JP3278797B2 - ロータリーノズル用煉瓦体及びロータリーノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、取鍋、タンディッ
シュのような溶鋼容器の底部に装着され、摺動板煉瓦を
回転させて固定板煉瓦とのノズル孔の開度を調節し、溶
鋼等の注湯量を制御するためのロータリーノズル用煉瓦
体及びこの煉瓦体を使用したロータリーノズルに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ロータリーノズルは、転炉から出鋼され
た溶鋼を受けて運搬したり、鋳型に注入したりする取鍋
や、取鍋から溶鋼を受けて鋳型に注入するタンディッシ
ュ等に広く使用されている。図１０は一般に使用されて
いるロータリーノズルの斜視図、図１１は断面で示した
その要部の模式図である。両図において、４は取鍋等１
の底部に装着された基板、５はヒンジにより基板４に回
転可能に取付けられた受金物で、凹部６が形成されてお
り、この凹部６内には耐火物からなりノズル孔８を有す
る固定板煉瓦７が固定されている。なお、２は取鍋等１
の底部に設けられた上ノズルで、そのノズル孔３には固
定板煉瓦７のノズル孔８が整合する。

【０００３】１２は外周部に歯車１３が設けられたロー
タで、凹部１４が形成され、この凹部１４内には耐火物
からなりノズル孔１８，１９を有する摺動板煉瓦１７が
固定されており、ロータ１２はヒンジを介して基板４に
回動可能に装着されたケース２８内に収容されている。
そして、受金物５及びケース２８を閉鎖したときは、摺
動板煉瓦１７はケース２８に設けられた多数のばね２９
により、固定板煉瓦７に圧着される。なお、２４，２５
は摺動板煉瓦１７のノズル孔１８，１９に整合するノズ
ル孔２６，２７を有する下ノズルである。

【０００４】ところで、上記の摺動板煉瓦１７は、図１
２に示すように対向部に平行に切除部２０ａ，２０ｂが
設けられた平面小判状に形成されており、一方、ロータ
１２の凹部１４は摺動板煉瓦１７と相似形でかつこれよ
り僅かに大きく形成されていて、両側には摺動板煉瓦１
７の切除部２０ａ，２０ｂに対応して係止部１５が設け
られ、またこの係止部１５には切除部１６が形成されて
いる。そして、摺動板煉瓦１７はロータ１２の凹部１４
内に収容され、ロータ１２の切除部１６に嵌入された楔
部材２２をボルト２３で締付けることにより、凹部１４
内に固定される。固定板煉瓦７も摺動板煉瓦１７とほぼ
同じ形状のもので、受金物５に設けられた凹部６内に収
容され、固定部材１０を介してねじ９を締付けることに
より、凹部６内に固定されている。

【０００５】このような構成のロータリーノズルは、図
１０から明らかなように受金物５とケース２８を閉鎖し
たのち、電動機３０により中間歯車３１及び歯車１３を
介してロータ１２を回転し、これに固定された摺動板煉
瓦１７を回転させ、固定板煉瓦７のノズル孔８と摺動板
煉瓦１７のノズル孔１８（又は１９）との相対位置、し
たがって開度を任意に調整するようにしたものである。
なお、固定板煉瓦７及び摺動板煉瓦１７には、上述の小
判状の他に、図１３に示すように正八角形のものもある
（特公平４−１１２９８号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなロータリ
ーノズルは、レシプロ式摺動ノズルに比べて多くの特長
を有するため現在では広く使用されているが、その要部
をなす固定板煉瓦及び摺動板煉瓦に次のような問題があ
った。周知のように、固定板煉瓦及び摺動板煉瓦、特に
ノズル孔及びその周辺は高温の溶鋼等の通過により溶損
し、溶鋼等が漏洩するおそれがあるため数チャージごと
に交換しており、消耗品的に取扱われている。しかしな
がら、これら固定板煉瓦及び摺動板煉瓦は高価な耐火物
からなっているため、そのランニングコストが高額にな
り、コストダウンを阻害していた。

