(57)【要約】【課題】簡易な装置で、球状化処理剤中のマグネシウム含有率に制限されずに、鋳鉄の黒鉛球状化処理を行うことができる鋳鉄の黒鉛球状化処理装置及び鋳鉄の黒鉛球状化処理方法を提供する。【解決手段】有底筒状の取鍋本体２と、取鍋本体２の上部１２を塞ぐ蓋体３とを備え、取鍋本体２と蓋体３とによって形成される内部空間２０で鋳鉄の溶湯を球状化処理剤に接触させて鋳鉄を黒鉛球状化処理する鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１であって、蓋体３には、鋳鉄の溶湯を内部空間２０に投入するための受湯口６及び受湯口６から斜め下方に延伸するスロープ４が配設されてなる鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１。【選択図】  図１
2004211154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の取鍋本体と、前記取鍋本体の上部を塞ぐ蓋体とを備え、前記取鍋本体と前記蓋体とによって形成される内部空間で鋳鉄の溶湯を球状化処理剤に接触させて前記鋳鉄を黒鉛球状化処理する鋳鉄の黒鉛球状化処理装置であって、
前記蓋体には、前記鋳鉄の溶湯を前記内部空間に投入するための受湯口及び前記受湯口から斜め下方に延伸するスロープが配設されてなることを特徴とする鋳鉄の黒鉛球状化処理装置。
【請求項２】
前記取鍋本体が、その底面に対して略垂直に立てられた所定の高さの板状の仕切部材を有し、前記仕切部材が、前記内部空間の前記底面から前記所定の高さまでを２つに分割して、前記鋳鉄の溶湯を投入するための溶湯投入空間、及び前記溶湯投入空間を経由して導かれた前記鋳鉄の溶湯と接触させる前記球状化処理剤を配置する処理剤配置空間を形成してなる請求項１に記載の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置。
【請求項３】
前記取鍋本体が、その底面に所定の形状の凹部を有し、前記凹部以外の空間が前記鋳鉄の溶湯を投入するための溶湯投入空間を形成するとともに、前記凹部が前記球状化処理剤を配置する処理剤配置空間を形成してなる請求項１に記載の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置。
【請求項４】
前記蓋体の前記受湯口から投入された前記鋳鉄の溶湯が、前記スロープの表面を前記取鍋本体の内面に向かって流れ落ちて前記取鍋本体の内面に当接し、前記取鍋本体の内面を伝い落ちて前記溶湯投入空間に投入されることが可能であるとともに、前記内部空間のうち前記スロープを含む前記蓋体と前記取鍋本体とで形成される下部空間で前記球状化処理剤と前記鋳鉄の溶湯との接触により発生するガスを封じ込めることが可能な請求項１〜３のいずれかに記載の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置。
【請求項５】
前記蓋体が取鍋本体に着脱可能又は開閉可能に接続された請求項１〜４のいずれかに記載の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置。
【請求項６】
前記球状化処理剤が、マグネシウムを３質量％以上含有するマグネシウム合金である請求項１〜５のいずれかに記載の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置。
【請求項７】
前記球状化処理剤が、純マグネシウムである請求項１〜５のいずれかに記載の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置を使用して前記球状化処理剤と前記鋳鉄の溶湯とを接触させて、前記鋳鉄を黒鉛球状化処理することを特徴とする鋳鉄の黒鉛球状化処理方法。
【請求項９】
前記処理剤配置空間に前記球状化処理剤を配置し、前記受湯口から前記鋳鉄の溶湯を投入し、投入された前記鋳鉄の溶湯を、前記スロープの表面を前記取鍋本体の内面に向かって流れ落として前記取鍋本体の内面に当接させ、前記取鍋本体の内面を伝い落として前記溶湯投入空間に投入し、前記溶湯投入空間から溢れた前記鋳鉄の溶湯を前記処理剤配置空間に流入させ、前記処理剤配置空間に配置した前記球状化処理剤と流入した前記鋳鉄の溶湯とを接触させる請求項８に記載の鋳鉄の黒鉛球状化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋳鉄の黒鉛球状化処理装置及び鋳鉄の黒鉛球状化処理方法に関し、更に詳しくは、簡易な装置で、球状化処理剤中のマグネシウム含有率に制限されずに、鋳鉄の黒鉛球状化処理を行うことができ、更に黒鉛球状化処理に使用されるマグネシウムの歩留りを向上させることが可能な鋳鉄の黒鉛球状化処理装置及び鋳鉄の黒鉛球状化処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋳鉄の中で、球状黒鉛鋳鉄は、特に機械的性質に優れ、比較的安価であることから、自動車部品等の様々な用途に使用されている。球状黒鉛鋳鉄とは、ダクタイル鋳鉄とも呼ばれ、一般に鋳放し状態で黒鉛が球状に晶出している鋳鉄をいう。ＣＶ黒鉛鋳鉄は、球状黒鉛鋳鉄に比べると機械的性質が若干劣るが、鋳造性や熱伝導性に優れている。ＣＶ黒鉛鋳鉄とは、球状黒鉛鋳鉄とは異なり、黒鉛が完全に球状化されておらず、芋虫状に晶出している鋳鉄をいう。このような、球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄を製造する方法において、その工程の中で、鋳鉄の溶湯を黒鉛球状化処理する工程がある。この工程は、通常、所定の容器内にマグネシウムを含有する球状化処理剤を入れておき、そこに鋳鉄の溶湯を注入して行われる。そして、その方法として、従来よりサンドイッチ法やコンバータ法（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）等の処理方法がある。
【０００３】サンドイッチ法は、通常、開放系で行うため、黒鉛球状化処理を行う際の、鋳鉄の溶湯と球状化処理剤との反応の激しさにより、球状化処理剤のマグネシウム含有率を高くする（例えば、純マグネシウム）ことはできない。そのため、マグネシウムの含有率の低いマグネシウム合金を球状化処理剤として使用する必要がある。しかし、その場合には、球状化処理剤に珪素などが含まれているため、製造される球状黒鉛鋳鉄又はＣＶ黒鉛鋳鉄における珪素などの含有率を所定の値にコントロールするためには、黒鉛球状化処理前の鋳鉄の溶湯中に含有される珪素などの物質（球状化処理剤に含有される物質と同種の物質）の含有率を低くする必要がある。このため、原料コストが高くなるという問題があった。
