KR900001325B1

KR900001325B1 - 구상흑연주철관의 연속 제조 방법 및 장치

Info

Publication number: KR900001325B1
Application number: KR1019850010053A
Authority: KR
Inventors: 바크 클라우드; 벨로치 리오; 구르멜 이브스; 피렐 미첼
Original assignee: 폰트-에이-모우선 소시에떼 아노님; 프랜시스 메어
Priority date: 1985-01-04
Filing date: 1985-12-31
Publication date: 1990-03-08
Also published as: GB8530723D0; PL144856B1; SI8512006A8; AU564826B2; RO93864B; GB2169230B; FR2575683A1; ES550663A0; GB2169230A; FR2575683B1; IN166932B; DD247621A5; EG17408A; JPS61177324A; FI80621B; FI860009A0; ES8705285A1; FI80621C; YU44943B; HRP930763B1

Abstract

내용 없음.

Description

구상흑연주철관의 연속 제조 방법 및 장치

제1도는 소켓트를 갖지 않는 주철관을 연속상승주조하기 위한 본 발명에 따른 장치의 단면도.

제2도는 본 발명의 열처리구조를 보인 단면도.

제3도는 본 발명의 열처리구조에서 외부의 기계적인 구성을 보인 정면도.

제4도는 제2도의 4-4선 단면도.

제5도는 베이나이트조직을 얻기 위하여 열처리시간중에 주철관의 온도변화를 보인 열처리 그래프.

제6도는 소켓트가 없는 주철관을 주철로부터 연속하강주조하는 본 발명장치의 변형 실시형태를 보인 부분 다면도.

제7도는 페라이트-퍼얼라이트조직을 얻기 위한 열처리의 변형예에 대한 제5도와 유사한 그래프.

본 발명은 구상흑연주철관의 연속제조방법과 장치에 관한 것으로, 특히 구상흑연주철로부터 주철관을 연속주조하고 이러한 연속주조에 이어서 사용에 적합한 조직, 예를 들어 베이나이트조직을 갖도록 하는 열처리에 관한 것이다.

프랑스특허출원 제 8400382호(1984년 1월 10일자 출원)에는 코아를 사용하지

또한 프랑스 특허 제 2415501호는 주철관의 내부를 성형하기 위한 코아를 사용하여 주철로부터 수직의 연속하강주조방법으로 제조하는 기술이 소개되어 있다.

특히 프랑스특허 제 2522291호에는 원심주조후의 열처리로 베이나이트조직을 갖는 구상흑연주철로부터 원심주조관을 제조하는 기술이 소개되어 있다.

상기 특허에 있어서는 열처리가 원심 칠 모울드내에서의 직접 템퍼링 단계(tempering stage)를 시작하므로서 수행되어 시간과 열에너지를 절약할 수 있는 잇점이 있고, 주철관의 정상 페라이트조직보다 유리한 베이나이트조직을 얻을 수 있는 잇점이 있다. 실제로, 수상흑연주철관의 베이나이트조직으로 동일한 연신률에대한 탄성한계와 파괴강도의 특성이 크게 개선될 수 있으며, 만약 통상적으로 요구되는 기계적인 특성을 갖는 주철관을 제조하기를 원하는 경우에는 페라이트조직을 갖는 주철관에 대하여 베이나이트조직을 갖는 주철관은 이 주철관의 두께를 얇게하여 그 무게를 현저히 가볍게 할 수 있다.

원심주조방법으로 주철로부터 주철관을 제조하는 방법은 불연속 제조방법이다. 이러한 방법은 프랑스특허 제 2522291호에서 보인 바와 같이 직접 원심 칠 모울드내에서 오오스테나이트조직을 얻기 위한 템퍼링단계가 수행되는 잇점을 갖는다.

본 발명의 목적은 연속주조방법에 의한 주철관의 제조에 있어서, 예상조직, 예를들어 베이나이트조직과 같이 주철관의 전체 벽에 걸쳐 균질의 조직을 갖는 구상흑연주철로부터 주철관을 제조하는데 있으며, 구상흑연주철의 템퍼링 특성이 좋지 않음에도 불고하고 산업적으로 재현가능한 방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 베이나이트, 베이나이트와 페라이트, 그리고 페라이트와 퍼얼라이트

