内周の各点において溶融鋳鉄を均一な厚みで凝
固させ得る。また、第２発明の装置における機械
的攪拌の場合は、ルツボの下方の部位に行くにつ
れて周方向の攪拌力（回転力）が減衰する粘性流
攪拌の場合と異なり、溶融鋳鉄の深さ方向に関す
る各レベルにおいて、周方向の攪拌力は一定であ
るため、ルツボ内の溶融鋳鉄の深さ方向に関する
各レベルにおいて、周方向の温度分布も均一にな
し得、その結果、溶融鋳鉄の深さ方向に関する各
レベルにおいて、溶融鋳鉄を周方向に関して均一
な厚みで凝固させ得る。従つて第２発明の鋳造装
置は、管全体に亘つて極めて均一な厚みを有する
管を形成し得る。

更に、第２発明の装置は、鉛直下方に伸長する
一対の棒部材により溶融鋳鉄の深さのほぼ全体に
亘つて攪拌を行うため、粘性流攪拌の場合のよう
にルツボの下方の部位に行くに従つて周方向の攪
拌力が減衰する場合と異なり、溶融鋳鉄の深さ方
向に関する各レベルにおいて同じ周方向の攪拌力
が得られ、ルツボ内の冷却能力は、粘性流攪拌の
場合に較べて大きくなり、大きな鋳造能力を発揮
し得る。

第１発明の具体例によれば回転手段が磁性手段
である。この場合、この具体例により鋳造装置の
特徴は、円錐台状の部材としての中央中空レリー
フの内部に収納された磁石手段を含んでおり、該
レリーフは、冷却ダイとの間に溶融鋳鉄用の環状
空間を形成し、該環状空間は、この環状空間に収
容された溶融鋳鉄の高さを上回る高さを有してお
り、従つて環状空間内の溶融鋳鉄の高さ全体にわ
たり冷却ダイと中央レリーフの軸線の周囲に回転
磁場が生じることにある。

更に第２発明の具体例によれば、回転手段が機
械的手段である。この場合、この具体例の鋳造装
置の特徴は、円錐台状の部材としての中央中空レ
リーフが該レリーフの軸線に沿つて該レリーフの
貫通孔としての貫通空洞を通る回転シヤフトを内
蔵しており、該シヤフトの上部が環状に収容され
た溶融鋳鉄中に浸漬した耐熱性棒部材を担持して
おり、該棒部材が該環状に収容された溶融鋳鉄を
回転駆動することである。

第１発明及び第２発明の別の特徴及び利点は、
非限定的に示された添付図面に基づく以下の記載
より明らかにされるであろう。

以下に、添付図面を参照して第１発明及び第２
発明を詳細に説明する。

第１図は鋳鉄管の下注ぎ連続鋳造に使用される
第１発明及び第２発明の第１の参考例を示す。こ
の管は肉厚対直径比10％未満の薄肉管である。柱
身の肉厚即ち嵌合口に隣接する管状部分の肉厚
は、直径1000mmの管では15mm、直径300mmの管で
は８mm、直径80mmの管では５mmを超えない。

装置は、 −低ガス圧下で溶融鋳鉄を導入するための密閉取
瓶と、 −収容ルツボに対して溶融鋳鉄を接線方向に供給
し、溶融鋳鉄の回転を生起させ、この回転を維
持せしめる液圧手段を構成するサイフオン手段
と、 −管状の冷却ダイから構成される収容ルツボと、 −形成された管の引出装置（図示せず）とからな
る。

(1) 低ガス圧下の溶融鋳鉄の導入 キヤツプ３で閉鎖された傾斜入湯桶２をもつ
土びん式の低圧鋳造取瓶１が溶融鋳鉄Ｆを収容
している。耐火材から成る鉛直湯管４が土びん
式の密閉取瓶１の上壁を貫通している。管４は
取瓶１のほぼ底部まで浸漬されており、取瓶１
の上壁の十分上方までのびて取瓶１の上方に配
置された後述するごとく冷却ダイから構成され
る収容ルツボ内に開口している。下注ぎ湯管４
は密閉取瓶の内部空間を冷却ダイの内部空間と
連通させている。下注ぎ湯管４は当該管４と同
じ軸線XXをもつフランジ付き円錐台状口金５
によつて土びん式の取瓶１の上部壁に密封的に
接続されている。円錐台状口金５はまた軸線
XXをもつ下注ぎ湯管４と後述するサイフオン
手段とを接続すべく機能する。

