JP2012200747A

JP2012200747A - Upper nozzle

Info

Publication number: JP2012200747A
Application number: JP2011066230A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Tsuzuki; 哲生続木; Koji Kawarada; 幸司瓦田; Atsuo Kimura; 温良木村; Kazunori Ueda; 和則植田; Shinichi Fukunaga; 新一福永; Yusuke Abe; 佑輔安部; Tatsuo Saito; 達雄斎藤
Original assignee: Nippon Steel Corp; Krosaki Harima Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Krosaki Harima Corp
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2012-10-22
Anticipated expiration: 2031-03-24
Also published as: JP5542079B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a decline in back pressure of blown gas in an upper nozzle with a refractory for gas blowing.SOLUTION: In the upper nozzle 10A, the refractory 13 for gas blowing is incorporated on a nozzle hole 12 side of a nozzle body 11 made of a refractory brick, and at least the outside surface of the refractory 13 for gas blowing is surrounded by a metal plate 14. A refractory brick 18 for gas seal is arranged facing the lower surface of the metal plate 14.

Description

本発明は、溶融金属の流量制御を行うスライディングノズル装置の上プレートの上面に接合される上ノズルに関する。 The present invention relates to an upper nozzle joined to the upper surface of an upper plate of a sliding nozzle device that controls the flow rate of molten metal.

スライディングノズル装置は、溶融金属の流量制御を正確に行うことができるため、各種の溶融金属容器に広く利用されている。スライディングノズル装置は、一般的に２〜３枚のプレートを備え、一番上の上プレートの上面に上ノズルが接合される。 Since the sliding nozzle device can accurately control the flow rate of the molten metal, it is widely used in various molten metal containers. The sliding nozzle device generally includes two to three plates, and the upper nozzle is joined to the upper surface of the uppermost upper plate.

上ノズルとしては、そのノズル孔を通過する溶融金属流にガスを吹き込むためにガス吹き込み用耐火物を備えたものが知られている（例えば特許文献１）。ガス吹き込み用耐火物からノズル孔に向けてガスを吹き込むことで、上ノズルのノズル孔の壁面、及びスライディングノズル装置の下面側に接合される下ノズルや浸漬ノズルのノズル孔の壁面にアルミナ等の介在物が付着することを防止する。 As the upper nozzle, one having a refractory for gas blowing in order to blow gas into a molten metal flow passing through the nozzle hole is known (for example, Patent Document 1). By blowing the gas from the gas blowing refractory toward the nozzle hole, alumina or the like is applied to the wall surface of the nozzle hole of the upper nozzle and the wall surface of the nozzle hole of the lower nozzle or immersion nozzle joined to the lower surface side of the sliding nozzle device. Prevent inclusions from adhering.

このようなガス吹き込み用耐火物を備えた上ノズルの従来例を図２に示す。上ノズル１０Ｂのノズル本体１１は耐火れんがからなり、そのノズル本体１１のノズル孔１２側の下部にガス吹き込み用耐火物１３が組み込まれている。ガス吹き込み用耐火物１３は、その外側面全体と上面及び下面の一部が金属板１４で包囲されている。金属板１４とガス吹き込み用耐火物１３との接合部分にはモルタル１５が施工される。また、金属板１４とガス吹き込み用耐火物１３との間にはガスプール１６が設けられ、このガスプール１６にガス導管１７を接続してガスを供給する。ガスプール１６にガス吹き込み用耐火物１３のスリット１３ａが連通しており、スリット１３ａからノズル孔１２に向けてガスが吹き込まれる。 A conventional example of an upper nozzle provided with such a refractory for blowing gas is shown in FIG. The nozzle body 11 of the upper nozzle 10B is made of refractory bricks, and a gas blowing refractory 13 is incorporated in the lower part of the nozzle body 11 on the nozzle hole 12 side. The gas blowing refractory 13 is surrounded by a metal plate 14 on the entire outer surface and part of the upper and lower surfaces. A mortar 15 is applied to the joint between the metal plate 14 and the gas blowing refractory 13. A gas pool 16 is provided between the metal plate 14 and the gas blowing refractory 13, and a gas conduit 17 is connected to the gas pool 16 to supply gas. A slit 13 a of the gas blowing refractory 13 communicates with the gas pool 16, and gas is blown from the slit 13 a toward the nozzle hole 12.