또한 본 발명은 상기와 같은 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것으로, 이 장치는 구상흑연주철로부터 주철관을 연속주조하기 위한 수단으로 구성된 것에 있어서, 이 장치가 연속주조를 위한 냉각다이이의 하류측에서 고체상 내화물질입자의 유동화를 위한 용기로 구성되고, 이 용기에는 유동욕을 냉각시키기 위한 물이 순환되는 코일이 배설되어 있으며 코일은 상기 유동욕내에 잠겨 있고, 상기 용기에는 이 용기내의 상기 입자상의 유동욕을 통하여 주철관이 지날 수 있는 적어도 하나의 개방부가 형성되어 있음을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명의 방법과 장치에 의하여, 연속다이의 출구측에서 구상흑연주철관의 냉각 열처리는 균일하게 이루어져 매우 정밀하고 균일한 주철관의 조직을 얻을 수 있다. 특히, 주철관의 주조직후에 이를 내화물질입자의 유동욕에서 열처리하므로서 종래 주철관을 냉각시키고 이어서 이를 템퍼링처리하기 위하여 재가열하는 것에 비하여 주철의 경화특성을 크게 향상시킬 수 있다. 실제로 본 발명은 주조다이를 떠난 주철관, 즉 아직 처리되지 않은 조직을 갖는 주철관에 직접 적용될 수 있다.

본 발명은 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 제1도에 도시된 실시형태에 따라서, 본 발명은 주철로부터 주철관(T)을 연속상승주조하는데 적용된다.

본 발명의 장치는 다음과 같이 구성된다.

1) 사이폰 장치에 의한 용융주철의 공급

예를들어 실리카-알루미나의 내화물질로 된 사이폰 장치(1)는 상단에 주입펀넬(2)과 주철관(T)을 성형하는 다이의 기부에 저면주입공(3)으로 구성되는 ＂L＂자형 주입관으로 구성된다.

2) 외부냉각형 다이

저면 주입공(3)의 축선 X-X상에는 내경이 제조될 주철관(T)의 외경과 같은 흑연슬리이브(4)와, 구리로 만들어져 있고 냉각수가 파이프(6)를 통하여 유입되어 파이트(7)를 통하여 유출되는 냉각수 순환용의 자켓트(5)가 착설되어 있다. 흑연슬리브(4)는 사이폰 장치(1)상에 직접 지지된다. 슬리이브(4)의 둘레에는 그 전 길이를 걸쳐 접촉되게 착설된 냉각자켓트(5)는 사이폰 장치(1)와 직접 접촉하지는 않고 내화물질로 된 환상의 스페이서 스탠드(8)에 의하여 분리되어 있다. 냉각자켓트(5)의 상측부는 흑연슬리이브(4)의 상측변부상에 배치된다. 슬리이브(4)와 카켓트(5)가 냉각다이를 구성한다.

3) 세 부분으로 구성된 열처리장치

A. 조절된 온도의 유동매체에 주철관(T)이 잠기도록 하는 유동화 용기.

B. 주철관(T)의 서냉처리를 위하여 주철관을 단열시키는 슬리이브.

C. 주철관(T)의 온도를 유지하기 위한 공지의 턴넬로.

본 발명에 따라서, 유동화 용기(9) 다이(4,5)의 축선 X-X상에서 다이의 상부, 즉

파이프(17)를 통하여 유입되고 파이프(18)를 통하여 유출되는 냉각수가 코일(16)을 통하여 흐른다.

본 발명에 따라서, 성형될 주철관(T)의 외경보다 큰 내경을 갖는 축관(33)이 용기(9)의 상부에서 동일 축선X₁-X₁상에 착설된다. 이 축관(33)내에는 예를들어 암면 팰트로 구성된 단열슬리이브(34)가 피복되어 있다.

이 축관(33)은 주철관(T)의 자연적인 냉각, 즉 서냉을 위한 것이다. 단열슬리이브(34)가 두꺼우면 두꺼울수록 주철관(T)의 냉각은 느려진다. 축관(33)의 높이는 적어도 절단된 주철관(T)의 길이와 같다.

본 발명에 따라서, 축관(33)의 내측에는 주철관(T)을 안내하고 지지하기 위한 로울러(35)가 착설되어 있다.

단열슬리이브(34)로부터 돌출되어 있는 이들 로울러(35)는 축선 X-X상에 위치하는 축관(33)의 모선과 주철관(T)의 모선에 평행하게 배열되어 있다. 적어도 일부의 로울러(35)는 주철관(T)을 전진시킬 수 있도록 구동된다. 또한, 본 발명에 따라서, 축관(33)과 이 축관내부의 단열슬리이브(34)는 경사질수 있게 착설된다. 축관(33)은 경사방향에서 하측단의 힌지편(36)으로 지지된 상태에서 90˚의 각도로 경사질 수 있다(제2도 및 제3도). 힌지편(36)에는 축선X-X에 대하여 직각을 이루는 축선 Y-Y을 갖는 수평축(37)이 착설되어 있다. 힌지편(36)상에서 축관(33)을 경사지게 하도록 축관(33)에는 경사편(38)이 착설되고 이에 경사잭(40)의 롯드(39)가 연결되어 있으며, 공지된 바와 같이 경사잭(40)의 동체는 롯드(39)로부터 원격한 단부측이 프레임(4)상에 회전가능하게 착설된다(제3도).

