(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汎用鋳鉄溶湯に加炭剤を添加する工程と、
加炭剤が添加された該汎用鋳鉄溶湯を有底逆円錐台筒状の取鍋の内壁面の周縁部上方所定位置から該取鍋内壁面に向けて落下させ、取鍋内の鋳鉄溶湯に該取鍋内壁面に沿った回転を生じさせる工程と、
該取鍋内で回転する鋳鉄溶湯の表面に浮遊し、かつ該取鍋内に落下する汎用鋳鉄溶湯の下に回り込んだ加炭剤を、該落下する汎用鋳鉄溶湯により該取鍋内の鋳鉄溶湯に巻き込む工程とからなることを特徴とする鋳鉄溶湯の溶製方法。
【請求項２】
前記取鍋の底部の内面側は、凹となる湾曲状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鋳鉄溶湯の溶製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炭素鋳鉄溶湯を取鍋内で溶製する溶製方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、汎用鋳鉄溶湯を有効に活用するため、取鍋内で汎用鋳鉄溶湯に加炭剤を加えて高炭素鋳鉄溶湯を溶製している。取鍋内での溶湯の溶製は、取鍋内に注入される汎用鋳鉄溶湯中に加炭剤を投入し、取鍋内に供給された汎用鋳鉄溶湯の上下対流により該加炭剤を汎用鋳鉄溶湯中に巻き込み、該加炭剤を汎用鋳鉄溶湯中に溶かし込ませて高炭素鋳鉄溶湯を溶製している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記方法では、溶湯表面に浮遊した加炭剤を再度汎用鋳鉄溶湯中に巻き込みにくいため、加炭剤の歩留りが小さく、高炭素鋳鉄溶湯を得にくいという問題点を有していた。
【０００４】
そこで、本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、大きい加炭剤歩溜りが得られる鋳鉄溶湯の溶製方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明の鋳鉄溶湯の溶製方法は、汎用鋳鉄溶湯に加炭剤を添加する工程と、加炭剤が添加された該汎用鋳鉄溶湯を有底逆円錐台筒状の取鍋の内壁面の周縁部上方所定位置から該取鍋内壁面に向けて落下させ、取鍋内の鋳鉄溶湯に該取鍋内壁面に沿った回転を生じさせる工程と、該取鍋内で回転する鋳鉄溶湯の表面に浮遊し、かつ該取鍋内に落下する汎用鋳鉄溶湯の下に回り込んだ加炭剤を、該落下する汎用鋳鉄溶湯により該取鍋内の鋳鉄溶湯に巻き込む工程とからなることをその要旨としている。
【０００６】
上記請求項１に記載の発明によれば、落下する汎用鋳鉄溶湯により取鍋内の鋳鉄溶湯に巻き込まれた加炭剤が取鍋内の鋳鉄溶湯の深くまで沈降し、加炭剤と溶湯とが長時間接触し、取鍋内の鋳鉄溶湯中への加炭剤溶解量が大きくなる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鋳鉄溶湯の溶製方法において、前記取鍋の底部の内面側は、凹となる湾曲状に形成されていることをその要旨としている。
【０００８】
上記請求項２に記載の発明によれば、取鍋内の鋳鉄溶湯に対して取鍋の底部の湾曲形状に沿った円滑な流れも発生するため、加炭剤が取鍋内の鋳鉄溶湯中により一層溶解し易くなっている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
汎用鋳鉄溶湯に加炭剤を添加する工程では、汎用鋳鉄溶湯を溶解炉から取鍋に直接注湯しつつ加炭剤を添加してもよく、汎用鋳鉄溶湯を溶解炉と取鍋との間に介設した桶上に流しつつ加炭剤を添加してもよい。この際、加炭剤の汎用鋳鉄溶湯への添加のタイミングは特に限定されず、例えば、溶解炉の出口直後に添加してもよく、取鍋への注湯直前に添加してもよい。
【００１０】
加炭剤が添加された汎用鋳鉄溶湯を取鍋内壁面に向けて落下させる際、取鍋内の鋳鉄溶湯を取鍋内壁面に沿って円滑に回転させる観点から、汎用鋳鉄溶湯が取鍋内壁面に当たる部位での溶湯の落下方向における水平方向成分と該汎用鋳鉄溶湯が当たる取鍋内壁面の周方向接線とにより形成される角度を６０°以下にすることが望ましく、４５°以下にすることがさらに望ましく、３０°以下にすることが一層望ましい。
【００１１】
取鍋の形状は、有底逆円錐台筒状であればよい。ここで、加炭剤歩溜りのより大きい鋳鉄溶湯を得るために、取鍋の底部の内面側は、凹となる湾曲状に形成されていることが望ましい。この場合、取鍋底部の内面側の湾曲は、曲率半径の小さくなるような形状、すなわち曲率の大きくなるような形状であることがより一層望ましい。
【００１２】
【実施例】
（第１実施例）
以下、本発明を具体化した第１実施例を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１３】
