JPH08313464A - 鋳鉄の溶湯の性状を判定する方法 - Google Patents
鋳鉄の溶湯の性状を判定する方法Info
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- JPH08313464A JPH08313464A JP7140099A JP14009995A JPH08313464A JP H08313464 A JPH08313464 A JP H08313464A JP 7140099 A JP7140099 A JP 7140099A JP 14009995 A JP14009995 A JP 14009995A JP H08313464 A JPH08313464 A JP H08313464A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鋳鉄の溶湯を鋳型に注湯する以前に、その鋳
物の性質を炉前において迅速で的確に判定する方法を提
供する。 【構成】 熱電対４を具備する鋳鉄の溶湯の熱分析用の
３個の試料採取容器をそれぞれ冷却曲線作図装置７に接
続し、その第一の試料採取容器１にチル化剤５を添加
し、この第一の容器１に溶湯を注入して、その熱分析に
よりそのセメンタイト共晶温度（ＴＥＣ）を測定するこ
とと、その第二の試料採取容器２には何等の添加剤を加
えないで溶湯を注入し、その熱分析から溶湯自体の共晶
凝固温度変化を測定することと、さらに第三の試料採取
容器３に黒鉛化促進剤６を添加し、この第三の容器に溶
湯を注入して、その熱分析によって黒鉛共晶温度（ＴＥ
Ｇ）を測定することと、前記溶湯の共晶凝固温度変化の
範囲に対する前記セメンタイト共晶温度（ＴＥＣ）と前
記黒鉛共晶温度（ＴＥＧ）との関係から前記鋳鉄の溶湯
の性状を判定する。
物の性質を炉前において迅速で的確に判定する方法を提
供する。 【構成】 熱電対４を具備する鋳鉄の溶湯の熱分析用の
３個の試料採取容器をそれぞれ冷却曲線作図装置７に接
続し、その第一の試料採取容器１にチル化剤５を添加
し、この第一の容器１に溶湯を注入して、その熱分析に
よりそのセメンタイト共晶温度（ＴＥＣ）を測定するこ
とと、その第二の試料採取容器２には何等の添加剤を加
えないで溶湯を注入し、その熱分析から溶湯自体の共晶
凝固温度変化を測定することと、さらに第三の試料採取
容器３に黒鉛化促進剤６を添加し、この第三の容器に溶
湯を注入して、その熱分析によって黒鉛共晶温度（ＴＥ
Ｇ）を測定することと、前記溶湯の共晶凝固温度変化の
範囲に対する前記セメンタイト共晶温度（ＴＥＣ）と前
記黒鉛共晶温度（ＴＥＧ）との関係から前記鋳鉄の溶湯
の性状を判定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は鋳鉄の性状を判定する
方法、より詳細に述べると、鋳鉄を鋳造する以前に炉前
で鋳造される鋳鉄の溶湯の性状を判定する方法に関す
る。
方法、より詳細に述べると、鋳鉄を鋳造する以前に炉前
で鋳造される鋳鉄の溶湯の性状を判定する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】鋳鉄は鋳鋼とは異なり、溶湯の化学成分
を測定しただけでは、その性質を判定することができな
い。すなわち、鋳鉄は黒鉛と鋼との複合材であるため
に、晶出する黒鉛の分布、形状、黒鉛化度等によってそ
の性質が異なるからである。
を測定しただけでは、その性質を判定することができな
い。すなわち、鋳鉄は黒鉛と鋼との複合材であるため
に、晶出する黒鉛の分布、形状、黒鉛化度等によってそ
の性質が異なるからである。
【０００３】従来、このような黒鉛の分布、形状、黒鉛
化度等を知るためには、鋳鉄の溶湯の凝固後に、これを
顕微鏡あるいは超音波装置を用いて測定する以外には適
当な手段がなかった。
化度等を知るためには、鋳鉄の溶湯の凝固後に、これを
顕微鏡あるいは超音波装置を用いて測定する以外には適
当な手段がなかった。
【０００４】しかし、前記方法は、鋳鉄の溶湯を鋳型に
注入した後の測定検査によって行われるものであって、
注入前に鋳造後の鋳鉄の性状を予知する的確な方法はな
かったのである。
注入した後の測定検査によって行われるものであって、
注入前に鋳造後の鋳鉄の性状を予知する的確な方法はな
かったのである。
【０００５】一方、溶湯の注入時にチル化試験を行うこ
とが一般に行われるが、これは専らこれから製造しよう
とする鋳物の薄肉部がチルになるかどうかを確認するた
めであって、単に溶湯の性状の一部を知るにすぎないも
のである。
とが一般に行われるが、これは専らこれから製造しよう
とする鋳物の薄肉部がチルになるかどうかを確認するた
めであって、単に溶湯の性状の一部を知るにすぎないも
のである。
【０００６】また、鉄−炭素系平衡状態図においては、
黒鉛共晶温度（安定系共晶温度）が１１５３℃であり、
セメンタイト共晶温度（準安定系共晶温度）が１１４７
℃であることが確認されているが、この両者は、あくま
でも平衡状態における理想的な数値であって、この両者
から溶湯の性状を判定すること、およびこれを利用し
て、その判定に応用することは行われていない。
黒鉛共晶温度（安定系共晶温度）が１１５３℃であり、
セメンタイト共晶温度（準安定系共晶温度）が１１４７
℃であることが確認されているが、この両者は、あくま
