JP4246348B2 - 溶融金属注入ノズルのガスシール構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属処理装置（たとえば連続鋳造装置）に使用するガスシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造装置に使用する中間ノズルやスライディングプレートなどの耐火物は、一般的には、多種の耐火材料が組み合わされて形成されている。これは、耐火物を取り扱い易くさせるためであり、また、損傷の大きい部位のみを交換できるようにするためである。
【０００３】
この耐火物と浸漬ノズルとの接合部（嵌合部ともいう）には、溶融金属の流出防止や溶融金属への外気の流入を抑制するために、耐火モルタルや耐火シートなどが使用されている。
【０００４】
しかし、溶融金属への外気の流入防止は、従来の耐火モルタルや耐火シートでは十分には達成できない。従来の耐火モルタルや耐火シートは溶融金属からの熱により収縮し、これにより亀裂（ヒビ）が生じ、そこから外気が侵入する。あるいは、外気は耐火モルタルや耐火シート自体を通って溶融金属内へ流入する。
【０００５】
浸漬ノズル特にロングノズルの接合部においては、外部から接合部へ向けて不活性ガスを噴出する事により、接合部の雰囲気調節が行われている。
【０００６】
従来の接合部周辺における雰囲気調節法においては、下プレートあるいは中間ノズルの接合面と浸漬ノズルの接合面に向けて多数の穴を有するパイプを巻きつけることにより、耐火モルタルに向けて直接不活性ガスを噴出させる方法が知られている。
【０００７】
図４は、従来の接合部周辺における雰囲気調節法の一例である。
【０００８】
図４に示すように、浸漬ノズル３をメタルケース１３の側部から不活性ガスＮを噴出させる方法も知られている。この場合、不活性ガスＮの導入は、メタルケース１３の外周面に設けられたガス導入口１５から行われ、不活性ガスＮの噴出はメタルケース１３の片端に設けられた不活性ガス噴出口１４から接合部６に向けてガス噴出が行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の最大の問題は、接合部周辺の雰囲気を調節する能率の悪さにある。接合部外側から不活性ガスを噴出し、接合部周辺の雰囲気調節を行うためには、大量のガスが必要であり、一般的には１分間に１０〜５０リットルのガスが使用されている。
【００１０】
また、大量にガスを噴出させると、中間ノズルまたはプレートのような耐火物の接合部を局部的に冷却することになり、その部分にスポーリングが誘発される恐れがある。
【００１１】
本発明の目的は、簡単にかつ低コストで、浸漬ノズル内へ大気が流入することを防止できる溶融金属注入ノズルのガスシール構造を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、溶融金属を収容する収容容器と、その収容容器の底部に取りつけられた溶融金属用の流量制御装置と、流量制御装置の下方に設けられた耐火物と、耐火物の下方に設けられた浸漬ノズルを有し、耐火物の接合面と浸漬ノズルの接合面が接合している溶融金属処理装置において、浸漬ノズルの接合面に環状のスリットが溶融金属通過孔と同心円状に形成されており、スリットが浸漬ノズルの接合面に向けて開口を有するとともに、浸漬ノズル外部からのガス供給孔に連結されており、浸漬ノズルの接合面におけるスリットの開口が、ガスを通過させる耐火シートにより閉じられており、かつ、浸漬ノズルの接合面と耐火物の接合面とが目地材を介して接合している溶融金属処理装置において、スリットの開口を閉じた耐火シートに不活性ガスを通過させて、接合面に直接不活性ガスを送り込めるようにしたことを特徴とする溶融金属注入ノズルのガスシール構造を要旨としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、溶融金属注入用ノズル接合部のガスシール構造を改良したものである。
【００１４】
本発明においては、浸漬ノズルの接合面の内部に形成された環状のスリットの開口を耐火シートで閉じて、耐火シートを介してシール用の不活性ガスを耐火物と浸漬ノズルの接合部分である目地材に噴出させることにより浸漬ノズル内への大気の流入を防止する。
【００１５】
耐火シートはモルタルによりスリットが塞がれるのを防止し、且つ通気性を有する事が重要であり、一般的な多孔質煉瓦では使用時に緻密化、軟化するなどして通気性が低下するので好ましくない。
【００１６】
浸漬ノズルは、各種のもの（狭義の浸漬ノズルのみでなく、ロングノズルも含む）が使用できる。
