KR20190026803A - 주철 접종제 및 주철 접종제를 생산하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 층상, 압축 또는 구상 흑연으로 주철을 제조하기 위한 접종제에 관한 것이다. 접종제는 약 40 내지 80 중량%의 규소, 약 0.1 내지 10 중량%의 칼슘, 0 내지 10 중량%의 희토류들─세륨 및/또는 란타넘─, 및 최대 5 중량%의 알루미늄, 잔부 철, 그리고 일반적인 양의 부수적인 불순물들을 포함하는 미립자 규소철 합금을 포함하며, 여기서 상기 접종제는 또한, 접종제의 총 중량에 기초하여 0.1 내지 10 중량%의 안티모니 산화물을 포함하며, 여기서 상기 안티모니 산화물은 미립자 형태이고 그리고 규소철 합금 입자들로 혼합하거나 블렌딩되거나, 동시에 미립자 규소철 합금 입자들과 함께 주철에 추가된다. 본 발명은 추가적으로, 접종제를 생산하기 위한 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 층상(lamellar), 압축(compacted) 또는 구상 흑연(spheroidal graphite)으로 주철을 제조하기 위한 규소철(ferrosilicon)계 접종제 및 이 접종제의 생산을 위한 방법에 관한 것이다.
주철은 통상적으로 큐폴라로(cupola) 또는 유도로(induction furnace)에서 생산되고, 일반적으로 2 내지 4 % 탄소를 함유한다. 탄소는 철과 밀접하게 혼합되며, 그리고 탄소가 고형화된 주철에서 취하는 형태는 철 주조들의 특징들 및 특성들에 매우 중요하다. 탄소가 탄화 철의 형태를 취한다면, 주철은 백주철(white cast iron)로 지칭되고 그리고 경질인 물리적인 특징들 및, 특정한 적용들에서 바람직하지 않은 취성(brittle)을 갖는다. 탄소가 흑연의 형상을 취한다면, 주철은 연질이고 그리고 기계가공가능하고 그리고 회주철(grey cast iron)로 지칭된다.
흑연은 층상, 압축 또는 구상 형태들의 주철 및 이의 변경들을 발생시킬 수 있다. 구상 형태는 가장 높은 강도 및 가장 연성인(ductile) 유형의 주철을 생산한다.
흑연이 취하는 형상, 크기 및 개수 밀도(mm2 당 노듈(nodules)의 수)뿐만 아니라 탄화 철에 대비한 흑연의 양은 주철의 고형화 동안 흑연의 형성을 촉진하는 특정한 첨가제들에 의해 제어될 수 있다. 이러한 첨가제들은 접종제들(inoculants)로 지칭되며, 그리고 주철에 대한 접종제들의 추가는 접종(inoculation)으로 지칭된다. 액체 철로부터의 철 생성물들을 주조함에 있어서, 주조물들의 얇은 섹션들에서 탄화 철의 형성에 대한 위험이 항상 존재할 것이다. 탄화 철의 형성은 주조물의 보다 두꺼운 섹션들의 보다 느린 냉각과 비교하여 얇은 섹션들의 신속한 냉각에 의해 유발된다. 주조물에서의 탄화 철의 형성은 업계(trade)에서 “냉금(chill)”으로 지칭된다. 냉금의 형성은 “냉금 깊이”를 측정함으로써 정량화되며(quantified), 그리고 냉금을 방지하고 냉금 깊이를 감소시키기 위한 접종제의 능력(power)은 접종제들의 능력을 측정하고 비교하기 위한 편리한 방식이다.
구상 흑연을 함유하는 주철에서, 접종제들의 능력은 또한, 생주물(as-cast) 조건의 구상 흑연 입자들의 단위 면적당 개수 밀도에 의해 일반적으로 측정된다. 흑연 회전타원체들(graphite spheroids)의 단위 면적당 보다 높은 개수 밀도는 접종 또는 흑연 핵생성의 능력이 개선되었다는 것을 의미한다.