でも平衡状態における理想的な数値であって、この両者
から溶湯の性状を判定すること、およびこれを利用し
て、その判定に応用することは行われていない。
【０００７】また、これら両者の共晶温度が鋳鉄中の珪
素およびクロム（Ｃｒ）の含有量によって変化すること
も周知である。すなわち、例えば鋳鉄中における珪素の
含有量が増加すると、黒鉛共晶温度が上昇してセメンタ
イト共晶温度が低下し、クロムの含有量が増加するとセ
メンタイト共晶温度が上昇する。
素およびクロム（Ｃｒ）の含有量によって変化すること
も周知である。すなわち、例えば鋳鉄中における珪素の
含有量が増加すると、黒鉛共晶温度が上昇してセメンタ
イト共晶温度が低下し、クロムの含有量が増加するとセ
メンタイト共晶温度が上昇する。
【０００８】そこで、この発明の発明者たちは鋳鉄の溶
湯の冷却曲線を利用して、鋳鉄の溶湯の共晶凝固温度と
黒鉛共晶温度と、セメンタイト共晶温度との関係から、
鋳鉄の性状を判定することに意を用いたのである。
湯の冷却曲線を利用して、鋳鉄の溶湯の共晶凝固温度と
黒鉛共晶温度と、セメンタイト共晶温度との関係から、
鋳鉄の性状を判定することに意を用いたのである。
【０００９】ところで、公知技術として鋳鉄の溶湯の冷
却曲線を利用するものとしては、溶湯にテルル（Ｔｅ）
を添加して、セメンタイト共晶凝固を行わせるように
し、溶湯の凝固開始初晶温度およびセメンタイト共晶温
度を測定して、その冷却曲線から溶湯中の炭素（Ｃ）お
よび珪素（Ｓｉ）値を求める、セメンタイト共晶を利用
する方法がある。
却曲線を利用するものとしては、溶湯にテルル（Ｔｅ）
を添加して、セメンタイト共晶凝固を行わせるように
し、溶湯の凝固開始初晶温度およびセメンタイト共晶温
度を測定して、その冷却曲線から溶湯中の炭素（Ｃ）お
よび珪素（Ｓｉ）値を求める、セメンタイト共晶を利用
する方法がある。
【００１０】また、平成５年特許願第２８０６６４号
「鋳鉄の溶湯中における球状化またはＣＶ化剤の有無お
よび片状黒鉛鋳鉄のチル化傾向を判定する方法とそれに
使用する試料採取容器」がある。
「鋳鉄の溶湯中における球状化またはＣＶ化剤の有無お
よび片状黒鉛鋳鉄のチル化傾向を判定する方法とそれに
使用する試料採取容器」がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】以上に述べた従来技術
において、前記セメンタイト共晶温度を測定する方法
は、微量元素を含む炭素及び珪素以外の溶湯のすべての
化学成分が変化しない場合には、ある程度、炭素値およ
び珪素値を求めることができるけれども、溶湯の化学成
分が少しでも変化する場合には、セメンタイト共晶温度
も変化するために、炭素値及び珪素値を判定することが
困難であった。
において、前記セメンタイト共晶温度を測定する方法
は、微量元素を含む炭素及び珪素以外の溶湯のすべての
化学成分が変化しない場合には、ある程度、炭素値およ
び珪素値を求めることができるけれども、溶湯の化学成
分が少しでも変化する場合には、セメンタイト共晶温度
も変化するために、炭素値及び珪素値を判定することが
困難であった。
【００１２】また、このセメンタイト共晶温度を測定す
る方法によれば、凝固開始初晶温度から炭素当量（ＣＥ
＝Ｃ＋１／３Ｓｉ）を求めて、セメンタイト共晶温度か
ら珪素を求める連立方程式であるために、鋳鉄にとって
重要なマンガン（Ｍｎ）の分析を行うことができない。
る方法によれば、凝固開始初晶温度から炭素当量（ＣＥ
＝Ｃ＋１／３Ｓｉ）を求めて、セメンタイト共晶温度か
ら珪素を求める連立方程式であるために、鋳鉄にとって
重要なマンガン（Ｍｎ）の分析を行うことができない。
【００１３】鋳鉄はその溶湯成分が同一であっても、そ
の性状や冷却速度によって性質が大きく異なるために、
経験的な技術に依存するところが多く、とくに、共晶セ
ル数、引け性、強度および硬度等は、凝固後に各種の試
験によって測定され、これらを溶湯の状態で判断するこ
とは頗る困難であった。
の性状や冷却速度によって性質が大きく異なるために、
経験的な技術に依存するところが多く、とくに、共晶セ
ル数、引け性、強度および硬度等は、凝固後に各種の試
験によって測定され、これらを溶湯の状態で判断するこ
とは頗る困難であった。
【００１４】また、前述した従来技術において、顕微鏡
や超音波装置を利用するものは、炉前で容易に測定する
ことができず、また専門の技術者を必要とする等の支障
がある。
や超音波装置を利用するものは、炉前で容易に測定する
ことができず、また専門の技術者を必要とする等の支障
がある。
【００１５】最後に、前記平成５年特許願第２８０６６
４号に記載の発明の方法は、鋳鉄の溶湯の化学成分が微
量元素を含めて少しも変化しない場合には、チル化度を
判定することができるが、溶湯成分中のＳｉ、Ｍｎ、Ｐ
およびＳが変化する場合や、Ｃｒ等を添加する場合には
セメンタイト共晶温度のみならず、黒鉛共晶温度も変化
するためにチル深さを求めることができないという不利
益がある。
４号に記載の発明の方法は、鋳鉄の溶湯の化学成分が微
量元素を含めて少しも変化しない場合には、チル化度を
判定することができるが、溶湯成分中のＳｉ、Ｍｎ、Ｐ
およびＳが変化する場合や、Ｃｒ等を添加する場合には
セメンタイト共晶温度のみならず、黒鉛共晶温度も変化
するためにチル深さを求めることができないという不利
