JP2023170217A - 浸漬ノズル交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブランクプレートの待機位置への移動を迅速かつ簡便に行うことのできる浸漬ノズル交換装置を提供する。【解決手段】タンディッシュの溶鋼排出口の下部に取り付けられる浸漬ノズル交換装置１であって、浸漬ノズル２００のフランジ部の下面を押圧する押圧部と、浸漬ノズル２００を取り付ける際に当該浸漬ノズルを前記押圧部に案内するための案内部４と、前記押圧部から浸漬ノズル２００を取り外す際に当該浸漬ノズルを取り外し位置に案内する排出部５と、ブランクプレート３００を保持する保持部６とを有する。保持部６は、ブランクプレート３００を前記押圧部に支持された浸漬ノズル２００に対向させる第１位置と、当該保持部６と案内部４とで浸漬ノズルのフランジ部の下面を支持可能な第２位置とに移動可能である。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、タンディッシュの溶鋼排出口の下部に取り付けられる浸漬ノズル交換装置に関する。

鋼の連続鋳造では、タンディッシュの底部に設けられた溶鋼排出口から浸漬ノズルを経由して鋳型へ溶鋼の注入を行う。このような鋼の連続鋳造において浸漬ノズルは、内孔は流動する溶鋼に接し、外面は外気に触れるという厳しい条件で使用されるため、溶損、欠落あるいは折損等の損傷が多い。そのため損傷に応じて、頻繁に交換を必要とする。

そのため従前より、例えば特許文献１に開示されるような浸漬ノズル交換装置が用いられている。通常、浸漬ノズル交換装置は古い浸漬ノズルを新しい浸漬ノズルに交換するために使用されるが、緊急時に溶鋼の流出を止めるため浸漬ノズルを閉鎖用耐火物、すなわちブランクプレートに交換する場合がある。
連続鋳造中、ブランクプレートは使用中の浸漬ノズルの後側に待機させる。そのため従来は、古い浸漬ノズルを新しい浸漬ノズルに交換した後、作業者がブランクプレートをその待機位置に移動させていた。

このようなブランクプレートの待機位置への移動には、迅速性と簡便性が要求されるところ、従来技術ではその要求を満たすことができていなかった。

特許第３２３２２９４号公報

本発明が解決しようとする課題は、ブランクプレートの待機位置への移動を迅速かつ簡便に行うことのできる浸漬ノズル交換装置を提供することにある。

本発明の一観点によれば、次の浸漬ノズル交換装置が提供される。
タンディッシュの溶鋼排出口の下部に取り付けられる浸漬ノズル交換装置であって、
浸漬ノズルのフランジ部の下面を押圧する押圧部と、浸漬ノズルを取り付ける際に当該浸漬ノズルを前記押圧部に案内するための案内部と、前記押圧部から浸漬ノズルを取り外す際に当該浸漬ノズルを取り外し位置に案内する排出部と、ブランクプレートを保持する保持部とを有し、
前記保持部は、前記ブランクプレートを前記押圧部に支持された浸漬ノズルに対向させる第１位置と、当該保持部と前記案内部とで浸漬ノズルのフランジ部の下面を支持可能な第２位置とに移動可能である、浸漬ノズル交換装置。

本発明の浸漬ノズル交換装置によれば、ブランクプレートの待機位置への移動を迅速かつ簡便に行うことができる。

本発明の一実施形態である浸漬ノズル交換装置を後側下方から見た斜視図（保持部が第１位置にある状態）。 本発明の一実施形態である浸漬ノズル交換装置を前側上方から見た斜視図。 図１Ａ及び図１Ｂの浸漬ノズル交換装置をタンディッシュに取り付けた状態の要部の断面図（図１ＢのＡ－Ａ拡大断面図）。 本発明の一実施形態である浸漬ノズル交換装置を後側下方から見た斜視図（保持部が第２位置にある状態）。 本発明の一実施形態である浸漬ノズル交換装置を後側下方から見た斜視図（新しい浸漬ノズルを古い浸漬ノズルの後側に載置した状態）。 図４のＢ矢視図。 プッシャーが図５の上限位置から下方に回転した状態を示す図。 保持部とその付属部材の分解斜視図。 ブランクプレートを下方から見た斜視図。 図１ＡのＢ矢視図。 保持部の移動途中の状態を示す斜視図。 図１Ａの底面図。 使用中の浸漬ノズルがブランクプレートに交換された状態を示す斜視図。

