JP2003260547A - 溶融金属排出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ガス供給を止めても溶融金属がポーラスれんが
に浸潤して気孔を塞ぐことがなく、かつ、ガス吹出しが
均一で、均一な閉塞防止効果が得られる溶融金属排出装
置を提供するものである。 【解決手段】固定盤３は溶融金属通過孔２が形成された
リング形状のポーラスれんが８と、このポーラスれんが
８の周囲に設けられた周壁部９と、この周壁部９に沿っ
て全周に亘って中空リング形状に形成されガス供給路１
２を介して外部から不活性ガスが供給されるガスプール
部１０と、このガスプール部１０とポーラスれんが８を
連通し周壁部９に設けられたガス導入小孔１１を有し、
このガス導入小孔１１は反ガス供給路側に位置し周壁部
９の全周のほぼ３／４に相当する部位に設けられた溶融
金属排出装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は溶融金属排出装置に
係わり、特にポーラスれんがに形成される溶融金属通過
孔にポーラスれんがから不活性ガスを吹込む溶融金属排
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に連続鋳造設備では、溶融金属を収
納する取鍋あるいはタンディッシュの底部に溶融金属の
流量を調整する溶融金属排出装置が設けられている。

【０００３】この溶融金属排出装置は耐火物製で別個に
形成され溶融金属通過孔が設けられた固定盤と、連通孔
が設けられた摺動盤とで構成されている。

【０００４】この摺動盤は固定盤の一面に摺動自在に取
付けられ、摺動盤を摺動させることにより固定盤の溶融
金属通過孔を適宜開閉し、溶融金属の流量を調整するも
のである。

【０００５】このような溶融金属排出装置においては、
固定盤の溶融金属通過孔の周壁部にガス導入小孔を設け
不活性ガスを吹込み溶融金属をガス撹拌することが行わ
れている。このガス撹拌の目的は、第１には、溶融金属
通過孔の閉塞防止であり、鋳込み中溶融金属の凝固、酸
化物の付着による溶融金属通過孔の閉塞を防止するもの
で、溶融金属通過孔にガス導入小孔から不活性ガスを吹
込むものである。第２にはガス開孔であり、このガス開
孔は溶融金属通過孔を摺動盤で閉塞し溶融金属を溶融金
属通過孔内およびタンディッシュに溜めている間、溶融
金属通過孔内で溶融金属や溶融金属中に含まれる他の金
属の酸化物の凝固により溶融金属通過孔が閉塞されるお
それがあるので、溶融金属通過孔にガス導入小孔から不
活性ガスを吹込むものである。

【０００６】上記のような目的で溶融金属通過孔の周壁
部の全周に亘ってレーザ光を用いてガス導入小孔を設け
不活性ガスを吹込み溶融金属をガス撹拌する溶融金属排
出装置が特開昭６０−１４１３９１号公報に記載されて
いる。この公報記載の溶融金属排出装置は、溶融金属通
過孔の周壁部の全周に穿設された細孔は直径が０．３〜
０．５ｍｍであるため、不活性ガスの供給を止めるとタ
ンディッシュ内に残った溶鋼のヘッド圧により細孔内に
地金が浸潤し、再度ガス吹きが不可能になるおそれがあ
る。

【０００７】また、特開昭６０−９９４６１号公報に
は、溶融金属通過孔の周壁部のガス供給孔側にのみ細孔
を設けた溶融金属排出装置が記載されている。この公報
記載の溶融金属排出装置は、溶融金属通過孔の周壁部の
ガス供給孔側にのみ細孔を設けるものであるため、ガス
吹きによる閉塞防止などの効果が限定され必ずしも十分
な効果が得られないこと、及び、上記特開昭６０−１４
１３９１号公報に記載の溶融金属排出装置と同様にガス
供給を止めると細孔内に地金が浸潤する問題点がある。

