(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融鋳鉄を収容した処理容器内に金属Ｍｇ又はＭｇ合金を供給するＭｇ供給手段と、処理容器の開口部を覆う蓋と、処理容器を搬送する搬送手段と、一端側を固定軸に連結され、該固定軸を回転軸として回動可能である地金受板と、該地金受板を回動させる駆動手段と、を備えた黒鉛球状化処理設備であって、前記Ｍｇ供給手段によりＭｇの供給された処理容器が、前記搬送手段によって前記蓋の直下位置から搬送された後に、前記地金受板を前記駆動手段によって蓋の直下位置に回動させ、該地金受板によって蓋から剥離して落下する地金を受けることを特徴とする黒鉛球状化処理設備。
【請求項２】
地金受板上に落下した地金が自重によって滑り落ちるように、前記地金受板は傾斜した状態で蓋の直下に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の黒鉛球状化処理設備。
【請求項３】
前記駆動手段は、処理容器の位置を検出する位置検出手段の信号を受け、自動的に前記地金受板を回動させることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の黒鉛球状化処理設備。
【請求項４】
前記固定軸は、その軸心方向が処理容器の移動方向と略平行する方向に配置されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項３の何れか１つに記載の黒鉛球状化処理設備。
【請求項５】
前記搬送手段は、ローラーが回転することによってローラー上に搭載された処理容器を移動させるローラーテーブル方式であることを特徴とする、請求項１ないし請求項４の何れか１つに記載の黒鉛球状化処理設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属ＭｇやＭｇ合金を添加してダクタイル鋳物用溶融鋳鉄を溶製する黒鉛球状化処理設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ダクタイル鋳鉄管などのダクタイル鋳物は、鋼材と同等の引張強度を有し、その伸び及び靱性などの機械試験値は普通鋳鉄の十数倍に達し、更に、普通鋳鉄と同等の優れた耐食性を有しており、そのため、これらの特性が要求される地中埋設管などの、より厳しい環境下での各種配管材などで広く利用されている。
【０００３】
このダクタイル鋳物は、鉄スクラップを主たる鉄源原料としてキュポラ或いは電気炉によって溶解された元湯に、黒鉛球状化剤として金属ＭｇやＦｅ−Ｓｉ−Ｍｇ合金などのＭｇ合金を添加し、Ｃ：３〜４質量％（以下「％」と記す）、Ｓｉ：２〜３％、Ｍｎ：０．２〜０．５％、Ｍｇ：０．０１〜０．０６％を含有する溶融鋳鉄を溶製し、これを遠心鋳造機などの鋳造設備によって鋳造することで製造されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
金属ＭｇやＭｇ合金を元湯に添加する方法としては、添加歩留まりを高めるべく、置注ぎ法、蓋付取鍋添加法、プランジャ法、圧力添加法、ワイヤーフィーダー法などの種々の添加方法が採用されており（例えば、非特許文献１参照）、添加方法に応じてそれぞれ黒鉛球状化処理設備が構成されている。しかし、Ｍｇは沸点（１１１０℃）が低く、溶融鋳鉄の温度域では蒸気圧が高いため、Ｍｇを溶融鋳鉄に添加した場合には、爆発的な発煙やこの発煙に伴う溶湯の噴出などが発生する。
【０００５】
前述した添加方法のうちでプランジャ法及び圧力添加法では、密閉構造若しくは密閉構造に類似した容器のなかでＭｇを添加するので、容器からの溶湯噴出は実質的に発生せず、何ら問題にはならないが、その他の添加方法では、発煙並びに溶湯の噴出を防止するために、容器の開口部である容器上部を覆う蓋を設置することが一般に行われている（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平6-246415号公報