図１Ａ及び図１Ｂに、本発明の一実施形態である浸漬ノズル交換装置をそれぞれ前側下方及び後側上方から見た斜視図で示している。図２には、この浸漬ノズル交換装置をタンディッシュに取り付けた状態の要部を図１ＢのＡ－Ａ拡大断面図で示している。なお、本明細書において「前側」及び「後側」とは、浸漬ノズル交換装置において浸漬ノズルを交換する際の浸漬ノズルの移動方向を基準とする。すなわち、「前側」とは浸漬ノズルの移動方向の前側をいい、「後側」とは浸漬ノズルの移動方向の後側をいう。

図２に示すように、浸漬ノズル交換装置１はタンディッシュ１００の溶鋼排出口１０１の下部に取り付けられる。具体的には、浸漬ノズル交換装置１のフレーム２を、タンディッシュ１００の底部の鉄皮１０２にボルト等で固定する。

図２と共に図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、浸漬ノズル交換装置１は、浸漬ノズル２００のフランジ部２０１の下面を押圧する押圧部３と、浸漬ノズル２００を取り付ける際にこの浸漬ノズル２００を押圧部３に案内するための案内部４と、押圧部３から浸漬ノズル２００を取り外す際にこの浸漬ノズル２００を取り外し位置に案内する排出部５と、ブランクプレート３００を保持する保持部６とを有する。また、浸漬ノズル交換装置１は、タンディッシュノズル４００を支持する支持部７を有する。タンディッシュノズル４００は、フランジ部４０１と管状部４０２とを有する。そして、タンディッシュノズル４００の管状部４０２がタンディッシュ１００の溶鋼排出口１０１に挿入されている。また、タンディッシュノズル４００のフランジ部４０１の下面が浸漬ノズル２００のフランジ部２０１の上面に接合されている。これにより、タンディッシュ１００内の溶鋼は、タンディッシュノズル４００及び浸漬ノズル２００を介して鋳型へ移送される。

上述の通り、通常、浸漬ノズル交換装置１は古い浸漬ノズルを新しい浸漬ノズルに交換するために使用されるが、緊急時に溶鋼の流出を止めるため浸漬ノズルをブランクプレートに交換する場合がある。そのため連続鋳造中、ブランクプレート３００は図１Ａに示すように使用中の浸漬ノズル２００の後側の待機位置に待機させる。すなわち連続鋳造中、ブランクプレート３００を保持する保持部６は、ブランクプレート３００を使用中の浸漬ノズル、すなわち押圧部３に支持された浸漬ノズル２００に対向させる第１位置にある。
一方、古い浸漬ノズルを新しい浸漬ノズルに交換するとき、ブランクプレート３００は、図３に示すように浸漬ノズル交換の障害とならない退避位置に退避させる。すなわち、古い浸漬ノズルを新しい浸漬ノズルに交換するとき、ブランクプレート３００を保持する保持部６を、図１Ａに示す第１位置から図３に示す第２位置へ移動させる。そして、図４に示すように、新しい浸漬ノズル２００’を古い浸漬ノズル２００の後側に載置する。

図５に、図４のＢ矢視図を示している。同図に明確に表れているように、新しい浸漬ノズル２００’は、そのフランジ部２０１’の下面が、第２位置にある保持部６と案内部４とで支持されることにより、古い浸漬ノズル２００の後側に載置されている。なお、本実施形態において案内部４は、新しい浸漬ノズル２００’のフランジ部２０１’の下面の一側を支持するガイドレールであり、浸漬ノズル２００’を取り付ける際に、第２位置にある保持部６と協働してこの浸漬ノズル２００’を押圧部３に案内する。
また、本実施形態において押圧部３は、図２に表れているように浸漬ノズル２００をタンディッシュノズル４００に押し付けるために鍵盤状の複数の押圧部材３１によって形成されている。すなわち、複数の押圧部材３１が浸漬ノズル２００のフランジ部２０１の下面を支持する。そして、押圧部材３１は、バネボックス８に収納されている弾性体としてのコイルバネ８１による弾性力により、浸漬ノズル２００をタンディッシュノズル４００に押し付ける。
更に、本実施形態において排出部５は、図１Ｂに表れているように、浸漬ノズル２００のフランジ部２０１の下面の一側及び他側をそれぞれ支持可能な一対のガイドレールであり、押圧部３から浸漬ノズル２００を取り外す際にこの浸漬ノズル２００を取り外し位置に案内する。

