鋳鉄管は、時代を超えて様々な鋳造方法で製造されてきました。ここでは、3つの主要な鋳造技術について見ていきましょう。
- 水平鋳造：初期の鋳鉄管は水平鋳造で、鋳型の中子は管の一部となる小さな鉄棒で支えられていました。しかし、この方法では管の円周に沿って金属が不均一に分布することが多く、特にスラグが溜まりやすい頂部で強度が弱くなるという問題がありました。
- 垂直鋳造：1845年、パイプをピットで鋳造する垂直鋳造法への移行が起こりました。19世紀末までに、この方法は標準となりました。垂直鋳造では、スラグが鋳物の上部に蓄積されるため、パイプの端部を切断することで簡単に除去できます。しかし、この方法で製造されたパイプは、鋳型のコアの位置が不均一なため、中心からずれた穴が空くことがありました。
- 遠心鋳造：1918年にディミトリ・センサウ・ドゥラヴォーによって開発された遠心鋳造法は、鋳鉄管製造に革命をもたらしました。この方法では、鋳型を高速回転させながら溶融鉄を流し込むことで、均一な金属分布を実現します。歴史的には、金属鋳型と砂鋳型の2種類の鋳型が使用されていました。
• 金属製鋳型：この方法では、溶融鉄を鋳型に流し込み、鋳型を回転させて金属を均一に分散させます。金属製鋳型は通常、ウォーターバスまたはスプレーシステムで保護されます。冷却後、パイプは応力緩和のために焼鈍処理され、検査、塗装、保管が行われます。
• 砂型鋳造：砂型鋳造には2つの方法が採用されました。1つ目は、鋳型砂を満たした鋳枠に金属パターンを鋳込む方法です。2つ目は、加熱した鋳枠に樹脂と砂を敷き詰め、遠心力で鋳型を形成する方法です。凝固後、パイプは冷却、焼鈍、検査を経て、使用準備が整えられました。
金属鋳造法と砂型鋳造法はどちらも、アメリカ水道協会などの組織が水道管用に設定した基準に従っていました。
要約すると、水平鋳造法と垂直鋳造法には限界がありましたが、遠心鋳造は均一性、強度、信頼性を確保し、現代の鋳鉄管製造に好まれる技術になりました。
投稿日時: 2024年4月1日
