JP2016150365A - Long nozzle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain damage of a joining part between a long nozzle and a lower nozzle, while facilitating maintenance work for maintaining smoothness of the joining part between the long nozzle and the lower nozzle.SOLUTION: A long nozzle comprises a replacement part 1 attachable-detachable and replaceable to a long nozzle body 10 independently of the long nozzle body 10, in a joining part with a lower nozzle 11 of a ladle, and a fragile material 4 deformed or collapsed by force of a degree capable of removing the replacement part 1 by manpower without using motive power in a state of removing the lower nozzle after discharging molten steel, is filled in a part or the whole of including an exposure surface 2 of at least an upper part of a joint part between the replacement part 1 and the long nozzle body 10.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、溶鋼を取鍋からタンディッシュに排出するロングノズルに関する。   The present invention relates to a long nozzle that discharges molten steel from a ladle to a tundish.

溶鋼の連続鋳造において取鍋からタンディッシュに溶鋼を排出するにあたっては、溶鋼の酸化やタンディッシュ内上面に存在するスラグの溶鋼内への巻き込み等を抑制するために、ロングノズルを使用することが一般的である。   When discharging the molten steel from the ladle to the tundish in the continuous casting of molten steel, it is necessary to use a long nozzle to suppress the oxidation of the molten steel and the slag existing on the upper surface of the tundish being caught in the molten steel. It is common.

このロングノズルは、取鍋の底部に設置された下部ノズルとパッキング材等を介して接合される。このロングノズルと下部ノズルとの間は、(1)溶鋼中への空気(酸素等)の混入、(2)接合部からの溶鋼の漏れ、(3)炭素を含む材料からなるロングノズル及び下部ノズルの接合部付近の酸化等による損耗等、を抑制するため、高度な密着性を要求される。また、ロングノズルは、取鍋の交換の都度、下部ノズルへの着脱が行われるので、この着脱はロングノズルの使用回数分繰り返される。   This long nozzle is joined to the lower nozzle installed at the bottom of the ladle via a packing material or the like. Between the long nozzle and the lower nozzle, (1) mixing of air (oxygen, etc.) into the molten steel, (2) leakage of molten steel from the joint, (3) the long nozzle and lower portion made of carbon-containing material A high degree of adhesion is required in order to suppress wear and the like due to oxidation in the vicinity of the nozzle joint. In addition, since the long nozzle is attached to and detached from the lower nozzle every time the ladle is replaced, this attachment and detachment is repeated as many times as the long nozzle is used.

ところが、この着脱での取り外しの際に、下部ノズルから溶鋼やスラグが流下してロングノズルの下部ノズルとの接合面及びその周辺に付着して固化したり、接合面直下の下部ノズルとの内孔の段差部に形成される、いわゆる縦方向断面三角形の空間(図8の符号9部分)に凝固物が堆積して残留することがある。このような付着物は溶融状態でロングノズル上端部のコーナー部、隙間、気孔又は接合面、これら部位に強固に焼き付いたパッキング材等に付着してこれら組織に侵入した後に凝固する。このため、これら付着物はロングノズルに強固に付着して容易に除去することが困難であることが多い。   However, when detaching with this attachment / detachment, the molten steel or slag flows down from the lower nozzle and adheres to and solidifies on the joint surface with the lower nozzle of the long nozzle and the surrounding area. In some cases, a solidified substance accumulates and remains in a space having a so-called triangular cross section in the vertical direction (9 in FIG. 8) formed in the step portion of the hole. Such a deposit adheres to the corners, gaps, pores or joint surfaces of the upper end of the long nozzle in a molten state, a packing material or the like firmly baked on these portions, and solidifies after entering these tissues. For this reason, these deposits often adhere to the long nozzle and are difficult to remove easily.

ロングノズルの接合面は下部ノズルの接合面との高い密着性を得るために、平滑にする必要がある。そのため、取鍋交換の都度、酸素ランスから接合面の付着物に酸素を吹き付けてその付着物を溶融して流下させる洗浄方法、又はその付着物をバール等で除去する方法が採用されているが、このような強固に付着した付着物を除去する際に、ロングノズルの接合面や内孔上端部を損傷して、接合面の平滑性や所定の内孔形状を損なうことが多い。   The joining surface of the long nozzle needs to be smooth to obtain high adhesion with the joining surface of the lower nozzle. Therefore, each time the ladle is replaced, a cleaning method in which oxygen is blown from the oxygen lance to the deposit on the joint surface to melt and flow down the deposit or a method of removing the deposit with a bar or the like is employed. When removing such strongly adhered deposits, the joining surface of the long nozzle and the upper end of the inner hole are often damaged, and the smoothness of the joining surface and the predetermined inner hole shape are often impaired.

このような接合面の平滑性を得るために、例えばパッキング材に関してシール性を維持した上で剥離性を改善する試みが行われている。例えば特許文献1には、スライディングノズルとロングノズルとの接合面に装着されるパッキング材とその材料であって、装着中の気密性が高く、かつ取鍋交換時における剥離性の優れたパッキング材とその材料を提供することを目的として、(1)パッキング材の中間部にSiOを70〜80重量%、Alを15〜20重量%、アルカリを4〜7重量%を含有し、溶鋼熱により1300〜1400℃の温度で焼結する材料の層、(2)ロングノズルとの接合側にAlを45〜50重量%、SiOを50〜55重量%を含有したセラミック・ファイバーの層、(3)スライディングノズルとの接合側にAlを75〜98重量%含有するアルミナ微粉又は黒鉛をコーテングしたコーテング層、をもつ3層一体構造のパッキング材が開示されている。 In order to obtain such smoothness of the joint surface, for example, an attempt has been made to improve the peelability while maintaining the sealing property with respect to the packing material. For example, Patent Document 1 discloses a packing material that is mounted on the joint surface between a sliding nozzle and a long nozzle and its material, which is highly airtight during mounting and has excellent releasability when replacing a ladle. And (1) the packing material contains 70 to 80% by weight of SiO 2 , 15 to 20% by weight of Al 2 O 3 and 4 to 7% by weight of alkali. , A layer of material that is sintered at a temperature of 1300 to 1400 ° C. by heat of molten steel, (2) containing 45 to 50% by weight of Al 2 O 3 and 50 to 55% by weight of SiO 2 on the joining side with the long nozzle a layer of ceramic fibers, (3) Kotengu layer was Kotengu alumina fines or graphite containing Al 2 O 3 75 to 98% by weight the bonding side of the sliding nozzle, a three-layer integral structure having Packing material is disclosed in.

しかし、この特許文献1の、2つの接合面側に剥離しやすい層を形成したパッキング材をロングノズルの接合面に適用したとしても、パッキング材自体が強固な構造体となってロングノズルと下部ノズル間に存在すること、パッキング材の中間部の高強度の層自体が地金やFeO、スラグ等と反応して一体的になった結合部位を形成すること等により、ロングノズルと下部ノズルとの間は強固に接着した状態となって、ロングノズルを下部ノズルから容易に除去することはできない。   However, even if the packing material in which a layer that easily peels is formed on the two bonding surfaces in Patent Document 1 is applied to the bonding surface of the long nozzle, the packing material itself becomes a strong structure and the long nozzle and the lower portion The long nozzle and the lower nozzle are formed by existing between the nozzles, and the high-strength layer in the middle of the packing material reacts with the base metal, FeO, slag, etc. to form an integrated bonding site. During this period, the long nozzle cannot be easily removed from the lower nozzle.