浸漬ノズル交換装置１は、図４に示すように古い浸漬ノズル２００の後側に載置された新しい浸漬ノズル２００’を押して同図中のＢ方向へ前進させるための押圧具としてプッシャー９と、プッシャー９をＢ方向へ前進又はＢ方向とは反対方向へ後退させる駆動装置として油圧シリンダー１０を備えている。油圧シリンダー１０は案内部４側のフレーム２に固定されている。また、プッシャー９の基端部９１は、油圧シリンダー１０のシリンダーロッドの進退に伴い回転する回転部材に連結されており、油圧シリンダー１０のシリンダーロッドの進退に伴い上下方向に回転する。具体的には、油圧シリンダー１０のシリンダーロッドが後退限にあるときは図５に示すようにプッシャー９は、新しい浸漬ノズル２００’のフランジ部２０１’の上面より上方向に回転しており、油圧シリンダー１０のシリンダーロッドを少し前進させると、プッシャー９は図６に示すように、新しい浸漬ノズル２００’のフランジ部２０１’と重なる位置まで下方向に回転し、油圧シリンダー１０のシリンダーロッドを更に前進させることにより、新しい浸漬ノズル２００’ のフランジ部２０１’を押して図４中のＢ方向へ前進させることができる。その後、油圧シリンダー１０のシリンダーロッドを後退限まで戻すと、プッシャー９は図５の位置に戻る。
このように、油圧シリンダー１０のシリンダーロッドが後退限にあるとき、プッシャー９は図５の位置にあるから、新しい浸漬ノズル２００’を古い浸漬ノズル２００の後側に載置する際にプッシャー９が障害になることはない。そして、古い浸漬ノズル２００の後側に新しい浸漬ノズル２００’を載置した後に、油圧シリンダー１０のシリンダーロッドを前進させることにより、新しい浸漬ノズル２００’は古い浸漬ノズル２００を押しながら案内部４から押圧部３へ移動する。これに伴い古い浸漬ノズル２００は押圧部３から排出部５へ移動する。このようにして、古い浸漬ノズル２００が新しい浸漬ノズル２００’に交換される。
なお、本実施形態では、油圧シリンダー１０のシリンダーロッドの進退に伴い、自動的にプッシャー９が上下方向に回転するようにしたが、例えばヒンジ機構を使用するなどして、手動でプッシャー９を上下方向に回転させるようにしてもよい。

次に、保持部６について詳しく説明する。図７に、保持部６とその付属部材を分解斜視図で示している。
上述の通り保持部６は、図１Ａに示している第１位置と、図３に示している第２位置とに移動可能である。具体的に本実施形態では保持部６は、ヒンジピン１１を回転中心として回転することにより第１位置と第２位置とに移動する。すなわち、本実施形態において保持部６は平面視で略矩形状であり、その一つの隅部にヒンジ部６１が形成されている。そしてヒンジ部６１が、ヒンジブラケット１２のヒンジ挟持部１２１に挟持されており、ヒンジ部６１の貫通孔６１ａとヒンジ挟持部１２１の貫通孔１２１ａとにヒンジピン１１が貫通している。これにより、保持部６はヒンジピン１１を回転中心として回転可能となっている。

図１Ａ及び図３に表れているように、ヒンジブラケット１２は、ヒンジ挟持部１２１が図２に示した押圧部３と隣接するように、バネボックス８の後側に取り付けられている。これによりヒンジピン１１の位置は押圧部３と後側に隣接する位置となる。すなわち、本実施形態において保持部６は、押圧部３と後側に隣接する位置にある回転軸であるヒンジピン１１を回転中心として回転することにより第１位置と第２位置とに移動する。

