JPS59143014A - 溶鋳鉄の真空精錬方法 - 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】 に関するもので、詳しくは、強力脱［ｌｌｊと共に晶マ
ンガン（ＩＶｈｚ）、銅（’Ｃｕ）、錫（　Ｓ　ｎ．　
）原註に対処できる溶鋳鉄の真空精錬方法及びその装置
に関するものである。

鋳鉄中の硫黄含有量の変化ｔｉｔ　、硫佐儂度の低い範
囲でも鋳鉄の金属組織に強く影響ヲ−ｌづえるため、強
靭鋳鉄鋳物の製作に当っては溶銑の脱硫工程が重要な工
程である。鋳物銑を真空溶解すると強力に脱硫されるこ
とは古くから知られていたが、今日まて溶銑の真空精錬
による脱硫は実用化されておらず．Ｍｇ−やＣ　ａ．　
Ｃ　２等の脱硫剤添加による脱硫が実施されているにす
きない３、従来，製鋼工程て実用化されあるいは広く採
用されている液滴脱ガス法ｆ）　ＨあるいはＲＨ　法等
の槽脱ガス及び取鍋精錬法では、溶鋼を処理している間
に溶鋼中のＭ．　ｎの幾分かが蒸発除去されることは知
られている３、しかし、これらの方法は、溶鋼中での拡
散速度の大きいガス成分の除去、いわゆる脱ガス法とし
て開発実用化されているものであって、溶鋼中のＭｎを
除去する目的に機能することは極めて難かしい。

一方、溶鋼を酸化精錬すると、溶鋼温度が１４５０℃前
後ではＳｊ、Ｃに続いてＭｎが酸化され、溶鋼中のＭｎ
は鋼滓中に移動するが、Ｃｗは酸素との親和力がＦｅ　
よりもはるかに小さいので、溶鋼中のＣｗ　ｆ酸化する
ことが不可能である０、溶鋼の酸化精錬では、Ｍ？ｌを
酸化除去することが可能であるが、溶鋳鉄においては、
溶鋳鉄中の有効なＣ，Ｓｊの酸化損失が生じるので、酸
化精錬法は事実上採用することはできない。

又、塩素ガスの吹き込み等による塩化マンガンの生成、
あるいはＨ２ガス吹き込み等によるＨ２Ｓの生成等によ
り溶鋳鉄からの脱Ｍｎ、脱Ｓ方法も考えられるが、公害
面あるいは安全面に問題があり、又装置腐食のおそれが
あって実用化が困難とされている３、更に、キュポラに
代えて真空溶解炉を製銑炉とすることは著しいコストア
ップとなり、この方法も実現困難であ・る。

最近の高炉操業法は、製鋼工程の技術発展、低コスト化
に対処するため低Ｓｉ操業の傾向にあり、将来は鋳物銑
の入手Ｍｌｌｌが予想され、その対策を講するために市
場屑をキュポラ原料と一ノれば、高Ｍｎの傾向となる。

又、市場層中にはＣｗ等も含まれるだめ、強靭鋳鉄鋳物
製造工程に脱Ｍｎ、Ｃ１Ｌ工程及びＳｊ添加工程が新た
に必要になると考えられる。

本発明者等は、かかる実情に鑑み、硅素（Ｓ＄）を含む
溶鋳鉄の精錬において脱Ｍｎ、Ｃｕ、Ｓ　　を実現する
目的のために、押々研究を重ね、溶鋳鉄の真空精錬にお
いては、溶鋳鉄中のＭｎ濃度が溶湯表面積と溶湯体積と
の比、あるいは真空精錬時間によって制御できること、
又、溶鋳鉄の真空精錬中においては、溶鋳鉄中のＳ濃度
が溶鋳鉄中Ｓｉ濃度によって大きく影響されること・を
見い出し、本発明をなした・第１図は、上述した溶鋳鉄
の真空精錬中における溶鋳鉄中Ｍｎの経時変化を示すも
ので、同図から脱Ｍｎによって達成すべき溶鋳鉄中のＭ
ｎ濃度が、溶湯表面積（４）と溶湯体積Ｍとの比、真空
精錬時間により制御されることが明らかである。第２図
は同じく上述した溶鋳鉄の真空精錬中における溶鋳鉄中
Ｓの経時変化を示すもので、同図から脱Ｓによって達成
すべき溶鋳鉄中のＳ濃度が溶銃鉄中Ｓｚ濃度によって影
響されていることが明らかにされている。

本発明者等は、上記第１図及び第２図に示す如き事実を
実験により見い出し、かかる知見をもとに工業的に価値
のある１０〜１５分以内に脱Ｍｎ、Ｃｕ、Ｓ　　の目的
を達成するために本発明をなしたもので、本発明の特徴
は、Ｓ＄　１０〜６０係の溶鋳鉄を溶湯表面積と溶湯体
積の比を０．２０以上で真空処理することである。真空
処理する溶鋳鉄を溶湯表面積と溶湯体積の比が０．２０
以上としたのは、該比が０２０以下では第１図から明ら
かな如く溶鋳鉄中のＭ？＋濃度が低減できないからであ
る。