また、前記特許文献1のパッキング材は、2つの接合面側に剥離しやすい層を有するが、その層は粗な構造であってしかも高強度な中間部の層に挟まれた厚さの薄い状態であるから、溶融したFeOやスラグ等が毛管現象により奥深くまで浸透しやすくなり、結局、パッキング材はロングノズルと下部ノズルの間を強固に接合した状態となりやすい。   In addition, the packing material of Patent Document 1 has a layer that is easily peeled off on the two joint surfaces, but the layer has a rough structure and a thin thickness sandwiched between high-strength intermediate layers. Since it is in a state, melted FeO, slag, etc. are likely to penetrate deeply by capillary action, and the packing material tends to be in a state where the long nozzle and the lower nozzle are firmly joined.

このように従来技術においては、ロングノズルの下部ノズルとの接合部におけるシール性とパッキング材の除去性等の接合部整備の作業性との両立は、未だ十分ではない。   As described above, in the prior art, the compatibility between the sealing performance at the joint between the long nozzle and the lower nozzle and the workability of the joint maintenance such as the removal of the packing material is not yet sufficient.

特開平8−132197号公報JP-A-8-132197

本発明が解決しようとする課題は、ロングノズルと下部ノズルとの接合部の平滑性等を維持するための整備作業を容易にしつつ、ロングノズルの下部ノズルとの接合部の損傷を抑制することにある。   The problem to be solved by the present invention is to prevent damage to the joint of the long nozzle and the lower nozzle while facilitating maintenance work for maintaining the smoothness of the joint of the long nozzle and the lower nozzle. It is in.

本発明は、次の1から8に記載のロングノズルを提供する。   The present invention provides the long nozzle described in 1 to 8 below.

1.取鍋の下部ノズルとの接合部に、ロングノズル本体から独立してロングノズル本体に着脱及び交換可能な交換部品を備えたロングノズルにおいて、前記交換部品と前記ロングノズル本体との間の目地部の、少なくとも上部の露出面を含む一部又は全部に、溶鋼排出後の下部ノズルを外した状態で、前記交換部品を、動力を使用しない人力で取り外すことができる程度の力で変形又は崩壊する脆弱材料が、充填されていることを特徴とするロングノズル。 1. In a long nozzle provided with a replacement part that can be attached to and detached from the long nozzle body independently of the long nozzle body at the joint with the lower nozzle of the ladle, a joint between the replacement part and the long nozzle body The replacement part is deformed or collapsed to a part or all including at least the upper exposed surface with a force that can be removed by human power without using power, with the lower nozzle after discharging the molten steel removed. A long nozzle characterized by being filled with a fragile material.

2.前記交換部品を、動力を使用しない人力で取り外すことができる程度の力は、前記交換部品の内孔側下端に金属製バール先端を当接して「てこ」の原理で前記交換部品を上方に押し上げる作業において、当該交換部品をロングノズル本体から分離することができる程度以下の力(以下、この金属製バール先端を当接した場所における力を「分離力」という。)である、1に記載のロングノズル。 2. The force that allows the replacement part to be removed by human power without using power is to push the replacement part upward on the principle of “leverage” by contacting the tip of the metal bar with the lower end on the inner hole side of the replacement part. 2. The work force according to 1, wherein the force is less than or equal to a degree that allows the replacement part to be separated from the long nozzle body in the work (hereinafter, the force at the place where the metal bar tip abuts is referred to as “separation force”). Long nozzle.

3.前記脆弱材料の構成粒子の少なくとも一部が相互に結合しておらず、外力により流動可能な状態である、1又は2に記載のロングノズル。 3. 3. The long nozzle according to 1 or 2, wherein at least some of the constituent particles of the fragile material are not bonded to each other and are capable of flowing by an external force.

4.前記脆弱材料が、前記目地部に配置される際又は前記交換部品の取り外し作業前においては保形性を備えている、1から3のいずれかに記載のロングノズル。 4). The long nozzle according to any one of claims 1 to 3, wherein the fragile material has shape retention when being disposed on the joint or before the replacement part is removed.

5.前記脆弱材料内の最大気孔径が、0.5mm以下である、1から4のいずれかに記載のロングノズル。 5. The long nozzle according to any one of 1 to 4, wherein a maximum pore diameter in the fragile material is 0.5 mm or less.

6.前記交換部品と前記ロングノズル本体との間の目地部の、前記脆弱材料が充填されている部分を除く一部又は全部に、溶鋼通過時において前記脆弱材料より緻密な材料が配置されている、1から5のいずれかに記載のロングノズル。 6). In a part or all of the joint portion between the replacement part and the long nozzle body except for the portion filled with the fragile material, a material denser than the fragile material is disposed when the molten steel passes, The long nozzle according to any one of 1 to 5.

7.前記交換部品の外周側の面の一部又は全部が、ロングノズルの縦軸中心を含む縦方向の断面において、上方に向かって拡径する形状である、請求項1から請求項6のいずれかに記載のロングノズル。 7). 7. The replacement part according to claim 1, wherein a part or all of the outer peripheral surface of the replacement part has a shape that expands upward in a longitudinal section including a longitudinal axis center of the long nozzle. Long nozzle as described in

8.前記脆弱材料の単位面積当たりの接着強度Mf(MPa)は式1を満足する、請求項1から請求項7のいずれかに記載のロングノズル。
Mf ≦ {Fd−(Mo×Ao)}/Af ・・・・・・・・・ 式1
Fd:前記の分離力(N)
Mo:前記脆弱材料を除く他の充填材料の単位面積当たりの接着強度(MPa)
Af:前記脆弱材料の配置面積(mm
Ao:前記脆弱材料を除く他の充填材料の配置面積(mm
8). The long nozzle according to any one of claims 1 to 7, wherein an adhesive strength Mf (MPa) per unit area of the fragile material satisfies Formula 1.
Mf ≦ {Fd− (Mo × Ao)} / Af Equation 1
Fd: separation force (N)
Mo: Adhesive strength per unit area of other filler materials excluding the brittle material (MPa)
Af: Arrangement area of the fragile material (mm 2 )
Ao: Arrangement area of other filler materials excluding the fragile material (mm 2 )

以下、本発明を詳しく説明する。   The present invention will be described in detail below.

本発明のロングノズルは、前記背景技術に述べたようなメカニズム等による、ロングノズルの下部ノズルとの接合面の損傷を防止するために、この接合面に溶鋼やスラグ等が直接接触しないような下部ノズルとの接合部構造を備えたものである。すなわち、本発明のロングノズルは、ロングノズルの接合面を含む上部の領域を、ロングノズル本体に着脱及び交換が可能な、ロングノズル本体から独立した交換部品を設置した構造としたものである。この構造により、この前記交換部品の上端面が下部ノズルとの接合面になり、この面に溶鋼やスラグが付着しても、この前記交換部品を交換する等によってこの接合面は常に平滑な状態を維持することができる。   The long nozzle of the present invention is such that molten steel or slag is not in direct contact with the joint surface in order to prevent damage to the joint surface with the lower nozzle of the long nozzle due to the mechanism described in the background art. It has a joint structure with the lower nozzle. That is, the long nozzle of the present invention has a structure in which an upper region including the joining surface of the long nozzle is provided with a replacement part that can be attached to and detached from the long nozzle main body and independent from the long nozzle main body. With this structure, the upper end surface of the replacement part becomes a joint surface with the lower nozzle, and even if molten steel or slag adheres to the surface, the joint surface is always in a smooth state by replacing the replacement part. Can be maintained.

一方、溶鋼排出後に下部ノズルをロングノズルから外す際は、下部ノズルとロングノズルが離れた後に下部ノズルとロングノズルが相対的に水平方向に離れるように移動するので、下部ノズルから流下した溶鋼やスラグは、ロングノズル上端部付近に付着することになる。   On the other hand, when removing the lower nozzle from the long nozzle after discharging the molten steel, the lower nozzle and the long nozzle move relatively horizontally after the lower nozzle and the long nozzle are separated from each other. The slag adheres near the upper end of the long nozzle.

