JP2017109207A - スライディングノズル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スライド金枠が固定金枠に回動可能に保持されているタイプのスライディングノズル装置において、スライド金枠の開き角度を大きくする。
【解決手段】弾性体保持部４の長手方向の端部側に固定金枠２から伸延しかつ溶融金属容器とは反対側に伸びるブラケット７を設け、ブラケット７に開閉アーム８の一端を回動可能に設け、開閉アーム８の他端をスライド金枠３に設けたスライド金枠側連結部９に連結し、スライド金枠２が開閉アーム８の回動軸を中心に回動するようにした。
【選択図】図１

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に関し、特にスライディングノズル装置におけるスライド金枠の開閉機構に関する。

スライディングノズル装置は、２枚又は３枚のノズル孔を有する耐火物製のプレートを高圧で挟んだ状態（面圧を負荷した状態）で、これらのうち１枚のプレートをスライド（摺動）することにより、ノズル孔の開度を変えて溶融金属の流量を制御する。

プレートは数回の使用で寿命となるため、プレートの交換時あるいは損傷状態をチェックする場合にはスライド金枠を開く必要がある。この際、スライド金枠又は開閉金枠を開かなければならない。

このようなスライディングノズル装置においては、スライド金枠が開閉金枠に保持されているタイプと、スライド金枠が固定金枠に回動可能に保持されているタイプがある。このうち後者のタイプで、しかもプレートに面圧を負荷するための弾性体保持部も固定金枠に回動可能に保持されている場合には、弾性体保持部とスライド金枠とが当たってしまうため、スライド金枠を固定金枠に対して大きな角度で開くことができず十分な作業スペースが確保できない問題がある。

例えば、特許文献１のスライディングノズル装置では、図７に示すように開閉金枠（弾性体保持部）１１０がスライド金枠１２０のスライド方向中心線に対して対称に２つ設けられており、それぞれ固定金枠１３０に取り付けられている。開閉金枠１１０は、門型アーム１１１、バネボックス１１２、面圧ガイド１１３、及び摺動部材１１４を備える。具体的には、固定金枠１３０に設けたピン１３１に対して門型アーム１１１の基端部を回動可能に取り付け、門型アーム１１１のアーム１１１ａ間にバネボックス１１２を配置し、このバネボックス１１２に面圧ガイド１１３を一体的に設けている。

この構造において、図８に示すように開閉金枠１１０を開こうとすると開閉金枠１１０が溶融金属容器の底のベース板に当たるため開閉金枠１１０を十分開くことができない。しかも、スライド金枠１２０を開いた場合にはスライド金枠１２０の下部ノズル保持部１２１が開閉金枠１１０に当たってしまうため、固定金枠１３０に対するスライド金枠１２０の開き角度が非常に小さくなってしまう。このため、プレートや下部ノズルを交換するための作業スペースが狭くなる問題がある。

特許文献２のスライディングノズル装置においても特許文献１と同様に、スライド金枠を開こうとすると開閉金枠と当たってしまうためスライド金枠の開き角度が限定されてしまう。

特開２０１４−２０８３８０号公報 国際公開第２００９／１３９４７１号

本発明が解決しようとする課題は、スライド金枠が固定金枠に回動可能に保持されているタイプのスライディングノズル装置において、スライド金枠の開き角度を大きくすることにある。

本発明によれば、次の（１）から（４）のスライディングノズル装置が提供される。
（１）溶融金属容器の底に取り付けられるスライディングノズル装置であって、
固定金枠と、
固定金枠に対してスライド可能かつ回動可能になるように固定金枠に設けられたスライド金枠と、
固定金枠の両側に回動可能に保持される弾性体保持部とを有し、
さらに、弾性体保持部の長手方向の端部側に固定金枠から伸延しかつ溶融金属容器とは反対側に伸びるブラケットを設け、
ブラケットに開閉アームの一端を回動可能に設け、
開閉アームの他端をスライド金枠に設けたスライド金枠側連結部に連結し、
スライド金枠は開閉アームの回動軸を中心に回動するスライディングノズル装置。
（２）スライド金枠側連結部は突起と当接面とを有し、開閉アームは、この突起に嵌合する嵌合孔とこの当接面に当接するスライド金枠受け面とを有している（１）に記載のスライディングノズル装置。
（３）スライド金枠側連結部は開閉アーム保持ロッドを有し、この開閉アーム保持ロッドが開閉アームの貫通孔に遊貫している（１）又は（２）に記載のスライディングノズル装置。
（４）開閉アーム保持ロッドは、スライド金枠側連結部側が太くなっており開閉アームの貫通孔と嵌合する（３）に記載のスライディングノズル装置。

