JPH0957430A - 面圧負荷体を有するスライディングノズル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スライディングノズル装置に使用される上プ
レートの長さを短くしてプレート耐火物のコストを節減
する。 【解決手段】 上プレート５および下プレート６にそれ
ぞれ設けたノズル孔５Ａ、６Ａの孔径をＤとし、下プレ
ート６の摺動ストロークをＳとし、固定側上プレート５
のノズル孔５Ａを中心とするプレート長さ方向の面圧負
荷範囲をＬとしたとき、 1.5Ｄ≦Ｌ≦Ｓの条件で、上プ
レート５と下プレート６との合わせ面に上下から面圧力
を付与し、これによって上プレート５のプレート長さを
短くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属容器、たとえ
ば溶鋼を入れる取鍋やタンディッシュ等からの溶鋼流出
量を制御するのに好適な面圧負荷体を有するスライディ
ングノズル装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造では、溶鋼は溶鋼鍋の底部に設
けたスライディングノズル装置を用いてタンディッシュ
内に注入され、さらにタンディッシュの底部に設けたス
ライディングノズル装置を制御してモールド内に溶鋼を
鋳込むことが行われている。取鍋やタンディッシュ等の
溶融金属容器に用いられるスライディングノズル装置
は、２層式の場合、図４に示すように溶融金属容器１を
構成する鉄皮２の上面に構築した敷耐火物３に上ノズル
４が設けてあり、この上ノズル４の下部に接続して固定
側の上プレート５が設けられ、さらにこの上プレート５
の下面に接触して摺動側の下プレート６が水平方向に摺
動自在に配設してある。

【０００３】溶融金属容器１内にためた溶融金属７の注
入は、上プレート５に対し下プレート６を水平方向に摺
動し、上プレート５に設けたノズル孔５Ａの位置に下プ
レート６に設けたノズル孔６Ａを移動させることによっ
て行われる。このときノズル孔５Ａとノズル孔６Ａとの
重なり合いを調整することにより、溶融金属容器１に設
けた上ノズル４を介して注入される溶融金属量が制御さ
れ、両者が合致したときに注入量が最大となる。溶融金
属７の注入を停止するときには、上プレート５に設けた
ノズル孔５Ａに対し下プレート６をノズルなし部に摺動
することによって行われる。

【０００４】スライディングノズル装置は、溶鋼等の溶
融金属７が直接ふれる部分は耐火物が用いられており、
上プレート５および下プレート６はいずれも耐火物製で
ある。耐火物製の上プレート５と下プレート６との合わ
せ面には、図５に示すように、溶融金属７の漏れを防止
するため上下から一定の圧力がかけてある。スライディ
ングノズル装置の上プレートと下プレートとの合わせ面
に圧力をかける手段としては、バネを押さえるナットを
トルクノッチの締付けによって行ったり、レバーリンク
機構によりバネを介して圧力をかけて行う。また、プレ
ートの下部より押付機によりバネを介して一定の圧力を
かける手段等が知られている。

【０００５】さらに、実開昭55−103058号公報には、図
７に示すような上プレート５と下プレート６とに面圧力
を付与する加圧装置を備えたスライディングノズル装置
が開示されている。図７において、溶融金属容器１の底
部に配設した固定側の上プレート５に対し、摺動側の下
プレート６を駆動シリンダ21を用いて開閉する。そして
下プレート６を摺動可能に支持する支持プレート22の下
方には複数のバネ23を介して下金枠24が配設されてい
る。

【０００６】下金枠24の一端部は、鉄皮２の下面に取り
付けた軸受30にピン31を介して回動可能に支持されてい
る。また、溶融金属容器１の鉄皮２に取り付けた作動シ
リンダ32は２つのレバーリンク機構33を介して押し上げ
部材34が下金枠24の他端部を支持している。したがって
作動シリンダ32を作動し、レバーリンク機構33を介して
押し上げ部材34をピン35を支点として回動すると押し上
げ部材34が下金枠24の他端部を押し上げる。これによっ
てピン31を支点とする下金枠24のテコ作用によりバネ23
を介して下プレート６と上プレート５との合わせ面に一
定量の面圧力をかけることができるようにしたものであ
る。

【０００７】ところで、耐火物製の上プレート５および
下プレート６は、高温の溶融金属と直接接触しながら急
速に流動するため損耗が著しく、短時間で交換しなけれ
ばならない。これが耐火物コストを増大させるので大き
な問題点となっている。上プレート５および下プレート
６の使用による寿命律速となるのは、各々のプレート
５、６のノズル孔５Ａ、６Ａの溶損による孔径の拡大と
プレート合わせ面のスライドによる各チャージごとにプ
レート摺動方向に一定量の面荒れが発生して損耗するこ
とである。