【０００４】一方、コンバータ法で用いられる炉体又は取鍋は、密閉系であり、その内部に設けられた反応室内に球状化処理剤を入れておき、取鍋に注入した鋳鉄の溶湯と反応室内の球状化処理剤とを反応させるように形成されている。反応室の壁には複数の孔が設けられており、その孔の大きさや孔の数によって、反応室内に浸入する鋳鉄の溶湯の量を制御し、反応を制御するようにしている。この方法によると、反応室の壁に設けられた孔が詰まり易く、連続して黒鉛球状化処理することができないという問題があった。また、コンバータ法に用いられる炉体又は取鍋は迅速に傾動できる必要があるので、装置が高価であるという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２８９５９５６号公報（第３−４頁、第１図及び第２図）
【非特許文献１】
Ｈｅｎｙｃｈ著「Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｆｏｕｎｄｒｙｍｅｎ’ｓ  Ｓｏｃｉｅｔｙ」、１９８６年発行９４巻、ｐ．６１０−６１２、図３及び図４
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な装置で、球状化処理剤中のマグネシウム含有率に制限されずに、鋳鉄の黒鉛球状化処理を行うことができ、更に黒鉛球状化処理に使用されるマグネシウムの歩留りを向上させることが可能な鋳鉄の黒鉛球状化処理装置及び鋳鉄の黒鉛球状化処理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明によって以下の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置及び鋳鉄の黒鉛球状化処理方法が提供される。
［１］  有底筒状の取鍋本体と、前記取鍋本体の上部を塞ぐ蓋体とを備え、前記取鍋本体と前記蓋体とによって形成される内部空間で鋳鉄の溶湯を球状化処理剤に接触させて前記鋳鉄を黒鉛球状化処理する鋳鉄の黒鉛球状化処理装置であって、前記蓋体には、前記鋳鉄の溶湯を前記内部空間に投入するための受湯口及び前記受湯口から斜め下方に延伸するスロープが配設されてなることを特徴とする鋳鉄の黒鉛球状化処理装置。
［２］  前記取鍋本体が、その底面に対して略垂直に立てられた所定の高さの板状の仕切部材を有し、前記仕切部材が、前記内部空間の前記底面から前記所定の高さまでを２つに分割して、前記鋳鉄の溶湯を投入するための溶湯投入空間、及び前記溶湯投入空間を経由して導かれた前記鋳鉄の溶湯と接触させる前記球状化処理剤を配置する処理剤配置空間を形成してなる［１］に記載の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置。
［３］  前記取鍋本体が、その底面に所定の形状の凹部を有し、前記凹部以外の空間が前記鋳鉄の溶湯を投入するための溶湯投入空間を形成するとともに、前記凹部が前記球状化処理剤を配置する処理剤配置空間を形成してなる［１］に記載の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置。
［４］  前記蓋体の前記受湯口から投入された前記鋳鉄の溶湯が、前記スロープの表面を前記取鍋本体の内面に向かって流れ落ちて前記取鍋本体の内面に当接し、前記取鍋本体の内面を伝い落ちて前記溶湯投入空間に投入されることが可能であるとともに、前記内部空間のうち前記スロープを含む前記蓋体と前記取鍋本体とで形成される下部空間で前記球状化処理剤と前記鋳鉄の溶湯との接触により発生するガスを封じ込めることが可能な［１］〜［３］のいずれかに記載の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置。
［５］  前記蓋体が取鍋本体に着脱可能又は開閉可能に接続された［１］〜［４］のいずれかに記載の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置。
［６］  前記球状化処理剤が、マグネシウムを３質量％以上含有するマグネシウム合金である［１］〜［５］のいずれかに記載の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置。
［７］  前記球状化処理剤が、純マグネシウムである［１］〜［５］のいずれかに記載の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置。
［８］  ［１］〜［７］のいずれかに記載の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置を使用して前記球状化処理剤と前記鋳鉄の溶湯とを接触させて、前記鋳鉄を黒鉛球状化処理することを特徴とする鋳鉄の黒鉛球状化処理方法。
［９］  前記処理剤配置空間に前記球状化処理剤を配置し、前記受湯口から前記鋳鉄の溶湯を投入し、投入された前記鋳鉄の溶湯を、前記スロープの表面を前記取鍋本体の内面に向かって流れ落として前記取鍋本体の内面に当接させ、前記取鍋本体の内面を伝い落として前記溶湯投入空間に投入し、前記溶湯投入空間から溢れた前記鋳鉄の溶湯を前記処理剤配置空間に流入させ、前記処理剤配置空間に配置した前記球状化処理剤と流入した前記鋳鉄の溶湯とを接触させる［８］に記載の鋳鉄の黒鉛球状化処理方法。
【０００８】このように、鋳鉄の黒鉛球状化処理装置が、取鍋本体とスロープを含む蓋体とを備えるという簡易な構成により形成され、球状化処理剤と鋳鉄溶湯との接触により発生するガスを、スロープを含む蓋体と取鍋本体とで形成される下部空間で封じ込めることが可能であるため、簡易な装置で、球状化処理剤中のマグネシウム含有率に制限されずに、鋳鉄の黒鉛球状化処理を行うことができ、更に黒鉛球状化処理に使用されるマグネシウムの歩留りを向上させることが可能となる。そして、靱性に優れた球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄を得ることができる。また、このような鋳鉄の黒鉛球状化処理装置を使用する鋳鉄の黒鉛球状化処理方法によれば、簡易な装置で、球状化処理剤中のマグネシウム含有率に制限されずに、鋳鉄の黒鉛球状化処理を行うことができ、更に黒鉛球状化処理に使用されるマグネシウムの歩留りを向上させることが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。尚、各図面において、同一の符号を付したものは同一のものを示す。
