上ノズル
【課題】ガス吹き込み用耐火物を備えた上ノズルにおいて、吹き込みガスの背圧の低下を抑制すること。
【解決手段】耐火れんがからなるノズル本体１１のノズル孔１２側にガス吹き込み用耐火物１３が組み込まれており、ガス吹き込み用耐火物１３の少なくとも外側面が金属板１４で包囲されている上ノズル１０Ａにおいて、金属板１４の下面に面してガスシール用耐火れんが１８を配置した。
【解決手段】耐火れんがからなるノズル本体１１のノズル孔１２側にガス吹き込み用耐火物１３が組み込まれており、ガス吹き込み用耐火物１３の少なくとも外側面が金属板１４で包囲されている上ノズル１０Ａにおいて、金属板１４の下面に面してガスシール用耐火れんが１８を配置した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属の流量制御を行うスライディングノズル装置の上プレートの上面に接合される上ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
スライディングノズル装置は、溶融金属の流量制御を正確に行うことができるため、各種の溶融金属容器に広く利用されている。スライディングノズル装置は、一般的に２〜３枚のプレートを備え、一番上の上プレートの上面に上ノズルが接合される。
【０００３】
上ノズルとしては、そのノズル孔を通過する溶融金属流にガスを吹き込むためにガス吹き込み用耐火物を備えたものが知られている（例えば特許文献１）。ガス吹き込み用耐火物からノズル孔に向けてガスを吹き込むことで、上ノズルのノズル孔の壁面、及びスライディングノズル装置の下面側に接合される下ノズルや浸漬ノズルのノズル孔の壁面にアルミナ等の介在物が付着することを防止する。
【０００４】
このようなガス吹き込み用耐火物を備えた上ノズルの従来例を図２に示す。上ノズル１０Ｂのノズル本体１１は耐火れんがからなり、そのノズル本体１１のノズル孔１２側の下部にガス吹き込み用耐火物１３が組み込まれている。ガス吹き込み用耐火物１３は、その外側面全体と上面及び下面の一部が金属板１４で包囲されている。金属板１４とガス吹き込み用耐火物１３との接合部分にはモルタル１５が施工される。また、金属板１４とガス吹き込み用耐火物１３との間にはガスプール１６が設けられ、このガスプール１６にガス導管１７を接続してガスを供給する。ガスプール１６にガス吹き込み用耐火物１３のスリット１３ａが連通しており、スリット１３ａからノズル孔１２に向けてガスが吹き込まれる。
【０００５】
ガス吹き込み用耐火物１３は、ノズル本体１１への組み込みを容易に行うことができるように、ノズル本体１１の下方の開口部から装着するようにしている。このため、ガス吹き込み用耐火物１３の下面は上ノズル１０Ｂの下面側に露出する。したがって、上ノズル１０Ｂをスライディングノズル装置の上プレート２０に接合する際には、ガス吹き込み用耐火物１３の下面が上プレート２０の上面にモルタル２１を介して接合される。なお、金属板１４とノズル本体１１との間にもモルタル１５が施工される。
【０００６】
しかし、上ノズル１０Ｂでは、ガス吹き込み用耐火物１３を金属板１４で包囲することで、ガスリークを抑えるようにしているものの、実操業においては、依然としてガスリークが原因と見られる吹き込みガスの背圧の経時的な低下が発生しているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−６１５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、ガス吹き込み用耐火物を備えた上ノズルにおいて、吹き込みガスの背圧の低下を抑制することにある、
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者が実際に図２に示す上ノズル１０Ｂを実操業に供し、使用後の上ノズル１０Ｂを観察したところ、金属板１４が大きく変形していることから、ガスリークのおもな原因は金属板１４の熱膨張であると考えられた。すなわち、金属板１４は耐火物よりも熱膨張率が大きいため、金属板１４が使用中に大きく熱膨張し、モルタルシールを壊して隙間が生じ、その隙間を経路としてガスリークが発生すると考えられた。
【００１０】
本発明者は、この金属板１４の熱膨張による隙間の発生現象に着目して検討を重ねた。その結果、金属板１４の上面及び側面は、耐火れんがからなるノズル本体１１で押さえ込まれているので、その部分にガスリークの原因となる隙間が発生する可能性は低く、ガスリークの原因となる隙間は、金属板１４の下面側で発生しやすいと考えられた。すなわち、金属板１４の下面側には、モルタル２１が介在しており、このモルタル２１としては、従来、上ノズル１０Ｂの交換作業を容易にするため、低強度及び低接着性で可縮性のあるモルタルが使用されていることから、金属板１４が下方に膨張したときに押しつぶされ、その結果、金属板１４の下面と上プレート２０の上面との間に隙間が発生し、その隙間を経路としてガスリークが発生すると考えられた。
【００１１】
