JP2012115896A - ガス吹き込み用ノズルへのメタルケースの装着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス吹き込み用ノズルのノズル本体の外周面とメタルケースとの間に目地材を隙間なくフル充填することができるガス吹き込み用ノズルへのメタルケースの装着方法を提供すること。
【解決手段】ノズル本体２ａの外側面形状を、その上部は下方に向けて拡径するテーパー形状とし、このテーパー形状部分に連なる下部は同一径のストレート形状とし、ノズル本体２ａの外側面に目地材２ｅを塗布した後に、ノズル本体２ａの外側面形状に対応する形状を有する外側面用メタルケース２ｃ−３をノズル本体２ａの上部から下部に向けて押し下げながらノズル本体２ａの外側面全体を覆うように装着する段階と、ノズル本体２ａの底面に底面用メタルケース２ｃ−４を装着する段階と、外側面用メタルケース２ｃ−３と底面用メタルケース２ｃ−４とを接合する段階とを含むガス吹き込み用ノズルへのメタルケースの装着方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶融金属が通過するノズル内孔の表面からガスをノズル内孔内に吹き込む機能を備えたガス吹き込み用ノズルのノズル本体の外周にメタルケースを装着する方法に関する。

取鍋やタンディッシュなどの溶鋼容器から溶鋼を次工程に移送するためのノズルは溶鋼が通過するノズル内孔を有するが、ノズル内孔の表面には溶鋼中から析出するアルミナ等が付着し、ノズル詰まりを生じるという問題がある。このノズル詰まりの防止策として、従来より、ノズル本体を通気性耐火物とし、そのノズル内孔の表面から窒素やアルゴンなどの不活性ガスをノズル内孔内に吹き込む機能を備えたガス吹き込み用ノズルが使用されている（例えば特許文献１）。

図３は、従来のガス吹き込み用ノズルを適用したタンディッシュの底部を示す断面図である。タンディッシュ１の底部に設けた羽口１ａにガス吹き込み用ノズルとして上ノズル２が嵌め込まれ、上ノズル２の下面側に溶鋼の流量を制御するスライディングノズル装置３が設置されている。

上ノズル２のノズル本体２ａは通気性耐火物からなり、その中心に溶鋼が通過するノズル内孔２ｂを有する。ノズル本体２ａの外周面は間隔を開けてメタルケース２ｃで囲まれており、ノズル本体２ａの外周面とメタルケース２ｃの内周面、及びモルタルなどの目地材２ｅとの間の空間がガスプール２ｄになっている。ガスプール２ｂにはメタルケース２ｃを介してガス供給管４が接続されている。ガス供給管４から供給されたガスはガスプール２ｂに充満し、ノズル本体２ａを通過してノズル内孔２ｂの表面からノズル内孔２ｂ内に吹き込まれる。

このような上ノズル２（ガス吹き込み用ノズル）において、ガスプール２ｄには通常０．１〜０．２ＭＰａ程度の吹き込み背圧がかかっている。一方で、鋳造中、メタルケース２ｃは８００℃以上の高温になり、その高温域で背圧を受けた場合、メタルケース２は容易に変形し、ガスがリークする。このガスリークによる背圧低下は、ガス吹き込み機能の低下あるいはガス吹き込みの均一性の低下を引き起こし、ガス吹き込み用ノズルが抱える課題の一つである。

ガス吹き込み用ノズルにおいて、上述のメタルケースの変形に起因するガスリークを防止するには、ガスプールをメタルケースとノズル本体との間ではなく、例えばノズル本体の内部にスリット状に形成し、ノズル本体とメタルケースとの間には目地材をフル充填することが考えられる。

しかし、以下に説明するように、従来のメタルケースの装着方法ではノズル本体とメタルケースとの間には目地材を隙間なくフル充填することは困難である。

図４は、従来のメタルケースの装着方法を示す。上ノズル２のノズル本体２ａの外側面形状は、図３に示したようにタンディッシュ底部の羽口の下方から装着する外装式の場合、上部は下方に向けて拡径するテーパー形状とし、このテーパー形状部分に連なる下部は同一径のストレート形状とするのが一般的である。そこで、従来のメタルケースの装着方法では、ノズル本体２ａのテーパー形状部分に対応する形状を有する第１のメタルケース２ｃ−１と、ノズル本体２ａのストレート形状部分に対応する形状を有すると共にノズル本体２ａの底面を覆う形状を有する第２のメタルケース２ｃ−２とを準備し、それぞれをノズル本体２ａに装着した後に、第１のメタルケース２ｃ−１と第２のメタルケース２ｃ−２とを接合（溶接）するようにしていた。