【０００８】さらに、実開平５−２５９号公報には、溶
融金属通過孔の周壁部をリング形状のポーラスれんがで
形成した溶融金属排出装置が記載されている。この公報
記載の溶融金属排出装置は、溶融金属通過孔の周壁部を
ポーラスれんがで形成したものであるため、ポーラスれ
んがのみからのガス吹きはガス供給孔に近い位置からの
ガス吹き出しが多くなりガス吹き量が不均一になり、こ
の結果、均一な閉塞防止効果が得られないという問題が
ある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、ガス供給を止
めても溶融金属がポーラスれんがに浸潤して気孔を塞ぐ
ことがなく、かつ、ガス吹出しが均一で、均一な閉塞防
止効果が得られる溶融金属排出装置が要望されていた。
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、ガス
供給を止めても溶融金属がポーラスれんがに浸潤して気
孔を塞ぐことがなく、かつ、ガス吹出しが均一で、均一
な閉塞防止効果が得られる溶融金属排出装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の１つの態様によれば、溶融金属を収納する
容器の底部に取付けられ溶融金属通過孔が設けられた緻
密質耐火物の固定盤と、この固定盤の一面に摺動自在に
設けられ前記溶融金属通過孔を開閉する摺動盤を有する
溶融金属排出装置において、前記固定盤は前記溶融金属
通過孔が形成されたリング形状のポーラスれんがと、こ
のポーラスれんがの周囲に設けられた周壁部と、この周
壁部に沿って全周に亘って中空リング形状に形成されガ
ス供給路を介して外部から不活性ガスが供給されるガス
プール部と、このガスプール部と前記ポーラスれんがを
連通し前記周壁部に設けられたガス導入小孔を有し、こ
のガス導入小孔は反ガス供給路側に位置し前記周壁部の
全周のほぼ３／４に相当する部位に設けられたことを特
徴とする溶融金属排出装置が提供される。これにより、
ガス供給を止めても溶融金属がポーラスれんがに浸潤し
て気孔を塞ぐことがなく、かつ、ガス吹出しが均一で、
均一な閉塞防止効果が得られる。

【００１１】好適な一例では、上記ポーラスれんがの気
孔率は、１０〜３０％である。これにより、溶融金属の
凝固および酸化物の付着による溶融金属通過孔の閉塞を
防止でき、鋳片表層部にピンホールが発生することがな
い。

【００１２】また、他の好適な一例では、上記ポーラス
れんがの気孔径は、２０〜５０μｍである。これによ
り、地金差しが発生せず、背圧の低下もない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる溶融金属排
出装置の一実施形態について添付図面を参照して説明す
る。

【００１４】図１は本発明に係わる溶融金属排出装置の
断面図を示す。

【００１５】図１に示すような本発明に係わる溶融金属
排出装置１は、平板形状で溶融金属通過孔２が設けられ
た上固定盤３と連通孔４が設けられた摺動盤５と溶融金
属通過孔６が設けられた下固定盤７で構成されている。

【００１６】上記上固定盤３は緻密質耐火物で形成され
ており、そのほぼ中央部には上記溶融金属通過孔２が形
成され、リング形状のポーラスれんが８が設けられてい
る。

【００１７】このポーラスれんが８は均圧帯として機能
し、このポーラスれんが８の外側には、上固定盤本体３
ａから連設されるリング形状の周壁部９が設けられ、さ
らに、この周壁部９の外側には、不活性ガスが一旦滞留
する中空リング形状のガスプール部１０が形成されてい
る。このガスプール部１０とポーラスれんが８は周壁部
９を貫通して穿設された多数のガス導入小孔１１により
連通されている。

【００１８】ポーラスれんが８の気孔率の範囲は、ガス
の吹抜け具合いを考慮して決定され、下限は閉塞防止な
どに必要なガス量が得られるかどうかで判断し、上限は
不活性ガス量が過剰となり、鋳片表層部に気泡性欠陥で
あるピンホールが発生しないような値に決定される。気
孔率は１０〜３０％であるのが好ましく、溶融金属の凝
固および酸化物の付着による溶融金属通過孔の閉塞を防
止でき、鋳片表層部にピンホールが発生することがな
い。

【００１９】１０％未満であると十分に不活性ガスを吹
込むことができず、溶融金属の凝固および酸化物の付着
による溶融金属通過孔の閉塞を防止できない。３０％以
上であると吹出される不活性ガス量が過剰となり、鋳片
表層部にピンホールが発生する。

【００２０】ポーラスれんが８の気孔径の範囲は、上記
気孔率を考慮し、かつ、下限は閉塞防止などに必要なガ
ス量が得られるかどうかで判断し、上限は溶融金属がポ
ーラスれんがに浸潤して気孔を塞ぐ地金差しが発生する
ことがないような値に決定される。気孔径は２０〜５０
μｍであるのが好ましく、地金差しが発生せず、背圧の
低下もない。２０μｍ未満であると十分に不活性ガスを
吹込むことができず、溶融金属の凝固および酸化物の付
着による溶融金属通過孔の閉塞を防止できない。５０μ
ｍ以上であると地金差しが発生し、十分に不活性ガスを
吹込むことができない。

