JP3942029B2 - ロータリーノズル用煉瓦体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、取鍋、タンディッシュのような溶鋼容器の底部に装着され、摺動板煉瓦を回転させて固定板煉瓦とのノズル孔の開度を調節し、溶鋼等の注量を制御するためのロータリーノズル用煉瓦体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロータリーノズルは、転炉から出鋼された溶鋼を受けて運搬したり、鋳型に注入したりする取鍋や、取鍋から溶鋼を受けて鋳型に注入するタンディッシュ等の溶鋼量調節の装置として広く使用されている。図３、図４に於て、従来使用されているロータリーノズル２５は、取鍋８の底部９に装着された基盤１０に取付けられた上ケース１５の凹部１７に固定板煉瓦２ａが固定されている。そして、回転可能な下ケース１６の凹部１８には摺動板煉瓦３ａが固定されている。
【０００３】
固定板煉瓦２ａには、ノズル孔４ａが開けられ、上ノズル１１のノズル孔１３と整合する位置で上ケース１５に固定されている。また、摺動板煉瓦３ａには、ノズル孔５ｂ、５ｃが開けられ、下ノズル１２、１２ａのノズル孔１４、１４ａと整合する位置で下ケース１６に固定されている。また、図３に示すように摺動板煉瓦３ａを固定している下ケース１６の頭部外周部には歯車１９が設けられており、この歯車１９と取鍋８の底部９に取付されている減速機２０の歯車２１とが歯合させてあるので、駆動モーター２２を動力として固定板煉瓦２ａとの接触力を保持しながら摺動板煉瓦３ａは固定板煉瓦２ａ面を回転摺動するものである。
【０００４】
したがって溶鋼は、図４矢印のように上ノズル１１のノズル孔１３から固定板煉瓦２ａのノズル孔４ａを流動し、摺動板煉瓦３ａのノズル孔５ｂまたはノズル孔５ｃ及び下ノズル１２、１２ａのノズル孔１４、１４ａのどちらか一方が固定板煉瓦２ａのノズル孔４ａと整合する位置まで回転することによってさらに流動し、注入されていく。
【０００５】
また、溶鋼の注入量の調節は、図５ａ、図５ｂに示すように、回転し始めると上ノズル１１のノズル孔１３及び固定板煉瓦２ａのノズル孔４ａと摺動板煉瓦３ａのノズル孔５ｂ及び下ノズル１２のノズル孔１４がズレることにより開口部２３が徐々に狭くなる。そして、図６ａ、図６ｂに示すように、摺動板煉瓦３ａがさらに回転すると固定板煉瓦２ａのノズル孔４ａが閉鎖状態になり、さらに回転して摺動板煉瓦３ａのノズル孔５ｂが固定板煉瓦２ａのノズル孔４ａと整合するまでは、完全にノズル孔４ａは閉鎖された状態となり、取鍋の溶鋼の排出は一時停止される。このようにロータリーノズルは回転摺動をくり返しながら、溶鋼の排出量を調節する。
【０００６】
この回転摺動に於て、従来のロータリーノズルの固定板煉瓦及び摺動板煉瓦は、高温の溶鋼の通過により溶損し、溶鋼の漏洩する虞がある為安全上、両煉瓦は定期的な交換が不可欠な消耗品として取扱われている。しかしながら固定板煉瓦及び摺動板煉瓦は高価である為コスト上、少しでも耐久性を向上し交換時期を少しでも延長できる形状や構造にするための研究が余儀なくされていた。そこで先行技術として特許第３２７８９７号（ロータリーノズル用煉瓦体及びロータリーノズル）の発明（以下、従来発明と謂う）が創造され知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来発明は、固定板煉瓦及び摺動板煉瓦で構成する煉瓦体を合理的且つ経済的な形状に形成する事によりコストの軽減を図ったものである。確かに平面形状を略鶏卵状に構成することによりコスト削減が実現されているが、回転時における摺動板煉瓦の半開状態、半開から全閉になる状態に於て略鶏卵状の形状では、接触面積が減少し、溶鋼が固定板煉瓦と摺動板煉瓦の間の接触距離が短くなる箇所から外部へ漏洩する危惧が問題視されてきた。