(2) サイフオン手段による溶融金属の接線方向供
給 例えばアルミナシリカ系耐火材から成るベー
ス６はＬ字形湯管７の下部を内蔵しており、湯
管７は水平か又はやや傾斜した部分と後述する
冷却ダイの内周面に関して接線方向に溶融金属
の供給を行う開口としての接線オリフイス１８
とを備える。接線オリフイス１８の通過断面積
は下注ぎ湯管４の通過断面積より小さい。ベー
ス６は鉛直湯管４の軸線XXに平行な軸線YY
を持つ鉛直部分９を含むＬ字形湯管７のサポー
トの機能を果す。鉛直部分９の下部は湯管７の
水平部分と連通しており上部は軸線Ｙをもつ入
湯漏斗１０で終端している。鉛直部分９の高さ
は後述する収容ルツボ即ちダイの高さに等し
い。鉛直部分９と収容ルツボとは連通管を形成
している。Ｌ字形湯管７の水平部分の直径は管
４の直径より小さい。前述のサイフオン手段
は、Ｌ字形湯管７と入湯漏斗１０とから構成さ
れる導入手段とベース６とを備えている。

(3) 冷却ダイ及び収容ルツボ サイフオン手段のベース６は、軸線XXを有
する黒鉛管状ダイ１１とベース６自体とからな
るルツボを担持している。ベース６は非冷却槽
の底１２を形成する。

ダイ１１は例えば銅から成る冷却水循環ジヤ
ケツト１３によつて外部から冷却される。水は
導管１４から流入し導管１５から流出する。ダ
イ１１と接触しているジヤケツト１３は、冷却
されずに維持されるダイの下部以外の高さのほ
ぼ全体にわたつてダイ１１を囲繞する。このた
めに例えばアルミナシリカ系耐火材から成り従
つて熱絶縁性をもつジヤケツト１３の管状支持
プレート１６が、ジヤケツト１３とベース６と
の間に挿入されて冷却ジヤケツト１３によるベ
ース６の冷却を阻止する。ダイ１１、冷却水循
環ジヤケツト１３及び管状支持プレート１６は
冷却ダイを構成する。また、ダイ１１の軸線
XXは冷却ダイの軸を構成する。

この参考例に於いて、ダイ１１とベース６と
から成る収容ルツボ６−１１の容積は、下注ぎ
湯管４が同軸的に貫通した軸線XXの中央レリ
ーフ１７によつて冷却ダイの環状空間となり実
質的に減容している。冷却ダイ１１−１３−１
６の環状空間は、中央レリーフ１７の外周面と
冷却ダイ１１−１３−１６の内周面とによつて
規定される。口径の大きい鋳鉄管の鋳造には中
央レリーフ１７の使用が特に有利である。中央
レリーフ１７はサイフオン手段６−７−１０の
一体的部分でありまたベース６とダイ１１との
組合せによつて構成される収容ルツボの一体的
部分である。

ベース６から成るサポートの上面より下方に
ある円錐台状中央レリーフ１７の広い下底は、
形成すべき鋳鉄管の所望の内径より実質的に小
さい直径を持つ。当然の結果として円錐台状中
央レリーフ１７の狭い頂壁の直径は、形成すべ
き鋳鉄管の内部空間の内径より実質的に小さ
い。

溶融鋳鉄がダイ１１の高さ全体に亘る環状空
間に限定されるように、レリーフ１７の高さが
ダイ１１より大きいのが有利である。中央レリ
ーフ１７がダイ１１より顕著に低い場合、溶融
鋳鉄がレリーフ１７の頂部より溢れるため溶融
鋳鉄の無駄が生じる。中央レリーフの高さは少
なくともダイ１１の高さの位置に位置決めさ
れ、下注ぎ湯管４の上端は中央レリーフの高さ
の位置に終端する。

Ｌ字形湯管７の接線オリフイス１８は下部即
ち収容ルツボ６−１１の環状空間の底部近傍に
接線的に開口している。鉛直湯管４の溶融鋳鉄
の通過断面積（低ガス圧下の溶融鋳鉄の軸方向
供給）はできるだけ大きいのが好ましいが、Ｌ
字形湯管７の水平部分から接線オリフイス１８
に達する溶融鋳鉄の通過断面積、即ち収容ルツ
ボ６−１１の底部でダイ１１と中央レリーフ１
７との間の環状空間の幅により限定される通過
断面積は、軸方向下注ぎ湯管４の通過断面積よ
りも実質的に小さいのが好ましい。

(4) 鋳鉄管の引出装置 形成された鋳鉄管の引出装置は図示されてい
ない。該引出装置は形成鋳鉄管の把持手段、例
えばフランス特許出願第8400382号明細書（特
開昭60−148656号公報）に記載のごとき管状ジ
グ又はスチールスリーブを有する。該把持手
段、即ちジグＭは上方への案内駆動ホイールま
たはローラＥによつて担持される。形成された
鋳鉄管をジグＭに接続又は固定するために、ジ
グＭはばち形ノツチＭ１を有する。

