湿式砂型鋳造による鋳鉄部品製造におけるスラグアイ欠陥の原因と防止対策
湿式砂型鋳造による鋳鉄部品の製造におけるスラグアイ欠陥の原因は、主に次のとおりです。
I. 原材料
銑鉄の品質
不純物含有量：銑鉄中に硫黄やリンなどの不純物が多く含まれると、溶鉄の流動性が低下し、溶鉄中の不純物やガスが排出されにくくなり、スラグの生成が増加し、スラグアイ欠陥が発生します。
微量元素：チタン、バナジウムなどの特定の微量元素の含有量が多すぎると、スラグの生成を促進したり、スラグの性状が変化して溶銑に巻き込まれやすくなり、スラグアイの原因となることがあります。
スクラップ鋼の品質
表面不純物：鉄スクラップの表面に油、錆、塗料などの不純物があると、製錬工程で多量のガスやスラグが発生します。これらの不純物が時間内に排出できない場合、それらは容易に溶鉄に入り込み、スラグアイを形成します。
不均一な組成: スクラップ鋼の供給源が複雑であり、組成が不均一である可能性があります。高融点の合金元素や不純物が含まれると、溶鉄の融点が上昇し、流動性が悪くなり、スラグが浮きにくくなり、スラグアイが発生する可能性が高くなります。
リサイクル材の品質
酸化度：再生材料は複数の製錬工程で酸化しやすく、表面に酸化スケールが形成されます。これらの酸化スケールは再製錬中に溶鉄に入り、スラグの一部となり、スラグアイ欠陥が発生する可能性が高まります。-
介在物汚染: リサイクルされた材料には、砂粒子や耐火物などの不純物が混合される場合があります。再使用前に効果的に洗浄および処理を行わないと、これらの不純物が製錬プロセス中に溶鉄に入り、スラグアイの原因となります。
2. 製錬とスラグアイ欠陥の関係
充電リンク
不当な装入量の調整：銑鉄、スクラップ鋼、リサイクル材料およびその他の炉材料の割合が適切でない場合、溶鉄の組成異常を引き起こし、溶鉄の流動性および不純物含有量に影響を与え、スラグの生成量が増加し、スラグアイの形成確率が増加する可能性があります。
不純物：装入物の表面には油、錆、砂などの不純物が付着しており、精錬中に多量のガスやスラグが発生します。これらのスラグが時間内に除去されないと、鋳物に容易に侵入してスラグアイが形成されてしまいます。
溶解段階
溶解速度が速すぎる:装入物中の不純物は溶鉄の表面に完全に浮く時間がなく、溶鉄に包まれてスラグアイを形成する可能性があります。
溶解温度の不適切な制御：温度が低すぎると、溶銑の流動性が低下し、スラグが分離しにくくなり、スラグが浮き上がります。温度が高すぎると、溶鉄が過剰に酸化され、スラグの量が増加します。{0}これらの状況は両方とも、スラグアイ欠陥を引き起こす可能性があります。
精製段階
精錬時間が不十分：溶鉄中のガスや不純物を完全に除去できず、スラグ含有量が増加し、スラグアイが形成される可能性が高くなります。
精錬剤の不適切な使用：量が不足したり、種類が不適切な場合、溶銑中の有害な不純物やガスが効果的に除去されず、スラグがうまく集まらず浮き上がり、スラグアイ欠陥の原因となります。
アイロンタッピング加工
不適切な出銑温度：温度が高すぎると、鋳型内での溶鉄の凝固時間が長くなり、スラグが溶鉄に引き込まれる機会が多くなります。温度が低すぎると、溶銑の流動性が悪くなり、充填時にスラグが排出されにくくなり、スラグアイの原因となります。
不適切な出銑操作：出銑時の溶鉄の流れが安定していなかったり、取鍋内にスラグが残っていたりすると、スラグが溶鉄に混入して鋳型内に侵入し、スラグアイが発生することがあります。
Ⅲ．鋳造工程
ゲートシステム設計