このため、前記交換部品とロングノズル本体との間の目地部の、上部の露出面を含む部分には、溶鋼やスラグを侵入させないために、流下する溶鋼やスラグが冷却されて固化するまで存在することができる程度の耐火性を備えた材料を充填して、空間が無い状態にしておく必要がある。   For this reason, in order to prevent molten steel and slag from entering the portion of the joint between the replacement part and the long nozzle body including the exposed upper surface, the flowing molten steel and slag exist until cooled and solidified. It is necessary to fill the material with fire resistance to such an extent that no space is left.

この目地部の上部の露出面を含む部分は、ロングノズル内孔への空気等の引き込みを防止する程度の密着性やシール性は必要ない。しかし、この目地部の材料(充填材料)が強度を備えた構造体として、しかも強固に前記交換部品を固定している場合には前記交換部品の交換作業自体が困難になると共に、溶鋼やスラグの一部がこの充填材料の気孔や亀裂等を経路として充填材料の組織に侵入ないし固化して、そこがいわゆる目地部でのアンカー又はスパイクのようになった強固な付着物を形成することがある(この現象を以下「スパイキング現象」ともいう。)。また、付着して固化した鋼やスラグを酸素ランスによる酸素洗浄作業によって除去する際にも、その低融化した鋼の酸化物やスラグが目地部及びその周辺に浸透して固化し、前記交換部品をさらに強固に固定してしまうことがある。   The portion including the exposed surface at the upper portion of the joint portion does not need adhesiveness or sealing property to prevent air or the like from being drawn into the long nozzle inner hole. However, when the joint part material (filling material) is a structure having strength and the replacement part is firmly fixed, the replacement part itself becomes difficult, and molten steel or slag A part of the material penetrates or solidifies into the filling material structure through the pores and cracks of the filling material as a route, thereby forming a strong deposit like an anchor or spike at the joint. Yes (this phenomenon is also called "spiking phenomenon" below). Also, when the steel and slag adhered and solidified are removed by an oxygen cleaning operation with an oxygen lance, the oxide and slag of the low-melting steel permeates and solidifies in the joint portion and the periphery thereof, and the replacement part May be more firmly fixed.

そこで本発明は、前記交換部品とロングノズル本体との間の目地部の、少なくとも上部の露出面を含む一部又は全部に、わずかな外力、具体的には前記交換部品を、動力を使用しない人力で取り外すことができる程度の力で変形又は崩壊する脆弱材料を充填した構造とする。すなわち本発明は、溶鋼やスラグが付着する、少なくとも上部の露出面を含む前記目地部に、溶鋼やスラグが浸透して固化しても、下部ノズルを取り外して前記交換部品の上面が露出した状態で、動力を使用しない人力により変形又は崩壊する程度以下の強度の材料(脆弱材料)を配置することで、固化した鋼やスラグを容易に除去することを可能とし、さらには前記交換部品をロングノズル本体から容易に除去することをも可能とするものである。   Accordingly, the present invention does not use a slight external force, specifically, the replacement part without power, in part or all of the joint part between the replacement part and the long nozzle body including at least the upper exposed surface. A structure filled with a fragile material that deforms or collapses with a force that can be removed by human power. That is, the present invention is a state in which the upper surface of the replacement part is exposed by removing the lower nozzle even if the molten steel or slag penetrates and solidifies into the joint portion including at least the upper exposed surface to which the molten steel or slag adheres. In addition, it is possible to easily remove solidified steel and slag by arranging a material (fragile material) with a strength that is less than the degree of deformation or collapse by human power that does not use power. It can also be easily removed from the nozzle body.

ここで「前記交換部品を、動力を使用しない人力で取り外すことができる程度の力」とは、前記交換部品の内孔側下端に金属製バール先端を当接して「てこ」の原理で前記交換部品を上方に押し上げる作業において、当該交換部品をロングノズル本体から分離することができる程度以下の力のことをいい、バールをも使用しない程度の力をも含む(以下単に「人力」ともいう。)。   Here, “the force that allows the replacement part to be removed by human power without using power” means that the replacement is performed on the principle of “lever” by abutting the tip of a metal bar on the inner hole side lower end of the replacement part. In the operation of pushing up the part upward, it refers to a force below the extent that the replacement part can be separated from the long nozzle body, and includes a force that does not use a bar (hereinafter also simply referred to as “human power”). ).

これを充填材料の接着強度で示すと、前記交換部品の内孔側下端のバール先端の加重を当該交換部品のロングノズル本体との接触面積で除した値以下の接着強度であればよいということである。この具体的な例を次に示す。   If this is shown by the adhesive strength of the filling material, the adhesive strength should be less than or equal to the value obtained by dividing the weight of the bar tip at the lower end on the inner hole side of the replacement part by the contact area with the long nozzle body of the replacement part. It is. A specific example of this is shown below.

図6に示すように、操業において一般的に行われている典型的な方法及びロングノズルの形状等で次の条件にてシミュレーションを行った。すなわち、最短と考えられる約1000mm程度の金属製バールを使用し、このバールのロングノズル側の先端を交換部品の内孔側下端に当接し、ロングノズル本体の内孔の上端部を支点とし、バールの反ロングノズル側すなわち作業者側の端部から約100mmの点を作業者が握るとの条件下、作業者がバールを押し下げることで交換部品を上方に押し上げて取り外す場合を想定した。   As shown in FIG. 6, a simulation was performed under the following conditions using a typical method generally used in operation and the shape of a long nozzle. That is, using a metal bar of about 1000 mm considered to be the shortest, the tip of the long nozzle side of this bar abuts on the lower end of the inner hole side of the replacement part, and the upper end of the inner hole of the long nozzle body as a fulcrum, Under the condition that the operator grips a point about 100 mm from the end of the bar on the anti-long nozzle side, that is, on the worker side, it is assumed that the worker pushes the bar up to remove the replacement part.

この場合、作業者が握るバール端部から約100mmの位置に約62kgの荷重(人間1人の平均体重に相当)を下方に作用させたとき、前記荷重に支点までの長さを乗じたモーメントを、交換部品とロングノズル本体との目地部の中で接着している部分の総面積(以下「総接着面積」ともいう。)で除した値以下の接着強度であれば、人力で容易に除去することができる。   In this case, when a load of about 62 kg (corresponding to the average body weight of one person) is applied downward at a position about 100 mm from the bar end gripped by the operator, a moment obtained by multiplying the load by the length to the fulcrum If the adhesive strength is less than or equal to the total area of the part of the joint between the replacement part and the long nozzle body (hereinafter also referred to as “total adhesive area”), Can be removed.

ここで、接着強度は、脆弱材料、その他の充填材料それぞれの充填材料につき、操業で曝される温度で熱処理した後のJISR2213に準じる測定方法による接着曲げ強度を、それぞれの面積に乗じて、その合計を前記の総接着面積で除した値を、当該交換部品の接着強度とみなせばよい。   Here, the adhesive strength is obtained by multiplying the respective areas by the adhesive bending strength by the measuring method according to JIS R2213 after heat treatment at the temperature exposed to operation for each of the brittle material and other filling materials. A value obtained by dividing the total by the total adhesion area may be regarded as the adhesive strength of the replacement part.