また、本実施形態においてヒンジ挟持部１２１の下板１２１ｂは上板１２１ｃよりも大きい。下板１２１ｂは保持部６の下面を支持する部材であることから、この下板１２１ｂを大きくすることで、ブランクプレート３００を保持した保持部６が回転する際に下方に撓むことを抑制することができ、保持部６が正確に第１位置と第２位置とに移動することができる。
更に本実施形態では、第１位置において案内部４と対向する保持部６の側面部６２、及び第２位置においてブランクプレート３００と対向する保持部６の側面部６３に、それぞれ磁石６２ａ及び磁石６３ａを設けている。なお、これらの磁石６２ａ、６３ａは耐熱磁石を使用している。磁石６２ａは図３に表れており、この磁石６２ａは第１位置において案内部４と対向する。このとき磁石６２ａは、保持部６が不意に第２位置へ移動しないように位置決めする機能を発揮する。また、磁石６３ａは図１Ａ及び図７に表れており、この磁石６３ａは第２位置においてヒンジブラケット１２と対向する。このとき磁石６３ａは、保持部６が不意に第１位置へ移動しないように位置決めする機能を発揮する。

図８に、保持部８に保持されるブランクプレート３００を下方から見た斜視図で示している。ブランクプレート３００は緊急時に溶鋼の流出を止めるため、使用中の浸漬ノズル、すなわち押圧部３に支持された浸漬ノズル２００と交換されるものである。そのため、ブランクプレート３００は、浸漬ノズル２００のフランジ部２０１と実質的に同一の外形形状を有する。
図８に表れているように、ブランクプレート３００の下面部には突起３０１がある。一方、ブランクプレート３００を保持する保持部６には、図７に表れているように一端に開口６４１を有する切欠き６４がある。そしてブランクプレート３００は、突起３０１が切欠き６４の一端側から挿入された状態で、保持部６に保持されている。
ここで、保持部６の開口６４１は、図１Ａに示しているように保持部６が第１位置にあるときに前側、すなわち押圧部３側を向く。ブランクプレート３００は、緊急時には押圧部３に向けて前側に押される。このときブランクプレート３００の突起３０１は、保持部６の切欠き６４の開口６４１から抜ける。そのため、ブランクプレート３００は押圧部３に向けて移動できる。また、このときブランクプレート３００は、下面部の突起３０１が切欠き６４に案内されながら移動する。そのため、ブランクプレート３００は押圧部３に向けて円滑に移動できる。

ブランクプレート３００の移動方向の長さＬ１は、保持部６の長さＬ２より小さい。そのため、図４に示すように保持部６が第２位置にあるとき、図５に表れているように新しい浸漬ノズル２００’のフランジ部２０１’の下面が、保持部６と案内部４とで支持される。このように、本実施形態において保持部６は、ブランクプレート３００を保持する第１保持部６Ａと、新しい浸漬ノズル２００’のフランジ部２０１’の下面を支持可能な第２保持部６Ｂとを含む。本実施形態において第１保持部６Ａ及び第２保持部６Ｂは、同一平面上にあり、第２保持部６Ｂはブランクプレート３００の移動方向において第１保持部６Ａの前側にある。なお、第１保持部６Ａ及び第２保持部６Ｂは同一平面上にあり、しかも第１保持部６Ａ及び第２保持部６Ｂの高さレベルは押圧部３の高さレベルと略同一であるから、ブランクプレート３００の前側すなわち押圧部３側への移動が阻害されることはない。
一方、ブランクプレート３００の移動方向と直交する方向の幅Ｗ１は、保持部６の幅Ｗ２より大きい。そのため、図１Ａに示すように保持部６が第１位置にあるとき、図１ＡのＢ矢視図である図９に表れているようにブランクプレート３００の幅方向の一側の下面が案内部４で支持される。
なお、第１保持部６Ａに保持されているブランクプレート３００が不意に第２保持部６Ｂ側へ移動しないように、第１保持部６Ａには、ブランクプレート３００を位置決めするための磁石等の位置決め手段を設けることもできる。