動 作 以下の記載では、鋳造装置の収容ルツボ６−１
１の内部即ちダイ１１と中央レリーフ１７との間
の環状空間内での溶融鋳鉄の回転生起についての
み説明する。溶融鋳鉄の回転開始後は回転が同様
のプロセスで維持され、形成中の鋳鉄管の柱身の
ステツプ的上昇及び凝固は、フランス特許出願第
8400382号明細書の記載と同様のプロセスで行な
われる。

(1) 溶融鋳鉄の供給 この供給は２段階で行なわれる。

(a) ダイ１１と底部１２とから成る収容ルツボ
に溶融鋳鉄Ｆを充填するためのガス圧下の非
回転式主供給： 加圧流体をパイプ３２から土びん式の取瓶
１に導入する。溶融鋳鉄Ｆは中央レリーフ１
７の上方まで上昇し、中央レリーフ１７とダ
イ１１との間の環状空間に溢出し、オリフイ
ス１８から湯管７の水平部分を通つて湯管７
の鉛直部分９内に上昇する。

溶融鋳鉄Ｆのレベルが、ダイ１１の上部で
ダイ１１と中央レリーフの頂点との上端断面
よりやや下方のレベルＮに達するまで、収容
ルツボ６−１１の環状空間と鉛直部分９の内
部に溶融鋳鉄Ｆの導入が継続される。後述の
接線方向の供給と比較すると軸方向供給では
流量が大きい。

(b) 低流量の溶融鋳鉄の接線方向補助供給（液
圧回転手段）： 高流量の主供給によつて鋳鉄管の鋳造開始
以前に最高レベルＮに到達するので、溶融鋳
鉄の補充と回転とを目的とするこの補助供給
は、前述の主供給の直後でなく後述する時期
に行なわれる。Ｌ字形湯管７と接線オリフイ
ス１８とを介して矢印ｆの方向に行なわれる
低流量の接線方向補助供給に関しては後述す
る。軸方向供給に比較して、接線方向供給は
低流量であるが高速である。

(2) 鋳鉄管柱身の成形及び形成中の管の引出し ジグＭを上方からダイ１１に導入する。ダイ
１１の下端は冷却されていないが、上端に達す
るまでのダイ１１の高さの大部分は逆に冷却ジ
ヤケツト１３によつて冷却されている。従つて
溶融鋳鉄はダイ１１と接触して凝固しジグＭに
接触するまで厚みを増していきジグＭと接触し
て凝固しノツチＭ１によつてジグＭに連結され
る。ここでジグＭは駆動案内ローラＥによつて
上方に引出される。ステツプモータによつて駆
動されるローラＥはジグＭを不規則に上昇させ
る。ジグＭは凝固鋳鉄部分をステツプ的に上方
に引上げる。ジグＭが上方に引出され鋳鉄管の
先端が十分に引出されて鋳鉄管が駆動ローラＥ
に捕捉されるとジグＭは無用になり鋳鉄管から
任意に分離され得る。この鋳鉄管の起端の形成
中に溶融鋳鉄を漏斗１０に流し込み前記鋳鉄管
の起端の形成に使用された量の溶融鋳鉄を補充
または補給する。この場合引出し中に、溶融鋳
鉄のレベルＮを、ダイ１１の上端よりやや下方
に位置しジヤケツト１３で冷却される高さに維
持する。

この接線方向供給は第３図のごとく行なわれ
る。ダイ１１と中央レリーフ１７との間の環状空
間の底部にオリフイス１８から接線方向に流入す
る溶融鋳鉄はこの環状溶融鋳鉄全部を緩徐な速度
で徐々に回転させ始めこの回転を維持するに充分
な水平方向速度を持つ。この場合、鋳鉄管の引出
し中に、溶融鋳鉄のレベルＮをダイ１１の上端よ
りやや低く溶融鋳鉄が冷却ジヤケツト１３で冷却
される高さに維持し同時に軸線XXの周囲で溶融
鋳鉄Ｆの緩徐な回転即ち数回転／分のオーダの回
転を維持する。

以下、本明細書において緩徐な回転とは、数回
転／分のオーダの溶融鋳鉄の回転を指示するもの
とする。

前記のごとく軸線XXの周囲で溶融鋳鉄を緩徐
に回転させ収容ルツボ６−１１内の溶融鋳鉄の温
度を均等化し形成中の鋳鉄管の柱身の円形断面で
の管の肉厚を均一にする。したがつてこの円形断
面の内壁と外壁とは完全に同心である。

凝固した鋳鉄管の上方への引出しは、フランス
特許出願第8400382号明細書に記載のごとくステ
ツプ式で不連続的に行なわれる。鋳鉄管の柱身の
起端は、Ｌ字形湯管７と接線オリフイス１８とか
ら溶融鋳鉄が接線方向に供給されて緩徐な回転が
生じるため柱身の全ての円形断面で一定の肉厚を
維持しつつローラＥによつて案内される各上昇コ
ースに沿つて伸延する。

