JP2015168006A - 注湯用ノズル及び該注湯用ノズルを具えた連続鋳造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】連続鋳造中にノズルの温度を維持し、ノズルの使用寿命を延長することができる注湯用ノズル及び該注湯用ノズルを具えた連続鋳造装置の提供。
【解決手段】耐火容器２１の貯留空間と連通する注湯通路３０を囲み、注湯通路３０に臨む内表面３１及び該内表面３１の反対側にある外表面３２を有するノズル本体３と、ノズル本体３の外表面３２を包むようにノズル本体３を支持すると共に、耐火容器２１の底部に取付けられる支持座４とを具え、支持座４は、該支持座４の外周面を構成する第１のステンレスカバー４１と、ノズル本体３の外表面３２に面し、外表面３２を経由してノズル本体３を加熱することができる加熱ユニット４２と、加熱ユニット４２と第１のステンレスカバー４１との間に介在する第１の耐火材４３と、を有するように構成されていることを特徴とする注湯用ノズル１を提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は注湯用ノズル及び該注湯用ノズルを具えた連続鋳造装置に関し、特に、連続鋳造において溶融金属を貯留することができる貯留空間を囲む取鍋など耐火容器の底部に連通接続される注湯用ノズル及び該注湯用ノズルを具えた連続鋳造装置に関する。

金属の鋳造において、例えば図１に示されているように、転炉などの精錬炉において精錬された溶融金属を取鍋などの耐火容器１１で収容し、必要に応じて脱ガス処理等の二次精錬工程を経た後、耐火容器１１の底部に取り付けられた注湯手段１３から溶融金属を流出させて所定の鋳片を製造する連続鋳造工程が用いられている。

この連続鋳造工程において、耐火容器１１に収容される溶融金属を注湯用ノズル１２を含む注湯手段１３から流出させようとする際、注湯用ノズル１２の温度が比較的に低いため注湯用ノズル１２を通過する溶融金属が冷却されて凝固してしまい、注湯用ノズル１２が詰まって溶融金属が流出できなくなることがある。

一方、注湯手段１３において注湯用ノズル１２を支持する支持座１３０は通常耐火材料を使用しているが、通常の耐火材料には剛性が低い欠点があり、使用中に変質して内部ひずみを生じ、且つその高温の環境において熱変化が加わって内部応力を助長して図２に示されているようにひびが入ったり、または崩壊してしまう恐れがある。

特許文献１には連続鋳造工程における鋳造用ノズルを予熱する方法が開示されている。該方法では鋳造用ノズルの内側に向けて燃焼ガスを吹き付けて予熱するバーナーを使用するが、連続鋳造工程では鋳造用ノズルを加熱することができないため、未だ改善の余地が残っている。

特開２０１０−２９８９８号明細書

上記問題点に鑑みて、本発明は連続鋳造中にノズルの温度を維持し、ノズルの使用寿命を延長することができる注湯用ノズル及び該注湯用ノズルを具えた連続鋳造装置の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、溶融金属を貯留することができる貯留空間を囲む耐火容器の底部に連通接続される注湯用ノズルであって、前記貯留空間と連通する入湯口と該入湯口の反対側にある出湯口とを有する注湯通路を囲み、前記注湯通路に臨む内表面及び該内表面の反対側にある外表面を有するノズル本体と、前記ノズル本体の前記外表面を包むように前記ノズル本体を支持すると共に、前記耐火容器の底部に取付けられる支持座とを具え、前記支持座は、該支持座の外周面を構成する第１のステンレスカバーと、前記ノズル本体の前記外表面の少なくとも一部に面し、該一部を経由して前記ノズル本体を加熱することができる加熱ユニットと、前記加熱ユニットと前記第１のステンレスカバーとの間に介在する第１の耐火材と、を有するように構成されていることを特徴とする注湯用ノズルを提供する。

上記注湯用ノズルにおいて、前記出湯口の外側に配置されて前記ノズル本体を加熱する予熱位置と、前記出湯口から流出する溶融金属の流れを妨げない待機位置との間に往復移動することができるように配置構成される予熱手段を更に具えることが好ましい。

上記注湯用ノズルにおいて、前記予熱手段は、該予熱手段が前記予熱位置に移動すると、前記ノズル本体に面して前記ノズル本体を予熱する予熱ユニットと、前記予熱ユニットの前記ノズル本体に面する箇所以外の部分を外側から包む第２の耐火材と、前記第２の耐火材を外側から包む第２のステンレスカバーとを有するように構成されていることが好ましい。