上記にもとづき本発明者等は、Ｍｎ　Ｏ，７０％、（：
ｕｏ、４５％、８０．０７０％を含む鋳鉄溶銑を各種の
条件で真空処理を行い、Ｍ％０．２０％、Ｃｕ０．２５
％、Ｓ　０．　ＯＯｓ％にすることができる方法を確立
した。

第６図乃至第５図は本発明の装置の実施例を示すもので
、キュポラ出銑と鋳造作業の中間に設置して脱Ｍｎ、Ｃ
ｕ、Ｓ　　を容易に実施できるようにしたもので、炉内
径（ｔ　ｏ　ｏ　ｏ〜４．０００ｍｍダ）でＧＮ・０７
〜２０　の機能をもつ真空精錬用の横型回転炉（１）を
架台（２）上に回転自在に支持させ、該炉（１）の胴部
外周に設けたギヤ（３）に、架台（２）上に設置した駆
動装置（４）からの動力をギヤ（５）を介し。

て伝達することにより、炉（１）が回転できるようにす
る。上記横型回転炉（１）には、その回転軸方向の一端
にキュポラ（９）からの溶鋳鉄を受入れる受銑口（６）
があり、又、回転軸方向の他端には途中にダストコレク
ターが設けである真空排気管（７）が接続してあり、該
排気管（７）は真空排気系に連結させてあり、又、胴部
に出銑Ｄ　（８）を開閉自在に設ける。又、キュポラ（
９）から受銑口（６）ヲ経て横型回転炉（１）内へ受銑
された溶鋳鉄（ｌ（）は、炉内の溶湯表面囚と体積開化
がＡ／Ｖ　＝０．２０以」−となるように炉（１）の胴
部の形状を選定する・なお、受銑口（６）及び出銑口（
８）は閉塞時は密閉となり真空排気できるようにしであ
る。（１１）は取鍋である。

」二記構成としであるので、キュポラ（９）から出銑さ
れた溶銑鉄を横型回転炉（１）に受銑すると、該横型回
転炉（１）を所要の真空度（たとえば、５０〜２００　
ｔｔｉｌｑ　）にするよう排気すると共に、所定の回転
数で回転炉（１）を回転させる１、排気は、排気管（７
）を通して排気系で行うが、受銑口（６）も出銑口（８
）も閉じると密閉状態になるので、真空排気を確実に行
うことが゛できる。この際、排気系には、ダストコレタ
ーが設けであるので、公害問題を生じさせるおそれはな
い。横型回転炉（１）が回転すると、該横型回転炉（１
）内の溶銑鉄は、第４図（５）に示す如く、炉内壁に沿
い持ち上げられた後に落される動きが繰り返されて所定
時間真空Ｆにさらされ、真空精錬される３、この真空精
錬では、上記のほかに他の変形例として、この横型回転
炉（１）を、駆動装置（４）の正逆転で正逆交互に、且
つ急ショック的に傾動させることにより、第４図（Ｂ）
に示す如く液滴を作ることができて真空精錬でき、又、
第４図（Ｃ）に示す如く横型回転炉（１）の中に堰θつ
を設けておくことにより該堰０巧によって液滴を作るこ
ともできる・この真空精錬により溶銃鉄中のＭｎ、Ｃｕ
、Ｓ　　を蒸発除去することができる。

真空精錬の所定時間が経過すると、出銑ｆ−１（８１を
千′方に向け、該出銑しコ（８）を開けて溶ｄｊ鉄を取
鍋（１１）内へ取り出し、鋳造上程へと移行する３゜上
記の真空精錬作業において、キュポラ（９）から出銑さ
れる溶銑鉄と鋳造すべき溶銑鉄の関係で決められるＭｎ
、　Ｃｕ、　Ｓ？Ｚ、　３の除去率及びそれを達成する
だめの所要時間は、横型回転炉（１）の回転数によって
容易にコントロールすることができるＯ 第６図は第５図の他の例として受銑口と出銑口を共通に
しだ受出銃口（１４）を胴部に設け、回転炉（１東の回
転軸方向の一端が排気管（７）を経て真空排気系に連結
されているようにしたもので、この横型回転炉（１■で
も同様に溶銑鉄の真空精錬を行うことができる。