例えば、交換部品の内径:100mm、外径:160mm、高さ:30mm、ロングノズル本体の内径:166mm、交換部品上端面からの上方への飛び出し寸法:30mm、交換部品とロングノズル本体の間の目地部の厚さ:3mmの構造にて、かつ、溶鋼通過経路である内孔に面する、交換部品とロングノズル本体との間のほぼ水平方向の目地には接着性の無いシール材(例えばファイバーシート等)を使用した場合には、前記のモーメントを交換部品の外周側面の面積0.1508mで除した値である、約0.21MPa以下が前記交換部品の単位面積当たりの最大許容接着強度となる。 For example, the inner diameter of the replacement part: 100 mm, the outer diameter: 160 mm, the height: 30 mm, the inner diameter of the long nozzle body: 166 mm, the protruding dimension from the upper end surface of the replacement part: 30 mm, and between the replacement part and the long nozzle body The thickness of the joint portion: 3 mm, and the seal material having no adhesiveness on the joint in the substantially horizontal direction between the replacement part and the long nozzle body facing the inner hole that is the molten steel passage path (for example, When a fiber sheet or the like is used, the maximum allowable adhesion per unit area of the replacement part is equal to or less than about 0.21 MPa, which is a value obtained by dividing the moment by the area 0.1508 m 2 of the outer peripheral side surface of the replacement part. It becomes strength.

また、前記のほぼ水平方向の目地に接着性の有るシール材(例えばファイバーシート等)を使用した場合には、前記のモーメントを交換部品の外周側面の面積0.273mで除した値である約0.114MPa以下が前記交換部品の単位面積当たりの最大許容接着強度となる。ただし、目地部に対してほぼ垂直方向(接着主体間を引き離す方向)に力をかける場合の強度は、接着曲げ強度よりも小さい(一般的にはその1/3程度といわれている)ので、より前記の約0.21MPa以下の例に近い値(約0.14〜約0.15MPa以下程度)がこの場合の実際の最大許容接着強度になると考えられる。 Further, when a sealing material having adhesiveness (for example, a fiber sheet) is used for the substantially horizontal joint, the moment is a value obtained by dividing the outer peripheral side surface area of the replacement part by 0.273 m 2. About 0.114 MPa or less is the maximum allowable adhesive strength per unit area of the replacement part. However, the strength in the case of applying a force in a direction substantially perpendicular to the joint portion (direction separating the main adhesive bodies) is smaller than the adhesive bending strength (generally said to be about 1/3 of that), A value closer to the above example of about 0.21 MPa or less (about 0.14 to about 0.15 MPa or less) is considered to be the actual maximum allowable adhesive strength in this case.

なお、このシミュレーションの例は、現在の鋼の連続鋳造操業におけるロングノズル等のほぼ最大の大きさに相当するので、前述の条件下の最大許容接着強度約0.114MPa又は約0.21MPaも、当該技術分野でのほぼ最大値と考えてよい。   In addition, since this simulation example corresponds to the almost maximum size of a long nozzle or the like in the current continuous casting operation of steel, the maximum allowable adhesive strength of about 0.114 MPa or about 0.21 MPa under the above-described conditions, It may be considered as the maximum value in the technical field.

前記脆弱材料、前記脆弱材料を除く充填材料(「他の充填材料」)の単位面積当たりの接着強度を設計するにあたっては、前記式1を満足するように構成すればよい。この場合、前記「他の充填材料」は1種類にとどまらず、部位に応じて複数でもよい。   In designing the adhesive strength per unit area of the fragile material and the filling material excluding the fragile material (“other filling material”), the above-described formula 1 may be satisfied. In this case, the “other filling material” is not limited to one type, and may be plural depending on the part.

なお、それぞれの接着強度は、例えば、内孔面に接し内孔面から近い部位に配置される材料に関しては、内孔面の溶鋼温度約1500℃と外周側端面の温度との平均温度での、外周側に配置される材料に関してはその外周側温度での酸化雰囲気中での熱処理及び冷却を経た後の接着強度を使用してもよい。すなわち、操業条件、ロングノズルの形状ないし構造、材質等の個別の条件に応じた最適な条件下の接着強度を使用すればよい。   In addition, each adhesive strength is the average temperature of the molten steel temperature of an inner hole surface about 1500 degreeC, and the temperature of an outer peripheral side end surface regarding the material arrange | positioned in the site | part which contact | connects an inner hole surface and is close to an inner hole surface, for example. For the material arranged on the outer peripheral side, the adhesive strength after undergoing heat treatment and cooling in an oxidizing atmosphere at the outer peripheral side temperature may be used. That is, the adhesive strength under optimum conditions corresponding to individual conditions such as operation conditions, long nozzle shape or structure, and material may be used.

前記の程度の強度を得るための脆弱材料は、脆弱材料の構成粒子の少なくとも一部が相互に結合しておらず、外力により流動可能な状態であることが最も好ましい。すなわち、例えば結合機能を備える材料を含まない粉体を充填した状態である。このような流動可能な状態にある材料上に溶鋼やスラグが流下して材料の粒子間に浸透した場合には、直ちに冷却し固化して不規則な形状となる。その不規則な形状の固化物であっても、充填した材料が流動可能であることから、これら固化物は容易に除去することができる。同時に、前記交換部品とロングノズル本体との間にバール等の治具を差し込もうとした際には差し込むことができる空間を容易に形成することができるので、前記交換部品の除去も容易に行うことができる。なお、交換部品の除去には交換部品の下端の、ロングノズル本体との内孔側の境界部にバールを差し込めばよいので、交換部品の上端部外周側のロングノズル本体との境界部にはバールを差し込む必要性はほとんどない。   The brittle material for obtaining the above-mentioned strength is most preferably in a state where at least some of the constituent particles of the brittle material are not bonded to each other and can flow by an external force. That is, for example, it is in a state of being filled with powder that does not contain a material having a binding function. When molten steel or slag flows onto the material in such a flowable state and permeates between the particles of the material, it immediately cools and solidifies into an irregular shape. Even the irregularly shaped solidified product can be easily removed because the filled material can flow. At the same time, when a jig such as a bar is inserted between the replacement part and the long nozzle body, a space that can be inserted can be easily formed, so the replacement part can be easily removed. It can be carried out. In order to remove the replacement part, it is only necessary to insert a bar into the boundary part on the inner hole side with the long nozzle body at the lower end of the replacement part. There is almost no need to insert a bar.

前記の脆弱材料は、前記の固化物や前記交換部品の除去時に容易に流動することができればよいのであって、目地部に配置される際(すなわち供給する製品の形態)又は鋳造の操業中ないし前記交換部品の取り外し作業前においては保形性を備えていてもよい。   The fragile material only needs to be able to flow easily when the solidified product or the replacement part is removed, and is disposed when being placed on the joint (that is, in the form of a product to be supplied) or during a casting operation. Before the replacement part is removed, shape retention may be provided.

前記の脆弱材料に溶鋼やスラグが流下する場合には、経験上、脆弱材料内の最大気孔径は約0.5mm以下程度であれば流下時の衝撃等による数mm程度の浸透はあるものの、すぐに温度が降下して固化状態になり、脆弱材料中の深部にまで浸透することはない。例えばステンレス鋼等の、より低粘性の鋼、スラグ等の浸透を抑制するためには、脆弱材料内の最大気孔径は約0.3mm以下程度であることがさらに好ましい。これら約0.5mm以下、約0.3mm以下の気孔径は、これら気孔の形状が粒子の形状や充填状態等に依存してそもそも不規則であることから、厳格な数値化は困難である。これらの気孔径は操業における多くの経験から知見したものであって、概ね開孔側(上方)を面としてその気孔部分の最大の長さと言い換えることができる。   When molten steel or slag flows down to the fragile material, experience shows that if the maximum pore diameter in the fragile material is about 0.5 mm or less, there is a penetration of about several mm due to impact at the time of flow, etc. Immediately the temperature drops and solidifies and does not penetrate deep into the brittle material. For example, in order to suppress permeation of lower viscosity steel such as stainless steel, slag, etc., the maximum pore diameter in the fragile material is more preferably about 0.3 mm or less. These pore diameters of about 0.5 mm or less and about 0.3 mm or less are difficult to quantify strictly because the shape of these pores is irregular in the first place depending on the shape of the particles and the filling state. These pore diameters are known from many experiences in operation, and can be rephrased as the maximum length of the pore portion with the opening side (upward) as a plane.

