JP2000505727A - 冶金容器における出口ノズルの流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 溶融金属取扱容器（２０）の出口ノズル（１５、１７、１８）用流量制御装置（１０）であって、その装置（１０）は栓として出口ノズル（１５、１７、１８）内に嵌まるように成形されており、出口（１８）の閉塞器具（２７）との間に隙間（２９）を形成し、その装置（１０）は容器内の溶融金属の影響を受けて溶融する器具（１４）によって孔（１４ａ）を閉じさせており、その孔（１４ａ）は容器（２０）から出口（１８）へ向かう溶融金属用の通路を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 冶金容器における出口ノズルの流量制御装置 この発明は、金属取扱容器に関するものであり、とくに溶融金属を入れた容器 における出口ノズルの開口を改良して溶融金属を流出させる装置に関するもので ある。この発明は、とくに取鍋から溶融鋼を流出させることに関するものであり 、それに限定する積もりはないが、以下では取鍋を例に取ってさらに詳しく説明 する。 製鋼業では、溶融金属を溶融及び精錬容器から連続鋳造機又はインゴット流出 領域へ移動させるのに取鍋が用いられる。取鍋からの金属の流れは、通常スライ ドゲートバルブによって制御される。出口ノズル領域は取鍋の上端から導入され た耐火砂が充填されていて、金属の流出が開始する前に、ノズルキャビティ内で 溶融鋼が凝固するのを防ぐのが普通である。これは色々な方法で行われ、手動か 又は半自動で行われる。 しかし、従来方法は、すべて不合理なところがあって、開け損ないの多い結果 となっていることが判明した。「自由開口」という用語は、生成したスチール／ サンドのスカルを破壊するために酸素でノズルを洗浄する必要がなくて、総じて うまく開口させることを指している。自由開口の成功率は工場ごとに異なるが、 普通８０−９０％の範囲内にある。鋳造の終わりには、タンディッシュ内で目視 によりスラグを観測することにより、又はスラグの移行に敏感な装置を使ってス ラグを検知することによって取鍋を閉じている。 容器内で低い位置にある溶融鋼では、渦流の発生が起こり、結果 として溶融鋼流出の終わりには取鍋内に相当量のスラグの繰り越しが発生したり 、又は可成りの量の溶融鋼を残すことが必要となる。スラグの繰り越しは鋳造機 で色々の問題を起こし、その問題は品質問題とともに取鍋の合理的な反復と充填 の連続とに伴う困難を惹き起こすこととなる。 溶融金属の取扱容器、とくに取鍋の出口ノズルを開口させるための改良された 装置で、自由開口の成功率を増大させるような装置を提供することが、この発明 の一つの目的である。 従って、一面ではこの発明は溶融金属取扱容器の出口ノズル用流量制御装置を 提供するものであり、その装置は栓として出口ノズル内に嵌まるように成形され ており、出口の閉塞器具との間に隙間を形成するものであって、その装置は容器 内の溶融金属の影響を受けて溶融する器具によって孔を閉じさせており、その孔 は容器から出口へ向かう溶融金属用の通路を提供するものである。 その孔を閉塞する器具は、溶融金属、すなわち容器を満たしている溶融鋼の影 響を受けて溶融する通気孔つきの鋼板であってもよい。 流量制御装置は適当な輪郭を持った取鍋内部ノズルの上部にプレスばめされた ものであることが好ましく、取鍋から溶融金属が流出するたびごとに捨てられる ような使い捨てのものであってもよい。 この装置と、容器閉塞器具すなわち通常は取鍋のスライドゲートバルブとの間 の隙間には砂が充填されるが、その砂は好ましくは空の取鍋が水平状態へ回転さ れ、すなわち垂直の金属収容状態から直角に回転されている間に、開いたスライ ドゲートバルブからその隙間内へ吹き込まれる。スライドゲートバルブはその後 閉じられ、取鍋は溶融金属を充填されるべき正規の垂直状態に回転される。 従って、他面ではこの発明は、溶融金属取扱容器から溶融金属を流出させる方 法を提供するものであって、その方法では流量制御装置が空の容器の出口ノズル に栓として嵌められ、その場合装置と出口の閉塞器具との間に隙間が形成されて おり、装置が孔を備え、孔が容器内の溶融金属の影響を受けて溶融する器具によ って閉じられており、隙間には出口の閉塞器具から砂が充填され、閉塞器具は閉 じられ、容器には溶融金属が満たされ、それによって溶融金属が装置の孔を閉じ ている器具を溶融し、出口の閉塞が開かれて容器から溶融金属が流出することに なる。 流量制御装置は孔を持った頭部分と、容器出口すなわち出口ノズルの対応する 輪郭を持った入口部分に締まりばめできる形に成形された尾部分とを持っている 。その装置は出口にプレスばめするようにモルタルで作ることもでき、また例え ば取鍋の上端から延びる機械アームにより、又は絶縁防護物によって適当に保護 された作業者によって、加熱された容器内の望ましい位置に設置することもでき る。