JP2012519595A - 水平型帯板鋳造設備用の鋳込ノズル - Google Patents

Abstract

本発明は、水平型帯板鋳造設備用、特に、鋼帯鋳造用の鋳込ノズルであって、鋳込ノズルが耐火材料から成る長方形中空ブロックとして形成され、かつ供給通路と接続されており、流出する溶湯を受容するとともに冷却されたエンドレスベルトのごく僅か上側に、前記中空ブロックの出口領域が位置している、鋳込ノズルに関する。その際、前記中空ブロックが少なくとも１箇所で鋳込方向に沿って分割されており、セグメントの分割箇所に細い密封要素が配置されており、分割箇所の領域に残された隙間の間隔は、前記鋳込ノズルの作動時に隙間が閉じるように、設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、水平型帯板鋳造設備用、特に、鋼帯鋳造用の鋳込ノズルに関する。このような鋳造設備では、鋳込通路を形成するノズルからの溶鋼が、冷却されたエンドレスベルト上に吐出される。

このような鋳込ノズルは非特許文献１により公知となっている。

この公知の装置では、水平に置かれた流入樋を介して溶鋼が分配器から鋳込ノズルに流れ込み、この鋳込ノズルは横断面で見て耐火材料によって取り囲まれた通路を有している。鋳込ノズルは耐火材料から成る長方形中空ブロックとして形成されている。鋳込ノズルの出口領域において、蓋要素にはいわゆる上堰が配置され、底要素にはいわゆる下堰が配置されている。溶湯内に残存するスラグ残渣を引き留めるために両方の堰はサイホンの機能のように協動する。

特許文献１に開示された薄帯板鋳造設備用鋳込ノズルは、移送方向に移動可能な薄帯板用支持体に載置された後堰と、移送方向で支持体との鋳込隙間を定める前堰とを備えている。好ましい一実施形態によれば、薄帯板の幅方向に並べて配置された複数の溶湯流出孔が後堰と前堰との間に形成されている。

これによって鋳込隙間の幅を介して一層均一な溶湯の分配が可能となるとされている。流出孔の形成は後堰又は前堰を適宜に賦形することによって達成されるといわれている。この点についての詳細は明示されていない。

経済上の理由に基づけば、極力幅広の鋼帯を鋳造することが望ましい。しかしながら、鋳込幅が、例えば、３００ｍｍを超えると鋳込ノズルの作動時にさまざまな問題が現れることとなる。

問題とは、一方で耐火材料の静的な強度、特に、２つの控え上の支持体となる蓋要素の静的な強度に関係している。他方でこのことは連続操業時に下部構造の大きな熱膨張をもたらし、この大きな熱膨張は、鋳込ノズルの内側横断面を望ましくない態様に変えることとなる。耐火材料から成るごく幅広の鋳込ノズルの製造についても、もはや是認できないほどに費用が高くなることとなる。

独国特許発明第１９６３６６９７号明細書

"Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｔｒｉｐ Ｃａｓｔｉｎｇ" （ＤＳＣ） − ａｎ Ｏｐｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｅｗ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒａｄｅｓ" − ｓｔｅｅｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ７４ （２００３） Ｎｏ．１１／１２ ｐ．７２４−ｐ．７３１

本発明の課題は、長方形中空ブロックとして形成され、かつ実証された鋳込ノズルでもって、是認可能な製造費において３００ｍｍを超える鋳込幅が制御可能となるようにすることにある。

この課題は、主な請求項の前文を前提に特徴部分の特徴で解決されることとなる。有利な諸構成は従属請求項の対象となっている。

本発明によれば、中空ブロックが少なくとも１箇所で鋳込方向に沿って分割されており、セグメントの分割箇所に細い密封要素が配置され、分割箇所の領域に残された隙間の幅は、鋳込ノズルの作動時に隙間が閉じるように、設定されている。

鋳込ノズルの作動時に現れる撓みは個々の短いセグメントにおいて限定されて、これによって制御可能となっている。

分割箇所で密封するためにセグメントの間に密封要素が配置されている。密封要素は主にＡｌ_２Ｏ_３を基とする耐火材料から成るフェルトであり、商品名「Ｐｙｒｏｓｔｏｐ」として知られている。この材料は１６００℃までの温度に耐えることができる。鋳込ノズル用に使用される耐火材料の熱膨張に応じて密封要素の厚さは１ｍｍ〜２ｍｍとすべきであろう。

個々のセグメントを組み立てるとき分割箇所の領域に残された隙間は、鋳込ノズルの作動時に熱膨張の結果として隙間が閉じるように、設定することができる。

鋳込ノズルを多部分で実施した場合の欠点は、各分割箇所の領域で蓋要素と底要素との間に支持腹部が配置されることにある。というのも、支持腹部は鋼流の分割を生じさせるからである。それゆえに、出口領域で一緒に流れることを確保するために支持腹部の幅は極力小さくし、主に１０ｍｍ〜２０ｍｍを超えるべきでないであろう。

