図1　 ねずみ鋳鉄における湯面模様

昔の鋳鉄鋳物師達は，湯面模様によって溶湯性状を判断したと考えられます．キュポラ鋳鉄溶解では，溶湯性状が良くなるにつれて，湯面模様が笹の葉状から，麻の葉状，亀甲状へと変化していく事が知られています（図1の(a)，(b)，(c)）．

湯面模様とは，SiO₂+2C=Si+2COの反応式に基づいてSiO₂被膜が発生した時に見られる現象です．SiO₂膜と溶けている溶湯では輻射率に違いがあるために，人間の目に模様として可視できるようになったものです．Sが0.02%以上，Siが0.5%以上入ることによって，表面張力が変化し，その表面張力の差によってマランゴニ対流が発生し，湯面模様が生じることになります．

キュポラでしか湯面模様が現れないと言われてきたのは，コークスからSが入りマランゴニ対流が生じるためです．電気炉溶湯も，0.02%以上のS，0.5%以上のSi，SiO₂被膜発生温度，適量のC量の4点が満たされれば，湯面模様が現れます．

1983年の鋳鉄溶解ハンドブックでは，キュポラ溶解の38社のうち湯面模様が出ないと回答したのは1社のみでした．低周波炉（電気炉操業）では47社のうち32社が出ないと回答し，15社は出ると回答しています．これは前述したS量の差によるものと思われます．また，約160年前に行われた韮山反射炉の製造記録においても，大砲を鋳造する時のみに亀甲銑が用いられたと書いており，いみじくも亀甲という名称が一致しています(図1の(d))．このように，昔の鋳物師達は，湯面模様の観察によって鋳鉄鋳物の溶湯性状を判断し，健全な鋳物を作ったと考えられます．

（『鋳造工学』90巻5号掲載）