益がある。
【００１６】以上に述べた従来技術の諸問題を考慮し
て、この発明の主目的は、鋳鉄の溶湯を鋳型に注湯する
以前に、その鋳物の性質を炉前において迅速で的確に判
定する方法を提供することにある。
て、この発明の主目的は、鋳鉄の溶湯を鋳型に注湯する
以前に、その鋳物の性質を炉前において迅速で的確に判
定する方法を提供することにある。
【００１７】さらに、この発明の目的は、鋳鉄の溶湯の
セメンタイト共晶温度と黒鉛共晶温度および溶湯自体の
共晶凝固温度の変化から、鋳鉄の性状を判定する方法を
提供することにある。
セメンタイト共晶温度と黒鉛共晶温度および溶湯自体の
共晶凝固温度の変化から、鋳鉄の性状を判定する方法を
提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、この発明は鋳鉄の溶湯の熱分析用の３個の試料採
取容器の第一の試料採取容器にチル化剤を添加し、この
第一の容器に溶湯を注入して、その熱分析によりそのセ
メンンタイト共晶温度（ＴＥＣ）を測定することと、そ
の第二の試料採取容器には何等の添加剤を加えないで溶
湯を注入し、その熱分析から溶湯自体の共晶凝固温度変
化を測定することと、さらに第三の試料採取容器に黒鉛
化促進剤を添加し、この第三の容器に溶湯を注入して、
その熱分析によって黒鉛共晶温度（ＴＥＧ）を測定する
ことと、前記溶湯の共晶凝固温度変化の範囲に対する前
記セメンタイト共晶温度（ＴＥＣ）と前記黒鉛共晶温度
（ＴＥＧ）との関係から前記鋳鉄の溶湯の性状を判定す
ることを特徴とするものである。
めに、この発明は鋳鉄の溶湯の熱分析用の３個の試料採
取容器の第一の試料採取容器にチル化剤を添加し、この
第一の容器に溶湯を注入して、その熱分析によりそのセ
メンンタイト共晶温度（ＴＥＣ）を測定することと、そ
の第二の試料採取容器には何等の添加剤を加えないで溶
湯を注入し、その熱分析から溶湯自体の共晶凝固温度変
化を測定することと、さらに第三の試料採取容器に黒鉛
化促進剤を添加し、この第三の容器に溶湯を注入して、
その熱分析によって黒鉛共晶温度（ＴＥＧ）を測定する
ことと、前記溶湯の共晶凝固温度変化の範囲に対する前
記セメンタイト共晶温度（ＴＥＣ）と前記黒鉛共晶温度
（ＴＥＧ）との関係から前記鋳鉄の溶湯の性状を判定す
ることを特徴とするものである。
【００１９】第一の容器に添加するチル化剤としては、
テルル（Ｔｅ）を試料採取容器に注入する鋳鉄の溶湯の
重量に対して約０．２乃至１．０（重量）％添加すれ
ば、溶湯を完全に白銑化させてセメンタイト共晶温度を
測定することができるが、このテルルの添加量の約５０
％までを、セレン（Ｓｅ），ビスマス（Ｂｉ）およびク
ロム（Ｃｒ）とすることもできる。
テルル（Ｔｅ）を試料採取容器に注入する鋳鉄の溶湯の
重量に対して約０．２乃至１．０（重量）％添加すれ
ば、溶湯を完全に白銑化させてセメンタイト共晶温度を
測定することができるが、このテルルの添加量の約５０
％までを、セレン（Ｓｅ），ビスマス（Ｂｉ）およびク
ロム（Ｃｒ）とすることもできる。
【００２０】鋳鉄の溶湯の黒鉛共晶温度を正確に測定す
るためには、黒鉛化促進剤として珪素を鋳鉄の溶湯の重
量に対して約３０乃至９７（重量）％含有する添加剤、
例えばフェロシリコン、若しくは炭素を約３０（重量）
％以上含有するものであることが望ましい。
るためには、黒鉛化促進剤として珪素を鋳鉄の溶湯の重
量に対して約３０乃至９７（重量）％含有する添加剤、
例えばフェロシリコン、若しくは炭素を約３０（重量）
％以上含有するものであることが望ましい。
【００２１】この場合において、珪素の含量が３０（重
量）％以下であると、黒鉛化を促進させる能力が不足
し、珪素の含量が９７（重量）％を越えると、珪素の純
度が高すぎるために黒鉛化促進能力が不足する。なお、
炭素は有効な黒鉛化促進元素であるけれども、その含量
が３０％（重量）以下であると、黒鉛化促進能力が不足
する。
量）％以下であると、黒鉛化を促進させる能力が不足
し、珪素の含量が９７（重量）％を越えると、珪素の純
度が高すぎるために黒鉛化促進能力が不足する。なお、
炭素は有効な黒鉛化促進元素であるけれども、その含量
が３０％（重量）以下であると、黒鉛化促進能力が不足
する。
【００２２】このように鋳鉄の溶湯に加える添加剤の黒
鉛化促進能力が不足すると、鋳鉄の溶湯の黒鉛共晶温度
を測定することができない。
鉛化促進能力が不足すると、鋳鉄の溶湯の黒鉛共晶温度
を測定することができない。
【００２３】ところで、この発明は多くの実験の結果、
鋳造しようとする鋳鉄の溶湯の性状は、溶湯自体の共晶
凝固が行われる黒鉛共晶温度とセメンタイト共晶温度と
の間の温度の位置によって決定するものであることを確
認したことによって完成したものである。
鋳造しようとする鋳鉄の溶湯の性状は、溶湯自体の共晶
凝固が行われる黒鉛共晶温度とセメンタイト共晶温度と
の間の温度の位置によって決定するものであることを確
認したことによって完成したものである。
【００２４】すなわち、チル化剤を入れた第一の容器
と、添加剤を含まない第二の容器と、黒鉛化剤を入れた
第三の容器とを使用して、これら容器に鋳鉄の溶湯を注
入して凝固させることにより、溶湯のセメンタイト共晶
温度、黒鉛共晶温度および溶湯自体の共晶凝固温度の変
化を測定して、この溶湯自体の共晶凝固温度変化域が、