【００１７】
【実施例】
以下、図１と図２を参照して、本発明の１つの実施例を説明する。
【００１８】
図１（Ａ）は、本発明による溶融金属処理装置用のガスシール構造、とくに溶融金属注入用浸漬ノズルの主要部を概略的に示す拡大断面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の上面図である。図２は、本発明による溶融金属処理装置用のガスシール構造、とくに溶融金属注入用浸漬ノズルとその接合部を示す断面図である。図３は、図２に示す溶融金属注入用ノズルの加工例を示す図である。
【００１９】
図１〜２において、浸漬ノズル３が中心軸線に沿って溶融金属通過孔１２を有し、スリット８が浸漬ノズル３の溶融金属通過孔１２と同心円状に配置されている。浸漬ノズル３の接合面１０には、浸漬ノズル３の溶融金属通過孔１２と同心円状にスリット８の開口が解放されており、円環状になっている。
【００２０】
浸漬ノズル３の外周側面には、スリット８に通じるガス供給孔７が設けられている。不活性ガスＮは、ガス供給孔７を介してスリット８に供給されるようになっている。
【００２１】
スリット８の幅Ｗは任意に設定できる。スリット８の目詰まりや接合部の強度を考慮した場合、スリット８の幅Ｗは２〜３ｍｍが望ましい。スリット８の深さＤは、ガス供給孔７の径や接合部周辺の取り合いにより任意に設定できる。接合部の強度を考慮した場合、スリット８の深さＤは３０ｍｍ以下が望ましい。スリット８は接合面１０において、耐火シート９により閉じられる構成、例えば蓋をされる構成になっている。
【００２２】
耐火シート９は、耐火モルタルと比較して、一般的には溶融金属に対する耐食性に劣る。そのため、耐火シート９は、溶融金属と直接接しない位置に設置するのが望ましい。
【００２３】
耐火シート９の厚みは、０．５ｍｍ以下、あるいは浸漬ノズルセット時に０．５ｍｍ以下に圧縮される事が望ましい。これ以上に耐火シート９が厚いと、目地材４に溶融金属が侵食し、外部へ溶融金属が流出する恐れがあるからである。
【００２４】
耐火シート９としては、例えばムライト質のセラミックファイバーシートを使用する事ができる。
【００２５】
例えばアルミナ：シリカ＝３０〜５０％：５０〜７０％のセラミックファイバーシートを使用する事ができる。好ましくはアルミナ７０％以上シリカ３０％以下のファイバーシートを使用する事が望ましい。
【００２６】
一般的にセラミックファイバーシートは有機質の結合材で形成されているため、この結合材が溶融金属からの熱により分解され、シート材がポーラス質となり通気性が向上するため本発明には適している。
【００２７】
本発明では耐火シートを介して目地部に不活性ガスを導入するため、冷却を緩和できる。
【００２８】
このセラミックファイバーシートは、目地材に可塑性の高いモルタルを使用した場合にも適用出来るが、硬質で可塑性に乏しい目地材を使用する場合は、例えば細孔を設けた金属製の板や緻密な耐火材も使用出来る。これらにおいても使用時の通気性を考慮する必要がある。また金属製の板を使用する場合は、この板が溶融金属と直接接しないようにすべきである。
【００２９】
図２には、図１に示された溶融金属注入用浸漬ノズル１を下プレート２（耐火物の一例）に取り付けた例が示されている。下プレート２と溶融金属注入用浸漬ノズル１の間には目地材４が充填されている。目地材４としては従来の耐火モルタル等を使用することができる。
【００３０】
図３に示すように、溶融金属注入用浸漬ノズル１の上部外周面に補強鉄板１１の設置により、接合部６の強度を低下させることなくスリット８を形成することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明のガスシール構造によれば、浸漬ノズル内部に形成したスリットが耐火シートにより閉じられていて、その耐火シートを介して不活性ガスを接合部に噴出させることができるため、不活性ガスによる冷却を緩和することができる。
【００３２】
浸漬ノズルへの加工が容易であるので、製造コストを低く抑えることができる。 また、本発明によれば、目地耐火物やこれに発生した亀裂やヒビに直接不活性ガスを送り込む事が出来るため、１分間に５リットル程度のガス噴出量で溶融金属の鋳込みを行う事が可能である。
【００３３】
さらに、スリットの形成方法なども簡便であるため、製造コストも従来の方法に比べて低く抑えることが出来る。
【００３４】
