KR20180008612A - How to melt cast iron - Google Patents

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Abstract

주철 용탕 처리 방법은, 접종제로서, 15 내지 80중량%의 Si와, RE로서 순도 80 내지 100중량%의 La 또는 순도 80 내지 100중량% Ce 중 어느 한쪽과, Ca과, Al을 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 접종제를 사용하고, 이 접종제를, 주철의 용탕에 대한 각 성분 원소의 첨가량이 La 또는 Ce을 0.001 내지 0.009중량%, Ca을 0.001 내지 0.02중량%, Al을 0.001 내지 0.02중량%가 되도록 상기 용탕에 첨가함으로써 상기 주철의 용탕에 접종 처리를 행하는 것을 포함한다.The cast iron molten metal treatment method is characterized in that it comprises 15 to 80% by weight of Si as an inoculating agent, one of La with a purity of 80 to 100% by weight as a RE, 80 to 100% by weight of purity with Ca, The balance Fe and inevitable impurities, and the inoculant is used in an amount of 0.001 to 0.009% by weight of La or Ce, 0.001 to 0.02% by weight of Ca, 0.001 to 0.02% by weight of Ca, To 0.001 to 0.02% by weight based on the total weight of the cast iron.

Description

주철 용탕 처리 방법How to melt cast iron

본 발명은 주철(구상 흑연 주철 및 편상 흑연 주철의 양쪽을 포함함)의 용탕 처리 방법에 관한 것이다. 이 용탕 처리 방법에는, 특히 후육 주철(구상 흑연 주철, 편상 흑연 주철)의 기계적 성질을 향상시키는 데 유효한 접종 처리가 포함된다.The present invention relates to a method of processing molten iron (including both spheroidal graphite cast iron and flake graphite cast iron). This molten metal treatment method particularly includes an inoculation treatment effective for improving the mechanical properties of the secondary cast iron (spheroidal graphite cast iron, cast graphite cast iron).

구상 흑연 주철 및 편상 흑연 주철의 주조에 있어서, 용해로로부터 레이들로의 출탕 시, 레이들로부터 주형으로의 주탕 시 등에 용탕에 접종 처리를 행함으로써, 주철 제품의 기계적 성질(인장 강도, 연신율)을 개선하는 것이 일반적으로 행해지고 있다.In the casting of spheroidal graphite cast iron and cast graphite cast iron, the casting process is performed on the molten metal at the time of tapping from the melting furnace to the ladle, from the ladle to the casting mold, etc., and the mechanical properties (tensile strength and elongation) Improvement is generally made.

후육 주철 제품에 있어서는, 흑연의 정출이 일어나는 공정 응고 시간이 길어지기 때문에, 금속 조직 중에 이상 흑연 또는 조대 흑연이 정출되기 쉽다. 이상 흑연 또는 조대 흑연의 정출에 의해, 주철의 인장 강도가 저하된다. 페라이트계 구상 흑연 주철에 있어서는, 이상 흑연 또는 조대 흑연의 정출에 의해, 재료의 연신율이 현저하게 저하된다.In the case of the cast iron cast iron after the sintering, since the process coagulation time in which the crystallization of graphite takes place is prolonged, abnormal graphite or coarse graphite tends to be precipitated in the metal structure. The elongation of graphite or coarse graphite deteriorates the tensile strength of the cast iron. In the ferritic spheroidal graphite cast iron, the elongation of the material remarkably decreases due to crystallization of abnormal graphite or coarse graphite.

이상 흑연 및 조대 흑연의 정출은 적절한 접종 처리를 행하여 공정(共晶) 셀을 증가시킴으로써 피할 수 있다. 공정 셀의 증가에 수반하여, 구상 흑연 주철에 있어서는 흑연 입자 수 및 흑연 구상화율이 증가하고, 편상 흑연 주철에 있어서는 미세 A형 흑연의 형성이 촉진되어, 어떤 경우든 기계적 성질이 개선된다.The crystallization of abnormal graphite and coarse graphite can be avoided by increasing the number of eutectic cells by performing an appropriate inoculation process. As the number of process cells increases, the number of graphite particles and the graphite spheroidization ratio increase in spheroidal graphite cast iron, and the formation of fine A-type graphite in graphite cast iron is promoted, and in any case, the mechanical properties are improved.

비교적 박육의 주철 제품을 주조하는 경우, 레이들 또는 러너 박스 내에서, Fe-Si(규소철)에, Ca(칼슘), Al(알루미늄), Ba(바륨), Bi(비스무트) 등을 첨가하여 이루어지는 접종제를 사용하여 접종 처리하는 것이 잘 알려져 있다.In casting a relatively thin cast iron product, Ca (calcium), Al (aluminum), Ba (barium), Bi (bismuth) and the like are added to Fe-Si It is well known that inoculation treatment is carried out using the inoculant.

상술한 바와 같이, 후육의 주철 제품을 주조할 때에는 공정 응고 시간이 길어진다. 이 때문에, 공정 셀의 증가 작용뿐만 아니라 흑연화 촉진 작용을 갖는 Ca, Al, Ba, Bi 등을 포함하는 일반적인 접종제를 후육의 주철 제품의 주조에 사용하면, 이상 흑연(구상 흑연 주철의 경우에는 「청키 흑연」) 또는 조대 흑연이 정출될 가능성이 있다. 즉, 후육의 주철 제품의 주조 시에는, 공정 셀 수를 증가시키면서, 필요 이상의 흑연화를 억제할 필요가 있다. 이 때문에, 흑연 핵 생성 물질로서는 희토류 원소를 사용하는 것이 바람직하다고 생각된다.As described above, when casting a cast iron article of a deep-fried product, the process coagulation time is prolonged. Therefore, when a general inoculant containing Ca, Al, Ba, Bi and the like having not only an effect of increasing the number of process cells but also an effect of promoting graphitization is used in the casting of the cast iron product of the afterglow, Quot; Chunky graphite ") or coarse graphite may be extracted. That is, at the time of casting a cast iron product of a deep-fried product, it is necessary to suppress the graphitization more than necessary while increasing the number of process cells. Therefore, it is considered that it is preferable to use a rare earth element as the graphite nucleus generating material.