【０００８】従来、スライディングノズル装置が備えて
いる上ノズルおよび下ノズルに、ノズル孔の溶損やプレ
ートの面荒れが発生した場合、溶融金属の注入量制御に
支障を生じることのないように早目に上、下プレートの
全体を取り換える必要があり、プレート原単位の増大に
よりコスト高を招いていた。スライディングノズル装置
の上プレートおよび下プレートの長寿命化対策としてプ
レート材質の選定や改善を行う等、種々の提案がなされ
ているものの、大幅な寿命延長には結び付かず、プレー
ト耐火物のコストダウンを妨げる大きな原因となってい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、スライ
ディングノズル装置が備える上プレートおよび下プレー
トの寿命を律速しているのは、上プレートや下プレート
に局部的に生じるノズル孔の溶損、プレートの面荒れで
ある。ところで、上プレートおよび下プレートのうち、
溶融金属の流量制御のために実際に必要なプレート長さ
は、図６(A) 、(B) に示すように、上プレート５につい
ては、ノズル孔５Ａの孔径溶損と摺動による面荒れの長
さを考慮した長さのみとなる。また下プレート６につい
ても同様にノズル孔６Ａの孔径溶損と面荒れの長さを考
慮した上で、ノズル孔５Ａ、６Ａの全開、全閉を可能と
し得る長さがあれば十分となる。このためとくに、上プ
レート５の長さは下プレート６の長さに比較して大幅に
短くすることができるはずである。

【００１０】しかしながら、これをそのまま上プレート
５および下プレート６の長さ形状とした場合、前述のよ
うに下プレート６は上プレート５のノズル孔５Ａを全開
−全閉とするための摺動長さ分は必要とするので、下プ
レート６は上プレート５に比較して長くせざるを得な
い。ところが、上プレート５と下プレート６には、上下
から全長にわたり面圧力がかけてあるため、ノズル孔の
全開時には、図６(A) に示すように、下プレート６に点
Ｂを起点として矢印方向に大きな曲げ応力がかかる。ま
た、ノズル孔の全閉時には、図６(B) に示すように、下
プレート６に点Ｃを起点として矢印方向に曲げ応力がか
かってしまい、この曲げ応力により下プレート６が変形
し折損する危険性がある。

【００１１】本発明はこのような事情にかんがみてなさ
れたものであり、上プレートと下プレートとに面圧力を
負荷する範囲を少なくすることができる面圧負荷体を有
するスライディングノズル装置提供することを目的とす
るものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１記載の本発明は、溶融金属容器の底部に装着
され、固定側の上プレートに対して摺動側の下プレート
を摺動させて溶融金属の流出量を制御するスライディン
グノズル装置において、上プレートおよび下プレートに
設けたノズル孔の孔径をＤとし、下プレートの摺動スト
ロークをＳとし、上プレートのノズル孔を中心とするプ
レート長さ方向の面圧負荷範囲をＬとしたとき、 1.5Ｄ
≦Ｌ≦Ｓの長さ条件で、上プレートと下プレートとの合
わせ面に上下から面圧力を付与する面圧負荷体を配備し
たことを特徴とする面圧負荷体を有するスライディング
ノズル装置である。

【００１３】請求項２記載の本発明は、上プレートを、
そのノズル孔径溶損および面荒れ長さに基づいて必要最
小限まで長手方向に短くしたことを特徴とする請求項１
記載の面圧負荷体を有するスライディングノズル装置で
ある。請求項３記載の本発明は、下プレートが摺動する
範囲に、当該下プレートをガイドする支持ガイドを備え
たことを特徴とする請求項１または２記載の面圧負荷体
を有するスライディングノズル装置である。

【００１４】

【作用】本発明では、図３の(A) 全閉時および(B) 全開
時に示すように、上プレート５に設けたノズル孔５Ａの
孔径をＤとし、下プレートの全閉から全開までの摺動ス
トロークをＳとし、下プレート６のノズル孔６Ａを中心
とするプレート長手方向の面圧負荷範囲をＬとしたと
き、 1.5Ｄ≦Ｌ≦Ｓの条件で、上プレート５と下プレー
ト６との合わせ面に上下から面圧力を付与する面圧負荷
体を配備するものである。