前記溶湯のセメンタイト共晶温度と黒鉛共晶温度との間
において、如何なる位置にあるかを調べた結果から、そ
れが黒鉛共晶温度に近い位置にある場合には、いわゆる
Ａ型と呼ばれる良好な黒鉛形状を示し、チル化度も低
く、それに反してセメンタイト共晶凝固に近接した凝固
を行う場合には、その溶湯の黒鉛形状が不良で、チル化
度が高いことを確認したことによって、裏付けられるも
のである。
と、添加剤を含まない第二の容器と、黒鉛化剤を入れた
第三の容器とを使用して、これら容器に鋳鉄の溶湯を注
入して凝固させることにより、溶湯のセメンタイト共晶
温度、黒鉛共晶温度および溶湯自体の共晶凝固温度の変
化を測定して、この溶湯自体の共晶凝固温度変化域が、
前記溶湯のセメンタイト共晶温度と黒鉛共晶温度との間
において、如何なる位置にあるかを調べた結果から、そ
れが黒鉛共晶温度に近い位置にある場合には、いわゆる
Ａ型と呼ばれる良好な黒鉛形状を示し、チル化度も低
く、それに反してセメンタイト共晶凝固に近接した凝固
を行う場合には、その溶湯の黒鉛形状が不良で、チル化
度が高いことを確認したことによって、裏付けられるも
のである。
【００２５】
【発明の説明】この発明の方法を実行するために、従来
周知の熱電対４を具備する、同一の３個の試料採取容
器、すなわち第一の試料採取容器１、第二の試料採取容
器２及び第三の試料採取容器３とを用意し、これら試料
採取容器の熱電対４のリ−ド線をそれぞれ冷却曲線作図
装置７に接続した。
周知の熱電対４を具備する、同一の３個の試料採取容
器、すなわち第一の試料採取容器１、第二の試料採取容
器２及び第三の試料採取容器３とを用意し、これら試料
採取容器の熱電対４のリ−ド線をそれぞれ冷却曲線作図
装置７に接続した。
【００２６】次に、第一の試料採取容器１にテルル５
を、第二の試料採取容器２には何等の添加剤をも配する
ことなく、また第三の試料採取容器３には７５％フェロ
シリコン６を配置した。
を、第二の試料採取容器２には何等の添加剤をも配する
ことなく、また第三の試料採取容器３には７５％フェロ
シリコン６を配置した。
【００２７】これら３種の試料採取容器１、２、３に注
入する鋳鉄の溶湯として、その基本成分を炭素（Ｃ）
３．１％、珪素（Ｓｉ）１．６％，マンガン（Ｍｎ）
０．７５％とし、クロム（Ｃｒ）を０．１２％、０．３
７％、０．６３％、０．９１％、１．３８％とそれぞれ
変化させた溶湯を作成した。
入する鋳鉄の溶湯として、その基本成分を炭素（Ｃ）
３．１％、珪素（Ｓｉ）１．６％，マンガン（Ｍｎ）
０．７５％とし、クロム（Ｃｒ）を０．１２％、０．３
７％、０．６３％、０．９１％、１．３８％とそれぞれ
変化させた溶湯を作成した。
【００２８】この各種の溶湯について、接種後の時間変
化（フェイディング）をこの発明の装置７及び従来の測
定装置とによって測定すると共に、強制板チル試験片を
用いて、そのチル深さを測定して、チル深さと冷却曲線
との関係を調べた。
化（フェイディング）をこの発明の装置７及び従来の測
定装置とによって測定すると共に、強制板チル試験片を
用いて、そのチル深さを測定して、チル深さと冷却曲線
との関係を調べた。
【００２９】まず、無添加の第二の試料採取容器２から
得られた冷却曲線は図２に波線９で示す通りで、その共
晶凝固最高温度（ＴＥＭ）と共晶過冷最低温度（ＴＥ
Ｓ）の差（ΔＴ）が最も一般的であり、通常、この温度
差（ΔＴ）がチル深さと関係するものとされている。
得られた冷却曲線は図２に波線９で示す通りで、その共
晶凝固最高温度（ＴＥＭ）と共晶過冷最低温度（ＴＥ
Ｓ）の差（ΔＴ）が最も一般的であり、通常、この温度
差（ΔＴ）がチル深さと関係するものとされている。
【００３０】ところで、前述の一定の基本成分とクロム
の量を変化させた、それぞれの溶湯について、冷却曲線
９から得た共晶凝固最高温度（ＴＥＭ）と共晶過冷最低
温度（ＴＥＳ）の差（ΔＴ）について作図すると、図３
に示す通りであって、この温度差（ΔＴ）とチル深さと
の間には、何等の関係がないことが判る。
の量を変化させた、それぞれの溶湯について、冷却曲線
９から得た共晶凝固最高温度（ＴＥＭ）と共晶過冷最低
温度（ＴＥＳ）の差（ΔＴ）について作図すると、図３
に示す通りであって、この温度差（ΔＴ）とチル深さと
の間には、何等の関係がないことが判る。
【００３１】次に、図２における無添加の試料採取容器
２から得られた共晶温度変化を示す冷却曲線９とテルル
を添加した第一の試料採取容器１から得られたセメンタ
イト共晶温度（ＴＥＣ）の変化を示す冷却曲線１０とに
ついて検討した。
２から得られた共晶温度変化を示す冷却曲線９とテルル
を添加した第一の試料採取容器１から得られたセメンタ
イト共晶温度（ＴＥＣ）の変化を示す冷却曲線１０とに
ついて検討した。
【００３２】ここで、共晶過冷最低温度（ＴＥＳ）とセ
メンタイト共晶温度（ＴＥＣ）との差をΔＴ１として示
す。
メンタイト共晶温度（ＴＥＣ）との差をΔＴ１として示
す。
【００３３】そこで、この温度差（ΔＴ１）と前記それ
ぞれの溶湯のチル深さとの関係を作図して示すと、図４
の通りである。
ぞれの溶湯のチル深さとの関係を作図して示すと、図４
の通りである。
【００３４】この図４から、クロム（Ｃｒ）の含有量が
同一な溶湯であれば、共晶過冷最低温度（ＴＥＳ）とセ
メンタイト共晶温度（ＴＥＣ）との差（ΔＴ１）とチル
深さとが良好な相関関係を示すが、クロムの含有量が異
