JP2003531012A - 一体型内部ノズル及びノズル保持用クランプ装置 - Google Patents
一体型内部ノズル及びノズル保持用クランプ装置Info
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Abstract
Description
いる特有な内部ノズルと、この新しい装置とに関するものである。
る様々な耐火構成要素を具備する設備を用いて実行されることが知られている。
これらの構成要素は様々な働き、すなわち、液体金属の移送と、周囲の空気によ
る冷却及び化学的侵食から液体金属を保護することと、適切な場合には液体金属
の注入流量の調節とを行っている。これらの構成要素は、例えば、通常は上方の
冶金容器の底と一体の穴ブロックに支えられた内部ノズル、又は浸漬入口ノズル
もしくは鋳込みシュラウド、又はコレクタノズル、又はスライド弁の固定板か可
動板であろう。
ために、相当の努力が為されてきた。ゆえに、耐火構成要素間の接続面(それら
全てが空気進入の可能性を持った部分である)の数を削減するために、例えば事
前組立された構成要素もしくは単一ブロックから形作られた構成要素から作られ
たものを使用することがますます多くなってきており、この構成要素は、内部ノ
ズルと、内部ノズルの直下に位置する固定上部プレートとを構成しており、前記
固定上部プレートに接して、スライド弁可動板もしくは交換可能な板(これは浸
漬入口ノズルと組立体を形作るか、後者(浸漬入口ノズル)と一体の構成要素を
形作ることがある)のどちらかが配置される。このような一体の構成要素は例え
ば、国際特許出願公開第8806500号(WO88/06500)に記載され
ている。
ズルを取り付けたり交換すること、またはさらにこの二つの工程を兼ね備えるこ
とが可能な様々な装置が公知になっている。これらの装置は、二つの範疇に分け
られる。第一のタイプは、固定上部プレート(内部ノズルと一体の組立体を形作
るか否かはともかく)が上方に押され、そしてその上面に作用する手段により所
定の位置に保持されるものである(例えば、米国特許第4573616号を参照
)。一般に、上方への押し付け力は下流に位置する耐火構成要素(スライド弁の
可動板もしくは浸漬入口ノズル)によって伝えられ、この耐火構成要素はそれ自
身が上方に、様々なばね機械装置によって直接的にもしくは別な方法で押される
。第二のタイプの装置では、固定上部プレートは下方に押され、そして固定上部
プレートの下面が接して位置する固定停止板によって所定の位置に保持される(
例えば、国際特許出願公開第9103339号(WO91/03339)を参照
)。この固定停止板は、きわめて正確に、固定上部プレートの直下に置かれた可
動耐火構成要素(スライド弁の可動板、又は浸漬入口ノズルに結合された板)が
滑動する基準面を形成する。鋳込み流路を構成している別個の耐火構成要素の間
を完全気密接続にすることが必要なことは知られている。そのため、下方の構成
要素を固定上部プレートの方へ押す圧力が、一定であり、且つ高精度に定められ
ることが可能であることが重要である。これら構成要素に作用する上方への押し
付け力が、ばね作動装置の使用によって実現されることを考えると、これら構成
要素の相対高さは、圧力に対して相当な影響を与え得るパラメータである。第一
のタイプの装置において、全ての構成要素に含まれる寸法は、それらにより形作
られる積重ね組立体においてそれらの相対高さが正確に形成されるように、非常
に厳しい公差を設定される。第二のタイプの装置では、寸法公差、特に固定上部
プレートの寸法公差は、下流に設置された構成要素が接して置かれる基準面が前
記プレートから独立して形成されるので、様々な耐火構成要素の間に作用する圧
力に対していかなる影響も与えない。このため、この第二のタイプの装置は、確
実に緩められ、それ故、煩わしさがより少ない寸法公差を有する固定上部プレー
ト(内部ノズルと一体の組立体を形作るか否かはともかく)を理論上提供するこ
とができる。
定停止板に接するまで)押すことが可能な機械的解決方法は、非常に大きな寸法
的不揃いのあるプレートの使用とは完全には両立できない。特に、厚さに対して
ある一定の公差が容認されたとしても、固定上部プレートの上面が完全に平坦で
ありまた下面に対して平行であることが必要である。それ故、本発明の一つの目