【００１５】ここで面圧負荷範囲Ｌ＜ 1.5Ｄであると、
上プレート５と下プレート６との面圧負荷範囲が小さす
ぎるため、溶融金属の漏れを防止するという本来の目的
を十分に果たせなくなるので、 1.5Ｄ≦Ｌとする必要が
ある。また、面圧負荷範囲Ｌ＞Ｓであるとより確実に溶
融金属の漏れを防止できるようにみえるが、Ｌ＝Ｓで余
裕をもって漏れ防止が確保でき、それ以上長くする必要
がない。したがって本発明では面圧負荷範囲Ｌを 1.5Ｄ
≦Ｌ≦Ｓの長さ条件とする。

【００１６】本発明では、面圧負荷範囲Ｌを 1.5Ｄ≦Ｌ
≦Ｓを可能とするという前提に基づき、上プレート５の
ノズル孔径溶損および面荒れ長さに基づいて上プレート
５を長手方向に必要最小限まで短くするのが好ましく、
これによって、上プレート５の耐火物使用量を節減する
ことができる。また本発明では、摺動側の下プレート６
は固定側の上プレート５のノズル孔５Ａを中心とする
1.5Ｄ≦Ｌ≦Ｓの範囲しか支持されていないので、面圧
力範囲を短くした場合、とくに図３(A) に示す全閉時に
著しい片持状態になってしまう。このため下プレート６
が摺動する範囲に支持ガイドを設けて片持状態にならな
いように支持するのが好ましい。

【００１７】なお、上プレート５と下プレート６との合
わせ面に上下から面圧力を付与する面圧負荷体は、コイ
ルバネ、板バネ等のバネ類、耐熱ゴム類を包含する弾性
体を使用することが可能である。また、バネ等の弾性体
を押さえるナットをトルクノッチの締付けにより面圧力
を付与する、レバーリンク機構によりバネ等の弾性体を
介して面圧力を付与する、下部より押付機によりバネ等
の弾性体を介して面圧力を付与する等の各種機構を使用
でき、具体的には図７に従って説明した機構も適用可能
である。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。本発明に係る面圧負荷物を有する
スライディングノズル装置を、２層式の場合について説
明すると、図１（スライディングノズル幅方向の縦断面
図）および図２（図１のＡ−Ａ矢視を示す平面図）に示
すように、溶融金属容器１を構成する鉄皮２の上面に構
築した敷耐火物３に上ノズル４が設けてある。この上ノ
ズル４の下面に接続して固定側の上プレート５が設けら
れ、この上プレート５の下面に接触して摺動側の下プレ
ート６が水平方向に摺動自在に配設してある。

【００１９】本発明では、図３(A) 、(B) に示すよう
に、上プレート５および下プレート６にそれぞれ設けた
ノズル孔５Ａ、６Ａの孔径をＤとし、下プレート６全閉
から全開までの摺動ストロークをＳとし、固定側の下プ
レート６のノズル孔６Ａを中心とするプレート長手方向
（摺動方向）の面圧負荷範囲をＬとしたとき、 1.5Ｄ≦
Ｌ≦Ｓの長さ条件で、上プレート５と下プレート６との
合わせ面に上下から面圧力を付与する面圧負荷体を配置
する。

【００２０】本実施例で使用する面圧負荷体は次のよう
な構成である。上プレート５は上部固定枠８に固定され
ており、上部固定枠８と鉄皮２との間には図示のように
複数のコイルバネ13が配設されている。下プレート６
は、摺動範囲に水平に伸びる支持ガイド９を介して支持
されており、さらに前記上部固定枠８に対応するサイズ
を有する下部固定枠10に支持されている。また、下部固
定枠10は下金枠11にボルト12を用いて取り付けてあり、
下金枠11の幅方向両端部にはそれぞれ２個のひっかけ受
け軸14が配設してある。鉄皮２には、前記下金枠11に配
設したひっかけ受け軸14に対応する位置に軸受15が取り
付けてあり、各軸受15にはピン16を介して取り付け金具
17が回動自在に支持されている。そして取り付け金具17
の先端部に設けた爪18を下金枠11に配設したひっかけ受
け軸14に着脱するようになっている。

【００２１】ここで上部固定枠８の中央部には、開口19
が設けてあり、上ノズル４の外周面と離間した状態とな
っている。また下部固定枠10および下金枠11には中央部
にほぼ同じ大きさの開口20が設けてある。上部固定枠８
および下部固定枠10は固定側の上プレート５に設けたノ
ズル孔５Ａを中心としてプレート長手方向に前記の条件
により定まる面圧範囲Ｌに相当する長さとしてある。ま
た上プレート５のプレート長さＬ₁ は、そのノズル孔５
Ａの溶損およびプレート面荒れ長さに基づいて必要最小
限になるよう短くしてある。