【０００７】本発明は、上記の課題にかんがみて、固定
板煉瓦及び摺動板煉瓦を構成する煉瓦体を最も合理的か
つ経済的な形状に形成し、その表面積を小さくすること
によりコストの低減をはかることを目的としたものであ
る。また、上記の煉瓦体を使用することによりランニン
グコストを低減できるロータリーノズルを得ることを目
的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るロータリー
ノズル用煉瓦体は、偏心位置に上ノズルのノズル孔と整
合するノズル孔を有し、平面形状をほぼ鶏卵状に形成し
たロータリーノズル用煉瓦体において、Ａを煉瓦体のノ
ズル孔全閉時における安全代、Ｂを煉瓦体のノズル孔全
開時における安全代、Ｃを煉瓦体の中心Ｘとノズル孔の
中心Ｙ間の距離、Ｄを煉瓦体のノズル孔の直径、Ｅを上
ノズルの下端部の半径、及びＣ＞４Ｄ／πとしたとき、
煉瓦体の中心Ｘの両側に形成された半径Ｃ＋Ｄ／２＋
Ａの第１の円弧部と、ノズル孔の中心Ｙを中心とし前記
第１の円弧部と直交して形成された半径Ｅ＋Ｂの第２の
円弧部と、これら第１、第２の円弧部を結ぶ接線とによ
って外形を形成したことを特徴とするロータリーノズル
用煉瓦体。但し、Ｃ＋Ｄ／２＋Ａ＞Ｅ＋Ｂ、とする。ま
た、上記煉瓦体において、Ａを５〜１Ｄｍｍ、Ｂを０〜
１５ｍｍとしたことを特徴とする。さらに、本発明に係
るロータリーノズルは、ノズル孔を有する摺動板煉瓦を
回転させて固定板煉瓦のノズル孔との重複度を調節し、
溶鋼等の注湯量を制御するロータリーノズルにおいて、
前記摺動板煉瓦及び固定板煉瓦に上記煉瓦体を使用した
ものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るロータリーノ
ズルの摺動板煉瓦の平面図である。なお、固定板煉瓦と
摺動板煉瓦は同じ構造なので、以下の説明では主として
摺動板煉瓦を対象とし、必要に応じて固定板煉瓦に言及
する。また、固定板煉瓦と摺動板煉瓦を一括して煉瓦体
という。図１において、４０は平面形状がほぼ鶏卵状の
摺動板煉瓦で、偏心位置にはノズル孔４１ａ，４１ｂが
設けられている。なお、破線で示す１７は、従来の小判
状の摺動板煉瓦を示す。

【００１０】この摺動板煉瓦４０は、図２に示すよう
に、中心Ｘの両側に中心Ｘから半径Ｃを隔てた位置を中
心Ｙとして直径Ｄのノズル孔４１ａ，４１ｂが設けられ
ている。４２はノズル孔４１ａ，４１ｂの中心Ｙの回転
軌跡、４３はＸを中心とし、半径がＣ＋Ｄ／２であるノ
ズル孔４１ａ，４１ｂの外接円、２は中心をＹとし、ノ
ズル孔３の直径がＤで外径が２Ｅの上ノズルである。

【００１１】そして、この摺動板煉瓦４０は、ノズル孔
４１ａ，４１ｂの外接円４３の半径Ｃ＋Ｄ／２に、ノズ
ル孔４１ａ，４１ｂの全閉位置における安全代Ａを加え
たＸを中心とする半径Ｃ＋Ｄ／２＋Ａの円弧部Ｇと、上
ノズル２の半径Ｅに、ノズル孔４１ａ，４１ｂの全開時
における安全代Ｂを加えたＹを中心とする半径Ｅ＋Ｂの
円弧部Ｈと、これら円弧部Ｇ，Ｈを接線Ｊで結んだ形状
を平面形状としたものである。但し、図２に示されるよ
うに、Ｃ＋Ｄ／２＋Ａ＞Ｅ＋Ｂである。

【００１２】次に、上記のような摺動板煉瓦４０の各構
成要素について説明する。先ず、ノズル孔４１ａ，４１
ｂの位置を定める半径Ｃについてみるに、これがありま
小さい場合は、ノズル孔４１ａ，４１ｂ及びその周辺の
溶損時に、両ノズル孔４１ａ，４１ｂが繋がったり、溶
損が中心Ｘを越えてしまうことがあるため、そこから溶
鋼等が漏洩することがあり、危険である。そのため、経
験的に、ノズル孔４１ａ，４１ｂの中心Ｙが描く回転軌
跡４２の１／４内に、ノズル孔が２個入る大きさが必要
であることが解明され、これから、２Ｃπ／４＞２Ｄ、
したがって、Ｃ＞４Ｄ／πとした。

【００１３】また、上ノズル２のノズル孔３の直径、し
たがって、ノズル孔４１ａ，４１ｂの直径Ｄは、取鍋内
の溶鋼高さ、鋳造方法、鋳造速度等の操業条件によって
決定される。さらに、上ノズル２の外径２Ｅは、ノズル
孔３の直径Ｄから摺動板煉瓦４０の熱応力による割れや
溶損を加味して経験的に決定される。