スリットは、切削あるいは従来より行われているワックス等の焼き抜きで形成すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明による溶融金属注入用ノズルの主要部を示す拡大断面図。（Ｂ）は（Ａ）の上面図。
【図２】本発明による溶融金属注入用ノズル接合面のガスシール構造を説明する図。
【図３】図３に示す溶融金属注入用ノズルの加工例を示す図。
【図４】従来の金属注入用ノズル接合部におけるガスシール方法の一例を示す拡大断面図。
【符号の説明】
１ 溶融金属注入用ノズル
２ 下プレート
３ 浸漬ノズル
４ 目地材
６ 接合部
７ ガス供給孔
８ スリット
９ 耐火シート
１０ 接合面
１１ 補強鉄板
１２ 溶融金属通過孔
１３ メタルケース
１４ 不活性ガス噴出孔
１５ ガス導入口
Ｎ 不活性ガス
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属処理装置（たとえば連続鋳造装置）に使用するガスシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造装置に使用する中間ノズルやスライディングプレートなどの耐火物は、一般的には、多種の耐火材料が組み合わされて形成されている。これは、耐火物を取り扱い易くさせるためであり、また、損傷の大きい部位のみを交換できるようにするためである。
【０００３】
この耐火物と浸漬ノズルとの接合部（嵌合部ともいう）には、溶融金属の流出防止や溶融金属への外気の流入を抑制するために、耐火モルタルや耐火シートなどが使用されている。
【０００４】
しかし、溶融金属への外気の流入防止は、従来の耐火モルタルや耐火シートでは十分には達成できない。従来の耐火モルタルや耐火シートは溶融金属からの熱により収縮し、これにより亀裂（ヒビ）が生じ、そこから外気が侵入する。あるいは、外気は耐火モルタルや耐火シート自体を通って溶融金属内へ流入する。
【０００５】
浸漬ノズル特にロングノズルの接合部においては、外部から接合部へ向けて不活性ガスを噴出する事により、接合部の雰囲気調節が行われている。
【０００６】
従来の接合部周辺における雰囲気調節法においては、下プレートあるいは中間ノズルの接合面と浸漬ノズルの接合面に向けて多数の穴を有するパイプを巻きつけることにより、耐火モルタルに向けて直接不活性ガスを噴出させる方法が知られている。
【０００７】
図４は、従来の接合部周辺における雰囲気調節法の一例である。
【０００８】
図４に示すように、浸漬ノズル３をメタルケース１３の側部から不活性ガスＮを噴出させる方法も知られている。この場合、不活性ガスＮの導入は、メタルケース１３の外周面に設けられたガス導入口１５から行われ、不活性ガスＮの噴出はメタルケース１３の片端に設けられた不活性ガス噴出口１４から接合部６に向けてガス噴出が行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の最大の問題は、接合部周辺の雰囲気を調節する能率の悪さにある。接合部外側から不活性ガスを噴出し、接合部周辺の雰囲気調節を行うためには、大量のガスが必要であり、一般的には１分間に１０〜５０リットルのガスが使用されている。
【００１０】
また、大量にガスを噴出させると、中間ノズルまたはプレートのような耐火物の接合部を局部的に冷却することになり、その部分にスポーリングが誘発される恐れがある。
【００１１】
本発明の目的は、簡単にかつ低コストで、浸漬ノズル内へ大気が流入することを防止できる溶融金属注入ノズルのガスシール構造を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、溶融金属を収容する収容容器と、その収容容器の底部に取りつけられた溶融金属用の流量制御装置と、流量制御装置の下方に設けられた耐火物と、耐火物の下方に設けられた浸漬ノズルを有し、耐火物の接合面と浸漬ノズルの接合面が接合している溶融金属処理装置において、浸漬ノズルの接合面に環状のスリットが溶融金属通過孔と同心円状に形成されており、スリットが浸漬ノズルの接合面に向けて開口を有するとともに、浸漬ノズル外部からのガス供給孔に連結されており、浸漬ノズルの接合面におけるスリットの開口が、ガスを通過させる耐火シートにより閉じられており、かつ、浸漬ノズルの接合面と耐火物の接合面とが目地材を介して接合している溶融金属処理装置において、スリットの開口を閉じた耐火シートに不活性ガスを通過させて、接合面に直接不活性ガスを送り込めるようにしたことを特徴とする溶融金属注入ノズルのガスシール構造を要旨としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、溶融金属注入用ノズル接合部のガスシール構造を改良したものである。