예를 들어 이 잭(40)은 복동형의 수압장치이다.

이 실시형태(제3도)에서, 롯드(39)가 신장된 상태(실선으로 보임)에서는 축관(33)이 축선 X-X상에서 수직인 상태에 놓이고 롯드(39)가 수축된 상태(점선으로 보임)에서는 축관(33)이후 상세히 설명되는 온도 유지용 턴넬로(44)의 입구의 연장선상인 축선 X₁-X₁에 수평으로 놓인다. 따라서 잭(40)은 화살표(AR)방향으로 축관(33)이 경사질 수 있도록 한다.

잘 알려진 바와 같이, 주철관(T)의 온도를 유지하기 위한 턴넬로(44) (제2도와 제4도)는 축관(33)이 축선 X₁-X₁상에 놓여 X₁-X₁에 대하여 수직이거나 축선 X₁-X₁에₁ ₂ ₁ ₁ ₂ ₁ ₁ ₁ ₂ ₁ ₁ ₁ ₂ ₂

4)주철관 인출기

이 주철관 인출기는 유동화용기(9)의 출구측에서 절단장치(K)의 상류측에 배치된다. 예를 들어 이는 단열슬리이브(34a)가 구성되어 있는 축관(33a)의 일부분으로 구성

5)주철관 절단장치

유동화용기(9)와, 인출기를 구성하는 축관(33a)의 하류측에 두 개의 절단날로 간략하게 보인 공지된 절단장치(k)가 착설된다. 이 절단장치(K)는 예를들어 축관(33a)과 축관(33)사이에 착설된다.

작 동(제1도, 제2도 및 제4도)

주철관(T)의 제조를 시작하기 위하여 용융주철을 주입하기 전에, 제조될 주철관(T)의 외경 및 두께와 동일한 관상의 강철제 슬리이브로된 모조관(도시하지 않았음)을 열처리용 유동화용기(9)를 통하여 다이(4,5)의 상측으로부터 흑연슬리이브(4)의 상측단부아래로 삽입한다. 그리고 용융주철을 주입펀넬(2)를 통해 화살표(f)방향으로 주입하여 다이(4,5)의 슬리이브(4)의 상측부보다 약간 아래에 위치하는 레벨(N)에 이르도록 한다. 이 용융주철은 2.5-4중량%의 탄소, 2-4중량%의 실리콘, 0.1-0.6중량%망간, 0.05중량%의 몰리브덴, 0-3.5중량％의 니켈, 0-11중량%의 동, 0-0.5중량%의 마그네슘, 최대 0.1중량%의 황, 최대 0.06중량%의 인과 나머지는 철인 조성으로 되어 있다. 모조관이 삽입되기전에 모래가 채워져 있지 않은 용기(9)에 모조관이 레벨(N)아래로 잠기자마자 곧 그 유동화 챔버에 모래(15)를 채운다. 따라서 모조관의 내벽에는 모래(15)가 묻지 아니한다. 자켓트(5)에는 파이프(6)(7)를 통하여 냉각수를 순환시키고 코일(16)에도 파이프(17)(18)를 통하여 냉각수를 순환시킨다.

공지된 바와 같이, 주철은 슬리이브(4)에 접촉하여 거의 재두원추형을 이루는 응고면(S)을 따라서 냉각되어 모조관에 부착되고 이 모조관은 축관(33a)과 축관(33)의 구

이후에 모조관이 화살표(f₁)의 방향으로 용기(9)를 통하여 이동하는 동안에 압축공기 또는 질소를 유동화가스의 유입을 위해 파이프(13)로 챔버(12)에 주입한다. 그러면 모래(15)는 이에 파묻혀 있는 코일(16)의 주위에서 유동하기 시작하여 유동화하기전에, 즉 움직이지 않을 때 모래(15)의 높이보다 현저히 높은 높이로 용기(9)의 상측부에 근접한 레벨에 이른다. 주철관이 화살표(f₁)방향으로 상승하여 모조관 대신에 유동화 용기(9)내측에 이르기 시작할때에 주철관(T)의 열처리가 시작되고 주철관이 화살표(f₁)방향으로 상승시에 연속하여 열처리가 진행된다.

주철관의 베이나이트화를 위한 열처리는 제5도에 도시되어 있으며 프랑스특허 제 2522291호에 기술된 바 있는 온도변화의 상태하에서 수행된다.