ガス吹き込み用耐火物１３は、ノズル本体１１への組み込みを容易に行うことができるように、ノズル本体１１の下方の開口部から装着するようにしている。このため、ガス吹き込み用耐火物１３の下面は上ノズル１０Ｂの下面側に露出する。したがって、上ノズル１０Ｂをスライディングノズル装置の上プレート２０に接合する際には、ガス吹き込み用耐火物１３の下面が上プレート２０の上面にモルタル２１を介して接合される。なお、金属板１４とノズル本体１１との間にもモルタル１５が施工される。 The gas blowing refractory 13 is mounted from the opening below the nozzle body 11 so that the gas blowing refractory 13 can be easily incorporated into the nozzle body 11. Therefore, the lower surface of the gas blowing refractory 13 is exposed on the lower surface side of the upper nozzle 10B. Therefore, when the upper nozzle 10B is joined to the upper plate 20 of the sliding nozzle device, the lower surface of the gas blowing refractory 13 is joined to the upper surface of the upper plate 20 via the mortar 21. A mortar 15 is also applied between the metal plate 14 and the nozzle body 11.

しかし、上ノズル１０Ｂでは、ガス吹き込み用耐火物１３を金属板１４で包囲することで、ガスリークを抑えるようにしているものの、実操業においては、依然としてガスリークが原因と見られる吹き込みガスの背圧の経時的な低下が発生しているのが現状である。 However, in the upper nozzle 10B, the gas blowing refractory 13 is surrounded by the metal plate 14 so as to suppress the gas leakage. However, in actual operation, the back pressure of the blowing gas that is still considered to be the cause of the gas leakage is reduced. The current situation is that there is a decrease over time.

特開２０００−６１５９５号公報JP 2000-61595 A

本発明が解決しようとする課題は、ガス吹き込み用耐火物を備えた上ノズルにおいて、吹き込みガスの背圧の低下を抑制することにある、 The problem to be solved by the present invention is to suppress a decrease in the back pressure of the blown gas in the upper nozzle provided with the refractory for blowing gas,

本発明者が実際に図２に示す上ノズル１０Ｂを実操業に供し、使用後の上ノズル１０Ｂを観察したところ、金属板１４が大きく変形していることから、ガスリークのおもな原因は金属板１４の熱膨張であると考えられた。すなわち、金属板１４は耐火物よりも熱膨張率が大きいため、金属板１４が使用中に大きく熱膨張し、モルタルシールを壊して隙間が生じ、その隙間を経路としてガスリークが発生すると考えられた。 When the present inventor actually used the upper nozzle 10B shown in FIG. 2 and observed the upper nozzle 10B after use, the metal plate 14 was greatly deformed. The thermal expansion of the plate 14 was considered. That is, since the metal plate 14 has a larger coefficient of thermal expansion than the refractory, the metal plate 14 is greatly expanded during use, and the mortar seal is broken to form a gap, and it is considered that a gas leak occurs through the gap as a route. .

本発明者は、この金属板１４の熱膨張による隙間の発生現象に着目して検討を重ねた。その結果、金属板１４の上面及び側面は、耐火れんがからなるノズル本体１１で押さえ込まれているので、その部分にガスリークの原因となる隙間が発生する可能性は低く、ガスリークの原因となる隙間は、金属板１４の下面側で発生しやすいと考えられた。すなわち、金属板１４の下面側には、モルタル２１が介在しており、このモルタル２１としては、従来、上ノズル１０Ｂの交換作業を容易にするため、低強度及び低接着性で可縮性のあるモルタルが使用されていることから、金属板１４が下方に膨張したときに押しつぶされ、その結果、金属板１４の下面と上プレート２０の上面との間に隙間が発生し、その隙間を経路としてガスリークが発生すると考えられた。 The present inventor has repeatedly studied paying attention to the generation phenomenon of the gap due to the thermal expansion of the metal plate 14. As a result, since the upper surface and the side surface of the metal plate 14 are pressed by the nozzle body 11 made of refractory brick, there is a low possibility that a gap causing gas leakage will occur in that portion, and the gap causing gas leakage is not It was thought that this was likely to occur on the lower surface side of the metal plate 14. In other words, a mortar 21 is interposed on the lower surface side of the metal plate 14, and as this mortar 21, conventionally, in order to facilitate the replacement work of the upper nozzle 10B, it has a low strength, a low adhesiveness, and a contractibility. Since a certain mortar is used, when the metal plate 14 expands downward, the metal plate 14 is crushed. As a result, a gap is generated between the lower surface of the metal plate 14 and the upper surface of the upper plate 20. It was thought that a gas leak occurred.

そこで、本発明者は、金属板１４の下面に面してモルタルではなく、別途、ガスシール用として耐火れんがを配置することで、ガスリークを抑制しようと考え、本発明を完成させるに至った。 Therefore, the present inventor considered to suppress gas leak by arranging a fireproof brick for gas sealing separately from the lower surface of the metal plate 14 instead of mortar, and completed the present invention.

