JP3725966B2 - スライディングノズル装置用プレートれんが固定機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種金属容器から流出する溶鋼流を制御するために用いるスライディングノズル装置用プレートれんがをスライディングノズル装置の金枠に固定するためのスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
取鍋やタンディッシュにおいて、溶鋼の流量を制御するため、スライディングノズル装置が一般的に使用されている。このスライディングノズル装置は、２枚又は３枚のプレートれんがを相対的にスライドさせ、ノズル孔を開閉することにより溶鋼の流量を制御するものである。また、使用中におけるプレートれんが間からの溶鋼の洩れを防止するため、プレートれんがのスライド面には大きな圧力をかけている。このような使用条件下でプレートれんがをスライドさせるためには、スライド時におけるプレートれんがのずれを防止するため、プレートれんがは金枠に固定されている。
【０００３】
従来、プレートれんがを金枠に固定するスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構として、図５及び図６に示す形態のスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構Ｂ、Ｃが提示されている。
【０００４】
まず、スライディングノズル装置用プレートれんが固定機構Ｂについて説明すると、図５に示すように、金枠５０は、中央部より少し右側に開口を有する横長の矩形底板５１の長辺と短辺にそれぞれ立ち上がり壁５２〜５５を連設することによって形成されている。そして、金枠５０内には、同様に横長のプレートれんが５６が収納されている。
【０００５】
プレートれんが５６の中央部より少し右側にはノズル孔５７が設けられている。一方、プレートれんが５６の両端面における両角部には、同角部を斜切することによって傾斜面５８〜６１がそれぞれ形成されている。また、プレートれんが５６の一側端面６２は短辺側の立ち上がり壁５４の内面に当接されており、他側端面６３には長手方向に移動自在な矩形ブロックからなる押圧部材６４の一側面が当接されている。一方、押圧部材６４には進退用ねじ軸６５の一端が掛止されており、進退用ねじ軸６５の他端は矩形底板５１に固着されているねじブロック６６に設けられた雌ねじ孔に螺合された後、もう一つの短辺側の立ち上がり壁５２に設けられた貫通孔を挿通して外部に導出されている。
【０００６】
かかる構成によって、進退用ねじ軸６５の外部導出端６７を回転すると、押圧部材６４と立ち上がり壁５４との間でプレートれんが５６を挟圧することができ、プレートれんが５６を固定することができる。
【０００７】
次に、スライディングノズル装置用プレートれんが固定機構Ｃについて説明すると、図６に示すように、金枠７０は、中央部より少し右側に開口を有する横長の矩形底板７１の長辺と短辺にそれぞれ立ち上がり壁７２〜７５を連設することによって形成されている。そして、金枠７０内には、同様に横長のプレートれんが７６が収納されている。
【０００８】
プレートれんが７６の中央部より少し右側にはノズル孔７７が設けられている。一方、プレートれんが７６の両端面における両角部には、同角部を斜切することによって第１の傾斜面７８〜８１がそれぞれ形成されている。また、第１の傾斜面７８〜８１と金枠７０の対応する隅部との間には三角形状の空間が形成されている。そして、立ち上がり壁７４とプレートれんが７６の一側端面８２との間には、平面視でチャンネル状の押圧部材８３が配設されており、押圧部材８３の両側には第１の傾斜面８０、８１に面接触される第２の傾斜面８４、８５が形成されている。
【０００９】
一方、立ち上がり壁７２とプレートれんが７６の他側端面９０との間に形成されたチャンネル状空間の両側部をなす三角形状の隅部空間内にＬ字状の押圧部材８６がそれぞれ配設されており、これらの押圧部材８６には第１の傾斜面７８、７９と面接触する第２の傾斜面８７が形成されている。また、各押圧部材８６には進退用ねじ軸８８の一端が掛止されており、進退用ねじ軸８８の他端は矩形底板７１に固着されているねじブロック８９に設けられた雌ねじ孔に螺合された後、もう一つの短辺側の立ち上がり壁７２に設けられた貫通孔を挿通して外部に導出されている。
【００１０】
かかる構成によって、進退用ねじ軸８８の外部導出端８８ａを回転すると、押圧部材８３と押圧部材８６との間でプレートれんが７６を挟圧することができ、プレートれんが７６を固定することができる。
【００１１】
