溶湯処理


溶解された溶湯は鋳型に注入するまでに、 いろいろな溶湯処理が行われます。その処理方法について簡単に紹介します。

脱硫処理

ねずみ鋳鉄の場合は、硫黄の害はマンガンで中和することができるため、脱硫処理を 行うことはまずありません。
しかし、球状黒鉛鋳鉄を生産する場合、硫黄は黒鉛球状化剤のMgと反応して黒鉛の 球状化を阻害するため、球状化処理前の硫黄が0.02% 以下となるように脱硫処理が必要となります。
この脱硫処理については、溶解炉によっても異なります。
低周波炉や高周波炉などの電気炉溶解では硫黄の少ない主原料を選択しておけば、他からの硫黄の混入はないので脱硫処理は必要がありません。
しかし、酸性キュポラ溶解の場合は燃料であるコークスから硫黄が混入するため脱硫処理が必要となります。
脱硫反応を効率よく行うには、脱硫剤と溶湯をいかにうまく接触させるかにかかっています。従って溶湯を強力に攪拌し接触頻度を高める方策がとられます。
この方法にはいろいろありますが,2点を紹介します。

脱硫剤の種類と問題点
  1. カルシウムカーバイト(CaC2)
    溶湯の温度低下が少なく、少量で硫流効率よく脱硫可能という利点があるが、脱硫滓からアセチレンガス
    が発生,悪臭や安全性から問題がある。
  2. ソーダー灰(Na2CO3)
    脱硫効率は良いが、温度低下大で白煙の発生、溶融脱硫滓となって耐火物の侵食や製品への滓の巻込耐火物の侵食や製品への滓の巻込みの原因となりやすい。
  3. 石灰系(CaO)
    蛍石を5%程度配合したものが良い とされるが、カルシウムカーバイト の2 倍の添加が必要で温度低下がやや多い。脱脱硫滓は固形状で臭いもなく、廃棄上の問題が少ないという利点があるが、 脱硫滓の廃棄量が多くなる。

ポーラスプラグ法

取鍋の底に設置した通気性のある耐火物を通じて窒素ガスを吹き込み、その攪拌力を利用して脱硫剤と溶湯を接触させ、脱硫反応を促進させる方法です。
この方式では出湯後、取鍋で一鍋毎に行うバッチ式と、キュポラの樋の中間に設置し連続的に脱硫処理を行う方式があります。

ポーラスプラグ法

ポーラスプラグ法・振動取鍋法

揺動取鍋法

コーヒーカップの中の砂糖を溶かすためカ ップを揺り動かす要領で、取鍋を偏心運動させ、取鍋内の溶湯を攪拌することで脱硫剤と溶湯を接触させ、脱硫反応を促進させる方法です。この方法には一方向だけに回転させるものと、正逆回転して攪拌効果を高める方式があります。
この方法の弱点は小容量処理の場合、温度降下がやや大きいことにあります。
その他、球状化処理時に脱硫に消費されるMg量を予測し、その分 余分に球状化剤を添加し、脱硫と球状化を同時処理する方法もあります。この場合、脱硫滓の除去作業が軽減され、更に脱硫滓の発生量も減少するという効果もあります。

振動取鍋法