本発明のスライディングノズル装置では、開閉アームを介してスライド金枠が開閉するので、スライド金枠の開き角度を大きくすることができる。すなわち、本発明によれば、スライド金枠を大きく開くことができるようになるので、プレートや下部ノズルを交換するための作業スペースを十分に確保することができる。

本発明の一実施例によるスライディングノズル装置の要部を示す斜視図である。 図１のスライディングノズル装置のスライド金枠を開いた状態を示す要部の斜視図である。 図１のスライディングノズル装置の開閉アーム付近の詳細図である。 図１のスライディングノズル装置に用いた開閉アームの詳細図である。 図１のスライディングノズル装置に用いたスライド金枠の詳細図である。 図１のスライディングノズル装置のスライド金枠を開いた状態をスライド金枠の摺動方向に対して垂直な断面で示す断面図である。 特許文献１のスライディングノズル装置を示し、（ａ）はその断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 特許文献２と同じ構成をしたスライディングノズル装置のスライド金枠を開いた状態をスライド金枠の摺動方向に対して垂直な断面で示す断面図である。

以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。なお、スライディングノズル装置においてスライド金枠の開閉及びプレート交換は、スライド金枠を鉛直状態に立てた状態で行うので、図１から図５でもスライド金枠を鉛直状態に立てた状態として示している。

図１及び図２において、スライディングノズル装置１は、溶融金属容器の底のベース板１１に固定保持されしかも上部プレート５を保持する固定金枠２と、固定金枠２に対してスライド可能かつ回動可能に固定金枠２に設けられしかも下部プレート６を保持するスライド金枠３と、固定金枠２の両側に回動可能に設けられた弾性体保持部４を有している。

さらに、スライディングノズル装置１は、スライド金枠３の開閉機構として、弾性体保持部４の長手方向の一方の端部側において固定金枠２に設けられたブラケット７と、このブラケット７に回動可能に設けられた開閉アーム８と、開閉アーム８が連結するためにスライド金枠３に設けられたスライド金枠側連結部９とを含む。なお、前述の弾性体保持部４の長手方向とは、スライド金枠３（プレート）のスライド方向と同じである。

このスライディングノズル装置１の弾性体保持部４は、図７に示した特許文献１の開閉金枠１１０と同じ構成をしている。すなわち、弾性体保持部４はスライド金枠３のスライド方向中心線に対して対称に２つ設けられており、それぞれ固定金枠２に取り付けられている。それぞれの弾性体保持部４は、弾性体としてバネを保持するバネボックス４１を有し、固定金枠２に設けた回動軸２１（図３及び図６参照）に対して回動可能に取り付けられている。また、スライド金枠３と摺動するための摺動部材（図７の符号１１４相当）も有している。

弾性体保持部４の長手方向の一方の端部側には、ブラケット７が固定金枠２に設けられ、このブラケット７に開閉アーム８の一端が回動可能に設けられている。ブラケット７はＬ字型をしており、固定金枠２の長辺側側面から伸延しかつ溶融金属容器とは反対側に直角に伸びている。このブラケット７のピン７１の中心軸は開閉アーム８の回動軸、すなわちスライド金枠３を開閉するときの回動軸となる。このようにブラケット７を固定金枠２から伸延しかつ溶融金属容器とは反対側に伸びるように設けることで、スライド金枠３の回動軸を弾性体保持部４から離すことができるため、スライド金枠３と弾性体保持部４との接触を防止することができる。