次に、浸漬ノズル交換装置１の動作、特に保持部６及びブランクプレート３００の動作について説明する。
上述の通り連続鋳造中、保持部６は図１Ａに示すように第１位置にある。そして、古い浸漬ノズル２００を新しい浸漬ノズル２００’に交換するときには、図３に示すように保持部６を第２位置へ移動させたうえで、図４に示すように古い浸漬ノズル２００の後側に新しい浸漬ノズル２００’を載置する。このとき新しい浸漬ノズル２００’は、図５に表れているようにそのフランジ部２０１’の下面が、第２位置にある保持部６の第２保持部６Ｂと案内部４とで支持されている。その後、上述の通り油圧シリンダー１０のシリンダーロッドを前進させることにより、新しい浸漬ノズル２００’は古い浸漬ノズル２００を押しながら案内部４から押圧部３へ移動する。これに伴い古い浸漬ノズル２００は押圧部３から排出部５へ移動する。なお、保持部６が第２位置にある状態において第２保持部６Ｂは押圧部３と連続するような位置関係にある。また、案内部４も押圧部３と連続するような位置関係にある。そのため、新しい浸漬ノズル２００’は古い浸漬ノズル２００を押しながら案内部４から押圧部３へ円滑に移動することができる。
このようにして、古い浸漬ノズル２００が新しい浸漬ノズル２００’に交換される。なお、このような浸漬ノズルの交換作業は、一般的にタンディッシュノズル４００に周知のストッパーを嵌合するなどして連続鋳造を中断してから実施する。ただし、この浸漬ノズルの交換作業は、連続鋳造中に行ってもよい。

浸漬ノズル交換後、保持部６を、図３に示す第２位置から図１Ａに示す第１位置へ移動させる。上述の通り本実施形態において保持部６は、ヒンジピン１１を回転中心として回転することにより第１位置と第２位置とに移動する。なお、図１０には移動途中の状態を示している。

保持部６を第１位置へ移動後、ブランクプレート３００は、図９に表れているように保持部６の第１保持部６Ａで保持されると共に、幅方向の一側の下面が案内部４で支持される。また、このときブランクプレート３００は、使用中の浸漬ノズル、すなわち押圧部３に支持されている浸漬ノズル２００に対向するが、この使用中の浸漬ノズル２００のフランジ部２０１とブランクプレート３００との間には、図１Ａの底面図である図１１に表れているように隙間Ｓが存在する。この隙間Ｓがあることにより、保持部６が第１位置に移動した際にブランクプレート３００が浸漬ノズル２００に衝突して浸漬ノズル２００やブランクプレート３００が損傷する可能性を軽減できる。
緊急時に溶鋼の流出を止めるときには、浸漬ノズルの交換時と同じ要領で油圧シリンダー１０のシリンダーロッドを前進させる。そうすると、ブランクプレート３００は使用中の浸漬ノズル、すなわち押圧部３に支持されている浸漬ノズル２００を押しながら案内部４から押圧部３へ移動し、これに伴い使用中の浸漬ノズル２００は押圧部３から排出部５へ移動する。その結果、図１２に示すように使用中の浸漬ノズル２００がブランクプレート３００に交換されて、溶鋼の流出を止めることができる。
なお、図１２には、押圧部３を構成する複数の押圧部材３１が表れている。図１２においてブランクプレート３００は、上述した使用中の浸漬ノズル２００と同様に、複数の押圧部材３１によってタンディッシュノズル４００に押し付けられている。

以上の通り本実施形態において保持部６は、第１位置と第２位置とに移動可能である。ここで、第１位置はブランクプレート３００の待機位置であり、第２位置はブランクプレート３００の退避位置である。すなわち、本実施形態によれば保持部６を第１位置と第２位置とに移動させることにより、ブランクプレート３００を待機位置と退避位置とに迅速かつ簡便に移動させることができる。
また、本実施形態では、保持部６がブランクプレート３００の退避位置である第２位置にある状態において保持部６の第２保持部６Ｂは、１本のガイドレールよりなる案内部４と協働して新しい浸漬ノズル２００’のフランジ部２０１’の下面を支持し、この浸漬ノズル２００’を押圧部３に案内する。なお、従来の浸漬ノズル交換装置において本実施形態の案内部４に相当する構成要素は、例えば上記特許文献１にも開示されているように、一対（２本）のガイドレールにより構成していた。これに対して本実施形態では、上述の通り保持部６の第２保持部６Ｂがガイドレールの機能を発揮することから、案内部４は１本のガイドレールのみで構成できる。これにより、保持部６の回転軌跡が小さくなることと相まって、装置のコンパクト化を図ることができる。
また、保持部６の回転軌跡が小さくなることは、ブランクプレート３００を待機位置と退避位置とに迅速かつ簡便に移動させることにも寄与する。
また、保持部６を浸漬ノズルの交換時に第２位置に置くことができるので、例えば、案内部４の外側に別途ブランクプレートの保持部を設ける場合と比較して装置をコンパクト化できる。そのため、タンディッシュの設置場所が狭所であっても浸漬ノズル交換装置の設置が可能となる。

