JP2023109064A - スライディングノズル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐火プレートが装着されていない状態で面圧が負荷された場合でも、スライディングノズル装置を構成する部品が損傷しにくいスライディングノズル装置を提供する。
【解決手段】 固定金枠１と、固定金枠１に対してスライド可能に設けられているスライド金枠２とを備えるスライディングノズル装置において、スライド金枠２は、固定金枠１のプレート収納部１１及びスライド金枠２のプレート収納部にそれぞれ耐火プレートを装着した状態で前記耐火プレート間に面圧を負荷できる第１位置と、固定金枠１のプレート収納部１１及びスライド金枠２のプレート収納部にそれぞれ耐火プレートを装着していない状態で固定金枠１とスライド金枠２との間に面圧を負荷できる第２位置とに移動可能である。
【選択図】図９

Description

本発明は、取鍋などの溶融金属容器の底部に取り付けられ、溶融金属容器から流出する溶鋼の量を調整するスライディングノズル装置に関する。

スライディングノズル装置として、例えば特許文献１に開示されているように、固定金枠に装着された耐火プレートと、スライド金枠に装着された耐火プレートとを対向させた状態で耐火プレート間に面圧を負荷し、スライド金枠をスライドさせることで溶融金属容器から流出する溶鋼の量を調整するものが知られている。

このようなスライディングノズル装置では、固定金枠及びスライド金枠にそれぞれ耐火プレートが装着された状態でスライド金枠を介して面圧を負荷することを想定しているため、作業者の操作間違え等によって耐火プレートが装着されていない状態でスライド金枠に面圧が負荷されると、スライド金枠自体、スライド金枠を固定金枠に対して回転可能とするためのヒンジ軸、スライド金枠をスライドさせる駆動装置に連結するための連結軸などのスライディングノズル装置を構成する部品が損傷する可能性があった。

特開２０１４－２０８３８０号公報

本発明が解決しようとする課題は、耐火プレートが装着されていない状態で面圧が負荷された場合でも、スライディングノズル装置を構成する部品が損傷しにくいスライディングノズル装置を提供することにある。

本発明の一観点によれば、次のスライディングノズル装置が提供される。
固定金枠と、前記固定金枠に対してスライド可能に設けられているスライド金枠とを備えるスライディングノズル装置であって、
前記固定金枠及び前記スライド金枠は、それぞれ耐火プレートを装着するプレート収納部を有し、
前記固定金枠のプレート収納部に装着された耐火プレートと、前記スライド金枠のプレート収納部に装着された耐火プレートとを対向させた状態で前記耐火プレート間に面圧を負荷することが可能であり、
前記スライド金枠は、前記固定金枠のプレート収納部及び前記スライド金枠のプレート収納部にそれぞれ耐火プレートを装着した状態で前記耐火プレート間に面圧を負荷できる第１位置と、前記固定金枠のプレート収納部及び前記スライド金枠のプレート収納部にそれぞれ耐火プレートを装着していない状態で前記固定金枠と前記スライド金枠との間に面圧を負荷できる第２位置とに移動可能である、スライディングノズル装置。

本発明によれば、耐火プレートが装着されていない状態で面圧が負荷された場合でも、スライディングノズル装置を構成する部品が損傷しにくい。

本発明の一実施形態であるスライディングノズル装置の斜視図であり、（ａ）は固定金枠に対してスライド金枠を少し開いた状態、（ｂ）は固定金枠に対してスライド金枠を全開にした状態を示す。 使用状態である水平状態にしたスライディングノズル装置の正面図。 使用状態である水平状態にしたスライディングノズル装置の平面図。 使用状態である水平状態にしたスライディングノズル装置の底面図。 図３のＡ－Ａ方向の断面図。 図３のＢ－Ｂ方向の拡大断面図。 図３のＣ－Ｃ方向の断面図。 固定金枠及びスライド金枠にそれぞれ耐火プレートを装着せず、かつ固定金枠とスライド金枠との間に面圧を負荷した状態の断面図であって、図５に対応する断面図。 固定金枠及びスライド金枠にそれぞれ耐火プレートを装着せず、かつ固定金枠とスライド金枠との間に面圧を負荷した状態の断面図であって、図６に対応する断面図。 固定金枠及びスライド金枠にそれぞれ耐火プレートを装着せず、かつ固定金枠とスライド金枠との間に面圧を負荷した状態の断面図であって、図７に対応する断面図。