【００１０】図１は本発明の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置の一の実施の形態を示し、図１（ａ）は、その底面に垂直な平面で切断した断面図であり、図１（ｂ）は蓋体側からみた平面図である。
【００１１】図１（ａ）より、本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１は、底面１０が長円形の有底筒状の取鍋本体２と、取鍋本体２の上部１２を塞ぐ長円形の板状の蓋体３とを備える。そして、取鍋本体２と蓋体３とによって内部空間２０が形成されている。取鍋本体２は外壁材９の内側に耐火材８を配設することにより構成されている。取鍋本体２は、その底面１０に対して略垂直に立てられた所定の高さＨの板状の仕切部材５を有する。仕切部材５は、内部空間２０の底面１０から所定の高さＨまでを２つに分割し、溶湯投入空間２１と処理剤配置空間２２とがそれぞれ形成されている（本実施の形態においては仕切部材５によって底面１０から所定の高さＨまでを２つに分割して処理剤配置空間を形成しているが、後述するように処理剤配置空間の形成には仕切部材５を用いなくてもよい）。蓋体３には、図１（ｂ）に示すような、長方形で所定の大きさの孔（受湯口６）、及び受湯口６から斜め下方に延伸するスロープ４が配設されている。スロープ４は受湯口６の下方を横切るように配設されている。
【００１２】このように構成された、本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１が使用されるときには、処理剤配置空間２２にマグネシウムを含有する球状化処理剤（図示せず）が配置され、蓋体３の受湯口６から鋳鉄の溶湯（図示せず）が注入される。そして、注入された鋳鉄の溶湯は、受湯口６の下部を横切るスロープ４の表面を伝い落ちて溶湯投入空間２１に穏やかに（静かに）投入される。そして、鋳鉄の溶湯は溶湯投入空間２１に溜まり、所定の高さＨに到達したところで、所定の高さＨの仕切部材５から溢れ出し、処理剤配置空間２２に穏やかに（静かに）流入する。そこで、処理剤配置空間２２に配置されたマグネシウムを含有する球状化処理剤と、鋳鉄の溶湯とが接触し、鋳鉄の溶湯がマグネシウムによって黒鉛球状化処理される。このとき、高温の鋳鉄の溶湯とマグネシウムとが接触するため、一部のマグネシウムは鋳鉄の溶湯中に溶融せずにガス化する。ここで発生したガス（マグネシウムガス）の一部は、内部空間２０のうちのスロープ４を含む蓋体３と取鍋本体２とで形成される下部空間２３で封じ込められる。鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１内で黒鉛球状化処理された溶湯は、出湯口７から鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１の外部に排出される。
【００１３】このように、鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１が、取鍋本体２とスロープ４を含む蓋体３とを備えるという簡易な構成により形成され、鋳鉄の溶湯をスロープ４を伝って溶湯投入空間２１側に穏やかに落とす（処理剤配置空間２２側に、鋳鉄の溶湯が直接激しく投入されることがない）ことにより、鋳鉄の溶湯とマグネシウムとの反応を穏やかにさせることが可能であり、更に、球状化処理剤と鋳鉄の溶湯との接触により発生するガス（マグネシウムガス）をスロープ４を含む蓋体３と取鍋本体２とで形成される下部空間２３で封じ込めることが可能であるため、簡易な装置で、球状化処理剤中のマグネシウム含有率に制限されずに、鋳鉄の黒鉛球状化処理を行うことができ、更に黒鉛球状化処理に使用されるマグネシウムの歩留りを向上させることが可能となる。そして、靱性に優れた球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄を得ることができる。
【００１４】図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１において、取鍋本体２は、底面１０が長円状で、上部に向かうにつれて径が若干広がっている有底筒状である。
【００１５】取鍋本体２の底面１０の形状は、特に限定されるものではなく、長円形の他に、円形、多角形、その他不定形であってもよい。
【００１６】取鍋本体２の外壁材９の材質は２００℃以上の耐熱性を有すものであれば特に限定されるものではないが、例えば、鉄合金、銅合金、チタン合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、セラミックス等が挙げられ、その中では安価で高温強度の高い鉄合金が好ましい。また、外壁材９の厚さは、特に限定されるものではなく、外壁材９の大きさ（取鍋本体２の大きさ）によっても異なるが、通常、３〜２０ｍｍのものが好適に使用される。
【００１７】取鍋本体２の耐火材８の材質は１６００℃以上の耐熱性を有すものであれば特に限定されるものではないが、例えば、シリカ（ＳｉＯ２）質材、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）質材、マグネシア（ＭｇＯ）質材、ジルコニア（ＺｒＯ２）質材及びそれらの混合物などが挙げられ、その中では安価なシリカ（ＳｉＯ２）質材が好ましい。また、耐火材８の厚さは、特に限定されるものではなく、耐火材８の大きさ（取鍋本体２の大きさ）によっても異なるが、通常、３０〜２００ｍｍのものが好適に使用される。
【００１８】取鍋本体２の大きさは、特に限定されるものではないが、通常、作業性等を考慮すると、その高さが５００〜２０００ｍｍ、底面１０及び上端部分のそれぞれの最長径が３００〜１５００ｍｍのものが好適に使用される。最長径とは、外周上の任意の２点を選択したときに、その２点間の距離が最も長くなる場合の、その２点間の距離をいう。
【００１９】本実施の形態において、蓋体３は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、蝶番１３を介して取鍋本体２の上部１２に開閉自在に取り付けられている。