そこで、本発明者は、金属板１４の下面に面してモルタルではなく、別途、ガスシール用として耐火れんがを配置することで、ガスリークを抑制しようと考え、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、スライディングノズル装置の上プレートの上面に接合される上ノズルであって、耐火れんがからなるノズル本体のノズル孔側にガス吹き込み用耐火物が組み込まれており、前記ガス吹き込み用耐火物の少なくとも外側面が金属板で包囲されている上ノズルにおいて、前記金属板の下面に面してガスシール用耐火れんがを配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の上ノズルでは、金属板の下面に面してガスシール用耐火れんがを配置したことで、金属板が下方に膨張することを抑え込むことができるので、金属板の下面側においてガスリークの原因となる隙間が発生することを抑制できる。これにより、吹き込みガスの背圧の低下を抑制でき、操業の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の上ノズルの一実施形態を示す。
【図２】ガス吹き込み用耐火物を備えた上ノズルの従来例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の上ノズルの一実施形態を示す。図１に示す上ノズル１０Ａのノズル本体１１は耐火れんがからなり、そのノズル本体１１のノズル孔１２側の下部にガス吹き込み用耐火物１３が組み込まれている。ガス吹き込み用耐火物１３は、その外側面全体と上面及び下面の一部が金属板１４で包囲されている。金属板１４とガス吹き込み用耐火物１３との接合部分にはモルタル１５が施工される。また、金属板１４とガス吹き込み用耐火物１３との間にはガスプール１６が設けられ、このガスプール１６にガス導管１７を接続してガスを供給する。ガスプール１６にガス吹き込み用耐火物１３のスリット１３ａが連通しており、スリット１３ａからノズル孔１２に向けてガスが吹き込まれる。
【００１６】
ガス吹き込み用耐火物１３は、ノズル本体１１への組み込みを容易に行うことができるように、ノズル本体１１の下方の開口部から装着するようにしている。さらに、ガス吹き込み用耐火物１３の下方からガスシール用耐火れんが１８を装着する。このガスシール用耐火れんが１８は、金属板１４の下面に面し、かつ金属板１４の下面とガス吹き込み用耐火物１３の下面とを跨ぐように配置される。このようにガス吹き込み用耐火物１３及びガスシール用耐火れんが１８を組み込んだ上ノズル１０Ａは、その下面（ノズル本体１１及びガスシール用耐火れんが１８の下面）が上プレート２０の上面にモルタル２１を介して接合される。
【００１７】
ノズル本体１１及びガスシール用耐火れんが１８としては、アルミナ-カーボン質、高アルミナ質などの一般的に上ノズルとして使用されている耐火れんがを使用することができる。ガスシール用耐火れんが１８の厚みは、ガスシール機能を十分に果たすために５ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００１８】
モルタル１５、２１の種類は特に限定されないが、モルタル１５としては、水ガラスなどをバインダーに使用した、熱間でのシール性を考慮したものが好ましい。また、モルタル２１としては、上ノズル１０Ａやガス吹き込み用耐火物１３の交換作業を容易にするため、一般的に耐火物接合に使用される粘土を配合したモルタル等の低強度及び低接着性で作業性に優れたモルタルが好ましい。
【実施例】
【００１９】
図１に示した本発明の上ノズルを実操業に供し、吹き込みガスの背圧挙動を調査した。また、比較例として図２に示した従来の上ノズルも実操業に供し、吹き込みガスの背圧挙動を調査した。図１及び図２において、ノズル本体１１及びガスシール用耐火れんが１８としては、アルミナ-カーボン系耐火れんがを使用した。ガスシール用耐火れんが１８の厚みは、１５ｍｍとした。また、モルタル１５としては、アルミナ粉末を水ガラス系バインダーで混ぜた高シール性モルタルを使用し、モルタル２１としては、アルミナ-シリカ-カーボン系の一般的に耐火物接合に使用される粘土系モルタルを使用した。
【００２０】
本発明の実施例と比較例における吹き込みガスの背圧挙動の調査結果を表１に示す。表１において背圧低下発生率とは、５ＮＬ／ｍｉｎのガスを吹き込んだ場合、そのガスの背圧が０．０５ＭＰａを下回った比率を示し、分母となる試験数はいずれも１００とした。
【００２１】
【表１】
【００２２】
表１に示すとおり、本発明の実施例では、背圧が０．０５ＭＰａを下回ることはなく、良好な結果であった。
【符号の説明】
【００２３】
１０Ａ，１０Ｂ 上ノズル
１１ ノズル本体
１２ ノズル孔
１３ ガス吹き込み用耐火物
１４ 金属板
１５ モルタル
１６ ガスプール
１７ ガス導管
１８ ガスシール用耐火れんが
２０ 上プレート
２１ モルタル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属の流量制御を行うスライディングノズル装置の上プレートの上面に接合される上ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
スライディングノズル装置は、溶融金属の流量制御を正確に行うことができるため、各種の溶融金属容器に広く利用されている。スライディングノズル装置は、一般的に２〜３枚のプレートを備え、一番上の上プレートの上面に上ノズルが接合される。