【００１４】次に、図３に示すような摺動板煉瓦４０の
ノズル孔４１ａ，４１ｂの全閉時における安全代Ａにつ
いて説明する。なお、図２において、３０は摺動板煉瓦
４０と同じ構造の固定板煉瓦、３１ａ，３１ｂはそのノ
ズル孔である。ロータリーノズルにおける摺動板煉瓦の
使用後（交換時）のノズル孔及びその周辺の溶損状態
は、図４に示すように、ノズル孔の回転方向が主で、幅
方向の溶損は回転方向の溶損の１／５〜１／６程度であ
り、きわめて小さい。そのため、幅方向には大きな安全
代Ａは不要である。しかし、安全代Ａをあまり小さくす
ると溶鋼漏れを生ずるおそれがあるので、Ａの最小を５
ｍｍ、最大を１Ｄ（但し、Ｄは前述の上ノズル２、固定
板煉瓦３０及び摺動板煉瓦４０のノズル孔３，３１ａ，
３１ｂ，４１ａ，４１ｂの直径）とした。

【００１５】また、図５に示すような摺動板煉瓦４０の
ノズル孔４１ａ，４１ｂの全開位置における安全代Ｂに
ついてみると、例えば、図６に示すように、この安全代
Ｂを上ノズル２の外径より小さくすると、上ノズル２の
ノズル孔３が溶鋼等により溶損した場合に、上ノズル２
と固定板煉瓦３０との接合面から溶鋼等が漏洩するおそ
れがある。経験的に、ノズル孔４１ａ，４１ｂの全開時
においては、少なくとも上ノズル２の外縁と固定煉瓦３
０の外縁とが一致することが望ましく、０≦Ｂ≦１５ｍ
ｍ、好ましくは０＜Ｂ＜１０ｍｍとした。

【００１６】本発明は、固定板煉瓦３０及び摺動板煉瓦
４０を構成する煉瓦体の表面積を小さくすることを目的
とするものであり、上述の安全代Ｂが大きくなるとその
効果は小さくなる。図７は安全代Ｂと煉瓦体の表面積と
の関係を示す線図で、安全代Ｂが１８ｍｍの場合にその
表面積が従来の小判状の煉瓦体の表面積と等しくなり、
これを超えると効果がなくなるので、安全代Ｂを１５ｍ
ｍとした。

【００１７】図８は本発明に係る固定板煉瓦３０を受金
物５ａに装着した状態を示す底面図で、受金物５ａには
固定板煉瓦３０と相似形でかつ僅かに大きく、深さが固
定板煉瓦３０の厚みより若干浅い凹部６ａが設けられて
おり、固定板煉瓦３０はこの凹部６ａに収容され、一方
の側の接線Ｊ，Ｊを形成する側壁を、固定部材１０ａ，
１０ｂを介してねじ９ａ，９ｂで押圧し、固定してい
る。

【００１８】また、図９は摺動板煉瓦４０をロータ１２
ａに装着した状態を示すもので、ロータ１２ａには摺動
板煉瓦４０と相似形でかつ僅かに大きく、摺動板煉瓦４
０の厚みより若干浅い凹部１４ａが設けられており、摺
動板煉瓦４０はこの凹部１４ａに収容され、一方の側の
接線Ｊ，Ｊを形成する側壁を、楔部材２２ａ，２２ｂと
ねじ２３ａ，２３ｂにより押圧し、固定される。なお、
固定板煉瓦３０及び摺動板煉瓦４０の受金物５ａ及びロ
ータ１４ａへの装着固定手段は上記に限定するものでは
なく、適宜の手段を用いることができる。

【００１９】以上のように、本発明に係る煉瓦体３０，
４０は、煉瓦体のノズル孔の全閉時にノズル孔の外縁に
沿って煉瓦体の外周に形成される安全代Ａを５〜１０ｍ
ｍとし、また、ノズル孔の全開時に上ノズルの外縁に沿
って煉瓦体のノズル孔の両側に形成される安全代を０〜
１５ｍｍとして、平面形状をほぼ鶏卵状に形成したの
で、図１に示すように、従来の小判状の煉瓦体に対して
表面積を大幅に小さくすることができる。これにより、
煉瓦体の原材料を大幅に節減することができ、価格を低
減することができた。また、この煉瓦体を使用すること
により、ロータリーノズルを小形化できると共に、ラン
ニングコストを節減することができる。

【００２０】上記の説明では、煉瓦体に２個のノズル孔
を設けた場合を示したが、１個でもよく、あるいは３個
以上設けてもよい。また、受金物及びロータが扉式に開
閉できるロータリーノズルに本発明に係る煉瓦体を使用
した場合について述べたが、本発明はこれに限定するも
のではなく、例えば、固定板煉瓦を基板に直接固定し、
摺動板煉瓦を扉式に開閉できるロータに固定したロータ
リーノズル、さらには、摺動板煉瓦を上下に着脱しうる
ロータに固定するようにしたロータリーノズル等、各種
構造のロータに使用することができる。

