説明

下ノズル

【課題】ノズル孔が高温になってノズル孔に面する耐火物が膨張したとしても、その下部に接合される鋳造用ノズルに悪影響を及ぼすことのない下ノズルを提供すること。
【解決手段】下部に鋳造用ノズル3が押し付けられて接合される下ノズル2において、少なくとも一部を、ノズル孔側の耐火物層2bとその外周側の耐火物層2aで形成し、ノズル孔側の耐火物層2bの下方に、鋳造用ノズル3との間に隙間Gを形成する切欠き部2fを設けた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、スライディングノズル装置(以下「SN装置」という。)に使用される下ノズルに関する。
【背景技術】
【0002】
取鍋やタンディッシュなどの溶融金属容器において、溶鋼の流量を制御する装置として、SN装置がある。このSN装置は、2枚又は3枚のプレートれんがを相対的にスライドさせ、ノズル孔を開閉することにより溶鋼の流量を制御するものである。
【0003】
図6は、従来のSN装置の概略断面図であり、その下プレートから下側を示す。2枚式の場合は、下プレート1の上に上プレートが配置され、3枚式の場合は、下プレート1の上に中プレート及び上プレートが配置される。
【0004】
下プレート1の下には、下ノズル2の上部が接合され、下ノズル2の下部には、鋳造用ノズルとして浸漬ノズル3が接合されている。ここで、図6のSN装置では、浸漬ノズル3の上部(つば部(フランジ部))が押し付け手段4によって下ノズル2に押し付けられることで接合されている。
【0005】
下ノズル2としては、そのノズル孔2aの内壁面にアルミナ等の介在物が付着するのを防止するため、アルゴン等の不活性ガスをノズル孔2aに吹き出すようにしたものがある(例えば特許文献1)。
【0006】
図6のSN装置では、ノズル孔2a側に多孔質の耐火物層2bを配置し、その多孔質の耐火物層2bから不活性ガスをノズル孔2aに吹き出すように構成されており、多孔質の耐火物層2bが配置された領域においては、その外周側の耐火物層2cとで2層構造となる。一方、多孔質の耐火物層2bの下には、不活性ガスが下ノズル2の下方に吹き出すことなく安定してノズル孔2aに吹き出すように、外周側の耐火物層2cが回り込むように配置されている。
【0007】
ここで、下ノズルは、予熱や溶鋼の通過によってノズル孔が高温になると、ノズル孔側から外側に向かって熱が伝わる。このため、ノズル孔側とその外側とを異なる層で形成した下ノズルでは、ノズル孔側の層から膨張しやすくなる。
【0008】
例えば、図6の下ノズル2のように、ノズル孔2a側に多孔質の耐火物層2bを配置して2層構造とした場合、ノズル孔2a側の耐火物層2bが外周側の耐火物層2cからほぼ独立して膨張するので、ノズル孔2a側の耐火物の膨張が顕著となる。その結果、図7に誇張して示すように、下ノズル2のノズル孔側の下端が突出した状態となる。
【0009】
上述のとおり、下ノズル2の下部には、鋳造用ノズルとして浸漬ノズル3の上部が押し付け手段4によって押し付けることで接合されていることから、図6の正常な状態であっても、押し付け手段4による押し付け力の力点と作用点との距離L1に対応するモーメントが作用する。ただし、このモーメントは微小であり、各耐火物に悪影響を及ぼすことはない。ところが、ノズル孔が高温になって、図7のように下ノズル2のノズル孔側の下端が突出した状態となると、押し付け手段4による押し付け力の力点と作用点との距離L2が前記距離L1よりも長くなり、モーメントが増大する。その結果、浸漬ノズル3の上部に亀裂Cが発生することがあり、その亀裂Cに溶鋼が浸入し、ひいては溶鋼漏れに発展するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】実開昭56−87247号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明が解決しようとする課題は、ノズル孔が高温になってノズル孔に面する耐火物が膨張したとしても、その下部に接合される鋳造用ノズルに悪影響を及ぼすことのない下ノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、下部に鋳造用ノズルが押し付けられて接合される下ノズルにおいて、少なくとも一部が、ノズル孔側の耐火物層とその外周側の耐火物層で形成され、前記ノズル孔側の耐火物層の下方に、前記鋳造用ノズルとの間に隙間を形成する切欠き部が形成されていることを特徴とする。
