鋳鉄管の鋳造方法３選

鋳鉄管は、時代とともに様々な鋳造方法によって製造されてきました。ここでは、主な3つの技術を見ていきましょう。

1. 水平鋳造：初期の鋳鉄管は水平鋳造で作られ、鋳型の芯は小さな鉄棒で支えられ、その鉄棒が管の一部となった。しかし、この方法では管の周囲に金属が均一に分布しないことが多く、特にスラグが溜まりやすい管頂部付近で強度が低下するという問題があった。
2. 垂直鋳造：1845年、パイプをピット内で鋳造する垂直鋳造へと移行が起こりました。19世紀末までには、この方法は標準的な手法となりました。垂直鋳造では、スラグは鋳造品の上部に蓄積されるため、パイプの端を切断することで容易に除去できました。しかし、この方法で製造されたパイプは、鋳型の芯の位置が不均一なため、穴が中心からずれるという問題が生じる場合がありました。
3. 遠心鋳造：1918年にディミトリ・センサウ・ド・ラヴォーによって開拓された遠心鋳造は、鋳鉄管製造に革命をもたらしました。この方法は、溶融鉄を流し込みながら鋳型を高速回転させることで、金属を均一に分散させるものです。歴史的には、金属鋳型と砂型という2種類の鋳型が使用されていました。

・金属鋳型：この方法では、溶融鉄を鋳型に流し込み、回転させることで金属を均一に分散させました。金属鋳型は通常、水浴またはスプレーシステムで保護されていました。冷却後、パイプは応力緩和のために焼きなまし処理され、検査、コーティング、保管されました。

・砂型鋳造：砂型鋳造には2つの方法が用いられた。1つ目は、鋳型砂を充填したフラスコ内で金属パターンを用いる方法である。2つ目は、樹脂と砂を充填した加熱フラスコを用い、遠心力で鋳型を形成する方法である。固化後、パイプは冷却、焼きなまし、検査され、使用準備が整えられた。

金属鋳造法と砂型鋳造法の両方とも、米国水道協会などの団体が定めた水道管に関する基準に準拠していた。

要約すると、水平鋳造法と垂直鋳造法にはそれぞれ限界があったものの、遠心鋳造法は均一性、強度、信頼性を確保できるため、現代の鋳鉄管製造において好ましい技術となっている。