JP2011083775A - 連続鋳造用ロングノズル支持ホルダー - Google Patents

Abstract

【課題】連続鋳造において、ロングノズルを用いてレードルからタンディシュ内に溶鋼を注湯する際に、そのロングノズルが装着されるロングノズル支持ホルダーとして、ロングノズルがレードル底部のスライディングノズルの動きに円滑に追従できる構造でかつ寿命の長い連続鋳造用ロングノズル支持ホルダーを提供する。
【解決手段】ロングノズル１３が装着されるロングノズル支持ホルダー２０Ａであって、内部に凸型の球面座２６と鋼球２７を組み合わせた球面軸受２５が設置されているとともに、球面軸受２５に空気を噴き付けるためのスリットノズル３１が形成されたスリットノズルリング３０を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、連続鋳造において、ロングノズルを用いてレードルからタンディシュ内に溶鋼を注湯する際に、そのロングノズルが装着されるロングノズル支持ホルダーに関するものである。

連続鋳造では、図１に一例を示すように、レードル１１からタンディシュ１４内に溶鋼１０を注湯する際に、ロングノズル（別名：エアシールパイプ）１３と呼ばれる耐火物製のノズルの上端をレードル１０底部の溶鋼注ぎ口（スライディングノズル）１２に装着し、ロングノズル１３の下端をタンディシュ１４内の溶鋼に浸漬させた状態で注湯している。

そして、レードル１１内の溶鋼１０がなくなると、レードル１１底部のスライディングノズル１２からロングノズル１３を取り外し、スイングタワー（図示せず）等によって、レードル１１を空になったレードルから溶鋼が満たされているレードルに交換して、再びロングノズル１３をレードル１１底部のスライディングノズル１２に装着して、タンディシュ１４内に溶鋼１０を注湯する。これによって、連続的に鋳造することができ、品質、生産性を向上させることができる。

このように、ロングノズル１３をレードル１１底部のスライディングノズル１２に装着したり、取り外したりする際には、ロングノズル着脱装置１５が用いられる（例えば、特許文献１〜３参照）。

その際、図１、図２に示すように、通常、ロングノズル１３は、その上端部をロングノズル支持ホルダー２０に装着され、そのロングノズル支持ホルダー２０がロングノズル着脱装置１５のアーム１５ａの先端部（受け部）１５ｂにセットされる。なお、図２において、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は上面図である。

ここで、図１に示すように、ロングノズル着脱装置１５は、ロングノズル１３をレードル１１底部のスライディングノズル１２に装着した後は、その状態でロングノズル１３を支持するロングノズル支持装置として機能する。

その際、ロングノズル支持ホルダー２０はロングノズル着脱装置（ロングノズル支持装置）１５の受け部１５ｂにセットされた状態で、ロングノズル着脱装置１５の水平移動によって水平方向に移動するとともに、受け部１５ｂを回転支点として垂直方向に回転できるようになっている。また、ロングノズル支持ホルダー２０は、ロングノズル１３の中心軸を回転軸としてロングノズル１３を水平方向に回転できるような構造になっている。

上記のような構成のもとで、レードル１１からタンディシュ１４内に溶鋼１０を注湯する時には、レードル１１底部のスライディングノズル１２の水平移動によってタンディシュ１４への注ぎ量（注湯量）が制御される。その際、ロングノズル１３は、その上端がスライディングノズル１２に装着されているため、操業中（注湯中）にスライディングノズル１２の水平移動に追随して常時水平方向に移動する。また、レードル１１内の溶鋼１０を可能な限りタンディシュ１４に注ぐために、レードル１１に傾斜をつけてスイングタワーにセットしたり、また操業中にレードル１１の傾斜を変更させたりする技術が用いられる（例えば、特許文献４、５参照）。これに伴って、レードル１１底部のスライディングノズル１２も傾斜することになる。

この場合、ロングノズル１３は、常時水平移動するとともに傾斜するスライディングノズル１２の動きに追従しなければならない。ロングノズル１３がスライディングノズル１２の動きに追従できないと、ロングノズル１３とスライディングノズル１２との嵌合面に隙間が発生し、周辺に溶鋼１０が飛び散る等の重大なトラブルを引き起こす。

