JP2002001498A

JP2002001498A - ガス吹き連続鋳造用耐火物のソケット取り付け構造

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Publication number: JP2002001498A
Application number: JP2000184758A
Authority: JP
Inventors: Yukiya Tanaka; 幸哉田中; Hideaki Kawabe; 秀明川辺; Yuzo Kawatsu; 雄三川津
Original assignee: Krosaki Harima Corp
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2002-01-08
Anticipated expiration: 2020-06-20
Also published as: JP3299534B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ガス吹き連続鋳造用耐火物において、ソケッ
トと耐火物との間からのリークを防止するソケット取り
付け構造の提供。【解決手段】ガス吹き連続鋳造用耐火物へソケット４
を取り付ける構造であって、ガス導入パイプ７を接続す
る後端側につば４２（または段差部）を有するソケット
４をソケット孔５にシール材８を介して取り付けたガス
吹き連続鋳造用耐火物のソケット取り付け構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造に使
用するガス吹き連続鋳造用耐火物へガスを導入するため
のソケットの取り付け構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶鋼の連続鋳造で使用するロングノズ
ル、ロングストッパー、タンディシュノズル、浸漬ノズ
ルあるいはスライディングプレート等の連続鋳造用耐火
物のうち、介在物の付着防止、ガスシール、あるいはモ
ールド内の溶鋼中の介在物浮上等を目的としたガス吹き
込み機能を有するガス吹き連続鋳造用耐火物が一般的に
使用されている。

【０００３】一般的に、このようなガス吹き連続鋳造用
耐火物へガスを導入するために、耐火物へ内孔がめねじ
になった金属製のソケットを取り付けている。そして使
用時に、このソケットにガス吹き込み用の金属パイプを
取り付け、ガスを吹き込んでいる。このソケットを耐火
物に取り付ける構造や方法が不十分な場合には、特に耐
火物とソケットとの界面からガスがリークすることが多
い。使用中にガスがリークすると鋼の品質が低下した
り、耐火物の寿命が短くなったりあるいは鋳造がストッ
プすることもある。

【０００４】例えば、図８に示すように、単純にソケッ
ト５１をシール材５２を介して耐火物５３に螺合したの
みではガスがリークしやすく不十分である。つまり、こ
の構造では、ガス導入パイプ５４をねじ込む際に、ソケ
ット５１に回転力がかかるため、ソケット周囲のシール
材５２に亀裂が生じることがある。さらに、ガス導入パ
イプ５４をねじ込んでいる時や、その後のハンドリング
等で耐火物５３へ設けたねじ山が破壊することもある。
このため、使用時に亀裂からガスがリークしやすくなる
問題がある。

【０００５】このため、ソケットの取り付け構造や方法
の改善策は、過去多く検討されてきた。図９は、従来採
られてきた一般的な構造であり、浸漬ノズル６０のソケ
ット取り付け部の外周面に帯状に金属板６１を巻いて、
この金属板６１にソケット６２を溶接で固定した構造で
ある。ソケット６２と耐火物６５との間及び金属板６１
と耐火物６５との間には、シール材６３を配置してい
る。

【０００６】この構造は、ソケット６２周囲からのリー
クはシール材６３で防止し、しかも、ソケット自体も金
属板６１に溶接されているので、ガス導入パイプ６４を
ねじ込む時にもソケット６２が空回りすることがなく、
これによってガスリークは完全に防止できると考えられ
ていた。

【０００７】しかしながら、実際には、ソケットを金属
板に溶接する時にソケットが膨張するため溶接後にソケ
ットとシール材との間に隙間が発生することや、溶接熱
により金属板が変形したり、溶接熱によりシール材中の
残水分やシール材中の結晶水が気化するためシール材が
発泡することがあり、このため実際にはリーク防止対策
としては不完全であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、ガス吹き連続鋳造用耐火物においてソケッ
トと耐火物との間からのリークを防止するガス吹き連続
鋳造用耐火物のソケット取り付け構造を提供するもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガス吹き連続
鋳造用耐火物へソケットを取り付ける構造であって、ガ
ス導入パイプを接続する後端側につばまたは段差部を有
するソケットをソケット孔にシール材を介して取り付け
たガス吹き連続鋳造用耐火物のソケット取り付け構造で
ある。