的は、広い寸法公差を持った固定上部プレートを収容する固定上部プレート(内
部ノズルと一体の組立体を形作るか否かはともかく)用クランプ装置を提供する
ことである。
及び前述の機械装置の保守作業を容易にするために取り外しに着手すること、も
しくは古くなった耐火構成要素を交換すること、もしくは上方の冶金容器を、そ
れが使われるであろう次の作業順序のために修理することが必要とされるとき、
前述の機械装置を取り外すことが、簡単ではないことがある。実際には、作業順
序の終了時に液体金属が内部ノズルの中で凝固し後者(内部ノズル)を上の冶金
容器の底に固着させるという難問が生じる。固定上部プレート/内部ノズル組立
体の場合、必要とされることの全ては、内部ノズルを完全に上の冶金容器の底壁
に残したまま機械装置を取り外すためにこれら二つの構成要素を分離することで
あるので、前記組立体はいかなる実際上の問題も引き起こさない。一体型内部ノ
ズルについては、これは既に不可能である。なぜなら前に示したように、固定上
部プレートは、上端で保持されている(第一のタイプの装置)か下方へ押されて
いる(第二のタイプの装置)かのいずれかであるためである。両方の場合に、固
定プレートの上面に働く装置の存在が、機械装置の分離を妨げる。更に、制限さ
れた有効スペースが、固定上部プレートの保持または下方押し付け装置を分解す
る作業を相当に遅らせ、あるいは更に妨げる。
に保持される内部ノズル用の正確で斬新なクランプ装置であるが、このクランプ
装置は、クランプ装置の簡単で素早い取り外しを可能とする。この斬新な装置の
長所により、流量調節もしくは管交換装置、またはこれら二つの工程を実行する
機械装置を、非常に簡単にタンディッシュから取り外すことが可能である。
立体を含んでいて、前記クランプは、水平軸の回りで回動し、またシューを収容
する溝が設けられており、前記シューは、形状が概ね円筒形で、そしてこの円筒
の軸に平行な平坦面を含んでおり、溝の中で回動することができる。シューは、
従って、滑動もしくはクランプの溝の中だけで滑動するように配置されている。
ズルの面との間の接触が、シューの平坦面を内部ノズルのプレートの上面に平行
な面に合わせるという操作者の介入なしに、自動的に得られる。このことは、内
部ノズルに大きな局部応力が生じない十分に改良されたノズルのクランプ固定に
帰着する。また、本発明によるクランプ装置が、互いに完全に独立しているいく
つかの組立体(クランプ/シュー)から成っていて、その結果、クランプ装置が
非常に広い公差を持つ内部ノズルに、そこで内部ノズルの管状断面の寸法(厚さ
)が公差の一方の側から他方の側へ変化したとしても、適応することも注目され
るであろう。
くとも大きい距離で位置を定められる。この方法で、シューは溝の中に保持され
、そして側方の開口からのみ取り外すことができる。非常に好ましい方法では、
円筒の軸は前記円筒の半径よりほんの僅か(例えば、ほぼ1から10%程度)大
きい距離で位置を定められる。
いて、この穴は溝の面と接して設けられており、またシューはその軸に対して直
角方向で且つクランプの穴と同一サイズの溝を含んでいて、この溝はシューの平
坦面と反対側にある。この方法で、キーもしくはねじのような概ね円筒形状の要
素を挿入して、クランプの穴とシュー溝を通すことにより、クランプ溝の中での
シューの横の動きが防止される。実際に、機械装置が取り扱われている時にシュ
ーの落下に至るそのような動きは、好ましくは、避けられなければならない。同
様に、シューは、溝の中で完全な回転運動をすることが防止される。実際に、シ
ューの過度な回転を避けることは好ましく、もし平坦面の位置が偶然溝の内側に
来ると、シューはもはや、内部ノズルの接触面に自動的になじむことが不可能と
なる。
軸周りの回動運動によって生み出される。好ましい実施例によると、ピボット運
動は、ピボットクランプのスロットに係合しているカムの偏芯部分によって引き
起こされる。カムがスロットの中で前方へ移動したとき、カムは、クランプを強
制的に回動させ、同時にシューを前記クランプの溝の内側で回転させ、その結果
シューが内部ノズルの上部プレート面になじむ。
力あるいは曲げ力が低減されるように、カムの回転軸に対して平行ではないこと
が有利である。
よって、所定位置に単純に保持される。この実施例によると、カムは、例えば木
槌を使用することによりクランプスロットの中に押し込まれる。別形体として、