浴の温度の均質化は溶融鋳鉄の緩徐な回転によ
つて形成される柱身の肉厚の調整とある程度関係
がある。その理由は溶融鋳鉄の凝固プロセスにあ
る。即ち鋳鉄は共晶液でありその凝固はスチール
の凝固とは顕著に異なる。鋳鉄は凝固中に偏析現
象を生じない。従つて固液混合物を含有しない。
鋳鉄は共晶液であり液相から固相に急激に移行す
るので２つの相の混合及びデンドライトが発生し
ない。出願人は浴の高温部分で肉厚が薄いこと、
及び溶融鋳鉄を回転させて浴の温度を均質及び均
一にすると肉厚を増加し得ることを確認した。従
つてこのような回転によつて柱身の円形断面に於
いてほぼ均一な肉厚が得られる。

鋳鉄管の十分な柱身の長さが得られると漏斗１
０内への溶融鋳鉄の導入を中止し、例えば図示さ
れていない底部オリフイスのキヤツプを外してダ
イ１１と中央レリーフ１７との間の環状空間を速
やかに空にする。次に形成された鋳鉄管をダイ１
１から完全に取り外せばよい。

浴の温度を均質化し鋳鉄管の円形断面で肉厚を
均一にするために、溶融鋳鉄を緩徐に回転させる
手段として第１図から第３図に示した所謂「液
圧」手段以外の手段を使用することも可能であ
る。

第１発明の具体例（第４図） この具体例は、溶融鋳鉄の緩徐な回転を生起す
るために、第１図の参考例の所謂「液圧」手段を
磁石手段に代えた変形例に相当する。

後述するごとくこれら磁石手段が場所をとるた
め、前記の溶融鋳鉄の複式供給に代えて単式供給
が使用される。即ちガス圧下の土びん式の密閉取
瓶からの供給を削除してＬ字形湯管７から供給を
行う。

上部が閉鎖された円錐台状の部材としての中央
レリーフ３４が第１図のレリーフ１７に代えて使
用される。レリーフ３４は電磁石または磁石３６
を収納するための空洞３５を有しており磁石手段
としての磁石３６は中央レリーフ３４及びルツボ
としての収容ルツボ６−１１と同じ鉛直軸線XX
をもつシヤフトとしての回転シヤフト３７に担持
されている。なお、収容ルツボはベース６とダイ
１１とから構成される。収納空洞３５の内部の磁
石３６とシヤフト３７とは溶融鋳鉄と全く接触し
ない。磁石３６は溶融鋳鉄Ｆの高さ全体に亙るよ
うに配置されている。回転シヤフト３７はシヤフ
ト回転手段としての減速モータ３８によつて回転
駆動される。前記の場合と同様に回転は緩徐な速
度で生じる。即ち数回転／分のオーダで生じる。
これに比較して遠心分離速度は遥かに大きい（例
えば管径の大きいものでは10倍、小さいものでは
100倍）。溶融鋳鉄の供給は鉛直部分９を有したＬ
字形湯管７と任意に第１図のごとき接線オリフイ
ス１８とによつて行なわれる。前記Ｌ字形湯管７
は中央レリーフ３４とダイ１１との間の溶融鋳鉄
用の環状空間の下部に開口している。然しなが
ら、この場合には電磁石または回転磁石３６のご
とき磁力による回転手段を使用するので接線オリ
フイス１８はあつてもなくてもよく、溶融鋳鉄導
入用導管を収容ルツボ６−１１の底部１２に開口
させるだけでもよい。

本具体例において、回転手段（磁石回転手段）
は、磁石３６、シヤフト３７及び減速モータ３８
から構成される。

Ｌ字形湯管７、鉛直部分９及び入湯漏斗１０は
溶融鋳鉄供給手段を構成し、ジヤケツト１３、導
管１４及び導管１５は冷却手段を構成する。

鋳鉄管の柱身の形成は第１図から第３図の参考
例と同様であるが、ただ１つの違いは、溶融鋳鉄
が最初からＬ字形湯管７を含むサイフオン手段
７，１０から導入されることである。溶融鋳鉄の
緩徐な回転は電磁石３６の回転だけで生じてもよ
く、または電磁石３６の回転駆動と溶融鋳鉄の接
線方向導入との双方の作用によつて生じてもよ
い。後者の場合には第４図のごとく接線オリフイ
ス１８が必要である。

溶融鋳鉄の緩徐な回転を生起するためにまた別
の手段を使用することも可能である。

第２発明の具体例（第５図） この具体例では前述のレリーフ１７及びレリー
フ３４に代えて軸線XXをもつ円錐台状の部材と
しての管状の中央レリーフ３９を用いる。軸線
XXをもつ貫通孔としての円柱状空洞４０がレリ
ーフ３９を貫通しており軸線XXをもつシヤフト
としての回転シヤフト４１が遊〓を伴つて円柱状
空洞４０を貫通している。シヤフト４１はシヤフ
ト回転手段としての減速モータ４２によつて回転
駆動される。回転シヤフト４１は上部に水平なプ
レート４３を担持しておりその周縁又はその周端
から棒部材としての鉛直黒鉛バー４４が懸垂して
いる。

