例えば、大型ディーゼルエンジンブロック、大型ホイールハブ、大型ボールミルエンドカバー、高炉冷却ステーブ、大型圧延機フレーム、大型射出成形機テンプレート、大型蒸気タービンベアリングシート、風力発電設備のホイールハブ、原子力発電設備のベースと廃スラグタンクなどである。規格に規定された機械的特性に加えて、これらの部品には、風力発電鋳物に要求される低温衝撃靭性などのいくつかの特別な性能要件もあり、原子力スラグタンクにはさらに多くの特別な受け入れ基準があります。したがって、これらの鋳物の製造は、事前に慎重に検討する必要があります。

1) まず第一に考えるべきことは、いかにして健全で密度の高い、適格なサイズのキャスティングを得るかである。

大型球状黒鉛鋳鉄部品の製造技術工程は、球状黒鉛鋳鉄の特性に合わせてスケールの選択とフラスコの設計を若干変更する限り、ねずみ鋳鉄部品と基本的に同じである。

2) 次に、大型ダクタイル鋳鉄鋳物に共通する特性について、対応する作業を行う必要がある。

大型ダクタイル鋳鉄鋳物の共通の特徴は、非常に重いことである。そのほとんどはフェライトマトリックスを必要とし、機械的特性は標準データを満たす必要があり、低温衝撃性能の要求が加わることもある。

大型ダクタイル鋳鉄鋳物の製造における特別な問題

大型ダクタイル鋳鉄部品は冷却速度が遅いため、共晶凝固時間は数時間にも及ぶ。この間にダクタイル鋳鉄の主要組織が形成される。そのため、大断面ダクタイル鋳鉄や大型ダクタイル鋳鉄部品特有の問題が発生する。節状墨の数が少ない、節状墨の径が大きい、節状墨の歪み、黒鉛の浮き、化学成分の偏析、結晶間炭化物、黒鉛のかたまり（チャンキー黒鉛）などである。これらの問題は古くから注目されてきた。形成メカニズムは統一されていないが、具体的な問題を解決するための予備的な対策はとられている。

もう一つの重要な問題は、低温衝撃靭性の要求をどのように満たし、解決するかということである。この問題の一致は、これら2つの問題を解決するための方向性と対策がほぼ同じであることである。

大型ダクタイル鋳鉄鋳物特有の問題を解決する方法

1) 凝固を促進するための冷却強化

一つは球状黒鉛の破砕によるものであり、もう一つは、熱流動や特定の合金元素、特にCeとLaの偏析によってオーステナイト殻の安定性が低下するというものである。球状黒鉛の成長パターンの変化と形成を引き起こす。理論や理屈はともかく、共晶段階での凝固時間が長すぎる（すなわち冷却が遅い）ことが、片状黒鉛の生成に直接的かつ客観的な要因であることは確かである。従って、どのような方法を採用するにしても、凝固段階の時間さえ短縮できれば、片状黒鉛の発生を効果的に防止することができる。

また、球状インキの歪みには臨界冷却速度（0.8 ℃/min）があることも文献で指摘されている。黒鉛の歪みは時に突発的なプロセスであるため、冷却を早め、凝固時間を短縮し、特に共晶段階の凝固時間を短縮し、共晶凝固段階を2時間以下に短縮する方法を見出すと大きな効果がある。強制冷却、金属型吊り砂、冷鉄の使用などである。

冷し金の熱伝導率の高さ、特に蓄熱能力の高さは、適用できる強力な対策として広く考えられている。黒鉛の熱伝導率は砂置冷鉄より高い（それぞれ45W/m・℃、17W/m・℃）が、蓄熱量は冷鉄より低い。強制冷却がある場合は、比較のために黒鉛を使用する。大型または超大型のダクタイル鋳鉄では、やはり強制冷却が有力な対策となる。一般に、空冷、霧状冷却、水冷装置を使用することができ、液体窒素冷却でも鋳物の凝固速度を速めることができる。データによると、20tグレードのダクタイル鋳鉄使用済み容器鋳物を凝固させる場合、熱伝達効果は、金属型熱吸収が58％、黒鉛と砂型（コア部分）熱吸収が3.5％を占め、砂型などは部分的に熱を吸収する。熱の占める割合は3.5％、水冷熱伝導が3.5%.金型は鋳物の熱の50％以上を伝導できるが、中子部分はほとんど熱を伝えないことがわかる。明らかに強制冷却が必要である。

2) プロセス技術の改善

(1) 原材料の厳選

高品質な大型ダクタイル鋳鉄部品を生産するためには、どのような方法であれ、炉材の選定は重要である。原料の干渉元素はできるだけ少なくする。銑鉄の供給源、鉄スクラップの種類、再炭材の選定には特に注意を払う必要がある。

(2) 化学組成設計

CEは、w(C)が3.7%、w(Si)は1.8%～2.また、w(Mn)<0.3%、w(P)、w(S)も厳しく制限する必要がある。特別な場合を除き、合金は一般的に使用されないので、スクラップ鋼は厳密に選択されなければならない。

低いw(Si)を達成しなければ、断片化した黒鉛が現れやすくなり、低温性能が要求を満たさなくなる。問題は、低いw(Si)または低いw(Si)にあり、そして生じる悪弊である。日本の100トン使用済み燃料容器の組成は、w(C)3.6%、w(Si)2.01%、w(Mn)0.27%、w(P)0.025%、w(S)0.004%、w(Ni)0.78%、w(Mg)0.065%である。

(3) 二重製錬を選択する

デュプレックス製錬は、キュポラ溶鉄の強力な核生成能 力と電気炉の高い熱効率を十分に発揮できる。溶鉄は高温で排出されなければならず、Sは可能な限り除去することができ、電気炉内の時間は長すぎてはならない。球状化温度は状況に応じて決定し、高すぎても低すぎてもいけない。