そこで、スライディングノズル１２に対するロングノズル１３の追従性を確保するために、ロングノズル支持ホルダー２０やロングノズル支持装置１５でスライディングノズル１２の動きの変化を吸収している。

スライディングノズル１２の移動方向と、スライディングノズル１２の傾斜方向、ロングノズル１３の支持方向が一致している場合は、スライディングノズル１２に対するロングノズル１３の追従方向は一方向となるため、ロングノズル支持ホルダー受け部１５ｂでのロングノズル支持ホルダー２０の垂直方向の回転運動と、ロングノズル支持ホルダー２０内の水平方向の回転運動で、スライディングノズル１２の動きを吸収することができる。

しかし、スライディングノズル１２の移動方向と、スライディングノズル１２の傾斜方向、ロングノズル１３の支持方向が一致していない場合は、ロングノズル支持ホルダー２０内で、スライディングノズル１２の動き（傾斜）を吸収する必要がある。

そのために、ロングノズル支持ホルダー２０内に、凸型の球面座と凹型の球面座を組み合わせた球面座構造や、凸型の球面座と鋼球を組み合わせた球面軸受等を設置して、スライディングノズル１２の動きに追従してロングノズル１３が傾斜できるようにしている。

特開２００５−１８６１４４号公報 特開２００５−２５４２５７号公報 特開平０９−２０１６５７号公報 実開平０５−０４４３５８号公報 実開２０００−０７９４５０号公報

しかし、ロングノズル支持ホルダー内に、凸型の球面座と凹型の球面座を組み合わせた球面座構造や、凸型の球面座と鋼球を組み合わせた球面軸受を設置して、スライディングノズルの動きに追従してロングノズルが傾斜できるようにした場合、以下のような問題がある。

まず、球面座構造の場合、可動性は得られるが、球面座同士（凸型の球面座と凹型の球面座）が面接触であるため、摺動抵抗が大きい。連続鋳造でのロングノズル着脱装置周辺は粉塵が多く、この粉塵が球面座同士の接触面に入り込んで大きな摺動抵抗となる。また、ロングノズルはロングノズル支持ホルダーが装着された状態で約１０００℃付近まで昇温してから操業するため、ロングノズル支持ホルダーは非常に高温になり、球面座同士が焼き付いて摺動抵抗となる。周辺温度も高く火気もあるため、油脂類による潤滑もできない。

一方、球面軸受の場合、凸型の球面座と鋼球の点接触であるため、摺動抵抗は小さいが、上述したように連続鋳造でのロングノズル着脱装置周辺は粉塵が多いので、使用中に球面軸受内に噛み込んだ粉塵が抵抗となって、スライディングノズルの動きにロングノズルが追従できなくなるトラブルが発生する。しかも、噛み込んだ粉塵で球面軸受が非常に短寿命となる。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、連続鋳造において、ロングノズルを用いてレードルからタンディシュ内に溶鋼を注湯する際に、そのロングノズルが装着されるロングノズル支持ホルダーとして、ロングノズルがレードル底部のスライディングノズルの動きに円滑に追従できる構造でかつ寿命の長い連続鋳造用ロングノズル支持ホルダーを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］連続鋳造において、ロングノズルを用いてレードルからタンディシュ内に溶鋼を注湯する際に、そのロングノズルが装着される連続鋳造用ロングノズル支持ホルダーであって、内部に凸型の球面座と鋼球を組み合わせた球面軸受が設置されているとともに、該球面軸受に空気を噴き付けるための空気噴き付け手段を備えていることを特徴とする連続鋳造用ロングノズル支持ホルダー。

［２］前記空気噴き付け手段は、前記球面軸受に空気を噴き付けるためのスリットノズルが形成されたスリットノズルリングを有していることを特徴とする前記［１］に記載の連続鋳造用ロングノズル支持ホルダー。

［３］前記スリットノズルリングは脱着できるようになっていることを特徴とする前記［２］に記載の連続鋳造用ロングノズル支持ホルダー。

本発明においては、ロングノズルを用いてレードルからタンディシュ内に溶鋼を注湯する際に、そのロングノズルが装着されるロングノズル支持ホルダーとして、ロングノズルがレードル底部のスライディングノズルの動きに円滑に追従できる構造でかつ寿命の長いロングノズル支持ホルダーを提供することができる。

