JPH0237959A - 溶湯ノズル、該溶湯ノズルを備えた流し機構及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［ａ業上の利用分野］ 本発明は、開口部が補助されている溶湯ノズル、該溶湯
ノズルを備えた流し機構又は取鍋、及びこれらの使用方
法に関する。

［従来の技術］ 冶金工業においで、溶融金属は、連続鋳造等のような冶
金処理、各種の精錬、その他の目的により、取鍋と呼ば
れる容器によって運搬されている。溶融金属の取鍋から
該金属が処理される処理機構への転送は、取鍋からの流
し込み、または殆どの場合ノズルを備えた湯口手段を介
して行われる。

［発明が解決しようとする課題］ このような出湯口の開口については、特にその溶融金属
が鉄や鉄と同等の融点を持つ鋼類などの高融点金属また
は合金である場合に解決困難である全般的な問題が頻繁
に発生する。

溶融金属に対して行なう操作が物理冶金的な操作である
場合、即ち金属または合金を所望のグレードまたは組成
にするためにもはや添加処理ができない場合には、この
ような問題はきわめて重大になる。

実際、出湯口が開けられる際に、しばしば酸素ランスが
使用されており、酸素との接触によるランスの燃焼によ
る熱によって表面のスケールを溶かすという方法が採ら
れている。この酸素注入は合金または金属の組成を変化
させる虞れがあり、とりわけ連続鋳造用の鋼鉄に対して
は使用困難である。

前述の問題は、製鉄業での連続鋳造システムに使用され
る取鍋の場合に、特に重要になる。従っで、上述する発
明の実施例でも、この問題をどう解決するのかに主眼が
置かれている。また、以下の説明においで、製鉄業での
連続鋳造用の取鍋だけしか取り上げていないのも、この
理由によるものである。また、連続鋳造用の取鍋への適
用は、その他のあらゆる方面への適用方法のための模範
になると思われる。

最も一般的に採用されている手法に従えば、連続鋳造用
取鍋に、その底部に位置して耐火機構で支持されるノズ
ルを設けることである。このノズルはその中央に溶湯が
流れる円筒形の開口を有している。この開口の閉塞には
一般に滑り弁型の閉閉塞機構が採用されている。

操業中、滑り弁が閉じられているときに、ノズルの開口
部には一般的な耐火性の砂が該ノズルの上部及び出湯口
付近の取鍋の底に溢れるまで満たされる。それから溶金
が取鍋に流し込まれる。このとき、取鍋の底、特にノズ
ルの砂層上には、可変的な厚さのスケールが形成される
。取鍋から溶金を流す場合には、ノズルの出湯口を開口
し、取鍋内の溶金の流圧又は静水圧によって砕かれたス
ケールを砂と共に流すということになる。しかし、これ
は理論的には可能であるが、多くの場合は、スケールが
固すぎて溶金の流圧では砕かれないというのが一般的で
ある。

そこで、既述したように、対応する連続鋳造品の品質を
低下させる虞れを伴なって酸素ランスを使用することに
よって口を開けて流すことが必要となる。

本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、従
って本発明の目的の一つは、目詰まりや鋳造品の組成変
化、時間の損失、設備全体の生産性の低下などの不都合
を招かない溶湯ノズルの提供にある。

本発明の他の目的は、このような溶湯ノズルを活用する
流し機構又は取鍋の提供、及びその使用方法の提供にあ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明においては、これらの目的や他の目的は、上方部
分と下方部分とを含み、該上方部分は少なくとも部分的
にガス浸透性があり、且つ該上方部分へガスを通すため
の手段を有することを特徴とする溶金運搬取鍋用の溶湯
ノズルによって達成するものである。

この溶湯ノズルの上方部分は耐火性のある多孔質材料を
部分的に含むことが好ましい。また、上方部分は、溶湯
ノズルの上面に開口している少なくとも１本のダクトに
よって或は該ダクトと上記多孔質材料との組合せによっ
て浸透性が保たれていることが好ましい。

上記溶湯ノズルを取鍋等に適用する場合には、該ノズル
を固定するノズル固定機構及び該ノズルを開口するため
の滑り弁機構から成る流し機構を介して取鍋の底部に設
けることが好ましい。

溶湯ノズルの上方部分に通すガスとしては溶湯金属に対
して不活性の不活性ガスを用い上記送通手段を介しで、
溶湯の流圧より高い圧力で、該溶湯の表面に気泡が現れ
るまで又は該ノズルの多孔質部の残圧が低下するまで注
入することが好ましい。

［作用］ 本発明に従う溶湯ノズルを用いで、溶金にその流圧より
かなり高い圧力でその金属に対して不活性のガスを注入
することにより、出湯口付近の溶金を攪はんし、溶金の
温度をも高め得る働きもあり、溶金搬送時に形成される
スケールを砕くように働いて溶金の流出を容易としてい
る。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を用いて説明する。