図３及び図４において、開閉アーム８は平面視Ｌ字型をしており、開閉アーム８の他端（ブラケット７とは反対側）にはスライド金枠３側に突出する連結ブロック８１を有している。この連結ブロック８１には、貫通孔８２とスライド金枠受け面８３とスライド金枠当接面８４とを有している。貫通孔８２はその長手方向中心軸がスライド金枠３のスライド方向と平行となるように設けられている。

また、開閉アーム８の回動軸であるピン７１の中心軸とベース板１１との距離は、弾性体保持部４の回動軸２１の中心軸とベース板１１との距離よりも大きく、かつ開閉アーム８の回動軸であるピン７１の中心軸とスライド金枠３のスライド方向中心軸との距離も弾性体保持部４の回動軸２１の中心軸とスライド金枠３のスライド方向中心軸との距離よりも大きくなっている。

スライディングノズル装置は前述のとおり、プレート交換時にはプレートを交換しやすくするためにスライド金枠３を鉛直状態に立ててプレートの摺動面が鉛直になる向きに位置することになる。図５に示すように、このプレート交換時の位置において、スライド金枠３の下部ノズル保持部３１の下側の側面に、スライド金枠側連結部９が取り付けられている。

このスライド金枠側連結部９は、開閉アーム８の連結ブロック８１との当接面９１と、この当接面９１からスライド金枠３のスライド方向中心軸と平行に伸びる開閉アーム保持ロッド９２とを有している。開閉アーム保持ロッド９２は円柱状で、その一端（当接面９１側）に外径が大きい拡大部９３を有している。すなわち開閉アーム保持ロッド９２は、スライド金枠側連結部９側の拡大部９３において、スライド金枠３のスライド方向に対する垂直断面の断面積が大きく太くなっている。一方、開閉アーム保持ロッド９２の他端はスライド金枠３の駆動装置側に固定保持されている。

次に、本発明のスライディングノズル装置の動きについて説明する。

図１においてスライド金枠３は、開閉アーム８の貫通孔８２の内径に対して開閉アーム保持ロッド９２の外径が小さいため移動することができる。つまり、スライド金枠３は鋳造時の溶融金属の流量制御や面圧負荷解除のために移動することが可能である。この鋳造時には溶融金属容器の下にスライディングノズル装置が位置することになるが、開閉アーム８は開閉アーム保持ロッド９２で保持されているため開閉アーム８が鉛直方向に開くことを防止することができる。また、開閉アーム保持ロッド９２の拡大部９３以外の範囲と貫通孔８２の隙間は十分確保され、この範囲において開閉アーム保持ロッド９２は貫通孔８２に遊貫しているので、スライド金枠３のスライドに悪影響を与えることはない。なお、開閉アーム保持ロッド９２は複数設けても良いし、円柱でなくても良く角柱など任意の形状にすることができる。

面圧解除後には、スライド金枠３がスライドするため開閉アーム保持ロッド９２の断面の大きな拡大部９３が開閉アーム８の連結ブロック８１の貫通孔８２とほぼ隙間のない状態で嵌合して図３の状態となる。このとき、連結ブロック８１のスライド金枠受け面８３はスライド金枠側連結部の当接面９１と当接する。これにより、スライド金枠３が開閉アーム８に支持される。さらに本実施例では、連結ブロック８１のスライド金枠当接面８４がスライド金枠３の表面に当接するので、スライド金枠３が開閉アーム８によりがたつくことなく確実に支持される。

図３において、弾性体保持部４を左右に開いた後、スライド金枠３は開閉アーム８で支持されているため、スライド金枠３を開くとスライド金枠３は開閉アーム８の回動軸（ブラケット７のピン７１）を中心に回転することになり、図６に示すようにスライド金枠３枠を大きな角度で開くことができる。

本発明のスライディングノズル装置１においてスライド金枠３の回動時の軌跡は、スライド金枠３の開閉時の回動軸つまりブラケット７のピン７１の中心軸の位置で決まる。したがって、スライディングノズル装置の設計時に、スライド金枠３の回動時にこのスライド金枠３が弾性体保持部４と接触しないような位置にブラケット７のピン７１の中心軸の位置を決めることで、スライド金枠３の開き角度を大きく確保することができる。なお、スライド金枠３の開き角度は、開閉アーム８に例えばストッパーを当接させるようにすることで、予め設定された角度以上に開くことを防止することもできる。