すなわち、本発明のロングノズル支持ホルダーは、内部に凸型の球面座と鋼球を組み合わせた球面軸受が設置されているので、凸型の球面座と鋼球の点接触によって、摺動抵抗が小さいことから、ロングノズルがスライディングノズルの動きに円滑に追従することができる。そして、その球面軸受に空気を噴き付けるための空気噴き付け手段を備えているので、噴き付けた空気によるエアパージ効果によって、球面軸受への粉塵の混入を抑止できるとともに、噴き付けた空気による冷却効果によって、球面軸受の焼き付き防止も図ることができることから、長寿命である。

レードルからタンディシュ内に溶鋼を注湯している状態を示す図である。 ロングノズルがロングノズル支持ホルダーに装着された状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係るロングノズル支持ホルダーを示す図である。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

本発明の一実施形態において、ロングノズルを用いてレードルからタンディシュ内に溶鋼を注湯する際の状態は、前述の図１に示したものと同様である。

すなわち、図１に示すように、レードル１１からタンディシュ１４内に溶鋼１０を注湯する際には、ロングノズル１３の上端をレードル１０底部のスライディングノズル１２に装着し、ロングノズル１３の下端をタンディシュ１４内の溶鋼に浸漬させた状態で注湯する。

そして、レードル１１内の溶鋼１０がなくなると、レードル１１底部のスライディングノズル１２からロングノズル１３を取り外し、スイングタワー（図示せず）によって、レードル１１を空になったレードルから溶鋼が満たされているレードルに交換して、再びロングノズル１３をレードル１１底部のスライディングノズル１２に装着して、タンディシュ１４内に溶鋼１０を注湯する。これによって、連続的に鋳造することができ、品質、生産性を向上させることができる。

このように、ロングノズル１３をレードル１１底部のスライディングノズル１２に装着したり、取り外したりする際には、ロングノズル着脱装置１５が用いられる。

その際、図１、図２に示したように、ロングノズル１３は、その上端部をロングノズル支持ホルダー２０に装着され、そのロングノズル支持ホルダー２０がロングノズル着脱装置１５のアーム１５ａの先端部（受け部）１５ｂにセットされる。

ここで、図１に示すように、ロングノズル着脱装置１５は、ロングノズル１３をレードル１１底部のスライディングノズル１２に装着した後は、その状態でロングノズル１３を支持するロングノズル支持装置として機能する。

その際、ロングノズル支持ホルダー２０はロングノズル着脱装置（ロングノズル支持装置）１５の受け部１５ｂにセットされた状態で、ロングノズル着脱装置１５の水平移動によって水平方向に移動するとともに、受け部１５ｂを回転支点として垂直方向に回転できるようになっている。

その上で、この実施形態においては、ロングノズル支持ホルダー２０が、図３に示すような構造のロングノズル支持ホルダー２０Ａとなっている。

すなわち、図３に示すように、この実施形態に係るロングノズル支持ホルダー２０Ａは、外周側に位置して、ロングノズル着脱装置１５の受け部１５ｂに載置される支持ホルダー本体２１と、内周側に位置して、ロングノズル１３が直接装着されるロングノズル装着部材２４とを備えているとともに、支持ホルダー本体２１とロングノズル装着部材２４との間に、凸型の球面座２６と鋼球２７を組み合わせた球面軸受２５と、球面軸受２５に空気を噴き付けるためのスリットノズル（スリット孔）３１が形成されたスリットノズルリング３０とを備えている。

ここで、球面軸受２５の凸型の球面座２６は、斜め下方に向かって凸形状になった球面２６ａを有するリング状の球面座であり、その凸形状の球面２６ａは、ロングノズル１３の中心軸（すなわち、ロングノズル支持ホルダー２０Ａの中心軸）を上方に延長した線１３ａ上の一点Ｏを中心とした曲率半径Ｒの球面となっている。そして、凸型の球面座２６は、ロングノズル装着部材２４の外面に固定されている。

また、球面軸受２５の鋼球２７は、ロングノズル支持ホルダー２０Ａの周方向に沿って複数個（例えば、２０個）配置されており、それぞれ、球面座２６の凸形状の球面２６ａに接するとともに、下方からスリットノズルリング３０によって支持されている。