베어나이트 템퍼링 단계인 제1단계(a b c)

제5도의 그래프에서, 온도(T℃)는 Y-축에 표시하였고 시간(t)은 X-축에 표시하였다. 제5도의 곡선 a-h는 주철관이 본 발명의 열처리를 받을 때에 구상흑연주철관의 온도변화를 보인 것이다.

유동화 용기(9)내의 모래(15)는 열처리의 제1단계가 수행되는 온도, 즉 요구된 조직을 얻는데 필요한 온도(예를들어 베이나이트조직을 얻는데 필요한 100-200˚C의 온도)로 조절되고, 이러한 단계가 별도의 가열없이 다이(4,5)로부터 나오는 주철관으로 부터의 열을 이용하는 베이나이트화 템퍼링단계이다. 100-200℃사이의 온도인 모래(15)의 온도는 파이프(17)(18)를 통하여 순환하느그런데 20℃정도의 물에 의하여 일정하게

점(b)(유동화 용기 9의 입구)로부터 점(C)(유동화 용기 9의 출구)까지 주철관(T)의 온도강하는 급격히 이루어지고(850℃로부터 약500℃) 유동화 용기(9)를 지나는 동안인 짧은 시간동안에 이루어지며, 여기에서 주철관(T)은 그 전체의 면이 코일(16)에 의하여 100-200℃정도의 온도로 유지되는 모래(15)에 접촉하여 지나게 된다. 이때가 베이나이트화 템퍼링단계이다. 이와 같이 유동화 용기내의 모래가 주철관(T)으로부터 집중적으로 열을 빼앗게 되고 주철관(T)의 모든 부분이 동일한 열처리를 받도록 하기 위하여 주철관(T)의 전체 벽이 균일하게 모래(15)와 접촉하여 지나게 된다.

유동화 용기(9)를 떠나 인출기인 축관(33a)과 축관(33)을 지나는 중간단계 (c d e)

유동화 용기(9)를 떠나 주철관(T)은 인출기인 축관(33a)측으로 진입되며 여기에서 주철관이 냉각되는 것이 보호되면서 절단장치(K)를 통하여 수직축선상에 놓여 자연적인 서냉이 이루어지도록 구동로울러(35)에 의하여 축관(33)측으로 이동된다. 제5도의 온도곡선에서, 축관(33)으로의 진입단계가 점(d)에 해당한다. 따라서 절단장치(K)가 위치하는 용기(9)와 추관(33)사이의 축관(33a)을 통하여 통과하는 중간 단계가 곡선(c d)의 부분에 해당하며 여기에서 주철관(T)의 외벽 온도는 약간만 떨어진다. 점(d)의 온도는 약480℃이다. 이 축관(33)에서 추철관(T)은 축관(33)의 단열슬리이브(34)에 의하여 서냉

주철관(T)은 절단장치(K)에 의하여 절단되고, 요구된 길이로 절단된 주철관(T)은 축관(33)내에 놓인다.

열처리-온도유지의 제2단계(제5도 곡선의 점 e1 f1과 e2 f2사이의 영역)

전 단계에서 얻어진 베이나이트조직을 응고, 즉 고정시키기 위하여, 절단된 주철관(T)은 경사진 축관(33)의 수평축선 X₁-X₁에 평행한 AR₁방향으로 이동시켜 턴넬로(44)내측으로 옮긴다. 이를 위하여, 절단장치(K)로 주철관(T)을 요구된 길이로 절단한 후에 잭(40)을 작동시켜 수평축(37)의 축선 Y-Y을 중심으로 하여 화살표(AR)방향으로 축관(33)과 이 축관(33)의 내부에 지지되어 있는 주철관(T)을 90°의 각도로 기울인다. 축관(33)은 잭(40)의 롯드(39)가 최종적으로 이동완료하는 위치까지 경사지게 된다(제3도에서 점선으로 보임). 따라서 축관은 수직축선 X-X의 위치로부터 턴넬로(44)의 입구(42)부근의 연장선상에서 수평축선 X₁-X₁상의 위치로 이동한다. 이러한 경사운동단계에서 로울러(35)에 의하여 지지되어 새로운 위치 X₁-X₁상에 놓이는 주철관(T)은 턴넬로(44)에 진입되게 준비된다. 그리고 구동로울러(35)와 구동로울러(45)가 회전하여 주철관(T)이 턴넬로(44)에 진입된다.