インゴードの位置：インゴードの位置が鋳物の薄肉に近すぎたり、鋳物の最下点に近すぎるなど、不適切な位置にあると、溶鉄を充填する際に乱流が発生しやすく、スラグが溶鉄内に引き込まれ、鋳物にスラグアイが形成されます。
横ランナーと直ランナーの比率: 横ランナーと直ランナーの断面積比が適切でない場合、ランナー内の溶銑の流量や流れ方向が不均一となり、スラグの浮上除去が困難となり、スラグアイが発生する可能性が高くなります。
注湯速度
速度が速すぎると、鋳型内で溶鉄の飛散や乱流が発生し、溶鉄表面のスラグが内部に引き込まれてしまいます。同時に、鋳型内のガスの排出が間に合わず、スラグとともに鋳物内に巻き込まれてスラグアイが形成されてしまいます。
速度が遅すぎる: 溶鉄が注湯路内に長時間留まり、スラグが注湯路の底に堆積しやすくなります。その後の溶鉄が通過する際に、スラグが鋳型内に持ち込まれ、スラグアイが形成される場合がある。
注ぐ高さ
高すぎる：溶銑が高いところから落下し、衝撃力が大きいため、金型内で大きな飛沫や乱流が発生し、溶銑中にスラグが混入しやすくなり、スラグアイ欠陥のリスクが高まります。
高さが低すぎると、鋳型への溶銑の充填がスムーズでなかったり、充填が不十分であったり、局所的な溶銑の流れが遅くなり、溶銑の流れに乗ってスラグが排出されにくくなり、スラグアイが発生する場合があります。
取鍋操作
取鍋は洗浄されません。前回の注湯で生じたスラグやその他の不純物が取鍋内に残り、注湯中に溶鉄に混入し、鋳物に入り込んでスラグアイを形成します。
不合理な取鍋ノズルの設計：取鍋ノズルの形状とサイズが適切ではないため、溶銑が不安定に流出し、飛沫や乱流が発生し、スラグが溶銑に引き込まれ、スラグアイ欠陥が発生します。
IV.成形・中子作り
ゲートシステム設計
インナーランナーの位置：インナーランナーの位置が鋳物の薄肉に近すぎたり、鋳物の最下点に近すぎるなど不適切な場合、溶銑充填時に乱流が発生しやすく、スラグが溶銑中に引き込まれ、鋳物にスラグアイが発生します。
横ランナーと直ランナーの比率-横ランナーと直ランナーの断面積の比率が適切でないと、ランナー内の溶鉄の流量や流れ方向に不均一が生じ、スラグの浮き上がりや除去が困難になり、スラグアイが発生する可能性が高くなります。
注湯速度
速度が速すぎると、鋳型内で溶鉄の飛散や乱流が発生し、溶鉄表面のスラグが内部に引き込まれてしまいます。同時に、鋳型内のガスの排出が間に合わず、スラグとともに鋳物内に巻き込まれてスラグアイが形成されてしまいます。
速度が遅すぎる: 溶鉄が注湯路内に長時間留まり、スラグが注湯路の底に堆積しやすくなります。その後の溶鉄が通過する際に、スラグが鋳型内に持ち込まれ、スラグアイが形成される場合がある。
注ぐ高さ
高すぎる：溶銑が高いところから落下し、衝撃力が大きいため、金型内で大きな飛沫や乱流が発生し、溶銑中にスラグが混入しやすくなり、スラグアイ欠陥のリスクが高まります。
高さが低すぎると、鋳型への溶銑の充填がスムーズでなかったり、充填が不十分であったり、局所的な溶銑の流れが遅くなり、溶銑の流れに乗ってスラグが排出されにくくなり、スラグアイが発生する場合があります。
取鍋操作
取鍋は洗浄されていません。前回の注湯で取鍋内にスラグやその他の不純物が残っており、これが注湯中に溶鉄に混ざり、型に入り込んでスラグアイを形成します。
不合理な取鍋ノズルの設計：取鍋ノズルの形状とサイズが適切ではないため、溶銑が不安定に流出し、飛沫や乱流が発生し、スラグが溶銑に引き込まれ、スラグアイ欠陥が発生します。