具体的には、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、ノズル本体２ａのテーパー形状部分に目地材２ｅを塗布した後に第１のメタルケース２ｃ−１を上方から押し下げるようにして装着する。このとき、ノズル本体２ａの外側面及び第１のメタルケース２ｃ−１が下方に向けて拡径するテーパー形状を有することから、第１のメタルケース２ｃ−１を押し下げるにしたがい、目地材２ｅも下方に押し下げられながら拡がって行くので、この部分のフル充填は容易である。

一方、第２のメタルケース２ｃ−２を装着する際には、図４（ｃ）及び（ｄ）示すようにノズル本体２ａの上下を逆転させ、ノズル本体２ａの底面及びストレート形状部分に目地材２ｅを塗布した後に、第２のメタルケース２ｃ−２を上方から押し下げるようにして装着する。しかし、このときのノズル本体２ａの外側面及び第２のメタルケース２ｃ−２はストレート形状であることから、第２のメタルケース２ｃ−２を押し下げても、目地材２ｅには剪断力が作用するのみで、第１のメタルケース２ｃ−１を押し下げるときのように目地材２ｅを下方に押し下げるような力は作用しないので、目地材２ｅを隙間なくフル充填することは困難である。その結果、ノズル本体２ａのストレート形状部分と第２のメタルケース２ｃ−２との間に隙間が残り、ガスリークの原因となる。

実開平６−１９９６６号公報

本発明が解決しようとする課題は、ガス吹き込み用ノズルのノズル本体の外周面とメタルケースとの間に目地材を隙間なくフル充填することができるガス吹き込み用ノズルへのメタルケースの装着方法を提供することにある。

本発明は、溶融金属が通過するノズル内孔を有し、ノズル内孔の表面からガスを吹き込むガス吹き込み用ノズルのノズル本体の外周にメタルケースを装着する方法であって、ノズル本体の外側面形状を、その上部は下方に向けて拡径するテーパー形状とし、このテーパー形状部分に連なる下部は同一径のストレート形状とし、ノズル本体の外側面に目地材を塗布した後に、ノズル本体の外側面形状に対応する形状を有する外側面用メタルケースをノズル本体の上部から下部に向けて押し下げながらノズル本体の外側面全体を覆うように装着する段階と、ノズル本体の底面に底面用メタルケースを装着する段階と、外側面用メタルケースと底面用メタルケースとを接合する段階とを含むことを特徴とするものである。

本発明においては、ノズル本体の外側面形状は、その全体を下方に向けて拡径するテーパー形状とすることもできる。

本発明によれば、ノズル本体の外側面全体を覆う外側面用メタルケースを、テーパー形状部分からストレート形状部分へと押し下げながらノズル本体の外側面全体に装着するので、上部のテーパー形状部分を通過する際に目地材を下方に押し下げる力が作用し、ノズル本体の外側面と外側面用メタルケースとの間に目地材を隙間なくフル充填することができる。また、ノズル本体の底面には底面用メタルケースを個別に装着して、その後、外側面用メタルケースと底面用メタルケースとを接合するので、ノズル本体の底面も含めて、ノズル本体の外周面とメタルケースとの間に目地材を隙間なくフル充填することができる。

本発明のメタルケースの装着方法の第１の形態を示す説明図である。 本発明のメタルケースの装着方法の第２の形態を示す説明図である。 従来のガス吹き込み用ノズルを適用したタンディッシュの底部を示す断面図である。 従来のメタルケースの装着方法の第２の形態を示す説明図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明のメタルケースの装着方法の第１の形態を示す説明図である。図１に示すガス吹き込み用ノズル２は、図３に示した従来のガス吹き込み用ノズルと同様に、上ノズルとして、タンディッシュの底部に設けた羽口に嵌め込まれて使用される。