턴넬로(44)내에서, 수평방향으로 계속 전지이동하는 튜우브(T)는 이동방향이 90˚로 바뀌어 새로운 방향(AR₂)을 따라 턴넬로(44)의 출구(43)측으로 향하게 된다. 이러한 방향전환은 다음과 같은 방법으로 수행된다. 잭(47)이 로울러(45)를 트랙(48)의 하측으로 후퇴시켜 주철관(T)이 트랙(48)과 무단체인(49)사이에 놓이게 하고 이 체인에 의하₂

대기중에서의 냉각단계인 최종의 제3단계(f1gh또는f2gh부분)

텐넬로(44)를 떠날때에, 주철관(T)은 짧은 시간내에 그래프의 f1g부분을 따라서 예를들어 5-25℃인 정상온도로 대기중에서 냉각되고, 최종적으로 이러한 대기중의 온

[잇점]

템퍼링 단계의 제1단계가 제5도 그래프의 점(b)에서 시작되어 주철관(T)을 약 800-850℃의 돈도를 유지하기 위하여 별도의 가열없이 주철관(T)로부터의 열을 이용하는 잇점이 있다.

다이(4,5)와 유동화 용기(9)의 조합으로, 베이나이트 템퍼링단계를 수행하기 위하여 냉각후에 800-850℃의 온도까지 재 가열하는 구상흑연주철관의 템퍼링 특성보다 우수한 템퍼링특성을 갖는 구상흑연주철관(T)을 얻을 수 있다.

유동화 모래(15)로 구성되는 유동화 용기(9)를 사용하므로서 주철관(T)의 전 길이와 전체의 벽에 걸쳐 온도의 균질성이 확보될 수 있고 열처리의 신뢰성과 재형성이 확보된다.

특히, 주철관(T)으로부터 열을 외부로 방출하기 위하여 냉각수 대신에 모래(15) 또는 고체물질의 다른 적당한 입자를 이용하는 열방출 수단은 주출(F)의 용융욕에 근접하여 설치되지만 그 안정성은 높다.

서두에 언급한 바와 같이 다이(4,5)와 유동화 용기(9)가 연속배열로 조합되어 주철관(T)의 성형직후에 다이(4,5)의 출구에서 베이나이트화 템퍼링 단계(제5도의 bc부분)가 수행되어 연속되는 베이나이트화 템퍼링단계를 수행하기 위하여 850℃의 온도로 재

이후 상세히 설명되는 바와 같이, 모래의 유동욕 온도에 따라서 다른 조직을 얻는 것도 가능하다. 유동욕의 모래(15)의 온도를 조절하는 것(코일 16에 순환하는 물의 온도와 유량을 조절함)과 모래(15)의 유동욕으로 처리되는 주철관(T)의 온도를 일정하게 전 길이에 걸쳐 유지하는 것이 용이하므로 이러한 열처리가 완벽하고 신뢰가능하게 이루어질 수 있으며 산업상 재현성이 있다.

[변형 실시예]

제6도의 실시형태에 따라서, 본 발명의 방법과 장치는 주철관(T)을 연속하강주조하는데에도 적용될 수 있다.

프랑스특허 제2415501호에 기술된 형태인 이러한 장치는 연속주조축선 X-X을 중심으로 하여 구성된다.

이 장치는 용융주철공급수단, 주철관의 성형수단과, 주철관의 열처리장치로 구성된다.

1) 용융주철의 공급수단(일부만 도시하였음)

장치의 상측단부에 구성된 주조용기(19)는 저합하의 레이들(도시하지 않았음) 또는 전기반사로(역시 도시하지 않았음)의 일부를 구성하며, 그 내부는 질소 또는 알곤과 같은 불활성가스의 압력을 받는다. 주조용기(19)의 하측단부에는 축선 X-X상에 주조공(20)이 형성되어 있다.