なると良好な相関関係を示していないことが知れる。
同一な溶湯であれば、共晶過冷最低温度（ＴＥＳ）とセ
メンタイト共晶温度（ＴＥＣ）との差（ΔＴ１）とチル
深さとが良好な相関関係を示すが、クロムの含有量が異
なると良好な相関関係を示していないことが知れる。
【００３５】さらに前記３個の容器による冷却曲線（図
２）から、チル深さと冷却曲線との関係を検討すると、
黒鉛共晶温度（ＴＥＧ）とセメンタイト共晶温度（ＴＥ
Ｃ）との差（ΔＴ３）および共晶過冷最低温度（ＴＥ
Ｓ）とセメンタイト共晶温度（ＴＥＣ）との差（ΔＴ
１）を用いたΔＴ１／ΔＴ３が最も相関性が高いことが
判る。この差（ΔＴ１）は逆に黒鉛共晶温度（ＴＥＧ）
と共晶過冷最低温度（ＴＥＳ）の差からして、これを
（ΔＴ１）としても、その相関性が同じになる。そこ
で、強制板チル試験片によるチル深さと前記ΔＴ１／Δ
Ｔ３との関係を示すと、図５に示す通りである。
２）から、チル深さと冷却曲線との関係を検討すると、
黒鉛共晶温度（ＴＥＧ）とセメンタイト共晶温度（ＴＥ
Ｃ）との差（ΔＴ３）および共晶過冷最低温度（ＴＥ
Ｓ）とセメンタイト共晶温度（ＴＥＣ）との差（ΔＴ
１）を用いたΔＴ１／ΔＴ３が最も相関性が高いことが
判る。この差（ΔＴ１）は逆に黒鉛共晶温度（ＴＥＧ）
と共晶過冷最低温度（ＴＥＳ）の差からして、これを
（ΔＴ１）としても、その相関性が同じになる。そこ
で、強制板チル試験片によるチル深さと前記ΔＴ１／Δ
Ｔ３との関係を示すと、図５に示す通りである。
【００３６】クロムの含有量を変化させた場合には、共
晶過冷最低温度（ＴＥＳ）とセメンタイト共晶温度（Ｔ
ＥＣ）との差（ΔＴ１）とチル深さの関係が良くなかっ
たが、前記ΔＴ１／ΔＴ３を利用することによって、チ
ル深さと良好な相関性が得られる。
晶過冷最低温度（ＴＥＳ）とセメンタイト共晶温度（Ｔ
ＥＣ）との差（ΔＴ１）とチル深さの関係が良くなかっ
たが、前記ΔＴ１／ΔＴ３を利用することによって、チ
ル深さと良好な相関性が得られる。
【００３７】次に、７５％フェロシリコン６を添加した
第三の試料採取容器３に注入した溶湯の凝固後の組織
を、詳細に調べた結果、黒鉛の形状がすべてＡ型の良好
な組織であることが判った。
第三の試料採取容器３に注入した溶湯の凝固後の組織
を、詳細に調べた結果、黒鉛の形状がすべてＡ型の良好
な組織であることが判った。
【００３８】これによって、添加剤を加えてない第二の
試料採取容器２の溶湯から得た黒鉛の形状とΔＴ１／Δ
Ｔ３との関係から、図６、図７及び図８に示すように、
ΔＴ１／ΔＴ３と黒鉛の形状及びその分布状態との間に
深い関係があることが判る。
試料採取容器２の溶湯から得た黒鉛の形状とΔＴ１／Δ
Ｔ３との関係から、図６、図７及び図８に示すように、
ΔＴ１／ΔＴ３と黒鉛の形状及びその分布状態との間に
深い関係があることが判る。
【００３９】なお、図６はΔＴ１／ΔＴ３が０．７３の
組織、図７はΔＴ１／ΔＴ３が０．５６の組織、図８は
ΔＴ１／ΔＴ３が０．２５の組織、そして図９はΔＴ１
／ΔＴ３が０．１０の組織を示す顕微鏡写真である。
組織、図７はΔＴ１／ΔＴ３が０．５６の組織、図８は
ΔＴ１／ΔＴ３が０．２５の組織、そして図９はΔＴ１
／ΔＴ３が０．１０の組織を示す顕微鏡写真である。
【００４０】さらに、これらの組織における接種からの
時間（フェ−ディング時間）、ΔＴ１／ΔＴ３、黒鉛形
状、強度、硬さ、引け性、共晶セル数及び炭化物の有無
を示すと表１の通りである。
時間（フェ−ディング時間）、ΔＴ１／ΔＴ３、黒鉛形
状、強度、硬さ、引け性、共晶セル数及び炭化物の有無
を示すと表１の通りである。
【００４１】
【表１】
【００４２】図６乃至図９に示す組織の顕微鏡写真によ
って、ΔＴ１／ΔＴ３の値が１に近いほど、黒鉛が均一
に分布した、いわゆるＡ型の形態であり、０に近いほど
Ｄ型の不均一な黒鉛組織であることを知ることができ
る。
って、ΔＴ１／ΔＴ３の値が１に近いほど、黒鉛が均一
に分布した、いわゆるＡ型の形態であり、０に近いほど
Ｄ型の不均一な黒鉛組織であることを知ることができ
る。
【００４３】図６乃至図９と表１とからして、黒鉛の形
状が悪くなるほど強度が低下し、共晶セル数が減少する
ことが判る。
状が悪くなるほど強度が低下し、共晶セル数が減少する
ことが判る。
【００４４】また、ΔＴ１／ΔＴ３の値が０．２５で
は、少量の炭化物が発生するために、硬さが増加し、Δ
Ｔ１／ΔＴ３の値が０．１であると、組織的にも炭化物
を確認することができる。このΔＴ１／ΔＴ３の値が
０．１であるときには、強度が増し、硬さがそれによっ
て増加している。
は、少量の炭化物が発生するために、硬さが増加し、Δ
Ｔ１／ΔＴ３の値が０．１であると、組織的にも炭化物
を確認することができる。このΔＴ１／ΔＴ３の値が
０．１であるときには、強度が増し、硬さがそれによっ
て増加している。
【００４５】表１から、ΔＴ１／ΔＴ３の値と共晶セル
数との関係は、極めて良好な関係にあることが知れる。
なお、ΔＴ１／ΔＴ３の値を調節しながら、鋳造したと
ころΔＴ１／ΔＴ３の数値が大きいほど、引け性が高い
ことが判明した。
数との関係は、極めて良好な関係にあることが知れる。
なお、ΔＴ１／ΔＴ３の値を調節しながら、鋳造したと
ころΔＴ１／ΔＴ３の数値が大きいほど、引け性が高い
ことが判明した。
【００４６】以上の結果から、共晶凝固最高温度（ＴＥ