本発明による溶湯ノズルの役割の一つは、取鍋の底にあ
る砂及び溶金のスケール付近にガスを到達させてこのよ
うなスケールを砕き得る力を発生させることにある。

ノズルの上面に不活性ガスを通すためには、単純なガス
孔を用いるだけでも良いかもしれないが、より好適には
、上方部分はガス浸透性のある多孔質の材料から成り、
その他の部分はガス不浸透性の材料から成るノズルを使
用することを挙げることができる。

多孔質の材料としては、アルミナ、マグネシャ、アルミ
ナ・クロム混合物、ジルコン、酸化ジルコニウム、シリ
カ、および炭素窒化物、セラミック、化学結合剤などの
耐火材、から構成されるグループの中から選択すること
が望まれる。多孔質の材料は、耐火性があり、特に運搬
する溶金の温度に耐えられるものでなければならないこ
とは云うまでもない。

この混成ノズルは、既存の技術、例えば圧力焼結などで
作成することができる。

また、このノズルは、一体化品として作成することもで
きるし、多数の部品を前記の耐火材に適用できる結合剤
で結合することによって作成することもできる。

更に、このノズルは、各種の耐火材を炭素セラミック結
合材または化学結合材で結合することによって作成する
こともできる。このことは、多孔質の耐火材でも無孔質
の耐火材でも同様である。

ノズルの上方部分へガスを通す方法としては、多孔質部
分へ充分にガスを分配でき、且つガス通過時の損失を最
大限抑えることができる特別な形のダクトの使用が可能
である。

また、ノズルを包むようなジャケットやパイプの配管な
どによっても可能である。

ノズルの浸透性は、上部の口がノズルの上面に開いてい
る少なくとも１本のダクト、より好ましくは複数のダク
トによって達成可能である。即ち、複数のダクトまたは
複数のパイプ機構を選択する方がより好ましい。

ダクトまたはパイプの形状は、円筒形、円筒形の部分、
及び通常パイプに採用されるあらゆる形状の中から選択
することが可能である。

更に、ノズルの浸透性は、多孔質材料を使用することと
、ノズル上方部分のダクト網とによって連立的に保証さ
れる。

多孔質材料の選択に際しては、その孔の平均径が１００
ミクロン以下、より好ましくは１〜１０ミクロン（宥効
数字）のものを選択する。パイプを使用する場合は、よ
り好ましくは直径１ミリ以下のものを選択する。

多孔質のノズルを使用する方法は既に提示されている。

しかし、そのノズルは全体的に多孔質のものであり、そ
のノズルの目的も流し込み中に微量のアルゴンを注入し
出湯口内のアルミナの堆積を防ぐというものであった。

このような方法とは異なり、本発明による溶湯ノズルは
、ノズルの上方部分にだけ浸透性を持たせるものである
。完全に浸透性があるノズルでは冷却及び出湯口での大
量の吸込みを招き、通常より更に劣悪な開口状態になる
ので、このようなノズルは使用できない。それ故、本発
明においては、ノズルの下方部分、より好ましくは少な
くともノズルの下半分は、ガス不浸透性の材料で構成す
るものとする。

本実施例に係る溶湯ノズルの作成例を第１図に示す。

第１図（Ａ）には、軸方向の出湯口又は湯口部（１）、
多孔質の材料でできた浸透部分（２）、及びガス送通手
段（３ａ、３ｂ）を有する溶湯ノズルを示す。

第１図（Ｂ）には、上記ノズルと同様部材にて構成され
た同様のノズルを示すが、ガス送通手段（３）はノズル
を包むジャケットで構成されている。尚、図中、不侵透
部分は参照番号（４）で示す。

第１図（Ｃ）にも本発明に係る溶湯ノズルを示すが、こ
のノズルには多孔質部分（２）か無く、ノズルの上面ま
で延びたガス送通手段又はガス供給機構（３）によって
浸透性が与えられた不浸透部分（４）があるだけである
。これらのガス供給手段は、もちろん耐火材で作製され
ているものとする。

第１図（Ｄ）には、既に示したノズル例と同様に、多孔
質部分（２）と無孔質部分（４）から成るノズルを示す
。但し、これらの両部は耐火性の結合材（４０）で結合
されているものとする。

尚、同図にはガス供給手段の図示は省略しである。

本発明のもう一つの目的は、少なくとも１つの溶湯ノズ
ル、ノズル固定機構、ノズルを開けるための滑り弁機構
を有する流し機構、及び該流し機構を備えた取鍋を提供
するにあるが、その流し機構例の概略断面図を第２図に
示す。

