JP3564225B2 - 鋳造用ノズル接合部のガスシール方法およびこれに使用する鋳造ノズル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶鋼容器に装着した鋳造用ノズルの接続部をガスシールする方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼を連続鋳造における取鍋、タンデッシュなどの溶鋼容器の底部には、溶鋼を注出する鋳造用ノズルが装着されている。この鋳造ノズルの主な役割は、溶鋼が大気と接触して変質するのを防止することにある。
鋳造用ノズルは使用中、溶鋼の流通で内部が減圧され、ノズル接合部から大気が侵入するという問題がある。接合部にはパッキングが介在されているが、溶鋼熱でパッキングが多孔質化や亀裂を生じ、十分なシール効果が得られていない。
そこで、ノズルの接合部をＡｒなどの不活性ガスでシールし、大気の侵入を防止することが知られている。例えば、実公平１−２００５１号、実公平１−２３６５７号、実公平３−１５２４４号などに見られるとおりである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法は、ノズル上方に設けたガス孔あるいはポーラス耐火物から、ノズルの内側に向けてガスを供給することで、ノズル接続部をガスでシールするものである。ここでは、ガス孔あるいはポーラス耐火物をノズルの周方向の全体にもうけることで、ガスがノズルの周方向に均一に供給されるように配慮されているが、ガスが最短距離を通って流れるという性質から、ガスの供給は実際にはガス供給管の接続部側に集中する。
【０００４】
ガスシールのために供給されたガスの殆どはノズル孔内に流入し、その際、溶鋼によるノズル孔の損耗がガス流入によって促進される。前記したようにガスの供給がガス導入管を接続した側に集中するため、これが原因でノズル孔のガス供給管の接続部側が先行して損耗し、ノズル寿命の低下を招いていた。
本発明は、鋳造用ノズルとその上方に位置するノズルとの接合部を、外周からのガス供給でガスシールする方法において、ガス流入によるノズル孔の局部的な先行損耗を防止して、ノズル寿命の向上を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
ガスシールを行う以上、ノズル孔内へのガスの流入は避けられない。本発明者らは、ノズル孔へのガスの流入がノズルの周方向に均等であれば、局部的な先行損耗を防止することができるという考えから、まず、ノズルの周方向にわたって複数本のガス供給管を接続することを試みた。しかし、この場合もガス供給源から最短距離にあるガス供給管からのガス供給が優先し、この最短距離にあるガス供給管からのガス圧で他のガス供給管からのガス供給が抑えられ、結局は問題の解決にならなかった。
【０００６】
そこでさらに研究を重ねた結果、ガス供給管の接続個所をノズルの周方向に変化させると、ノズル孔の損耗が分散し、局部的な先行損耗を確実に防止できることをしり、本発明を導き出すに至ったものである。その構成は、以下のとおりである。
【０００７】
鋳造用ノズルとその上方に位置するノズルとの接合部を、外周からのガス供給でガスシールする方法において、ノズルの外周に複数のガス導入孔を有する連続鋳造用ノズルを使用し、一つのガス導入孔にガス供給管を接続し、残りのガス導入孔は閉栓し、鋳造用ノズルを一定時間経過後、鋳造用ノズルを縦軸にそって回転し、ガス供給管の接続個所をノズルの周方向に変化させることを特徴とした鋳造用ノズル接続部のガスシール方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明方法を図面を用いて説明する。
図１の縦断面図は、本発明方法に使用する鋳造用ノズル（１）の一例である。上端は上方のノズル（２）を受けるために内孔が拡げられている。図では、上方のノズル（２）を受ける部分を段差にしているが、テーパー状にしてもよい。上方のノズル（２）は、一般にスライディングノズル（図示せず）の下方に接続し、下ノズルあるいは中間ノズルと称される。また、コレクターノズルと称されることもある。
【０００９】
鋳造用ノズル（１）の上方の外周および上端面は、鉄皮（３）で覆う。ノズル（１）の上方側面には、周方向にエアポケット（４）としての空隙を設ける。ノズル（１）の上端には前記のエアポケット（４）と連通したガス通路（５）を設ける。このガス通路（５）は、例えばノズル（１）の上端面の全体と鉄皮（３）との間に均等幅の空隙としてもよいし、また、ノズル上端面にノズル（１）の中心軸線から放射状に設けた凹溝でもよい。