Ｍ）とセメンタイト共晶温度（ＴＥＣ）との温度差（Δ
Ｔ２）によって、ΔＴ１／ΔＴ３を用いても、共晶凝固
最高温度（ＴＥＭ）が黒鉛共晶温度（ＴＥＧ）と同一に
ならない限り問題ではなく、共晶凝固温度がセメンタイ
ト共晶温度（ＴＥＣ）と黒鉛共晶温度（ＴＥＧ）との間
の如何なる位置に存在するかを、セメンタイト共晶側の
面積等と黒鉛共晶側の面積を用いて表示することもでき
る。
Ｍ）とセメンタイト共晶温度（ＴＥＣ）との温度差（Δ
Ｔ２）によって、ΔＴ１／ΔＴ３を用いても、共晶凝固
最高温度（ＴＥＭ）が黒鉛共晶温度（ＴＥＧ）と同一に
ならない限り問題ではなく、共晶凝固温度がセメンタイ
ト共晶温度（ＴＥＣ）と黒鉛共晶温度（ＴＥＧ）との間
の如何なる位置に存在するかを、セメンタイト共晶側の
面積等と黒鉛共晶側の面積を用いて表示することもでき
る。
【００４７】
【表１】
【００４８】さらに、凝固開始初晶温度（Ｔｒ）、すな
わち炭素当量、共晶凝固最高温度（ＴＥＭ）と共晶過冷
最低温度（ＴＥＳ）との温度差（ΔＴ）、および共晶凝
固中の温度と時間との関係等のデ−タを補助的に用いる
ことによって、より詳細に溶湯の性状の判定を行うこと
が可能である。
わち炭素当量、共晶凝固最高温度（ＴＥＭ）と共晶過冷
最低温度（ＴＥＳ）との温度差（ΔＴ）、および共晶凝
固中の温度と時間との関係等のデ−タを補助的に用いる
ことによって、より詳細に溶湯の性状の判定を行うこと
が可能である。
【００４９】以上に述べた通り、この発明によれば、鋳
鉄の溶湯を鋳型に注入する以前に、その溶湯によって鋳
造できる鋳鉄の性状を判定することができる。
鉄の溶湯を鋳型に注入する以前に、その溶湯によって鋳
造できる鋳鉄の性状を判定することができる。
【図１】この発明の方法を実施するための３個の試料採
取容器と冷却曲線作図装置とを示す略図である。
取容器と冷却曲線作図装置とを示す略図である。
【図２】図１の装置によって得られる鋳鉄の溶湯の冷却
曲線を説明する線図である。
曲線を説明する線図である。
【図３】鋳鉄の溶湯中のクロムの含有量の相違に基づく
共晶凝固最高温度（ＴＥＭ）と共晶過冷最低温度（ＴＥ
Ｓ）との温度差（ΔＴ）とチルの深さとの関係を示す図
である。
共晶凝固最高温度（ＴＥＭ）と共晶過冷最低温度（ＴＥ
Ｓ）との温度差（ΔＴ）とチルの深さとの関係を示す図
である。
【図４】鋳鉄の溶湯中のクロムの含有量の相違に基づく
共晶過冷最低温度（ＴＥＳ）とセメンタイト共晶温度
（ＴＥＣ）との差（ΔＴ１）チルの深さとの関係を示す
図である。
共晶過冷最低温度（ＴＥＳ）とセメンタイト共晶温度
（ＴＥＣ）との差（ΔＴ１）チルの深さとの関係を示す
図である。
【図５】鋳鉄の溶湯中のクロムの含有量の相違に基づく
ΔＴ１／ΔＴ３とチルの深さとの関係を示す図である。
ΔＴ１／ΔＴ３とチルの深さとの関係を示す図である。
【図６】添加剤を加えない第二の試料採取容器に注入し
た鋳鉄の溶湯におけるΔＴ１／ΔＴ３の値が０．７３の
ときの鋳鉄の組織を示す顕微鏡写真である。
た鋳鉄の溶湯におけるΔＴ１／ΔＴ３の値が０．７３の
ときの鋳鉄の組織を示す顕微鏡写真である。
【図７】添加剤を加えない第二の試料採取容器に注入し
た鋳鉄の溶湯におけるΔＴ１／ΔＴ３の値が０．５６の
ときの鋳鉄の組織を示す顕微鏡写真である。
た鋳鉄の溶湯におけるΔＴ１／ΔＴ３の値が０．５６の
ときの鋳鉄の組織を示す顕微鏡写真である。
【図８】添加剤を加えない第二の試料採取容器に注入し
た鋳鉄の溶湯におけるΔＴ１／ΔＴ３の値が０．２５の
ときの鋳鉄の組織を示す顕微鏡写真である。
た鋳鉄の溶湯におけるΔＴ１／ΔＴ３の値が０．２５の
ときの鋳鉄の組織を示す顕微鏡写真である。
【図９】添加剤を加えない第二の試料採取容器に注入し
た鋳鉄の溶湯におけるΔＴ１／ΔＴ３の値が０．１０の
ときの鋳鉄の組織を示す顕微鏡写真である。
た鋳鉄の溶湯におけるΔＴ１／ΔＴ３の値が０．１０の
ときの鋳鉄の組織を示す顕微鏡写真である。
１ 第一の試料採取容器 ２ 第二の試料採取容器 ３ 第三の試料採取容器 ４ 熱電対 ５ テルル ６ ７５％フェロシリコン ７ 冷却曲線作図装置 ８ 第三の試料採取容器で得た鋳鉄の溶湯の冷却曲線 ９ 第二の試料採取容器で得た鋳鉄の溶湯の冷却曲線 １０ 第一の試料採取容器で得た鋳鉄の溶湯の冷却曲線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐原 栄一 静岡県駿東郡清水町徳倉760−２ (72)発明者 平岡 秀孝 静岡県磐田郡豊田町赤池32番地 有限会社 日本サブランスプローブエンジニアリング 内 (72)発明者 森中 真行 静岡県磐田郡豊田町赤池32番地 有限会社 日本サブランスプローブエンジニアリング 内 (72)発明者 杉江 恒治 静岡県磐田郡豊田町赤池32番地 有限会社 日本サブランスプローブエンジニアリング 内 (72)発明者 久保田 泰司 静岡県磐田郡豊田町赤池32番地 有限会社 日本サブランスプローブエンジニアリング 内
Claims (6)
- 【請求項１】 鋳鉄の溶湯の熱分析用の３個の試料採取
容器の第一の容器にチル化剤を添加して溶湯を注入する
ことにより、そのセメンタイト共晶温度（ＴＥＣ）を測
定することと、前記第二の容器には添加剤を加えること
なく溶湯を注入することにより溶湯自体の共晶凝固温度
変化を測定することと、 前記第三の容器には黒鉛化剤