【００１４】
本発明においては、浸漬ノズルの接合面の内部に形成された環状のスリットの開口を耐火シートで閉じて、耐火シートを介してシール用の不活性ガスを耐火物と浸漬ノズルの接合部分である目地材に噴出させることにより浸漬ノズル内への大気の流入を防止する。
【００１５】
耐火シートはモルタルによりスリットが塞がれるのを防止し、且つ通気性を有する事が重要であり、一般的な多孔質煉瓦では使用時に緻密化、軟化するなどして通気性が低下するので好ましくない。
【００１６】
浸漬ノズルは、各種のもの（狭義の浸漬ノズルのみでなく、ロングノズルも含む）が使用できる。
【００１７】
【実施例】
以下、図１と図２を参照して、本発明の１つの実施例を説明する。
【００１８】
図１（Ａ）は、本発明による溶融金属処理装置用のガスシール構造、とくに溶融金属注入用浸漬ノズルの主要部を概略的に示す拡大断面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の上面図である。図２は、本発明による溶融金属処理装置用のガスシール構造、とくに溶融金属注入用浸漬ノズルとその接合部を示す断面図である。図３は、図２に示す溶融金属注入用ノズルの加工例を示す図である。
【００１９】
図１〜２において、浸漬ノズル３が中心軸線に沿って溶融金属通過孔１２を有し、スリット８が浸漬ノズル３の溶融金属通過孔１２と同心円状に配置されている。浸漬ノズル３の接合面１０には、浸漬ノズル３の溶融金属通過孔１２と同心円状にスリット８の開口が解放されており、円環状になっている。
【００２０】
浸漬ノズル３の外周側面には、スリット８に通じるガス供給孔７が設けられている。不活性ガスＮは、ガス供給孔７を介してスリット８に供給されるようになっている。
【００２１】
スリット８の幅Ｗは任意に設定できる。スリット８の目詰まりや接合部の強度を考慮した場合、スリット８の幅Ｗは２〜３ｍｍが望ましい。スリット８の深さＤは、ガス供給孔７の径や接合部周辺の取り合いにより任意に設定できる。接合部の強度を考慮した場合、スリット８の深さＤは３０ｍｍ以下が望ましい。スリット８は接合面１０において、耐火シート９により閉じられる構成、例えば蓋をされる構成になっている。
【００２２】
耐火シート９は、耐火モルタルと比較して、一般的には溶融金属に対する耐食性に劣る。そのため、耐火シート９は、溶融金属と直接接しない位置に設置するのが望ましい。
【００２３】
耐火シート９の厚みは、０．５ｍｍ以下、あるいは浸漬ノズルセット時に０．５ｍｍ以下に圧縮される事が望ましい。これ以上に耐火シート９が厚いと、目地材４に溶融金属が侵食し、外部へ溶融金属が流出する恐れがあるからである。
【００２４】
耐火シート９としては、例えばムライト質のセラミックファイバーシートを使用する事ができる。
【００２５】
例えばアルミナ：シリカ＝３０〜５０％：５０〜７０％のセラミックファイバーシートを使用する事ができる。好ましくはアルミナ７０％以上シリカ３０％以下のファイバーシートを使用する事が望ましい。
【００２６】
一般的にセラミックファイバーシートは有機質の結合材で形成されているため、この結合材が溶融金属からの熱により分解され、シート材がポーラス質となり通気性が向上するため本発明には適している。
【００２７】
本発明では耐火シートを介して目地部に不活性ガスを導入するため、冷却を緩和できる。
【００２８】
このセラミックファイバーシートは、目地材に可塑性の高いモルタルを使用した場合にも適用出来るが、硬質で可塑性に乏しい目地材を使用する場合は、例えば細孔を設けた金属製の板や緻密な耐火材も使用出来る。これらにおいても使用時の通気性を考慮する必要がある。また金属製の板を使用する場合は、この板が溶融金属と直接接しないようにすべきである。
【００２９】
図２には、図１に示された溶融金属注入用浸漬ノズル１を下プレート２（耐火物の一例）に取り付けた例が示されている。下プレート２と溶融金属注入用浸漬ノズル１の間には目地材４が充填されている。目地材４としては従来の耐火モルタル等を使用することができる。
【００３０】
図３に示すように、溶融金属注入用浸漬ノズル１の上部外周面に補強鉄板１１の設置により、接合部６の強度を低下させることなくスリット８を形成することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明のガスシール構造によれば、浸漬ノズル内部に形成したスリットが耐火シートにより閉じられていて、その耐火シートを介して不活性ガスを接合部に噴出させることができるため、不活性ガスによる冷却を緩和することができる。
