JPH0841517A

JPH0841517A - 球状黒鉛鋳鉄の製造方法及び球状化補助具

Info

Publication number: JPH0841517A
Application number: JP19360594A
Authority: JP
Inventors: Keizo Yokoo; 敬三横尾; Yukio Isoda; 幸雄磯田; Takahiro Sugiyama; 隆博杉山
Original assignee: DAIHATSU KINZOKU KOGYO KK
Current assignee: DAIHATSU KINZOKU KOGYO KK
Priority date: 1994-07-25
Filing date: 1994-07-25
Publication date: 1996-02-13

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】置き注ぎ法で球状黒鉛鋳鉄を製造する場合
に、球状化剤が浮上して溶湯と急激に反応するのを防止
して、球状化剤の歩留りの向上や安定化を図る。また、
マグネシウム含有率の高い球状化剤やダスト状球状化剤
の歩留り向上により、球状化処理コストの低減を図る。【構成】置き注ぎ法で球状黒鉛鋳鉄を製造する場合
に、取鍋底部に配置した鉄製の反応制御容器に球状化剤
や接種剤等を装入充填した状態で、注湯する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、球状黒鉛鋳鉄の製造方
法の改良及びそれに使用する球状化補助具に関する。

【０００２】

【従来の技術】球状黒鉛鋳鉄は、黒鉛を球状で析出させ
るもので、その優れた強靱性や鋳造性の故に大量に生産
されている。この球状黒鉛鋳鉄は、硫黄含有量の少ない
ねずみ鋳鉄に、マグネシウムやカルシウム、レアーアー
ス等を添加して製造されている。

【０００３】ところで、マグネシウムが0.０３〜0.０４
％程度残留していると球状黒鉛鋳鉄が得られるが、この
添加方法に関しては種々な問題がある。この添加は、コ
ンバーター法、ターンディッシュ法、インモールド法、
置き注ぎ法などにより行われているが何れも一長一短が
ある。即ち、コンバーター法は、大量処理が可能で製造
コストも低いが大掛かりな設備を必要とし設備費がかか
るうえに少量処理には不向きなものである。ターンディ
ッシュ法は、マグネシウムの歩留りが高く発煙も少ない
が工数がかかり、現在では殆ど使用されていない。イン
モールド法は、得られる材質は良好であるが製品にバラ
付きがあって製品毎の検査が必要であるなど、工数とコ
ストがかかる難点がある。

【０００４】一方、置き注ぎ法は装置や処理が簡単であ
りコストも格別高くないため、現在では多くの工場がこ
の方法を採用している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】置き注ぎ法とは、溶湯
を受ける取鍋底部に球状化剤をバラ積みし接種剤等でカ
バーして溶湯と反応させるものである。ところが、この
置き注ぎ法はマグネシウムの歩留りが悪い（通常５５％
前後）上に歩留りにバラツキがあり、またマグネシウム
含有率の高い球状化剤の使用が困難であるなどの難点が
ある。これは、球状化剤を単に取鍋底部の窪みにそのま
まバラ積みするものであるため、溶湯との比重差により
浮上しやすく、また激しい反応を生じてガス化すること
による。

【０００６】従って、コストの高い球状化剤を歩留りを
考慮して多い目に投入しなければならず、極めて不経済
である。また、歩留りの確実な向上策、安全策もなく、
コスト上昇、球状化不良、品質のバラツキを引き起こす
結果となっている。一方、球状化剤の中にはマグネシウ
ムの含有量が高いものもある。これは少量の使用ですむ
し低コストではあるが、置き注ぎ法ではマグネシウムの
含有量が低い一般品よりも更に歩留りが悪くかつ不安定
で、使用し難かった。更に、取鍋底部の窪みに球状化剤
を投入する作業は、高熱に晒されるし充分な投入状況の
管理も行い難い。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者は、上記
問題に対して種々研究した結果本発明を完成させたもの
であり、その要旨とするところは、置き注ぎ法において
取鍋底部に配置した鉄製の反応制御容器に、球状化剤や
接種剤等を予め充填しておくものである。尚、取鍋の底
部には、従来から球状化剤や接種剤を投入しておく窪み
が設けられている。本発明の反応制御容器も、この窪み
部分に配置するようにすると安定性がよい。かくするこ
とにより、広く実施されている球状黒鉛鋳鉄の置き注ぎ
法において、球状化剤が球状化処理時に浮上し急激な反
応を生じるのを防止し、確実な反応制御がなされ歩留り
を向上させ、低コストで確実に求める品質の球状黒鉛鋳
鉄を製造することができる。

