JP2001520123A - 連続鋳造用の取鍋用ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は金属の連続鋳造に関する。本発明は連続鋳造用の取鍋ノズルに関し、このノズルは下流領域にほぼ一定の断面を有する第一の部分（３）と、この第一の部分の上流に実質的に広がる断面を有する第二の部分（４）とを有する。本発明は特に金属の連続鋳造に適合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は連続鋳造用の取鍋用ノズルに関する。

【０００２】 連続鋳造用取鍋と分配器との間で液体金属を注湯することができるようにする
ために連続鋳造装置で使用される様々な種類のノズルが知られている。このよう
に広く使用されているノズルの中に、直線ノズルと、”ベル型”と呼ばれる収束
性ノズルと、”象の足”として知られるノズルとがある。

【０００３】 これらノズルは溶融金属による作用に耐えるために、高質の耐火性材料で形成
される。このようなノズル内での溶融金属の流れは同時に普通ではなく、その幾
何学的な形状は変化しやすい。特にこの地点では流れは不均一であり、境界層の
剥離をおこしたり、単位秒当たり数メートルの全体平均速度に対して負の速度の
領域ができたりする。以上は全てノズルのヘッドにおける材料の状態（特に取鍋
内のバルブプラグが存在する場合）やノズルの詳細な幾何学的な形状等の複数の
パラメータに依る。さらに、分配器の底部の射流の動的作用により振動が起こり
、この振動はノズルが狭まる形状であると最も大きくなる。これら振動は媒体の
侵食的な性質に加えて、ノズルが取鍋のバルブに（回転自由度が全くなく）固く
固定されている時には、ノズルを破壊してしまうことがある。

【０００４】 斯くして、もはや満足な注湯のできなくなったノズルは交換されなければなら
ないが、ノズルの交換は繊細な作業であり、またノズルを製造するのも高価であ
る。このため、ノズルの交換には実質的に大変な困難が伴う。

【０００５】 本発明の目的はできる限り上記の欠点をなくした改良型の連続鋳造用の取鍋用
ノズルを提供することにある。 さらに、各鋳造用取鍋を設置したときにおいて、ノズルの方へ向かう取鍋の出
口通路を遮蔽する取鍋のバルブにノズルを配置できなければならない。

【０００６】 金属で満たされた各取鍋は溶融金属と取鍋の底に配置された注湯孔を塞ぐプラ
グとの間に挟まれる耐熱性砂で形成されたプラグ体を有する。プラグを開放した
ときに、プラグ体はプラグおよび取鍋用ノズルを通って完全に流出しなければな
らず、さらにノズルを遮蔽することなく金属の注湯の開始に関連する圧力波の反
射”ブローバック”を避けなければならない。

【０００７】 本発明の目的はノズルの端部が分配器の金属に沈められた時に遮蔽の危険なく
プラグを開くことができるようにすることにある。 特に、本発明の目的は取鍋と分配器との間の金属の射出速度を減速するのと同
時に、所定の速度比を維持することにある。瞬間的な動的効果を抑制すれば、分
配器の底部の射流の衝撃が抑制され、これによりノズルの振動、したがって破壊
の危険性が制限され、或いは抑止されることを出願人が発見した。さらに、分配
器の中心への注湯の構造を修正し、分配機への（有利な）デカンテーション（傾
瀉）をすることも好ましい。さらに、ノズルの形状により、プラグ体を構成する
砂による遮蔽を避けることができるようになる。

【０００８】 上記を鑑みて、本発明はその主題として連続鋳造用の取鍋用ノズルを有し、取
鍋用ノズルは下流領域においてほぼ一定の断面を有する第一の部分と、この第一
の部分の上流において比較的広がる断面を有する第二の部分とを具備する。 断面がほぼ一定の第一の部分はすべて同じように僅かに広がり、あるいは狭ま
る。以下に例を示す。

【０００９】 第二の部分に関して、その断面は比較的広がっており、このことは第一の部分
よりも広がっていることを意味する。下流における内側の横方向の断面は第一の
部分の横方向の断面と同一であり、これにより連続した通路が形成される。 本発明の一つの利点及び特徴は以下の詳細な説明および添付の図面から明らか
である。

【００１０】 添付の図面は本質的に或る特徴に関し、本発明は形状に関する。よって、図面
は説明の理解を助けるのみならず、適切であれば、本発明を定義するのに寄与す
る。

【００１１】 図１は連続鋳造用の取鍋用ノズルの軸線方向の断面図であり、取鍋ノズルは公
知のように鋳造用取鍋に連結するためのカラー部分１とチューブ状導管２とを具
備し、本実施例ではチューブ状導管２は徐々に変化する円環状断面である。 チューブ状導管２は分配器側の端部にあり且つほぼ一定の断面を有する第一の
下流部分３と、鋳造取鍋側の端部にあり且つ広がる断面を有する第二の上流部分
４とから構成される。部分３および４はこれら部分３、４の断面が少なくとも内
側で同一の平面５において結合される。

【００１２】 実際、図示した実施例では、ほぼ一定の断面を有する下流部分３は本実施例で
は非常に僅かに、頂点の角度が２°になるように広がっている。上流部分４は頂
点の角度が１０°になるように広がっている。 同様に、図示した実施例において、下流部分３と上流部分４とがほぼ一定に広
がって、円錐台形状を有してもよい。