후육의 편상 흑연 주철 제품의 주조에 있어서, 상기의 요구를 충분히 만족시킬 수 있는 희토류 원소를 포함하는 접종제를 사용한 용탕 처리 방법은 알려져 있지 않다. 특허문헌 1(국제 공개 WO2015/034062A1)에는 후육의 구상 흑연 주철 제품을 제조할 때의 용탕의 구상화 처리 방법이 기재되어 있다. 여기에 개시된 방법은 흑연의 미세화 효율에 있어서 가일층의 개선의 여지가 있다.In casting a piece of cast iron graphite cast iron product, there is not known a method of treating a molten iron using an inoculant containing a rare earth element which can sufficiently satisfy the above requirements. Patent Document 1 (International Publication WO2015 / 034062A1) discloses a method of spheroidizing a molten metal when producing a spheroidal graphite cast iron product of a beef. The method disclosed here has room for improvement in the efficiency of micronization of graphite.

국제 공개 WO2015/034062A1International Publication WO2015 / 034062A1

본 발명은 이상 흑연 및 조대 흑연의 정출을 억제하고, 기계적 성질의 저하를 억제할 수 있는 용탕 처리 방법, 특히 접종 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.An object of the present invention is to provide a molten metal treatment method, in particular, a method of inoculating, which can suppress crystallization of abnormal graphite and coarse graphite and suppress deterioration of mechanical properties.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 접종제 중에서 흑연 핵의 화합물이 되는 RE(레어어스, 희토류 원소), Ca(칼슘), Al(알루미늄)의 용탕으로의 첨가량을 최적화함으로써, 과잉의 흑연화 작용으로 정출하는 이상 흑연, 조대 흑연을 억제한다.In order to achieve the above object, in the present invention, the amount of RE (rare earth, rare earth element), Ca (calcium), and Al (aluminum) It suppresses abnormal graphite and coarse graphite which are crystallized by the action.

본 발명의 일 실시 형태에 의한 접종 방법에서는 흑연 접종제(이하, 간단히 「접종제」라고 칭함)로서, 15 내지 80%의 Si와, La(란탄) 또는 Ce(세륨) 중 어느 한쪽과, Ca과, Al을 포함하고, 잔부 Fe(철) 및 불가피적 불순물로 이루어지는 접종제를 사용하고, 이 접종제를, 용탕에 대한 각 성분 원소의 첨가량이 RE(La 또는 Ce): 0.001 내지 0.009%, Ca: 0.001 내지 0.02%, Al: 0.001 내지 0.02%가 되도록 용탕에 첨가한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 함유량 또는 첨가량을 나타내는 퍼센티지는 특별한 언급이 없는 한, 모두 중량%를 의미한다.In the inoculation method according to one embodiment of the present invention, a graphite inoculant (hereinafter simply referred to as "inoculation agent") is prepared by mixing 15 to 80% of Si, either La (lanthanum) or Ce (cerium) And an inoculant containing Al and the balance of Fe (iron) and inevitable impurities is used, and the inoculant is added in an amount of 0.001 to 0.009% of RE (La or Ce) as an additive amount of each component element to the molten metal, 0.001 to 0.02% of Ca, and 0.001 to 0.02% of Al are added to the molten metal. In the present specification, the percentage indicating the content or addition amount means all percent by weight unless otherwise specified.

공정 응고 시간이 1.0ks 이상이 되는 후육 주철에 있어서는, RE, Ca 및 Al이 흑연화 작용을 나타내어 이상 흑연 또는 조대 흑연의 정출을 조장한다. 그러나, 상기와 같이 RE, Ca 및 Al의 첨가량을 최적화하고, 또한 RE로서 La 또는 Ce을 단독으로 사용함으로써, 이상 흑연 및 조대 흑연의 정출을 억제할 수 있다.RE, Ca, and Al exhibit graphitizing action in the case of a cast iron having a process solidification time of 1.0 ks or more, thereby promoting crystallization of abnormal graphite or coarse graphite. However, by optimizing the amount of RE, Ca and Al to be added and using La or Ce alone as RE as described above, crystallization of abnormal graphite and coarse graphite can be suppressed.

Ca, Al 첨가량이 과잉이 되면 이상 흑연 또는 조대 흑연의 정출을 조장할 뿐만 아니라 슬래그 및 드로스의 생성을 조장한다. 그러나, 상기와 같이 Ca, Al의 첨가량을 최적화함으로써, 청정한 용탕이 얻어지므로, 제품에 슬래그 혼입이나 핀 홀 등의 결함이 발생하는 것을 억제할 수 있다.When the addition amount of Ca and Al is excessive, not only the crystallization of abnormal graphite or coarse graphite is promoted, but also the generation of slag and dross is promoted. However, by optimizing the amount of addition of Ca and Al as described above, a clear melt can be obtained, and it is possible to suppress occurrence of slag inclusion or defects such as pinholes in the product.