ところで、図５に示すプレートれんが５６においては、進退用ねじ軸６５の進出によって発生する押圧力はプレートれんが５６を長手方向に圧縮する圧縮力となる。このため、プレートれんが５６のノズル孔５７の長手方向側の位置に幅方向の引っ張り応力が発生し、ノズル孔５７から長手方向に伸延する大きな亀裂Ｒ１が発生するおそれがある。
また、使用時にプレートれんが５６も熱膨張するが、進退用ねじ軸６５は、熱膨張せずに相対的に押圧力が上昇し、上記した亀裂Ｒ１の危険性が増加する。
このような亀裂Ｒ１の発生は、プレートれんが５６の寿命を大きく低下する原因となっている。即ち、プレートれんが５６の摺動面で、相手のプレートれんがのノズル孔及びその周縁の損傷部位と摺動接触する部分Ａ１は溶鋼等の影響のため、摩耗等による損傷が特に激しい部分であり、この部分に亀裂Ｒ１が入ると、亀裂Ｒ１からの空気の吸い込みによる亀裂Ｒ１の拡大や、亀裂Ｒ１への溶鋼侵入のため、寿命が短くなったり、さらには溶鋼がこの部分から漏れるおそれがある。
【００１２】
そこで、図６に示すスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構Ｃにおいては、相手のプレートれんがのノズル孔と接する部分Ａ２における亀裂Ｒ２の発生や成長を防止するため、押圧部材８６、８３に第２の傾斜面８７、８４、８５を設け、この第２の傾斜面８７、８４、８５をプレートれんが７６の第１の傾斜面７８、７９、８０、８１に当接させることによって、第１の傾斜面７８、７９、８０、８１と直交する方向の分力Ｐ２、Ｐ３を発生させ、この分力Ｐ２、Ｐ３によって亀裂Ｒ２の発生や成長を防止するようにしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構Ｃは、未だ、以下の解決すべき課題を有していた。
【００１４】
即ち、図６に示すスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構Ｃにおいて、プレートれんが７６及び押圧部材８６の第２の傾斜面８７の製作精度が良くない場合、特に、プレートれんが７６の他側端面９０と第１の傾斜面７９とのなす角度βが小さくなり、押圧部材８６の根元でプレートれんが７６を押さえることになった場合は、第１の傾斜面７８、７９と直交する方向の分力Ｐ２が全く発生せず、図５に示すスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構Ｂと同様に亀裂Ｒ２を発生するおそれがある。さらに、押圧部材８６の角部９１で応力集中が発生し、角部９１から亀裂が発生するおそれもある。
【００１５】
また、プレートれんが７６や押圧部材８６の第２の傾斜面８７の製作精度が良好な場合でも、進退用ねじ軸８８を強く締め過ぎたり、使用時のプレートれんが７６の膨張が大きい場合には、押圧部材８６の先端８６ａが開くため、同様に押圧部材８６の根元８６ｂに押し付け力が集中し、第１の傾斜面７８、７９と直交する方向の分力Ｐ２が小さくなり、亀裂Ｒ２が発生又は成長するおそれがある。
さらに、押圧部材８６の第２の傾斜面８７はプレートれんが７６の第１の傾斜面７８、７９を広い面積にわたって押圧しているので、亀裂Ｒ２の起点となるノズル孔７７への押し付け力が不足し、この面からも亀裂Ｒ２の発生や成長を効果的に防止することができなかった。
【００１６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、プレートれんがへの押圧力を有効にノズル孔へ向けて伝達してプレートれんがの亀裂の発生や成長を効果的に防止することができるスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項１記載のスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構は、金枠１０内にプレートれんが１６が収納され、該プレートれんが１６の長手方向両端面の両角部には第１の傾斜面１８〜２１が形成され、前記金枠１０内には該第１の傾斜面１８、１９とそれぞれ面接触する第２の傾斜面２８、２９を有する押圧部材２６、２７が配設され、前記金枠１０内には前記第１の傾斜面２０、２１と面接触する第２の傾斜面３７、３８が形成された受け部材３５、３６が配設され、
前記押圧部材２６、２７を押圧手段３０によって長手方向に押圧することによって前記プレートれんが１６を前記金枠１０内に固定するようにしたスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構であって、
前記押圧部材２６、２７の第２の傾斜面２８、２９の長さを前記第１の傾斜面１８、１９の長さより短く設定すると共に、前記第２の傾斜面２８、２９の長手方向中心が前記第１の傾斜面１８、１９の長手方向中心より前記プレートれんが１６の中心側に位置するようにしている。