また、本発明は、溶融金属を貯留することができる貯留空間を囲む耐火容器と、前記耐火容器の底部に連通接続されている上記注湯用ノズルと、を具えていることを特徴とする連続鋳造装置をも提供する。

上記連続鋳造装置において、前記注湯用ノズルが具える前記支持座が有する前記第１のステンレスカバーを外側から囲みながら、前記耐火容器の底部に固定されている第１のサポートプレートと、前記支持座が有する前記第１のステンレスカバーの外側に固定されている複数の第２のサポートプレートと、各前記第２のサポートプレートにそれぞれ対応し、対応する前記第２のサポートプレートを貫通してから前記第１のサポートプレートにねじ込まれている複数の固定ねじと、を更に具えていることが好ましい。

上記構成によれば、本発明においてノズル本体を支持すると共に、耐火容器の底部に取付けられる支持座は、その外周面を構成する第１のステンレスカバーと、ノズル本体の外表面の少なくとも一部に面し、該一部を経由してノズル本体を加熱することができる加熱ユニットと、加熱ユニットと第１のステンレスカバーとの間に介在する第１の耐火材と、を有するように構成されているので、溶融金属が注湯通路を通過する使用状態においても、ノズル本体を加熱し続けてその温度を一定に保つことができるので、溶融金属の冷却によって注湯通路が塞がることを防ぐことができると共に、ノズルの使用寿命を延長することができる。

耐火容器と注湯手段とを具える従来の連続鋳造装置の構成が示される縦断面図である。 従来の注湯手段にひびが入る様子が示される横断面図である。 本発明の注湯用ノズルを具えた連続鋳造装置の構成が示される縦断面図である。

以下では各図面を参照しながら、本発明について詳しく説明する。

図３は本発明の注湯用ノズルを具えた連続鋳造装置の構成が示される縦断面図である。

図示のように、本発明の注湯用ノズルは、溶融金属を貯留することができる貯留空間２０を囲む耐火容器２１の底部に連通接続される注湯用ノズル１であって、ノズル本体３と支持座４と予熱手段５とを具えている。

ノズル本体３は、貯留空間２０と連通する入湯口３０１と該入湯口３０１の反対側にある出湯口３０２とを有する注湯通路３０を囲み、注湯通路３０に臨む内表面３１及び該内表面３１の反対側にある外表面３２を有するように、耐火材料により形成されている。

支持座４は、ノズル本体３の外表面３２を包むようにノズル本体３を支持すると共に、耐火容器２１の底部に取付けられており、且つ、該支持座４の外周面を構成する第１のステンレスカバー４１と、ノズル本体３の外表面３２の少なくとも一部に面し、該一部を経由してノズル本体３を加熱することができる加熱ユニット４２と、加熱ユニット４２と第１のステンレスカバー４１との間に介在する第１の耐火材４３と、を有するように構成されている。

予熱手段５は、ノズル本体３の出湯口３０２の外側に配置されてノズル本体３を加熱することができる予熱位置（図３に示される位置）と、出湯口３０２から流出する溶融金属の流れを妨げない待機位置（図示せず）との間に往復移動することができるように配置構成された上、予熱手段５が予熱位置に移動すると、ノズル本体３に面してノズル本体３を予熱するように加熱することができる予熱ユニット５１と、予熱ユニット５１のノズル本体３に面する箇所以外の部分を外側から包む第２の耐火材５２と、第２の耐火材５２を外側から包む第２のステンレスカバー５３とを有するように構成されている。

また、本発明の連続鋳造装置は、上記耐火容器２１と注湯用ノズル１とを具えている上、注湯用ノズル１が具える支持座４が有する第１のステンレスカバー４１を外側から囲みながら、断熱層２２を介して耐火容器２１の底部に固定されている第１のサポートプレート６と、支持座４が有する第１のステンレスカバー４１の外側に固定されている複数の第２のサポートプレート７と、各第２のサポートプレート７にそれぞれ対応し、対応する第２のサポートプレート７を貫通してから第１のサポートプレート６にねじ込まれている複数の固定ねじ８とを更に具えている。

更にまた、耐火容器２１の外周面に環状の固定用凹部２１１が形成されており、環状に形成された固定プレート２３がその内周縁部が耐火容器２１の固定用凹部２１１内に入り込み、外周縁部が第１のサポートプレート６に当接するように耐火容器２１及び第１のサポートプレート６に取り付けられていると共に、固定プレート２３の外周縁部を第１のサポートプレート６に固定する弾性ねじ２４で固定プレート２３を第１のサポートプレート６に固定すると共に、耐火容器２１を第１のサポートプレート６に安定に取り付けている。