第２図では、溶湯ノズルを構成する各部材は前述の第１
図と同じ参照番号で示すものとし、この流し機構はその
他に、滑り弁機構における固定部（７）、可動部（８）
、流し穴（９）、及びガイド部（１０）を含む。尚、同
図中、（６）は取鍋の底の部分、（５）は取付部材をそ
れぞれ示す。

この滑り弁開口システムでは、通常の作動時、流し穴（
９）が可動部（８）の移動によって開口部（１）と合致
し、開口部（１）に満たされている砂を流し、溶金と砂
のスケールを砕くようになっている。

本発明においては、流し穴（９）を出湯口（１）に合致
させる前に、送通手段（３）を介しで、アルゴン、希ガ
ス、搬送金属に対して非反応性の混合ガスなどの不活性
ガスを、スケールを砕き得る圧力でノズルの浸透部に注
入するものである（ＣＬＵ法を参照）。この圧力は、溶
金浴の表面に不活性ガスの発散が認められるまで、また
はノズルの背圧の低下が認められるまで高圧にすること
ができる。

この不活性ガスの注入には、出湯口付近の溶金を攪はん
し、溶金の温度を高めるという利点もある。このことは
、溶金の流し込みを容易にする効果もある。不活性ガス
の圧力は状況に応じて決定されるが、溶金浴の流圧の２
倍程度の圧力が必要であると云うことができる。但し、
−船釣には、（溶金浴の流圧に対する）必要差圧は該流
圧の１〜５倍程度、大気圧に対する必要差圧は該流圧の
２〜６倍程度であると思われる。

［発明の効果コ 以上のように本発明の溶湯ノズルによれば、溶金にその
流圧よりかなり高い圧力で不活性ガスを注入することが
可能となり、溶金の各種処理機構への送り出しを促進さ
せることと共に、溶金栄送時に形成されるスケールを効
果的に砕くことを可能としている。

更には、本発明に係る溶湯ノズルでは不活性ガスを使用
しているため、従来技術のような酸素ランスの使用とは
異なり、酸素注入による合金または金属の組成等を変化
させる問題をも解消している。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、ＣＢ）、（Ｃ）、ＣＤ）は本発明の実施
例に係る溶湯ノズルの４例のそれぞれの断面図、第２図
は上記実施例に係る溶湯ノズルを用いて構成した流し機
構を取鍋に適応させた場合の断面図である。 尚、図面中、（１）は溶湯ノズルの出湯口、（２）は浸
透性部、（３）はガス送通手段、（４）は不浸透性部、
（６）は取鍋の底、（７）は滑り弁機構の固定部、（８
）は滑り弁機構の可動部、（９）は流し穴、（１０）は
注湯ガイド部である。 特許出願人　　　　　ヴエスーピアス　フランスソシエ
テ　アノニム

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）上方部分と下方部分から成り、少なくとも該上方
   部分は部分的にガス浸透性があり、且つ該上方部分にガ
   スを通す手段を有することを特徴とする溶金搬送取鍋用
   溶湯ノズル。
2. （２）前記上方部分は多孔質の材料を含むことを特徴と
   する請求項１記載の溶湯ノズル。
3. （３）前記多孔質の材料は、アルミナ、マグネシヤ、ア
   ルミナ・クロム混合物、ジルコン、酸化ジルコニウム、
   シリカ、及び炭素窒化物、セラミック、化学結合剤の耐
   火材から構成されるグループの中から選択されることを
   特徴とする請求項２記載の溶湯ノズル。
4. （４）前記上方部分は、前記ノズルの上面に開口してい
   る少なくとも１本のダクトによって浸透性が保たれてい
   ることを特徴とする請求項１記載の溶湯ノズル。
5. （５）前記ダクトの形状は、円筒形、円筒部分、及び通
   常のパイプ形状から構成されるグループの中から選択さ
   れることを特徴とする請求項４記載の溶湯ノズル。
6. （６）請求項１、２、３、４又は５記載の前記溶湯ノズ
   ルを少なくとも１つ有して、更にノズル固定機構及びノ
   ズル開口用の滑り弁機構を備えることを特徴とする流し
   機構。
7. （７）請求項６記載の流し機構を備えることを特徴とす
   る溶金搬送用取鍋。
8. （８）前記滑り弁機構を起動させる前に、前記ノズルの
   上部を通して、溶金の流圧より高い圧力で、該溶金の表
   面に気泡が現れるまで又は該ノズルの多孔質部の残圧が
   低下するまで、不活性ガスを注入することを特徴とする
   請求項１、２、３、４、５又は６記載の溶湯ノズルの使
   用方法。
9. （９）前記不活性ガスの圧力は溶金の流圧の２〜６倍程
   度であることを特徴とする請求項８記載の使用方法。