【００１０】そして、ソケット本体の断面積Ｓ１とシー
ル材と接触する側のつば面または段差面の表面積Ｓ２と
の面積比Ｓ２／Ｓ１が、０．２以上である。ソケットの
つばまたは段差部がシール材中に０．５ｍｍ以上埋まっ
ており、ソケットのつばまたは段差部がソケット孔の拡
径部に嵌め合っている構造とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、実施例によって本発明の実
施の形態を説明する。

【００１２】実施例１本発明の第１の実施例を図１、図２に示す。図１は本発
明の第１の実施例である浸漬ノズルのソケット部の水平
断面図、図２（ａ）は図１のソケットの断面図、（ｂ）
は図２（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

【００１３】図１に示す浸漬ノズル１において、浸漬ノ
ズル本体１０に設けたソケット孔５へ、つば４２を有す
るソケット４をシール材８を介して取り付けている。ソ
ケット４は金属製でソケット本体４１に円板形状のつば
４２をソケットの後端側に有している。ここでいうソケ
ット４の後端側とは、ガス導入パイプ７を接続する側を
いう。ソケット本体４１のつば４２より先の外面がおね
じで、つばより後端側の外面にはねじを設けていない。
また、ソケット４の内孔面４４はめねじになっている。
浸漬ノズル本体１０に設けたソケット孔５は、浸漬ノズ
ルの外周面１１からガスプール３へ貫通し、外周面側が
拡径した拡径部１２を有している。拡径部以外はめねじ
になっている。

【００１４】使用時には、このソケット４にガス導入パ
イプ７を螺合することで、ガス導入パイプ７から吹き込
まれたガスは、ソケットの内孔４９からガスプール３を
通って浸漬ノズルの内孔部であるポーラス部２から吐出
する。

【００１５】このように、ソケットのつばまたは段差部
とシール材との接触面積が大きくなるため、ガスパイプ
を螺合する際の外的応力に対して抵抗となり、シール材
に亀裂が入りにくくなり、使用時のリークを抑制する効
果がある。また、つばまたは段差部を有するソケットを
取り付けるので、溶接する必要がなく、溶接時のソケッ
トの膨張によるシール材への亀裂やシール材の発泡もな
くなる。たとえ、ソケットの螺合部のシール材に亀裂が
発生しても、つばまたは段差部とシール材が強く密着し
ているためリークを抑制する効果がある。

【００１６】さらに、つばまたは段差部で常に耐火物内
部へのソケットの埋設深さを制御することもできる。つ
まり、ソケット取り付け時に、ソケットをねじ込み過ぎ
るとポーラス部にソケット先端が接触することがあり、
この場合にはガス吐出量が不足するとともに部分的なガ
スの吐出となり問題になるが、つばまたは段差部により
ソケット先端位置を制御することができ、この問題は起
こらない。

【００１７】よりシール性を高めるためには、ソケット
本体の断面積Ｓ１とシール材と接触する側のつば面また
は段差面の表面積Ｓ２との比Ｓ２／Ｓ１は、０．２以上
が好ましい。ここでいうソケット本体の断面積Ｓ１と
は、図２（ｂ）で斜線部で示すようにソケット本体と内
孔部分を加えた面積のことである。シール材と接触する
側のつば面の表面積とは、図２（ｂ）で斜線部を除く部
分、つまりつば面４５である。

【００１８】例えば、図２（ａ）に示すソケットは、ソ
ケット本体４１のねじ山部の外径２０ｍｍ、つば４２の
外径５０ｍｍ、全長６０ｍｍである。図２（ｂ）の場合
には、ソケット本体の断面積は３１４ｍｍ^２、つばの表
面積は１６４８．５ｍｍ^２になる。この時、ソケット本
体の断面積Ｓ１とつばの表面積Ｓ２の比Ｓ２／Ｓ１は
５．２５である。また、この時のつば、厚みは５ｍｍ
で、ソケットを浸漬ノズルに取り付けたときにはつばの
厚み方向の中心が、浸漬ノズルの外周面と一致する位置
になっている。つばの厚みは、薄すぎると歪み等でリー
クしやすくなり、０．５ｍｍ以上あれば十分であり、好
ましくは１〜７ｍｍである。７ｍｍを超えると重くなり
バランスが悪くなる。

