CN110167693A - 滑动喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于抑制具备上板、伴随滑动动作的中间板及下板的3块板的滑动喷嘴上的板的内孔壁面上的金属氧化物等的附着堆积。具体而言在本发明中，在中间板(2)的滑动方向关闭侧的内孔壁面上设置有内孔朝向下方缩小的方向的倾斜部(2a)，在中间板(2)的滑动方向打开侧的内孔壁面上部设置有朝向下方缩小的倾斜部(2b)，在滑动方向打开侧的内孔壁面下部设置有朝向下方扩大的倾斜部(2c)。

Description

滑动喷嘴

技术领域

本发明涉及钢液流量控制用的滑动喷嘴。另外，在本发明中“滑动喷嘴”是指在滑动喷嘴装置之中包含上喷嘴、上板、中间板及下板的结构体，所述滑动喷嘴装置通过板的滑动所形成的开闭动作来进行钢液容器内的钢液排出的开始、流速调整、停止。

背景技术

在从浇包向浇口盘或从浇口盘向铸型排出钢液时，在浇包或浇口盘的底部设置有具备钢液流量控制功能的滑动喷嘴，以便进行排出的钢液的流量控制。

在排出的钢液中存在有金属氧化物，尤其在从浇口盘向铸型排出钢液时，在钢液排出中，该金属氧化物附着并堆积在滑动喷嘴的内孔壁面上。尤其，在将铝用作脱氧剂(Deoxidizer)的铝镇静钢(Aluminum killed steel)、或尤其是含有La、Ce等稀有金属的不锈钢等中，存在有容易附着堆积该金属氧化物的钢种。

并且，由于滑动喷嘴是通过调整多块板的内孔的开度来进行钢液的流量控制，因此在该部分上流动形态的变化较大，在板的内孔壁面上更容易附着堆积金属氧化物或生铁(以下称作“金属氧化物等”)。当金属氧化物等的附着堆积发展时，则导致使滑动喷嘴封闭，从而无法进行钢液的排出。此外，流动形态的改变或钢液排出速度的改变也容易给钢的质量带来不良影响。

例如在专利文献1中，作为与该附着堆积乃至封闭相关的板的结构面上的対策，公开有下述滑动喷嘴，即，为由上板、滑板(伴随滑动动作的中间板)及下板的3块板构成的滑动喷嘴，且滑板内孔面的至少朝向关闭方向的面为从上部至下部呈锥状向下扩大的形状。

此外，在专利文献2中公开有滑动喷嘴，其在滑板(伴随滑动动作的中间板)的内孔的关闭侧内壁上设置有向下方扩径的具有角度的切口部，且在与所述切口部相对的下板的内孔的内壁上设置有具有向下方缩径的角度的切口部。

专利文献1：日本特开2002-336957号公报

专利文献2：日本实愿昭53-15048号公报(日本实开昭54-120527号公报)的缩微胶卷

发明内容

虽然在所述专利文献1的情况下，滑板内孔面的至少朝向关闭方向的面上的金属氧化物等的附着在内孔面整体中变得略少，但也如专利文献1所示，其相对面侧(滑板的存在于上下板间的空间部分)上的附着未减少。并且，在专利文献1的滑动喷嘴上，金属氧化物等还会较多地堆积在处于滑板之上的台阶部分(上板的内孔面)上。

虽然在所述专利文献2的情况下，除与专利文献1的设置在滑板内孔面上的从上部至下部呈锥状向下扩大形状相同的切口部之外，在与其相对的下板的内孔壁面上还具备向下方缩径的切口部，但在处于滑板之上的台阶部分上、滑板的存在于上下板间的空间部分(尤其是上侧)中堆积有较多的金属氧化物等。并且，在专利文献2的滑动喷嘴上，滑板打开侧下方上的钢液流的紊乱较大，导致无法消除向上板或者下板的内孔壁面的附着堆积现象。

本发明所要解决的技术问题在于，抑制滑动喷嘴上的板的内孔壁面上的金属氧化物等的附着堆积，尤其是中间板及下板的内孔壁面上的金属氧化物等的附着堆积，所述滑动喷嘴具备上板、伴随滑动动作的中间板及下板的3块板。

