JP2000061619A - 鋳造用ノズル - Google Patents

鋳造用ノズル

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JP2000061619A
JP2000061619A JP10234453A JP23445398A JP2000061619A JP 2000061619 A JP2000061619 A JP 2000061619A JP 10234453 A JP10234453 A JP 10234453A JP 23445398 A JP23445398 A JP 23445398A JP 2000061619 A JP2000061619 A JP 2000061619A
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村 裕 次 吉
Yoshihiro Sumiyoshi
吉 義 博 住
Tsunenobu Saeki
伯 恒 信 佐
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Shinagawa Refractories Co Ltd
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱伝導率の高い耐火物を用いたノズルであっ
ても長期間安定して使用することができる鋳造用ノズル
を提供する。 【解決手段】 耐火材により形成されたノズル本体11
の上部大径部11aの下端の顎部11bを下向きのテー
パー面11cとするとともに、このノズル本体の外周に
モルタル13等の接着材を介して嵌着されるメタルケー
ス12の前記顎部11bに対応する部位をノズル本体1
1の軸線に対し直角な下向きの水平面をなす懸吊部14
に形成し、前記ノズル本体11の顎部11bのテーパー
面11cと前記メタルケース12の懸吊部14との間の
断面三角形状の間隙内に金属製リング16を介在させた
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鋳造において用いら
れるノズルに関する。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造において取鍋からタンディッシ
ュに溶鋼を注入するコレクタノズルやロングノズル、あ
るいはタンディッシュからモールドに溶鋼を注入する浸
漬ノズル等の鋳造用ノズルは、ノズル本体を構成する耐
火物に亀裂が発生することを抑制するため耐火物製ノズ
ル本体の外周面に鋼板等からなるメタルケースをモルタ
ルを介して嵌着したものが一般に用いられている。また
上記の亀裂発生の抑制効果を一層高める意味で、ノズル
本体の外周に金属製フープを焼ばめしたうえメタルケー
スにセットするようになされたもの(特開昭57−19
9550号公報)がある。
【0003】上記鋳造用ノズルは、図6にコレクタノズ
ルの場合を例示するように、図示しない取鍋の下部に取
付けられるスライドバルブ装置1の下プレート2の下部
にコレクタノズル3が金属製のノズルケース4により支
えられてコレクタノズル3の上面を下プレート2の下面
に図示しない支持手段により支持して密接させるように
なされている。
【0004】上記ノズルケース4によるコレクタノズル
3の支持は、そのコレクタノズル3の上部大径部3aの
下端の顎部3bの下面がノズルケース4の内周の周方向
に形成されたショルダ部4aに圧接することにより支持
されるようになっている。
【0005】上記ショルダ部4aには大きな荷重が掛る
ためこの部分がコレクタノズル3の亀裂発生の起点とな
っており、集中荷重による亀裂の拡大を抑制するために
前記顎部3bおよびショルダ部4aが所要角度のテーパ
ー面3c、4b(角度θ)やアールが付されている。な
お図6では分かりやすくするためテーパー3c、4b間
を離して画かれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかるに上記のように
コレクタノズル3の顎部3bおよびショルダ部4aにテ
ーパー面3c、4bが付されているため、使用中に溶鋼
からの受熱によって金属製のノズルケース4が膨張し、
それに伴ってコレクタノズル3がテーパー面3c、4b
にそって下方へずれてしまうことが起こる。このコレク
タノズル3の下方へのずれにより下プレート2とコレク
タノズル3の上端との接合面の目地部にゆるみが生じ、
ここから溶鋼中に空気が混入するという問題が発生す
る。
【0007】また前記ショルダ部4aでは、前述のよう