【００２０】蓋体３の形状は、取鍋本体２の上部１２の外周形状と略同じ形状が好ましいが、上部１２を塞ぐことができれば特に限定されるものではない。そして、蓋体３を閉めて取鍋本体２の上部１２を塞いだときに、蓋体３と取鍋本体２の上部１２の接触する部分で隙間が開かないようにすることが好ましい。隙間が開くと、発生したマグネシウムガスが、蓋体３と取鍋本体２との間の隙間から外部に排出され易くなるからである。但し、出湯口７の部分は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、鋳鉄の溶湯を排出するために、取鍋本体２の上部１２の一部を外側に向かって突出させて形成しているため、この部分は隙間が開いてもよい。また、蓋体３は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、板状であってもよいが、それに限定されるものではなく、半球状等の曲面によって形成されていてもよいし、断面がジグザグ、波形、その他の凹凸形状に形成されていてもよいし、それらの組み合わせであってもよい。
【００２１】蓋体３に形成される受湯口６の、蓋体３上の位置は、特に限定されるものではないが、図１（ａ）に示すように、取鍋本体２の処理剤配置空間２２の上方に対応する位置に形成することが好ましい。そして、スロープ４が蓋体３に配設されるときに、受湯口６付近から、処理剤配置空間２２側の内面１１から最も遠い側の（対向する）内面１１に向かって傾斜するように配設されるのが好ましい。
【００２２】受湯口６の形状は特に限定されるものではなく、図１（ｂ）に示すように長方形であってもよいし、長円形、円形、多角形、その他不定形であってもよい。また、受湯口６の大きさは、特に限定されるものではないが、受湯口６から注入する際に鋳鉄の溶湯が取鍋本体２からこぼれない程度にする必要があり、球状化処理剤と鋳鉄の溶湯との接触により発生するマグネシウムガスを受湯口６からできるだけ逃げないようにするために最小限にすることが好ましい。
【００２３】蓋体３の材質は特に限定されるものではないが、耐火材又は骨材に耐火材を貼り付けたものが挙げられ、その中では強度が高い骨材に耐火材を貼り付けたものが好ましい。また、骨材の材質は取鍋本体２の外壁材９と、耐火材の材質は取鍋本体２の耐火材８と同様のものを使用することができる。また、蓋体３の厚さは、特に限定されるものではなく、蓋体３の大きさによっても異なるが、通常、３０〜２００ｍｍのものが好適に使用される。
【００２４】蓋体３は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、蝶番１３等によって取鍋本体２に開閉可能に取り付けられることが好ましい。また、蝶番１３を有さずに、蓋体３が取鍋本体２に脱着可能に取り付けられることも好ましく、この場合には、蓋体３を、取鍋本体２の上部１２上に載せるだけでもよいし、蓋体３を取鍋本体２の上部１２上に載せたときに、取り付け用の金具（図示せず）等を使用して取鍋本体２に一時的に固定してもよい。このように、蓋体３が開閉可能又は脱着可能に備えられると、球状化処理剤が処理剤配置空間２２に充填し易くなり、本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１を使用した後の洗浄が容易になるため好ましい。蓋体３及び取鍋本体２は、それぞれ簡易な構造であるため、蓋体３を開くか、取り外すことができれば、それぞれを洗浄することは非常に容易である。そのため、洗浄作業に長時間を要しないため、鋳鉄の黒鉛球状化処理の工程を連続的に繰り返すことができ、効率的に球状黒鉛鋳鉄の製造ができる。
【００２５】図１（ａ）、（ｂ）に示すように、スロープ４の外周は、鋳鉄の溶湯が落下する部分である先端部４ａ、先端部４ａの反対側の端部であり蓋体３と接続される接続端部４ｂ、及び先端部４ａと接続端部４ｂ以外の部分であり、その上端部で蓋体３と接続される側面部４ｃからなる。そのうちの側面部４ｃは、取鍋本体２の内面１１に沿って形成されることが好ましい。これにより、鋳鉄の溶湯とマグネシウムとの接触により発生するマグネシウムガスが、取鍋本体２の上部１２と蓋体３との間の隙間から逃げるのをより防止することができる。
【００２６】蓋体３とスロープ４とにより形成される角度θは、１０〜８０度が好ましく、３０〜６０度が更に好ましい。１０度より小さい、受湯口６直下（又は下部）の鋳鉄溶湯の流路が狭くなり、単位時間当たりの注入量を減らさざるを得なくなるため、溶湯投入空間２１に鋳鉄溶湯が落下し終わる前に黒鉛球状化処理反応が終了して、マグネシウムの分布が不均一な溶湯になることがあり、８０度より大きいと、受湯口６の下部にスロープ４がないため、鋳鉄溶湯とマグネシウムとの接触により発生するマグネシウムガスが、受湯口６から外部に大量に排出されることがある。また、スロープ４の先端部４ａと取鍋本体２の内面１１との距離は、取鍋本体２の大きさ及びスロープ４の角度θに応じて適宜設定することができる。狭いと、鋳鉄の溶湯が落下し難くなるため、溶湯投入空間２１に鋳鉄の溶湯が落下し終わる前に黒鉛球状化処理反応が終了して、マグネシウムの分布が不均一な溶湯になることがある。広いと、鋳鉄の溶湯とマグネシウムとの接触により発生するマグネシウムガスが、スロープ４の先端部４ａを通って受湯口６から、外部に大量に排出されることがある。
【００２７】スロープ４の形状は特に制限されるものではなく、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、鋳鉄の溶湯が流れる方向に対して垂直な平面で切断した断面の形状が、コの字状であってもよいし、Ｖ字形、Ｕ字型、波状、ジグザグ状、平面状等であってもよい。その他不規則に曲がったり折れ曲がったりしてもよい。また、これらＶ字状等の形状が、鋳鉄の溶湯が流れる方向を含み底面１０に垂直な平面で切断した断面（上記断面に対して垂直な断面）において形成されていてもよい。また、外形としては、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、取鍋本体２の形状に沿った形状が好ましく、本実施の形態の場合は、長円の長軸方向の両端部を切り落としたような形状であり、側面部４ｃが取鍋本体２の内面１１に沿っている。また、長方形、円形、その他不定形であってもよい。
【００２８】スロープ４の材質は１６００℃以上の耐熱性を有するものであれば特に限定されるものではないが、耐火材又は骨材に耐火材を貼り付けたものが挙げられ、その中では強度が高い骨材に耐火材を貼り付けたものが好ましい。また、骨材の材質は取鍋本体２の外壁材９と、耐火材の材質は取鍋本体２の耐火材８と同様のものを使用することができる。また、スロープ４の厚さは、特に限定されるものではなく、スロープ４の大きさによっても異なるが、通常、３０〜２００ｍｍのものが好適に使用される。