カムを十分延長する金属棒の金具を与えるための手段を偏芯した構成要素に備え
ることが可能で、その結果そのように形作られたレバーを操作することによって
、カムをスロットの中に押し込むことが可能である。ピボットクランプを解放す
るためのカムの移動は、反対の手順で実行される。
部ノズルにも関係している。一体型内部ノズルという用語は、単一のブロックか
ら形作られた、内部ノズル/固定上部プレート組立体(これは、内部ノズルの直
ぐ下に配置されたプレートであって、このプレートに接してスライド弁の可動板
もしくは交換可能な浸漬入口ノズルの板のいずれかが配置されるものである)を
表す。本発明による一体型内部ノズルは、鋳込み流路を形成している管状部分と
、鋳込み流路の下流の構成要素との接触を提供する平坦な部分もしくはプレート
と、から構成されている。本発明によるノズルの特徴は、プレートが概ね角柱と
して形作られることで、前記角柱は、その多角形底面と、この底面に直角に交差
する角柱面とで形成され得るもので、前記多角形底面は、上底と、上底に平行な
下底と、上底の両側に上底と鈍角をなす二つの辺と、を含んで成り、前記上底の
角柱面の範囲内での変位が、管状部分との境界面を形成している。
一には、それが非常に正確で迅速な内部ノズルの固定を可能とすることである。
本発明の詳細な実施例によると、実際において、クランプの一つを閉じた状態に
固定してノズルをこのクランプに接するように滑動させることが可能であり、そ
の結果ピボットシューが完全にノズルの傾斜面に寄りかかり、そして完全に定め
られた位置で後者(ノズル)の水平方向の移動を拘束する。次いで、反対側のク
ランプが、後者(ノズル)をそれ以上動かす必要なしに、ノズルのクランプを完
結させるために閉じられることが可能である。
トクランプが、管交換装置もしくは調整装置の取り外しの間は、人間の介入を必
要とすることなしに自動的にたたんで片付けられることである。クランプを緩め
た後は(例えば、カムを離すことにより)、前記装置を降ろすことは十分可能で
あり、またクランプはそれらの軸で回動して簡単に移動して離れる。そのような
効果は、プレートの上面が完全に水平であるところの一体型内部ノズルでは得ら
れないことが容易に理解されるかもしれない。この場合には、実際に、クランプ
は、プレートから離れるために大きな角度まで回動しなければならず、そして相
当な空間が、この目的のためにプレートと冶金容器の底面との間に与えられなけ
ればならない。いずれにしても、連続する二つの冶金容器の間の間隔は通常は制
限され、そのような空間はほとんど利用できない。
プ装置によって与えられた圧縮力が、鋳込み流路の周囲に集中した内部ノズルプ
レート下面の領域に向かって方向を定められることであり、前記領域は、耐火要
素間の最大級の気密接触を保証することが必須である領域である。これらの圧縮
力は、この領域での亀裂の発生を減少させる効果、もしくはそのような亀裂がそ
れでも発生した場合には、亀裂の拡大あるいは進展を防ぐ効果を持っている。
る鋭角部を避けることが、一般的には好ましい。従って、本発明の好ましい形態
によれば、多角形底面は、多角形が少しの鋭角も持たないように、少なくとも二
つの追加された辺を含んでいる。好ましくは、内部ノズルが、内部ノズルを縦に
保持するように設計された停止板まで簡単に滑動できるように、また内部ノズル
が後者(停止板)に最大限利用可能な表面積でよりかかれるように、これらの追
加された辺は下底に対してほぼ垂直である。
り取られる。このような方法で、四個のクランプで内部ノズルをクランプするこ
とが可能で、このことは、内部ノズルと機械装置との間のいかなる相対的移動も
避けられるという点で有利である。この実施例において、プレートは、正方形又
は長方形の底面を持つ角錐を載せている平行六面体として表されることが可能で
あり、前記角錐は、その底面に平行な平面で先端を切り取られた角錐である。し
かし、便宜的理由で、プレートのこのタイプの形状は、一般的な術語の角柱(切
り取られた先端の)として呼ばれるであろう。
部ノズルのプレートは非対称であることが有利である。ただ一つのクランプ位置
があるということは、内部ノズルが、例えば国際特許出願公開第9817420
号(WO98/17420)及び第9817421号(WO98/17421)
に記載されたようなガス供給装置または搬送流体のシール剤射出装置に接続され