【０００３】
上ノズルとしては、そのノズル孔を通過する溶融金属流にガスを吹き込むためにガス吹き込み用耐火物を備えたものが知られている（例えば特許文献１）。ガス吹き込み用耐火物からノズル孔に向けてガスを吹き込むことで、上ノズルのノズル孔の壁面、及びスライディングノズル装置の下面側に接合される下ノズルや浸漬ノズルのノズル孔の壁面にアルミナ等の介在物が付着することを防止する。
【０００４】
このようなガス吹き込み用耐火物を備えた上ノズルの従来例を図２に示す。上ノズル１０Ｂのノズル本体１１は耐火れんがからなり、そのノズル本体１１のノズル孔１２側の下部にガス吹き込み用耐火物１３が組み込まれている。ガス吹き込み用耐火物１３は、その外側面全体と上面及び下面の一部が金属板１４で包囲されている。金属板１４とガス吹き込み用耐火物１３との接合部分にはモルタル１５が施工される。また、金属板１４とガス吹き込み用耐火物１３との間にはガスプール１６が設けられ、このガスプール１６にガス導管１７を接続してガスを供給する。ガスプール１６にガス吹き込み用耐火物１３のスリット１３ａが連通しており、スリット１３ａからノズル孔１２に向けてガスが吹き込まれる。
【０００５】
ガス吹き込み用耐火物１３は、ノズル本体１１への組み込みを容易に行うことができるように、ノズル本体１１の下方の開口部から装着するようにしている。このため、ガス吹き込み用耐火物１３の下面は上ノズル１０Ｂの下面側に露出する。したがって、上ノズル１０Ｂをスライディングノズル装置の上プレート２０に接合する際には、ガス吹き込み用耐火物１３の下面が上プレート２０の上面にモルタル２１を介して接合される。なお、金属板１４とノズル本体１１との間にもモルタル１５が施工される。
【０００６】
しかし、上ノズル１０Ｂでは、ガス吹き込み用耐火物１３を金属板１４で包囲することで、ガスリークを抑えるようにしているものの、実操業においては、依然としてガスリークが原因と見られる吹き込みガスの背圧の経時的な低下が発生しているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−６１５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、ガス吹き込み用耐火物を備えた上ノズルにおいて、吹き込みガスの背圧の低下を抑制することにある、
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者が実際に図２に示す上ノズル１０Ｂを実操業に供し、使用後の上ノズル１０Ｂを観察したところ、金属板１４が大きく変形していることから、ガスリークのおもな原因は金属板１４の熱膨張であると考えられた。すなわち、金属板１４は耐火物よりも熱膨張率が大きいため、金属板１４が使用中に大きく熱膨張し、モルタルシールを壊して隙間が生じ、その隙間を経路としてガスリークが発生すると考えられた。
【００１０】
本発明者は、この金属板１４の熱膨張による隙間の発生現象に着目して検討を重ねた。その結果、金属板１４の上面及び側面は、耐火れんがからなるノズル本体１１で押さえ込まれているので、その部分にガスリークの原因となる隙間が発生する可能性は低く、ガスリークの原因となる隙間は、金属板１４の下面側で発生しやすいと考えられた。すなわち、金属板１４の下面側には、モルタル２１が介在しており、このモルタル２１としては、従来、上ノズル１０Ｂの交換作業を容易にするため、低強度及び低接着性で可縮性のあるモルタルが使用されていることから、金属板１４が下方に膨張したときに押しつぶされ、その結果、金属板１４の下面と上プレート２０の上面との間に隙間が発生し、その隙間を経路としてガスリークが発生すると考えられた。
【００１１】
そこで、本発明者は、金属板１４の下面に面してモルタルではなく、別途、ガスシール用として耐火れんがを配置することで、ガスリークを抑制しようと考え、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、スライディングノズル装置の上プレートの上面に接合される上ノズルであって、耐火れんがからなるノズル本体のノズル孔側にガス吹き込み用耐火物が組み込まれており、前記ガス吹き込み用耐火物の少なくとも外側面が金属板で包囲されている上ノズルにおいて、前記金属板の下面に面してガスシール用耐火れんがを配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の上ノズルでは、金属板の下面に面してガスシール用耐火れんがを配置したことで、金属板が下方に膨張することを抑え込むことができるので、金属板の下面側においてガスリークの原因となる隙間が発生することを抑制できる。これにより、吹き込みガスの背圧の低下を抑制でき、操業の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の上ノズルの一実施形態を示す。