【００２９】図１（ｂ）のように、本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１を蓋体３側（上側）からみたときに、受湯口６の下部側に位置するのが、スロープ４であることが好ましい。このようにすることにより、受湯口６から鋳鉄の溶湯を注入したときに、鋳鉄の溶湯が、直接取鍋本体２の処理剤配置空間２２に直接落下することがないため、全ての鋳鉄の溶湯を均一に黒鉛球状化処理することができる。
【００３０】図２は、図１（ａ）に示す、本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１を、取鍋本体２の底面１０に平行な平面で、底面１０の位置より高く、底面１０からの高さが高さＨより低い位置で切断した断面図である。図２に示すように、取鍋本体２の底面１０（図１参照）に略垂直に立てられた板状の仕切部材５は、底面１０（図１参照）に平行な長手方向の両仕切部材端部５ａ，５ａがそれぞれ取鍋本体２の内面１１に接している。これにより、底面１０から高さＨまでの間の空間（図１参照）においては、溶湯投入空間２１と処理剤処理空間２２とが完全に分離され、溶湯投入空間２１に投入された鋳鉄の溶湯の液面が高さＨ（図１参照）より低い位置にある間は、処理剤処理空間２２側に浸入することがないため好ましい。
【００３１】仕切部材５の所定の高さＨは、特に限定されるものではないが、処理剤配置空間２２の容積に応じて適宜設定される。処理剤配置空間２２は球状化処理剤及び球状化処理剤を被覆するカバー材を充填するための容積が必要とされる。また、仕切部材５の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、２０〜１５０ｍｍのものが好適に使用される。ここで、仕切部材５が底面１０に対して略垂直に立てられているとは、仕切部材５と底面１０との角度が必ずしも９０度である必要はなく、仕切部材５の形状や立てる位置、鋳鉄の溶湯の流れ方等により、適宜傾斜していてもよい。この場合、底面１０から仕切部材５の上端部分までの最短距離が高さＨとなる。
【００３２】仕切部材５の形状は、特に限定されるものではないが、図１（ａ）、図２に示すように、板状であってもよいし、上端部に凹凸が形成されていてもよい。また、図２に示す断面において、仕切部材５がジグザグに折れ曲がっていてもよいし、波状に形成されていてもよいし、Ｖ字状やＵ字状に曲がっていてもよい。その他不規則に曲がったり、折れ曲がったりしてもよい。
【００３３】仕切部材５の材質は１６００℃以上の耐熱性を有するものであれば特に限定されるものではないが、耐火材又は骨材に耐火材を貼り付けたものが挙げられ、その中では成形性がよい耐火材が好ましい。また、骨材の材質は取鍋本体２の外壁材９と、耐火材の材質は取鍋本体２の耐火材８と同様のものを使用することができる。
【００３４】本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置を使用して鋳鉄の黒鉛球状化処理を行う場合に使用する球状化処理剤として、マグネシウムを３質量％以上含有するマグネシウム合金を使用することが好ましい。また、マグネシウムを８５質量％以上含有するマグネシウム合金を使用することが更に好ましい。マグネシウムが３質量％より少ないと、大量の球状化処理剤を使用しなければならず、黒鉛球状化処理の効率が悪くなることがある。
【００３５】球状化処理剤としてマグネシウム合金を使用する場合は、マグネシウム以外の成分としては、鉄、珪素、アルミニウム等が含有される。その他の成分が含有されてもよい。
【００３６】上述のように、本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置は、マグネシウムを３質量％含有する球状化処理剤から純マグネシウムまでの、幅広いマグネシウム含有率の球状化処理剤を使用することができる。マグネシウム含有率が低い場合は、鋳鉄の溶湯とマグネシウム（球状化処理剤）とが接触した場合の、反応も穏やかであり、マグネシウムガスの発生も少ないため、従来のサンドイッチ法と同様に黒鉛球状化処理を行うことができる。
【００３７】また、球状化処理剤中のマグネシウム含有率が数十質量％から１００質量％（純マグネシウム）という、高濃度の球状化処理剤を使用した場合には、鋳鉄の溶湯とマグネシウム（球状化処理剤）とが接触した場合の反応が激しく、マグネシウムガスも大量に発生し、更に、鋳鉄の溶湯も飛散し、激しい閃光を発する場合もある。そのため、従来は、簡易なサンドイッチ法では処理できず、高価でより複雑なコンバータ法が使用されていたが、このような場合も、本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置で処理することができる。
【００３８】つまり、鋳鉄の溶湯が、図１（ａ）に示すスロープ４を伝って溶湯投入空間２１に穏やかに投入及び貯留されることによって、黒鉛球状化処理反応の開始を遅らせることができ、より確実に黒鉛球状化処理反応が終わる前に溶湯投入空間２１に溶湯を投入し終わることができるため、鋳鉄の溶湯とマグネシウム（球状化処理剤）とが接触した場合の反応を均一に行うことができ、更に、発生したマグネシウムガスを内部空間２０のうちのスロープ４を含む蓋体３と取鍋本体２とで形成される下部空間２３に封じ込めることができるため、マグネシウムガスが外部に大量に排出されるのを抑制することができる。更に溶湯の飛散はスロープ４を含む蓋体３に当たるため、外部に飛散することを抑えることができ、閃光もスロープ４を含む蓋体３により遮蔽され、外部に出ることが抑制される。このように、本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置によれば、上述のように、１つの装置で、マグネシウムを３質量％含有する球状化処理剤から純マグネシウムまでの、幅広いマグネシウム含有率の球状化処理剤を使用することができる。
【００３９】また、発生したマグネシウムガスが内部空間２０のうちのスロープ４を含む蓋体３と取鍋本体２とで形成される下部空間２３に封じ込めることができるため、取鍋本体２に投入される鋳鉄の溶湯とマグネシウムガスとが、鋳鉄の溶湯の液面で有効に接触し、その接触した液面で鋳鉄の溶湯とマグネシウムガスとがさらに反応するため、マグネシウムの歩留りが向上する。このとき、マグネシウムガスが下部空間２３に封じ込められたときに、若干の加圧状態になるため、鋳鉄の溶湯とマグネシウムガスとが、効率的に反応する。
【００４０】次に、本発明の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置の他の実施の形態について説明する。図３は本発明の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置の他の実施の形態を示し、図３（ａ）は、その底面に垂直な平面で切断した断面図であり、図３（ｂ）は蓋体側からみた平面図である。