図１に示すガス吹き込み用ノズル２のノズル本体２ａは通気性耐火物からなり、中心に溶鋼が通過するノズル内孔２ｂを有する。

ノズル本体２ａの外側面形状は、その上部は下方に向けて拡径するテーパー形状とし、このテーパー形状部分に連なる下部は同一径のストレート形状としている。

本発明では、ノズル本体２ａの外周を覆うメタルケースとして、外側面用メタルケース２ｃ−３と底面用メタルケース２ｃ−４とを使用する。外側面用メタルケース２ｃ−３は、ノズル本体２ａの外側面全体を覆うためにノズル本体の外側面形状（テーパー形状部分及びストレート形状部分）に対応する形状を有する。底面用メタルケース２ｃ−４はノズル本体２ａの底面を覆う。

メタルケースの装着方法を説明する。図１（ａ）及び（ｂ）に示すようにノズル本体２ａの外側面に目地材２ｅを塗布した後に、外側面用メタルケース２ｃ−３をノズル本体２ａの上部から下部に向けて押し下げながらノズル本体２ａの外側面全体を覆うように装着する。このとき、外側面用メタルケース２ｃ−３がノズル本体２ａ上部のテーパー形状部分を通過する際に目地材２ｅは下方に押し下げられなから拡がって行くので、ノズル本体２ａの外側面と外側面用メタルケース２ｃ−３との間に目地材２ｅを隙間なくフル充填することができる。

次に、図１（ｃ）にするようにノズル本体２ａの上下を逆転させ、ノズル本体２ａの底面に目地材２ｅを介して底面用メタルケース２ｃ−４を装着する。ノズル本体２ａの底面と底面用メタルケース２ｃ−４との間には目地材２ｅを容易に隙間なくフル充填することができる。

最後に、外側面用メタルケース２ｃ−３と底面用メタルケース２ｃ−４とを接合（溶接）する。なお、外側面用メタルケース２ｃ−３の装着と底面用メタルケース２ｃ−４の装着は、いずれが先であっても良いことは言うまでもない。

図２は、本発明のメタルケースの装着方法の第２の形態を示す説明図である。図２の形態では、先に説明した図１の形態のノズル本体２ａにおいてストレート形状としていた部分も下方に向けて拡径するテーパー形状としている。この図２の形態においても、図１の形態と同様の要領で外側面用メタルケース２ｃ−３及び底面用メタルケース２ｃ−４を装着し、これらを接合することで、ノズル本体２ａの外周と外側面用メタルケース２ｃ−３及び底面用メタルケース２ｃ−４との間に目地材２ｅを隙間なくフル充填することができる。とくに図２の形態では、ノズル本体２ａの外側面形状の全体を下方に向けて拡径するテーパー形状としているので、目地材２ｅをより確実にフル充填することができる。

なお、図１及び図２では、ガスプール及びガスプールにガスを供給するガス供給管は省略したが、ガスプールはノズル本体２ａの内部に設けられ、ガス供給管はそのガスプールに連通するように設けられる。

本発明が対象とするガス吹き込み用ノズルは、タンディッシュの底部に使用される上ノズルのほか、取鍋の底部に使用される上ノズル等としても利用可能である。

１ タンディッシュ
１ａ 羽口
２ ガス吹き込み用ノズル（上ノズル）
２ａ ノズル本体
２ｂ ノズル内孔
２ｃ メタルケース
２ｃ−１ 第１のメタルケース
２ｃ−２ 第２のメタルケース
２ｃ−３ 外側面用メタルケース
２ｃ−４ 底面用メタルケース
２ｄ ガスプール
２ｅ 目地材
３ スライディングノズル装置
４ ガス供給管

Claims (2)

1. 溶融金属が通過するノズル内孔を有し、ノズル内孔の表面からガスを吹き込むガス吹き込み用ノズルのノズル本体の外周にメタルケースを装着する方法であって、
   ノズル本体の外側面形状を、その上部は下方に向けて拡径するテーパー形状とし、このテーパー形状部分に連なる下部は同一径のストレート形状とし、
   ノズル本体の外側面に目地材を塗布した後に、ノズル本体の外側面形状に対応する形状を有する外側面用メタルケースをノズル本体の上部から下部に向けて押し下げながらノズル本体の外側面全体を覆うように装着する段階と、
   ノズル本体の底面に底面用メタルケースを装着する段階と、
   外側面用メタルケースと底面用メタルケースとを接合する段階とを含むガス吹き込み用ノズルへのメタルケースの装着方法。
2. ノズル本体の外側面形状の全体を下方に向けて拡径するテーパー形状とする請求項１に記載のガス吹き込み用ノズルへのメタルケースの装着方法。

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