また、ブラケット７の固定金枠２への取り付け位置は、開閉アーム８が回動した時に弾性体保持部４に接触しない位置とする必要もあることから、弾性体保持部４の長手方向の端部側とし、開閉アーム８が回動した時に弾性体保持部に接触しないようにしている。

なお、本実施例では、スライド金枠３の開閉時にスライド金枠３が開閉アーム保持ロッド９２周りに回転することを防止するために、開閉アーム保持ロッド９２の拡大部９３によって開閉アーム８の連結ブロック８１をスライド金枠３に押し付けて面接触させる構成としたが、他の構成を採用しても良く、例えばスライド金枠受け面８３とスライド金枠側連結部の当接面９１にもう一組の嵌合部を設ける構成や、嵌合部の形状を変える構成を採用することもできる。

また、スライド金枠３の開閉アーム８との連結部は、本実施例では、開閉時のスライド金枠３のバランスの面から重心に近い下部ノズル保持部３１の下側としたが、この実施例に限定されず任意の位置とすることができる。

本実施例において開閉アーム保持ロッド９２は、スライド金枠３の開閉時に開閉アーム８と連結するための突起としての機能と、鋳造中に開閉アーム８の開きを防止するロッドとしての機能を有しているが、これらの２機能を分けて、突起とロッドとを別々に設けることもできる。また、開閉アームとスライド金枠側連結部とは着脱可能な構造として、スライド金枠の開閉時のみ開閉アームとスライド金枠側連結部とが連結する構造とすることもできる。

本実施例は、プレート交換時に駆動装置が下に位置する例であったが、駆動装置が上に位置する場合にも本発明を適用することができる。この場合には、ブラケットを弾性体保持部の上側に位置させ、スライド金枠側連結部もスライド金枠の下部ノズル保持部よりも上側に設けることで本発明を適用することが可能である。

１ スライディングノズル装置
２ 固定金枠
２１ 回動軸
３ スライド金枠
３１ 下部ノズル保持部
４ 弾性体保持部
４１ バネボックス
５ 上部プレート
６ 下部プレート
７ ブラケット
７１ ピン
８ 開閉アーム
８１ 連結ブロック
８２ 貫通孔（嵌合孔）
８３ スライド金枠受け面
８４ スライド金枠当接面
９ スライド金枠側連結部
９１ 当接面
９２ 開閉アーム保持ロッド（突起）
９３ 拡大部
１０ 下部ノズル
１１ ベース板

Claims (4)

1. 溶融金属容器の底に取り付けられるスライディングノズル装置であって、
   固定金枠と、
   固定金枠に対してスライド可能かつ回動可能になるように固定金枠に設けられたスライド金枠と、
   固定金枠の両側に回動可能に保持される弾性体保持部とを有し、
   さらに、弾性体保持部の長手方向の端部側に固定金枠から伸延しかつ溶融金属容器とは反対側に伸びるブラケットを設け、
   ブラケットに開閉アームの一端を回動可能に設け、
   開閉アームの他端をスライド金枠に設けたスライド金枠側連結部に連結し、
   スライド金枠は開閉アームの回動軸を中心に回動するスライディングノズル装置。
2. スライド金枠側連結部は突起と当接面とを有し、開閉アームは、この突起に嵌合する嵌合孔とこの当接面に当接するスライド金枠受け面とを有している請求項１に記載のスライディングノズル装置。
3. スライド金枠側連結部は開閉アーム保持ロッドを有し、この開閉アーム保持ロッドが開閉アームの貫通孔に遊貫している請求項１又は請求項２に記載のスライディングノズル装置。
4. 開閉アーム保持ロッドは、スライド金枠側連結部側が太くなっており開閉アームの貫通孔と嵌合する請求項３に記載のスライディングノズル装置。