【００４１】図３（ａ）より、本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置３１は、図１に示す鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１と同様に、外周が長円形の有底筒状の取鍋本体３２と、取鍋本体３２の上部４２を塞ぐ長円形の板状の蓋体３３とを備える。そして、取鍋本体３２と蓋体３３とによって内部空間５０が形成されている。蓋体３３は、蝶番４３を介して取鍋本体３２の上部４２に開閉自在に取り付けられている。蓋体３３には、図３（ｂ）に示すような、長方形で所定の大きさの孔（受湯口３６）、及び受湯口３６から斜め下方に延伸するスロープ３４が配設されている。スロープ３４は受湯口３６の下方を横切るように配設されている。本実施の形態の黒鉛球状化処理装置３１の取鍋本体３２は、その底面４０に、球状化処理剤を配置する処理剤配置空間５２となる所定の形状の凹部６０が形成されている。凹部６０は、受湯口３６の下方に形成され、スロープ３４の表面を伝い落ちる鋳鉄の溶湯が直接落下してこない位置に配置されている。そして、取鍋本体３２の内部空間５０は、処理剤配置空間５２と、それ以外の鋳鉄の溶湯を投入する空間である溶湯投入空間５１からなっている。
【００４２】このように構成された、本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置３１が使用されるときには、処理剤配置空間５２（凹部６０）にマグネシウムを含有する球状化処理剤（図示せず）が配置され、蓋体３３の受湯口３６から鋳鉄の溶湯（図示せず）が注入される。そして、注入された鋳鉄の溶湯は、受湯口３６の下部を横切るスロープ３４の表面を伝い落ちて内部空間５０のうちの溶湯投入空間５１に穏やかに（静かに）投入される。そして、溶湯投入空間５１に投入された鋳鉄の溶湯は、処理剤配置空間５２に穏やかに流入し、さらに溶湯投入空間５１に溜まっていく。そして、処理剤配置空間５２において、鋳鉄の溶湯と、処理剤配置空間５２に配置されたマグネシウムを含有する球状化処理剤とが接触し、鋳鉄の溶湯がマグネシウムによって黒鉛球状化処理される。このとき、高温の鋳鉄の溶湯とマグネシウムとが接触するため、一部のマグネシウムは鋳鉄の溶湯中に溶融せずにガス化する。ここで発生したガス（マグネシウムガス）は、溶湯投入空間５１のうちのスロープ３４を含む蓋体３３と取鍋本体３２とで形成される下部空間５３で封じ込められる。鋳鉄の黒鉛球状化処理装置３１内で黒鉛球状化処理された溶湯は、出湯口３７から鋳鉄の黒鉛球状化処理装置３１の外部に排出される。
【００４３】このように、鋳鉄の黒鉛球状化処理装置３１が、取鍋本体３２とスロープ３４を含む蓋体３３とを備えるという簡易な構成により形成され、鋳鉄の溶湯をスロープ３４を伝って溶湯投入空間５１に穏やかに落とす（処理剤配置空間５２に、鋳鉄の溶湯が直接激しく投入されることがない）ことにより、鋳鉄の溶湯とマグネシウムとの反応を穏やかにさせることが可能であり、更に、球状化処理剤と鋳鉄の溶湯との接触により発生するガス（マグネシウムガス）をスロープ３４を含む蓋体３３と取鍋本体３２とで形成される下部空間５３で封じ込めることが可能であるため、簡易な装置で、球状化処理剤中のマグネシウム含有率に制限されずに、鋳鉄の黒鉛球状化処理を行うことができ、更に黒鉛球状化処理に使用されるマグネシウムの歩留りを向上させることが可能となる。そして、靱性に優れた球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄を得ることができる。
【００４４】本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置３１において、取鍋本体３２の底面４０に形成される凹部６０の形状は、特に限定されるものではなく、凹部６０の空間部分の形状が円柱状、四角柱等の多角柱状、その他不定形であってもよい。また、凹部６０の外周部分の一部が取鍋本体３２の内面４１に沿って形成されていてもよい。この場合、凹部６０の外周部分のうち、取鍋本体３２の内面４１に沿って形成される部分以外の部分の形状は、特に限定されず、平面状や曲面状等のいずれの形状でもよい。
【００４５】また、凹部６０の深さ及び容積は、特に限定されるものではなく、取鍋本体３２の大きさ、配置される球状化処理剤の量等により適宜決定される。
【００４６】本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置３１において、取鍋本体３２（底面４０に凹部６０が形成されること以外）、耐火材３８及び蓋体３３の形状、材質等は、図１（ａ）、（ｂ）に示した、上記、鋳鉄の黒鉛球状化処理装置３１の場合と同様にすることができる。また、蓋体３３の取鍋本体３２への取り付け方法や、受湯口３６の形状、大きさ、配置等についても、図１（ａ）、（ｂ）に示した、上記、鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１の場合と同様にすることができる。
【００４７】本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置３１において、スロープ３４は、蓋体３３に配設されるときに、受湯口３６付近から、内部空間５０のなかで、処理剤配置空間５２の配置されている側から反対側（最も遠い側）に向かって傾斜するように配設されるのが好ましい。
【００４８】図３（ａ）、（ｂ）に示すように、スロープ３４の外周は、鋳鉄の溶湯が落下する部分である先端部３４ａ、先端部３４ａの反対側の端部であり蓋体３３と接続される接続端部３４ｂ、及び先端部３４ａと接続端部３４ｂ以外の部分であり、その上端部分で蓋体３３と接続される側面部３４ｃからなる。スロープ３４は、鋳鉄の溶湯が流れる方向に垂直な平面で切断した断面がコの字状になっている。先端部３４ａ及び接続端部３４ｂの幅は受湯口３６の幅と略同じ長さである。このように、先端部３４ａ、接続端部３４ｂの幅を受湯口３６の幅と略同じ長さとすることにより、鋳鉄の溶湯が溶湯投入空間５１に注入される幅を確保しながら、より確実に処理剤配置空間５２側に直接投入されることを防ぐことができる。
【００４９】スロープ３４の材質、形状及び配置、並びにスロープ３４と蓋体３３とにより形成される角度θ等は、図１（ａ）、（ｂ）に示した、上記、鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１の場合と同様にすることができる。