또한, 고가이고 또한 가격의 안정성에 불안이 남는 RE의 첨가량을 상기와 같이 낮게 억제함으로써, 재료비를 저감시킬 수 있고, 또한 가격 변동에 대한 감도를 작게 할 수 있다.Further, by suppressing the addition amount of RE, which is expensive and unstable in price stability, to be as low as described above, the material cost can be reduced and the sensitivity to price fluctuation can be reduced.

도 1은 본 발명의 실시예의 구상 흑연 주철의 조직도 사진이다.
도 2는 종래예의 구상 흑연 주철의 조직도 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예의 편상 흑연 주철의 조직도 사진이다.
도 4는 종래예의 편상 흑연 주철의 조직도 사진이다.
도 5는 러너 박스법을 도시하는 개략도이다.
도 6은 샌드위치법을 도시하는 개략도이다.
도 7은 와이어 처리법을 도시하는 개략도이다.
도 8은 복합적으로 실시되는 러너 박스 접종 및 인몰드 접종을 도시하는 개략도이다.
도 9는 복합적으로 실시되는 주탕류 접종 및 러너 박스 접종을 도시하는 개략도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a photograph of an organization chart of a spheroidal graphite cast iron according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 is a photograph of the organization chart of the spheroidal graphite cast iron of the conventional example.
3 is a photograph of the organization chart of the piecemeal graphite cast iron of the embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a photograph of the organization chart of the conventional piece-shaped graphite cast iron.
5 is a schematic view showing a runner box method.
6 is a schematic diagram showing the sandwich method.
7 is a schematic view showing a wire processing method.
Figure 8 is a schematic diagram showing multiple runner box inoculation and in-mold inoculation.
Fig. 9 is a schematic view showing a combination of a main stream flow inoculum and a runner box inoculation. Fig.

본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 이하에 설명한다.A preferred embodiment of the present invention will be described below.

후육 구상 흑연 주철이고 공정 응고 시간이 1.0ks 이상이 되는 주조품에 있어서, 본 발명의 실시 형태에 관한 용탕 처리 방법, 특히 접종 방법을 사용함으로써, 이상 흑연인 청키 흑연의 정출을 억제할 수 있다.By using the molten metal treating method according to the embodiment of the present invention, particularly the casting method, it is possible to suppress the crystallization of chunky graphite, which is abnormal graphite, in castings whose shape is spherical spheroidal graphite cast iron and whose process solidification time is 1.0 ks or more.

사용되는 접종제는 15 내지 80%의 Si와, RE로서 La 또는 Ce 중 어느 한쪽과, Ca과, Al을 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다.The inoculant used is composed of 15 to 80% of Si and either of La or Ce as RE, Ca and Al, and the balance Fe and inevitable impurities.

접종제는 Fe-Si 합금(규소철) 용탕에 소정량(상세 후술)의 RE, Ca 및 Al을 용해시키고, 이 용탕을 응고시킨 후에, 깨뜨려서 입상으로 함으로써 제작할 수 있다.The inoculant can be produced by dissolving RE, Ca and Al in a predetermined amount (detailed later) in a Fe-Si alloy (silicon iron) molten metal, solidifying the molten metal, and crushing and granulating the molten metal.

접종제 중의 Si의 함유량을 15 내지 80%로 하는 것은, 공지의 Fe-Si 상태도[예를 들어, ASM HANDBOOK(상표 또는 등록 상표), Volume 3 등을 참조]로부터 명백해진 바와 같이, 이 범위 내에서 Si의 용입량이 많아지는 것에 의한다. 또한, Si의 함유량이 80% 이상인 경우, 다른 성분 원소가 용입되기 어려워진다. 또한, 접종제 중의 Si의 함유량을 15 내지 25% 또는 50 내지 60%로 하는 것이, 용입량을 증가시키는 데 더욱 바람직하다.The content of Si in the inoculant is set to 15 to 80%, as is clear from the known Fe-Si state diagram (for example, ASM HANDBOOK (trademark or registered trademark), Volume 3 etc.) The amount of Si is increased. Further, when the Si content is 80% or more, other component elements are difficult to penetrate. Further, it is more preferable that the content of Si in the inoculation agent is set to 15 to 25% or 50 to 60% in order to increase the amount of the solvent.

RE는 복수종의 RE의 합금(예를 들어, 「미슈메탈」이라고 불리는 Ce:La=2:1의 합금) 또는 혼합물의 형태로서가 아니라, Ce(세륨)만 혹은 La(란탄)만이 단독으로 첨가된다. Ce만 혹은 La만을 단독으로 적량 첨가함으로써, 우수한 기계적 성질이 얻어진다. RE로서 Ce만을 사용하는 경우에는, Ce의 순도는 80 내지 100중량%로 하는 것이 바람직하다. RE로서 La만을 사용하는 경우에는, La의 순도는 80 내지 100중량%로 하는 것이 바람직하다. 상기 성분 규정은, 예를 들어 첨가하는 RE를 Ce으로 했을 때에, 첨가하는 RE 중에 Ce으로부터 전부 분리할 수는 없는 La이 불가피적 불순물로서 포함되는 것을 배제하는 것은 아니다.RE is not only in the form of a mixture of a plurality of REs (for example, an alloy of Ce: La = 2: 1 called "mischmetal") or a mixture thereof but only Ce (cerium) or La (lanthanum) alone . By adding Ce alone or La alone alone in a proper amount, excellent mechanical properties can be obtained. When Ce alone is used as RE, the purity of Ce is preferably 80 to 100% by weight. When only La is used as RE, the purity of La is preferably 80 to 100% by weight. The above-mentioned composition rule does not exclude that, for example, when RE to be added is Ce, La which can not be completely separated from Ce in the RE to be added is included as an inevitable impurity.