연성 주철들에서 흑연 회전타원체들의 개수 밀도를 증가시킬 뿐만 아니라, 냉금 깊이를 감소시키고 회주철들의 기계가공성을 개선시키는 접종제들을 찾는 일정한 필요가 존재한다.
접종의 정확한 화학 반응 및 매커니즘(mechaism) 그리고 접종제들이 작용하는 바와 같이 왜 접종제들이 기능하는지가 완전히 이해되지 않았기 때문에, 새롭고 개선된 접종제들이 업계에 제공하도록, 많은 연구가 진행되고 있다.
칼슘 및 특정한 다른 원소들이 탄화 철의 형성을 억제하고 그리고 흑연의 형성을 촉진하는 것으로 생각된다. 다수의 접종제들은 칼슘을 함유한다. 이러한 탄화 철 억제제들(suppressants)의 추가는 보통, 규소철 합금의 추가에 의해 용이하게 되며, 그리고 아마도 가장 널리 사용되는 규소철 합금들은 70 내지 80 %의 규소을 함유하는 높은 규소 합금들 및 45 내지 55 %의 규소를 함유하는 낮은 규소 합금이다.
탄화물 형성의 억제는 접종제의 핵생성 특성들과 연관된다. 접종제에 의해 형성되는 핵들의 개수는 핵생성 특성들에 의해 이해된다. 형성된 많은 수의 핵들은 증가된 흑연 노듈 개수 밀도를 초래하고 그리고 이에 따라 접종 효율성을 개선시키고 그리고 탄화물 억제를 개선시킨다. 추가적으로, 높은 핵 생성 속도는 또한, 접종 후에 용융된 철의 연장된 유지 시간 동안 접종 효과의 페이딩(fading)에 대한 보다 양호한 저항을 부여할 수 있다.
미국 특허 번호 제3,527,597호에서는, 양호한 접종 능력이 약 0.35 % 미만의 칼슘 및 최대 5 % 알루미늄을 함유하는 규소-함유 접종제(silicon-bearing inoculant)에 대한 약 0.1 내지 10 %의 스트론튬의 추가로 획득되는 것이 발견되었다.
WO 99/29911로부터, 주철 접종제가 US 3,527,597의 접종제와 비교하여 증가된 핵 생성 속도를 나타내는 것이 공지되어 있다. 이러한 접종제는 약 0.5 내지 10 %의 칼슘 및/또는 스트론튬 및/또는 바륨, 5 % 미만의 알루미늄, 및 0.5 내지 10 %의 하나 또는 그 초과의 금속 산화물들의 형태의 산소 그리고 금속 황화물의 형태의 0.5 내지 10 %의 황을 함유하는 규소철계 접종제이다.
WO 99/29911에서, 철 산화물들(FeO, Fe2O3 및 Fe3O4)는 바람직한 금속 산화물들이다. 이 특허에서 언급된 다른 금속 산화물들은 SiO2, MnO, MgO, CaO, Al2O3, TiO2 및 CaSiO3, CeO2, ZrO2이다.