すなわち、本発明は、スライディングノズル装置の上プレートの上面に接合される上ノズルであって、耐火れんがからなるノズル本体のノズル孔側にガス吹き込み用耐火物が組み込まれており、前記ガス吹き込み用耐火物の少なくとも外側面が金属板で包囲されている上ノズルにおいて、前記金属板の下面に面してガスシール用耐火れんがを配置したことを特徴とするものである。 That is, the present invention is an upper nozzle to be joined to the upper surface of the upper plate of the sliding nozzle device, wherein a gas blowing refractory is incorporated on the nozzle hole side of the nozzle body made of refractory brick, In the upper nozzle in which at least the outer surface of the refractory is surrounded by a metal plate, a refractory brick for gas seal is arranged facing the lower surface of the metal plate.

本発明の上ノズルでは、金属板の下面に面してガスシール用耐火れんがを配置したことで、金属板が下方に膨張することを抑え込むことができるので、金属板の下面側においてガスリークの原因となる隙間が発生することを抑制できる。これにより、吹き込みガスの背圧の低下を抑制でき、操業の安定化を図ることができる。 In the upper nozzle of the present invention, since the refractory brick for gas sealing faces the lower surface of the metal plate, it is possible to suppress the metal plate from expanding downward, so that the cause of gas leakage on the lower surface side of the metal plate It is possible to suppress the occurrence of a gap. Thereby, the fall of the back pressure of blowing gas can be suppressed, and stabilization of operation can be aimed at.

本発明の上ノズルの一実施形態を示す。An embodiment of the upper nozzle of the present invention is shown. ガス吹き込み用耐火物を備えた上ノズルの従来例を示す。The prior art example of the upper nozzle provided with the refractory for gas blowing is shown.

図１は、本発明の上ノズルの一実施形態を示す。図１に示す上ノズル１０Ａのノズル本体１１は耐火れんがからなり、そのノズル本体１１のノズル孔１２側の下部にガス吹き込み用耐火物１３が組み込まれている。ガス吹き込み用耐火物１３は、その外側面全体と上面及び下面の一部が金属板１４で包囲されている。金属板１４とガス吹き込み用耐火物１３との接合部分にはモルタル１５が施工される。また、金属板１４とガス吹き込み用耐火物１３との間にはガスプール１６が設けられ、このガスプール１６にガス導管１７を接続してガスを供給する。ガスプール１６にガス吹き込み用耐火物１３のスリット１３ａが連通しており、スリット１３ａからノズル孔１２に向けてガスが吹き込まれる。 FIG. 1 shows an embodiment of the upper nozzle of the present invention. The nozzle body 11 of the upper nozzle 10 </ b> A shown in FIG. 1 is made of refractory brick, and a gas blowing refractory 13 is incorporated in the lower part of the nozzle body 11 on the nozzle hole 12 side. The gas blowing refractory 13 is surrounded by a metal plate 14 on the entire outer surface and part of the upper and lower surfaces. A mortar 15 is applied to the joint between the metal plate 14 and the gas blowing refractory 13. A gas pool 16 is provided between the metal plate 14 and the gas blowing refractory 13, and a gas conduit 17 is connected to the gas pool 16 to supply gas. A slit 13 a of the gas blowing refractory 13 communicates with the gas pool 16, and gas is blown from the slit 13 a toward the nozzle hole 12.

ガス吹き込み用耐火物１３は、ノズル本体１１への組み込みを容易に行うことができるように、ノズル本体１１の下方の開口部から装着するようにしている。さらに、ガス吹き込み用耐火物１３の下方からガスシール用耐火れんが１８を装着する。このガスシール用耐火れんが１８は、金属板１４の下面に面し、かつ金属板１４の下面とガス吹き込み用耐火物１３の下面とを跨ぐように配置される。このようにガス吹き込み用耐火物１３及びガスシール用耐火れんが１８を組み込んだ上ノズル１０Ａは、その下面（ノズル本体１１及びガスシール用耐火れんが１８の下面）が上プレート２０の上面にモルタル２１を介して接合される。 The gas blowing refractory 13 is mounted from the opening below the nozzle body 11 so that the gas blowing refractory 13 can be easily incorporated into the nozzle body 11. Further, a refractory brick 18 for gas sealing is attached from below the refractory for gas blowing 13. The gas seal refractory brick 18 faces the lower surface of the metal plate 14 and is arranged so as to straddle the lower surface of the metal plate 14 and the lower surface of the gas blowing refractory 13. Thus, the upper nozzle 10A incorporating the gas blowing refractory 13 and the gas seal refractory brick 18 has a lower surface (the lower surface of the nozzle body 11 and the gas seal refractory brick 18) with the mortar 21 on the upper surface of the upper plate 20. Are joined together.