エアポケット（４）あるいはガス通路（５）以外の部分は、鉄皮（３）の固定とガス漏れ防止のために、鉄皮（３）とノズル（１）外周との間にモルタル等を介在させる。鉄皮（３）に穿ったガス導入孔（６ａ）にガス供給管（７）を接続する。
【００１０】
図２の鋳造用ノズルは、ノズルの上端部の全体をガス透過性のポーラス耐火物（８）で構成したものである。ノズル（１）の上方の外周および上端部は、鉄皮（３）で覆う。ポーラス耐火物（８）の側面には、周方向にエアポケット（４）としての空隙を設ける。エアポケット（４）以外の部分は、鉄皮（３）の固定とガス漏れ防止のために、鉄皮（３）とノズル（１）外周との間にモルタル等を介在させる。鉄皮（３）に穿ったガス導入孔（６ａ）にガス供給管（７）を接続する。
【００１１】
図１、図２において、ガス供給管（７）から供給されたＡｒなどの不活性ガスは、ガス導入孔（６ａ）から一旦、エアポケット（４）に入って後、図１ではガス通路（５）、図２ではポーラス耐火物（８）の組織内の空隙を経て、ノズル接続部に向けて噴出し、ガスシールによってノズル接続部からの大気の侵入を防止する。
以上は構造、使用方法ともに従来の鋳造用ノズルと同じである。これに対し本発明は、さらにガス導入孔（６ａ）、（６ｂ）をノズルの周方向に複数設けることで、ノズルを一定時間経過後、ガス供給管（７）の接続個所をノズルの周方向に変化させる。
【００１２】
本発明の方法を、図３と、この図３のＡのＸ−Ｘ線断面図である図４に基づいて説明すると、まず、Ａのように複数設けたガス導入孔（６ａ）、（６ｂ）のうち、一方にガス供給管（７）を接続し、もう一方は閉栓して使用する。
【００１３】
ノズル孔内の損耗は、ガスの流入が集中するガス供給管（７）を接続した側が先行する。そこで本発明ではノズルを一定時間使用後、ガス供給管（７）の接続個所をノズルの周方向に変化させる。このガス供給管（７）の接続位置の変化でノズル孔の先行損耗がノズルの周方向に分散し、ノズル孔の各部位での損耗速度がバランス化し、ノズル全体としての寿命が向上する。
【００１４】
ノズルを固定し、ガス供給管（７）の接続位置を変化させてもよいが、ガス供給管（７）の位置は変えず、図４のようにノズル（１）を縦軸にそって回転させて行ってもよい。ノズル（１）側を回転させると、ガス供給管（７）の長さを最小限に留めることができ、装置全体がコンパクトなものになる。
【００１５】
また、図１〜４では、ガス供給管（７）を接続するガス導入孔（６ａ）、（６ｂ）をノズルの周方向に２個所設けたが、これに限らず、３個所以上にしてもよい。しかし、ガス導入孔を多数設けると構造が複雑になるので、４箇所までが好ましい。
【００１６】
【実施例】
ガス導入管をノズルの周方向に２個所設けた図１、図２に示した構造の鋳造ノズルを２５０ｔ溶鋼取鍋に装着し、Ａｒガスの供給によるガスシールの実機テストした。
ガス供給管の接続を終始一方向にした従来方法では、ノズル孔の局部損耗が原因で１１〜１３チャージの使用で寿命が尽きた。これに対し、本発明によれば、ガス供給管の接続個所の変化でノズル孔の損耗が周方向に分散し、１８〜２０チャージのノズル寿命を得た。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、ガス流入によるノズル孔の損耗を分散することで、ノズル寿命が確実に向上する。その結果、ノズル取替え工数の低減、それに伴う鋼鋳造設備の稼働率の向上など、顕著な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法に使用する鋳造用ノズルの一例である。
【図２】本発明方法に使用する鋳造用ノズルの他の一例である。
【図３】（Ａ）：本発明方法の説明図である。
（Ｂ）：本発明方法の説明図である。
【図４】図３の（Ｂ）において、Ｘ−Ｘ線断面図である。
【符号の説明】
１ 鋳造用ノズル
２ 上方のノズル
３ 鉄皮
４ エアポケット
５ ガス通路
６ａ ガス導入孔
６ｂ ガス導入孔
７ ガス供給管
８ ポーラス耐火物

Claims (1)

1. 鋳造用ノズルとその上方に位置するノズルとの接合部を、外周からのガス供給でガスシールする方法において、ノズルの外周に複数のガス導入孔を有する連続鋳造用ノズルを使用し、一つのガス導入孔にガス供給管を接続し、残りのガス導入孔は閉栓し、鋳造用ノズルを一定時間経過後、鋳造用ノズルを縦軸にそって回転し、ガス供給管の接続個所をノズルの周方向に変化させることを特徴とした鋳造用ノズル接続部のガスシール方法。

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