【００２１】図２に示すように、ガス導入小孔１１は上
固定盤本体３ａの長手方向に設けられたガス供給路１２
と反対側（反ガス供給路側）に偏って配設され、ガス供
給路１２に対して各４０〜５０°の範囲、すなわち、周
壁部９のガス供給路１２側のほぼ１／４の部位にはガス
導入小孔１１が設けられていない。

【００２２】従って、周壁部９には、ガス供給路１２側
にそのほぼ１／４の部位にガス導入小孔を有しない無孔
部位９ａが形成され、反ガス供給路側にそのほぼ３／４
の部位にガス導入小孔を有する有孔部位９ｂが形成され
るようになっている。このように無孔部位９ａを設ける
ことにより、不活性ガス流による動圧の影響を受けにく
くし、ガスプール部１０内の静圧によって不活性ガスは
ガス導入小孔１１を介して均一な圧力でポーラスれんが
８に吹込むことができる。

【００２３】無孔部位がほぼ１／４より小さいと不活性
ガスに動圧が働き均一なガス吹込みが得られず、ほぼ１
／４より大きいと無孔部位に対応するポーラスれんがに
不活性ガスが達し難く均一なガス吹込みが得られない。

【００２４】なお、ガス供給路１２はガス導入管１３に
連通されている。

【００２５】次に本発明に係わる溶融金属排出装置の使
用方法について説明する。

【００２６】本発明に係わる溶融金属排出装置は、従来
の溶融金属排出装置と同様に溶融金属を収納する容器例
えばタンディッシュとモールド間に設けられ下固定盤の
下方に浸漬ノズルが取付けられ溶融金属の流れを調整す
るために使用されるものである。

【００２７】図３（ａ）に示すように連通孔４が溶融金
属通過孔２に連通した溶融金属通過孔２の全開状態ある
いは図３（ｂ）に示すようにいわゆる絞り鋳込み時の半
開状態のいずれも溶融金属通過孔２の開放状態では、溶
融金属は溶融金属通過孔２、連通孔４および溶融金属通
過孔６を介して流出する。

【００２８】このような溶融金属通過孔２の開放状態、
すなわち鋳込み中にも溶融金属の凝固および酸化物の付
着が発生することがある。

【００２９】このため閉塞防止の目的で、ガス導入小孔
１１からポーラスれんが８に不活性ガスを供給する。す
なわち、この不活性ガスの供給は、ガス供給路１２から
ガスプール部１０に供給し、このガスプール部１０から
ガス導入小孔１１を介してポーラスれんが８に供給す
る。このとき、周壁部９の無孔部位９ａにはガス導入小
孔１１が設けられていないので、不活性ガス流による動
圧の影響は受けにくく、ガスプール部１０内の静圧によ
って不活性ガスはガス導入小孔１１を介して均一な圧力
でポーラスれんが８に吹込まれる。ポーラスれんが８に
吹込まれた不活性ガスは均圧帯として機能するポーラス
れんが８の無数の孔から溶融金属通過孔２に均一に吹込
まれる。なお、不活性ガスの供給量は５０〜１００ｌ／
ｍｉｎが好ましい。

【００３０】この均一な不活性ガスの吹込みにより、鋳
込み中に溶融金属の凝固および酸化物が溶融金属通過孔
２に付着することがなく、溶融金属通過孔２の閉塞を防
止できる。

【００３１】図３（ｃ）に示すように摺動盤５による溶
融金属通過孔２の閉塞状態では溶融金属は溶融金属通過
孔２およびタンディッシュに溜められている。

【００３２】このような溶融金属通過孔の閉塞状態で
は、溶融金属通過孔内で溶融金属や溶融金属中に含まれ
る他の金属の酸化物の凝固により溶融金属通過孔が閉塞
されるのを考慮して溶融金属通過孔に不活性ガスを吹込
んでおいてもよいが、使用不活性ガスの使用量を低減す
る観点から、ガス吹込みを行わなくても（背圧を止めて
も）、地金差しが少くポーラスれんがの気孔が閉塞され
ることもなく、再度ガス吹込みが可能である。

【００３３】従って、再び図３（ａ）に示すように、溶
融金属通過孔２を開放して溶鋼を流す場合においても、
ガス導入小孔１１を介してポーラスれんが８から溶融金
属通過孔２に不活性ガスの供給が行え、初期開孔が容易
である。