RE의 용탕에 대한 첨가량은 0.001 내지 0.009%로 하는 것이 바람직하다. RE의 첨가량이 0.001% 미만인 경우, 편상 흑연 주철에 있어서는 공정 셀 수가 감소한다는 문제가 발생하고, 구상 흑연 주철에 있어서는 흑연 구상화 저해 원소의 중화능이 부족하여 흑연 형상이 악화된다는 문제가 발생한다. RE의 첨가량이 0.009%를 초과한 경우, 편상 흑연 주철에 있어서는 큰 악영향은 없지만, 구상 흑연 주철에 있어서는 이상 흑연인 청키 흑연이 많이 정출된다는 문제가 발생한다. 흑연 형상이 나빠지면, 기계적 성질 저하의 원인이 된다.The addition amount of RE to the molten metal is preferably 0.001 to 0.009%. If the addition amount of RE is less than 0.001%, there is a problem that the number of process cells in the cast iron graphite cast iron decreases, and in the cast iron spheroidal graphite, the neutralization ability of the graphite iron nuggets is insufficient and the graphite shape deteriorates. When the addition amount of RE exceeds 0.009%, there is no great adverse effect on the cast graphite cast iron, but in the spheroid graphite cast iron, there is a problem that much chunky graphite, which is abnormal graphite, is extracted. If the graphite shape is deteriorated, it may cause deterioration of mechanical properties.

Ca의 용탕에 대한 첨가량은 0.001 내지 0.020%로 하는 것이 바람직하고, 또한 마찬가지로, Al의 용탕에 대한 첨가량은 0.001 내지 0.020%로 하는 것이 바람직하다. Ca, Al의 첨가량이 0.001미만에서는 흑연 핵 생성이 충분히 행해지지 않는다. 또한, Ca, Al의 첨가량이 0.020%를 초과하면, 이상 흑연 또는 조대 흑연이 정출되기 쉬워지고, 또한 슬래그 및 드로스가 생성되기 쉬워져, 제품에 슬래그 혼입이나 핀 홀의 결함이 발생할 가능성이 있다.The amount of Ca added to the molten metal is preferably 0.001 to 0.020%, and the amount of Al to be added to the molten metal is preferably 0.001 to 0.020%. When the addition amount of Ca and Al is less than 0.001, nucleation of graphite is not sufficiently performed. If the added amount of Ca and Al exceeds 0.020%, abnormal graphite or coarse graphite tends to be easily poured, and slag and dross are easily generated, and slag inclusion and pinhole defects may occur in the product.

상기의 접종제는 원탕을 출탕하기 직전의 노 내에서의 접종을 행할 때에 사용할 수 있고, 또한 샌드위치법, 러너 박스법, 주탕류 접종법, 인몰드법, 와이어 처리법 등의 공지된 모든 접종 방법의 실시를 위해 사용할 수도 있다.The inoculant described above can be used for inoculation in a furnace immediately before the raw water is tapped and all known inoculation methods such as a sandwich method, a runner box method, a main bath flow inoculation method, an inmold method, a wire treatment method, It can also be used for.

샌드위치법, 러너 박스법, 주탕류 접종법 및 인몰드법에 적합하게 사용할 수 있는 접종제의 조성을 이하에 나타낸다.The composition of the inoculant which can be suitably used in the sandwich method, the runner box method, the main-stream flow inoculation method and the in-mold method is shown below.

Si: 30 내지 80%Si: 30 to 80%

RE: 0.1 내지 0.6%(순도 80 내지 100중량% La 또는 Ce)RE: 0.1 to 0.6% (purity 80 to 100% by weight La or Ce)

Ca: 0.1 내지 1.3%Ca: 0.1 to 1.3%

Al: 0.1 내지 2.0%Al: 0.1 to 2.0%

잔부 Fe 및 불가피적 불순물The balance Fe and inevitable impurities

와이어 처리법에 적합하게 사용할 수 있는 접종제의 조성을 이하에 나타낸다.The composition of the inoculant which can be suitably used for the wire treatment method is shown below.

Si: 30 내지 60%Si: 30 to 60%

RE: 0.3 내지 1.8%(순도 80 내지 100중량% La 또는 Ce)RE: 0.3 to 1.8% (purity 80 to 100% by weight La or Ce)

Ca: 0.1 내지 6.0%Ca: 0.1 to 6.0%

Al: 0.1 내지 6.0%Al: 0.1 to 6.0%

잔부 Fe 및 불가피적 불순물The balance Fe and inevitable impurities

상기 조성에서는 Fe, Si의 농도를 낮게 억제하고, 다른 성분 원소의 농도를 높게 함으로써, 와이어의 피드량이 적어도 충분한 접종 효과를 달성할 수 있게 되므로, 접종 처리 시간을 단축할 수 있다.By suppressing the concentration of Fe and Si in the above composition to a low level and increasing the concentration of other component elements, the feed amount of the wire can attain at least a sufficient inoculation effect, so that the inoculation treatment time can be shortened.

어떤 접종 방법을 사용하는 경우라도, 또한 어떤 조성의 접종제를 사용하는 경우라도, 용탕에 대한 각 성분 원소의 첨가량은 상술한 바와 같이 한다.Whether the inoculation method is used or the inoculant of any composition is used, the amount of each component element added to the molten metal is set as described above.