にテーパー面同士が接触しているため滑りが生じやすい
ことからもずれの原因となっている。
【0008】一方、多数回の使用により加熱・冷却が繰
返されると、加熱時にノズルケース4内に深く入り込ん
だコレクタノズル3が、冷却時にはノズルケース4の収
縮により強く締付けられることになり、それに伴いコレ
クタノズル3に亀裂を発生させる一因となっている。
【0009】最近では、前記コレクタノズル3を構成す
る耐火材として耐用性に優れたアルミナ・カーボン質の
ノズルが主流となっており、そのため熱伝導率が従来の
ジルコニア質やハイアルミナ質に較べてかなり高く、こ
のこともメタルケースやノズルケースが熱変形を生じや
すい原因となっている。
【0010】本発明は、アルミナ・カーボン質のような
耐食性、耐スポーリング性に優れかつ熱伝導率の高い材
質からなるノズルであっても、これを長期間安定して使
用することができる鋳造用ノズルを提供することを課題
とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として本発明は、耐火材により形成されたノズル
本体の上部大径部の下端の顎部を下向きのテーパー面と
するとともに、このノズル本体の外周にモルタル等の接
着材を介して嵌着されるメタルケースの前記顎部に対応
する部位をノズル本体の軸線に対し直角な下向きの水平
面をなす懸吊部に形成し、前記ノズル本体の顎部のテー
パー面と前記メタルケースの懸吊部との間の断面三角形
状の間隙内に金属製リングを介在させたことを特徴とす
る。
【0012】上記ノズルを支持するノズルケースのショ
ルダ部を水平な面構造とすることにより、加熱・冷却の
繰返しによりノズルとノズルケースとが相対的に膨張収
縮してもノズルのメタルケースとノズルケースとの水平
面同士の滑りにより吸収され、ノズルを軸方向にずらす
力が作用することがなく、目地部がゆるむことがない。
【0013】前記金属製リングは前記間隙を充足する断
面三角形状とするのがよく、またその傾斜面部は表面粗
さRが5μm以上の粗面とすることがノズル本体のずれ
を防ぐうえで好ましい。
【0014】さらに金属製リングの上端角部を切除して
断面略台形状とし、切除により形成された上辺の水平部
の幅を少なくとも1mm以上とすることにより、金属製リ
ングが水平方向に膨張しても上記水平部がセットモルタ
ルにかかるため垂直方向へのノズル本体のずれを防ぐこ
とができるので好ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態を参照して説明する。
【0016】図1は本発明による鋳造用ノズル10の一
実施形態の断面を示し、図2は図1のA部を拡大して示
している。
【0017】アルミナ・カーボン系等の耐火材により形
成されるノズル本体11はその上部に大径部11aを有
し、その大径部11aの下端の顎部11bの下面は下向
きのテーパー面11cとされている。そのテーパー角は
30°〜60°の範囲がよく、好ましくは45°乃至そ
の前後の角度を選択するのがよい。
【0018】上記ノズル本体11の外周にはその外形状
に倣う形状を有する鋼材製のメタルケース12が接着材
としてモルタル13を介在して嵌着されている。前記メ
タルケース12の前記ノズル本体11の顎部11bと対
応する部位は、ノズル本体11の軸線に対し直角な下向
きの水平面をなす懸吊部14が形成されており、前記ノ
ズル本体11の顎部11bのテーパー面11cと前記懸
吊部14の内面との間に形成される断面三角形状の間隙
15内には図2に示すように該間隙15を充足する断面
三角形状の鋼材等からなる金属製リング16が介在され
ている。
【0019】上記鋳造用ノズルを嵌挿して支持するノズ
ルケース17のショルダ部17aは、図3に前記図6と
対応した図としてこれと共通する部材には同一符号を付
して嵌合完了直前の状態を、図4に図3のB部を拡大し
て嵌合状態時の断面を示すように、前記懸吊部14と平
面接触する棚状の平坦面17bとされ、ノズル本体11
およびノズルケース17の膨張収縮時には図4の矢印B
で示す水平方向へのみずれ動くようになされている。
【0020】前記金属製リング16は、図5に拡大して
示すようにその傾斜面部の角部は前記ノズル本体11の
テーパー面11cと対応する角度(30°〜60°、好
ましくは45°)とされる。またこの傾斜面部の表面粗
さRがR≧5μmの粗面16aとされ、ノズル本体11
に対しずれが生じにくくされている。
【0021】また前記金属製リング16の上端角部は水
平に削落され、この削落されて形成された上辺16bの
幅Lは少なくとも1mm以上とされており、金属製リング