なお、本実施形態では、第１位置と第２位置とへの保持部６の移動を「回転」により行うようにしたが、「並進」により行うこともできる。ただし、浸漬ノズル交換装置を構成する他の構成要素との干渉を避けやすくする点などから、「回転」が好ましい。また、「回転」の場合、その回転中心は押圧部３と隣接する位置とすることが、保持部６の回転軌跡を小さくする点から好ましい。

また、本実施形態では磁石による磁着力を利用して保持部６を第１位置又は第２位置に位置決めするようにしたが、機械的な嵌め合い力などを利用することもできる。更に、保持部６が第１位置へ移動する際に正確に第１位置に移動でき、かつ第１位置にある状態を確実に維持できるようにするため、図９に仮想的に示しているように、保持部６及び案内部４にそれぞれ傾斜面を設け、これらの傾斜面同士が接触することで保持部６を案内部４との固定位置すなわち第１位置に案内するテーパー嵌合構造１３を設けることもできる。

また、本実施形態において浸漬ノズル交換装置１は、タンディッシュノズル４００に直接接合するタイプの浸漬ノズル２００を交換するものであるが、タンディッシュノズルと浸漬ノズルとの間に周知のスライディングノズル装置が介在し、そのスライディングノズル装置の下ノズルに接合するタイプの浸漬ノズルを交換するものとすることもできる。

１ 浸漬ノズル交換装置
２ フレーム
３ 押圧部
３１ 押圧部材
４ 案内部
５ 排出部
６ 保持部
６Ａ 第１保持部
６Ｂ 第２保持部
６１ ヒンジ部
６１ａ 貫通孔
６２，６３ 側面部
６２ａ，６３ａ 磁石
６４ 切欠き
６４１ 開口
７ 支持部
８ バネボックス
８１ コイルバネ（弾性体）
９ プッシャー（押圧具）
９１ プッシャーの基端部
１０ 油圧シリンダー（駆動装置）
１１ ヒンジピン
１２ ヒンジブラケット
１２１ 挟持部
１２１ａ 貫通孔
１２１ｂ 下板
１２１ｃ 上板
１３ テーパー嵌合構造
１００ タンディッシュ
１０１ 溶鋼排出口
１０２ 鉄皮（タンディッシュの底部）
２００ 浸漬ノズル（使用中の又は古い浸漬ノズル）
２００’ 浸漬ノズル（新しい浸漬ノズル）
２０１，２０１’ フランジ部
３００ ブランクプレート
３０１ 突起
４００ タンディッシュノズル
４０１ フランジ部
４０２ 管状部
Ｓ 隙間

Claims (3)

1. タンディッシュの溶鋼排出口の下部に取り付けられる浸漬ノズル交換装置であって、
   浸漬ノズルのフランジ部の下面を押圧する押圧部と、浸漬ノズルを取り付ける際に当該浸漬ノズルを前記押圧部に案内するための案内部と、前記押圧部から浸漬ノズルを取り外す際に当該浸漬ノズルを取り外し位置に案内する排出部と、ブランクプレートを保持する保持部とを有し、
   前記保持部は、前記ブランクプレートを前記押圧部に支持された浸漬ノズルに対向させる第１位置と、当該保持部と前記案内部とで浸漬ノズルのフランジ部の下面を支持可能な第２位置とに移動可能である、浸漬ノズル交換装置。
2. 前記保持部は、前記ブランクプレートを保持する第１保持部と、浸漬ノズルのフランジ部の下面を支持可能な第２保持部とを含む、請求項１に記載の浸漬ノズル交換装置
3. 前記保持部が前記第１位置にある状態において、浸漬ノズルと前記ブランクプレートとの間に隙間が存在する、請求項１又は２に記載の浸漬ノズル交換装置。

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