본 실시 형태에 관한 접종제에는 Mg(마그네슘)이 포함되지 않는다. 따라서, 구상 흑연 주철 제품을 주조하는 경우, 구상화 처리는 상기 접종 처리에 사용하는 접종제와는 다른 구상화제를 사용하여, 상기 접종 처리에 선행하여 별개로 행해진다. 구상화 처리에 사용되는 구상화제는 공지의 것으로부터 적당한 것을 선택하여 사용할 수 있다. 그러나, 구상화제는 RE, Ca, Al을 포함하지 않는 것, 예를 들어 Fe-Si-Mg(예를 들어, 중량비로 Fe:Si:Mg=45:45:10 또는 30:30:20 또는 45:30:5의 것 등)계의 것을 사용하는 것이, 상기 접종 처리에 대한 영향을 최소한으로 하는 관점에서 바람직하다.Mg (magnesium) is not included in the inoculant according to the present embodiment. Therefore, in casting the nodular cast iron product, the spheroidizing treatment is carried out separately from the inoculating agent used in the inoculating treatment, prior to the inoculating treatment, by using a different sphericalizing agent. The spheronizing agent used in the spheronization treatment may be selected from known ones and used. However, the spheroidizing agent may be one which does not contain RE, Ca and Al, such as Fe-Si-Mg (e.g. Fe: Si: Mg = 45: 45: 10 or 30:30:20 or 45: : 30: 5, etc.) is preferably used from the viewpoint of minimizing the influence on the inoculation treatment.

접종 처리는 주형에 용탕을 주탕하는 시점에 가능한 한 가까운 시점에 행함으로써 높은 효과를 얻을 수 있는 것이 알려져 있고, 본 실시 형태에서는 구상화에 기여하는 원소인 Mg을 접종제에 포함하지 않고, 구상화 처리는 별개의 구상화제에 의해 행하고, 구상화 처리 후, 형에 주탕하기 직전에 접종 처리를 행함으로써, 접종 효과를 높일 수 있다.It is known that the inoculation process can achieve a high effect by performing as close as possible at the time when the molten metal is poured into the mold. In this embodiment, Mg, which is an element contributing to spheroidization, is not included in the inoculant, The inoculation effect can be enhanced by carrying out the inoculation treatment immediately before pouring the mold after the spheroidizing treatment.

편상 흑연 주철 제품을 주조하는 경우에는 용탕에 상기의 접종제를 첨가하면 된다.In casting a piece of graphite cast iron product, the above inoculant may be added to the molten metal.

도 6에 샌드위치법의 개략도를 도시한다. 일반적으로 많이 사용되고 있는 샌드위치법에 사용한 경우, 레이들 저부의 반응 홈(포켓)에 접종제를 충전하고, 1400 내지 1500℃의 원탕을 이 레이들에 출탕하여 접종 처리한다.Figure 6 shows a schematic diagram of the sandwich method. In the commonly used sandwich method, the inoculant is filled in the reaction groove (pocket) of the ladle bottom, and the raw water of 1400 to 1500 ° C is sprinkled on the ladle and inoculated.

구상 흑연 주철의 용탕 처리에 있어서는, 상기의 접종제를 반응 홈에 충전한 구상화제의 표면을 덮도록 배치하여, Mg의 반응을 온화하게 하는 커버제로서도 사용할 수 있다. Mg의 첨가량이 많으면 반응이 심해지지만, Ca을 상기의 최적 범위(용탕 전체에 대하여 0.001 내지 0.02중량%) 내에서 많이 넣음으로써 반응을 온화하게 할 수 있다.In the molten process of the spheroidal graphite cast iron, the inoculant may be used as a cover agent for covering the surface of the spheroidizing agent filled in the reaction groove to mild the reaction of Mg. When the amount of Mg added is large, the reaction becomes severe, but the reaction can be tempered by adding Ca in a large amount within the above-mentioned optimum range (0.001 to 0.02 wt% with respect to the entire molten metal).

도 7에는 와이어 처리법의 개략도를 도시한다. 와이어 처리에 의해 단시간에 효율적으로 접종 처리를 행할 수 있다.Fig. 7 shows a schematic view of the wire processing method. The inoculation process can be efficiently performed in a short time by the wire process.

도 8에는 러너 박스 접종 및 인몰드 접종을 복합적으로 실시한 개략도를 도시한다. 러너 박스 접종 또는 인몰드 접종만을 실시하는 것도 가능하다. 일반적으로는, 주형으로의 주탕 직전에 접종을 행함으로써, 주물의 기계적 성질을 보다 한층 개선할 수 있다. 또한, 도 9의 개략도에 도시한 바와 같이, 주탕류 접종과 러너 박스 접종을 복합적으로 실시해도 된다.Fig. 8 shows a schematic view of a combination of runner box inoculation and in-mold inoculation. It is also possible to perform only the runner box inoculation or the in-mold inoculation. Generally, by performing inoculation immediately before pouring into the casting mold, the mechanical properties of the casting can be further improved. Further, as shown in the schematic diagram of Fig. 9, the injection of the mainstream liquid and the runner box inoculation may be performed in combination.

또한, 용해로로부터 레이들로의 출탕 후부터, 주형으로의 주탕이 완료될 때까지의 동안에, 레이들 내의 용탕으로의 접종, 러너 박스 접종, 인몰드 접종 및 주탕류 접종의 2가지 이상을 조합하여 복수회 용탕에 접종하는 것도 바람직하고, 그렇게 함으로써, 주물의 기계적 성질을 보다 한층 개선할 수 있다. 또한, 복수회의 접종을 행하는 경우에는, 용탕에 대한 각 성분 원소의 합계가, 전술한 범위 내가 되도록 한다.It is also possible to use a combination of two or more of inoculation into molten metal in the ladle, runner box inoculation, in-mold inoculation and mainstream stream inoculation after the tapping from the melting furnace to the ladle to the completion of the pouring into the mold It is also preferable to inoculate the molten steel, and by doing so, the mechanical properties of the casting can be further improved. When a plurality of inoculations are to be carried out, the sum of the respective component elements relative to the molten metal is made to fall within the above-mentioned range.