【００１８】
請求項２記載のスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構は、請求項１記載のスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構において、前記第１の傾斜面１８、１９の長手方向の端面側にそれぞれ形成される前記第２の傾斜面２８、２９と面接触しない非当接部分の長さを、前記第１の傾斜面１８、１９の全長の３０〜８０％としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１、図２に本発明の第１の実施の形態に係るスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構Ａの全体構成を示す。
図示するように、金枠１０は、中央部より少し右側に、後述するプレートれんが１６の突出部を嵌合するための開口１０ａを有する横長の矩形底板１１の長辺と短辺にそれぞれ立ち上がり壁１２〜１５を連設することによって形成されている。
【００２１】
金枠１０内には、同様に横長のプレートれんが１６が収納されている。
プレートれんが１６のほぼ中央部にはノズル孔１７が設けられている。一方、プレートれんが１６の両端面における両角部には、同角部を斜切することによって第１の傾斜面１８〜２１がそれぞれ形成されている。
第１の傾斜面１８〜２１と金枠１０の対応する隅部との間には三角形状の空間２２〜２５が形成されている。そして、三角形状の空間２２、２３内に押圧部材の一例であるＬ字状の当て部材２６、２７が配設されており、これらの当て部材２６、２７には第１の傾斜面１８、１９と面接触する第２の傾斜面２８、２９が形成されている。また、各当て部材２６、２７には押圧手段の一例である進退用ねじ軸３０の一端３１が掛止されている。
【００２２】
進退用ねじ軸３０の他端は矩形底板１１に固着されているねじブロック３２に設けられた雌ねじ孔３３に螺合された後、短辺側の立ち上がり壁１２に設けられた貫通孔３４を挿通して外部に導出されている。
一方、三角形状の空間２４、２５内に押圧部材の一例である前部が斜切された棒状の受け部材３５、３６が配設されており、これらの受け部材３５、３６には第１の傾斜面２０、２１と面接触する第２の傾斜面３７、３８が形成されている。
【００２３】
かかる構成によって、進退用ねじ軸３０の外部導出端３０ａを回転すると、当て部材２６、２７と受け部材３５、３６との間でプレートれんが１６を挟圧することができ、プレートれんが１６を金枠１０へ固定することができる。
ところで、プレートれんが１６の金枠１０への固定は、図１に示すように、当て部材２６、２７と受け部材３５、３６に設けた第２の傾斜面２８、２９、３７、３８を、プレートれんが１６の４角部に設けた第１の傾斜面１８〜２１に当接させることによって行われる。
【００２４】
従って、図１に示すように、第１の傾斜面１８〜２１と直交する方向に分力Ｐ、Ｐ１が発生し、この分力Ｐ、Ｐ１を、ノズル孔１７を起点として長手方向に亀裂Ｒが発生するおそれのあるゾーンＳへ伝達して、亀裂Ｒの発生や成長を防止することができる。
【００２５】
また、本実施の形態では、図１に示すように、当て部材２６、２７と受け部材３５、３６の第２の傾斜面２８、２９、３７、３８の長さがプレートれんが１６の第１の傾斜面１８〜２１の長さより短く設定されると共に、第２の傾斜面２８、２９、３７、３８の長手方向中心ｃ、ｄが第１の傾斜面１８〜２１の長手方向中心ａ、ｂよりプレートれんが１６の中心側に位置するように設定されている。
【００２６】
従って、当て部材２６、２７と受け部材３５、３６の第２の傾斜面２８、２９、３７、３８をプレートれんが１６の第１の傾斜面１８〜２１に確実に面接触状態に当接させると共に押圧して、分力Ｐ、Ｐ１を確実に発生することができる。また、分力Ｐ、Ｐ１は共にプレートれんが１６の中心側において発生するので、亀裂Ｒが発生するおそれのあるゾーンＳへ有効に伝達され、亀裂Ｒの発生や成長を確実に防止することができる。
【００２７】
また、本実施の形態では、図１に示すように、プレートれんが１６の第１の傾斜面１８〜２１と、当て部材２６、２７及び受け部材３５、３６とを上記した関係とすることによって、プレートれんが１６の第１の傾斜面１８〜２１の長手方向の端面側に当て部材２６、２７と受け部材３５、３６の第２の傾斜面２８、２９、３７、３８と面接触しない非当接部分が設けられることになるが、この非当接部分の長さは第１の傾斜面１８〜２１の全長の３０〜８０％とするのが好ましい。このような範囲に設定することによって、分力Ｐ、Ｐ１を亀裂Ｒが発生するおそれのあるゾーンＳへより確実に伝達することができ、亀裂Ｒの発生及び成長をさらに確実に防止することができる。