このバー４４の長さはその下端がルツボとして
の収容ルツボ６−１１の底部１２の近傍で該収容
ルツボ６−１１内の溶融鋳鉄に浸漬し得るに十分
な長さである。なお、収容ルツボはベース６とダ
イ１１とから構成される。溶融鋳鉄の供給は、収
容ルツボ６−１１の底部１２に接線オリフイス１
８を任意に備えた第４図の具体例と同様にサイフ
オン手段７，１０のみによつて行なわれる。空洞
４０内部のシヤフト４１は溶融鋳鉄と全く接触し
ない。

本具体例において、回転手段（機械的回転手
段）は、回転シヤフト４１とプレート４３とバー
４４とからなる。

また、Ｌ字形湯管７、鉛直部分９及び入湯漏斗
１０は溶融鋳鉄供給手段を構成し、ジヤケツト１
３、導管１４及び導管１５は冷却手段を構成す
る。

第５図の場合にも第１図から第３図に示す参考
例と同様に鋳鉄管Ｔは起端が凝固しジグＭに捕捉
されて形成される。ただ１つの違いは溶融鋳鉄の
緩徐な回転駆動が軸線XXの回りで浴を回転せし
める軸線XXのバー４４の緩徐な回転、即ち数回
転／分程度の回転によつて生起されることであ
る。

前述の参考例及び前述の具体例のいずれに於い
ても管の柱身が中子を要せずに形成されること
（第５図）、従つて柱身の全ての円形断面で柱身の
肉厚が均一になるように鋳鉄の緩徐な回転が使用
されることが理解されよう。

第６図から第１１図の種々の参考例を示すよう
に溶融鋳鉄を緩徐に回転駆動するために流動性気
体手段を使用してもよい。

第３の参考例（第６図及び第７図） 溶融鋳鉄の供給はサイフオン手段６−７−１０
を介して行なわれる。Ｌ字形湯管７は接線方向で
ないオリフイス８を介して中央レリーフ１７とダ
イ１１との間の環状空間の底部１２に開口してい
る。

この参考例では例えば窒素又はアルゴンのごと
き不活性ガス流体が、ダイ１１と中央レリーフ１
７との間の溶融鋳鉄用の環状空間の底部の近傍に
接線方向に導入される。

溶融鋳鉄の回転を生起するガス流体は、ダイ１
１の円筒状内壁の延長上で収容ルツボ６−１１の
円筒状空洞とダイ１１の円筒状空洞４６とに接線
方向に装着された水平な２つの送風管４５によつ
て底部１２の近傍でベース６の内部に導入され
る。２つの送風管４５の各々は円錐台状の多孔質
プラグ又はノズル４７と多孔質ノズル４７の広い
底面と同じ直径の円筒状スリーブ４８と多孔質ノ
ズル４７へのガス流体導入用導管４９とを含む。
前記多孔質ノズル４７は接線方向で空洞４６に開
口する同様の円錐台状オリフイスの底部に装着さ
れており、例えばアルミナシリカ系耐火材（適正
な空〓率を与える粗い粒度の材料）から成る。ス
リーブ４８は耐火材から成りノズル４７と同心的
にベース６の壁を横断貫通している。円筒状スリ
ーブ４８の軸線内でガス流体を多孔質ノズルまで
誘導する導管４９は図示しない圧力流体ソースに
接続されている。円筒状スリーブ４８の外端断面
とベース６の突起５１とに閉鎖プレート５０が取
り付けられている。突起５１はベース６と一体形
成されてもよく又はベース６に付加されものでも
よい。導管４９は閉鎖プレート５０を貫通してい
る。従つてこの参考例では２つの送風管４５と２
つの突起５１と２つの導管４９とが使用されてい
る。サイフオン手段６−７−１０から導入された
溶融鋳鉄を緩速で回転駆動させるために窒素又は
アルゴンのごとき不活性ガス流体を２つの接線送
風管４５から吹き込んで収容ルツボ６−１１内の
溶融鋳鉄を矢印ｆ２（第７図）に沿つて緩徐に回
転させる。

本参考例においては、ガス流体圧を変化させる
だけで溶融鋳鉄の回転速度を調整し得る。導管４
９と溶融鋳鉄との間に挿入された多孔質ノズル４
７を使用するので不活性ガスは溶融鋳鉄内部に分
布する微細気泡の形状で吹込まれる。