次に５本発明の具体的々実施例を説明する。

第６図に示す横型回転炉（１）ヲ使用し、キュポラ（＋
１）から出銑された１４５０℃のＣ３２係、Ｓｊｌ、５
係、Ｍｎ　Ｏ，７％、３０．０６５％、ＣｒＯ，２１％
、Ｃｕ　Ｏ，４０％　、Ｓ、、、ｏ、ｏ　１１係の溶鋳
鉄金、上記横型回転炉（１）の一端から排気しつつ、該
横型回転炉（１）　ｔ　ＧＮＯ１５〜２０で回転し／ζ
。排気系にはダストコレターヲ設け、公害対策は万全と
しである・上記横型回転炉（１）は、内部の真空度を１
００　ｔＬＨ（ｆ−維持しながら約１０分間回転を続け
／こところで、排気を・山めて炉内を大気圧とし、なお
回転を続けながら該炉内に成分調整剤を投入し、以後３
分間回転を続行させてから回転を止め、次いで、鋳造作
業用取鍋に溶銑鉄を横型回転炉（１）から出湯した・出
湯された溶銑鉄は、　　１４５０℃。

０６１７％、Ｓｉ１．４８％、Ｍ？ＬＤ、１６％、８０
．００８％、ＣＴ　０．２０％、Ｃｕ　０．２５％、Ｓ
ｎ０．００２％であって、この精錬された溶銑鉄で製造
された４００ｙの水道用遠心力球状黒鉛鋳鉄管は、引張
強度”　Ｋ、（７ｆ／ａｍ２、伸ひ１７チ、硬さ１７０
（Ｉ（Ｂ）というように極めて良好な結果を示し／こ・ 以上述べたように本発明の溶銑鉄の真空精錬方法及びそ
の装置によれば、次の如き優れた効果を奏し得る、。

（１）本発明の方法ならびに装置をキュポラ出銑と鋳造
作業の中間で採用することにより現在の脱硫工程に替え
ることができ、強力脱硫。

キュポラ原料の高Ｍｎ、Ｃｖ、化に対処できる。

（１１）真空精錬によって脱Ｍｎ、Ｃｕ、Ｓ　　の他に
脱Ｎ傅の脱ガスも容易に実現されるため、高品質の溶銑
鉄が得られる・ （１１０キュポラから出銑される溶銑鉄と鋳造すべき溶
銑鉄の関係で決められるＭｎ、Ｃｕ、Ｓ　の除去率及び
それを達成するための所要時間針横型回転炉の回転数で
容易にコントロールきるので、回転数制御で任意に調節
でき木。

Ｏψ　従来の脱硫工程で必要であったフラツクスが不要
になるほかに、脱硫反応が密閉容器内で実施されるため
、作業の安全性がきわめで改善される。

（）脱Ｍｎ、Ｃｕ、Ｓ　　のために、溶鋳鉄を過熱した
りあるいはＣ１２ガス％０２ガス等を使用する必要がな
い。

■　装置の操業、メンテナンスが容易である。

Ｑゆ　Ｃ，Ｓｊ、　Ｃｒ　　等の変動さぜたくない合金
元素は本発明によって変動しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は真空精錬中の溶鋳鉄の溶湯表面積と溶湯体積と
の比及び時間と溶鋳鉄中のＭｎ濃度の関係を示す図、第
２図は同じく真空精錬中に溶鋳鉄中のＳｔ濃度及び時間
と溶鋳鉄中のＳ濃度との関係を示す図、第６図は本発明
の装置の一実施例図、第４図（Ａ）は第３図のＩＶ力方
向り見た真空精錬時の状態図、第４図ａ３）及び（Ｑは
第４図（５）の変形例を示す図、第５図は出銑時の状態
図、第６図は本発明の装置の他の実施例図である。 （１）・・横型回転炉、（３）（５）・・・ギヤ、（４
）・・・駆動装置、（６）・・・受銑口、（７）・・排
気管、（８）・・・出銑口、（９）・・−キュポラ、曲
・・・溶鋳鉄。 第６図 １１ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）硅素１０〜３．０係を含む溶銑の真空脱Ｍ　ｎ　。 Ｃｕ、　Ｓ、　ＳＷ　　処理において溶湯表面積と溶湯
   体積との比を制御することにより精錬時間を制御するこ
   とを特徴とする溶鋳鉄の真空精錬方法。 ２）硅素１．０〜３０チ含む溶鋳鉄を、溶湯表面積と溶
   湯体積の比を０．２０以上で真空処理することを特徴と
   する溶鋳鉄の真空精錬方法０６）キュポラから出銑され
   る溶鋳鉄を受銑する受銑口ならひに真空精錬装置銑でき
   る出銑口を有する真空精錬用の横型回転炉を回転自在に
   設置し、且つ該横型回転炉の回転軸心部を真空排気系に
   連結し、かつ炉内径１．　ＯＯＯ〜４、　ｏ　００ｍｍ
   １’てＧＮ０７〜２０の構成を有することを特徴とする
   溶鋳鉄の真空精錬装置。