【００１９】よりシール性を高めるためには、つばまた
は段差部をソケットの後端側に設けることで、ソケット
の外面のおねじ部を長く確保するとより効果が得られ
る。

【００２０】図３は、ソケット本体断面積Ｓ１とシール
材と接触する側のつば面の表面積Ｓ２との比Ｓ２／Ｓ１
とシール性との関係を調査するための試験方法の説明図
である。通気率が極めて低い浸漬ノズルを用いて、その
浸漬ノズル本体１０のソケット孔５にシール材８を介し
て、あらかじめガス導入パイプ７を螺合したつばを有す
るソケット４を取り付けたものである。このガス導入パ
イプ７にガスを導入しながらガス導入パイプに図の矢印
の方向に少しづつ回転力を加えて行き、リークし始めた
トルクを測定した。通気率が極めて低いため、シール材
８に亀裂が入ってリークすると通気量が増大するため
に、容易に亀裂の発生を検知することができる。この方
法で、種々の面積比Ｓ２／Ｓ１を有するソケットについ
て試験を行った。

【００２１】図４は、面積比Ｓ２／Ｓ１とリークした時
のトルクとの測定結果を示すグラフである。この図から
面積比Ｓ２／Ｓ１が約２までは、面積比の増加とともに
トルクが急激に増加していることがわかる。この図でつ
ばまたは段差部を設けていない場合が０である。例え
ば、面積比が０．２１の場合トルクが約１７５０Ｎ・ｍ
となり、つばまたは段差部がない場合の１０００Ｎ・ｍ
に比べて、回転力に対して約１．７５倍の抵抗があるこ
とになる。ソケットとガス導入パイプとのシール性を高
めるためには、ガス導入パイプをより強く締め込んだ方
がよいが、一般的には１０００〜１５００Ｎ・ｍで締め
込むと十分である。従って、安全を見て１７５０Ｎ・ｍ
程度のトルクで締め込んでもシール材に亀裂が入らなけ
れば十分と考える。

【００２２】この面積比は、他の要因によるシール材へ
の亀裂等も含めて、面積比を大きくすることによりリー
クに対して安全であり、使用条件に応じて選択すること
ができる。

【００２３】面積比は、０．２１以上あれば一般の使用
では十分であり、さらに０．５以上あればよりシール性
は高くなり、シール性をさらに高くしたい場合には面積
比１．０以上とすればよい。また、つばの代わりに段差
部を設けた場合にもつば面と同じように段差面に対して
同様の条件があてはまる。

【００２４】ただし、つばまたは段差部は、ノズルの大
きさ、特に外径によってその上限が決まるのであるが、
大きくなりすぎると取り付け作業に手間を要するため、
シール性が低下することもあり、比Ｓ２／Ｓ１は４０以
下が好ましいが、より好ましいのは２０以下である。

【００２５】本発明で使用するシール材は、連続鋳造用
耐火物の耐火物どうし間あるいは耐火物と金属との間の
シール材や接着剤として広く使用されているものであれ
ば、特に問題なく使用することができる。

【００２６】実施例２図５は本発明の第２の実施例である浸漬ノズルのソケッ
ト部の水平断面図を示す。図５において、浸漬ノズル本
体１０に設けたソケット孔５へ、段差部４７を有するソ
ケット４をシール材８を介して嵌め合っている。段差部
４７は円盤状をしている。拡径部１２とソケットの段差
部４７の間にはシール材８が約３ｍｍの厚みで充填され
ている。また、段差部４７はシール材８中に５ｍｍ埋ま
っている。

【００２７】このようにつばまたは段差部がシール材中
に埋まることで、使用中につば面または段差面とシール
材の間に隙間が発生してもつばまたは段差部の側面部に
面するシール材によりシールすることができるので、よ
りシール性が高くなる。この埋まる深さは０．５ｍｍ以
上あればよく、好ましくは２ｍｍ以上である。０．５ｍ
ｍ以下ではリークを押さえることが難しい。また、つば
または段差部の上面までシール材で覆うこともできる。

【００２８】また、段差部が、ソケット孔に嵌め合うこ
とで、ソケット挿入時にソケット側面のシール材を圧縮
できるので、シール材の充填不良がなくなりシール材が
緻密化し、シール性がより向上する。なお、段差面４８
とは、段差部のシール材と接触する側の表面のことであ
り、段差部の側面４３は含まない。

【００２９】実施例３図６は本発明の第３の実施例である浸漬ノズルのソケッ
ト部の水平断面図を示す。図６において、浸漬ノズル本
体１０に設けたソケット孔５へつば４２を有するソケッ
ト４をシール材８を介して嵌め合っている。浸漬ノズル
のソケット孔５には、拡径部を設けていない。つば４２
は浸漬ノズルの外周面１１にシール材８を介して密着し
ているので、ガスシール効果が高まる。