【０００８】
そこで本発明は、安全性の問題からくる漏洩の改善及び耐久性の問題からくるコスト面での一層の改善を計る為、これ等問題点を改善した形状にする事で、更なる合理的な形状の固定板煉瓦と摺動板煉瓦を得ることを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨とするところは、以下の（１）、（２）のロータリーノズル用煉瓦体に関するものである。
（１）取鍋、タンディッシュのような溶鋼容器の底部に装着され、摺動板煉瓦を回転させて固定板煉瓦とのノズル孔の開度を調節し、溶鋼等の注量を制御するためのロータリーノズル用煉瓦体において、
取鍋の底部に装着された基盤に取付けられた上ケースの凹部に固定され１つのノズル孔を有する固定板煉瓦と、回転可能な下ケースの凹部に固定され少なくとも１つのノズル孔を有し該ノズル孔が固定板煉瓦のノズル孔と整合されることができ固定板煉瓦と同一形状の摺動板煉瓦とが一括して煉瓦体であって、
該煉瓦体の平面形状の中心をＸとし、
摺動板煉瓦のノズル孔の中心をＹとし、
Ａ１を摺動板煉瓦が９０°回転したノズル孔全閉時における安全代とし、
Ｂ１をノズル孔全開時における安全代とし、
Ｃを煉瓦体の中心Ｘとノズル孔の中心Ｙ間の距離とし、
Ｄをノズル孔の直径とし、
Ｃ＞４Ｄ／πとし、
Ｂ１＞Ａ１とした場合に、
煉瓦体の平面形状の第１円弧部を、中心Ｘより半径Ｃ＋Ｄ／２+Ａ１で形成し、
第２円弧部を、中心Ｘより角度θ＝４０±１０°の範囲で半径Ｃ＋Ｄ／２+Ｂ１で形成し、
第３円弧部を、中心ＸからＣの距離を半径とした円弧と中心Ｘと第２円弧部の端点を結ぶ線分との交点Ｚを中心として半径Ｄ／２+Ｂ１で形成し、
第１円弧部と第３円弧部を接線で結ぶことにより、
平面形状を略楕円形状にしたことを特徴とするロータリーノズル用煉瓦体。
（２）Ａ１を３０±１５ｍｍ、Ｂ１を６０±１５ｍｍとしたことを特徴とする（１）記載のロータリーノズル用煉瓦体。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明を実施例の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１ａに於て、本発明に係るロータリーノズルの煉瓦体１の平面図であり、図１ｂのように固定板煉瓦２と摺動板煉瓦３を一括して煉瓦体１と謂う。２は平面形状を略楕円形状にした固定板煉瓦である。図１ｂに於て、３は固定板煉瓦２と同一形状の摺動板煉瓦である。固定板煉瓦２と摺動板煉瓦３はノズル孔が固定板煉瓦２は１つであり摺動板煉瓦３は２つであるという構造的な違いはあるが同一形状なので以下の説明では摺動板煉瓦３を対象とし、必要に応じて固定板煉瓦２に言及する。なお、２点鎖線で示す形状は、従来の略鶏卵形状の煉瓦体１ａを示す。
【００１１】
図２には、摺動板煉瓦３の平面形状の外形線を形成する為の軌跡図を示し、Ａ１をノズル孔が９０°全閉時における安全代、Ｂ１をノズル孔全開時における安全代、Ｃを摺動板煉瓦３の中心Ｘとノズル孔５、５ａの中心Ｙ間の距離、Ｄをノズル孔５、５ａの直径とする。
【００１２】
摺動板煉瓦３の平面形状の第１円弧部Ｇは中心Ｘより半径Ｃ＋Ｄ／２＋Ａ１で形成され、第２円弧部Ｈ１は中心角度θの範囲で半径Ｃ＋Ｄ／２＋Ｂ１で形成される。更に第３円弧部Ｋは中心ＸよりＣの距離の半径とした円線上で中心Ｘからθの範囲で延ばした線分との交点をＺとし、該Ｚを中心として半径Ｄ／２＋Ｂ１で形成される。これらの第１円弧部Ｇ、第３円弧部Ｋを接線Ｊ１で結んで摺動板煉瓦３の平面形状が形成される。但し、Ｂ１＞Ａ１とし、Ａ１＝３０±１５ｍｍ、Ｂ１＝６０±１５ｍｍとする。またθは、４０±１０°とする。
【００１３】