正確な位置に確実に設置するためにカメラを用いてもよい。 流量制御装置の頭は、容器の床に突出して存在することが好ましく、従ってそ の装置は容器と一緒に予め充分に加熱され、容器内へ注入される溶融金属を凝固 させない。 溶融金属は、流量制御装置の孔の閉塞器具を溶融させるので、溶融金属は出口 閉塞器具の上方で隙間を充填している砂に接触し、砂は溶融金属と砂との界面で 焼結する。容器から溶融金属を流出させることが望ましいときには、出口を開け ると、焼結されていない砂がこぼれ落ち、焼結された砂のキャップ上の溶融金属 の静圧がそのキャップを破壊するので、溶融金属が容器から流出することになる 。 溶融金属は、その後スラグが検知されるまで流出せしめられる。金属からスラ グへの移り変わりは非常にはっきりしているので、この発明はスラグの検知に対 して改良された感受性を提供し、それによって早期の停止をなくし又は少なくす る。 溶融金属流出の終了時に容器はスラグを除かれ、使用された流量制御装置はノ ズルから押し抜かれて、次の作業のために新しい装置と取り換えられる。 この装置は、適当な耐火材組成物、例えばマグネシア又はアルミナを基材とす る適当な耐火材組成物であれば、どのような耐火材組成物からも作ることができ る。 添付図面を引用してほんの一例として、この発明の具体例をこれから説明する が、その場合、第１図は、取鍋の出口に付設されたこの発明に係る装置を示して いる。 第２図ないし第８図の各々は、この発明に係る装置を空の取鍋へ入れる工程か ら、取鍋に溶融鋼を満たし、取鍋から溶融鋼を完全に流出させるという一連の工 程のあとで、取鍋から使用ずみの装置を除去する工程までの連続した諸工程を示 している、取鍋の模型的な断面図である。 第１図において、この発明に係る流量制御装置１０は、尾部分12と一体に成形 された頭部分１１を持っている。尾部分１２は、頭11から離れるに従って次第に 内側へ集まるような輪郭を持ち、等しい間隔をおいて設けられた４個のスピン１ ３を含んでいる。その輪郭を持った尾部分は、対応する輪郭を持ち分割された上 部ウエルブロック板１５に嵌め込めるように設計されており、上部ウエルブロッ ク板１５は取鍋の出口１８を構成しているノズル１７の上方で、耐 久性のウエルブロック１６に嵌め込まれている。出口１８は上部スライドゲート 板１９ａを通り、下部スライドゲート板１９ｂによって閉じられているが、これ らのことは従来の閉塞器具と同じである。 黒鉛化されたモルタル層１５ａと１７ａとは、それぞれ上部ウエルブロック板 １５を耐久性のウエルブロック１６に、またノズル17を耐久性ウエルブロック１ ６に気密に接続している。 流量制御装置１０と上部ウエルブロック板１５とは別々でなく一体に作られて いて、１回の加熱のあとで取り換えられてもよいことは云うまでもない。しかし 、図示したように、上部ウエルブロック板１５は、例えば２−５回加熱のあとで 取り換えられる半使い捨ての物であってもよい。 金属製閉塞シート１４が頭１１に嵌められ、頭１１の下部周縁11ａで溝の並ん だ凹凸輪郭によって形成された孔を閉塞していてもよい。そのシートは、普通ス チールで作られており、通気孔１４ｂを備えていて、この装置が取鍋に嵌め込ま れているときに、出口ノズルから上方に通気を許す。 第２図ないし第８図を引用して、第１図の流量制御装置の使用状態をこれから 説明する。 第２図では横に又は水平状態に回転された空の取鍋２０が示されている。取鍋 は側壁２１と底２２とを持っている。底の出口２３は、ウエルブロック２４と、 ウエルブロック内に嵌め込まれて出口通路２６を形成する内部ノズル２５と、第 １図の板１５に似た上部ウエルブロック板２４ａとを含んでいる。 従来のスライドゲートバルブ２７が、出口の周囲にある取鍋底21の外側に付設 されている。 上部ウエルブロック板２４ａの上面は、流量制御装置１０の尾部分を受け入れ るような輪郭を持っており、その結果その頭１１は取鍋底の表面上に突出してい る。装置１０は、取り除くことができる付設アーム２８を使用して取鍋内に嵌め 込まれ、モルタルで内部ノズルの上面の適所に設置される。 第２図に見られるように、装置の頭１１と閉塞板１４とは、取鍋の内側から出 口への通路を完全に閉じているが、装置とスライドゲートバルブとの間の出口内 に隙間又は空いた空間２９を残している。 第３図では、ホース３１と（図示していない）吹込装置とを使用して、開いた スライドゲートバルブ２７から隙間２９内に導入された取鍋砂３０が示されてい る。 第４図では、隙間２９に砂が充填され、スライドゲートバルブ27が閉じられて いる。 第５図では、取鍋２０が垂直状態に回転され、予熱されて溶融鋼３２が充填さ れ、溶融金属はスラグ層３３で覆われている。