상술한 접종 처리(구상 흑연 주철의 경우는 접종 처리에 더하여 구상화 처리)가 행해진 용탕을 1300 내지 1400℃에서 주형에 주탕하는 것이 바람직하고, 그렇게 함으로써 양호한 기계적 성질을 가진 후육 주물이 얻어진다. 주물의 형상에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 상술한 실시 형태에 관한 접종 방법은 공정 응고 시간이 1.0ks 이상이 되는 두께를 갖는 경우에, 특히 우수한 효과를 나타낸다. 주물이 보다 대형 또는 후육이어서 공정 응고 시간이 보다 길어지는 경우에는, 주입 온도는 약간 낮은 1280 내지 1360℃로 하는 것이, 주물의 양호한 기계적 성질을 확보하는 데 바람직하다. 또한, 구상 흑연 주철의 경우에는, 구상화 처리 온도 1400 내지 1500℃로 하는 것이 바람직하다.It is preferable to pour a molten metal having been subjected to the inoculation treatment (in the case of the spheroidal graphite cast iron, in addition to the seeding treatment) to the casting mold at 1300 to 1400 DEG C, thereby obtaining a post casting having good mechanical properties. There is no particular limitation on the shape of the casting, but the inoculation method according to the above-described embodiment exhibits particularly excellent effects when the step coagulation time has a thickness of 1.0 ks or more. In the case where the casting is larger or thicker so that the process coagulation time becomes longer, the injection temperature is preferably set at 1280 to 1360 캜, which is slightly lower, to ensure good mechanical properties of the casting. Further, in the case of the spheroidal graphite cast iron, the spheroidizing treatment temperature is preferably 1400 to 1500 ° C.

실시예Example

본 발명의 실시예로서의 접종제와, 비교예로서의 접종제를 각각 사용한 편상 흑연 주철품 및 구상 흑연 주철품의 주조 실험을 행하였다. 이 실험에서는, 공정 응고 시간이 1.2ks가 되도록 설계된 두께 100㎜의 시험편을 주조하기 위한 주형을 사용했다. 이와 같이 공정 응고 시간이 길면, 이상 흑연 및 조대 흑연이 정출되기 쉬우므로, 접종의 효과를 검증하는 데 적합하다.Casting tests were performed on cast iron graphite cast iron and spheroidal graphite cast iron cast iron products using inoculants as examples of the present invention and inoculants as comparative examples. In this experiment, a mold for casting a 100 mm-thick test piece designed to have a process coagulation time of 1.2 ks was used. If the process coagulation time is long, abnormal graphite and coarse graphite are easy to be extracted, so that it is suitable for verifying the effect of inoculation.

실험에서는, 앞서 설명한 바와 같이, Fe-50% Si 합금(규소철) 용탕에 소정량(상세 후술)의 RE, Ca 및 Al을 용해시키고, 이 용탕을 응고시킨 후에, 깨뜨려서 입상으로 함으로써 제작한 접종제를 사용했다. 이 접종제를, 원탕 30㎏에 대하여, 용탕(원탕)에 대한 첨가량이 하기의 표 1의 No.1 내지 20에 각각 기재된 바와 같이 되도록, 러너 박스법을 사용하여 첨가했다. 구상 흑연 주철품을 주조할 때에는, 레이들 바닥의 반응 홈의 저부에 접종제와는 별도의 구상화제를 배치하여, 구상화 처리를 접종과 더불어 행하였다. No.1, 11은 접종 안 함이다. 접종한 시험편에 있어서, Ca의 첨가량은 0.003%, 0.012%, 0.03%의 어느 것, Al의 첨가량은 0.003%, 0.012%, 0.03%의 어느 것, RE의 첨가량은 0.002%, 0.008%, 0.020%의 어느 것으로 했다.In the experiment, as described above, RE, Ca, and Al of a predetermined amount (detailed later) were dissolved in a Fe-50% Si alloy (silicon iron) molten metal and the molten metal was solidified, Inoculants were used. The inoculant was added to 30 kg of the raw tea by the runner box method so that the addition amount to the molten metal (raw tea) was as described in Nos. 1 to 20 of Table 1 below. When the spheroidal graphite cast iron was cast, a spheroidizing agent separate from the inoculant was placed at the bottom of the reaction groove of the ladle bottom, and spheroidizing treatment was performed together with inoculation. No.1 and 11 are not inoculated. The amount of Ca added was 0.003%, 0.012%, 0.03%, the content of Al was 0.003%, 0.012% and 0.03%, the amount of RE was 0.002%, 0.008%, 0.020% .

구상 흑연 주철 용탕의 조성은 C: 3.5 내지 3.7%, Si: 2.4 내지 2.6%, Mn: 0.5 내지 1.0%이고, 편상 흑연 주철 용탕의 조성은 C: 3.1 내지 3.2%, Si: 1.5 내지 1.7%, Mn: 0.8 내지 0.9%였다.Graphite cast iron molten metal has a composition of 3.5 to 3.7% of C, 2.4 to 2.6% of Si and 0.5 to 1.0% of Mn, the composition of the cast iron graphite cast iron is 3.1 to 3.2% of C, 1.5 to 1.7% of Si, Mn: 0.8 to 0.9%.