2) 주철관의 성형수단

주조공(20)내에 흑연코아(21)가 삽입되어 주철관(T)이 내부형상을 이루고 역시 흑연으로 된 다이(23)의 헤드(22)가 삽입되어 주철관(T)의 외부형상을 이루도록 한다. 코아(21)는 속이 비어 있는 원통형의 형태이고 내부에 물로 냉각되는 코일 형태의 인덕터(24)와 같은 내부가 열장치가 설치되어 있다. 코아(21)와 함께 다이(23)는 주철관(T)의 내외경에 일치하는 환상공간(25)을 형성하고, 이 공간의 내부에서 주철(F)은 다이(23)의 벽으로부터 응고면을 따라서 점진적으로 응고될 수 있게 되어 있다. 주조공(20)과 함께 다이(22)의 헤드는 내화물질로 된 단열슬리이브(26)가 삽입되는 환상공간을 형성하며, 이 슬리이브(26)는 주조용기(19)를 떠나는 용융주철이 냉각되지 않게하는 방벽을 형성한다. 관상 다이(23)의 하측부는 코아(21)의 하측부와 동일한 높이에 놓이고, 구리와 같이 열전도율이 좋은 금속 또는 금속합금의 관상 케이싱(27)으로 둘러싸여 있으며, 이 관상 케이싱(27)의 상측단부는 용기(28)를 형성하도록 확개되고, 헤드(22)를 제외하고 다이(23)의 전높이에 걸쳐 이 다이(23)와 접촉하는 저융점의 용융금속(예를들어 납이나 주석)(29)이 담기는 자켓트에는 용융금속이 파이트(30)를 통하여 상부로부터 공급되거나 파이프(31)를 통하여 공급될 수 있으며 파이프(31)는 필요시 용융금속(29)을 배출하는데 사용될 수 있다. 케이싱(27)에는 물이 순환하는 냉각슬리이브(32)가 둘러싸여 있으며, 그 내벽이 케이싱(27)의 외벽에 접촉되어 있다.

공지된 바와 같이 코아(21)와 다이 사이에 형성된 환상공간(25)의 출구에서 주철관(T)이 형성되어 응고된다.

3)열처리장치

다이(23)의 하측에는 이 다이의 축선 X-X상에 다이(23)의 하측으로부터 적당한 거리를 두고 주철관(T)이 지나는 개방부(10)가 형성된 환상기부를 가지며 역시

단열슬리이브(34b)를 가지며 구동로울러(35)가 착설되어 인출기를 구성하는 축관(33b)과, 단열슬리이브(34)를 갖는 축관(33)이 유동화 용기(9)의 하측에 착설되고, 도시하지는 않았으나 제2도와 제4도의 턴넬로 (44)와 같이 가스버어너가 구비된 온도유지용 턴넬로가 설치된다. 축관(33b)과 축관(33)사이에는 주철관(T)을 절단하기 위한 절단장치(K)가 착설된다. 제1도-제3도에서 보인 바와같이, 축관(33)에는 경사축선 Y-Y상의 축(37)과 함께 힌지편(36)이 착설되어 있으며 축관(33)을 90°각도로 경사지게 하는 수단이 결합되는 경사편(38)이 착설되어 있다.

본 발명에 따른 완전한 열처리 단계는 제5도에서 보인 3단계에 따라서 제1도, 제2도, 제3도, 제4도 및 제5도의 실시예와 같은 동일한 조건하에 행하여진다. 즉, 다이(23)와 유동화 용기(9)사이에서 제5도 그래프의 a,b부분을 따라서 먼저 행하여지는 오오스테나이트화-베이나이트화 템퍼링단계, b,c부분을 따라서 급격히 온도가 떨어지는 유동화 용기(9)를 통한 베이나이트화 단계, 그리고 최종적으로, 튜우브(T)의 절단후 턴넬로(44)에서 상측등온선(e1f1)(450℃)와 하측등온선(e2f2)(250℃)사이의 빗금친 부분에 위치하는 수평부분(ef)(또는 등온선ef)을 따라서 행하여지는 온도의 안정화단계로 행

이 변형 실시예의 잇점은 열처리에 관한 한 선행실시예의 경우에 동일하며, 다만 코아(21)를 이용하여 주철관(T)을 제조하고 이 주철관(T)을 화살표(f2)의 방향으로 하향전진시키는 단계만이 상이하다.

[베이나이트조직 이외의 다른 조직의 생성]

베이나이트조직이외의 다른 조직, 예를 들어 퍼얼라이트의 비율이 정확한 베이나이트+퍼얼라이트, 또는 페라이트+퍼얼라이트의 조직을 얻고자 하는 경우, 종래의 열처리로서는 각 처리단계마다, 또는 주철관의 부분마다 정확한 비율의 퍼얼라이트조직의 재현이 불가능한 반면에, 본 발명의 처리로서는 퍼얼라이트 비율의 정확하고 산업적으로 재현가능하다. 페라이트+퍼얼라이트조직을 얻고자하는 경우에 축관(33)은 필요치 않다.

마찬가지로, 본 발명의 처리방법에 따라서 베이나이트+페라이트조직의 재현이 가능하다.

베이나이트+페라이트조직의 경우에 유동욕을 구성하는 모래(15)의 온도는 베이나이트만의 경우와 같이 100-200℃이어야 한다.