【００２２】次に上プレート５および下プレート６の組
み立て手順の一例について説明するが、これに限られる
ものではなく、作業性を考慮して種々の手順をとること
が可能である。上部固定枠８に固定した上プレート５を
上ノズル４の下面に接続して取り付けるが、この際に、
上部固定枠８と鉄皮２との間に、複数のコイルバネ13を
所定位置にセットする。下金枠11にボルト12を用いて取
り付けた下部固定枠10は支持ガイド９を介して下プレー
ト６を支持しているので、下プレート６と共に上プレー
ト５の下方からコイルバネ13を圧縮させながら押し当て
る。引き続き鉄皮２に取り付けた軸受15のピン16を介し
て、回動可能な取り付け金具17をその先端部に設けた爪
18をひっかけ受け軸14にひっかけることによって下金枠
11を支持させる。これによって一連の取り付け作業が終
了し、上プレート５と下プレート６との合わせ面にコイ
ルバネ13により一定の面圧力がかかる。

【００２３】本発明は、前記構成により上プレート５と
下プレート６とを上プレート５のノズル孔５Ａを中心と
するプレート長手方向の面圧負荷範囲Ｌを 1.5Ｄ（ノズ
ル孔径）≦Ｌ≦Ｓ（下プレート６のストローク）とし
て、上プレート５と下プレート６との合わせ面に面圧力
を付与してあるので、シール性が確保され、溶融金属７
の漏れが防止できる。また、上プレート５の長さＬ₁ は
ノズル孔５Ａの孔径溶損および面荒れに基づいて最小限
必要な長さを確保するように定めてあるので、従来と同
様に下プレート６をシール性よく摺動させることが可能
で、溶融金属の流量制御を正常に行うことができる。

【００２４】さらに、下プレート６はその摺動長さ範囲
に配置された支持ガイド９により支持されているので、
片持状態になることなく安定して摺動することが可能と
なる。本発明に係る面圧負荷体を有するスライディング
ノズル装置を、上プレート全体の長さにわたり面圧を付
与した製鋼工場の取鍋に使用した場合の成績を、従来の
上下プレート全体の長さにわたり面圧を付与する場合の
条件および使用成績を比較して表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１に示すように、本発明によれば、従来
に比較してプレート寿命は同レベルであるにもかかわら
ず、とくに上プレートの全長Ｌ₁ を大幅に短くすること
ができるので、耐火物コストの低減を達成することがで
きた。前記実施例では２層式スライディングノズル装置
について説明したが、２層式以外、たとえば３層式スラ
イディングノズル装置にも適用可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上下プレートの合わせ面に付与する面圧負荷範囲を縮小
することができるので、上プレートの長さを短くするこ
とが可能となり、耐火物コストの低減が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る装置を示すスライディングノズル
幅方向の縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視を示す平面図である。

【図３】本発明に係る装置の説明図である。

【図４】従来の装置を示す縦断面図である。

【図５】従来のプレート合わせ面への加圧状況を示す説
明図である。

【図６】比較例のプレート合わせ面への加圧状況を示す
説明図である。

【図７】従来のプレートの合わせ面への面圧付与装置を
示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 溶融金属容器 ２ 鉄皮 ３ 敷耐火物 ４ 上ノズル ５ 上プレート ６ 下プレート ７ 溶融金属 ８ 上部固定枠 ９ 支持ガイド 10 下部固定枠 11 下金枠 12 ボルト 13 コイルバネ 14 ひっかけ受け軸 15 軸受 16 ピン 17 取り付け金具 18 爪 19 開口 20 開口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融金属容器の底部に装着され、固定側
   の上プレートに対して摺動側の下プレートを摺動させて
   溶融金属の流出量を制御するスライディングノズル装置
   において、上プレートおよび下プレートに設けたノズル
   孔の孔径をＤとし、下プレートの摺動ストロークをＳと
   し、上プレートのノズル孔を中心とするプレート長さ方
   向の面圧負荷範囲をＬとしたとき、 1.5Ｄ≦Ｌ≦Ｓの長
   さ条件で、上プレートと下プレートとの合わせ面に上下
   から面圧力を付与する面圧負荷体を配備したことを特徴
   とする面圧負荷体を有するスライディングノズル装置。
2. 【請求項２】 上プレートを、そのノズル孔径溶損およ
   び面荒れ長さに基づいて必要最小限まで長手方向に短く
   したことを特徴とする請求項１記載の面圧負荷体を有す
   るスライディングノズル装置。
3. 【請求項３】 下プレートが摺動する範囲に、当該下プ
   レートをガイドする支持ガイドを備えたことを特徴とす
   る請求項１または２記載の面圧負荷体を有するスライデ
   ィングノズル装置。