【００２８】
非当接部分の長さを第１の傾斜面１８〜２１の全長の３０〜８０％としたのは、非当接部分の長さを３０％未満とすると、製造時の精度誤差によってプレートれんが１６の第１の傾斜面１８、１９の角度αが大きくなった場合や当て部材２６、２７の先端部が開いた場合には、分力Ｐが亀裂Ｒが発生するおそれのあるゾーンＳへ有効に伝達されないことになり、一方、非当接部分の長さが８０％を超えると、プレートれんが１６の第１の傾斜面１８、１９の受圧面積が過度に小さくなり、単位面積当たりの押圧力が高くなるため、当接部分において接触面圧の増大により亀裂の発生のおそれがあるからである。
【００２９】
（第２の実施の形態）
本実施の形態に係るスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構Ａ１は、図３に示すように、当て部材２６、２７の第２の傾斜面２８、２９の長さのみがプレートれんが１６の第１の傾斜面１８、１９の長さより短く設定されると共に、第２の傾斜面２８、２９の長手方向中心ｃが第１の傾斜面１８、１９の長手方向中心ａよりプレートれんが１６の中心側に位置するように設定されており、受け部材４０、４１の第２の傾斜面４２、４３は、従来と同様に、第１の傾斜面２０、２１と略等しい長さに設定されていることを特徴とする。なお、本実施の形態において、第１の実施の形態に係るスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構Ａと同一の構成要素は同一の符号で示す。
【００３０】
このような構成においても、分力Ｐは共にプレートれんが１６の中心側において発生するので、亀裂Ｒが発生するおそれのあるゾーンＳへ有効に伝達され、亀裂Ｒの発生を確実に防止することができる。
【００３１】
（実施例）
図４において、第１の実施の形態に係るスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構Ａにおけるプレートれんが１６の第１の傾斜面１８、１９と当て部材２６、２７の端部との間に非当接部分を形成し、この非当接部分の長さＸと、プレートれんが１６の耐用回数との相関関係について検討した。
なお、図示するように、供試体としてのプレートれんが１６は、厚みを３５ｍｍ、全長を３６６ｍｍ、全幅を１６６ｍｍ、一長手方向端面４４からノズル孔１７の中心までの距離を１２８ｍｍ、第１の傾斜面１８、１９の全長を１３０ｍｍ、当て部材２６、２７の第２の傾斜面２８、２９の全長を７０ｍｍとしたものを用いた。
【００３２】
具体的には、表１に示すように、非当接部分の長さＸを変えて実炉試験を行った。なお、実炉試験では、６０トン取鍋で各１０セット使用し、結果は、表１に示すように亀裂の状況を耐用回数で表した。また、表１では、第１の傾斜面１８、１９に対する非当接部分の長さＸの割合を非当接部分割合として表示した。
【００３３】
【表１】

【００３４】
実施例１は非当接部分割合が３１％の場合であり、平均耐用回数は５．２回と良好であり、縦方向の亀裂も軽微であった。非当接部分割合がそれぞれ３５％、４０％である実施例２、３においても、平均耐用回数はそれぞれ５．５回と６．２回と良好であり、縦方向の亀裂も軽微であった。
これに対して、比較例１は非当接部分割合が２０％の場合であり、亀裂の拡大と摺動面の面荒れが原因で４．２回の平均耐用回数であった。また、比較例２は非当接部分割合が２７％の場合であり、亀裂の拡大のため平均耐用回数は４．５回であった。
【００３５】
以上、本発明を、第１及び第２の実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、上記した実施の形態においては、スライディングノズル装置用プレートれんが固定機構は、２枚で対をなす形態のスライディングノズル装置に用いられているが、３枚構成を有するスライディングノズル装置の中央に配設される摺動プレートにも好適に適用できるものである。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１及び２記載のスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構においては、プレートれんがの一端を押圧する押圧部材の第２の傾斜面の長さがプレートれんがの第１の傾斜面の長さより短く設定されると共に、第２の傾斜面の長手方向中心が第１の傾斜面の長手方向中心よりプレートれんがの中心側に位置するように設定されている。