なお、本発明においては、前記交換部品をロングノズル本体から容易に除去するために、この交換部品を人力で取り外すことができる程度の範囲に脆弱材料が充填されているということでもある。例えば、前記の総接着強度が、前記交換部品を人力で容易に除去できる程度以下であれば、脆弱材料の目地部上部の露出面からの深さは、溶鋼又はスラグ流下時に脆弱材料が残留してさえいれば、またその浸透を防止できる程度の厚さでありさえすれば、例えば数mm程度の表層のみであってもよい。   In the present invention, in order to easily remove the replacement part from the long nozzle body, this means that the brittle material is filled to the extent that the replacement part can be removed manually. For example, if the total adhesive strength is less than or equal to the level at which the replacement part can be easily removed by human power, the depth from the exposed surface of the upper portion of the joint portion of the fragile material is that the fragile material remains when the molten steel or slag flows. As long as the thickness is enough to prevent the permeation, only a surface layer of, for example, several mm may be used.

前記交換部品の形状については、その外周側の面の一部又は全部が、ロングノズルの縦軸中心(内孔の溶鋼流下方向の軸の中心)を含む縦方向の断面において、上方に向かって拡径する形状で、前記交換部品の半径方向の厚さが確保できる範囲においてできるだけ傾斜角度が大きい方が好ましい。すなわち前記交換部品を上方向に除去しやすくするために、その外周側の面は垂直ではなくできる限り上方に向かって拡径し、その角度が大きいことが好ましい。   Regarding the shape of the replacement part, a part or all of the outer peripheral surface thereof is directed upward in the longitudinal section including the center of the longitudinal axis of the long nozzle (the center of the inner hole in the molten steel flow direction). It is preferable that the inclination angle is as large as possible within a range in which the diameter of the replacement part can be ensured in the radial direction so as to ensure the radial thickness. That is, in order to make it easy to remove the replacement part in the upward direction, it is preferable that the outer peripheral surface is not vertical but the diameter is increased upward as much as possible and the angle is large.

また、本発明においては、前記交換部品とロングノズル本体との間の目地部の、前記脆弱材料が充填されている部分を除く一部又は全部、特に、溶鋼通過経路であるロングノズル内孔に面した部分を含む少なくとも一部又は全部には、シール性を確保するために、溶鋼通過時において前記脆弱材料より緻密な材料(パッキング材)を配置することが好ましい。   Further, in the present invention, a part or all of the joint portion between the replacement part and the long nozzle main body except the portion filled with the fragile material, in particular, the long nozzle inner hole which is a molten steel passage route. It is preferable to arrange a material (packing material) denser than the fragile material when passing through the molten steel, in order to ensure sealing performance, at least partially or entirely including the facing portion.

以上のように本発明によれば、目地部の外部への露出面に亀裂が生じたり、その亀裂に侵入した溶鋼やスラグがその亀裂部位でいわゆるアンカーとなって固化した鋼やスラグが強固に接合部に付着する等の現象がなく、したがって前記交換部品を固定化することがない。その結果、ロングノズル本体の下部ノズルとの接合部の平滑性等を維持しつつ、取鍋交換時のロングノズルの下部ノズルとの接合部の整備作業を容易にしつつ、前記接合部の損傷を抑制することができる。   As described above, according to the present invention, cracks occur on the exposed surface of the joints, or the molten steel and slag that has penetrated into the cracks become so-called anchors at the cracked portions, and the solidified steel and slag are strengthened. There is no phenomenon such as adhering to the joint, and therefore the replacement part is not fixed. As a result, while maintaining the smoothness of the joint of the long nozzle body with the lower nozzle, it facilitates maintenance work of the joint of the long nozzle with the lower nozzle during ladle replacement, and damages the joint. Can be suppressed.

本発明のロングノズルの一例を、下部ノズルとの接合構造と共に示す縦方向断面図である。It is longitudinal direction sectional drawing which shows an example of the long nozzle of this invention with a joining structure with a lower nozzle. 本発明のロングノズルの他の例を、下部ノズルとの接合構造と共に示す縦方向断面図である。It is longitudinal direction sectional drawing which shows the other example of the long nozzle of this invention with a joining structure with a lower nozzle. 本発明のロングノズルの他の例を、下部ノズルとの接合構造と共に示す縦方向断面図である。It is longitudinal direction sectional drawing which shows the other example of the long nozzle of this invention with a joining structure with a lower nozzle. 本発明のロングノズルの他の例を、下部ノズルとの接合構造と共に示す縦方向断面図である。It is longitudinal direction sectional drawing which shows the other example of the long nozzle of this invention with a joining structure with a lower nozzle. 本発明のロングノズルの他の例を、下部ノズルとの接合構造と共に示す縦方向断面図である。It is longitudinal direction sectional drawing which shows the other example of the long nozzle of this invention with a joining structure with a lower nozzle. ロングノズル本体から交換部品を取り外す典型的な方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the typical method of removing replacement parts from a long nozzle main body. 従来のロングノズルの一例を、下部ノズルとの接合構造と共に示す縦方向断面図である。It is a longitudinal direction sectional view showing an example of the conventional long nozzle with a junction structure with a lower nozzle. 従来のロングノズルの一例を、緻密質目地材(パッキング材)表面の損傷状態及び内孔側への付着物の付着状態と共に示す縦方向断面図である。It is longitudinal direction sectional drawing which shows an example of the conventional long nozzle with the damage state of the dense joint material (packing material) surface, and the adhesion state of the deposit | attachment to the inner-hole side. 前記交換部品を備えたロングノズルでの、付着物の付着状況及び付着物が目地部上部の露出面から目地部下方深くまで浸透した場合を示す縦方向断面図(イメージ図)である。It is a longitudinal cross-sectional view (image figure) which shows the case where the adhesion state of the deposit | attachment in the long nozzle provided with the said replacement | exchange part, and the deposit | attachment penetrate | infiltrated deeply below the joint part from the exposed surface of the joint part upper part. 前記交換部品を備えたロングノズルであるが、目地部に緻密質目地材(パッキング材)のみを使用した比較例を、下部ノズルとの接合構造と共に示す縦方向断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a comparative example using only a dense joint material (packing material) for the joint part, together with a joining structure with the lower nozzle, although it is a long nozzle including the replacement part.

本発明の具体的な実施形態を図1〜図5に例示して説明する。   A specific embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

これらの実施形態では、ロングノズル本体10の内孔6側の上端部に、着脱及び交換可能な部品(前記交換部品)1を備えており、下部ノズル11はこの交換部品1の上部と接合される。   In these embodiments, a detachable and replaceable part (the replacement part) 1 is provided at the upper end of the long nozzle body 10 on the inner hole 6 side, and the lower nozzle 11 is joined to the upper part of the replacement part 1. The

交換部品1とロングノズル本体10との間の目地部において、内孔6に面する部分を含む一部には、空気の侵入を抑制する程度の緻密性を備えたパッキング材5が配置されている。そして、このパッキング材5と連続して、前記目地部の少なくとも上部の露出面2を含む一部に、脆弱材料(目地材)4が配置(充填)されている。   In a joint portion between the replacement part 1 and the long nozzle body 10, a packing material 5 having a density sufficient to suppress the intrusion of air is disposed on a part including a portion facing the inner hole 6. Yes. Then, a fragile material (joint material) 4 is arranged (filled) in a part including at least the upper exposed surface 2 of the joint part continuously with the packing material 5.