미국 특허 제4,432,793호는 비스무트, 납 및/또는 안티모니를 함유하는 접종제(일반적으로, Spherix®로서 공지되어 있음)를 개시한다. 비스무트, 납 및/또는 안티모니는 높은 접종 능력을 가지는 것으로 그리고 핵들의 수에서의 증가를 유발시키는 것으로 공지된다. 이러한 원소들은 또한, 안티-스페로이다이징(anti-spheroidizing) 원소들로 공지되어 있으며, 그리고 주철에서의 이러한 원소들의 증가하는 존재는 흑연의 구상화 조직의 악화(degeneration)를 유발시키는 것으로 공지된다. Spherix®는 0.005 % 내지 3 %의 희토류들 및 원소들(비스무트, 납, 및/또는 안티모니) 중 0.005 % 내지 3 %의 하나의 원소를 함유하는 규소철이다. 미국 특허 번호 제5,733,502호에 따라, Spherix® 유형 접종제들은, 합금이 생산될 때, 비스무트, 납 및/또는 안티모니 수득율을 개선시키고 그리고, 이러한 원소들이 철-규소 상들에서 열악한 용해도를 나타내기 때문에 합금 내에 이러한 원소들을 균일하게 분배하는 것을 돕는 일부 칼슘을 항상 함유한다. 그러나, 저장 동안, 생성물은 분해되는 경향이 있으며, 그리고 입자크기(granulometry)는 고운분말들의 양을 증가시키는 경향이 있다. 미국 특허 제5,733,502호에서, 0.005 내지 3%의 희토류들, 0.005 내지 3%의 비스무트, 납 및/또는 안티모니, 0.3 내지 3 %의 칼슘 및 0.3 내지 3 %의 마그네슘을 (중량% 단위로) 함유하는, 접종을 위한 규소철계 합금철이 발견되었으며, 여기서 Si/Fe 비율은 2보다 더 크고, 분해되지 않으나, 낮은 규소 FeSi 접종제들에 대해서는, 생성물이 저장 동안 분해되었다.
미국 특허 출원 번호 제2015/0284830호는 0.005 내지 3 중량%의 희토류들 및 0.2 내지 2 중량%의 Sb를 함유하는, 두꺼운 규소철계 주철 부품들을 처리하기 위한 접종제 합금에 관한 것이다. 상기 US 2015/0284830에서는, 안티모니가, 규소철계 합금에서 희토류들에 연합될(allied) 때, 효율적인 접종을 허용하고, 그리고, 원반체들이 안정화되는 경우, 액체 주철에 대한 순수 안티모니 추가의 단점들 없이 두꺼운 부품들의 효율적인 접종을 허용하는 것이 발견되었다. US 2015/0284830에 따른 접종제는, 노듈라이저(nodularizer) 처리뿐만 아니라 상기 주철을 프리-컨디셔닝하기(pre-conditioning) 위해, 주철욕의 접종의 맥락에서 통상적으로 사용되는 것으로 설명된다. US 2015/0284830에 따른 접종제는 (중량% 단위로) 65 %의 Si, 1.76 %의 Ca, 1.23 %의 Al, 0.15 %의 Sb, 0.16 %의 RE, 7.9 %의 Ba 및 잔부 철을 함유한다.
접종제의 생산(여기서, 작은 양의 안티모니가 규소철계 합금에 연합됨)은 상대적으로 복잡하다. 안티모니의 높은 원자량으로 인해, 안티모니는 규소철 용융물에서 저부로 가라앉는 경향이 있을 것이며, 이는 비균일한 접종제 조성을 초래할 수 있다. 따라서, 안티모니의 작은 양들을 포함하는 이러한 규소철계 접종제의 정확한 조성을 재현하는 것은 어려울 수 있다.
본 발명의 목적은 위의 단점들 없이 안티모니를 포함하는 FeSi계 접종제를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, Fe/Si 비율이 어떠하는지 분해가 쉽지 않은, 안티모니를 함유하는 균일한 FeSi계 접종제를 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 Sb2O3의 형태의 접종제를 갖는 산소의 제어된 양을 의도적으로 도입하는 것이다. 본 발명의 경우의 이러한 그리고 다른 이점들은 다음의 설명에서 명백해질 것이다.
WO 99/29911에서 개시된 다른 금속 산화물들 및 금속 황화물 대신에, WO 99/29911의 접종제에 대한 안티모니 산화물, Sb2O3 입자들의 추가가 놀랍게도, 주철로 Sb2O3 입자들을 함유하는 상기 접종제를 추가할 때, 주철들에서 상당히 보다 높은 수의 핵들 또는 노듈 개수 밀도를 초래한다는 것이 이제 발견되었다.