スライドゲートバルブ２７はまだ 閉じられていて、溶融金属が閉塞板１４を溶解して孔１４Ａを露出させ、その孔 を通って溶融金属が流れ出し、隙間２９の上面で砂と接触し、砂と金属との界面 で（図示していない）砂の焼結キャップを生成する。溶融鋼は精錬され、取鍋は （図示していない）鋳造機へ運ばれる。 第６図では、取鍋からの溶融鋼の流出が始められている。スライドゲートバル ブ２７が開かれ、遊離した砂３０が飛び出している。砂の焼結されたキャップ上 の溶融鋼３２の圧力がキャップを破壊するので、溶融鋼が出口から流出すること ができる。 第７図では、溶融鋼流出の終わりが示されている。スラグ３３と 極く少量の溶融鋼３２とを取鍋内に残して、スライドゲートバルブ２７が閉じら れている。 最後に、第８図では、殆ど空の取鍋２０が回転されて横状態になっている。ス ラグ３３が取り除かれて、出口からポンチ３４を使用して流量制御装置１０が押 し抜かれている。 ２５０−３００トン容量の取鍋を使用する典型的な従来のスラグ鋳造では、約 ９５％までの自由開口割合が普通である。溶融金属流出の終では、もし高級な品 質の製品を製造しようとすると、約１−３％の溶融鋼が取鍋に残される。上に述 べたようなこの発明を使用すると、取鍋中に残る溶鋼を約0.5％に減少させるこ とができ、実際に今まで聞いたことのない９９％以上の自由開口割合を得ること ができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 溶融金属取扱容器（２０）の出口ノズル（１５、１７、１８）内に栓として 嵌まるように成形されており、出口（１８）の閉塞器具（２７）との間に隙間（ ２９）を形成する出口ノズル用流量制御装置であって、その装置は容器（２０） 内の溶融金属（３２）の影響を受けて溶融する器具（１４）によって孔（14ａ） を閉じさせており、孔（１４ａ）は容器（２０）から出口（１８）へ向かう溶融 金属（３２）用の通路を提供することを特徴とする、溶融金属取扱容器（２０） の出口ノズル用流量制御装置。 2. 孔（１４ａ）を閉じる器具（１４）が、容器（２０）内の溶融金属（３２） の影響を受けて溶融する鋼板で作られていることを特徴とする、請求項１に記載 の流量制御装置。 3. 鋼板（１４）が通気孔（１４ｂ）を備えており、装置（１０）を容器出口ノ ズル（１５、１７、１８）内に嵌めると、上向きの通気を許すこととなることを 特徴とする、請求項２に記載の流量制御装置。 4. 装置（１０）が適当な輪郭を持った取鍋内部ノズル（１５）の上部にプレス ばめされたものであることを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の流量制御 装置。 5. 装置（１０）が使い捨ての装置であって、容器からの１回の溶融金属の流出 後に捨てられることを特徴とする、請求項１−４の何れか１つの項に記載の流量 制御装置。 6. 装置（１０）が孔（１４ａ）を含んでいる頭部分（１１）と、対応する輪 郭を持った出口（１８）の入口部分（１５）に締まりばめするように成形された 尾部分とを含んでいることを特徴とする、請求項１−５の何れか１つの項に記載 の流量制御装置。 7. 頭部分が使用時に容器（２０）の床に突出して存在していることを特徴と する、請求項６に記載の流量制御装置。 8. 孔（１４ａ）が、使用時に、装置（１０）の頭部分（１１）の下部周縁（ １１ａ）で溝の並んだ凹凸輪郭によって形成されることを特徴とする、請求項６ 又は７に記載の流量制御装置。 9. 空の金属取扱容器（２０）の出口ノズル（１５、１７、１８）に栓として 流量制御装置（１０）を嵌め、装置（１０）と出口（１８）の閉塞器具（２７） との間に隙間（２９）が形成された容器から溶融金属を流出させる方法において 、装置（１０）が孔（１４ａ）を備え、孔（１４ａ）が容器（２０）内の溶融金 属の影響を受けて溶融する器具（１４）によって閉じられており、隙間（２９） には出口（１８）の閉塞器具（２７）から砂を充填し、出口（１８）の閉塞器具 （２７）を閉じ、容器（２０）に溶融金属を満たし、その際溶融金属が装置（１ ０）の孔（１４ａ）を閉じている器具（１４）を溶融し、出口閉塞器具（２７） が開いて容器（２０）から溶融金属が流出することを特徴とする、溶融金属取扱 容器から溶融金属を流出させる方法。 １０．容器（２０）が加熱されている間に、機械アームを使用して装置（１０） を容器（２０）の出口ノズル（１５、１７、１８）に設置することを特徴とする 、請求項９に記載の方法。 １１．装置（１０）が使い捨てのものであって、金属流出後にノズルから押し抜 かれて、次の金属流出作業のために新しい装置と取り換えられることを特徴とす る、請求項９又は１０に記載の方法。 １２．適当な輪郭を持った取鍋内部ノズル（１５）の上部に、装置（１０）がブ レスばめされることを特徴とする、請求項９、10又は１１に記載の方法。