JP4402837B2 - 耐火ノズル - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、底注ぎ型レードルまたは鋳造ボックスなどの冶金用容器とともに使用する耐火ノズルに関するものである。
【０００２】
底注ぎ型レードルなどの鋳造装置では、溶融金属をモールドに注入するのに鋳造ボックスなどが広範に使用され、これらの装置は、以下では単にレードルと呼ぶが、底部に耐火ノズルを備える。耐火ノズルを通る溶融金属の流れは、レードル内部にある耐火ストッパーによって制御され、ストッパーはノズル開口に対して出入する。
【０００３】
所定のモールドには、適正なノズル出口径があり、モールドへの金属の適切な流量は小さい範囲しか存在しない。流量が多すぎるとモールドに損傷を与えることがあり、流量が少なすぎると、不満足な鋳物となるからである。ノズルを通る金属の最大流量は、ノズル出口径およびレードル内金属の深さまたは鉄頂位によって決定され、金属の鉄頂位が低下するにつれて減少する。したがって、一般に行われているように、１つのレードルから多数の異なるモールドに注入しなければならない場合、流量が、最初のモールドに適切であると、その後のモールドには少なすぎるという問題が生じがちである。
【０００４】
この問題に対して一般に採用されている解決策では、最初の注入には大きすぎるノズルを使用し、ストッパーによって流れを制御する。この方法は、完全には満足できるものではない。過大サイズのノズルを使用すると、ストッパーで金属の流れを不当に抑圧するのと同様に、不満足な鋳物になる傾向があるからである。
【０００５】
これらの問題を回避または軽減することが、本発明の目的である。
【０００６】
本発明は、上部材および下部材を含む耐火ノズルであり、上部材が軸線方向の通路を有し、該通路は、頂端部の口と、第一のテーパ状の孔と、底端部の拡大直径部とを含み、下部材が、前記拡大直径部に嵌合する頂部と、該下部材を貫通して延在し、その全長に亘ってテーパ状になされた第二のテーパ状の孔とを有し、該第二のテーパ状の孔の頂端部が前記上部材の前記第一のテーパ状の孔の底部に整合するようになされている。
【０００７】
また、本発明は、底部にある穴、前記段落で定義されるノズル、およびノズルを穴の内部に固定する手段を有する底注ぎ型冶金用容器に関するものである。
【０００８】
次に、添付図面を引用して、例示により本発明の具体例について述べる。
【０００９】
図１を見ると、冶金用容器、本例では、底注ぎ型レードル１０が、耐火材料のライニング１４を伴う鋼製外殻１２を有する。レードルの底部には、ライニング１４と外殻１２との両方を通して穴１６が設けられ、穴１６はライニング１４の内側から外殻１２の外側へと通過するにつれ、直径が増加する。穴１６は、レードル１０の内容物を排出することのできるノズルを配置するために設ける。レードルには耐火ストッパー１８が組み合わされる。レードル１０は、これまで述べたように、実質的に標準品である。
【００１０】
本発明のこの具体例では、排出ノズルは、それぞれ図２、図３、および図４、図５で示すように、耐火性上部材２０および耐火性下部材２２を含む。耐火性上部材２０は、穴１６の長さより大きい軸線方向の長さと、穴１６の表面に整合するために、頂部から底部に向かって直径が増大する外表面２４とを有する。図２で最もよく分かるように、耐火性上部材２０は、３つの部分、つまり口３０、テーパ状の孔３２（図２に示すとおり、下方に向かって次第に細くなった孔）、および一定直径の部分３４を有する軸線方向の通路を有する。
【００１１】
口３０は、ストッパー１８の着座領域として作用し、部材２０の横断上端面３６からテーパ状の孔３２への滑らかな遷移を与えるように形成される。部分３４は、孔３２の下端よりも大きい直径を有し、この２つの間の遷移部は環状表面３８である。耐火性上部材２０の底部には、環状端面３９がある。
【００１２】
耐火性下部材２２は、２つの部分、つまり一定直径の上部分４０と、底部にあるこれよりも直径の小さい小部分４２に階段状外表面を有し、この２つの部分間の遷移部も環状表面または肩４４である。耐火性下部材２２はテーパ状の孔４６（図４に示すとおり、次第に細くなった孔）、環状上端面４８、および環状下端面５０を有する。
【００１３】
図１で見られるように、２つの耐火部材２０および２２は共に穴１６内に嵌合し、上部材の外表面２４が穴１６の表面と係合し、下部材２２が上部材の一定直径部分３４に嵌合する。ガスケット５２が、下部材２２の上端面４８と上部材２０の環状表面３８との間に配置される。これで、２つの部材のテーパ状の孔が、金属の円滑な流れを妨害するような遷移部がない状態で結合される。
【００１４】
レードル１０の底部には、三角形構成で３本の柱５６を付設され、柱５６はそれぞれ断面が長方形であり、それを通過するスロット５８を有し、スロットは垂直方向に細長く伸張する。本例では、各スロット５６の底部の表面６０がスロット全体で傾斜し、傾斜表面になっている。
【００１５】
保持板６６がレードルの底部を横切って延在し、３本の柱５６が板６６を通過できる３つの穴を有する。板６６は中心穴６８も有し、その直径は部材２２と２４の外表面の直径の中間であり、したがって部材２４は穴６８を自由に通過できるが、穴６８の周囲の環状領域は、上部材２０の底端面３９と係合する。
【００１６】
保持板には、保持板６６の下側でスロット５８内に入り、傾斜表面６０と協働して上部材２０を強制して穴１６内に確実に位置づける楔（図示せず）が伴う。
【００１７】
保持板６６には、さらに、その下面に幾つかの、本例では２つの雌ねじボス７８が付設されボルト８０と係合する。各ボス７８の底部とそれに関連するボルト８０の頭部との間には、ボルトのねじを飛散物から保護するように働く遮蔽材８４で包囲されたばね８２が存在する。
【００１８】
底板８６は、２つの座ぐり穴を有し、それぞれボルトの軸部は通過できるが、ばね８２、遮蔽材８４、またはボルトの頭部は通過できない。ボルトの頭部は、ばねを板８６の底面に押し付け、板を所定の位置に保持する。板８６の中心穴９０は、下部材２２の部分４０と４２の直径の中間直径を有し、したがって部材４２の端面５０は穴９０を囲む環状領域と係合する。
【００１９】
使用時には、ボルト８０を締め付けるに伴って、ガスケット９０が下部材と上部材との間で圧縮され、その間で接続部を密封する。ガスケットは、部材が互いに付着しないことも確保する。
【００２０】
この構成によって、下部材２２を、出口がこれより大きいか、または小さい他の部材２２と交換し、したがって異なる流量にすることができる。下部材の孔のテーパは、常に上部材の孔のテーパと同じであり、下部材の長さを変化させることによって、異なる出口が達成されることを理解すべきである。下部材２２が上部材２０に嵌合するため、定置モールド上のクリアランス問題がほとんど回避される。
【００２１】
上部材と下部材との両方を通るテーパ状の孔を使用すると、流量は鉄頂位の変化による影響をさほど受けず、ノズル孔が自己清浄性であることが判明した。本発明ノズルの別の主要な利点は、個々の動作条件によりよく適合するため、上部材および下部材を異なる材料で形成でき、ノズルの下部分上の堆積物という一般的問題が、必要に応じて下部材２２を交換するだけで回避できることである。
【００２２】
ばね８２は、ボルトの熱膨張を補償し、遮蔽材８４がボルトのねじを汚染から保護する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による耐火ノズルを有する底注ぎ型レードルの底部を通る断面図。
【図２】 図１のノズルに使用する耐火性上部材の縦断面図。
【図３】 図１のノズルに使用する耐火性上部材の斜視図。
【図４】 図１のノズルに使用する耐火性下部材の縦断面図。
【図５】 図１のノズルに使用する耐火性下部材の斜視図である。