【００５０】本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置３１により、黒鉛球状化処理を行う場合に使用される球状化処理剤としては、図１（ａ）、（ｂ）に示した、上記、鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１の場合と同様のものを使用することができる。
【００５１】次に、本発明の、鋳鉄の黒鉛球状化処理方法の一の実施の形態について説明する。
【００５２】本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理方法は、図１（ａ）、（ｂ）に示す本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置を使用して鋳鉄の黒鉛球状化処理を行う。まず、処理剤配置空間２２に球状化処理剤を配置する。球状化処理剤としては、上述のように、マグネシウムを３質量％含有する球状化処理剤から純マグネシウム（マグネシウム含有率３質量％以上の球状化処理剤）までの、幅広いマグネシウム含有率の球状化処理剤を使用することができる。配置する球状化処理剤の量は、要求される黒鉛球状化率、含有されるマグネシウム率及び処理する鋳鉄の溶湯の量によって異なるが、黒鉛球状化処理後の鋳鉄の溶湯を鋳造する際の溶湯中に残留するマグネシウムの成分値が約０．０１〜０．０４質量％になるように決められることが好ましい。
【００５３】次に、１５００℃に加熱した鋳鉄の溶湯を所定量、受湯口６から注入し、注入された鋳鉄の溶湯を、スロープ４の表面を伝い落として溶湯投入空間２１に投入する。鋳鉄の溶湯をスロープ４を伝い落として溶湯投入空間２１に投入及び貯留することにより、黒鉛球状化処理反応の開始を遅らせることができ、より確実に黒鉛球状化処理反応が終わる前に溶湯投入空間２１に溶湯を投入し終わることができるため、鋳鉄の溶湯と球状化処理剤との接触による反応を均一に行うことができる。ここで、使用する鋳鉄は、炭素（Ｃ）を２．５〜４．０質量％、珪素（Ｓｉ）を１．０〜３．０質量％、及びマンガン（Ｍｎ）を０．１〜１．０質量％含有する鉄合金である。
【００５４】そして、鋳鉄の溶湯を受湯口６から注入し続けると、鋳鉄の溶湯が溶湯投入空間２１から溢れ、溢れた鋳鉄の溶湯を処理剤配置空間２２に穏やかに流入させ、処理剤配置空間２２に配置した球状化処理剤と流入した鋳鉄の溶湯とを接触させて、黒鉛球状化処理を行う。このとき、球状化処理剤と鋳鉄の溶湯との接触により発生するマグネシウムガスを下部空間２３に封じ込める。これにより、純マグネシウムのようなマグネシウムが高濃度に含有される球状化処理剤を使用して、マグネシウムガスが大量に発生しても、外部に排出されることを抑制することができる。更に、反応が激しく溶湯が飛散した場合でも、飛散した溶湯がスロープ４を含む蓋体３に当たるため、外部に飛散することを抑えることができ、閃光が発生したときでも、スロープ４を含む蓋体３により遮蔽されるため、外部に閃光が出ることが抑制される。
【００５５】また、マグネシウムガスを下部空間２３に封じ込めるため、取鍋本体２に投入される鋳鉄の溶湯とマグネシウムガスとが、鋳鉄の溶湯の液面で有効に接触し、その接触した液面で鋳鉄の溶湯とマグネシウムガスとがさらに反応するため、マグネシウムの歩留りが向上する。このとき、マグネシウムガスが下部空間２３に封じ込められたときに、若干の加圧状態になるため、鋳鉄の溶湯とマグネシウムガスとが、効率的に反応する。そして本実施の形態の鋳鉄の黒鉛球状化処理方法により黒鉛球状化処理することにより、靱性に優れた球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄を得ることができる。
【００５６】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５７】図１（ａ）、（ｂ）に示す構造の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１を使用し、球状化処理剤として、純マグネシウム（実施例１）、マグネシウム（Ｍｇ）−６質量％アルミニウム（Ａｌ）合金（実施例２）、又は鉄（Ｆｅ）−珪素（Ｓｉ）−５質量％マグネシウム（Ｍｇ）合金（実施例３）を使用して、鋳鉄の黒鉛球状化処理を行った。ここで、Ｍｇ−６質量％Ａｌ合金中のＭｇ含有率は略９４質量％、Ｆｅ−Ｓｉ−５質量％Ｍｇ合金中のＦｅ含有率は略５０質量％、Ｓｉ含有率は略４５質量％である。
【００５８】鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１は、底面が半径１５０ｍｍの略円形で、高さが略５００ｍｍの円筒形状で、外壁材９の材質が一般構造用圧延鋼材であるＳＳ４００で、耐火材８の材質がシリカ（ＳｉＯ２）質材で、蓋体３の材質がＳＳ４００を骨材としてシリカ（ＳｉＯ２）質材を貼り付けたものであった。スロープ４と蓋体３とのなす角度θは４５度で、先端部４ａから底面１０までの距離が略３００ｍｍ、先端部４ａから内面１１までの距離が略５０ｍｍであった。仕切部材５は、高さ（Ｈ）が５０ｍｍ、長さが２８０ｍｍ、厚さが２０ｍｍの、板状の部材であった。仕切部材５の材質は、シリカ（ＳｉＯ２）質材であった。
【００５９】黒鉛球状化処理の手順としては、まず、蓋体３を開けた状態で、取鍋本体２の処理剤配置空間２２に、５〜１５ｍｍ角程度の球状化処理剤を配置し、その上に球状黒鉛鋳鉄の切削粉をカバー材として球状化処理剤を覆うように被せる。そして、蓋体３を閉じた後、予め高周波溶解炉にて溶解しておいた表１に示す目標化学成分の鋳鉄の溶湯３８ｋｇを蓋体３の受湯口６から注入する。ここで、目標化学成分とは、各実施例での黒鉛球状化処理後の鋳鉄の溶湯が、ほぼ同等の化学成分値になるように計算された黒鉛球状化処理前の鋳鉄の溶湯における化学成分範囲である。
【００６０】注入された鋳鉄の溶湯が、スロープ４の表面を取鍋本体２の内面１１に向かって流れ落ちて内面１１に当接し、その内面１１を伝い落ちて溶湯投入空間２１に静かに流れ込み（投入され）、溶湯投入空間２１を満たした鋳鉄の溶湯が溢れて処理剤配置空間２２に静かに流れ込むと、鋳鉄の溶湯と球状化処理剤との反応が始まる。このとき、鋳鉄の溶湯は内面１１を伝わせなくてもよい。反応終了後、Ｙブロック（ＪＩＳ  Ｇ５５０２のＹ形供試材Ｂ号）の鋳型に注湯し、球状黒鉛鋳鉄の試料を得た（実施例１〜３）。