著者は、大きなピースの球状化には時間がかかりすぎるため、フラッシング法は使わないよう提唱している。少なくともカバー法、できれば特殊法か給絹法を使うこと。絹は一定の場所に供給され、受胎可能な絹と一緒に供給することもできる。一般的に使用されている球状化剤は使用しないでください。重希土類球状化剤と軽希土類球状化剤を混合するのがベストです。球状化剤を使用する場合、w(Mg)6%、w(RE)1.0%～1.5%で十分であり、銑鉄が比較的純度の高いものであれば、w(RE)0.5%～1.0%でもよい。ワイヤー供給法を使用する場合は、w (Mg) の多い球状化剤を使用できるが、w (RE) は低く、Caを少し含むことが望ましい。

注湯温度は適正（1300～1350℃）とし、高すぎると液縮みが大きくなるので、中速注湯には分散型内湯を使用し、ダクタイル鋳鉄の自給膨張のための黒鉛化膨張を生かすため、できるだけ高剛性の鋳型を使用することが望ましい。押湯の負担を軽減し、鋳物内部のコンパクト性を確保する。

(4) 妊娠の問題に注意を払う

植菌は最も重要な技術的対策のひとつである。この問題を解決してこそ、問題なく低w（Si）含有量を確保し、低温性能を確保することができる。植菌の問題は、植菌剤と植菌処理方法の選択にほかならない。接種時間の長い接種剤、例えばBa含有剤（Sr含有剤はねずみ鋳鉄や低Caに効果的）、黒鉛含有接種剤、あるいは接種剤にRESiFeを適切に混合したものを選べばよい。

現在、多くの企業が自家製の接種剤を持っているが、彼らはこの原則に従っているのだろう。要するに、"培養は遅らせなければならないが、即効性がある "ということで、効果が良いだけでなく、投与量を大幅に減らすことができる。治療中に覆いをするような古い方法では、効果は非常に悪いが、w（Si）は下がる。今問題になっているのは、w（Si）を低くして効果を上げるには、方法を変えるしかないということである。w(Si)の2.0％が達成可能であることは事実によって証明されており、成功の兆候は、グラファイトがより小さく、より大きくなることである。黒鉛が小さければ球状化率は高くなる。小さければ、セメンタイトが生成しない。小さければ、偏析の程度は軽くなる。大型部品の場合、黒鉛球の個数が200個/mm2以上、大きさが5～6であれば、球状化率やフェライト量は当然問題にならない。一言で言えば、黒鉛と闘い、黒鉛の小粒化、多粒化を図る主な方法は接種である。w(Si)が低く、遊離セメンタイトがなく、常温、低温での塑性、衝撃靭性は合格しやすい。大型鋳物の場合、注湯カップで大掛かりな接種工程を行い、ランナーに接種ブロックを入れることは容易である。問題は正しい概念が必要なことである。

(5) 合金と微量元素の利用

超大型ダクタイル鋳鉄鋳物への使用を考慮できる唯一の合金元素は、その独特の効果からNiである。技術的な観点からは、w(Ni)<1%は有益であるが、使用するかどうかは特定の状況と経済的な考慮によって決まる。

微量元素のうち、大物で使用経験が豊富なのはBiとSbである。w(Bi)を0.010%を加えることで、w(RE)/w(Bi)=1.4～1.5 の比率で添加することで、ボールの数を増やすことができ、黒鉛の破砕のリスクを減らすことができる。Sbは、厚くてかさばる部品にも使用できる。パーライト量が増えるという意見もあるが、フェライト系ダクタイル鋳鉄に使う人もいる。量の問題もあるのだろう、50ppm程度なら問題ないはずだ。かつて周継陽教授は、w(Sb)0.007% を使用することで、溶鉄中の過剰なTiとREの弊害を抑制することもできる。

BiとSbの添加の役割とメカニズムについては、まだ業界内で意見が統一されていないが、Niの添加についてはコンセンサスが形成されている。

(6) 前処理の役割は非常に重要である。

球状化前の黒鉛前処理剤による塊状鉄原液の前処理は、鋳造品の品質を向上させ、安定化させる効果がある[3]。方法は以下の通りである：

組成調整後［前処理によりw(C)が0.2％上昇］→脱S→電気炉に戻る→1/4量添加時に前処理剤を0.2％〜0.25％添加→電気炉に戻り、1 470〜1 480℃に若干昇温→球状化処理→接種処理（ウルトラシード可）→注湯。

(7）抗クレーター剤QKSの使用

本発明者は、球状インキの中心部に1μmの異物混入があり、内層がMgS、CaS（0.5μm）、外層がMgO、SiO、珪酸塩の二層コアを形成していると考えている。そこで、本発明者は、接種剤に一定量のOとSを添加して、接種剤中の金属元素と結合させ、より多くの硫化物と酸化物を生成させ、より多くの黒鉛コアを形成させることにより、Ca、Ce、S、Oのフェロシリコン接種剤を製造した。この接種剤は、黒鉛球の数を著しく増加させることができ、結晶化後期に析出し、黒鉛化後期の膨張期は、凝固後期の収縮を効果的に相殺することができる。特に、局所的な熱間継手の収縮空隙に効果的である [4]。実験の結果、5～40mmの段付き試験ブロックでは、SrSiFeを使用した場合、黒鉛球は300/mm2から150/mm2に減少し、Ca-Ce-O-S剤を使用した場合、黒鉛球の数は肉厚に影響されないことが指摘された。BaSiFe、75SiFeとの比較。クロス試験ブロックの熱間接合部の収縮欠陥を見ると、BaとSrを含む接種剤では熱間接合部に収縮孔があるが、Ca-Ce-O-S剤では収縮孔がない。