【０００８】本発明において反応制御容器とは、鉄製容
器であって、その中に黒鉛の球状化に必要な球状化剤や
基地の調整に必要な接種剤を装入するものである。そし
て、容器が溶湯に溶融されるまで、球状化剤や接種剤と
溶湯との接触が阻止されるので、球状化剤は粒度や含有
率に影響されることなく、また浮上や酸化による消耗も
少なく有効な球状化反応が担保され、マグネシウムをは
じめレアアース、カルシウム、接種剤中のケイ素等を高
率で歩留らせることが可能となる。

【０００９】尚、反応制御容器への球状化剤等の充填
は、反応制御容器を取鍋底部に配置する前或いは後で行
う。前者は、反応制御容器への球状化剤や接種剤の投入
が取鍋の外部でできるので、投入作業が安全で容易迅
速、且つ正確に行なえる特徴がある。また、反応制御容
器に球状化剤等を充填したものを、球状化補助具として
外販することも可能である。但し、球状化補助具は充填
物が搬送中にこぼれたりしないように、開口部や開孔部
を封止材で封止しておく必要がある。一方、後者の場合
投入作業が幾分やりにくいが、底の無い反応制御容器も
使用できるので、安価・軽量な反応制御容器が使用でき
る利点がある。

【００１０】容器の材質は、溶融時間の関係や溶融して
鋳鉄の一部となること等から、同様な組成の鋳鉄が最も
好ましい。しかし、他の鉄材、例えば鋼板や鋼管等も使
用可能である。またその形状は、例えば上部が開口した
円筒形、多角筒形、円錐台形、多角錐台形など、筒形或
いは錐台状筒形状のもの、或いは上部（蓋部）に開孔部
を設けた中空容器等が考えられる。肉厚は均一のもので
もよいが、下部の肉厚を厚くしておけば容器の上部から
順次溶融されるので球状化剤や接種剤も順次溶湯中に放
出されて、より高い歩留りが得られる。更に、容器内に
仕切りを設ければ、球状化剤や接種剤と溶湯との接触が
更に部分的に遅延して行われる。尚、容器の肉厚は溶湯
量などにもよるが３〜２０mm程度、通常５〜１０mm程度
もあればよい。

【００１１】この反応制御容器に球状化剤や接種剤を装
入したものは、単に取鍋底部に配置しただけでは溶湯に
比べて比重が軽いため注湯時に全体がそのまま浮上し、
溶湯表面で容器が溶解するおそれがある。そこで、反応
制御容器（球状化補助具）の浮上を防止するために、少
なくともその下部を切粉や鉄粉等の金属粉や金属粒、金
属細片などに埋め込んで位置固定しておくことが望まし
い。こうすると、溶湯が切粉等の隙間に浸透してこれら
を溶解するまで、反応制御容器の浮上が防止される。そ
の際、容器の下部に鍔を設けておくと、この保持効果が
より大きくなる。

【００１２】尚、容器の上部が開口されている場合に
は、ここから迅速に溶湯が進入するおそれがある。そこ
で、溶湯の迅速な進入を防止するために、鉄のチップそ
の他の金属粉や金属粒、金属細片からなるカバー剤で開
口部を塞ぐようにするとよい。薄肉鉄製のカバーを使用
すれば、さらに安定した効果が得られる。