なければならないときに、特に有利である。内部ノズルプレートのこの非対称性
は例えば、角柱の多角形底面が不等辺多角形であるところの角柱として概ね形作
られたプレートを使用することにより得られる。しかし、好ましい形態によると
、プレートの非対称性は、そのコーナの形を修正、例えば、コーナを切り落とす
、又はコーナを丸くすることにより得られる。プレートの非対称性が、プレート
のコーナが各々の対で異なる曲率半径で丸くされることにより実現されることが
有利である。
作用の効力により、特に重要な利点を与えることが注目されるであろう。実際に
おいて、一体型内部ノズルに金属のカバーもしくはケースを取り付けることは必
須のこととして、これまでは常に考えられてきた。第一には、クランプ装置によ
って加えられる圧力のより広い表面積への分散を促進し、それによって耐火材料
の中に局部応力が発生することを回避し、また第二には、事前に製作された正確
な寸法のケースを使用することにより、ある程度は公差を縮小することが可能で
ある。しかしながら、このケースの存在は、追加生産費用(ケースそのもの、取
り付け、接合剤の使用、その他)を必然的に伴わせることから望ましいものでは
ない。
用することが可能である。実際に、自己調整式ピボットシューの平坦面の存在が
、プレートとクランプとの間にいかなる場合でも面接触を確立させることを可能
とすることが分かる。したがって、圧力のための機能であって、タンディシュと
同様のケースの機能はもはや必要とされない。同様に、クランプ装置は、より広
い寸法公差をもっている耐火構成要素を使用することを可能とする。それ故、い
くらかの公差を縮小できるケースの機能は、もはや必要とされない。
図を参照ながら、しかし本発明を多少なりとも制限することなしに、発明を記述
する。
て、このタンディッシュの底壁1は、穴ブロック3により保持された一体型内部
ノズル2によって貫かれ、また内部ノズル2は連続鋳造型もしくは鋳塊鋳型(図
示されない)の中へ液体金属を注ぐための流路4を形成している。いつもそうで
あるとは限らないが、内部ノズル2の下方部分に金属ケース5が取り付けられる
ことがある(図4参照)。内部ノズル2は管状部分6とプレート7とからなり、
前記プレート7の下面7´は、鋳込み流路4の下流構成要素8との接触面を提供
する。この場合、内部ノズルの直接的な下流の構成要素は、浸漬入口ノズル8で
あり、その下端は、鋳塊鋳型において液体金属槽の中に挿入されている。
ズル8を、鋳造工程を中断する必要なしに、新しい浸漬入口ノズルと交換するた
めに使用される。内部ノズル2は、所定の位置で保持され、そして、水平軸11
の周りで回動するクランプ10を含むクランプ装置を使用することにより、管交
換装置9に対して固定される。ピボットクランプ10は、シュー13を収容する
ことができる溝12を含んでいて、前記シュー13は、溝12の中で、少なくと
も部分的に回転運動を行うことができる。ピボットシュー13は平坦面14を含
んでいる。クランプが固定位置に移動したとき、シューの平坦面14が内部ノズ
ルのプレート7の上面と平行な面に方向を定めるように、ピボットシュー13は
溝12の中で回転運動をする。クランプ10は、垂直軸16の周りで回動するカ
ム15の回転作用を受けて、クランプ位置に移動する。カム15の偏芯部分の傾
斜端部50が、クランプ10のスロット20に係合し、そしてそれがスロット2
0に沿って移動したときに後者(クランプ10)を斜めにする。
シュー13の中の溝18も示されている。キー19(図示されない)の穴17と
溝18への挿入が、横の動きを防ぎまた溝12の中でのピボットシュー13の回
転を減らす。
ノズルのプレート7を示しており、このプレート7はノズル2の両側に配置され
た水平軸11の周りで回動する二個のクランプと接触している。溝12とピボッ
トシュー13は、この図では示されていない。クランプ10のスロット20に係
合しているカム15(クランプ10に接するカム15の支持面50は軸16に対
して傾いている)のその軸16周りの回転運動の作用を受けて後者(クランプ1
0)は強力に傾き、その結果シュー13が、溝12の中で回動し、そして内部ノ
ズルのプレート7の上面をしっかりと圧迫する。
いる。ノズルの下方部分は金属ケース5に取囲まれている。この図は、プレート
7を通常形成する角柱の多角形底面の一つへの直接的な図を示している。この多
角形は、下底21(この下底21の上に角柱面の輪郭が、プレートの下面7´か
