(57)【要約】【課題】優れた生産効率を確保でき、かつ、鋳造金型を溶湯から十分に保護して、鋳造欠陥の発生を抑制できる横型の遠心鋳造方法を提供することである。【解決手段】鋳造金型１に対して注湯樋４と一緒に軸方向へ相対移動する耐火材料散布管６を注湯樋４に並設し、耐火材料散布管６の先端のノズル６ａから、溶湯の鋳込み温度よりも溶融温度が高い粉末状のアルミナと接種剤としてのフェロシリコンの混合物Ｂを、溶湯Ａが注湯される手前側で鋳造金型１の内面に散布することにより、優れた生産効率を確保でき、かつ、鋳造金型１を溶湯Ａから十分に保護して、鋳造欠陥の発生を抑制できるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平軸の回りに回転する円筒状の鋳造金型内に鉄系金属の溶湯を注湯し、遠心力を利用して前記鋳造金型の内周面へ溶湯を鋳込む遠心鋳造方法において、前記溶湯を鋳込む前に、前記鋳造金型の内面に前記溶湯の鋳込み温度よりも溶融温度が高い粉末状の耐火材料を散布するようにしたことを特徴とする遠心鋳造方法。
【請求項２】
前記鋳造金型内に溶湯を注湯する注湯樋を一端側から挿入し、これらの鋳造金型と注湯樋を軸方向に相対移動させて、前記鋳造金型の一端側と他端側のいずれかからもう一方側へ溶湯を注湯し、前記注湯樋と一緒に軸方向へ前記鋳造金型と相対移動し、前記耐火材料を鋳造金型の内面に散布する耐火材料散布手段を設けて、前記溶湯が注湯される手前側で、前記耐火材料を鋳造金型の内面に散布するようにした請求項１に記載の遠心鋳造方法。
【請求項３】
前記粉末状の耐火材料を接種剤と混合し、この接種剤と混合した耐火材料を前記鋳造金型の内面に散布するようにした請求項１または２に記載の遠心鋳造方法。
【請求項４】
前記耐火材料の混合比率を２質量％以上とした請求項３に記載の遠心鋳造方法。
【請求項５】
前記耐火材料を、前記接種剤よりも比重が大きいものとした請求項３または４に記載の遠心鋳造方法。
【請求項６】
前記耐火材料をアルミナとした請求項１乃至５のいずれかに記載の遠心鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平軸の回りに回転する鋳造金型内に鉄系金属の溶湯を鋳込む横型の遠心鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳鉄管等の比較的長尺の中空鋳物を製造する際には、水平軸の回りに回転する円筒状の鋳造金型内に注湯樋を一端側から挿入し、これらの鋳造金型と注湯樋を軸方向に相対移動させて、鉄系金属の溶湯を注湯樋から注湯し、遠心力を利用して鋳造金型の内周面に溶湯を一端側から他端側へ鋳込む横型の遠心鋳造方法が多く採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような横型の遠心鋳造方法では、高温の鉄系金属の溶湯から鋳造金型を保護するために、黒鉛、珪砂、珪藻土等の粉末状の耐火材料を水に溶いたスラリー状の塗布液を予め金型の内面にコーティングするウェットスプレーコーティング法（例えば、特許文献２参照）と、鋳造金型と相対移動する注湯樋に付設されたノズルから、フェロシリコン等の粉末状の接種剤を、溶湯が注湯される手前側で金型の内面に散布してコーティングするドライコーティング法（例えば、特許文献３参照）とが多く採用されている。ドライコーティング法は、接種剤の接種効果によって、鋳物材質を安定化できる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１５０４３２号公報
【特許文献２】特許第２５５５２３６号公報
【特許文献３】特公平７−１１５１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に記載されたウェットスプレーコーティング法を採用した遠心鋳造方法は、金型の内面に予めコーティングされる耐火材料によって、鋳造金型を溶湯から保護することができるが、鋳造工程の前に別途のコーティング工程や乾燥工程を必要とするので、生産効率が劣る問題がある。
【０００６】