제1 양태에 따라, 본 발명은 층상(lamellar), 압축 또는 구상 흑연(compacted or spheroidal graphite)으로 주철(cast iron)을 제조하기 위한 접종제(inoculant)에 관한 것으로, 이 접종제는 약 40 내지 80 중량%의 규소, 약 0.1 내지 10 중량%의 칼슘, 0 내지 10 중량%의 희토류들(rare earths)─세륨(cerium) 및/또는 란타넘(lanthanum)─, 및 최대 5 중량%의 알루미늄, 잔부 철, 그리고 일반적인 양의 부수적인 불순물들을 포함하는 미립자 규소철(ferrosilicon) 합금을 포함하며, 여기서 상기 접종제는 또한, 접종제의 총 중량에 기초하여, 0.1 내지 10 중량%의 안티모니 산화물을 포함하며, 여기서 상기 안티모니 산화물은 미립자 형태이고 그리고 규소철 합금 입자들로 혼합하거나, 동시에 미립자 규소철 합금 입자들과 함께 주철에 추가된다.
제1 실시예에 따라, 규소철 합금은 45 내지 60 중량%의 규소를 포함한다.
제2 실시예에 따라, 규소철 합금은 60 내지 80 중량%의 규소를 포함한다.
제3 실시예에 따라, 규소철 합금은 0.5 내지 5 중량%의 칼슘을 포함한다.
제4 실시예에 따라, 규소철 합금은 0.5 내지 5 중량%의 알루미늄을 포함한다.
제5 실시예에 따라, 규소철 합금은 최대 6 중량%의 희토류들을 포함한다. 일 실시예에서, 희토류들은 세륨(cerium) 및/또는 란타넘(lanthanum)이다.
제6 실시예에 따라, 접종제는 0.2 내지 5 중량%의 미립자 안티모니 산화물을 포함한다.
제7 실시예에 따라, 접종제는 미립자 규소철 합금 입자들 및 안티모니 산화물 입자들의 혼합물 또는 블렌드(blend)의 형태이다.
제8 실시예에 따라, 접종제는 미립자 규소철 합금 및 안티모니 산화물 입자들의 응집된 혼합물의 형태이다.
제9 실시예에 따라, 접종제는 미립자 규소철 합금 및 안티모니 산화물 입자들의 혼합물로 생산되는 단광들(briquettes)의 형태이다.
제10 실시예에 따라, 미립자 규소철 합금 및 미립자 안티모니 산화물은 주철에 별도로 하지만 동시에 추가된다.
놀랍게도, 안티모니 산화물을 함유하는 본 발명에 따른 접종제가, 접종제가 주철에 추가될 때, 증가된 노듈 개수 밀도를 초래하며, 따라서 종래의 접종제들의 경우와 같은 접종제의 동일한 양을 사용하여 탄화 철 형성의 개선된 억제를 획득하거나, 종래의 접종제들을 사용하는 경우보다 더 적은 접종제를 사용하여 동일한 탄화 철 억제를 획득하는 것이 발견되었다. 본 출원에서, 신규의 접종제가 WO 99/29911에서의 종래 기술에 따른 종래의 접종제들과 비교되었다.
제2 양태에 따라, 본 발명은 층상, 압축 또는 구상 흑연으로 주철을 제조하기 위한 접종제를 생산하기 위한 방법에 관한 것으로, 약 40 내지 80 중량%의 규소, 약 0.1 내지 10 중량% 칼슘, 0 내지 10 중량%의 희토류들─예를 들어, 세륨 및/또는 란타넘─, 및 최대 5 중량%의 알루미늄, 잔부 철 그리고 일반적인 양의 부수적인 불순물들을 포함하는 미립자 규소철 합금을 제공하는 단계; 및 상기 접종제를 생산하기 위해, 상기 미립자 규소철 합금과, 접종제의 총 중량에 기초하여 0.1 내지 10 중량%의 안티모니 산화물 입자들을 혼합하는 단계를 포함한다.