本发明的要点为以下的(1)至(5)的滑动喷嘴。

(1)一种滑动喷嘴，为具备上板、伴随滑动动作的中间板及下板的3块板的钢液流量控制用的滑动喷嘴，其特征在于，

所述中间板在滑动方向关闭侧的内孔壁面上具有内孔朝向下方缩小的方向的倾斜部，且在滑动方向打开侧的内孔壁面上部具有朝向下方缩小的倾斜部，在滑动方向打开侧的内孔壁面下部具有朝向下方扩大的倾斜部。

(2)根据(1)所述的滑动喷嘴，其特征在于，所述下板在滑动方向关闭侧的内孔壁面上具有内孔朝向下方缩小的倾斜部。

(3)根据(1)或(2)所述的滑动喷嘴，其特征在于，所述中间板与所述上板接触的部分上的滑动方向的内孔尺寸为，所述中间板的内孔尺寸≧所述上板的内孔尺寸，所述下板与所述中间板接触的部分上的滑动方向的内孔尺寸为，所述下板的内孔尺寸≧所述中间板的内孔尺寸。

(4)根据(1)至(3)的任一所述的滑动喷嘴，其特征在于，所述上板的内孔中心轴(以下称作“上部内孔中心轴”)与所述下板的内孔中心轴(以下称作“下部内孔中心轴”)未处于相同轴上，且所述下部内孔中心轴处于比所述上部内孔中心轴更靠滑动方向关闭侧。

(5)根据(1)至(4)的任一所述的滑动喷嘴，其特征在于，在所述上板及位于该上板之上的上喷嘴的至少一方的内孔的一部分上，安装有用于向内孔内吹入气体的耐火材料零件。

在此，“滑动方向打开侧”是指，中间板使滑动喷嘴打开的滑动方向侧，“滑动方向关闭侧”是指中间板使滑动喷嘴关闭的滑动方向侧。

根据本发明，可抑制金属氧化物等附着堆积在滑动喷嘴的板尤其是中间板和下板的内孔壁面上乃至封闭内孔。此外，还可抑制中间板的内孔内的钢液的残留。

附图说明

图1是本发明的滑动喷嘴的一个例子的示意图。另外，表示在距纵中心轴左侧未安装有用于向内孔内吹入气体的耐火材料零件时，且右侧在上喷嘴和上板双方上安装有用于向内孔内吹入气体的耐火材料零件时的例子。

图2是现有的滑动喷嘴的一个例子的示意图。另外，表示在距纵中心轴左侧未安装有用于向内孔内吹入气体的耐火材料零件时，且右侧在上喷嘴和上板的双方上安装有用于向内孔内吹入气体的耐火材料零件时的例子。

图3(a)是表示上板和上喷嘴的内孔中心轴与下板的内孔中心轴处于同轴上的现有的滑动喷嘴的钢液向内孔的流动形态的示意图。(b)是表示(a)的现有的滑动喷嘴结构上的金属氧化物等向内孔的附着状况的示意图。

图4(a)是表示上板和上喷嘴的内孔中心轴与下板的内孔中心轴处于同轴上，且在中间板的内孔壁面上存在有倾斜部的本发明的滑动喷嘴的一个例子的钢液向内孔的流动形态的示意图。(b)是表示(a)的本发明的滑动喷嘴结构上的金属氧化物等向内孔的附着状况的示意图。

图5(a)是表示上板和上喷嘴的内孔中心轴与下板的内孔中心轴处于同轴上，且在中间板及下板的内孔壁面上存在有倾斜部的本发明的滑动喷嘴的一个例子的钢液向内孔的流动形态的示意图。(b)是表示(a)的本发明的滑动喷嘴结构上的金属氧化物等向内孔的附着状况的示意图。

图6(a)是表示上板和上喷嘴的内孔中心轴与下板的内孔中心轴未处于同轴上的现有的滑动喷嘴的钢液向内孔的流动形态的示意图。(b)是表示(a)的现有的滑动喷嘴结构上的金属氧化物等向内孔的附着状况的示意图。

图7(a)是表示上板和上喷嘴的内孔中心轴与下板的内孔中心轴未处于同轴上，且在中间板的内孔壁面上存在有倾斜部的本发明的滑动喷嘴的一个例子的钢液向内孔的流动形态的示意图。(b)是表示(a)的本发明的滑动喷嘴结构上的金属氧化物等向内孔的附着状况的示意图。