【００３４】上記のように、反ガス供給路側に設けられ
周壁部９のほぼ３／４に相当する有孔部位９ｂに設けら
れたガス導入小孔１１から、ガスプール部１０の不活性
ガスを、ポーラスれんが８を介して溶融金属通過孔２に
均一に吹込むので、溶融金属通過孔２内での溶融金属の
凝固は均一に防止される。

【００３５】

【実施例】１．試験目的：ポーラスれんがの気孔率を変
えた本発明に係わる溶融金属排出装置をタンディシュに
取付けて、溶鋼を流し金属通過孔の閉塞の有無、背圧の
変化、鋳片表層部のピンホールの発生の有無について調
べた。

【００３６】２．試験方法：２０ｔの容量を有するタン
ディシュに取付けて、鋳造は４連＋５連の異鋼種連々を
行ったが連々のつなぎにかかわる時間は約３分（その間
プレート孔は閉塞状態）とした。

【００３７】なお、表１及び表２に示す従来例におい
て、従来例１及び従来例４は溶融金属通過孔の周壁部の
全周に亘ってガス導入小孔を形成し、従来例２及び従来
例５は溶融金属通過孔の周壁部のガス供給路側の片側の
みガス導入小孔を形成し、従来例３及び従来例６はポー
ラスれんがを用い、全周から不活性ガス吹込みを行っ
た。

【００３８】３．試験結果：表１及び表２に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】実施例１は、金属通過孔の閉塞がなく、背
圧の変化もなく、さらに、鋳片表層部にピンホールの発
生がなかった。

【００４１】これに対して、従来例１ないし従来例３
は、いずれも、金属通過孔の閉塞があり、背圧もアップ
し、さらに、鋳片表層部にピンホールの発生が認められ
た。

【００４２】

【表２】

【００４３】実施例２は、金属通過孔の閉塞がなく、背
圧の変化もなく、さらに、鋳片表層部にピンホールの発
生がなかった。

【００４４】これに対して、従来例４ないし従来例６
は、いずれも、金属通過孔の閉塞があり、背圧もアップ
し、さらに、鋳片表層部にピンホールの発生が認められ
た。

【００４５】

【発明の効果】本発明に係わる溶融金属排出装置によれ
ば、ガス供給を止めても溶融金属がポーラスれんがに浸
潤して気孔を塞ぐことがなく、かつ、ガス吹出しが均一
で、均一な閉塞防止効果が得られる溶融金属排出装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる溶融金属排出装置の一実施形態
を示す断面図。

【図２】図１のＸ―Ｘ線に沿う断面図。

【図３】本発明に係わる溶融金属排出装置の動作説明
図。

【符号の説明】

１ 溶融金属排出装置 ２ 溶融金属通過孔 ３ 上固定盤 ３ａ 上固定盤本体 ４ 連通孔 ５ 摺動盤 ６ 溶融金属通過孔 ７ 下固定盤 ８ ポーラスれんが ９ 周壁部 ９ａ 無孔部位 ９ｂ 有孔部位 １０ ガスプール部 １１ ガス導入小孔 １２ ガス供給路 １３ ガス導入管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融金属を収納する容器の底部に取付け
   られ溶融金属通過孔が設けられた緻密質耐火物の固定盤
   と、この固定盤の一面に摺動自在に設けられ前記溶融金
   属通過孔を開閉する摺動盤を有する溶融金属排出装置に
   おいて、前記固定盤は前記溶融金属通過孔が形成された
   リング形状のポーラスれんがと、このポーラスれんがの
   周囲に設けられた周壁部と、この周壁部に沿って全周に
   亘って中空リング形状に形成されガス供給路を介して外
   部から不活性ガスが供給されるガスプール部と、このガ
   スプール部と前記ポーラスれんがを連通し前記周壁部に
   設けられたガス導入小孔を有し、このガス導入小孔は反
   ガス供給路側に位置し前記周壁部の全周のほぼ３／４に
   相当する部位に設けられたことを特徴とする溶融金属排
   出装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の溶融金属排出装置にお
   いて、上記ポーラスれんがの気孔率は、１０〜３０％で
   あることを特徴とする溶融金属排出装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の溶融金属排出
   装置において、上記ポーラスれんがの気孔径は、２０〜
   ５０μｍであることを特徴とする溶融金属排出装置。