본 방법의 제1 실시예에 따라, 규소철 합금은 45 내지 60 중량%의 규소를 포함한다.
본 방법의 제2 실시예에 따라, 규소철 합금은 60 내지 80 중량%의 규소를 포함한다.
본 방법의 제3 실시예에 따라, 규소철 합금은 0.5 내지 5 중량%의 칼슘을 포함한다.
본 방법의 제4 실시예에 따라, 규소철 합금은 0.5 내지 5 중량%의 알루미늄을 포함한다.
본 방법의 제5 실시예에 따라, 규소철 합금은 최대 6 중량%의 희토류들을 포함한다. 일 실시예에서, 희토류들은 세륨 및/또는 란타넘이다.
본 방법의 제6 실시예에 따라, 접종제는 0.2 내지 5 중량%의 미립자 안티모니 산화물을 포함한다.
본 발명의 본 방법의 제7 실시예에 따라, 미립자 안티모니 산화물은 기계적인 혼합 또는 블렌딩에 의해 미립자 규소철 합금과 혼합된다.
본 방법의 제8 실시예에 따라, 안티모니 산화물 입자들은 기계적인 혼합 또는 블렌딩에 의해, 이어서, 결합제, 바람직하게는 규산 나트륨(sodium silicate) 용액으로 가압에 의한 분말 혼합물의 응집에 의해 미립자 규소철 합금과 혼합된다. 응집체들은 후속하여 분쇄되고 요구되는 최종 생성물 사이징(sizing)으로 스크리닝된다(screened). 분말 혼합물들의 응집은 안티모니 산화물의 편석(segregation)이 제거되는 것을 보장할 것이다.
도 1은 철 주조의 테스트 바(test bar)를 도시한다.
도 2는 주철 샘플들에서 노듈 개수 밀도(nodule number density)를 나타내는 다이어그램이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 접종제(Sb2O3 분말로 코팅된 FeSi)의 SEM 사진들을 도시한다.
도 2는 주철 샘플들에서 노듈 개수 밀도(nodule number density)를 나타내는 다이어그램이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 접종제(Sb2O3 분말로 코팅된 FeSi)의 SEM 사진들을 도시한다.
구상 흑연으로 주철을 생산하기 위한 제조 공정에서, 주철 용융물은 일반적으로, 접종 처리(inoculation treatment) 전에, 통상적으로 Mg-FeSi 합금을 사용하여, 구상화제(nodularizing agent)로 처리된다. 구상화 처리는, 흑연이 침전되고 후속하여 성장할 때, 흑연의 형태를 플레이크(flake)로부터 노듈(nodule)로 변화시키기 위한 목적을 갖는다. 이것이 이루어지는 방식은 인터페이스 흑연/용융물의 인터페이스 에너지를 변경시킴으로써 이루어진다. Mg 및 Ce가 인터페이스 에너지를 변경시키는 원소들이며, Mg는 Ce보다 더 효율적인 것이 공지되어 있다. Mg가 베이스 철 용융물로 추가될 때, 이는 우선적으로 산소와 황과 함께 반응할 것이다. 이는 단지, 구상화 효과를 가질 것인 “자유 마그네슘”이다. 구상화 반응은 휘저음을 초래하고, 격렬하고 그리고 표면 상에서 슬래그 플로팅(slag floating)을 생성한다. 반응의 격렬함(violence)은 (원 재료들에 의해 도입됨) 이미 용융 상태였던 흑연을 위한 핵 형성 지점들 중 대부분을 초래하고, 최상부 상에 슬래그의 일부인 다른 개재물들은 제거된다. 그러나, 구상화 처리 동안 생성되는 일부 MgO 및 MgS 개재물들은 여전히 용융 상태일 것이다. 이러한 개재물들은 이와 같이 양호한 핵생성 지점들이 아니다.