図１に、本発明の一実施形態であるスライディングノズルを斜視図で示しており、同図（ａ）には固定金枠に対してスライド金枠を少し開いた状態、同図（ｂ）には固定金枠に対してスライド金枠を全開にした状態を示している。なお、スライド金枠を開く作業はスライディングノズル装置を鉛直状態に立てた状態で行うので、図１ではスライディングノズル装置を鉛直状態に立てた状態で示している。
一方、図２、図３及び図４には、使用状態である水平状態にしたスライディングノズル装置を、それぞれ正面図、平面図及び底面図で示している。また図５には、図３のＡ－Ａ方向の断面図を示している。
なお、本明細書における使用状態とは、取鍋などの溶融金属容器の底部にスライディングノズル装置を取り付け、鋳造中の溶鋼の流出量を調整している状態である。

本実施形態のスライディングノズル装置Ｓは、固定金枠１と、固定金枠１に対してスライド可能かつ開閉可能に設けられたスライド金枠２と、固定金枠１の両側に回転可能に設けられた２つのバネボックス３とを有している。

固定金枠１は略長方形をした板状の部材であり、内部に耐火プレート４Ａを収納するためのプレート収納部１１が形成されている。固定金枠１は、図示しないボルトで例えば取鍋などの溶融金属容器の底に固定される。
スライド金枠２も略長方形をした板状の部材であり、内部に耐火プレート４Ｂを収納するためのプレート収納部２１が形成されている。

図５に表れているように使用状態のスライディングノズル装置Ｓでは、固定金枠１のプレート収納部１１に装着された耐火プレート４Ａと、スライド金枠２のプレート収納部２１に装着された耐火プレート４Ｂとを対向させた状態で耐火プレート４Ａと耐火プレート４Ｂとの間に面圧を負荷し、スライド金枠４をスライドさせることで溶融金属容器から流出する溶鋼の量を調整する。すなわち、耐火プレート４Ａ及び耐火プレート４Ｂにはそれぞれノズル孔４Ａ－１及びノズル孔４Ｂ－１が設けられており、スライド金枠２をスライドさせることより、ノズル孔４Ａ－１及びノズル孔４Ｂ－１の重なりにより形成されるノズル孔の開度を変えて、溶融金属容器から流出する溶鋼の量を調整する。なお、図５ではノズル孔の開度を全閉にした状態を示している。また、耐火プレート４Ｂには下ノズル５が接合されている。

本実施形態において面圧の負荷は２つのバネボックス３を利用して行う。すなわち、本実施形態のスライディングノズル装置Ｓは、２つのバネボックス３を有することで、固定金枠１のプレート収納部１１に装着された耐火プレート４Ａと、スライド金枠２のプレート収納部２１に装着された耐火プレート４Ｂとを対向させた状態で耐火プレート４Ａと耐火プレート４Ｂとの間に面圧を負荷又は解除することが可能となっている。なお、２つのバネボックス３により面圧を負荷又は解除する機構は周知であるので説明を省略する。

図１（ｂ）に表れているように、固定金枠１にはスライド金枠２のヒンジ２２を回転可能かつスライド可能に支持するヒンジ軸１２が設けられている。また、図３のＢ－Ｂ方向の拡大断面図である図６に表れているように、ヒンジ２２には長孔２２１が設けられ、この長孔１２１にヒンジ軸１２が貫入されている。すなわち、本実施形態においてスライド金枠２は、ヒンジ２２の長孔２２１に貫入されたヒンジ軸１２を回転中心として回転することで、固定金枠１に対して開閉可能となっている。また、本実施形態においてスライド金枠２は、ヒンジ２２の長孔２２１に貫入されたヒンジ軸１２に沿ってスライドすることで、固定金枠１に対してスライド可能となっている。なお、本実施形態において長孔１２１は、スライド金枠２のスライド面に対して垂直方向に長く形成されている。

図１（ｂ）に表れているように、スライド金枠２の両端部の全長に亘ってスライド金枠２のスライド方向に伸びる凸条２３が設けられ、この凸条２３の上面が凸面２３１となっている。そして、この凸条２３の内側（スライド金枠２の中央側）が凹面２４となっている。

スライディングノズル装置Ｓは、スライド金枠をスライドさせる駆動装置６を備えている。本実施形態では駆動装置６として油圧シリンダーを使用している。
図１、図４、図５、及び図３のＣ－Ｃ方向の断面図である図７に表れているように、駆動装置６はスライド金枠２の連結軸２５と連結する連結部６１を有する。連結軸２５はスライド金枠２の基端部に設けられた取付孔２６に抜き差し可能に取り付けられている。また、連結部６１は駆動装置６の駆動軸６２の先端に固定されており、連結軸２５を貫入して連結軸２５と連結するために長孔６１１が設けられている。すなわち、本実施形態では、連結軸２５が取付孔２６及び長孔６１１に貫入することにより、スライド金枠２と駆動装置６の連結部６１とが連結され、駆動装置６の駆動軸６２が進退することにより、スライド金枠２がスライドする。なお、本実施形態において長孔６１１は、スライド金枠２のスライド面に対して垂直方向に長く形成されている。