なお、前述の緻密性を備えたパッキング材5は、脆弱材料4とは異なる材料でもよいが、脆弱材料4と同様の材料を設置時又は下部ノズルとの接合時等の圧力により圧縮した結果緻密性を備えるものでもよい。   The packing material 5 having the above-described denseness may be a material different from the fragile material 4, but is dense as a result of compression of the same material as the fragile material 4 by pressure at the time of installation or joining to the lower nozzle. It may be provided with sex.

また、脆弱材料4を充填する部分は、前記目地部の少なくとも上部の露出面を含んでいれば、特に制限する必要はない。ただし、交換部品1とロングノズル本体10との目地部において、ロングノズル縦方向に面を有する部分(交換部品1の外周面)の目地部全部が脆弱材料4であること(図2、図5の実施形態)が、付着物侵入時の付着物除去性及び交換部品1の除去性を高めるためには好ましい。   Further, the portion filled with the fragile material 4 is not particularly limited as long as it includes at least the upper exposed surface of the joint portion. However, in the joint portion between the replacement part 1 and the long nozzle body 10, the joint part of the portion having the surface in the longitudinal direction of the long nozzle (the outer peripheral surface of the replacement part 1) is the fragile material 4 (FIGS. 2 and 5). This embodiment is preferable in order to improve the deposit removal property and the replacement part 1 removal performance when the deposit enters.

この脆弱材料4は、最も強度が小さい場合の例としては、当初から材料の構成粒子及び交換部品1やロングノズル本体10との結合機能を備えない、例えば単なる粉体が挙げられる。このような粉体としては、アルミナ質、シリカ質、ジルコニア質、アルミナ−シリカ質、アルミナ−シリカ−ジルコニア質、アルミナ−マグネシア質、アルミナ−スピネル質、マグネシア質、ジルコニア質等、又はこれら材質に炭素を含有する材料等の、単一又は複数の原料粒子からなる粉体等を、少なくとも前述の付着物や交換部品等を容易に除去することができる程度以下の焼結性にとどめることが必要である。   As an example of the case where the fragile material 4 has the lowest strength, there is, for example, a simple powder which does not have a function of combining the constituent particles of the material and the replacement part 1 or the long nozzle body 10 from the beginning. Examples of such powders include alumina, silica, zirconia, alumina-silica, alumina-silica-zirconia, alumina-magnesia, alumina-spinel, magnesia, zirconia, and the like. It is necessary to limit the powder composed of single or multiple raw material particles such as carbon-containing materials to a sinterability that is at least as low as the above-mentioned deposits and replacement parts can be easily removed. It is.

これらは鉱物相としても前述の焼結性の要件を満たせば、特に限定する必要はない。しかし、ガラス相を多量に含む等により約800℃以下程度でも高い焼結性を有したり、化合を生じる材料は避けることが好ましい。また、変態等により特異又は高い熱膨張・収縮を示す鉱物、例えば、シリカ系鉱物、ジルコニア系鉱物の、溶鋼等の高温度に曝された際に高い膨張や変態挙動等を示す、例えばカイヤナイト等を使用することは、本発明の効果を妨げることがなく、むしろ固定化を抑制することもあるので、使用することが可能である。   These are not particularly limited as long as they satisfy the above-mentioned sinterability requirements as a mineral phase. However, it is preferable to avoid materials that have high sinterability or cause compounding even at about 800 ° C. or less due to a large amount of glass phase. In addition, minerals that exhibit unusual or high thermal expansion / contraction due to transformation or the like, such as silica-based minerals, zirconia-based minerals, exhibit high expansion or transformation behavior when exposed to high temperatures such as molten steel. And the like can be used because they do not hinder the effect of the present invention and may rather suppress immobilization.

これらの粒子の形状等は特に制限する必要はなく、目地部の幅との関係で、流動性(変形能)を得ることができつつ、目地部に充填することができさえすれば、粒径、粒子形状等は制限する必要はない。しかし、例えば、流動性を確保するためには目地部の幅に対する粒径は経験上約1/2程度が好ましく、約1/3程度以下で、粒径分布が狭い(すなわち同じ程度の大きさの集団)であることがより好ましい。また粒子形状はできる限り球状に近いものが好ましい。   The shape and the like of these particles are not particularly limited, and as long as fluidity (deformability) can be obtained in relation to the width of the joint portion, the joint portion can be filled. The particle shape and the like need not be limited. However, for example, in order to ensure fluidity, the particle size with respect to the width of the joint portion is preferably about ½ from experience, about 1/3 or less, and the particle size distribution is narrow (that is, the same size). More preferably). The particle shape is preferably as close to a sphere as possible.

このような結合機能を備えない状態の粉体であれば、外力に対し流動性(変形能と同じ)を備えるので、溶融状態の物質が付着した場合に、またそれが材料内部の気孔を経由して下方に浸透しても、それらが強固なスパイク状態になることはなく、容易に除去することができる。   If the powder does not have such a binding function, it has fluidity (same as deformability) with respect to external force, so when a molten substance adheres, it passes through pores inside the material. Even if it penetrates downward, they do not become a strong spike state and can be easily removed.

また、このような外力に対する流動性を当初から備えないで設置当初は保形性や強度を備えていても、鋳造の操業中、すなわち高温度に曝され、又は酸化雰囲気に曝されることで強度が低下し、付着物を容易に除去できる程度の流動性を備えるに至る形態の材料でもよい。このような材料の例としては、有機系の樹脂や接着剤を結合材として含むパッキング材等が挙げられる。これらの材料の場合は有機系の樹脂や接着剤を結合材が熱間で分解、又は酸化して消失することで、材料自体の強度が低下又は消失し、材料としての流動性(変形能)を示すことになる。   In addition, even if it has shape retention and strength at the beginning of installation without having fluidity against such external force from the beginning, it is exposed to high temperature or exposure to an oxidizing atmosphere during casting operation. The material may have a form in which the strength decreases and the fluidity is such that deposits can be easily removed. Examples of such a material include a packing material containing an organic resin or an adhesive as a binder. In the case of these materials, the strength of the material itself decreases or disappears due to the loss or disappearance of the organic resin or adhesive by hot decomposition or oxidation of the binder, and the fluidity (deformability) as the material Will be shown.

なお、図1〜図5の実施形態では、交換部品1と下部ノズル11との間の目地部、及び交換部品1とロングノズル本体10との間の目地部において内孔6に面する部分を含む一部に、シール性を確保するために緻密性を備えたパッキング材5を配置したが、これらの目地部の平滑度が空気を内孔側に引き込まない程度、又は漏鋼を生じない程度であれば、パッキング材5は必ずしも配置しなくてもよい。   In the embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the joint portion between the replacement part 1 and the lower nozzle 11 and the part facing the inner hole 6 in the joint part between the replacement part 1 and the long nozzle body 10 are provided. The packing material 5 provided with denseness is disposed in a part to include sealing properties, but the degree of smoothness of these joints does not draw air into the inner hole side, or does not cause leakage steel If so, the packing material 5 may not necessarily be arranged.

また、パッキング材を使用する場合における「緻密性」の程度は、個別の操業、設備等の諸条件によって変動するものであって、必ずしも特定の数値化に馴染む性質の特性ではない。一般的には、例えば約600℃、約39.2×10Pa程度でパッキング材を加圧した条件下、真空容器の真空度を約2.6×10Pa程度(繊維質の例)〜約8×10Pa程度(耐火粒子等の成形物の例)に維持可能な程度のパッキング効果を示す材料が使用できる。 In addition, the degree of “denseness” in the case of using a packing material varies depending on various conditions such as individual operations and facilities, and is not necessarily a property of a property that is compatible with a specific numerical value. In general, for example, under a condition where the packing material is pressurized at about 600 ° C. and about 39.2 × 10 4 Pa, the vacuum degree of the vacuum vessel is about 2.6 × 10 4 Pa (example of fiber). A material exhibiting a packing effect that can be maintained at about 8 × 10 4 Pa (an example of a molded article such as refractory particles) can be used.