图8(a)是表示上板和上喷嘴的内孔中心轴与下板的内孔中心轴未处于同轴上，且在中间板及下板的内孔壁面上存在有倾斜部的本发明的滑动喷嘴的一个例子的钢液向内孔的流动形态的示意图。(b)是表示(a)的本发明的滑动喷嘴结构上的金属氧化物等向内孔的附着状况的示意图。

图9是以其最大厚度指数来表示图3或者图8的各(b)所示的金属氧化物等向中间板、下板及浸渍喷嘴的内孔的附着状况的图。

符号说明

1-上板；1G-安装于上板内孔的气体吹入用的耐火材料零件；1L-上板下端的中间板滑动方向的内孔尺寸；2-中间板；2a-倾斜部；2b-上方倾斜部；2c-下方倾斜部；2U-中间板上端的中间板滑动方向的内孔尺寸；2L-中间板下端的中间板滑动方向的内孔尺寸；3-下板；3a-倾斜部；3U-下板上端的中间板滑动方向的内孔尺寸；4-内孔；5-上板和上喷嘴的内孔中心轴；6-下板的内孔中心轴；7-上喷嘴；7G-安装于上喷嘴内孔的气体吹入用的耐火材料零件；8-浸渍喷嘴；10-滑动喷嘴。

具体实施方式

当参照图1而形成本发明的实施方式时，只要设置在中间板2的滑动方向关闭侧的内孔壁面上的倾斜部2a相对于无倾斜部的情况而存在有给钢液的流动形态具体而言对其方向带来变化的程度，则可得到金属氧化物等向内孔壁面的附着减轻效果。即，只要为可产生钢液的流动形态改变的程度，则倾斜部2a的纵向的长度既可为中间板厚度的一部分也可为全部。但是，由于当在内孔下端部产生有锐角部分时，则可能会导致在该部分上损伤增大，因此在经验上，优选在下端部上设置至少约5mm左右的平行于内孔中心轴的部分。

此外，倾斜部2a的角度也只要为可产生钢液的流动形态改变的程度即可。但是，角度越大则上部上的滑动方向侧的内孔长度变得越大，当其变得过量时，则可能会导致对钢液流控制等产生障碍。因此，倾斜部2a的角度只要在与内孔的长度的相对的关系上最佳化即可，所述内孔的长度为以根据铸造速度等个别的操作条件而设定的内孔的长度为基准的上端上的滑动方向侧的内孔的长度。

与前述的滑动方向关闭侧的倾斜部2a相同，设置在中间板2的滑动方向打开侧的内孔壁面上部的倾斜部(以下称作“上方倾斜部”)2b只要相对于无倾斜部情况而存在有给钢液的流动形态具体而言给其方向带来变化的程度的长度、角度即可。

优选将设置在中间板2的滑动方向打开侧的内孔壁面下部的倾斜部(以下称作“下方倾斜部”)2c设置成，尽可能减小其与下板3的滑动方向打开侧的内孔上端部之间产生的在滑动方向上水平的台阶部。

虽然这些上方倾斜部2b和下方倾斜部2c之间(边界部分)也可以为直线和直线的交叉，但为了使钢液的流动更加均匀，优选在其中央截面上形成平缓的曲线(曲面)。

而且，虽然可考虑平衡来确定上方倾斜部2b及下方倾斜部2c的纵向的长度和角度，以便形成上述的各自的优选的形态，但可在下述范围内确定，即，上方倾斜部2b及下方倾斜部2c的长度的比为上方倾斜部1：下方倾斜部1～上方倾斜部4：下方倾斜部1左右的范围，角度为，用与上板1的滑动方向打开侧的内孔下端部及下板3的滑动方向打开侧的内孔上端部的关系来尽可能减小台阶，且不会对通过滑动而形成的钢液流控制产生障碍的范围。

与中间板2的滑动方向关闭侧的倾斜部2a相同，设置在下板3的滑动方向关闭侧的内孔壁面上的倾斜部3a其纵向的长度、角度只要为可产生钢液的流动形态改变的程度即可。此外，优选以尽可能减小与中间板2之间产生的在滑动方向上水平的台阶部的方式来进行设置。但是，由于当在下板3的内孔下端部上产生有锐角部分时，则可能会导致在该部分上损伤增大，因此在经验上，优选在该内孔下端部上设置至少约5mm左右的平行于内孔中心轴的部分。