ら向かう)と、下底21に平行な上底22(この上底22に角柱面の輪郭が、管
状部分6の下端とプレート7の上端との間の接合部を切り取る面から向かう)と
、上底の両側の、上底と鈍角(α)を成す二つの辺23、23´(この辺23、
23´に角柱面の輪郭が、クランプ10のピボットシュー13が圧迫するように
持ってこられるプレートの面から向かう)とを含んでいる。鋭角部の存在を避け
るために(角度α)、下底21は、下底21にほぼ垂直な介在の辺24、24´
を用いて、傾斜した辺23、23´に接続されている。
コーナ25、25´は、ノズル2がタンディッシュの底壁1にただ一つの位置で
取り付けられ得るように、コーナ26、26´の曲率半径とは異なる曲率半径で
丸くされている。
部ノズルクランプ装置を組み込んだ管交換装置の横断面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 鋳込み流路(4)を形成する管状部分(6)と、鋳込み流路
の下流構成要素との接触を提供するプレート(7)とからなる一体型内部ノズル
(2)であって、プレート(7)が、ほぼ角柱として形造られており、前記角柱
が、角柱の多角形底面と、この多角形底面に垂直に交わる角柱面とから形成され
ており、前記多角形底面が、上底(22)と、この上底に平行な下底(21)と
、二つの辺(23、23´)とを含んでなり、前記上底が、角柱面の範囲内で変
位することにより、管状部分(6)との境界面を形成しており、また前記二つの
辺が、上底の両側に、上底(22)に対して鈍角(α)を成していることを特徴
とする一体型内部ノズル(2)。 - 【請求項2】 多角形底面が、鋭角部を持たないように、少なくとも二つの
追加の辺(24、24´)を含むことを特徴とする請求項1に記載の内部ノズル
。 - 【請求項3】 角柱の二つの多角形底面の各々の上底(22)に対応する、
プレート(7)の稜が、その先が切り取られていることを特徴とする請求項1又
は2に記載の内部ノズル。 - 【請求項4】 内部ノズルのプレート(7)が対称ではないことを特徴とす
る請求項1〜3のいずれか一項に記載の内部ノズル。 - 【請求項5】 プレート(7)の非対称性が、このプレートのコーナの先端
を切り落とすことにより実現されることを特徴とする請求項4に記載の内部ノズ
ル。 - 【請求項6】 プレート(7)の非対称性が、このプレートのコーナ(25
、25´、26、26´)を各々の対に関して異なる曲率半径で丸くすることに
より実現されることを特徴とする請求項4に記載の内部ノズル。 - 【請求項7】 内部ノズル用のクランプ装置であって、このクランプ装置が
、少なくとも二つの組立体を含んでいて、前記組立体の各々が、水平軸(11)
の周りで回動するクランプ(10)からなり、このクランプ(10)にはシュー
(13)を収容する溝(12)が設けられており、前記シュー(13)が、概ね
円筒形状であって、前記円筒の軸と平行な平坦面(14)を含んでいて、溝(1
2)の中で回動できることを特徴とするクランプ装置。 - 【請求項8】 クランプ(10)の溝(12)が概ね円筒形状であって、溝
(12)の軸が、前記円筒の半径より少なくとも大きい距離、好ましくはごく僅
か大きい距離、に置かれることを特徴とする請求項7に記載のクランプ装置。 - 【請求項9】 クランプ(10)が、溝(12)の軸に対して直角な穴(1
7)を含んでいて、穴(17)が溝(12)の面と接して設けられていることと
、シュー(13)が、シュー(13)の軸と直角な方向にあってクランプの穴(
17)と同じ寸法である溝(18)を含んでおり、この溝(18)がシュー(1
3)の平坦面(14)の反対側に位置していて、クランプの穴(17)とシュー
の溝(18)とが、概ね管形状の要素(19)を受け入れることができることと
を特徴とする請求項8に記載のクランプ装置。 - 【請求項10】 クランプ(10)が、スロット(20)を備えていて、こ
のスロット(20)の中に、垂直軸(16)の周りで回動するカム(15)の偏
芯部分の傾斜端部(50)が係合することを特徴とした請求項7〜10のいずれ
か一項に記載のクランプ装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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