第４の参考例（第８図） この参考例の装置は第６図及び第７図の装置と
同じく一対の接線送風管４５から不活性ガス流を
吹込んで溶融鋳鉄Ｆを回転させる。ただ１つの違
いは溶融鋳鉄Ｆの供給が第１図の参考例と同じく
ガス圧下の土びん式の密閉取瓶１と軸線XXの下
注ぎ湯管４によつて行なわれることである。サイ
フオン手段は使用されない。中央レリーフ１７も
存在しない。従つて収容ルツボ６−１１内の溶融
鋳鉄Ｆ用の収容空間は環状ではなく円筒状であり
底部１２も環状ではない。従つて円錐台状送風管
４５と下注ぎ湯管４の上部断面とは収容ルツボ６
−１１の槽の底部１２を開口している。小さい口
径の鋳鉄管を鋳造するときは中央レリーフ１７を
削除するのが妥当である。

円錐台状送風管４５は吹込パイプ（第７図の導
管４９に相当する）と多孔性噴射部（第７図の多
孔質ノズル４７に相当する）と円筒状スリーブ
（第７図の円筒状スリーブ４８に相当）とからな
る。

第１図から第３図の参考例でも小さい口径の鋳
鉄管を鋳造するために中央レリーフ１７を削除し
得る。逆に第４図の具体例では、収容ルツボ６−
１１内の溶融鋳鉄Ｆ用の環状空間内で該収容ルツ
ボ６−１１の高さ全体にわたる回転磁場を生成す
る１つ以上の電磁石３６の収容室として中央レリ
ーフ３４が不可欠である。第５図の具体例でも溶
融鋳鉄を回転駆動する耐熱性バー４４の回転駆動
シヤフト４１を通すために中央レリーフ３９が必
要である。

中央レリーフ１７が存在しないと溶融鋳鉄Ｆを
緩徐に回転させるエネルギは溶融鋳鉄用の空間が
環状であるときよりも大きいので、送風管４５か
らの不活性ガス流体の圧力及び流速が増加するこ
とが理解されよう。

接線方向に導入されるガス流体によつて溶融鋳
鉄の緩徐な回転を生起する別の手段も可能であ
る。

第５の参考例（第９，１０及び１１図） 第６図及び第７図に示した多孔質プラグ４７を
もつ接線送風管４５からガス流体を導入する代わ
りに収容ルツボ６−１１内の溶融鋳鉄Ｆに不活性
ガス流体を直接吹き込む上方に向つて傾斜した接
線方向噴射送風管を使用する。各噴射送風管は、
耐火材から成る円錐台状の円錐台状ノズル５２か
ら成り、導管５３で貫通されており、中央レリー
フ１７をもたない収容ルツボ６−１１の槽の底部
１２と共面の環状凹所５４に接線方向に開口して
いる。この参考例で接線噴射送風管は８個であ
る。噴射送風管の供給用の導管５３の各々は加圧
不活性ガスの分配器の機能を果たす環状溝５５に
開口する。バルブ５７によつ制御される単一外部
導管５６は加圧不活性ガス流体を環状溝５５に導
入する。不活性ガス流体の分配用の環状溝５５は
ベース６の下部に設けられる。溶融鋳鉄Ｆの供給
は第８図の参考例同様土びん式の密閉取瓶１と下
注ぎ湯管４とから行なわれる。管４は収容ルツボ
６−１１の軸線XX内で該収容ルツボ６−１１の
底部１２に開口している。

多数の微細気泡を吹き込む多孔質プラグ４７の
ついた送風管４５と違つて、本参考例における噴
射送風管は溶融鋳鉄Ｆ内に大きい気泡を吹き込
む。然しながら、送風管が収容ルツボ６−１１の
円筒状壁部でなく底部１２に開口しているので、
回転中の溶融鋳鉄Ｆと底部１２との摩擦が低減す
る。更に、気泡を高速で噴射すると溶融鋳鉄Ｆの
回転の運動エネルギがより高くなる。

最後に収容ツルボ６−１１内の溶融鋳鉄Ｆを緩
徐に回転駆動するために、液圧的及びパルス的と
見なし得る別の手段も可能である。

第６の参考例（第１２図から第１４図） この参考例は第１図の参考例同様接線方向に溶
融鋳造を供給する手段を使用する。図示の参考例
では、収容ルツボ６−１１内に溶融鋳鉄Ｆ用の環
状空間を形成する中央レリーフ１７は存在しない
が該レリーフ１７が維持されていてもよい。中央
レリーフ１７の有無は形成すべき鋳鉄管の直径に
左右される。この参考例では収容ルツボ６−１１
の底部１２の近傍での溶融鋳鉄の接線方向供給
は、ガス圧下の取瓶５８をもつ特別なサイフオン
手段によつて行なわれる。溶融鋳鉄Ｆの取瓶５８
は、鉛直隔壁５９と、バルブ３３で制御される導
管３２からのガス圧を上部に受容する閉鎖ドーム
形チヤンバ６０と、溶融鋳鉄Ｆを矢印ｆに従つて
充填する漏斗６２を上部に備えた通路６１とを含
む取瓶である。チヤンバ６０と充填用通路６１と
は、隔壁５９の下部に開設された接線オリフイス
６５を介して連通する。取瓶５８はチヤンバ６０
の下部に水平又はほぼ水平な鋳造管６４を有して
おり、この鋳造管はベース６に接続され、接線オ
リフイス６５を介して収容ルツボ６−１１の底部
１２の近傍で収容ルツボ６−１１の円筒状空洞４
６内に接線方向に開口しており、鋳造管６４は円
筒状空洞４６と取瓶の内部空間を連通している。