上板1的内孔形状在纵向上可为圆筒状、从上方朝向下方缩小的圆锥形，或者这些圆筒或圆锥也可以为滑动方向侧的长度比其直角方向的长度更长的扁平状。

为了抑制钢液流的紊乱及附着乃至堆积，更优选尽可能减小在中间板上面及下板上面上产生的台阶部分的长度。台阶部分越大，则钢液的滞留部分越增加，导致附着堆积容易在该滞留部分上发展。即，优选使各板的滑动方向的内孔尺寸为，位于下方的板的一方比位于上方的板相对更大，换言之，中间板与上板接触的部分上的滑动方向的内孔尺寸为，中间板的内孔尺寸2U≧上板的内孔尺寸1L，下板与中间板接触的部分上的滑动方向的内孔尺寸为，下板的内孔尺寸3U≧中间板的内孔尺寸2L。

此外，更优选上板1的内孔中心轴(以下称作“上部内孔中心轴”)5与下板的内孔中心轴(以下称作“下部内孔中心轴”)6未处于相同轴上，且下部内孔中心轴6处于比上部内孔中心轴5更靠滑动方向关闭侧(图7及图8的例子)。由此，能够在一定的速度(一定的缩小状态下的滑动喷嘴的开度)下的铸造期间，使钢液流更加顺利地流下，从而能够进一步减轻金属氧化物等的附着堆积。

此外，也可以在上板1及上喷嘴7的至少一方的内孔的一部分上安装用于向内孔内吹入气体的耐火材料零件1G、7G。由于具有金属氧化物等的浮起效果等，因此上板1及上喷嘴7的至少一方的内孔中的气体的吹入具有金属氧化物等的附着堆积减轻效果。

实施例

以下示出实施例。另外，在以下的实施例A、实施例B中，钢液的流动形态是从基于模拟而得到的见解中摘录并图示了主要的流动形态，附着、堆积等的状况则是图示了通过实际操作中的使用后制品的观察而得到的代表性的形态。此外，这些图示的板的状态被假想为在大致一定的浇注速度即所设定的铸造速度下的中间板的打开状态。此外，在实际操作中，在上喷嘴和上板的双方上安装有用于向内孔内吹入气体的耐火材料零件。

(实施例A)

实施例A为，在上板的内孔中心轴与下板的内孔中心轴处于同轴上的结构的滑动喷嘴上，对内孔中的钢液的流动形态和金属氧化物等向内孔壁面的附着、堆积等的状况进行了确认的例子。

实际操作中的钢种为含有0.1质量％以下的La及0.1质量％以下的Ce等稀有金属的不锈钢，且为1t/min.以下的铸造速度。这些在实施例B中也相同。

在图3～图5的各(a)中表示有结构和内孔中的钢液的流动形态的示意图，在各(b)中表示有金属氧化物等向内孔壁面的附着、堆积等的状况的示意图，且在图9中表示有以其最大厚度来表示前述各(b)的附着、堆积等的状况的相对的关系(以图3(比较例1)的最大厚度为100的指数)。

图3示出有各板的内孔为且相同的直径的圆柱状的比较例1(现有技术)。

图4为仅在中间板上形成有倾斜部的实施例1，且中间板的上端的滑动方向的内孔的长度为60mm，下端的滑动方向的内孔的长度为55mm，与滑动方向呈直角方向内孔的长度为50mm，内孔壁面为平缓的曲面形状，上板和下板的内孔为中间板的滑动方向打开侧的上方倾斜部及下方倾斜部的纵向的长度分别为13mm，其间的凸状部的纵向的长度为10mm。

图5为除图4(实施例1)的上板及中间板之外，在下板的滑动方向关闭侧也形成有倾斜部的实施例2，下板上端的中间板滑动方向的内孔的长度为60mm。

在图3所示的比较例1中，在被上板和下板夹住的中间板的内孔空间中及前述滑动方向打开侧的下板上端部以及浸渍喷嘴上产生有钢液的滞留部分。(图3(a))而后在中间板内孔的前述空间并且在下板和浸渍喷嘴的滑动方向打开侧的内孔壁面上产生有较多的金属氧化物等的附着乃至堆积。(图3(b)、图9)