【００３２】
浸漬ノズルへの加工が容易であるので、製造コストを低く抑えることができる。 また、本発明によれば、目地耐火物やこれに発生した亀裂やヒビに直接不活性ガスを送り込む事が出来るため、１分間に５リットル程度のガス噴出量で溶融金属の鋳込みを行う事が可能である。
【００３３】
さらに、スリットの形成方法なども簡便であるため、製造コストも従来の方法に比べて低く抑えることが出来る。
【００３４】
スリットは、切削あるいは従来より行われているワックス等の焼き抜きで形成すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明による溶融金属注入用ノズルの主要部を示す拡大断面図。（Ｂ）は（Ａ）の上面図。
【図２】本発明による溶融金属注入用ノズル接合面のガスシール構造を説明する図。
【図３】図３に示す溶融金属注入用ノズルの加工例を示す図。
【図４】従来の金属注入用ノズル接合部におけるガスシール方法の一例を示す拡大断面図。
【符号の説明】
１ 溶融金属注入用ノズル
２ 下プレート
３ 浸漬ノズル
４ 目地材
６ 接合部
７ ガス供給孔
８ スリット
９ 耐火シート
１０ 接合面
１１ 補強鉄板
１２ 溶融金属通過孔
１３ メタルケース
１４ 不活性ガス噴出孔
１５ ガス導入口
Ｎ 不活性ガス
Claims (4)
- 溶融金属を収容する収容容器と、その収容容器の底部に取りつけられた溶融金属用の流量制御装置と、流量制御装置の下方に設けられた耐火物と、耐火物の下方に設けられた浸漬ノズルを有し、耐火物の接合面と浸漬ノズルの接合面が接合している溶融金属処理装置において、浸漬ノズルの接合面に環状のスリットが溶融金属通過孔と同心円状に形成されており、スリットが浸漬ノズルの接合面に向けて開口を有するとともに、浸漬ノズル外部からのガス供給孔に連結されており、浸漬ノズルの接合面におけるスリットの開口が、ガスを通過させる耐火シートにより閉じられており、かつ、浸漬ノズルの接合面と耐火物の接合面とが目地材を介して接合している溶融金属処理装置において、スリットの開口を閉じた耐火シートに不活性ガスを通過させて、接合面に直接不活性ガスを送り込めるようにしたことを特徴とする溶融金属注入ノズルのガスシール構造。
- 耐火シートが通気性を有する材質であることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属注入ノズルのガスシール構造。
- 目地材が、耐火物の接合面と浸漬ノズルの接合面との間に介在していて、耐火シートが、目地材と浸漬ノズルの接合面との間に介在していることを特徴とする請求項１または２に記載の溶融金属注入ノズルのガスシール構造。
- 浸漬ノズルの上部外周側面に補強鉄板が設置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶融金属注入ノズルのガスシール構造。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000024136A JP4246348B2 (ja) | 2000-02-01 | 2000-02-01 | 溶融金属注入ノズルのガスシール構造 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001212656A JP2001212656A (ja) | 2001-08-07 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2012166256A (ja) * | 2011-02-16 | 2012-09-06 | Kurosaki Harima Corp | 下ノズル接合部構造とその下ノズル接合部構造におけるガスシール方法及びガスシールシステム並びに異常検知システム |
| CN111822691A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-10-27 | 北京利尔高温材料股份有限公司 | 一种具有气体密封结构的快换面长水口及其制备方法 |
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2000
- 2000-02-01 JP JP2000024136A patent/JP4246348B2/ja not_active Expired - Fee Related
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