図２～７に示した状態は、固定金枠１のプレート収納部１１及びスライド金枠２のプレート収納部２１にそれぞれ耐火プレート４Ａ及び耐火プレート４Ｂを装着し、かつ耐火プレート４Ａ，４Ｂ間に面圧を負荷した状態である。すなわちスライド金枠２は、固定金枠１のプレート収納部１１及びスライド金枠２のプレート収納部２１にそれぞれ耐火プレート４Ａ及び耐火プレート４Ｂを装着した状態で耐火プレート４Ａ，４Ｂ間に面圧を負荷できる第１位置にある。具体的に本実施形態では、固定金枠１のヒンジ軸２１は図６に表れているようにスライド金枠２のヒンジ２２に設けられている長孔２２１内の長手方向一側（図６において上側）に位置する。具体的には、図６においてヒンジ軸１２の上縁と長孔２２１の上縁との間には隙間Ｓ１があり、ヒンジ軸１２の下縁と長孔２２１の下縁との間には隙間Ｓ２がある。そして、第１位置では隙間Ｓ１の上下方向の長さが隙間Ｓ２の上下方向の長さより短い。
また、スライド金枠２の連結軸２５は図７に表れているように駆動装置６の連結部６１に設けられている長孔６１１内の長手方向他側（図７において下側）に位置する。具体的には、図７において連結軸２５の上縁と長孔６１１の上縁との間には隙間Ｓ３があり、連結軸２２の下縁と長孔６１１の下縁との間には隙間Ｓ４がある。そして、第１位置では隙間Ｓ３の上下方向の長さが隙間Ｓ４の上下方向の長さより長い。
さらに、図６に表れているように第１位置にあるときはスライド金枠２の凸面２３１は固定金枠１と接触していない。

一方、本実施形態においてスライド金枠２は、固定金枠１のプレート収納部１１及びスライド金枠２のプレート収納部２１にそれぞれ耐火プレート４Ａ及び耐火プレート４Ｂを装着していない状態で固定金枠１とスライド金枠２との間に面圧を負荷できる第２位置に移動可能である。以下、具体的に説明する。

図８～１０は、固定金枠１のプレート収納部１１及びスライド金枠２のプレート収納部２１にそれぞれ耐火プレート４Ａ及び耐火プレート４Ｂを装着せず、かつ固定金枠１とスライド金枠２との間に面圧を負荷した状態の断面図で、それぞれ図５～７に対応する断面図である。

図８～１０の状態において、スライド金枠２のヒンジ軸２２は図９に表れているように固定金枠１のヒンジ１２に設けられている長孔１２１内の長手方向他側（図９において下側）に移動している。具体的には、図９においてヒンジ軸１２の上縁と長孔２２１の上縁との間には隙間Ｓ１があり、ヒンジ軸１２の下縁と長孔２２１の下縁との間には隙間Ｓ２がある。そして、第２位置では隙間Ｓ１の上下方向の長さが隙間Ｓ２の上下方向の長さより長い。
また、スライド金枠２の連結軸２５は図１０に表れているように駆動装置６の連結部６１に設けられている長孔６１１内の長手方向一側（図１０において上側）に移動している。具体的には、図１０において連結軸２５の上縁と長孔６１１の上縁との間には隙間Ｓ３があり、連結軸２２の下縁と長孔６１１の下縁との間には隙間Ｓ４がある。そして、第２位置では隙間Ｓ３の上下方向の長さが隙間Ｓ４の上下方向の長さより短い。
さらに、図９に表れているように第２位置にあるときスライド金枠２の凸面２３１は固定金枠１と接触し、固定金枠１とスライド金枠２との間に面圧が負荷されている。
すなわち第２位置とは、固定金枠とスライド金枠との間に面圧を負荷できる位置であり、より具体的に説明すると第２位置とは、固定金枠に対してスライド金枠が平行になり、かつ固定金枠とスライド金枠が接触した状態となる位置である。

