スラグポットは製鋼工程において最も過酷な条件下で使用される部品の一つです。1,300°Cを超える高温の溶融スラグを収集・輸送・排出するために設計されたこの頑丈な容器は、激しい熱サイクル、腐食性の高いスラグ成分、および反復的な機械的衝撃に耐えなければなりません。構造上のわずかな欠陥でも、工場フロア上で重大な事故を引き起こす可能性があります。
At 丹東彭鑫機械有限公司 — 1958年に中国遼寧省丹東市で設立 — スラグポット製造は、約70年にわたる鋳造技術の蓄積に基づいています。66,000m²の生産施設を有し、従業員330名、年間生産能力は約10万トンに達します。彭信（ペングシン）社は北米、欧州、アジアの製鋼所へスラグポットを供給しています。本稿では、ペングシン社がレジン砂型鋳造法を用いてスラグポットを製造するプロセスについて、球状黒鉛鋳鉄および鋳鋼という2つの材質選択肢、製造工程、および出荷前に実施される包括的な品質検査体制を解説します。
樹脂砂鋳造は、合成樹脂（通常はフラン系またはフェノール系）をシリカ砂および酸触媒と混合し、剛性があり化学的に結合された型を作成する手法です。緑砂鋳造やシェルモールド法と比較して、この工程では以下の利点が得られます：
彭信（ペングシン）社は、年間合計40万トンの生産能力を持つ2本の完全自動化樹脂砂鋳造ラインを運営しています。この規模により、単品注文のカスタムスラグポットから大量生産まで対応可能です。
彭信（ペングシン）社は、製鉄所ごとの運用条件に応じて、2種類の材質シリーズ（球状黒鉛鋳鉄および鋳鋼）からスラグポットをご提供します。
延性鋳鉄製スラグポットは、高炉および中温用途に広く使用されています。球状黒鉛の微細組織により、優れた熱伝導性、振動減衰性、および非常に良好な鋳造性が得られます——壁厚が変化する複雑な形状も確実に充填できます。延性鋳鉄は、鉄の相変態温度範囲未満のスラグ温度において、コスト対性能比に優れています。ただし、延性から脆性への遷移温度が比較的高いため、氷点下気候下や高衝撃負荷を受ける用途への適用には制限があります。
極度の過酷な使用条件（基本酸素炉（BOF）または電気炉（EAF）スラグで1,400 °Cを超える高温）においては、鋳鋼が優れた靭性、より広い使用温度範囲、およびより高い引張強度を提供します。鋼スラグポットは、クレーンによる粗い取り扱いや衝撃荷重にも耐え、脆性破壊を起こさず、溶接修理により寿命を延長できます。ただし、材料コストが高くなることと、鋳造所での制御がより厳密になるという課題があります。溶融鋼の注湯温度は約1,550–1,600 °Cであり、特殊な耐火材およびゲート設計が必要です。
ペングシン社の冶金エンジニアは、顧客と直接協力し、スラグの化学組成、運転温度、クレーンの揚重能力、および目標キャンペーン寿命に基づいて最適な鋼種を提案します。
各スラグポットの製造は、精密なパターン（木製、アルミニウム製、またはエポキシ製）から始まります。このパターンは、材質に応じた収縮率（球状黒鉛鋳鉄では1.0～1.5％、鋳鋼では2.0～2.5％）を考慮して設計されています。彭信（ペングシン）社では、パターンおよびコアボックスを自社で製作しています。レジン砂混合物をパターン周囲に圧密し、常温で数分以内に硬化させます。その後、コアを組み込んだ上下の型半片を組み合わせ、内部空洞を形成します。
中周波誘導炉で、制御された条件下で充填材を溶解します。各ロットの溶湯は、 光学発光分光分析法（OES） 成分分析のためサンプリングされ、出湯前の化学組成が確認されます。球状黒鉛鋳鉄の溶湯には、トランディッシュカバー法または型内法による粒状化処理（Fe-Si-Mg合金）が施されます。注湯温度および注湯速度は厳密に制御され、乱流による介在物の発生を防ぎ、適切に設計されたゲートおよびリザーバーにより方向性凝固を確保します。
数トンに及ぶ大型スラグポットは、シェイクアウト前に金型内で24～72時間冷却される場合があります。機械的砂落としの後、鋳物はリザーバー切断、ゲート除去、表面研削の工程を経ます。
すべての熱処理サイクルはデジタル記録されます。温度－時間曲線はアーカイブされ、顧客向け品質ドossierに添付され、ISO 9001およびIATF 16949監査におけるトレーサビリティをサポートします。