交換部品の材質、物性等は、下部ノズルとの接合状態を保持できる程度の強度等を備えていて、鋳造用ノズルに必要な耐食性、耐熱衝撃性、耐熱性等を備えていれば、特に制限する必要はない。ロングノズル又は下部ノズルと同じ材料でもよい。具体的には、アルミナ質、アルミナ−シリカ質、アルミナ−シリカ−ジルコニア質、アルミナ−マグネシア質、アルミナ−スピネル質、マグネシア質、ジルコニア質等、又はこれら材質に炭素を含有する材料等の、一般的に鋳造用ノズル等に使用される耐火物であればよい。また特に強度や耐食性、耐酸化性等を高めるために金属、共有結合性の化合物等を含んでもよい。   The material, physical properties, etc. of the replacement parts are particularly limited as long as they have sufficient strength to maintain the bonding state with the lower nozzle and have the necessary corrosion resistance, thermal shock resistance, heat resistance, etc. for the casting nozzle. do not have to. The same material as the long nozzle or the lower nozzle may be used. Specifically, such as alumina, alumina-silica, alumina-silica-zirconia, alumina-magnesia, alumina-spinel, magnesia, zirconia, or materials containing carbon in these materials, etc. Any refractory material used for a casting nozzle or the like may be used. Further, in order to enhance strength, corrosion resistance, oxidation resistance, etc., a metal, a covalent bond compound, or the like may be included.

なお、図7〜10には、参考までに、前記図面の簡単な説明に記載のとおり、従来のロングノズルの一例等を示している。   For reference, FIGS. 7 to 10 show an example of a conventional long nozzle as described in the brief description of the drawings.

[実施例A]
実施例Aは、上部に露出面(水平方向の面)を有する目地部に、緻密質パッキング材(金属含有の強接着機能を備える材料、下記表1の「パッキング材−A」)、脆弱材料として、(ア)設置時には保形性を備えるが、熱処理後に強度をほとんど有しない材質(下記表1、2の「パッキング材−B」)、(イ)単なる粉体(結合材を有さず強度を有していない、下記表1、2の「耐火原料」)を適用した場合の、溶鋼、スラグ、及び交換部品(耐火物成形体)の除去性を調査した実験例を示す。
[Example A]
In Example A, a dense packing material (material containing a metal-containing strong adhesion function, “Packing material-A” in Table 1 below) is formed on the joint having an exposed surface (horizontal surface) on the top, and a brittle material. (A) A material that retains its shape at the time of installation, but has little strength after heat treatment ("Packing material-B" in Tables 1 and 2 below), (a) A simple powder (without a binder) The experiment example which investigated the removability of molten steel, slag, and a replacement part (refractory molded object) at the time of applying the "refractory raw material" of the following Table 1, 2 which does not have intensity | strength is shown.

本実験例では、前記交換部品を模擬して外径φ160mm−内径φ100mm×高さ30mmの円管状の耐火物成形体を作製し、これをその外周側に3mm幅の目地部が形成されるように、内径φ166mm×高さ30mmの耐火物製の円管内に設置した。そして、前記の目地部に、前記の緻密質パッキング材、脆弱材料を各例ごとに装填して供試料とした。なお、前記交換部品(耐火物成形体)及びその外周周囲の円管には、アルミナ約50質量%、シリカ約20質量%、炭素約30質量%から成る、ロングノズルに一般的に使用されている材料を使用した。   In this experimental example, a tubular refractory molded body having an outer diameter of φ160 mm, an inner diameter of φ100 mm and a height of 30 mm was produced by simulating the replacement part, and a joint portion having a width of 3 mm was formed on the outer peripheral side thereof. Were installed in a refractory circular tube having an inner diameter of 166 mm × height of 30 mm. The dense packing material and the fragile material were loaded into the joints for each example to prepare samples. The replacement part (refractory molded body) and the circular tube around its outer periphery are generally used for long nozzles composed of about 50% by mass of alumina, about 20% by mass of silica, and about 30% by mass of carbon. The material used is used.

これら各々の供試料の目地部上部の露出面(上部露出面部の目地)に約1550℃の溶鋼、取鍋スラグを注ぎ、冷却後にこれら溶鋼、取鍋スラグ、及び前記交換部品(耐火物成形体)を除去してその除去時の容易性を、手作業により確認した。   About 1550 ° C. molten steel and ladle slag are poured onto the exposed surface (joint of the upper exposed surface portion) of the joint portion of each sample, and after cooling, these molten steel, ladle slag, and the replacement part (refractory molded body) ) Was removed and the ease of removal was confirmed manually.

評価は、手作業で容易に除去できる(すなわちバールを使用しない)場合を◎、バールを使用すると容易に除去できる場合を○、バール使用により除去できるもののやや接着が観られた場合を△、除去が困難であった場合を×、の4段階の定性的評価とした。   Evaluation is ◎ for cases where it can be easily removed by hand (that is, not using a bar), ○ for cases where it can be easily removed using a bar, and Δ for cases where it can be removed by using a bar, but some adhesion is observed. Was difficult, and a four-stage qualitative evaluation of x was made.

表1に供試料と各実験結果を示す。   Table 1 shows the samples and the results of each experiment.

Figure 2016150365
Figure 2016150365

従来材質である緻密質パッキング材を使用した比較例1では、スラグ、溶鋼のいずれの場合にも目地部の接着が強固であり、除去性が不良であった。   In Comparative Example 1 in which a dense packing material, which is a conventional material, was used, the adhesion at the joints was strong in both cases of slag and molten steel, and the removability was poor.

これに対し、脆弱材料(ア)、(イ)を使用した実施例1〜7では、いずれも除去性(解体性は良好であった。単なる粉体として整粒化した耐火原料粒子をそのまま使用した実施例2〜7は、粒子の形態(球状か破砕粒か)に拘わらず、良好な除去性を示した。なお、1mm以下の耐火原料粒子を充填した場合は、スラグが深く浸透した部分が生じて、一部の目地部がやや一体化したため、やや除去性が低下する傾向が観られたが、人力で容易に除去することは可能であった。   On the other hand, in Examples 1 to 7 using the brittle materials (a) and (b), both the removability (disintegration was good. The refractory raw material particles that were sized as a simple powder were used as they were. Examples 2 to 7 showed good removability regardless of the shape of the particles (spherical or crushed particles), where slag penetrated deeply when filled with refractory raw material particles of 1 mm or less. As a result, some joints were slightly integrated, and there was a tendency for the removability to be somewhat lowered, but it was possible to remove them easily by human power.

また、耐火原料粒子の大きさ(1mm以下、0.5mm以下)の違いによる除去性は、前記の1mm以下でのスラグの場合を除きほとんど差異はなく、また粉体の成分による差異も観られなかった。   In addition, the removability due to the difference in the size of the refractory raw material particles (1 mm or less, 0.5 mm or less) is almost the same except for the case of the slag of 1 mm or less, and there is also a difference depending on the components of the powder. There wasn't.

[実施例B]
実施例Bは、前記実施例Aの脆弱材料としての(ア)、(イ)の代表例を、目地部の厚さ、及び前記交換部品外周面の上方に向かう拡径程度、すなわち目地部の角度を変えて除去性を調査した実験例を示す。実験装置、方法は前述実施例Aと同じである。
[Example B]
Example B is a representative example of (a) and (b) as the brittle material of Example A. The thickness of the joint part and the degree of diameter expansion toward the upper part of the outer peripheral surface of the replacement part, that is, the joint part An experimental example in which the removability was investigated by changing the angle is shown. The experimental apparatus and method are the same as in Example A above.