【非特許文献１】
日本鋳物協会編「改訂４版鋳物便覧」昭和61年 1月20日、p.560-565
【特許文献２】
特開昭53-70020号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、開口部に蓋を設置した場合、処理容器から溶湯が噴出することは防止されるが、蓋の内面側にはＭｇ添加中に飛散した溶湯が付着・堆積する。溶湯が付着・堆積した蓋を処理容器から分離させ、処理容器を蓋の直下から移動させた場合に、蓋に付着していた地金が冷却され、収縮して蓋から剥離し、蓋の直下に落下する。蓋が黒鉛球状化処理設備に設置されている場合、蓋の直下には、通常、処理容器を搬送するための搬送設備が設置されており、搬送設備は落下する地金によって損傷し、損傷程度によっては搬送作業が阻害される。又、搬送設備の損傷に至らないまでも、黒鉛球状化処理作業を妨げないようにするために、落下・堆積した地金を搬送通路から除去する必要がある。
【０００８】
従来、この落下地金による搬送設備の損傷を防止するための効率的な手段を備えた黒鉛球状化処理設備はもとより、蓋直下の搬送通路に落下地金が堆積することを防止するための効率的な手段を備えた黒鉛球状化処理設備は提案されていない。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、蓋によってその開口部が覆われた処理容器を用いて地金の噴出を防止しながら、金属ＭｇやＭｇ合金などの黒鉛球状化剤を添加してダクタイル鋳物用溶融鋳鉄を溶製する際に、蓋に付着した地金の落下によって蓋直下に設置した搬送設備が損傷を受けることを防止するのみならず、落下した地金の堆積による黒鉛球状化処理作業の妨げを防止することが可能な黒鉛球状化処理設備を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の発明に係る黒鉛球状化処理設備は、溶融鋳鉄を収容した処理容器内に金属Ｍｇ又はＭｇ合金を供給するＭｇ供給手段と、処理容器の開口部を覆う蓋と、処理容器を搬送する搬送手段と、一端側を固定軸に連結され、該固定軸を回転軸として回動可能である地金受板と、該地金受板を回動させる駆動手段と、を備えた黒鉛球状化処理設備であって、前記Ｍｇ供給手段によりＭｇの供給された処理容器が、前記搬送手段によって前記蓋の直下位置から搬送された後に、前記地金受板を前記駆動手段によって蓋の直下位置に回動させ、該地金受板によって蓋から剥離して落下する地金を受けることを特徴とするものである。
【００１１】
第２の発明に係る黒鉛球状化処理設備は、第１の発明において、地金受板上に落下した地金が自重によって滑り落ちるように、前記地金受板は傾斜した状態で蓋の直下に配置されることを特徴とするものである。
【００１２】
第３の発明に係る黒鉛球状化処理設備は、第１又は第２の発明において、前記駆動手段は、処理容器の位置を検出する位置検出手段の信号を受け、自動的に前記地金受板を回動させることを特徴とするものである。
【００１３】
第４の発明に係る黒鉛球状化処理設備は、第１ないし第３の発明の何れかにおいて、前記固定軸は、その軸心方向が処理容器の移動方向と略平行する方向に配置されていることを特徴とするものである。
【００１４】