【００１３】容器の容量は、充填する球状化剤や接種剤
の量によるが、通常の取鍋（溶湯0.５〜1.０トン）に使
用する場合、２リットル程度のものを１個又は数個使用
する。充填する球状化剤と接種剤の量や割合は、球状化
剤や接種剤の有効成分含有率等によって適宜決定する。
また、球状化剤と接種剤を別個に充填したものを１〜数
個ずつ組み合わして使用してもよい。

【００１４】尚、この反応制御容器を外販するような場
合、容器そのものを販売してもよいが、容器に球状化剤
や接種剤等を充填し、容器の開口部や開孔部を板状体等
の封止材で封止した球状化補助具として販売することも
できる。封止材としては、鋳物の板、鉄板、ダンボール
や厚紙など板状体が好ましいがその他フイルムなども使
用可能である。これらは、ネジ止め、接着剤、接着テー
プ等で容器の開口部や開孔部周辺に固定される。開孔部
は、詰物で封止してもよい。

【００１５】しかして、球状化剤等を充填した反応制御
容器を吊り具に引っ掛けて、取鍋の底部の窪みにセット
する。次いで、より好ましくは、上記したように浮上防
止処理を施す。或いは、反応制御容器のみを取鍋底部に
セットし、容器の中へ外部からパイプ等を通して球状化
剤等を装入するようにしてもよい。この場合、反応制御
容器は底が無い筒状のものでもよい。

【００１６】

【実施例】次に、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は、本発明方法を説明するもの
で、注湯時の状態を示す。取鍋１の底部窪み２には、内
部に球状化剤４、接種剤５及びカバー剤６を予め装入し
た反応制御容器３が配置され、容器３の下部は切粉７中
に埋め込まれている。本実施例に使用した取鍋１の容量
は0.１ｍ³であり、反応制御容器３は１個使用した。

【００１７】反応制御容器３は、図２に示すように、上
部３ａが開口している有底の鋳物製円錐台形容器（容量
２リットル）で、反応制御のため下部３ｂの径を大きく
し且つ下部の肉厚を１０ｍｍ、上部の肉厚を５ｍｍ程度
にしたものである。底部には、切粉等による容器３の位
置固定を確実にするための鍔３ｃが設けてある。また、
球状化剤４は3.２Ｋｇ（マグネシウム純度4.０％）使用
し、反応制御容器３を位置固定するための切粉７は約３
Ｋｇ使用した。

【００１８】この状態で約３００Ｋｇの溶湯８を取鍋１
に注ぐと、間もなくカバー剤６及び容器３の上部の壁が
溶融しはじめ、それに伴ってまず接種剤５が溶湯中に混
入され、次いで球状化剤４が溶け始め、反応が始まる。
最終的に、容器３は完全に溶融する。その間、切粉等
が、容器３の下部への溶湯の回り込みを抑え、容器３の
浮上を防止する。

【００１９】この溶湯を使用してテストピースを作り分
析したところ、マグネシウムは0.０３％以上残留してい
た。また、黒鉛は８５％以上球状化していた。このこと
から、本実施例の場合マグネシウムの歩留り率は７０％
以上と言うことができる。

【００２０】なお、マグネシウムの含有率が高い球状化
剤の場合も、同様に高い歩留り率を示した。更に、従来
は歩留りが悪くて使用できなかったダスト状の球状化剤
も、何ら問題無く使用できた。これらを使用するとコス
トは更に低減し、特に後者では廃棄物の有効利用も図れ
るなど優れた効果を示す。また、反応制御容器３とし
て、図３に示すように、上部開口部を蓋体３ｄで覆い、
ここに球状化剤４等を装入するための開孔部９を設けた
中空タイプのものも、同様に使用できる。このタイプで
は、球状化剤等の装入に幾分手間を要するが、開孔部を
栓体などで塞げばカバー材６を省略することもできる。

【００２１】図４は、前記例と異なり、まず反応制御容
器３のみを取鍋１の底部窪み２に配置し、次に漏斗状の
パイプ１０を通して、反応制御容器の内部に球状化剤４
等を順次装入充填し、更に切粉７を同様にして反応制御
容器３の底部周辺に投入して位置固定する。尚、図は球
状化剤４を装入している状態を示す。この場合、反応制
御容器３は図５に示すように、球状化剤４等を装入し易
いように大き目の円筒状のものを使用した。また、無底
で鍔のないもをのものを例示した。次いで、前記例と同
様にして溶湯８を注ぐ。