彭信（ペングシン）社の検査プロトコルは妥協を許しません。すべてのスラグポットは出荷前に6つの検査ポイントを通過します：
表面欠陥（亀裂、砂巻き込み、収縮、冷接合）に対する100％目視検査。重要寸法（ポット直径、壁厚、トゥルニオン中心間距離、リップ形状）は、レーザートラッカー、三次元測定機（CMM）、大型キャリパーで検証。3Dスキャンにより、複雑な輪郭に対する全偏差カラーマップが提供される。
すべてのアクセス可能な表面（特にトゥルニオンボス、リフティングアイ、フランジ遷移部）に対して実施される磁粉探傷検査（MT）は、0.5 mmという極めて微細な表面および近表面不連続部を検出可能である。鋳物に磁界を印加し、蛍光または可視染色磁粉が亀裂部に集積することで、即座に視覚的に確認できる。
MTは表面の欠陥を検出する一方、UTは内部の健全性を調査します。高周波の超音波パルスをポット壁に照射すると、内部の不連続部（気孔、スラグ介在物、収縮欠陥、層状欠陥など）から反射し、Aスキャン画面に表示されます。彭新（ペングシン）社のASNT認定技術者は、ASTM A609またはEN 12680-1に従い、すべての高応力領域をスキャンし、ポット本体のグリッドポイント上で壁厚を確認します。
引張試験片は、試験棒または鋳込み式の試験片から機械加工され、ASTM E8／ISO 6892に従って降伏強度、引張強さおよび延性が測定されます。シャルピーVノッチ衝撃試験（ASTM E23／ISO 148）により、指定された温度における靭性が評価されます。ブリネル硬さは、現場での迅速な検証のための基準値として用いられます。
研磨・エッチング処理された試験片を顕微鏡で分析します。球状黒鉛鋳鉄（ダクタイル鉄）については、ISO 945に従い、黒鉛の球状化率、黒鉛球数および黒鉛の粒径分布を評価します。ペングシン社は一貫して90％を超える球状化率を達成しています。鋳鋼については、結晶粒径、相の分布、および粒界炭化物などの有害相の有無を確認します。
各炉でのデジタル時温曲線を、所定の保温温度、保温時間および冷却速度への適合性について検証します。逸脱が認められた場合は、不適合品審査が実施されます。このカーブは、原材料から完成鋳物に至るまでの全試験データとともに、完全なトレーサビリティパッケージを構成します。
日常運用において、スラグポットは4つの工程を繰り返します。すなわち、高炉の出鋼口直下で1,300～1,500°Cの溶融スラグを受入れる工程、スラグ運搬車または天井クレーンによる輸送工程、処分場でスラグを排出するための傾斜・排出工程、そして（しばしば不均一に冷却された状態で）次の工程へ向けて戻る工程です。数千次に及ぶ操業期間中、ポット内壁は繰り返される熱膨張および収縮、CaO-SiO₂-Al₂O₃系スラグによる化学的侵食、および機械的衝撃に耐え続けます。
彭信社製の適切に設計・厳密に検査されたスラグポットは、 5,000～8,000次以上の操業（ヒート）またはそれ以上 にわたって交換や大規模修理を必要とせずに使用可能です。彭信社のスラグポットは現在、世界中の統合鉄鋼メーカー、ミニミル、フェロ合金工場および非鉄金属製錬所で使用されています。
数年にわたる極度の熱的・機械的ストレスに耐えるスラグポットを製造するには、標準的な鋳造所での作業手法だけでは不十分です。丹東彭信機械有限公司（ダンドン・ペングシン・マシーン）では、すべてのスラグポットに樹脂砂型鋳造による高精度、二種類の材質を用いた冶金技術、および6項目の検査プロトコル（磁粉探傷検査（MT）、超音波探傷検査（UT）、寸法検査、機械的試験、金属組織観察、熱処理曲線のトレーサビリティ）を適用しています。コスト効率に優れたQT500-7球状黒鉛鋳鉄から、高靭性合金鋳鋼まで、用途に応じた材料選定が可能です。ペングシン社のエンジニアは、製鉄所現場における安全性、長寿命、そして安心を実現するスラグポットを設計・製造しています。
スラグポットに関するお問い合わせ、材質のご提案、またはお見積りにつきましては、丹東彭信機械有限公司（ダンドン・ペングシン・マシーン）までご連絡ください。 [email protected]または以下をご覧ください www.pengxincasting.com .
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