접종의 주요한 기능은 흑연을 위한 핵생성 지점들을 도입함으로써 탄화물 형성을 방지하는 것이다. 핵생성 지점들을 도입하는 것 이외에도, 접종은 또한, 구상화 처리 동안 형성되는 MgO 및 MgS 개재물들을 개재물 상에 하나의 층(Ca, Ba 또는 Sr을 가짐)을 추가함으로써 핵생성 지점들로 변형시킨다.
본 발명에 따라, 미립자 FeSi 베이스 합금들은 40 내지 80 중량% Si를 포함해야 한다. FeSi 베이스 합금은 60 내지 80 중량%, 예컨대, 70 내지 80 중량%를 포함하는 높은 규소 합금, 45 내지 60 중량%, 예컨대, 45 내지 55 중량% 규소들을 함유하는 규소 또는 낮은 규소 합금일 수 있다. FeSi 베이스 합금은, 예컨대 0.2 내지 6 mm, 예컨대 0.2 내지 3 mm의, 접종제들을 위한 종래의 범위 내에 놓이는 입자 크기를 가져야 한다.
본 발명에 따라, 미립자 FeSi계 합금은 0.5 내지 10 중량%의 Ca를 포함한다. 보다 높은 양의 Ca를 사용하는 것은 접종제의 성능을 감소시켜, 슬래그 형성을 증가시킬 수 있고 그리고 비용을 증가시킬 수 있다. 양호한 접종 성능은, 또한 FeSi 베이스 합금에서의 Ca의 양은 약 0.5 내지 6 중량%일 때 달성된다. 바람직하게는, FeSi 베이스 합금에서의 Ca의 양은 약 0.5 내지 5 중량%이다.
FeSi 베이스 합금은 최대 10 중량%의 희토류들(RE)을 포함한다. RE는 예컨대, Ce 및/또는 La일 수 있다. 일부 실시예들에서, RE의 양은 최대 6 중량%이어야 한다. RE의 양은 바람직하게는 적어도 0.1 중량%이어야 한다. 바람직하게는, RE는 Ce 및/또는 La이다.
Sb2O3 입자들은 작은 입자 크기, 즉, 마이크론 크기, 예컨대 10 내지 150 ㎛를 가져야 해서, 주철 용융물에 도입될 때 Sb2O3 입자들의 매우 빠른 용융 및/또는 용해를 초래한다. 유리하게는, Sb2O3 입자들은 접종제를 주철 용융물을 추가하기 전에 미립자 FeSi 베이스 합금과 혼합된다. FeSi 입자들은 Sb2O3 입자들에 의해 완전히 커버된다(도 3 참조). FeSi 베이스 합금 입자들과 Sb2O3 입자들을 혼합하는 것은 안정적이고 균일한 접종제를 초래한다. 그러나, Sb2O3 입자들을 미립자 FeSi 합금과 혼합시키는 것 그리고/또는 블렌딩하는 것은 접종 효과를 달성하기 위해 의무적인 것이 아닌 것을 유의해야 한다. 미립자 FeSi 베이스 합금 및 Sb2O3 입자들은 액체 주철에 별도로, 하지만 동시에 추가될 수 있다.
Sb를 FeSi 합금과 함께 합금시키는 것 대신에, FeSi 베이스 합금 입자들과 함께 Sb2O3 입자들의 부가는 수개의 이점들을 제공한다. Sb2O3 화합물의 안티모니(antimony) 및 산소 양자 모두는 접종제의 성능에 대해 중요하다. 다른 이점은 접종제 조성의 양호한 재현성인데, 왜냐하면 접종제에서의 미립자 Sb2O3의 양 및 동질성(homogeneity)이 용이하게 제어되기 때문이다. 안티모니가 ppm 수준으로 일반적으로 부가된다는 사실을 고려한다면, 접종제들의 양을 제어하는 것 그리고 접종제의 균일한 조성을 가지는 것에 대한 중요성은 명백하다. 비균일한 접종제를 추가하는 것은 주철에서 접종 원소들의 잘못된 양들을 초래할 수 있다. 또 다른 이점들은 FeSi계 합금에서 안티모니를 합금하는 것을 수반하는 방법들과 비교하여 접종제의 보다 더 비용 효과적인 생산이다.