一方、特許文献３に記載されたドライコーティング法を採用した遠心鋳造方法は、鋳造しながら接種剤を金型の内面にコーティングするので、生産効率は優れているが、フェロシリコン（Ｆｅ−Ｓｉ）等の接種剤は、耐熱性が耐火材料よりも劣り、熱伝導率も高いので、鋳造金型を溶湯から十分に保護することができず、金型が割れ等の発生によって損耗しやすくなるとともに、鋳造時の冷却速度が速くなって、湯境、ピンホール等の鋳造欠陥も発生しやすくなる問題がある。金型に割れが発生したときは、その補修のために却って生産効率が低下する。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、優れた生産効率を確保でき、かつ、鋳造金型を溶湯から十分に保護して、鋳造欠陥の発生を抑制できる横型の遠心鋳造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、水平軸の回りに回転する円筒状の鋳造金型内に鉄系金属の溶湯を注湯し、遠心力を利用して前記鋳造金型の内周面へ溶湯を鋳込む遠心鋳造方法において、前記溶湯を鋳込む前に、前記鋳造金型の内面に前記溶湯の鋳込み温度よりも溶融温度が高い粉末状の耐火材料を散布する方法を採用した。
【０００９】
すなわち、溶湯を鋳込む前に、鋳造金型の内面に溶湯の鋳込み温度よりも溶融温度が高い粉末状の耐火材料を散布することにより、優れた生産効率を確保でき、かつ、鋳造金型を溶湯から十分に保護して、鋳造欠陥の発生を抑制できるようにした。
【００１０】
前記鉄系金属の溶湯の鋳込み温度は１３５０℃程度以下であり、これよりも溶融温度が高い耐火材料としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）、ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ２）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、炭化チタン（ＴｉＣ）、ジルコン（ＺｒＯ２・ＳｉＯ２）等を挙げることができる。
【００１１】
前記鋳造金型内に溶湯を注湯する注湯樋を一端側から挿入し、これらの鋳造金型と注湯樋を軸方向に相対移動させて、前記鋳造金型の一端側と他端側のいずれかからもう一方側へ溶湯を注湯し、前記注湯樋と一緒に軸方向へ前記鋳造金型と相対移動し、前記耐火材料を鋳造金型の内面に散布する耐火材料散布手段を設けて、前記溶湯が注湯される手前側で、前記耐火材料を鋳造金型の内面に散布することにより、溶湯を鋳込む前に効率よく耐火材料を鋳造金型の内面に散布することができる。
【００１２】
前記粉末状の耐火材料を接種剤と混合し、この接種剤と混合した耐火材料を前記鋳造金型の内面に散布することにより、接種剤の接種効果によって、鋳物材質を安定化することができる。
【００１３】
前記耐火材料の混合比率は、２質量％以上、好ましくは５質量％以上とするとよい。耐火材料の混合比率が２質量％未満では、耐火材料の金型保護効果を十分に期待できないからである。
【００１４】
前記耐火材料を、前記接種剤よりも比重が大きいものとすることにより、遠心力によって、比重の大きい耐火材料を外周側に偏析させて、金型の保護効果を高めるとともに、接種剤を内周側に偏析させて溶湯と接触させ、接種効率を高めることができる。
【００１５】
前記耐火材料はアルミナとするとよい。アルミナは比較的安価に手に入れることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る遠心鋳造方法は、溶湯を鋳込む前に、鋳造金型の内面に溶湯の鋳込み温度よりも溶融温度が高い粉末状の耐火材料を散布するようにしたので、優れた生産効率を確保でき、かつ、鋳造金型を溶湯から十分に保護して、鋳造欠陥の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る遠心鋳造方法を採用した遠心鋳造装置を示す概略切欠き正面図
【図２】図１の要部を拡大して示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明に係る遠心鋳造方法を採用した遠心鋳造装置を示す。この遠心鋳造装置はダクタイル鋳鉄管を鋳造する横型のものであり、円筒状の鋳造金型１が一対の回転駆動ローラ２に支持されて水平軸の回りに高速回転し、鉄系金属の溶湯Ａが供給される取鍋３と、取鍋３から溶湯Ａを投入され、鋳造金型１内に一端側から挿入される注湯樋４が、走行台車５によって鋳造金型１の軸方向に移動するようになっている。また、注湯樋４の横側には、耐火材料散布手段としての耐火材料散布管６が平行に並設され、注湯樋４と一緒に軸方向に移動するようになっている。