第５の発明に係る黒鉛球状化処理設備は、第１ないし第４の発明の何れかにおいて、前記搬送手段は、ローラーが回転することによってローラー上に搭載された処理容器を移動させるローラーテーブル方式であることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明に係る黒鉛球状化処理設備では、処理容器の開口部を覆うための蓋の直下には、処理容器の搬送手段を覆うように回動する地金受板が備えられているため、金属Ｍｇ又はＭｇ合金が添加された後、蓋に付着した地金が冷却され、剥離して落下しても、蓋の直下位置に回動された地金受板の上に落下するのみで、搬送手段の上には直接落下しないので、搬送手段を地金落下による損傷から防止することができる。又、落下した地金は地金受板上を滑り落ち、搬送手段から離れた位置に堆積するので、地金が堆積したとしても何ら黒鉛球状化処理作業の妨げとはならない。一方、地金受板は、処理容器が黒鉛球状化処理設備に搬入される際には、処理容器の搬入を妨げないように待機位置に回動しているため、何ら処理容器の搬送の妨げとはならない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図３は、本発明の実施の形態例を示す図であって、図１は、本発明に係る黒鉛球状化処理設備の全体構成を示す側面概略図、図２は、本発明に係る黒鉛球状化処理設備の平面概略図、図３は、図１のＸ−Ｘ’矢視による側面概略図である。
【００１７】
これらの図に示すように、黒鉛球状化処理設備１は外郭を鉄皮２とし、この鉄皮２で覆われた中に、処理容器である取鍋８を搬入・搬出するための搬送手段としてローラーテーブル４が設置されている。ローラーテーブル４が設置された箇所には、取鍋８の通路となる、鉄皮２の開口部を覆うべく、昇降式のシャッター３が配置されている。
【００１８】
このローラーテーブル４は、図２及び図３に示すように、中央部が凹部形状の複数個のローラー６が、テーブル架台５に取り付けられた軸受７によって回転自在に保持され、縦方向に並んで２列配置された構成であり、各ローラー６は、ローラーテーブル４に取り付けられたローラー駆動電動機（図示せず）によって回転可能に設置されている。取鍋８は、取鍋８の底面に配置した一対のレール９をローラー６の凹部に乗せた状態でローラーテーブル４に支持され、ローラー６が回転することによってローラー６上を移動するようになっている。この場合、ローラーテーブル４には、取鍋８が黒鉛球状化処理中に移動しないように固定するためのストッパー（図示せず）が設置されていると共に、取鍋８の位置を検出するためのリミットスイッチ（図示せず）が複数設置されている。
【００１９】
ローラーテーブル４によって黒鉛球状化処理設備１内の所定位置まで搬入された取鍋８の直上には、取鍋８の上部開口部を覆うための蓋１３が配置されている。蓋１３は、その他端を蓋昇降装置１４と接続するチェーン１５と接続しており、蓋昇降装置１４によって巻き上げ或いは巻き下げられるチェーン１５を介して蓋１３は昇降し、取鍋８の上部開口部を覆うようになっている。チェーン１５は複数配置されており、それぞれのチェーン１５がそれぞれ独立して蓋昇降装置１４に接続されている。蓋昇降装置１４は、電動機（図示せず）によって駆動される。
【００２０】
天井側の鉄皮２の上方には、対向するピンチロール１０との間に鉄被覆Ｍｇワイヤー１２を挟んで供給する一対のピンチロール１０が配置されており、ピンチロール１０によって挟まれ、供給される鉄被覆Ｍｇワイヤー１２は、蓋１３を貫通して取鍋８の上部開口部に向かって伸びるガイドパイプ１１を通って取鍋８内に供給される。蓋１３とガイドパイプ１１との間には、蓋１３が十分に昇降可能なように、間隙が設けられている。この黒鉛球状化処理設備１では、２本の鉄被覆Ｍｇワイヤー１２を同時に供給するために、一対のピンチロール１０とガイドパイプ１１とからなるＭｇ供給手段が独立して一基ずつ配置されている。鉄被覆Ｍｇワイヤー１２の供給量は、メジャーロール２３によって計測される。鉄被覆Ｍｇワイヤー１２は、金属ＭｇやＦｅ−Ｓｉ−Ｍｇ合金などのＭｇ合金を心材とし、この心材を薄鋼鈑で覆ったクラッド線材である。
【００２１】