【００６１】また、比較のために、図４に示す鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１０１を使用して、従来のサンドイッチ法により、上記、鉄（Ｆｅ）−珪素（Ｓｉ）−５質量％マグネシウム（Ｍｇ）合金を球状化処理剤として黒鉛球状化処理を行い、球状黒鉛鋳鉄を製造し、上述の方法で試料を得た（比較例１）。図４に示す鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１０１は、蓋体３及びスロープ４が配設されていない点以外は、図１（ａ）に示す本発明の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置１と同じ構造である。尚、図４において、１０２は取鍋本体、１０５は仕切部材、１２０は内部空間、１２１は溶湯投入空間、１２２は処理剤配置空間を示す。
【００６２】サンドイッチ法による黒鉛球状化処理の手順としては、まず、取鍋本体１０２の処理剤配置空間１２２に、５〜１５ｍｍ角程度の球状化処理剤を配置し、その上に球状黒鉛鋳鉄の切削粉をカバー材として球状化処理剤を覆うように被せる。そして、予め高周波溶解炉にて溶解しておいた表１に示す目標化学成分の鋳鉄の溶湯３８ｋｇを溶湯投入空間１２１に注入する。鋳鉄の溶湯が溶湯投入空間１２１から処理剤配置空間１２２に流れ込むと、処理剤配置空間１２２に配置された球状化処理剤と鋳鉄の溶湯との反応が始まる。反応終了後、Ｙブロック（ＪＩＳ  Ｇ５５０２のＹ形供試材Ｂ号）の鋳型に注湯し、球状黒鉛鋳鉄の試料を得た（比較例１）。
【００６３】得られた、各試料について、以下に示す方法で、引張強さ、伸び、衝撃値、黒鉛球状化率、残留マグネシウム（Ｍｇ）の歩留りを測定した。結果を表２に示す。
【００６４】
（引張強さ、伸びの測定方法）
引張強さ、伸びについては、ＪＩＳ  Ｇ５５０２に記載の方法に準拠して測定した。
【００６５】
（衝撃値の測定方法）
衝撃値については、ＪＩＳ  Ｚ２２０２に記載のＵノッチ試験片を用いて、ＪＩＳ  Ｇ５５０２に記載の方法に準拠して測定した。
【００６６】
（黒鉛球状化率の測定方法）
黒鉛球状化率については、画像処理装置を用いて、外接円に対し球状化した黒鉛が占める面積率を算出し、これを黒鉛球状化率の値とした。
【００６７】
（残留マグネシウムの歩留りの測定方法）
残留マグネシウムの歩留りとは、黒鉛球状化処理後の鋳鉄の溶湯を鋳造したＹブロック中に残留したマグネシウムの成分値を鋳鉄の溶湯に対するマグネシウムの添加率で除して１００倍した値をいう。値が大きいほど歩留りがよいことを示す。Ｙブロック中に残留したマグネシウムの成分値は、蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定した。
【００６８】
【表１】
2004211154.tif 000003
【００６９】
【表２】
2004211154.tif 000004
【００７０】表２より、実施例３と比較例１との比較より、Ｆｅ−Ｓｉ−５質量％Ｍｇ合金を球状化処理剤として使用した場合には、実施例３のほうが残留マグネシウムの歩留りが高いことがわかる。実施例１〜３はいずれも比較例１より、引張強さが低いかわりに、伸び及び衝撃値が高いことから、本発明の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置を使用すると、球状化処理剤として純マグネシウム、Ｍｇ−６質量％Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−５質量％Ｍｇ合金のいずれを使用しても、サンドイッチ法の場合よりも、靱性に優れた球状黒鉛鋳鉄が得られることがわかる。また、実施例１〜３はいずれも比較例１より、黒鉛球状化率が高く、効果的に黒鉛球状化処理されていることがわかる。また、本実施例において、実施例１，２は、マグネシウムガスの外部に排出される量が抑制されており、また、溶湯が外部に飛散することも抑制されていた。
【００７１】
【発明の効果】上述したように、本発明の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置によれば、鋳鉄の黒鉛球状化処理装置が、取鍋本体とスロープを含む蓋体とを備えるという簡易な構成により形成され、球状化処理剤と鋳鉄溶湯との接触により発生するガスをスロープを含む蓋体と取鍋本体とで形成される下部空間で封じ込めることが可能であるため、簡易な装置で、球状化処理剤中のマグネシウム含有率に制限されずに、鋳鉄の黒鉛球状化処理を行うことができ、更に黒鉛球状化処理に使用されるマグネシウムの歩留りを向上させることが可能となる。そして、靱性に優れた球状黒鉛鋳鉄及びＣＶ黒鉛鋳鉄を得ることができる。また、このような鋳鉄の黒鉛球状化処理装置を使用する鋳鉄の黒鉛球状化処理方法によれば、簡易な装置で、球状化処理剤中のマグネシウム含有率に制限されずに、鋳鉄の黒鉛球状化処理を行うことができ、更に黒鉛球状化処理に使用されるマグネシウムの歩留りを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置の一の実施の形態を示し、図１（ａ）は、その底面に垂直な平面で切断した断面図であり、図１（ｂ）は蓋体側からみた平面図である。
【図２】本発明の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置を示し、その底面に平行な平面で、底面からの高さが高さＨより低い位置で切断した断面図である。
【図３】本発明の鋳鉄の黒鉛球状化処理装置の他の実施の形態を示し、図３（ａ）は、その底面に垂直な平面で切断した断面図であり、図３（ｂ）は蓋体側からみた平面図である。
【図４】従来のサンドイッチ法に使用する鋳鉄の黒鉛球状化処理装置を示し、その底面に垂直な平面で切断した断面図である。
【符号の説明】
１，３１，１０１…鋳鉄の黒鉛球状化処理装置、２，３２，１０２…取鍋本体、３，３３…蓋体、４，３４…スロープ、４ａ，３４ａ…先端部、４ｂ，３４ｂ…接続端部、４ｃ，３４ｃ…側面部、５，１０５…仕切部材、５ａ…仕切部材端部、６，３６…受湯口、７，３７…出湯口、８，３８…耐火材、９…外壁材、１０，４０…底面、１１，４１…内面、１２，４２…上部、１３，４３…蝶番、２０，５０，１２０…内部空間、２１，５１，１２１…溶湯投入空間、２２，５２，１２２…処理剤配置空間、２３，５３…下部空間、６０…凹部、Ｈ…高さ。
【図１】
2004211154.tif 000005
【図２】
2004211154.tif 000006
【図３】
2004211154.tif 000007
【図４】
2004211154.tif 000008