예들
4회의 접종 시도들은 1.3 중량% MgFeSi 구상화 합금의 추가에 의해 마그네슘으로 처리된 600 kg 용융된 주철의 하나의 래들(ladle)에 의해 수행되었다. MgFeSi 구상화 합금은 중량에 따른 다음의 조성을 갖는다: 5.8 중량%의 Mg, 1 중량%의 Ca, 1 중량%의 RE, 0.7 중량%의 Al, 46 중량%의 Si, 잔부 철.
4회의 시도들은 2개의 상이한 접종제들을 사용하는 2회의 반복들로 분할되었다.
2개의 접종제들은, 71.8 중량%의 Si, 1.07 중량%의 Al, 0.97 중량%의 Ca, 1.63 중량%의 Ce, 잔부 철을 함유하는 규소철 합금 접종제 A로 구성된다. 접종제 A의 한 부분에 대해서는, 본 발명의 접종제를 제공하기 위해, 미립자 형태의 1.2 중량%의 Sb2O3가 추가되었고 그리고 기계적으로 혼합되었다. 접종제 A의 다른 부분에 대해서는, 1 중량%의 FeS 및 2 중량%의 Fe2O3이 추가되었고, 기계적으로 혼합되었다. 이는, 상표 Ultraseed®의 Elkem AS에 의해 생산되는 WO 99/29911에 따른 접종제이다.
4회의 시도들은 2개의 상이한 접종제들의 2회의 반복들로 분할되었다. FeS 및 Fe2O3 분말을 추가한 경우의 2회의 시도들은 Ultraseed® 접종제를 만들기 위한 것이었으며, 그리고 Sb2O3 분말을 추가한 경우의 2회의 시도들은 본 발명의 접종제를 만들기 위한 것이다.
표 1은 사용되는 접종제의 개요를 나타낸다. 안티모니 산화물, 철 산화물 및 황화 철의 양들은 접종제들의 총 중량에 기초된다.
접종제들은 0.2 중량%의 양으로 주철 용융물들에 추가되었다. 접종된 주철들은 28 mm 직경의 원통형 검사 바들로 주조되었다. 미세구조들은 각각의 시도로부터 하나의 검사 바에 검사되었다. 검사 바들은 절단되었고, 준비되었고 그리고 도 1에 도시되는 포지션(2)의 이미지 분석에 의해 평가되었다. 노듈 수(노듈들의 수/mm2)가 결정되었다. 결과들은 도 2에 도시된다.
도 2로부터 볼 수 있는 바와 같이, 결과들은, 접종제들을 포함하는 Sb2O3 으로 처리되는 주철들이 종래 기술의 Ultraseed® 접종제로 처리되는 동일한 주철 용융물들과 비교하여 더 높은 노듈 개수 밀도를 가지는 점에서, 매우 중요한 트렌드(trend)를 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 개념들을 포함하는 다른 실시예들이 사용될 수 있는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 위에서 그리고 첨부 도면들에서 예시되는 본 발명의 이러한 그리고 다른 예들은 예로써만 의도되며 그리고 본 발명의 실제 범위는 다음의 청구항들로부터 결정될 수 있다.