【００３０】実施例４図７は本発明の第４の実施例である浸漬ノズルのソケッ
ト部の水平断面図を示す。ソケット４は円錐台状部のソ
ケット本体４１と拡径した円盤状の段差部４７からなっ
ており、内孔面にめねじを有している。ソケット本体断
面積Ｓ１とシール材８と接触する側のつば面との表面積
Ｓ２との比Ｓ２／Ｓ１を計算する際の、ソケット本体の
断面積は、ソケット本体の外径の最大部を用いて計算す
る。円錐台状部のソケット本体と拡径した円盤状の段差
部とによりシール性が高くなる。

【００３１】

【発明の効果】本発明のソケット取り付け構造によれ
ば、ガス吹き連続鋳造用耐火物に、ガス導入パイプの接
続部としてつばまたは段差部を有するソケットを使用す
ることで、使用時にソケットと耐火物との間のガスリー
クがなくなり、（１）ノズル接合部のガスシール効果が
高まり、（２）ノズル内孔面の介在物付着が減少し、
（３）モールド内で介在物が浮上することより、使用す
るガス吹き連続鋳造用耐火物の寿命が向上し、しかも鋼
の品質が向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である浸漬ノズルのソケ
ット部の水平断面図。

【図２】（ａ）はソケットの断面図、（ｂ）は図２ｂの
Ａ−Ａ矢視図。

【図３】面積比Ｓ２／Ｓ１とシール性との関係を調査す
るための試験方法の説明図。

【図４】面積比Ｓ２／Ｓ１とリークした時のトルクとの
測定結果を示すグラフ。

【図５】本発明の第２の実施例である浸漬ノズルのソケ
ット部の水平断面図。

【図６】本発明の第３の実施例である浸漬ノズルのソケ
ット部の水平断面図。

【図７】本発明の第４の実施例である浸漬ノズルのソケ
ット部の水平断面図。

【図８】従来の浸漬ノズルのソケット部の縦断面図。

【図９】従来の浸漬ノズルのソケットの取り付け構造を
示す断面図。

【符号の説明】

１浸漬ノズル２ポーラス部３ガスプール４ソケット４１ソケット本体４２つば４３段差部の側面４４ソケットの内孔面４５つば面４７段差部４８段差面４９ソケットの内孔５ソケット孔５１ソケット５２シール材５３耐火物５４ガス導入パイプ６０浸漬ノズル６１金属板６２ソケット６３シール材６４ガス導入パイプ６５耐火物７ガス導入パイプ８シール材１０浸漬ノズル本体１１浸漬ノズル外周面１２拡径部１３ソケット内孔Ｓ１ソケット本体の断面積Ｓ２シール材と接触する側のつば面または段差面の表
面積

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２２Ｄ 11/10 ３４０Ｂ２２Ｄ 11/10 ３４０Ｅ 41/42 41/42 41/50 ５２０ 41/50 ５２０ 41/58 41/58 (72)発明者川津雄三福岡県北九州市八幡西区東浜町１番１号黒崎播磨株式会社内Ｆターム(参考） 4E004 FA10 FB10 HA01 HA02 HA10 4E014 DB01 DB03 MA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス吹き連続鋳造用耐火物へソケットを
取り付ける構造であって、ガス導入パイプを接続する後
端側につばまたは段差部を有するソケットをソケット孔
にシール材を介して取り付けたことを特徴とするガス吹
き連続鋳造用耐火物のソケット取り付け構造。
【請求項２】ソケット本体の断面積Ｓ１とシール材と
接触する側のつば面または段差面の表面積Ｓ２との面積
比Ｓ２／Ｓ１が、０．２以上であることを特徴とする請
求項１に記載のガス吹き連続鋳造用耐火物のソケット取
り付け構造。
【請求項３】ソケットのつばまたは段差部がシール材
中に０．５ｍｍ以上埋まっていることを特徴とする請求
項１または請求項２に記載のガス吹き連続鋳造用耐火物
のソケット取り付け構造。
【請求項４】ソケットのつばまたは段差部がソケット
孔の拡径部に嵌め合っていることを特徴とする請求項
１、請求項２または請求項３に記載のガス吹き連続鋳造
用耐火物のソケット取り付け構造。