【００１３】 内側形状に関する限りでは、変化しながら広がる別の形状でもよい。例えば、
円錐台の直線的な母線の代わりに、指数関数的な母線でもよく、一般的に言えば
全体に亘って広がる母線であればよい。 さらに、好ましくは下流部分３におけるノズルの壁の厚さはほぼ一定である。
このことは好ましくは、上流部分４に対しても同じである。しかしながら、必要
性、または注湯に関すること以外の理由に応じてノズルの外側形状を修正しても
よい。

【００１４】 図示した鋳造用取鍋のノズルの上流部分４の上流にはカラー部分１に近接して
別の部分６が設けられる。この部分６は下流部分３と同様にほぼ一定の断面を有
し、実際にはごく僅かに広がっている。部分４と部分６とは平面７において結合
される。この平面７では、少なくとも内側で部分６の下流の断面が部分４の上流
の断面と同一である。 最後に、ノズルの左側端部では、非常に好ましくはノズルの形状に対応するシ
ート状の金属補強部材が外側を覆う。

【００１５】 ノズルの下流部分３は好ましくはノズルの下流側の直径の三倍に等しい長さを
有する。上流部分４に関しては、上流部分４は広がる角度および所望の出口直径
に応じた長さを有する。 ノズルは特にアルミナ黒鉛質、または製鋼に使用される他の耐熱性材料から形
成される。

【００１６】 ノズルに流入する液体金属は流入速度より遅い速度であって均一な状態でノズ
ルから流出することを出願人は発見した。平均流速の比は部分間の面積比に等し
く、したがって本実施例ではノズルが円形断面を有するので直径の比の二乗に等
しい。さらに、ノズルのこの形状により、粉末または粒からなる固体（特にプラ
グ塊）が詰まることはない。 本発明は特にプラグバルブが取鍋内で使用される場合に関係する。好ましくは
、ノズルの形状はこのバルブの出口における流特性に適合せしめられる。

【００１７】 ノズルを静水圧圧縮形成により一体的な構成で製造することも可能であるが、
少なくとも本実施例では、二つまたは三つの部分からなるノズルを製造し、実質
的に公知の方法でこれらを組み立てるのが好ましい。なお、少なくともこれら部
分のうち幾つかを静水圧圧縮形成により製造するようにしてもよい。 形状、特に内側の形状は重要であるが、本発明は上述した実施例に制限されず
、当業者は特にその寸法を変えてもよい。

【００１８】 したがって、上述した特定の実施例では、第一の部分は頂点の角度が２°のオ
ーダーになるように広がる。しかしながら、他の角度、好ましくは小さい角度、
特にゼロや狭まる角度であってもよく、これにより２°の臨界角度より小さい平
均角度になる。 概して、第二の部分は頂点の角度が約１°〜約２０°の間で広がり、好ましく
は約３°〜約１４°であり、特に約６°〜約１０°である。

【００１９】 さらに、本発明は密閉手段が取鍋バルブ以外の場合にも適用できる。 同様に寸法を一般化すると、第一の部分の長さは横方向の最大の寸法の約一倍
〜約五倍であり、好ましくは約二倍〜約五倍であり、有利なのは約二倍〜約四倍
である。 軸線に対して垂直なノズルの第一の部分と第二の部分の横断面の形状はこれら
が十分に連続的であればどのような形状でもよい。いずれにしても、好ましくは
ほぼ長円形であり、例えばほぼ楕円形、または特にほぼ円形である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のノズルにおける一つの特定の実施例の長手方向の断面図である。

【図２】 図１のノズルを矢印Ａの方向に見た端面図である。

【手続補正書】特許協力条約第１９条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年４月１９日（２０００．４．１９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造用の取鍋用ノズルであって、 下流領域においてほぼ一定の断面を有する第一の部分（３）と、 該第一の部分の上流において比較的広がる断面を有する第二の部分（４）とを
   具備する取鍋用ノズル。
2. 【請求項２】 前記第一の部分（３）は平均頂点角度が２°のオーダーの閾
   値より小さい請求項１に記載の取鍋用ノズル。
3. 【請求項３】 前記第二の部分（４）は約１°〜約２０°の頂点角度で広が
   る請求項１または２に記載の取鍋用ノズル。
4. 【請求項４】 前記第二の部分（４）は約３°〜約１４°の頂点角度で広が
   る請求項３に記載の取鍋用ノズル。
5. 【請求項５】 前記第二の部分（４）は約６°〜約１０°の頂点角度で広が
   る請求項４に記載の取鍋用ノズル。
6. 【請求項６】 前記第一の部分（３）は横方向の最大の寸法の約一倍〜約五
   倍の長さを有する請求項１〜５に記載の取鍋用ノズル。
7. 【請求項７】 前記第一の部分（３）は横方向の最大の寸法の約二倍〜約五
   倍の長さを有する請求項６に記載の取鍋用ノズル。
8. 【請求項８】 前記第一の部分（３）は横方向の最大の寸法の約二倍〜約四
   倍の長さを有する請求項７に記載の取鍋用ノズル。
9. 【請求項９】 前記第一の部分と前記第二の部分との少なくとも一方は横方
   向の断面がほぼ長円形である請求項１〜８に記載の取鍋用ノズル。
10. 【請求項１０】 前記第一の部分と前記第二の部分との少なくとも一方は横
    方向の断面が円形である請求項１〜８に記載の取鍋用ノズル。