このように、本実施形態においてスライド金枠２は、図５～７に示したように固定金枠１のプレート収納部１１及びスライド金枠２のプレート収納部２１にそれぞれ耐火プレート４Ａ及び耐火プレート４Ｂを装着した状態で耐火プレート４Ａ，４Ｂ間に面圧を負荷できる第１位置と、図８～１０に示したように固定金枠１のプレート収納部１１及びスライド金枠２のプレート収納部２１にそれぞれ耐火プレート４Ａ及び耐火プレート４Ｂを装着していない状態で固定金枠１とスライド金枠２との間に面圧を負荷できる第２位置とに移動可能である。具体的に本実施形態において、固定金枠１のヒンジ軸１２は、図６に示した第１位置と図９に示した第２位置へのスライド金枠２の移動に際し、スライド金枠２のヒンジ２２に設けられている長孔２２１内を移動する。なお、実際に移動するのはヒンジ軸１２ではなく長孔２２１であるが、長孔２２１が移動することによりヒンジ軸１２が長孔２２１内を移動することになる。一方、スライド金枠２の連結軸２５は、図７に示した第１位置と図１０に示した第２位置へのスライド金枠２の移動に際し、駆動装置６の連結部６１に設けられている長孔６１１内を移動する。

ここで従来のスライディングノズル装置では、固定金枠及びスライド金枠に耐火プレートを装着した状態で耐火プレートに対して面圧の負荷又は解除を行うことを前提としており、固定金枠及びスライド金枠のプレート収納部に装着された耐火プレート同士が面接触した状態で面圧の負荷が行われていた。すなわち、固定金枠及びスライド金枠のプレート収納部の厚みよりも耐火プレートの厚みが厚くなるように構成されており、固定金枠とスライド金枠が接触しない状態で耐火プレートに対して面圧の負荷又は解除を行っていた。このような場合にも、耐火プレート間の加圧、減圧によるスライド金枠の移動に対応するためにスライド金枠のヒンジに長孔を設け、この長孔に固定金枠のヒンジ軸を貫入していた。しかし、耐火プレートが装着されていないと、耐火プレートの厚み分スライド金枠のヒンジが固定金枠側に移動するので、スライド金枠のヒンジの長孔の下縁と固定金枠のヒンジ軸の下縁が接触するようになっていた。この状態で金枠間に圧力が掛かると、ヒンジ軸が長孔の下縁により固定金枠側に押圧されてヒンジ軸が曲がる可能性があった。
より具体的に説明すると、従来のスライディングノズル装置では、耐火プレートを装着していない状態で固定金枠とスライド金枠との間に面圧を負荷しようとした場合、スライド金枠のヒンジの長孔の下縁が固定金枠のヒンジ軸の下縁に接触し、また、スライド金枠の連結軸の上縁が駆動装置の連結部に設けられている長孔の上縁に接触する。すなわち、従来のスライディングノズル装置においてスライド金枠は、耐火プレートを装着していない状態で固定金枠とスライド金枠との間に面圧を負荷できる第２位置に移動可能な構成にはなっていない。言い換えると、従来のスライディングノズル装置では、耐火プレートが装着されていない状態で面圧が負荷された場合、ヒンジ軸や連結軸などのスライディングノズル装置を構成する部品が損傷することになる。

これに対して本発明は、上述の通り作業者の操作間違え等によって耐火プレートが装着されていない状態でスライド金枠に面圧が負荷されることがあるとの問題認識のもと、耐火プレートが装着されていない状態で面圧が負荷された場合でも、スライディングノズル装置を構成する部品が損傷しにくいスライディングノズル装置を提供することを課題としている。そしてこの課題を解決するために本実施形態では、固定金枠１のヒンジ軸１２が、スライド金枠２のヒンジ２２に設けられている長孔２２１内において図６に示した第１位置と図９に示した第２位置とに移動できるように、長孔２２１の長さを、従来のスライディングノズル装置における長孔より長くしている。具体的には、図９に示した第２位置においてヒンジ軸１２の下縁と長孔２２１の下縁との間に隙間Ｓ２ができるように、長孔１２１の長さを、従来のスライディングノズル装置における長孔よりも固定金枠１から離隔する方向（図９において下方向）に長くしている。また、スライド金枠２の連結軸２５が、駆動装置６の連結部６１に設けられている長孔６１１内において図７に示した第１位置と図１０に示した第２位置とに移動できるように、長孔６１１の長さを、従来のスライディングノズル装置における長孔より長くしている。具体的には、図１０に示した第２位置において連結軸２５の上縁と長孔６１１の上縁との間に隙間Ｓ３ができるように、長孔６１１の長さを、従来のスライディングノズル装置における長孔よりも固定金枠１へ近接する方向（図１０において上方向）に長くしている。
このように本実施形態では、スライド金枠２が第１位置及び第２位置のいずれの位置にあっても、ヒンジ軸１２は長孔２２１の上縁又は下縁に接触せず、また連結軸２５も長孔６１１の上縁又は下縁に接触しないようになっている。