【0013】
本発明において、前記切欠き部は、そのノズル半径方向の幅が、前記ノズル孔側の耐火物層のノズル半径方向の幅と等しくなるように設けることが好ましい。
【発明の効果】
【0014】
本発明では、上述のとおり、ノズル孔側の耐火物層の下方に、鋳造用ノズルとの間に隙間を形成する切欠き部を形成する。これによって、ノズル孔が高温になってノズル孔に面する耐火物が膨張したとしても、下ノズルのノズル孔側の下端が大きく突出することはなくなり、下ノズルの下部に接合される鋳造用ノズルに悪影響を及ぼすことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の下ノズルを使用したSN装置の概略断面図であり、その下プレートから下側を示す。
【図2】図1において、下ノズルのノズル孔が高温になってノズル孔に面する耐火物が膨張した状態を示す。
【図3】本発明の下ノズルの他の例を示す断面図である。
【図4】本発明の下ノズルのさらに他の例を示す断面図である。
【図5】本発明の下ノズルのさらに他の例を示す断面図である。
【図6】従来のSN装置の概略断面図であり、その下プレートから下側を示す。
【図7】図6において、下ノズルのノズル孔が高温になってノズル孔に面する耐火物が膨張した状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【0017】
図1は、本発明の下ノズルを使用したSN装置の概略断面図であり、その下プレートから下側を示す。SN装置自体の構成は従来と同じであり、2枚式の場合は、下プレート1の上に上プレートが配置され、3枚式の場合は、下プレート1の上に中プレート及び上プレートが配置される。そして、下プレート1の下には、下ノズル2の上部が接合され、下ノズル2の下部には、鋳造用ノズルとして浸漬ノズル3の上部(つば部(フランジ部))が押し付け手段4によって押し付けることで接合されている。なお、下ノズル2と浸漬ノズル3は直接接しており、浸漬ノズル3は、これをスライドさせることにより交換される。一方、下プレート1と下ノズル2は一体物になっている。
【0018】
下ノズル2は、そのノズル孔2a側に多孔質の耐火物層2bを配置し、この多孔質の耐火物層2bからアルゴン等の不活性ガスをノズル孔2aに吹き出すようにしたものである。すなわち、多孔質の耐火物層2bが配置された領域においては、その外周側の耐火物層2cとで2層構造となっている。
【0019】
図1の例では、ノズル孔側の耐火物層2bの下端にモルタルなどのシール材2dを介して、外周側の耐火物層2cと同材質からなる耐火物リング2eを配置している。そして、この耐火物リング2eの下端面が外周側の耐火物層2cの下端面よりも上方に位置するようにすることで、ノズル孔側の耐火物層2bの下方に、ノズル孔2a及び下方に開放する切欠き部2fをノズル孔2aの全周にわたるように設けている。これによって、浸漬ノズル3との接合部のノズル孔側に隙間Gができるようにしている。
【0020】
このように隙間Gを設けることで、ノズル孔2aの予熱、あるいは溶鋼の通過によりノズル孔2aが高温になってノズル孔2aに面する耐火物(耐火物層2b)が膨張したとしても、隙間Gによって吸収され、図2に示すように下ノズル2のノズル孔側の下端が突出することはなくなる。したがって、下ノズル2の下部に接合される浸漬ノズル3に悪影響を及ぼすことがなくなる。
【0021】
また、図1の例の下ノズル2では、図6に示した従来の下ノズル2のようにノズル孔側の耐火物層2bの下方に外周側の耐火物層2cが回り込んでいないので、ノズル孔側の耐火物層2bが膨張しても外周側の耐火物層2cにモーメントが作用することはなく、外周側の耐火物層2の損傷も防止できる。
【0022】