얻어진 시험편에 대하여, 인장 시험을 행하여, 인장 강도 및 파단 연신율을 측정함과 함께, 조직 관찰을 행하였다.The obtained test piece was subjected to a tensile test to measure the tensile strength and elongation at break, and the structure was observed.

표 1에 시험 결과를 나타낸다.Table 1 shows the test results.

Figure pct00001
Figure pct00001

표 1의 No.1 내지 10은 구상 흑연 주철, No.11 내지 20은 편상 흑연 주철이다. No.11 내지 20에는 편상 흑연 주철의 기계적 성질과 조건을 나타낸다.Nos. 1 to 10 in Table 1 are spheroidal graphite cast iron, and Nos. 11 to 20 are graphite cast iron. Nos. 11 to 20 show the mechanical properties and conditions of cast iron graphite cast iron.

구상 흑연 주철의 인장 강도에 대하여 이하의 것이 확인되었다. 접종 안 함의 경우(No.1), RE가 Ce+La(RE로서 미슈메탈을 사용)인 경우(No.2-4), 그리고 RE가 La 단독 또는 Ce 단독인 경우라도 RE 첨가량이 0.02%인 경우(No.7, 10)에는 인장 강도가 450㎫을 하회하고 있었다. 그러나, 그 밖의 경우(No.5, 6, 8, 9), 즉 실시예에서는 인장 강도가 450㎫ 이상이었다.The following were confirmed for the tensile strength of the spheroidal graphite cast iron. In the case of non-inoculation (No.1), when RE is Ce + La (using mischmetal as RE) (No.2-4), and when RE is only La or Ce alone, RE addition is 0.02% Nos. 7 and 10) had a tensile strength of less than 450 MPa. However, in the other cases (Nos. 5, 6, 8 and 9), that is, in the examples, the tensile strength was 450 MPa or more.

구상 흑연 주철의 연신율에 대하여 이하의 것이 확인되었다. RE로서 La을 단독 또는 Ce을 단독으로 첨가하고, 또한 RE, Ca, Al 첨가량을 낮게 억제한 경우(No.5, 6, 8, 9), 즉 실시예는 비교예(No.1, 2-4, 7, 10)보다도 대폭으로 높은 연신율을 나타냈다.The following were confirmed for the elongation of the spheroidal graphite cast iron. (No. 5, No. 6, No. 8, No. 9), that is, the case where the amount of RE, Ca, and Al was reduced 4, 7, and 10).

편상 흑연 주철의 인장 강도에 관해서는 이하의 것이 확인되었다. 어떤 시료든 300㎫ 이상의 인장 강도를 나타냈다. 접종을 행함으로써 인장 강도의 증가가 확인되었다. RE, Ca, Al의 첨가량이 동일한 것끼리를 비교하면, RE를 미슈메탈의 형태로 첨가한 것보다도, RE로서 La을 단독 또는 Ce을 단독으로 첨가한 것의 쪽이, 높은 인장 강도를 나타냈다. RE로서 La을 단독으로 첨가한 것끼리를 비교하면, RE, Ca, Al 첨가량이 높은 것(No.17)보다도, RE, Ca, Al 첨가량을 낮게 억제한 것(No.15, 16)의 쪽이 높은 인장 강도를 나타냈다. RE로서 Ce을 단독으로 첨가한 것끼리를 비교하면, RE, Ca, Al 첨가량이 높은 것(No.20)보다도, RE, Ca, Al 첨가량을 낮게 억제한 것(No.18, 19)의 쪽이 높은 인장 강도를 나타냈다. 편상 흑연 주철의 연신율에 대해서는, 접종의 유무, RE, Ca, Al 첨가량에 의한 차는 거의 없었다.The following were confirmed as to the tensile strength of the cast iron graphite cast iron. All samples exhibited a tensile strength of more than 300 MPa. An increase in tensile strength was confirmed by inoculation. When RE, Ca, and Al were added in the same amounts, the addition of RE alone or Ce alone, as RE, exhibited a higher tensile strength than RE in which RE was added in the form of mischmetal. As a result of comparison between the addition of La alone as RE and the addition of RE, Ca and Al (No.15 and 16) in which the addition amount of RE, Ca and Al was lower than that of No.17 Showed high tensile strength. (No. 18, 19) in which the addition amount of RE, Ca and Al was lower than that in which RE, Ca, and Al were added (No. 20) Showed high tensile strength. With respect to the elongation of the cast iron graphite cast iron, there was hardly any difference due to inoculation, RE, Ca, and Al addition amount.

도 1은 본 발명의 구상 흑연 주철의 실시예, 도 2는 종래예의 구상 흑연 주철의 조직도 사진이다. 도 3은 본 발명의 편상 흑연 주철의 실시예, 도 4는 종래예의 편상 흑연 주철의 조직도 사진이다. 접종을 행함으로써 구상 흑연 주철의 흑연 입자 수는 증가하고, 편상 흑연 주철의 흑연 조직은 미세화되어 있다. RE, Ca, Al을 최적량으로 한 접종제를 사용함으로써 조직의 개선을 확인할 수 있었다.Fig. 1 is an embodiment of the spheroidal graphite cast iron of the present invention, and Fig. 2 is a photograph of the organization chart of spheroidal graphite cast iron of the prior art. Fig. 3 is an embodiment of the cast graphite cast iron of the present invention, and Fig. 4 is a photograph of the organization chart of the conventional cast iron graphite cast iron. By inoculation, the number of graphite particles in the spheroidal graphite cast iron increases, and the graphite structure of the cast graphite cast iron is refined. Improvement of the structure was confirmed by using the inoculant with the optimum amount of RE, Ca and Al.