これによって、レードル１１の傾斜によってスライディングノズル１２が傾斜した際に、ロングノズル１３を直接支持しているロングノズル装着部材２４が、球面軸受２５の働きによって、支持ホルダー本体２１に対して、傾斜することができる。また、ロングノズル装着部材２４は、球面軸受２５の働きによって、支持ホルダー本体２１に対して、ロングノズル１３の中心軸（すなわち、ロングノズル支持ホルダー２０Ａの中心軸）を回転軸として水平方向に回転することができる。

また、スリットノズルリング３０のスリットノズル（スリット孔）３１は、球面軸受２５の鋼球２７の配置位置に対応して複数個（例えば、２０個）設けられており、それぞれのスリットノズル３１は、支持ホルダー本体２１内に形成されている空気流路２２とノズルヘッダ２３に連結している。

これによって、空気流路２２とノズルヘッダ２３を経由して供給された空気をスリットノズル３１から球面軸受２５に向けて噴き付けることができる。

なお、スリットノズルリング３０のスリットノズル３１に粉塵が詰まって、空気の噴き付け状態が悪くならないように、スリットノズル３１やノズルヘッダ２３等を定期的に掃除することが好ましい。

そこで、スリットノズルリング３０は、支持ホルダー本体２１に対して着脱できるようになっており、それによって、スリットノズルリング３０を支持ホルダー本体２１から取り外した状態でスリットノズル３１やノズルヘッダ２３等の掃除作業を行うことができるので、掃除作業の効率を高めることができる。

このようにして、この実施形態に係るロングノズル支持ホルダー２０Ａは、ロングノズル着脱装置１５の受け部１５ｂに載置される支持ホルダー本体２１と、ロングノズル１３が直接装着されるロングノズル装着部材２４との間に、凸型の球面座２６と鋼球２７を組み合わせた球面軸受２５が設置されているので、凸型の球面座と鋼球の点接触によって、摺動抵抗が小さいことから、ロングノズル装着部材２４に装着されているロングノズル１３がスライディングノズル１２の動きに円滑に追従することができる。

そして、スリットノズル３１から球面軸受２５に向けて空気を噴き付けることができるようになっているので、噴き付けた空気によるエアパージ効果によって、球面軸受２５への粉塵の混入を抑止できるとともに、噴き付けた空気による冷却効果によって、球面軸受２５の焼き付き防止も図ることができることから、長寿命である。

したがって、この実施形態においては、ロングノズル１３を用いてレードル１１からタンディシュ１４内に溶鋼１０を注湯する際に、そのロングノズル１３が装着されるロングノズル支持ホルダー２０として、ロングノズル１３がレードル１１底部のスライディングノズル１２の動きに円滑に追従できる構造でかつ寿命の長いロングノズル支持ホルダー２０Ａを提供することができる。

１０ 溶鋼
１１ レードル
１２ スライディングノズル
１３ ロングノズル
１３ａ ロングノズルの中心軸
１４ タンディシュ
１５ ロングノズル着脱装置（ロングノズル支持装置）
１５ａ ロングノズル着脱装置のアーム
１５ｂ ロングノズル着脱装置の受け部
２０ ロングノズル支持ホルダー
２０Ａ ロングノズル支持ホルダー
２１ 支持ホルダー本体２１
２２ 空気流路
２３ ノズルヘッダ
２４ ロングノズル装着部材
２５ 球面軸受
２６ 凸型の球面座
２６ａ 凸型の球面座の球面
２７ 鋼球
３０ スリットノズル
３１ スリットノズルリング

Claims (3)

1. 連続鋳造において、ロングノズルを用いてレードルからタンディシュ内に溶鋼を注湯する際に、そのロングノズルが装着される連続鋳造用ロングノズル支持ホルダーであって、内部に凸型の球面座と鋼球を組み合わせた球面軸受が設置されているとともに、該球面軸受に空気を噴き付けるための空気噴き付け手段を備えていることを特徴とする連続鋳造用ロングノズル支持ホルダー。
2. 前記空気噴き付け手段は、前記球面軸受に空気を噴き付けるためのスリットノズルが形成されたスリットノズルリングを有していることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用ロングノズル支持ホルダー。
3. 前記スリットノズルリングは脱着できるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の連続鋳造用ロングノズル支持ホルダー。

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