각 페라이트 및 퍼얼라이트상의 사전에 결정된 비율을 갖는 페라이트+퍼얼라이트 조직의 경우, 유동욕을 구성하는 모래(15)의 온도는 이를 통과하는 주철관(i)의 냉각가속도가 일정하도록 정하여져야 한다. 환언컨데, 제7도의 열곡선도에서 빗금으로 보인 알파(α)+감마(γ)+그래파이트(G)의 3상 대역(이 대역은 3성분도 ＂철, 탄소, 규소＂의 3상, 즉 퍼얼라이트, 오오스테나이트 및 그래파이트가 공존하는 주철의 공융변형영역을 나타

유동욕을 구성하는 모래(15)를 통하여 주철관(i)을 조절된 일정한 속도로 통과시키므로서 3상 대역 (α+γ+G)을 통한 일정한 냉각속도를 얻을 수 있고, 결국 각 상, 즉 페라이트와 퍼얼라이트의 사전에 선택된 일정한 비율이 보장될 수 있다. 냉각도는 베이나이트화 템퍼링단계의 경우에는 유동화 공기(파이프 13)의 유량 선택과, 코일(16)내에서 순환하는 순환수의 속도 선택으로 조절될 수 있다. 만약 이러한 냉각도를 줄이고자하는 경우에는 코일(16)내의 물의 순환을 차단하거나 코일(16)을 가열수단으로 교환하면 된다. 상기 가열수단은 예를 들어 유동화 공기(파이프 13)을 가열하기 위하여 유동욕을 구성하는 모래(15)내에 매설 되거나 유동화 용기(9)내에 배설되는 전기가열저항기로 구성될 수 있다. 또한 가열수단으로서 가스버어너가 사용될 수 있다.

이와 같이 페라이트+퍼얼라이트의 조직을 얻기 위하여 제7도의 ＂온도, 시간＂그래프의 곡선을 따라 처리한다.

제1단계(abc)

이 그래프에서, 점(a)는 다이(4,5)로부터 주철관(i)이 나오는 시점에 해당한다. 이는 제1실시예(제5도)의 경우와 같으며 온도는 1100℃이다. 유동욕으로 진입시에는 제5도의 경우와 같이 주철관(i)의 온도가 점(b)에서 850℃이다. 유동욕을 떠날때에, 점(c)에서 주철관(i)의 온도는 600℃로 떨어진다. 점(b)와 점(c)사이에서 제7도의 곡선에 따른 온도강하는 제5도의 곡선에 따른 처리의 경우보다 완만하고 점전적이다.

점(b)와 점(c)의 사이가 770°-810℃사이의 온도 범위인 3상 대역(α+γ+G)(주철의 공융변형 영역)이며 여기에서 주철관(i)의 냉각속도는 일정하다. 이 대역(α+γ+G)

제2 및 최종단계(ck)

주철관(i)은 유동욕을 떠나 축관(33)을 지나지 않고 곧 바로 대기중에 나와서 곡선 ck부분으로 표시된 대기중 자연냉각과정을 거치게 된다. 본 발명의 연속열처리는 주철관(i)의 인출속도, 주철관의 냉각속도 및 제5도 곡선의 점(a) (다이 4,5로부터 주철관(i)의 인출시작점)과 점(c) (유동욕을 구성하는 모래(15)로부터 주철관(i)의 인출점)사이의 온도가 일정하여 각 상(페라이트상과 퍼얼라이트상)의 비율을 정확히 조절 할 수 있다.