熱膨張の結果としてセグメントが鋳込方向を横切って摺動するのを容易とするために、分割箇所の各底要素は相補的に形成された階段状段部を有している。

鋳込ノズルを供給通路と嵌合結合するために、鋳込方向とは逆方向側にある部分は締付区域として形成されている。この幅及び高さは前側区域よりも小さくなっている。

さらに、この締付区域の蓋要素の上面も底要素の下面も、鋳込方向とは逆方向側で上昇する斜面を備えている。主に締付区域の蓋要素の上面は、前側区域の蓋要素の上面に段差を設けないように連続している。

鋳込幅が大きいときには、１つだけでなく複数の分割箇所を設けると有利な場合がある。このような場合には、モジュール方式が提案される。モジュール方式は左右に配置されるセグメントを特徴としている。

両方のセグメントは、ほぼ鏡像的に同一に形成されている。「ほぼ」との限定は階段状段部に関係している。このような間に配置されるセグメントは所望する鋳込幅に応じて相応に幅広又は細身とするように設定することができる。

２つの中間セグメントを配置する場合には、費用上の理由から両方のセグメントは同一に形成されるとよい。

提案された鋳込ノズルの多部分構成の利点として、個々のセグメントは不可欠な静的な強度を有し、一層安価に製造することができ、さまざまな鋳込幅用としてモジュール方式を採用可能としている。

本発明に係る鋳込ノズルを一実施例で詳しく説明する。

２部分構成の鋳込ノズルを鋳込方向とは逆側から見た図である。 図１の平面図である。 図１のＡ−Ａに沿った断面図である。 図１のＢ−Ｂに沿った断面図である。 図１を鋳込方向から見た図である。 ４部分構成の鋳込ノズルを鋳込方向とは逆に見た図である。

２つのセグメント１．１，１．２を有する本発明に係る分割鋳込ノズルが、図１及び図５における２つの図と、図２における平面図と、図３及び図４における２つの断面図とによって示されている。

各セグメント１．１，１．２はほぼ鏡像的に同一に構成されており、各１つの蓋要素２．１，２．２と底要素３．１，３．２と側要素４．１，４．２とを備えている。両方のセグメント１．１，１．２の間の分割箇所５に１ｍｍ〜２ｍｍ厚の密封要素６が配置されている。

両方のセグメント１．１，１．２が鋳込方向１３（図３、図４）を横切って滑動する際の案内を改善するために、各底要素３．１，３．２は分割箇所５に相対応する階段状段部７．１，７．２を備えている。両方のセグメント１．１，１．２をほぼ鏡像的に同一に形成するという限定はこの階段状段部７．１，７．２に関係している。

両方のセグメント１．１，１．２を組み立てるとき分割箇所５に残された隙間の幅は、鋳込ノズルの作動時に熱膨張の結果として隙間が閉じるように、設定されている。

ここに示す図１の図では、それぞれ底要素３．１，３．２に配置される下堰８．１，８．２の前面を認めることができる。その詳細が図３に示されている。

分割箇所の領域において各蓋要素２．１，２．２を底要素３．１，３．２によって支持できるようにするために、それぞれ支持腹部９．１，９．２が配置されている。詳細は図４から明らかとなる。

図２の平面図に認めることができるように、各セグメント１．１，１．２はそれぞれ前側区域１０．１，１０．２と締付区域１１．１，１１．２とを有している。その詳細は図３及び図４に基づいて説明される。

図３は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。この断面図に認めることができるのは、一方で蓋要素２．１と底要素３．１との間を水平に延びる通路１２．１、他方で底要素３．１に配置される下堰８．１である。通路１２．１内に描かれた白矢印は鋳込方向１３を示している。

鋳込ノズルとここに図示しない供給通路とを嵌合結合するために各セグメント１．１，１．２における鋳込方向１３とは逆向きの区域は、締付区域１１．１，１１．２として形成されている。このため、締付区域１１．１内で蓋要素２．１の上面は鋳込方向１３とは逆向き側で上昇する斜面１４．１を有している。同様に締付区域１１．１内で底要素３．１の下面も鋳込方向とは逆向き側で上昇する斜面１５．１を有している。両方の斜面の上昇角度は５度以上の範囲内となっている。

図４は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。この断面図に認めることができるように各締付区域１１．１，１１．２の側面１６．１，１６．２は直線的に形成されている。各支持腹部９．１，９．２の二重円錐状構成も指摘しておかねばならない。