Claims (12)
- 층상(lamellar), 압축(compacted) 또는 구상 흑연(spheroidal graphite)으로 주철(cast iron)을 제조하기 위한 접종제(inoculant)로서,
상기 접종제는 약 40 내지 80 중량%의 규소, 약 0.1 내지 10 중량%의 칼슘, 0 내지 10 중량%의 희토류들(rare earths)─예를 들어, 세륨(cerium) 및/또는 란타넘(lanthanum)─, 및 최대 5 중량%의 알루미늄, 철인 잔부, 그리고 일반적인 양의 부수적인 불순물들을 포함하는 미립자 규소철 합금(particulate ferrosilicon alloy)을 포함하며,
상기 접종제는 또한, 접종제의 총 중량에 기초하여, 0.1 내지 10 중량%의 안티모니 산화물을 포함하며, 상기 안티모니 산화물은 미립자 형태이고 그리고 규소철 합금 입자들로 혼합하거나 블렌딩되거나, 동시에 미립자 규소철 합금 입자들과 함께 주철에 추가되는,
층상, 압축 또는 구상 흑연으로 주철을 제조하기 위한 접종제. - 제1 항에 있어서,
상기 규소철 합금은 45 내지 60 중량%의 규소를 포함하는,
층상, 압축 또는 구상 흑연으로 주철을 제조하기 위한 접종제. - 제1 항에 있어서,
상기 규소철 합금은 60 내지 80 중량%의 규소를 포함하는,
층상, 압축 또는 구상 흑연으로 주철을 제조하기 위한 접종제. - 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 규소철 합금은 0.5 내지 5 중량%의 칼슘을 포함하는,
층상, 압축 또는 구상 흑연으로 주철을 제조하기 위한 접종제. - 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 규소철 합금은 0.5 내지 5 중량%의 알루미늄을 포함하는,
층상, 압축 또는 구상 흑연으로 주철을 제조하기 위한 접종제. - 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 규소철 합금은 최대 6 중량%의 희토류들을 포함하는,
층상, 압축 또는 구상 흑연으로 주철을 제조하기 위한 접종제. - 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접종제는 0.2 내지 5 중량%의 미립자 안티모니 산화물을 포함하는,
층상, 압축 또는 구상 흑연으로 주철을 제조하기 위한 접종제. - 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 희토류들은 세륨 및/또는 란타넘인,
층상, 압축 또는 구상 흑연으로 주철을 제조하기 위한 접종제. - 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접종제는 상기 규소철 합금 입자들 및 상기 안티모니 산화물 입자들의 혼합물(mixture) 또는 블렌드(blend)의 형태인,
층상, 압축 또는 구상 흑연으로 주철을 제조하기 위한 접종제. - 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접종제는 상기 미립자 규소철 합금 입자들 및 상기 안티모니 산화물 입자들의 혼합물로 만들어지는 응집물들의 형태인,
층상, 압축 또는 구상 흑연으로 주철을 제조하기 위한 접종제. - 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접종제는 상기 미립자 규소철 합금 입자들 및 상기 안티모니 산화물 입자들의 혼합물로 만들어지는 단광들(briquettes)의 형태인,
층상, 압축 또는 구상 흑연으로 주철을 제조하기 위한 접종제. - 층상, 압축 또는 구상 흑연으로 주철을 제조하기 위한 접종제를 생산하기 위한 방법으로서,
약 40 내지 80 중량%의 실리콘, 약 0.1 내지 10 중량%의 칼슘, 0 내지 10 중량%의 희토류들─예를 들어, 세륨 및/또는 란타넘─, 및 최대 5 중량%의 알루미늄, 철인 잔부 그리고 일반적인 양의 부수적인 불순물들을 포함하는 미립자 규소철 합금을 제공하는 단계; 및
상기 접종제를 생산하기 위해, 상기 미립자 베이스 합금과, 접종제의 총 중량에 기초하여 0.1 내지 10 중량%의 안티모니 산화물 입자들을 혼합하는 단계를 포함하는,
층상, 압축 또는 구상 흑연으로 주철을 제조하기 위한 접종제를 생산하기 위한 방법.
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