片側先端を鉄皮２で支持され、他の先端をテーブル架台５に取り付けられた支持金具２２に支持され、その軸心をローラーテーブル４上の取鍋８の移動方向と略平行な方向とする固定軸１７が、ローラーテーブル４の両側にそれぞれ配置されている。そして、それぞれの固定軸１７にはそれぞれカウンターウエイト１８が取り付けられ、このカウンターウエイト１８にそれぞれ地金受板１６の一端部が取り付けられている。一方、鉄皮２を貫通した固定軸１７の先端にはレバー１９が設けられ、このレバー１９は、鉄皮２の外壁面に取り付けられたエアシリンダー２０のシリンダーロッド２１と連結されている。即ち、エアーシリンダー２０を作動させることによってレバー１９が上下に移動し、このレバー１９の上下移動に伴って固定軸１７が回動し、この固定軸１７の回動により、カウンターウエイト１８並びにカウンターウエイト１８に取り付けられた地金受板１６が固定軸１７を回転軸として回動するようになっている。
【００２２】
地金受板１６が、図３の左側の地金受板１６に示すように、ローラーテーブル４上を覆うように回動した状態で、地金受板１６の先端は他方の地金受板１６の先端と接触し、且つ、地金受板１６は固定軸１７側が低くなるように傾斜している。一方、地金受板１６は、図３の右側の実線の地金受板１６に示すように、ローラーテーブル４上の取鍋８の移動を妨げないようにするため、待機位置まで回動するようになっている。この場合、地金受板１６上に落下した地金が、自重によって地金受板１６上を滑り落ちるように、地金受板１６の傾斜角度を調整することが好ましい。又、地金受板１６から滑り落ちる地金を回収するための回収容器（図示せず）を地金受板１６の両側に設置してもよい。
【００２３】
このような構成の黒鉛球状化処理設備１を用いたダクタイル鋳物用溶融鋳鉄の黒鉛球状化処理方法を以下に説明する。
【００２４】
鉄スクラップなどの鉄源とコークスなどの炭材とを原料として、キュポラ或いは電気炉などの溶解炉で溶解され、更に必要に応じて脱硫処理して得られた元湯（溶融鋳鉄）を取鍋８に注湯する。そして、元湯を収容した取鍋８をクレーン、搬送台車などの適宜の搬送手段によって黒鉛球状化処理設備１に搬送し、取鍋８をローラーテーブル４上に載せる。図１に示す本実施の形態例では、搬送台車を用いて取鍋８を黒鉛球状化処理設備１に搬送した例であり、図１ではローラーテーブル４に対面する搬送台車を省略している。
【００２５】
この場合に、取鍋８がローラーテーブル４上に載せられる以前は、地金受板１６は、図３の左側の地金受板１６に示すように、ローラーテーブル４上を覆うように回動した状態（以下、この状態を「作動状態」と記す）になっており、取鍋８が、ローラーテーブル４上に載せられる直前、或いはローラーテーブル４上の所定の位置まで搬送された時点で、エアーシリンダー２０が自動的に作動し、地金受板１６は、図３の右側の実線の地金受板１６に示すように、取鍋８の移動を妨げないようにするための待機位置まで回動した状態（以下、この状態を「待機状態」と記す）に回動される。
【００２６】
地金受板１６を待機状態としたままで、取鍋８がローラーテーブル４上を黒鉛球状化処理設備１の所定位置まで搬入されたなら、蓋昇降装置１４が駆動して蓋１３を下降させ、蓋１３によって取鍋８の上部開口部が覆われる。次いで、ピンチロール１０が駆動し、メジャーロール２３によって鉄被覆Ｍｇワイヤー１２の供給量を測定しながら、鉄被覆Ｍｇワイヤー１２が取鍋８内に供給される。取鍋８内の元湯は、添加されるＭｇによって黒鉛球状化処理が施され、元湯はダクタイル溶融鋳鉄に溶製される。
【００２７】
所定量の鉄被覆Ｍｇワイヤー１２が取鍋８内に供給され、Ｍｇによる黒鉛球状化処理が終了したならば、ピンチロール１０が停止し、次いで、蓋昇降装置１４が駆動して、蓋１３を所定位置まで上昇させる。一方、蓋１３と取鍋８とが分離されたならば、ローラーテーブル４のローラー６が駆動し、取鍋８は黒鉛球状化処理設備１から搬出される。
【００２８】