ノズル本体１１及びガスシール用耐火れんが１８としては、アルミナ-カーボン質、高アルミナ質などの一般的に上ノズルとして使用されている耐火れんがを使用することができる。ガスシール用耐火れんが１８の厚みは、ガスシール機能を十分に果たすために５ｍｍ以上とすることが好ましい。 As the nozzle body 11 and the refractory brick 18 for gas seal, a refractory brick generally used as an upper nozzle such as alumina-carbon or high alumina can be used. The thickness of the refractory brick 18 for gas seal is preferably 5 mm or more in order to sufficiently perform the gas seal function.

モルタル１５、２１の種類は特に限定されないが、モルタル１５としては、水ガラスなどをバインダーに使用した、熱間でのシール性を考慮したものが好ましい。また、モルタル２１としては、上ノズル１０Ａやガス吹き込み用耐火物１３の交換作業を容易にするため、一般的に耐火物接合に使用される粘土を配合したモルタル等の低強度及び低接着性で作業性に優れたモルタルが好ましい。 Although the kind of mortars 15 and 21 is not particularly limited, the mortar 15 is preferably one that uses water glass or the like as a binder and takes into account the hot sealing properties. The mortar 21 has a low strength and low adhesiveness such as a mortar blended with clay generally used for refractory joining in order to facilitate the replacement work of the upper nozzle 10A and the gas blowing refractory 13. A mortar excellent in workability is preferable.

図１に示した本発明の上ノズルを実操業に供し、吹き込みガスの背圧挙動を調査した。また、比較例として図２に示した従来の上ノズルも実操業に供し、吹き込みガスの背圧挙動を調査した。図１及び図２において、ノズル本体１１及びガスシール用耐火れんが１８としては、アルミナ-カーボン系耐火れんがを使用した。ガスシール用耐火れんが１８の厚みは、１５ｍｍとした。また、モルタル１５としては、アルミナ粉末を水ガラス系バインダーで混ぜた高シール性モルタルを使用し、モルタル２１としては、アルミナ-シリカ-カーボン系の一般的に耐火物接合に使用される粘土系モルタルを使用した。 The upper nozzle of the present invention shown in FIG. 1 was subjected to actual operation, and the back pressure behavior of the blown gas was investigated. As a comparative example, the conventional upper nozzle shown in FIG. 2 was also used for actual operation, and the back pressure behavior of the blown gas was investigated. 1 and 2, alumina-carbon refractory brick was used as the nozzle body 11 and the refractory brick 18 for gas seal. The thickness of the refractory brick 18 for gas seal was 15 mm. The mortar 15 is a high-sealing mortar in which alumina powder is mixed with a water glass binder, and the mortar 21 is a clay-based mortar generally used for refractory bonding of alumina-silica-carbon. It was used.

本発明の実施例と比較例における吹き込みガスの背圧挙動の調査結果を表１に示す。表１において背圧低下発生率とは、５ＮＬ／ｍｉｎのガスを吹き込んだ場合、そのガスの背圧が０．０５ＭＰａを下回った比率を示し、分母となる試験数はいずれも１００とした。 Table 1 shows the investigation results of the back pressure behavior of the blown gas in the examples of the present invention and the comparative examples. In Table 1, the occurrence rate of back pressure drop is the ratio at which the back pressure of the gas falls below 0.05 MPa when a gas of 5 NL / min is blown, and the number of tests as the denominator is 100 in all cases.

表１に示すとおり、本発明の実施例では、背圧が０．０５ＭＰａを下回ることはなく、良好な結果であった。 As shown in Table 1, in the examples of the present invention, the back pressure did not fall below 0.05 MPa, which was a good result.

１０Ａ，１０Ｂ上ノズル
１１ノズル本体
１２ノズル孔
１３ガス吹き込み用耐火物
１４金属板
１５モルタル
１６ガスプール
１７ガス導管
１８ガスシール用耐火れんが
２０上プレート
２１モルタル 10A, 10B Upper nozzle 11 Nozzle body 12 Nozzle hole 13 Refractory material for blowing gas 14 Metal plate 15 Mortar 16 Gas pool 17 Gas conduit 18 Fireproof brick for gas seal 20 Upper plate 21 Mortar

Claims

An upper nozzle joined to the upper surface of the upper plate of the sliding nozzle device, wherein a gas blowing refractory is incorporated on the nozzle hole side of the nozzle body made of refractory brick, and at least the outer surface of the gas blowing refractory In the upper nozzle surrounded by a metal plate, a gas seal refractory brick is disposed facing the lower surface of the metal plate.