【図２】ガス吹き込み用耐火物を備えた上ノズルの従来例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の上ノズルの一実施形態を示す。図１に示す上ノズル１０Ａのノズル本体１１は耐火れんがからなり、そのノズル本体１１のノズル孔１２側の下部にガス吹き込み用耐火物１３が組み込まれている。ガス吹き込み用耐火物１３は、その外側面全体と上面及び下面の一部が金属板１４で包囲されている。金属板１４とガス吹き込み用耐火物１３との接合部分にはモルタル１５が施工される。また、金属板１４とガス吹き込み用耐火物１３との間にはガスプール１６が設けられ、このガスプール１６にガス導管１７を接続してガスを供給する。ガスプール１６にガス吹き込み用耐火物１３のスリット１３ａが連通しており、スリット１３ａからノズル孔１２に向けてガスが吹き込まれる。
【００１６】
ガス吹き込み用耐火物１３は、ノズル本体１１への組み込みを容易に行うことができるように、ノズル本体１１の下方の開口部から装着するようにしている。さらに、ガス吹き込み用耐火物１３の下方からガスシール用耐火れんが１８を装着する。このガスシール用耐火れんが１８は、金属板１４の下面に面し、かつ金属板１４の下面とガス吹き込み用耐火物１３の下面とを跨ぐように配置される。このようにガス吹き込み用耐火物１３及びガスシール用耐火れんが１８を組み込んだ上ノズル１０Ａは、その下面（ノズル本体１１及びガスシール用耐火れんが１８の下面）が上プレート２０の上面にモルタル２１を介して接合される。
【００１７】
ノズル本体１１及びガスシール用耐火れんが１８としては、アルミナ-カーボン質、高アルミナ質などの一般的に上ノズルとして使用されている耐火れんがを使用することができる。ガスシール用耐火れんが１８の厚みは、ガスシール機能を十分に果たすために５ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００１８】
モルタル１５、２１の種類は特に限定されないが、モルタル１５としては、水ガラスなどをバインダーに使用した、熱間でのシール性を考慮したものが好ましい。また、モルタル２１としては、上ノズル１０Ａやガス吹き込み用耐火物１３の交換作業を容易にするため、一般的に耐火物接合に使用される粘土を配合したモルタル等の低強度及び低接着性で作業性に優れたモルタルが好ましい。
【実施例】
【００１９】
図１に示した本発明の上ノズルを実操業に供し、吹き込みガスの背圧挙動を調査した。また、比較例として図２に示した従来の上ノズルも実操業に供し、吹き込みガスの背圧挙動を調査した。図１及び図２において、ノズル本体１１及びガスシール用耐火れんが１８としては、アルミナ-カーボン系耐火れんがを使用した。ガスシール用耐火れんが１８の厚みは、１５ｍｍとした。また、モルタル１５としては、アルミナ粉末を水ガラス系バインダーで混ぜた高シール性モルタルを使用し、モルタル２１としては、アルミナ-シリカ-カーボン系の一般的に耐火物接合に使用される粘土系モルタルを使用した。
【００２０】
本発明の実施例と比較例における吹き込みガスの背圧挙動の調査結果を表１に示す。表１において背圧低下発生率とは、５ＮＬ／ｍｉｎのガスを吹き込んだ場合、そのガスの背圧が０．０５ＭＰａを下回った比率を示し、分母となる試験数はいずれも１００とした。
【００２１】
【表１】
【００２２】
表１に示すとおり、本発明の実施例では、背圧が０．０５ＭＰａを下回ることはなく、良好な結果であった。
【符号の説明】
【００２３】
１０Ａ，１０Ｂ 上ノズル
１１ ノズル本体
１２ ノズル孔
１３ ガス吹き込み用耐火物
１４ 金属板
１５ モルタル
１６ ガスプール
１７ ガス導管
１８ ガスシール用耐火れんが
２０ 上プレート
２１ モルタル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライディングノズル装置の上プレートの上面に接合される上ノズルであって、耐火れんがからなるノズル本体のノズル孔側にガス吹き込み用耐火物が組み込まれており、前記ガス吹き込み用耐火物の少なくとも外側面が金属板で包囲されている上ノズルにおいて、前記金属板の下面に面してガスシール用耐火れんがを配置したことを特徴とする上ノズル。
【請求項１】
スライディングノズル装置の上プレートの上面に接合される上ノズルであって、耐火れんがからなるノズル本体のノズル孔側にガス吹き込み用耐火物が組み込まれており、前記ガス吹き込み用耐火物の少なくとも外側面が金属板で包囲されている上ノズルにおいて、前記金属板の下面に面してガスシール用耐火れんがを配置したことを特徴とする上ノズル。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−２００７４７（Ｐ２０１２−２００７４７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６６２３０（Ｐ２０１１−６６２３０）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００１７０７１６）黒崎播磨株式会社 (314)
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００１７０７１６）黒崎播磨株式会社 (314)
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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