この構成により、本発明の注湯用ノズル及び該注湯用ノズルを具えた連続鋳造装置は、溶融金属が注湯通路３０を通過する使用状態において、ノズル本体３を加熱ユニット４２で加熱し続けてノズル本体３の温度を一定に保ち、溶融金属の冷却によって注湯通路が塞がることを防ぐことができると共に、ノズルの使用寿命を延長することができる。

また、予熱手段５も具えているので、使用前からノズル本体３の温度を十分に上げ、連続鋳造の最初からノズル本体３の温度を確保することができる。更に、ノズル本体３を支持する支持座４は第１のステンレスカバー４１と、加熱ユニット４２と、第１の耐火材４３とを有する三層構成になっているので、加熱ユニット４２でノズル本体３を加熱することができる上、第１のステンレスカバー４１で第１の耐火材４３を包んでサポートすることができる。

上記構成によれば、本発明においてノズル本体を支持すると共に、耐火容器の底部に取付けられる支持座は、その外周面を構成する第１のステンレスカバーと、ノズル本体の外表面の少なくとも一部に面し、該一部を経由してノズル本体を加熱することができる加熱ユニットと、加熱ユニットと第１のステンレスカバーとの間に介在する第１の耐火材と、を有するように構成されているので、溶融金属が注湯通路を通過する使用状態においても、ノズル本体を加熱し続けてその温度を一定に保つことができるので、溶融金属の冷却によって注湯通路が塞がることを防ぐことができると共に、ノズルの使用寿命が延長された注湯用ノズル及び該注湯用ノズルを具えた連続鋳造装置を提供することができる。

１ 注湯用ノズル
２０ 貯留空間
２１ 耐火容器
２１１ 固定用凹部
２２ 断熱層
２３ 固定プレート
２４ 弾性ねじ
３ ノズル本体
３０ 注湯通路
３０１ 入湯口
３０２ 出湯口
３１ 内表面
３２ 外表面
４ 支持座
４１ 第１のステンレスカバー
４２ 加熱ユニット
４３ 第１の耐火材
５ 予熱手段
５１ 予熱ユニット
５２ 第２の耐火材
５３ 第２のステンレスカバー
６ 第１のサポートプレート
７ 第２のサポートプレート
８ 固定ねじ

Claims (5)

1. 溶融金属を貯留することができる貯留空間を囲む耐火容器の底部に連通接続される注湯用ノズルであって、
   前記貯留空間と連通する入湯口と該入湯口の反対側にある出湯口とを有する注湯通路を囲み、前記注湯通路に臨む内表面及び該内表面の反対側にある外表面を有するノズル本体と、
   前記ノズル本体の前記外表面を包むように前記ノズル本体を支持すると共に、前記耐火容器の底部に取付けられる支持座とを具え、
   前記支持座は、
   該支持座の外周面を構成する第１のステンレスカバーと、
   前記ノズル本体の前記外表面の少なくとも一部に面し、該一部を経由して前記ノズル本体を加熱することができる加熱ユニットと、
   前記加熱ユニットと前記第１のステンレスカバーとの間に介在する第１の耐火材と、を有するように構成されていることを特徴とする注湯用ノズル。
2. 前記出湯口の外側に配置されて前記ノズル本体を加熱する予熱位置と、前記出湯口から流出する溶融金属の流れを妨げない待機位置との間に往復移動することができるように配置構成される予熱手段を更に具えることを特徴とする請求項１に記載の注湯用ノズル。
3. 前記予熱手段は、
   該予熱手段が前記予熱位置に移動すると、前記ノズル本体に面して前記ノズル本体を予熱する予熱ユニットと、
   前記予熱ユニットの前記ノズル本体に面する箇所以外の部分を外側から包む第２の耐火材と、
   前記第２の耐火材を外側から包む第２のステンレスカバーとを有するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の注湯用ノズル。
4. 溶融金属を貯留することができる貯留空間を囲む耐火容器と、
   前記耐火容器の底部に連通接続されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の注湯用ノズルと、
   を具えていることを特徴とする連続鋳造装置。
5. 前記注湯用ノズルが具える前記支持座が有する前記第１のステンレスカバーを外側から囲みながら、前記耐火容器の底部に固定されている第１のサポートプレートと、
   前記支持座が有する前記第１のステンレスカバーの外側に固定されている複数の第２のサポートプレートと、
   各前記第２のサポートプレートにそれぞれ対応し、対応する前記第２のサポートプレートを貫通してから前記第１のサポートプレートにねじ込まれている複数の固定ねじと
   を更に具えていることを特徴とする請求項４に記載の連続鋳造装置。

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