取瓶５８と当該取瓶５８の下部に設けられた鋳
造管６４は導入手段を構成し、ダイ１１、冷却水
循環ジヤケツト１３及び管状支持プレート１６は
冷却ダイを構成する。また、収容ルツボ６−１１
の円筒状空洞４６は冷却ダイ１１−１３−１６の
内部空間を構成し、ダイ１１の軸線XXは冷却ダ
イ１１−１３−１６の軸を構成する。円筒状空洞
４６は冷却ダイ１１−１３−１６の内周面及びベ
ース６の内周面によつて規定される。

収容ルツボ６−１１内の溶融鋳鉄Ｆのレベル
は、ダイ１１の上部に位置する上位レベルＮと、
該レベルより低いがダイ１１の上端から遠くない
下位レベルＮ１との間で変化し得る。オリフイス
６５と鋳造管６４とを介した連通管作用によつ
て、ダイ１１の上位レベルＮと下位レベルＮ１と
は、取瓶５８の通路６１の上位レベルＮと下位レ
ベルＮ１とに対応する。逆にダイ１１のこの上位
レベルＮと下位レベルＮ１とは、チヤンバ６０の
下位レベルＮ２と上位レベルＮ３とに対応する。
レベルＮ２及びレベルＮ３の夫々はレベルＮ及び
Ｎ１とは異なる。ガス圧下のチヤンバ６０内の下
位レベルＮ２に対応する上位レベルを得るために
最大ガス圧P1が必要であり、取瓶５８のチヤン
バ６０内の上位レベルＮ３に対応するダイ１１内
の下位レベルＮ１を得るためには、最小ガス圧
P2が必要である。

鋳鉄管の製造は第１図から第３図に示す第１の
参考例と同様の処理によつて行なわれる。即ち先
ずジグＭ（図示せず）を使用する。取瓶５８のチ
ヤンバ６０内の最大ガス圧P1を導入し、この圧
力を脈動させずに維持すると、ジグＭと接触した
溶融鋳鉄が上昇してジグＭに捕捉される。この結
果、チヤンバ６０内の溶融鋳鉄ＦのレベルはＮ３
からＮ２に低下する。

次にジグＭと接触して凝固した溶融鋳鉄を補給
するために、取瓶５８の通路６１に矢印ｆの方向
で溶融鋳鉄を導入して収容ルツボ６−１１内のレ
ベルをＮ１からＮに上昇させる。次に、ステツプ
的な引出し中に通路６１内の溶融鋳鉄の補給を継
続しつつ導管３２を介してチヤンバ６０内のガス
圧を最大値P1と最小値P2との間で周期的に且つ
規則的に変化させる。ガス圧の脈動は第１４図の
正弦曲線に従つて生じる。第１４図は導管３２か
らチヤンバ６０に導入されたガス圧Ｐの経時的変
化を示すグラフである。最大圧P1は、ダイ１１
内のレベルＮとチヤンバ６０内のレベルＮ２とに
対応し、最小圧P2はチヤンバ６０内のレベルＮ
３とダイ１１内のレベルＮ１とに対応する。収容
ルツボ６−１１の溶融鋳鉄Ｆのレベルの脈動を伴
うこのようなガス圧の脈動は、オリフイス６５か
ら接線方向に到着する溶融鋳鉄のポンピングシス
テムを生起する。このポンピングシステム、即ち
脈動システム即ち溶融鋳鉄の接線方向供給用ガス
圧の周期的変化が、収容ルツボ６−１１内で矢印
ｆ２に沿つた溶融鋳鉄Ｆの緩徐な回転を生起す
る。

脈動の周波数と振幅、即ち圧力値P1とP2（第１
４図）即ちレベルＮ，Ｎ２及びＮ１，Ｎ３を調整
すると、溶融鋳鉄Ｆの回転速度の正確な調整が達
成され十分に均一な肉厚をもつ管が形成される。