Claims (9)

1. 上部材および下部材を含む耐火ノズルであって、
   前記上部材が軸線方向の通路を有し、該通路は、頂端部の口と、第一のテーパ状の孔と、底端部の拡大直径部とを含み、
   前記下部材が、前記拡大直径部に嵌合する頂部と、該下部材を貫通して延在し、その全長に亘ってテーパ状になされた第二のテーパ状の孔とを有し、該第二のテーパ状の孔の頂端部が前記上部材の前記第一のテーパ状の孔の底部に整合するようになされている耐火ノズル。
2. 前記下部材の頂端面と前記上部材との間にガスケットが配置されている請求項１に記載された耐火ノズル。
3. 前記上部材の外表面が、頂部から底部に向かってテーパ状に広がっている請求項１または請求項２に記載された耐火ノズル。
4. 前記下部材が、その下端に外側の肩を有する請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載された耐火ノズル。
5. 底部の穴と、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載された耐火ノズルと、前記ノズルを前記穴の内部に固定する手段とを有する底注ぎ型冶金用容器。
6. レードルの底部に固定されるとともに、前記上部材の底部と係合する保持板を前記固定手段が含む請求項５に記載された底注ぎ型冶金用容器。
7. 前記保持板に固定されるとともに、前記下部材と係合する底板を前記固定手段が含み、前記下部材が、前記上部材に対して圧入密封嵌合され得るように、前記板の間の距離が調整可能である請求項６に記載された底注ぎ型冶金用容器。
8. 前記底板が、遮蔽ボルトによって前記保持板に固定される請求項７に記載された底注ぎ型冶金用容器。
9. 請求項４に従属する場合に、前記底板が前記下部材の外側の肩と係合する請求項７または請求項８に記載された底注ぎ型冶金用容器。

Images