を添加して溶湯を注入することによりその黒鉛共晶温度
（ＴＥＧ）を測定することと、前記溶湯の共晶凝固温度
変化の範囲に対する前記セメンタイト共晶温度（ＴＥ
Ｃ）と前記黒鉛共晶温度（ＴＥＧ）との関係から前記鋳
鉄の溶湯の性状を判定することを特徴とする鋳鉄の溶湯
の性状を判定する方法。 - 【請求項２】 前記各試料採取容器に鋳鉄の溶湯を同時
に注入することを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記チル化剤をテルル、セレン、ビスマ
ス及びクロムの部類中のいずれかとする請求項１に記載
の方法。 - 【請求項４】 前記チル化剤をテルル、セレン、ビスマ
ス及びクロムのいずれかを１種以上含むものとする請求
項１に記載の方法。 - 【請求項５】 前記黒鉛化剤が珪素を約３０乃至約９７
（重量）％含有するものとする請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 前記黒鉛化剤が炭素を約３０（重量）％
含有するものとする請求項１に記載の方法。
Priority Applications (8)
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|---|---|---|---|
| JP7140099A JP2750832B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 鋳鉄の溶湯の性状を判定する方法 |
| US08/643,076 US5804006A (en) | 1995-05-16 | 1996-04-30 | Method for judging the properties of molten cast iron |
| GB9608898A GB2300916B (en) | 1995-05-16 | 1996-04-30 | Method of determining the structure of cast iron |
| SE9601693A SE515846C2 (sv) | 1995-05-16 | 1996-05-03 | Förfarande för bedömning av egenskaperna hos smält gjutjärn |
| CN96105890A CN1059243C (zh) | 1995-05-16 | 1996-05-14 | 判定铸铁铁水特性的方法 |
| DE19619477A DE19619477C2 (de) | 1995-05-16 | 1996-05-14 | Verfahren zum Überprüfen der Eigenschaften von geschmolzenem Gußeisen |
| IT96TO000398A IT1285874B1 (it) | 1995-05-16 | 1996-05-14 | Metodo per giudicare le proprieta' di ghisa fusa. |
| BR9602248A BR9602248A (pt) | 1995-05-16 | 1996-05-14 | Processo para julgar as propriedades do ferro fundido |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7140099A JP2750832B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 鋳鉄の溶湯の性状を判定する方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08313464A true JPH08313464A (ja) | 1996-11-29 |
| JP2750832B2 JP2750832B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=15260927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7140099A Expired - Fee Related JP2750832B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 鋳鉄の溶湯の性状を判定する方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5804006A (ja) |
| JP (1) | JP2750832B2 (ja) |
| CN (1) | CN1059243C (ja) |
| BR (1) | BR9602248A (ja) |
| DE (1) | DE19619477C2 (ja) |
| GB (1) | GB2300916B (ja) |
| IT (1) | IT1285874B1 (ja) |
| SE (1) | SE515846C2 (ja) |
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| WO2011136062A1 (ja) * | 2010-04-26 | 2011-11-03 | 株式会社ニッサブ | 鋳鉄の熱分析用容器 |