以上の通り本実施形態においてスライド金枠２は、固定金枠１のプレート収納部１１及びスライド金枠２のプレート収納部２１にそれぞれ耐火プレート４Ａ及び耐火プレート４Ｂを装着した状態で耐火プレート４Ａ，４Ｂ間に面圧を負荷できる第１位置と、固定金枠１のプレート収納部１１及びスライド金枠２のプレート収納部２１にそれぞれ耐火プレート４Ａ及び耐火プレート４Ｂを装着していない状態で固定金枠１とスライド金枠２との間に面圧を負荷できる第２位置とに移動可能である。そのため、本実施形態のスライディングノズル装置Ｓは、耐火プレート４Ａ，４Ｂが装着されていない状態で面圧が負荷された場合でも、スライディングノズル装置Ｓを構成する部品が損傷しにくい。

また、本実施形態においてスライド金枠２の端部には凸面２３１及び凹面２４が設けられ、凸面２３１は、スライド金枠２が第２位置にあるときに固定金枠１と接触するようになっている。このようにスライド金枠２が第２位置にあるときに固定金枠１と接触する面を凸面２３１に限定することで、固定金枠１とスライド金枠２との間に面圧を安定的に負荷することができる。そのため、面圧負荷時に固定金枠１及びスライド金枠２が損傷しにくくなる。

さらに本実施形態では、耐火プレート４Ａ，４Ｂが装着されていない状態で面圧が負荷された場合でも、スライディングノズル装置Ｓを構成する部品が損傷しにくいから、耐火プレート４Ａ，４Ｂが装着されていない状態で面圧を負荷することができる。そうすると、耐火プレート４Ａ，４Ｂが装着されていない状態でノズル孔の開度を全開状態にできるので、スライド金枠を開くことなく固定金枠１の上部にある上ノズル（図示省略）の清掃を行うことができる。また取鍋などの溶融金属容器が正立状態のときに、耐火プレートなしでノズル孔の開度を全開状態にできるので、溶融金属容器の内張りれんがを解体した後のれんが屑をスライディングノズル装置Ｓのノズル孔部分、すなわち開口部から排出することもできる。

Ｓ スライディングノズル装置
１ 固定金枠
１１ プレート収納部
１２ ヒンジ軸
２ スライド金枠
２１ プレート収納部
２２ ヒンジ
２２１ 長孔
２３ 凸条
２３１ 凸面
２４ 凹面
２５ 連結軸
２６ 取付孔
３ バネボックス
４Ａ，４Ｂ 耐火プレート
４Ａ－１，４Ｂ－１ ノズル孔
５ 下ノズル
６ 駆動装置
６１ 連結部
６１１ 長孔
６２ 駆動軸

Claims (4)

1. 固定金枠と、前記固定金枠に対してスライド可能に設けられているスライド金枠とを備えるスライディングノズル装置であって、
   前記固定金枠及び前記スライド金枠は、それぞれ耐火プレートを装着するプレート収納部を有し、
   前記固定金枠のプレート収納部に装着された耐火プレートと、前記スライド金枠のプレート収納部に装着された耐火プレートとを対向させた状態で前記耐火プレート間に面圧を負荷することが可能であり、
   前記スライド金枠は、前記固定金枠のプレート収納部及び前記スライド金枠のプレート収納部にそれぞれ耐火プレートを装着した状態で前記耐火プレート間に面圧を負荷できる第１位置と、前記固定金枠のプレート収納部及び前記スライド金枠のプレート収納部にそれぞれ耐火プレートを装着していない状態で前記固定金枠と前記スライド金枠との間に面圧を負荷できる第２位置とに移動可能である、スライディングノズル装置。
2. 前記スライド金枠の端部には凸面が設けられ、
   前記凸面は、前記スライド金枠が前記第２位置にあるときに前記固定金枠と接触する、請求項１に記載のスライディングノズル装置。
3. 前記固定金枠には前記スライド金枠のヒンジを回転可能かつスライド可能に支持するヒンジ軸が設けられ、
   前記ヒンジには前記ヒンジ軸が貫入され、
   前記ヒンジ軸は、前記第１位置と前記第２位置への前記スライド金枠の移動に際し前記ヒンジ内を移動可能である、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. 前記スライド金枠をスライドさせる駆動装置をさらに備え、
   前記駆動装置は、前記スライド金枠の連結軸と連結する連結部を有し、
   前記連結軸は、前記第１位置と前記第２位置への前記スライド金枠の移動に際し前記連結部内を移動可能である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のスライディングノズル装置。

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