第１発明及び第２発明によれば、管全体に亘つ
て極めて均一な厚みを有する鋳鉄管を形成し得る
と共に、大きな鋳造能力を発揮し得る、球状黒鉛
鋳鉄管の連続鋳造装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は軸方向供給を補助する接線方向供給を
用いる鋳鉄管の連続鋳造装置（第一の参考例）の
概略断面図、第２図は第１図の２−２線断面図、
第３図は第１図の装置の軸方向供給を補助する接
線方向供給を示す概略斜視図、第４図及び第５図
は溶融鋳鉄回転用に夫々磁石回転手段、機械的回
転手段を使用する本発明装置の具体例の第１図同
様の概略断面図、第６図は溶融鋳鉄回転用に気体
手段を使用する連続鋳造装置（参考例）の第１図
同様の概略断面図、第７図は第６図の７−７線断
面図、第８図は溶融鋳鉄回転用に気体手段を用い
る別の参考例の第１図同様の概略断面図、第９図
は溶融鋳鉄回転用に気体手段を用いる更に別の参
考例の第１図同様の概略断面図、第１０図は第９
図の１０−１０線断面図、第１１図は第９図及び
第１０図で使用されるガス流体の噴射ノズルの拡
大部分断面図、第１２図は溶融鋳鉄の接線方向供
給と前記供給の律動的脈動手段とを用いる鋳鉄管
連続鋳造装置（参考例）の第１図同様の概略断面
図、第１３図は第１２図の１３−１３線断面図、
第１４図は溶融鋳鉄のレベルの脈動を経時的に示
すグラフである。 １……取瓶、４……下注ぎ湯管、６，７，１０
……サイフオン手段、１１……ダイ、１７，３
４，３９……中央レリーフ、１８，６５……接線
オリフイス、４５……送風管、５８……取瓶、６
４……鋳造管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ダイとベースとからなる円筒状のルツボと、 溶融鋳鉄を収容するための環状空間を前記ルツ
   ボ内に形成すべく、前記ルツボの内部に前記ルツ
   ボと同軸に設けられると共に、下端が前記ルツボ
   のベースに固着された円錐台状の部材と、 前記溶融鋳鉄を前記環状空間内に供給すべく、
   前記ルツボのベースに連結された溶融鋳鉄供給手
   段と、 前記供給された溶融鋳鉄を冷却すべく、前記ダ
   イの外周に設けられた冷却手段と、 前記部材内に形成されており、上端が閉鎖さ
   れ、前記ルツボの外部と連通するように下端が開
   口した空洞と、 前記供給された溶融鋳鉄を前記部材の周りに緩
   徐に回転させて前記環状空間内で形成される管の
   厚みを当該形成された管の全周に渡つて一定の値
   に維持するための回転手段とからなり、 前記回転手段は、前記ルツボの下方の位置から
   前記空洞内に伸長すると共に回転自在に設けられ
   たシヤフトと、前記空洞内に収容されていると共
   に、前記供給された溶融鋳鉄の全高に亘つて伸長
   するように前記シヤフトに取付けられた磁石手段
   と、前記ルツボの外部に設けられていると共に、
   前記シヤフトと前記磁石手段とを緩徐に回転させ
   るべく、前記シヤフトに連結されたシヤフト回転
   手段とを備える、球状黒鉛鋳鉄管の連続鋳造装
   置。 ２ ダイとベースとからなる円筒状のルツボと、 溶融鋳鉄を収容するための環状空間を前記ルツ
   ボ内に形成すべく、前記ルツボの内部に前記ルツ
   ボと同軸に設けられると共に、下端が前記ルツボ
   のベースに固着された円錐台状の部材と、 前記溶融鋳鉄を前記環状空間内に供給すべく、
   前記ルツボのベースに連結された溶融鋳鉄供給手
   段と、 前記供給された溶融鋳鉄を冷却すべく、前記ダ
   イの外周に設けられた冷却手段と、 下端が前記ルツボの外部と連通すると共に上端
   が前記ルツボの内部と連通するように、前記部材
   内に形成された貫通孔と、 前記供給された溶融鋳鉄を前記部材の周りに緩
   徐に回転させて前記環状空間内で形成される管の
   厚みを当該形成された管の全周に亘つて一定値に
   維持するための回転手段とからなり、 前記回転手段は、前記貫通孔を貫ぬいて伸長す
   ると共に前記貫通孔内に回転自在に配置されたシ
   ヤフトと、中央部が前記シヤフトの上端に取付け
   られており、前記ルツボの径方向に伸長するプレ
   ートと、前記プレートから下方に鉛直に伸長する
   と共に、一端が前記ルツボの底部近傍の位置に達
   するように、他端が前記プレートの対向端部にそ
   れぞれ取付けられた一対の耐熱性の棒部材と、前
   記シヤフトと前記棒部材とを緩徐に回転させるべ
   く、前記シヤフトの下端に連結されたシヤフト回
   転手段とを備える、球状黒鉛鋳鉄管の連続鋳造装
   置。