| JP5025811B1 (ja) * | 2011-05-10 | 2012-09-12 | エコ・システム有限会社 | 金属溶湯用測定カップ、及びその金属溶湯用測定カップを具備した溶湯の性状判定装置 |
| CN103698331A (zh) * | 2013-09-06 | 2014-04-02 | 内蒙古科技大学 | 一种高温凝固相转变规律测定实验方法及装置 |
| KR20220074544A (ko) * | 2020-11-27 | 2022-06-03 | 한국생산기술연구원 | 용탕분석장치 |
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| FR2772480B1 (fr) * | 1997-12-16 | 2000-03-03 | Fonderie Ctr Tech Ind | Procede pour determiner l'etat metallurgique d'une fonte par analyse thermique pour une epaisseur donnee |
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| CN103154277A (zh) | 2010-10-28 | 2013-06-12 | 贺利氏电子耐特国际股份公司 | 无线喷枪 |
| CN102313701B (zh) * | 2011-08-29 | 2012-11-28 | 天津普瑞赛斯软件开发有限公司 | 铸铁硬度在线预测系统 |
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| EP2781607A1 (en) * | 2013-03-20 | 2014-09-24 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Sampler for molten iron |
| CN105543438B (zh) * | 2016-01-13 | 2018-01-30 | 天润曲轴股份有限公司 | 一种减少铁水收缩的电炉原铁水碳量调整控制方法 |
| CN110018196B (zh) * | 2019-04-26 | 2022-04-15 | 天津埃克申科技有限公司 | 多通道金属热熔液分析系统和方法 |
| CN115331406B (zh) * | 2022-07-21 | 2024-02-09 | 南昌大学 | 一种蠕铁制动鼓铁水质量预警系统及其预警方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE3013621A1 (de) * | 1980-04-09 | 1981-10-15 | Electro-Nite, N.V., Houthalen | Verfahren zur bestimmung des kohlenstoffgehaltes vonstahlschmelzen durch thermische analyse |
| JPH01503085A (ja) * | 1987-04-24 | 1989-10-19 | キエフスキー、ポリチェフニチェスキー、インスチツート、イメーニ、５０‐レチア、ベリコイ、オクチャブルスコイ、ソツィアリスティチェスコイ、レボリューツィイ | 合金中の混合物の定量的含量の決定方法 |
| DE3919362A1 (de) * | 1989-06-14 | 1990-12-20 | Electro Nite | Vorrichtung zur bestimmung von phasenuebergaengen mittels einer aus einer metallschmelze entnommenen probe |
| US5057149A (en) * | 1990-01-05 | 1991-10-15 | Electronite International, N.V. | Method and apparatus for introducing uniform quantities of a material into a metallurgical sample |
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-
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- 1995-05-16 JP JP7140099A patent/JP2750832B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
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- 1996-04-30 US US08/643,076 patent/US5804006A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1996-05-14 CN CN96105890A patent/CN1059243C/zh not_active Expired - Fee Related
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