16の水平方向への膨張時の逃げをとっている。
【0022】したがって本発明による鋳造用ノズル10
によれば、加熱冷却の繰返しによりノズル本体11とノ
ズルケース17とが相対的に水平方向に膨張収縮して
も、ノズル本体11はそのメタルケース12の水平な懸
吊部14部分で水平方向の滑りにより吸収されるので、
ノズル本体11をその軸線方向にずり動かす力が発生せ
ず、ノズル本体11の上端の目地部にゆるみを生じさせ
ることがなく、空気の吸込み等の不具合の発生がない。
【0023】またノズル本体11の顎部11bとメタル
ケース12の懸吊部14の内面との間に金属製リング1
6が介挿されているので、懸吊部14の熱変形が抑えら
れ、ノズルケース17による支持の安定性が保たれる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ノ
ズルケースの水平方向の熱変形の影響が水平な懸吊部の
水平方向への動きにより吸収されるので、ノズル本体を
軸線方向にずらすことがなく、そのためノズル上端の目
地部にゆるみを生じることがなく、空気の流入を防ぐこ
とができる。またノズルケースの冷却時における収縮に
よるノズル本体への影響も緩和され、ノズル本体の折損
も解消することができる。
【0025】またノズル本体の顎部下面はテーパー面と
してあることにより応力の集中がなく、この部分からの
亀裂の発生を減少させることができる。
【0026】そして上記ノズル本体の顎部のテーパー面
とメタルケースの懸吊部の内面との間の断面三角形状の
間隙内に請求項2のように断面三角形状の金属製リング
を介在させることにより、メタルケースの懸吊部の熱変
形が抑制され、鋳造用ノズルの支持の安定性を維持する
ことができる。
【0027】請求項3のように金属製リングの傾斜面部
をR≧5μmの粗面とすればノズル本体のずれ動きを防
ぐうえで有効であり、また請求項4のように金属製リン
グの上端角部を切除して平坦な上辺を形成することによ
り、金属製リングが水平方向に熱膨張した際にその上端
部分のモルタルを介してノズル本体が水平方向に動かさ
れることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による鋳造用ノズルの一実施形態を示す
断面図。
【図2】図1のA部の拡大図。
【図3】図1の鋳造用ノズルとノズルケースとの関係を
示す嵌合途中の状態の略示断面図。
【図4】同、嵌合完了時の状態を示す図3のB部の拡大
図。
【図5】図4における金属製リングの変形例を示す一部
の断面図。
【図6】従来の技術を示す略示断面図。
【符号の説明】
1 スライドバルブ装置 3 コレクタノズル 4、17 ノズルケース 10 本発明の鋳造用ノズル 11 ノズル本体 11a 大径部 11b 顎部 11c テーパー面 12 メタルケース 14 懸吊部 15 間隙 16 金属製リング 17a ショルダ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 住 吉 義 博 東京都千代田区大手町2丁目2番1号 品 川白煉瓦株式会社内 (72)発明者 佐 伯 恒 信 東京都千代田区大手町2丁目2番1号 品 川白煉瓦株式会社内 Fターム(参考) 4E014 DB00

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】耐火材により形成されたノズル本体の上部
    大径部の下端の顎部を下向きのテーパー面とするととも
    に、このノズル本体の外周にモルタル等の接着材を介し
    て嵌着されるメタルケースの前記顎部に対応する部位を
    ノズル本体の軸線に対し直角な下向きの水平面をなす懸
    吊部に形成し、前記ノズル本体の顎部のテーパー面と前
    記メタルケースの懸吊部との間の断面三角形状の間隙内
    に金属製リングを介在させたことを特徴とする鋳造用ノ
    ズル。
  2. 【請求項2】前記金属製リングは前記間隙を充足する断
    面三角形状とされている請求項1記載の鋳造用ノズル。
  3. 【請求項3】前記金属製リングの傾斜面部は表面粗さR
    が5μm以上の粗面とされている請求項2記載の鋳造用
    ノズル。
  4. 【請求項4】前記金属製リングの上端角部を切除して断
    面略台形状とされ、切除により形成された上辺の水平部
    の幅が少なくとも1mm以上とされている請求項2または
    3記載の鋳造用ノズル。
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