【００１９】
前記耐火材料散布管６はフレキシブルホース７を介して圧送タンク８に接続されている。圧送タンク８には、粉末状の耐火材料としてのアルミナ（比重：約３．９７ｇ／ｃｍ３）と、接種剤としてのフェロシリコン（比重：約２．２０ｇ／ｃｍ３）との混合物Ｂが定量供給機９から供給されるとともに、給気管１０から圧縮空気Ｃが供給され、空気搬送によって混合物Ｂが耐火材料散布管６の先端のノズル６ａから散布されるようになっている。
【００２０】
図１中に矢印で示すように、前記ダクタイル鋳鉄管を鋳造するときは、走行台車５が鋳造金型１から後退する左方向に走行しながら、鋳造金型１に挿入された注湯樋４の先端から溶湯Ａが注湯され、ダクタイル鋳鉄管が鋳造金型１の右奥側から左手前側へ向かって鋳込まれる。この実施形態では、鋳造金型１の軸方向位置を固定し、注湯樋４を走行台車５で軸方向に移動させるようにしたが、注湯樋４の軸方向位置を固定し、鋳造金型１を軸方向に移動させるようにしてもよい。
【００２１】
図２に拡大して示すように、前記耐火材料散布管６のノズル６ａは、注湯樋４の先端から少し後退した位置に設けられ、注湯樋４が左方へ後退しながら溶湯Ａを注湯するときに、その手前側の鋳造金型１の内面にアルミナとフェロシリコンの混合物Ｂが散布される。このとき、高速回転する鋳造金型１の内面に散布された混合物Ｂは、遠心力によって比重の大きいアルミナが外周側へ、比重の小さいフェロシリコンが内周側へ偏析する。したがって、外周側へ偏析するアルミナによって鋳造金型１の内面が溶湯Ａから十分に保護されるとともに、内周側へ偏析するフェロシリコンが効率よく溶湯Ａに接種される。
【実施例】
【００２２】
上述した遠心鋳造装置を用いて、ダクタイル鋳鉄管を鋳造した。前記混合物Ｂにおける耐火材料としてのアルミナの混合比率は１０質量％とした。アルミナには焼結アルミナを粉末状に粉砕したものを用い、その粒度は３２５ｍｅｓｈ以下とした。この粉末状のアルミナのかさ比重は３．６２である。
【００２３】
前記ダクタイル鋳鉄管を同じ鋳造金型で８００回繰り返して鋳造し、使用後の金型の内面と、鋳造されたダクタイル鋳鉄管の鋳造欠陥を調べた。この結果、金型の内面には割れ等の損耗は観察されず、ダクタイル鋳鉄管の鋳造欠陥もほとんど認められなかった。以上の結果より、本発明に係る遠心鋳造方法は、鋳造金型の内面を溶湯から十分に保護して、その補修期間を延長できるとともに、鋳造欠陥も抑制できることが確認された。ダクタイル鋳鉄管の材質も安定化していることが確認された。
【００２４】
また、前記混合物Ｂにおけるアルミナの混合比率を２質量％とした場合についても、同様の鋳造を行ったが、金型の損耗もダクタイル鋳鉄管の鋳造欠陥も問題なく、良好な鋳造結果が得られた。これは、アルミナによる金型に対する断熱効果が減少して、金型の内表面に細かいクラックが生じやすくなるものの、粉末状の細かいアルミナがこの細かいクラックに入り込むことで金型の内表面が平滑化され、鋳造された鋳鉄管に影響しなかったものと考えられ、鋳造後の鋳鉄管もスムーズに金型から引き抜くことができた。
【００２５】
上述した実施形態では、粉末状の耐火材料に接種剤を混合して散布するようにしたが、耐火材料のみを散布することもできる。この場合は、接種剤を注湯樋の溶湯に混入させることもできる。
【００２６】
また、本発明に係る遠心鋳造方法は、ウェットスプレーコーティング法の遠心鋳造にも採用することができ、注湯部位の手前側で散布される耐火材料によって、より高い断熱効果を期待でき、金型の保護と鋳鉄製品の品質向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  鋳造金型
２  回転駆動ローラ
３  取鍋
４  注湯樋
５  走行台車
６  耐火材料散布管
６ａ  ノズル
７  フレキシブルホース
８  圧送タンク
９  定量供給機
１０  給気管
【図１】
2010201470.tif 000003
【図２】
2010201470.tif 000004