【００２２】次に球状化補助具１１の一例を図６に示
す。この球状化補助具１１は、図２に示すものと同様な
形状の反応制御容器３に、予め所定量の球状化剤４や接
種剤５を装入充填しておき、開口部を鉄板製封止材１２
で封止したものである。封止材１２は接着テープ１３で
固定されている。そのため、この球状化補助具１１は内
容物がこぼれたりすることがなく、保管や移送に便利な
ものであり、外販することも可能である。鉄板製封止材
１２の厚みが薄いとか他の部材を使用するのであれば、
接種剤５の上に更にカバー剤６を装入しておくとよい。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の球状黒鉛
鋳鉄の製造方法は、取鍋の底部に配置した鉄製の反応制
御容器に球状化剤や接種剤を装入しておきその状態で鋳
鉄溶湯を注入するものである。

【００２４】従って、反応制御容器により球状化剤と鋳
鉄溶湯の反応が制御されると同時に球状化剤の浮上も防
止されるため、球状化剤中のマグネシウムその他の球状
化成分、接種成分を高い率で歩留らせることができた。
そのため、球状化剤の使用量が低減するし、従来実質的
に使用が困難であったマグネシウム含有量の高い球状化
剤やダスト状の球状化剤が使用可能となり、鋳造コスト
の大幅な低減を実現できた。更に、球状化剤やケイ素の
均一な反応が担保でき、高品質のものが再現性よく製造
できるなど極めて有効性に富んだものである。

【００２５】また、反応制御容器の少なくともその下部
を、金属粉や金属粒、金属細片等で埋め込んで取鍋の底
部に位置固定しておくと、注湯時に溶湯の圧力で反応制
御容器が浮き上がることが有効に防止される。更に、反
応制御容器３に予め球状化剤等を装入しておく場合、そ
の作業は取鍋の外部で行われるため、従来の取鍋底部へ
の投入と異なり、安全、迅速、且つ正確に行なえる利点
がある。反応制御容器３を取鍋底部に配置した後に球状
化剤等をその中に装入する場合、上記に比べて迅速性に
は幾分劣るが、漏斗状パイプ等を用いて安全且つ正確な
装入ができるとともに、無底の容器が使えるなと低コス
ト化が図れる。

【００２６】次に、本発明の球状化補助具は、鉄製容器
に球状化剤や接種剤を充填し、開口部或いは開孔部を封
止材で封止したものである。従って、球状化剤等が容器
からこぼれたりすることがないので、予め大量に製造し
て保管しておき、必要に応じて使用することもできる
し、外販することもでき、その利用範囲が大幅に拡大す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法における注湯時の取鍋の状態を示す
縦断面図である。

【図２】反応制御容器の一例を示す縦断面図である。

【図３】反応制御容器の他の例を示す縦断面図である。

【図４】本発明の他の方法を示す縦断面図である。

【図５】他の実施例で使用する反応制御容器の例を示す
縦断面図である。

【図６】球状化補助具の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１取鍋２取鍋の底部窪み３反応制御容器４球状化剤５接種剤６カバー剤７切粉８溶湯９開孔部１１球状化補助具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】置き注ぎ法で球状黒鉛鋳鉄を製造する場
合において、取鍋底部に配置した鉄製の反応制御容器に
球状化剤や接種剤等を充填した状態で、注湯することを
特徴とする球状黒鉛鋳鉄の製造方法。
【請求項２】反応制御容器は、少なくともその下部を
金属粉や金属粒、金属細片等で埋め込んで取鍋の底部に
位置固定するものである請求項１記載の球状黒鉛鋳鉄の
製造方法。
【請求項３】鉄製容器に球状化剤や接種剤を充填し、
開口部或いは開孔部を封止材で封止したことを特徴とす
る球状化補助具。