取鍋８が、ローラーテーブル４上から搬出された後、或いはローラーテーブル４上の所定の位置まで搬出された時点で、エアーシリンダー２０が自動的に作動し、待機状態であった地金受板１６は作動状態へと回動される。次回の黒鉛球状化処理まで、地金受板１６は作動状態のままで維持される。次いで、ダクタイル鋳物用溶融鋳鉄を収容した取鍋８を次工程の遠心鋳造機などの鋳造設備に、クレーンや搬送台車などの適宜の搬送手段を用いて搬送する。
【００２９】
この場合に、ローラーテーブル４、ピンチロール１０、蓋昇降装置１４、エアーシリンダー２０は、リミットスイッチなどの信号によって、一連の作業を全て自動的に運転するようになっている。
【００３０】
このような構成の黒鉛球状化処理設備１を用いることにより、黒鉛球状化処理中に飛散して蓋１３に付着した地金が、次回の黒鉛球状化処理までの期間に、冷却され、蓋１３から剥離して落下しても、蓋１３の直下には地金受板１６が設置されているため、地金はローラーテーブル４上に直接落下することがなく、ローラーテーブル４の落下地金による損傷を未然に防止することができる。又、落下した地金は地金受板１６の上を滑り落ち、ローラーテーブル４から離れた場所に堆積するため、取鍋８を移動させるために堆積した地金を取り除く必要がない。落下した地金の堆積する場所に地金回収容器を設けた場合には、地金回収容器を交換するだけで地金処理作業が完了する。
【００３１】
尚、本発明は上記実施の形態例に限るものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記説明のＭｇ添加方法はワイヤーフィーダー法であるが、処理容器に開放部のある添加方法であるならば置注ぎ法のような他の方法であっても本発明を適用することができる。又、地金受板１６が２つ設置されているが、１つの地金受板にまとめることもできる。更に、取鍋８の搬送手段はローラーテーブル方式に限るものではなく、台車方式などの他の搬送手段であってもよい。更に又、蓋昇降装置１４などは、その機能が同一であるならば、どのような形態としてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係る黒鉛球状化処理設備によれば、処理容器の開口部を覆うための蓋の直下には、処理容器の搬送手段を覆うように回動する地金受板が備えられているので、金属Ｍｇ又はＭｇ合金が添加された後に蓋に付着した地金が冷却され、剥離して落下しても、地金受板上に落下するのみで、搬送手段の上には直接落下せず、搬送手段を地金落下による損傷から防止することができる。又、落下した地金は地金受板上を滑り落ち、搬送手段から離れた位置に堆積するので、地金が堆積したとしても何ら黒鉛球状化処理作業の妨げとはならない。その結果、溶融鋳鉄の黒鉛球状化処理作業を効率的に行うことが達成され、工業上有益な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例を示す図であって、本発明に係る黒鉛球状化処理設備の全体構成を示す側面概略図である。
【図２】本発明の実施の形態例を示す図であって、本発明に係る黒鉛球状化処理設備の平面概略図である。
【図３】図１のＸ−Ｘ’矢視による側面概略図である。
【符号の説明】
１  黒鉛球状化処理設備
２  鉄皮
３  シャッター
４  ローラーテーブル
５  テーブル架台
６  ローラー
７  軸受
８  取鍋
９  レール
１０  ピンチロール
１１  ガイドパイプ
１２  鉄被覆Ｍｇワイヤー
１３  蓋
１４  蓋昇降装置
１５  チェーン
１６  地金受板
１７  固定軸
１８  カウンターウエイト
１９  レバー
２０  エアシリンダー
２１  シリンダーロッド
２２  支持金具
２３  メジャーロール
【図１】
0003666750.tif 000002
【図２】
0003666750.tif 000003
【図３】
0003666750.tif 000004