【００２１】

【発明の効果】（１）本発明に係るロータリーノズル用煉瓦体によれ
ば、合理的かつ経済的な形状の煉瓦体が得られ、従っ
て、必要最小限の面積で、最大の効果を発揮することが
できる。また、これにより高価な耐火物の原材料を節減
し、コストを低減することができ、併せて省資源、環
境、エネルギ問題の改善に対しても寄与することができ
る。また、軽量で溶鋼等が漏洩するおそれがなく、安全
かつ確実に注湯を行うことができる。 （２）さらに、本発明に係るロータリーノズルは、ノズ
ル孔を有する摺動板煉瓦を回転させて固定板煉瓦のノズ
ル孔との重複度を調節し、溶鋼等の注湯量を制御するロ
ータリーノズルにおいて、溶鋼等が漏洩するおそれがな
く、安全かつ確実に注湯を行うことができ、その上煉瓦
体の交換によるランニングコストを低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る煉瓦体の平面図である。

【図２】図１の詳細説明図である。

【図３】ノズル孔の全閉時における上ノズル、固定板煉
瓦及び摺動板煉瓦の関係を示す説明図である。

【図４】摺動板煉瓦の溶損状態を示す説明図である。

【図５】ノズル孔の全開時における上ノズル、固定板煉
瓦及び摺動板煉瓦の関係を示す説明図である。

【図６】ノズル孔の全開時における上ノズルと固定板煉
瓦の関係を示す説明図である。

【図７】ノズル孔の全開時における安全代の大きさと、
煉瓦体の表面積との関係を示す線図である。

【図８】固定板煉瓦を受金物に装着した状態を示す下面
図である。

【図９】摺動板煉瓦をロータに装着した状態を示す平面
図である。

【図１０】従来のロータリーノズルの一例の斜視図であ
る。

【図１１】図１０の断面模式図である。

【図１２】従来の煉瓦体の一例の平面図である。

【図１３】従来の煉瓦体の他の例の平面図である。

【符号の説明】

２ 上ノズル ３ ノズル孔 ５ａ 受金物 ６ａ，１４ａ 凹部 ９ａ，９ｂ ねじ １０ａ，１０ｂ 固定部材 １２ａ ロータ ２２ａ，２２ｂ 楔部材 ２３ａ，２３ｂ ボルト ３０ 固定板煉瓦 ３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ ノズル孔 ４０ 摺動板煉瓦

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早川 勇次 神奈川県川崎市川崎区南渡田町１番１号 日本ロータリーノズル株式会社内 (72)発明者 鶴 雅廣 神奈川県川崎市川崎区南渡田町１番１号 日本ロータリーノズル株式会社内 (72)発明者 天野 元雄 神奈川県川崎市川崎区池上新町三丁目４ 番３号 鋼管機械工業株式会社内 (72)発明者 須和部 浩 神奈川県川崎市川崎区池上新町三丁目４ 番３号 鋼管機械工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−9964（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−15440（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 41/26 B22D 11/10 340 F27D 3/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏心位置に上ノズルのノズル孔と整合す
   るノズル孔を有し、平面形状をほぼ鶏卵状に形成したロ
   ータリーノズル用煉瓦体において、 Ａを煉瓦体のノズル孔全閉時における安全代、Ｂを煉瓦
   体のノズル孔全開時における安全代、Ｃを煉瓦体の中心
   Ｘとノズル孔の中心Ｙ間の距離、Ｄを煉瓦体のノズル孔
   の直径、Ｅを上ノズルの下端部の半径、及びＣ＞４Ｄ／
   πとしたとき、 煉瓦体の中心Ｘの両側に形成された半径Ｃ＋Ｄ／２＋Ａ
   の第１の円弧部と、ノズル孔の中心Ｙを中心とし前記第
   １の円弧部と直交して形成された半径Ｅ＋Ｂの第２の円
   弧部と、これら第１、第２の円弧部を結ぶ接線とによっ
   て外形を形成したことを特徴とするロータリーノズル用
   煉瓦体。但し、Ｃ＋Ｄ／２＋Ａ＞Ｅ＋Ｂ、とする。
2. 【請求項２】 Ａを５〜１Ｄｍｍ、Ｂを０〜１５ｍｍと
   したことを特徴とする請求項１記載のロータリーノズル
   用煉瓦体。
3. 【請求項３】 ノズル孔を有する摺動板煉瓦を回転させ
   て固定板煉瓦のノズル孔との重複度を調節し、溶鋼等の
   注湯量を制御するロータリーノズルにおいて、 前記摺動板煉瓦及び固定板煉瓦に請求項１又は２記載の
   煉瓦体を使用したことを特徴とするロータリーノズル。