表2に供試料と各実験結果等を示す。   Table 2 shows the samples and the results of each experiment.

Figure 2016150365
Figure 2016150365

拡径のない、円柱状の前記交換部品外周形状を備えた実施例のうち、上部露出面部の目地厚さが5mm、3mmの実施例8、1、14、4の場合、除去性は良好であったが、上部露出面部の目地厚さが1mmの実施例9、実施例15では、除去性がやや低下した。これらの例では、前記交換部品の除去性を損なうほどのスラグや溶鋼の目地内への浸透はないものの、目地厚さが小さいために、前記交換部品除去時の動き代が小さくなって、やや除去性が低下した。   Of the examples provided with the outer peripheral shape of the replacement part in a columnar shape without diameter expansion, in the case of Examples 8, 1, 14, and 4 where the joint thickness of the upper exposed surface part is 5 mm and 3 mm, the removability is good. However, in Example 9 and Example 15 in which the joint thickness of the upper exposed surface portion was 1 mm, the removability was slightly lowered. In these examples, although there is no penetration of slag or molten steel into the joints that impairs the removal of the replacement parts, the joint thickness is small, so the movement allowance when removing the replacement parts is small, and somewhat The removability decreased.

前記交換部品外周形状を、上方向に向かって拡径した、すなわちロングノズルの鉛直方向に対して角度を有する例では、いずれも除去性は大幅に向上した。   In the example in which the outer peripheral shape of the replacement part was expanded in the upward direction, that is, in an example having an angle with respect to the vertical direction of the long nozzle, the removability was greatly improved.

これらのことから、拡径しない円柱状であっても除去性は良好であったことから、少しでも拡径している場合は、除去性がさらに向上することがわかる。   From these facts, it can be seen that the removability was further improved when the diameter was expanded even a little because the removability was good even when the cylinder was not expanded.

なお、この実施例Bの目地厚さ1mmの場合は、その充填作業性の点から、耐火原料粉体の粒度構成を0.5mm以下とした。   In addition, when the joint thickness of this Example B was 1 mm, the particle size structure of the refractory raw material powder was 0.5 mm or less from the viewpoint of the filling workability.

1 交換部品
2 目地部の上部露出面
3 空間(目地部の材料非充填部)
4 脆弱材料(上部露出面を含む目地の一部)
5 緻密質パッキング材(ロングノズル内孔面を含む目地の一部)
6 ロングノズルの内孔
7 ロングノズルの縦方向中心軸(内孔の溶鋼流下方向の中心軸)
8 損傷部位
9 付着物
10 ロングノズル本体
11 下部ノズル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Replacement part 2 Upper exposed surface of joint part 3 Space (material unfilled part of joint part)
4 Fragile material (part of joint including upper exposed surface)
5 Dense packing material (part of joint including long nozzle inner hole surface)
6 Inner hole of long nozzle 7 Longitudinal center axis of long nozzle
8 Damaged parts 9 Deposits 10 Long nozzle body 11 Lower nozzle

Claims (8)

取鍋の下部ノズルとの接合部に、ロングノズル本体から独立してロングノズル本体に着脱及び交換可能な交換部品を備えたロングノズルにおいて、前記交換部品と前記ロングノズル本体との間の目地部の、少なくとも上部の露出面を含む一部又は全部に、溶鋼排出後の下部ノズルを外した状態で、前記交換部品を、動力を使用しない人力で取り外すことができる程度の力で変形又は崩壊する脆弱材料が、充填されていることを特徴とするロングノズル。   In a long nozzle provided with a replacement part that can be attached to and detached from the long nozzle body independently of the long nozzle body at the joint with the lower nozzle of the ladle, a joint between the replacement part and the long nozzle body The replacement part is deformed or collapsed to a part or all including at least the upper exposed surface with a force that can be removed by human power without using power, with the lower nozzle after discharging the molten steel removed. A long nozzle characterized by being filled with a fragile material. 前記交換部品を、動力を使用しない人力で取り外すことができる程度の力は、前記交換部品の内孔側下端に金属製バール先端を当接して「てこ」の原理で前記交換部品を上方に押し上げる作業において、当該交換部品をロングノズル本体から分離することができる程度以下の力(以下、この金属製バール先端を当接した場所における力を「分離力」という。)である、請求項1に記載のロングノズル。   The force that allows the replacement part to be removed by human power without using power is to push the replacement part upward on the principle of “leverage” by contacting the tip of the metal bar with the lower end on the inner hole side of the replacement part. 2. The work according to claim 1, wherein the force is such that the replacement part can be separated from the long nozzle body in the work (hereinafter, the force at the place where the tip of the metal bar abuts is referred to as “separation force”). Long nozzle described. 前記脆弱材料の構成粒子の少なくとも一部が相互に結合しておらず、外力により流動可能な状態である、請求項1又は請求項2に記載のロングノズル。   The long nozzle according to claim 1 or 2, wherein at least some of the constituent particles of the fragile material are not bonded to each other and are capable of flowing by an external force. 前記脆弱材料が、前記目地部に配置される際又は前記交換部品の取り外し作業前においては保形性を備えている、請求項1から請求項3のいずれかに記載のロングノズル。   The long nozzle according to any one of claims 1 to 3, wherein the fragile material has shape retention when being arranged on the joint or before the replacement part is removed. 前記脆弱材料内の最大気孔径が、0.5mm以下である、請求項1から請求項4のいずれかに記載のロングノズル。   The long nozzle according to any one of claims 1 to 4, wherein a maximum pore diameter in the fragile material is 0.5 mm or less. 前記交換部品と前記ロングノズル本体との間の目地部の、前記脆弱材料が充填されている部分を除く一部又は全部に、溶鋼通過時において前記脆弱材料より緻密な材料が配置されている、請求項1から請求項5のいずれかに記載のロングノズル。   In a part or all of the joint portion between the replacement part and the long nozzle body except for the portion filled with the fragile material, a material denser than the fragile material is disposed when the molten steel passes, The long nozzle according to any one of claims 1 to 5. 前記交換部品の外周側の面の一部又は全部が、ロングノズルの縦軸中心を含む縦方向の断面において、上方に向かって拡径する形状である、請求項1から請求項6のいずれかに記載のロングノズル。   7. The replacement part according to claim 1, wherein a part or all of the outer peripheral surface of the replacement part has a shape that expands upward in a longitudinal section including a longitudinal axis center of the long nozzle. Long nozzle as described in 前記脆弱材料の単位面積当たりの接着強度Mf(MPa)は式1を満足する、請求項1から請求項7のいずれかに記載のロングノズル。
Mf ≦ {Fd−(Mo×Ao)}/Af ・・・・・・・・・ 式1
Fd:前記の分離力(N)
Mo:前記脆弱材料を除く他の充填材料の単位面積当たりの接着強度(MPa)
Af:前記脆弱材料の配置面積(mm
Ao:前記脆弱材料を除く他の充填材料の配置面積(mm
The long nozzle according to any one of claims 1 to 7, wherein an adhesive strength Mf (MPa) per unit area of the fragile material satisfies Formula 1.
Mf ≦ {Fd− (Mo × Ao)} / Af Equation 1
Fd: separation force (N)
Mo: Adhesive strength per unit area of other filler materials excluding the brittle material (MPa)
Af: Arrangement area of the fragile material (mm 2 )
Ao: Arrangement area of other filler materials excluding the fragile material (mm 2 )
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