与此相反，在图4所示的实施例1中，在中间板的前述空间部分中产生有向下方的钢液流，此外，由于通过向下方向缩小的倾斜部，还产生有上方向的流动，因此减轻了该中间板内孔空间中的钢液的滞留状态。并且，由于上方倾斜部的存在，因而减轻了产生在上板下端的滑动方向打开侧上的上板下端与中间板的内孔台阶部上的滞留部分。此外，由于在滑动方向打开侧的下板上端部分和中间板之间，因下方倾斜部的存在，而比较例1中所观察的具有90度的角度的空间在实施例1中形成平缓的曲面，因此在该部分上也减少了钢液的滞留。(图4(a))由此减轻了中间板的前述空间及下板和浸渍喷嘴的滑动方向打开侧的内孔壁面上的金属氧化物等的附着程度。(图4(b)、图9)

并且，在图5所示的实施例2中，更加促进了前述实施例1中的中间板内孔空间中的下方向侧的流动，从而进一步减轻了该中间板内孔空间中的钢液的滞留状态。(图5(a))由此比实施例1更进一步减轻了中间板的前述空间及下板和浸渍喷嘴的滑动方向打开侧的内孔壁面上的金属氧化物等的附着程度。(图5(b)、图9)

(实施例B)

实施例B为，在上板的内孔中心轴与下板的内孔中心轴未处于同轴上且下板的内孔中心轴向滑动方向关闭侧偏移10mm的结构的滑动喷嘴上，对内孔中的钢液的流动形态和金属氧化物等向内孔壁面的附着、堆积等的状况进行了确认的例子。

在图6～图8的各(a)中表示有结构和内孔中的钢液的流动形态的示意图，在各(b)中表示有金属氧化物等向内孔壁面的附着、堆积等的状况的示意图，在图9中表示有以其最大厚度来表示前述各(b)的附着、堆积等的状况的相对的关系。

在图6所示的比较例2中，在被上板和下板夹住的中间板的内孔空间及滑动方向打开侧的下板上端部以及浸渍喷嘴上产生有钢液的滞留部分。但是，比较例2比前述比较例1的情况在中间板的前述空间部分中更增加了向下方的钢液流，由此可观察到下述趋势，即，向下板和浸渍喷嘴的滑动方向打开侧的内孔壁面的钢液的接触减少。(图6(a))其结果比比较例1更减轻了中间板内孔的前述空间中且尤其是下板和浸渍喷嘴的滑动方向打开侧的内孔壁面上的金属氧化物等的附着乃至堆积。(图6(b)、图9)

在实施例3(图7(a)、(b))、实施例4(图8(a)、(b))中，与比较例2比比较例1更为改善相同，实施例3比实施例1，实施例4比实施例2分别更增进了改善。尤其，实施例3比实施例1，实施例4比实施例2更减轻了下板和浸渍喷嘴的滑动方向打开侧的内孔壁面上的金属氧化物等的附着乃至堆积。(图7(b)、图8(b)、图9)

Claims (5)

1.一种滑动喷嘴，为具备上板、伴随滑动动作的中间板及下板的3块板的钢液流量控制用的滑动喷嘴，其特征在于，

所述中间板在滑动方向关闭侧的内孔壁面上具有内孔朝向下方缩小的方向的倾斜部，且在滑动方向打开侧的内孔壁面上部具有朝向下方缩小的倾斜部，在滑动方向打开侧的内孔壁面下部具有朝向下方扩大的倾斜部。

2.根据权利要求1所述的滑动喷嘴，其特征在于，所述下板在滑动方向关闭侧的内孔壁面上具有内孔朝向下方缩小的倾斜部。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的滑动喷嘴，其特征在于，所述中间板与所述上板接触的部分上的滑动方向的内孔尺寸为，所述中间板的内孔尺寸≧所述上板的内孔尺寸，所述下板与所述中间板接触的部分上的滑动方向的内孔尺寸为，所述下板的内孔尺寸≧所述中间板的内孔尺寸。

4.根据权利要求1至权利要求3的任一所述的滑动喷嘴，其特征在于，所述上板的内孔中心轴，以下称作上部内孔中心轴，与所述下板的内孔中心轴，以下称作下部内孔中心轴，未处于相同轴上，且所述下部内孔中心轴处于比所述上部内孔中心轴更靠滑动方向关闭侧。

5.根据权利要求1至权利要求4的任一所述的滑动喷嘴，其特征在于，在所述上板及位于该上板之上的上喷嘴的至少一方的内孔的一部分上，安装有用于向内孔内吹入气体的耐火材料零件。