このように、押圧部材の第２の傾斜面をプレートれんがの第１の傾斜面に確実に面接触状態に当接させると共に押圧して、分力を確実に発生することができると共に、この分力はプレートれんがの中心側において発生するので、亀裂が発生するおそれのあるゾーンへ有効に伝達され、亀裂の発生や成長を効果的に防止することができる。従って、プレートれんがの寿命を延命化することができると共に、漏湯事故を減少して安全性を向上することができる。
請求項２記載のスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構においては、第１の傾斜面の長手方向の端面側に押圧部材の第２の傾斜面と面接触しない非当接部分を設け、この非当接部分を第１の傾斜面の全長の３０〜８０％としている。このような範囲に設定することによって、分力を亀裂が発生するおそれのあるゾーンへより確実に伝達することができ、亀裂の発生及び成長をさらに確実に防止することができる。従って、プレートれんがの寿命の延命化と鋳造作業の安全性を一層向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構の平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線による断面矢視図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構の平面図である。
【図４】実施例に用いたスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構におけるプレートれんが及び押圧部材の寸法を示す説明図である。
【図５】従来のスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構の平面図である。
【図６】従来のスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構の平面図である。
【符号の説明】
Ａ スライディングノズル装置用プレートれんが固定機構
Ａ１ スライディングノズル装置用プレートれんが固定機構
Ｐ 分力 Ｐ１ 分力
Ｒ 亀裂 Ｓ ゾーン
Ｘ 非当接部分の長さ ａ 長手方向中心
ｂ 長手方向中心 ｃ 長手方向中心
ｄ 長手方向中心 α 角度
１０ 金枠 １０ａ 開口
１１ 矩形底板 １２ 立ち上がり壁
１３ 立ち上がり壁 １４ 立ち上がり壁
１５ 立ち上がり壁 １６ プレートれんが
１７ ノズル孔 １８ 第１の傾斜面
１９ 第１の傾斜面 ２０ 第１の傾斜面
２１ 第１の傾斜面 ２２ 空間
２３ 空間 ２４ 空間
２５ 空間 ２６ 当て部材（押圧部材）
２７ 当て部材（押圧部材） ２８ 第２の傾斜面
２９ 第２の傾斜面 ３０ 進退用ねじ軸（押圧手段）
３０ａ 外部導出端 ３１ 一端
３２ ねじブロック ３３ 雌ねじ孔
３４ 貫通孔 ３５ 受け部材（押圧部材）
３６ 受け部材（押圧部材） ３７ 第２の傾斜面
３８ 第２の傾斜面 ４０ 受け部材
４１ 受け部材 ４２ 第２の傾斜面
４３ 第２の傾斜面 ４４ 端面

Claims (2)

1. 金枠（１０）内にプレートれんが（１６）が収納され、該プレートれんが（１６）の長手方向両端面の両角部には第１の傾斜面（１８〜２１）が形成され、前記金枠（１０）内には該第１の傾斜面（１８、１９）とそれぞれ面接触する第２の傾斜面（２８、２９）を有する押圧部材（２６、２７）が配設され、前記金枠（１０）内には前記第１の傾斜面（２０、２１）と面接触する第２の傾斜面（３７、３８）が形成された受け部材（３５、３６）が配設され、
   前記押圧部材（２６、２７）を押圧手段（３０）によって長手方向に押圧することによって前記プレートれんが（１６）を前記金枠（１０）内に固定するようにしたスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構であって、
   前記押圧部材（２６、２７）の第２の傾斜面（２８、２９）の長さを前記第１の傾斜面（１８、１９）の長さより短く設定すると共に、前記第２の傾斜面（２８、２９）の長手方向中心が前記第１の傾斜面（１８、１９）の長手方向中心より前記プレートれんが（１６）の中心側に位置するようにしたことを特徴とするスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構。
2. 前記第１の傾斜面（１８、１９）の長手方向の端面側にそれぞれ形成される前記第２の傾斜面（２８、２９）と面接触しない非当接部分の長さを、前記第１の傾斜面（１８、１９）の全長の３０〜８０％としたことを特徴とする請求項１記載のスライディングノズル装置用プレートれんが固定機構。

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