Claims (10)

접종제로서, 15 내지 80중량%의 Si와, RE로서 순도 80 내지 100중량%의 La 또는 순도 80 내지 100중량% Ce 중 어느 한쪽과, Ca과, Al을 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 접종제를 사용하고, 상기 접종제를, 주철의 용탕에 대한 각 성분 원소의 첨가량이 La 또는 Ce을 0.001 내지 0.009중량%, Ca을 0.001 내지 0.02중량%, Al을 0.001 내지 0.02중량%가 되도록 상기 용탕에 첨가함으로써 상기 주철의 용탕에 접종 처리를 행하는 것을 포함하는, 주철 용탕 처리 방법.A method for producing an inoculant comprising 15 to 80% by weight of Si, 80 to 100% by weight of purity of 80 to 100% by weight of RE, 80 to 100% by weight of purity of RE, Ca and Al and the balance of Fe and inevitable impurities Wherein the inoculant is used in an amount of 0.001 to 0.009% by weight of La or Ce, 0.001 to 0.02% by weight of Ca and 0.001 to 0.02% by weight of Al relative to the molten iron of the cast iron To the molten metal so that the molten iron of the cast iron is inoculated. 제1항에 있어서, 상기 접종제에 있어서의 Si의 함유량이 30 내지 80%, 순도 80 내지 100중량%의 La 또는 순도 80 내지 100중량% Ce의 함유량이 0.1 내지 0.6중량%, Ca의 함유량이 0.1 내지 1.3중량%, Al의 함유량이 0.1 내지 2.0중량%인, 주철 용탕 처리 방법.The method according to claim 1, wherein the inoculant has a content of Si of 30 to 80%, a purity of 80 to 100% by weight of La or a purity of 80 to 100% by weight of Ce in an amount of 0.1 to 0.6% by weight, 0.1 to 1.3% by weight, and the Al content is 0.1 to 2.0% by weight. 제1항에 있어서, 상기 접종제에 있어서의 Si의 함유량이 30 내지 60%, 순도 80 내지 100중량%의 La 또는 순도 80 내지 100중량% Ce의 함유량이 0.3 내지 1.8중량%, Ca의 함유량이 0.1 내지 6.0중량%, Al의 함유량이 0.1 내지 6.0중량%인, 주철 용탕 처리 방법.The method according to claim 1, wherein the inoculating agent has a content of Si of 30 to 60%, a purity of 80 to 100% by weight of La or a purity of 80 to 100% by weight of Ce in an amount of 0.3 to 1.8% by weight, 0.1 to 6.0% by weight, and the Al content is 0.1 to 6.0% by weight. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접종제는 입경 1 내지 5㎜의 입상인, 주철 용탕 처리 방법.The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the inoculating agent is a granular material having a particle size of 1 to 5 mm. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접종제는 길이가 5 내지 70㎜의 괴상인, 주철 용탕 처리 방법.The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the inoculating agent is a massive mass having a length of 5 to 70 mm. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접종제는 입경이 0.1 내지 1.0㎜인 입자로 이루어지고, 상기 입자가 와이어의 코어부에 연속적으로 포함된 상태로 용탕에 공급되는, 주철 용탕 처리 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the inoculant is made of cast iron having a particle diameter of 0.1 to 1.0 mm and supplied to the molten metal while the particles are continuously contained in the core portion of the wire. Method of molten metal treatment. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접종제와는 다른 별도의 구상화제를 사용하여 흑연 구상화 처리를 행하는 것을 더 포함하고, 상기 흑연 구상화 처리의 처리 온도가 1400 내지 1500℃, 주형으로의 주탕 온도가 1270 내지 1370℃인, 주철 용탕 처리 방법.The method according to any one of claims 1 to 6, further comprising performing graphite spheroidizing treatment using a different spheroidizing agent different from the inoculating agent, wherein the treatment temperature of the graphite spheroidizing treatment is in the range of 1400 to 1500 ° C, Wherein the casting temperature of the casting mold is in the range of 1270 to 1370 占 폚. 1회의 주조에 대하여 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 접종제를 사용하고, 샌드위치법으로 구상화 처리 및 접종한 후에, 레이들, 러너 박스, 주형 중 어느 1개소 이상에서 또한 1회 이상 상기 접종제를 사용하여 접종을 행하는, 주철 용탕 처리 방법.The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the inoculant according to any one of claims 1 to 6 is used for one casting, and after spheroidizing treatment and inoculation by the sandwich method, Or more of the inoculant is used. 제8항에 있어서, 복수회 접종을 행하는 방법으로서, 주형으로의 주탕 시에 행하는 주탕류 접종, 인몰드 접종, 러너 박스 접종을 조합한, 주철 용탕 처리 방법.The method for treating molten iron according to claim 8, wherein the method for performing the multiple inoculation is a combination of a main-stream inoculation, an in-mold inoculation, and a runner box inoculation performed at the time of pouring into a mold. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접종제에 의한 접종 처리와는 별도로, 마그네슘을 포함하는 구상화 처리제를 사용하여 구상화 처리를 행하는, 주철 용탕 처리 방법. The method for processing molten iron according to any one of claims 1 to 9, wherein a spheroidizing treatment agent containing magnesium is used to conduct a spheroidizing treatment separately from the inoculating treatment by the inoculating agent.
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