このような構成の利点として、流線形溶湯推移と同時に支持腹部の十分な剛性とが得られることとなる。

図５に示す鋳込方向の図に認めることができるように、締付区域１１．１，１１．２の高さ及び幅は、各前側区域１０．１，１０．２の高さ及び幅よりも小さくなっている。下堰８．１，８．２の裏面も認められる。支持腹部９．１，９．２は各底領域３．１，３．２の上面にまで延びているので、図１と比較して大きな高さを有している。

図６は、図１と同じ図において、縁部に各１つのセグメント１．１，１．２と２つの中間セグメント１．３，１．４とを備えた４部分構成の鋳込ノズルを示している。図１で既に触れたように、モジュール方式の意味で両方の外側セグメント１．１，１．２はほぼ鏡像的に同一に構成され、両方の中間セグメント１．３，１．４は同一に形成されている。このことから、所望する鋳込幅に応じて両方の外側セグメント１．１，１．２を常に使用し、その間に１つ又は２つの中間セグメント１．３，１．４を設け、単数もしくは複数の中間セグメント１．３，１．４の幅を適切に設定することが可能となる。

１．１，１．２，１．３，１．４ 鋳込ノズルのセグメント
２．１，２．２，２．３，２．４ 蓋要素
３．１，３．２，３．３，３．４ 底要素
４．１，４．２ 側要素
５ 分割箇所
６ 密封要素
７．１，７．２ 階段状段部
８．１，８．２ 下堰
９．１，９．２ 支持腹部
１０．１，１０．２，１０．３，１０．４ 前側区域
１１．１，１１．２，１１．３，１１．４ 締付区域
１２．１，１２．２ 通路
１３ 鋳込方向
１４．１ 上面の斜面
１５．１ 下面の斜面
１６．１，１６．２ 締付区域の側面

Claims (9)

1. 水平型帯板鋳造設備用、特に、鋼帯鋳造用の鋳込ノズルであって、
   鋳込ノズルが、耐火材料から成る長方形中空ブロックとして形成され、かつ供給通路と接続されており、
   流出する溶湯を受け入れるとともに冷却されたエンドレスベルトのごく僅か上側に、前記中空ブロックの出口領域が位置している、鋳込ノズルにおいて、
   前記中空ブロックが少なくとも１箇所で鋳込方向に沿って分割されており、
   セグメント（１．１〜１．４）の分割箇所（５）に細い密封要素（６）が配置され、
   前記分割箇所の領域に残された隙間の間隔は、鋳込ノズルの作動時に隙間が閉じるように、設定されていることを特徴とする、鋳込ノズル。
2. 前記密封要素（６）がＡｌ_２Ｏ_３を基とする耐火材料から成るフェルトとなっており、
   前記フェルトの厚さが１ｍｍ〜２ｍｍとなっていることを特徴とする、請求項１に記載の鋳込ノズル。
3. 前記中空ブロックの底要素（３．１〜３．４）であって、前記分割箇所（５）で突き合わされる底要素（３．１〜３．４）は、鋳込方向を横切る横断面で見て相補的に形成された階段状段部（７．１，７．２）を有していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の鋳込ノズル。
4. 蓋要素（２．１〜２．４）を前記底要素（３．１〜３．４）と結合する支持腹部（９．１，９．２）が、前記分割箇所（５）の横に配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の鋳込ノズル。
5. 前記支持腹部（９．１，９．２）では、それぞれ通路（１２．１〜１２．４）に向き合う面が、前記鋳込方向（１３）に沿った横断面で見て二重円錐形状に形成されていることを特徴とする、請求項４記載の鋳込ノズル。
6. 前記中空ブロックが前記鋳込方向（１３）とは逆の方向側に締付区域（１１．１〜１１．４）を有し、
   前記鋳込方向を横切る前記締付区域の幅及び高さが、前側区域（１０．１〜１０．４）の幅及び高さよりも小さくなっており、
   前記締付区域（１１．１）の蓋要素（２．１）の上面と前記底要素（３．１）の下面とが、前記鋳込方向（１３）とは逆の方向側に上昇する斜面（１４．１，１５．１）を有していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の鋳込ノズル。
7. 前記締付区域（１１．１）の蓋要素（２．１）の上面は、前記鋳込ノズルの前側区域（１０．１）における前記蓋要素（２．１）の上面に段差を設けずに、連続していることを特徴とする、請求項６に記載の鋳込ノズル。
8. 前記中空ブロックが２つの前記分割箇所（５）を有し、
   左右にある前記セグメント（１．２，１．３）がほぼ鏡像的に同一に形成されており、
   前記中間セグメント（１．４）の幅が所望する鋳込幅に適合していることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の鋳込ノズル。
9. 前記中空ブロックが３つの前記分割箇所（５）を有し、
   左右にある前記セグメント（１．１，１．２）がほぼ鏡像的に同一に形成されており、
   両方の前記中間セグメント（１．３，１．４）が同一に形成されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の鋳込ノズル。

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