本発明において隙間Gの高さは、ノズル孔2aに面する耐火物(耐火物層2b)の膨張代を考慮して設定する。本発明者らが、図6に示したような構造を有する下ノズルを使用して実験したところ、下ノズルのノズル孔側の下端が0.5〜0.7mm程度突出することがわかった。このことを勘案して、隙間Gの高さは0.1〜1.0mm程度となるように設定することが好ましい。隙間Gの高さが0.1mm未満では、ノズル孔2aに面する耐火物(耐火物層2b)の膨張を十分には吸収できない。隙間Gの高さが1.0mmを超えると、ノズル孔2aに面する耐火物(耐火物層2b)が膨張してもなお、隙間が存在することになり、その隙間に溶鋼が浸入して、いわゆる地金差しが発生し、溶鋼漏れが生じるおそれもある。隙間Gの高さのより好ましい範囲は0.2〜0.6mmである。
【0023】
なお、図1の下ノズル2は、図6に示した従来の下ノズル2から製作することができる。具体的には、図6の従来の下ノズル2において、ノズル孔側の耐火物層2bの下方に位置する耐火物層2aを掘削等により除去した上で、露出したノズル孔側の耐火物層2bの下端にモルタル2dを介して耐火物リング2eを配置する。
【0024】
図3は、本発明の下ノズルの他の例を示す断面図である。この例では、ノズル孔側の耐火物層2bの下方に何も設けることなく、ノズル孔側の耐火物層2bを下方に延長し、その下端面が外周側の耐火物層2cの下端面よりも上方に位置するようにすることで、ノズル孔側の耐火物層2bの下方に、ノズル孔2a及び下方に開放する切欠き部2fをノズル孔2aの全周にわたるように設けている。これによっても、図1の例と同様に隙間Gを設けることができる。
【0025】
図4は、本発明の下ノズルのさらに他の例を示す断面図である。この例では、図6に示した従来の下ノズル2において、ノズル孔側の耐火物層2bの下方に位置する外周側の耐火物層2cの下端に、ノズル孔2a及び下方に開放する切欠き部2fをノズル孔2aの全周にわたるように設けている。これによっても、図1の例と同様に隙間Gを設けることができる。ただし、この例のように、ノズル孔側の耐火物層2bの下方に外周側の耐火物層2cが位置する構成では、ノズル孔側の耐火物層2bの膨張により外周側の耐火物層2cにモーメントが作用するので、外周側の耐火物層2cに亀裂等が生じないように、その形状や強度を調整する必要がある。
【0026】
例えば、外周側の耐火物層2cの下端に設ける切欠き部2fは、図5に示すように、内周側に向けて高くなるテーパー状に設けた方が、熱膨張が大きくなる溶鋼に近い側を大きく開けることになり、使用上、現実的となる。
【0027】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明において切欠き部2fは、そのノズル半径方向の幅が、ノズル孔側の耐火物層2bのノズル半径方向の幅と等しくなるように設けることが好ましい。これによって、ノズル孔側の耐火物層2bの膨張を確実に吸収できる。
【0028】
なお、以上の実施例では、鋳造用ノズルとして浸漬ノズルを使用したが、ロングノズルを使用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【0029】
1 下プレート
2 下ノズル
2a ノズル孔
2b ノズル孔側の耐火物層(多孔質の耐火物層)
2c 外周側の耐火物層
2d シール材
2e 耐火物リング
2f 切欠き部
3 浸漬ノズル(鋳造用ノズル)
4 押し付け手段
G 隙間

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下部に鋳造用ノズルが押し付けられて接合される下ノズルにおいて、
少なくとも一部が、ノズル孔側の耐火物層とその外周側の耐火物層で形成され、
前記ノズル孔側の耐火物層の下方に、前記鋳造用ノズルとの間に隙間を形成する切欠き部が形成されていることを特徴とする下ノズル。
【請求項2】
前記切欠き部のノズル半径方向の幅が、前記ノズル孔側の耐火物層のノズル半径方向の幅と等しい請求項1に記載の下ノズル。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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