有底逆円錐台筒状の取鍋１の周縁部上方所定位置に一端３が配設され、かつ他端（図示せず）が溶解炉出湯口（図示せず）に近接して配設された桶体２を取鍋１と溶解炉（図示せず）との間に介設し、桶体２の一端３近傍に桶体底面４に対向する開口５を有する加炭剤投入管６を配設する。
【００１４】
汎用鋳鉄溶湯７を桶体２から取鍋１内に注湯する際、加炭剤投入管６から溶湯７の表面に加炭剤８を添加し、加炭剤８が添加された汎用鋳鉄溶湯７を取鍋内壁面９に向けて落下させる。
【００１５】
取鍋内壁面９に向けて落下する汎用鋳鉄溶湯７は、放物線を描きつつ取鍋内壁面９の周方向に沿って落下し、取鍋１内の鋳鉄溶湯１０表面より上側の取鍋内壁面９に当たり、取鍋内壁面９の周面に沿って取鍋１内の鋳鉄溶湯１０中に流入し、鋳鉄溶湯１０に取鍋内壁面９に沿って回転する方向の流れを発生させる。汎用鋳鉄溶湯７に添加されて取鍋１内に供給された加炭剤８は、取鍋１内で回転する鋳鉄溶湯１０上に浮遊した状態で取鍋１内を取鍋内壁面９に沿って一周し、再度取鍋１内に落下する汎用鋳鉄溶湯７の下に回り込み、引き続き落下する汎用鋳鉄溶湯７により取鍋１内の鋳鉄溶湯１０中に巻き込まれ、高炭素鋳鉄溶湯が溶製される。
【００１６】
本実施例により溶湯を溶製した際の加炭剤の歩溜りを算出したところ、８０回実施した際の平均歩溜りは７９％であり、従来の如く取鍋内での上下方向の対流のみにより溶製した際の平均歩溜り４８％に比較して格段に大きい歩溜りを達成することができた。なお、歩溜りは、(（溶製後溶湯中炭素含有率−溶製前溶湯中炭素含有率）／（投入加炭剤重量／溶製済溶湯重量）)×１００（％）の式により算出した。
（第２実施例）
次に、本発明を具体化した第２実施例を図４に基づいて説明する。但し、本実施例の構成等においては、上述した第１実施例と同等である部分については同一の符号を付してその説明を省略する。そして、第１実施例との相違点を中心として説明することとする。
【００１７】
図４に示すように、本実施例では、取鍋２１の形状において上記第１実施例とは異なったものとなっている。すなわち、本実施例において、取鍋２１の底部２２の内面側は、凹となる湾曲状に形成されている。より詳しく説明すると、取鍋２１の底部２２の内面側における湾曲は、曲率半径Ｒが３７５（ｍｍ）、長さＬが５９９（ｍｍ）となるような形状に設定されている。なお、図４では取鍋２１の寸法が記されているが、該寸法を考慮することなく図４の取鍋２１は描かれている。
【００１８】
さて、本実施例においても前述した第１実施例と略同等の方法で高炭素鋳鉄溶湯が溶製されるのだが、本実施例では取鍋２１の底部２２の内面側が凹となる湾曲状に形成されている。このため、取鍋２１内の鋳鉄溶湯に対して底部２２の湾曲形状に沿った円滑な流れも発生するため、加炭剤が取鍋２１内の鋳鉄溶湯中により一層溶解し易くなっている。
【００１９】
本実施例により溶湯を溶製した際の加炭剤の歩溜りを算出したところ、８０回実施した際の平均歩溜りは８５％であり、従来の如く取鍋内での上下方向の対流のみにより溶製した際の平均歩溜り４８％に比較して格段に大きい歩溜りを達成することができた。また、第１実施例の平均歩溜りよりも本実施例の方が大きくなることが確認できた。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、汎用鋳鉄溶湯に加炭剤を添加する工程と、加炭剤が添加された該汎用鋳鉄溶湯を有底逆円錐台筒状の取鍋の内壁面の周縁部上方所定位置から該取鍋内壁面に向けて落下させ、取鍋内の鋳鉄溶湯に該取鍋内壁面に沿った回転を生じさせる工程と、取鍋内で回転する鋳鉄溶湯の表面に浮遊し、かつ該取鍋内に落下する汎用鋳鉄溶湯の下に回り込んだ加炭剤を、該落下する汎用鋳鉄溶湯により該取鍋内の鋳鉄溶湯に巻き込む工程とからなるので、加炭剤が取鍋内の鋳鉄溶湯の深くまで沈降し、加炭剤と溶湯とが長時間接触し、取鍋内の鋳鉄溶湯中への加炭剤溶解量が大きくなるため、高炭素鋳鉄溶湯を容易かつ確実に溶製でき、しかも高炭素鋳鉄溶湯の溶製コストが低下する。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果をより一層確実に奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例により汎用鋳鉄溶湯を取鍋内に注湯する状態を示す平面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】本発明の第１実施例により汎用鋳鉄溶湯を取鍋内に注湯する状態を示す要部断面図である。
【図４】本発明の第２実施例における取鍋の形状を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１  取鍋
７  汎用鋳鉄溶湯
８  加炭剤
９  取鍋内壁面
１０  鋳鉄溶湯
２１  取鍋
２２  底部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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