Claims

2.5-4중량%의 탄소, 2-4중량%의 실리콘, 0.1-0.6중량%의 망간, 0.5중량% 이하의 몰리브텐, 0.3중량%의 니켈, 11중량% 이하의 동, 0.5중량% 이하의 마그네슘, 최대 0.1중량%의 황, 최대 0.06중량%의 인과 나머지는 철로 구성되는 조성을 갖는 주철로부터 주철관이 관상의 냉각다이의 내축에서 연속주조되는 형태이고, 베이나이트, 베이나이트와 페라이트 또는 페라이트와 퍼얼라이트의 조직으로부터 선택된 균일하게 조절된 조직을 갖는 구상흑연주철로부터 주철관을 연속 제조하는 방법에 있어서, 관상의 냉각다이의 출구에서 이제 막 제조된 주철관이 냉각다이의 출구에서 나올 때의 주철관의 온도보다 낮은 온도로 냉각된 내화물질 입자의 유동욕을 통과함을 특징으로 하는 구상흑연주철관의 연속제조방법.
청구범위 제1항에 있어서, 제1단계에서 다이의 출구로부터 나와 1100℃ 정도의 온도를 가지며 오오스테나이트조직을 갖는 주철관이 850℃ 정도의 온도로 방냉된 다음, 베이나이트 조직을 얻기 위해 신속히 약 500℃(베이나이트화 템퍼링)의 온도가 되도록 주철관을 고체상 내화물질 입자의 유동욕을 통과시켜 그 전 길이를 통해 균일하게 강제 냉각시키고, 주철관의 온도를 500℃에서 250℃-450℃의 온도로 서냉시키는 중간단계에서 주철관을 사전에 결정된 길이로 절단하며, 베이나이트화 유지 단계인 제2단계에서, 절단된 주철관을 텐넬로에 통과시켜 등온의 한계선내의 일정한 온도로 유지시켜 균일한 베이나이트조직, 또는 오오스테나이트-베이나이트조직을 얻고, 최종단계에서 주철관을 대기중에서 방냉함을 특징으로하는 방법,
청구범위 제1항에 있어서, 제1단계에서 유동욕의 온도가 100℃-200℃사이의 온도로 유지되고 이 단계의 종료시에 부분적인 베이나이트조직을 갖는 주철관을 얻음을 특징으로 하는 방법,
청구범위 제1항에 있어서, 페라이트+퍼얼라이트조직을 갖는 주철관을 얻기 위하여, 제1단계에서 1100℃정도의 온도로 다이의 출구측으로 인출되는 주철관이 850℃정도의 온도로 방냉되고 이 주철관이 고체상의 내화물질 입자로 된 유동욕을 지나도록하여 그 전 길이를 통해 균일하고 일정한 냉각속도에서 600℃이상의 온도로 냉각되며, 제2 및 최종단계에서 주철관이 대기중에서 자연적으로 방냉되게함을 특징으로하는 방법.
청구범위 제1항 또는 제4항에 있어서, 사전에 결정된 비율의 페라이트 및 퍼얼라이트상을 갖는 페라이트+퍼얼라이트의 조직을 얻기 위하여 3성분도 ＂철, 탄소, 규소＂의 각 상, 즉 페라이트, 오오스테나이트 및 그래파이트의 3상 대역 α+γ+G이 공존하는 주철의 공융변형 영역을 통과하는 것이 일정한 냉각속도로 이루어지도록 유동욕의 온도가 유지됨을 특징으로 하는 방법.
용융주철을 공급하기 위한 수단과 연속적으로 주철관을 생산하기 위한 관상의 냉각다이로 구성되어 청구범위 1항의 방법을 수행하기 위한 구상흑연 주철관의 연속제조장치에 있어서, 냉각다이의 하류측에 고체상내화물질입자의 유동화 용기가 구성되어 있고, 상기 용기에는 유동욕내에 묻히어 냉각수가 순환하는 코일이 구비되어 있으며, 상기 용기는 상기 입자의 유동욕을 통과하는 주철관이 지나는 개방부를 가짐으로 특징으로하는 구상흑연주철관의 연속제조장지.
청구범위 제6항에 있어서, 냉각다이가 수직축선상에 놓여 있고, 유동화욕은 그 하측단부에서 수직축선상에 단일개방부가 구성되어 있고 그 상측단부는 대기측으로 개방됨을 특징으로 하는 장치.
청구범위 제7항에 있어서, 수직축선상의 냉각다이에 하측으로부터 용융주철이 공급되고, 유동화 용기는 냉각 다이의 상부에 배치되며 용기의 단일개방부는 주철관이 지나는 입구 개방부임을 특징으로 하는 장치.
청구범위 제6항에 있어서, 수직축선상의 관상 다이에 코아가 결합되어 상측으로부터 용융주철이 공급되고, 유동화 용기는 냉각 다이의 하측에 배치되며 용기의 단일개방부는 주철관이 지나는 출구개방부임을 특징으로하는 장치.
청구범위 제6항에 있어서, 유동화 용기의 하류측에 부분적인 베이나이트조직을 갖는 주철관을 얻기 위하여 주철관이 동축방향으로 지나게 단열슬리이브를 둘러싸는 축관으로 구성된 주철관의 인출기가 착설됨을 특징으로하는 장치.
제10항에 있어서, 축관의 내부에 주철관을 안내 지지하는 로울러가 착설되고 외부에는 주철관의 베이나이트화 온도를 유지하기 위하여, 축관을 수직축선상의 위치로부터 수평축선상에 놓인 턴넬로의 입구에 동축상인 수평위치로 이동시키도록 경사수단으로 축관을 90°방향으로 회전시키기 위해 수평축선을 중심으로 하여 힌지연결된 힌지핀이 착실되어 있음을 특징으로 하는 장치.
청구범위 제6항에 있어서, 최종적으로 페라이트+퍼얼라이트조직을 갖는 주철관을 얻기 위하여 주철관이 유동화 용기를 떠나 곧 바로 대기중으로 나오고, 축관은 가지지 않음을 특징으로하는 장치.