図１ａ、図１ｂに於て、摺動板煉瓦３にはノズル孔５、５ａが２個開けられている。このノズル孔５、５ａは図４に示される上ノズル１１と下ノズル１２、１２ａと整合させるので同径の孔となっている。そして図２に示すようにノズル孔５、５ａに該当する直径Ｄは、取鍋内の溶鋼の高さ、鋳造速度等の操業条件によって経験的に決定され、中心点Ｘからの距離Ｃはあまり小さくするとノズル孔５、５ａの溶損によりノズル孔５,５ａが繋がり漏洩を招く危険があるため、経験的に中心点Ｘを中心とした半径Ｃで描く円の４等分線に直径Ｄのノズル孔が２個入る大きさが必要である。したがって、Ｃ＞４Ｄ/πとする。また、摺動板煉瓦３のノズル孔は２個開けられているが、操業状態によっては１個でも良く限定するものではない。
【００１４】
図１ｂに示すように固定板煉瓦２及び摺動板煉瓦３の裏面には動作をスムーズにしながらも密着性を高め、且つ漏洩を防ぐ為に耐火紙またはアルミニウムでできたシート７、７ａが粘着される。そして、固定板煉瓦２と摺動板煉瓦３には、高温による変形、亀裂を防止するため外形面に一周させて鉄製バンド６、６ａが固着される。
【００１５】
図７、図８、図９、図１０に於て、従来発明と本発明との構成の相違を説明する。
図１に示すように従来発明ではロータリーノズルの安全代Ａ、Ｂは経験的にＡは５ｍｍ〜１Ｄｍｍ（但し、Ｄは前述の固定板煉瓦２、摺動板煉瓦３のノズル孔４、５、５ａの直径）とし、ＢはＥ＋Ｆ（但し、Ｅは０ｍｍ〜１５ｍｍ）としてきた。しかしながら、図７に示すように、従来発明の摺動板煉瓦３ａを回転方向Ｗに回転させると、半開及び半開から全閉になる時点で、摺動板煉瓦３ａのノズル孔５ｂの円縁部２４ａから固定板煉瓦２ａの外形側面部までの距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、固定板煉瓦２ａの第１円弧部Ｇと第２円弧部Ｈの接線Ｊに摺動板煉瓦３ａのノズル孔４が接近していることを示している。したがって、固定板煉瓦２ａ、摺動板煉瓦３ａの接触面積が狭くなるので、摺動板煉瓦３ａが回転しノズル孔５aの円縁部２４ａが固定板煉瓦２ａの外形側面部に接近する範囲であるＬ１、Ｌ２、Ｌ３で接触距離が短くなり溶鋼が漏洩する虞が大きい。
【００１６】
よって本発明は、まず、図８に示すように、本発明の摺動板煉瓦３を回転方向Ｗ１に回転させ、半開になる時点では、摺動板煉瓦３のノズル孔５の円縁部２４が、固定板煉瓦２の第２円弧部Ｈ１と第３円弧部Ｋが接近しても接触面積は図７の従来よりもかなり広く保たれるから、接触距離は大きく短くなることなく距離Ｌ４の長さで保たれている。図７の同時回転に於ける距離Ｌ１と比較しても明らかに改善されている。そして図９に示すように、摺動板煉瓦３が半開から全閉になる時点は、摺動板煉瓦３のノズル孔５の円縁部２４が固定板煉瓦２の第２円弧部Ｈ１と第３円弧部Ｋが接近しても接触面積は図７の従来よりもかなり広く保たれるから、接触距離は大きく短くなることなく距離Ｌ５で保たれている。図７の同時回転に於ける距離Ｌ２と比較しても明らかに改善されている。また、図１０に示すように、摺動板煉瓦３が完全に全閉になった時点でも、摺動板煉瓦３のノズル孔５の円縁部２４が固定板煉瓦２の第２円弧部Ｈ１と第３円弧部Ｋが距離Ｌ６に接近しても接触面積は狭くなってはいるが、図７の同時回転における距離Ｌ３と比較すると改善されている。よって、固定板煉瓦２と摺動板煉瓦３の接触面積は従来よりかなり広くなっているから接触距離は保たれる状態に改善されている。
【００１７】
したがって本発明は、摺動板煉瓦３を回転時に全閉まで回転させても、固定板煉瓦２と摺動板煉瓦３の接触面積が確保され接触距離が保たれ、経験的に安全代Ａ１を３０±15ｍｍ、安全代Ｂ１を６０±15ｍｍとすることで、接触面積での接触距離の短さからくる溶鋼の外部への漏洩する虞が軽減され、耐久性の増大が計られた。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の煉瓦体は平面外形を略鶏卵形状から円弧と接線を増設した略楕円形状に形成し、安全代Ａ１を３０±15mm、安全代Ｂ１を６０±１５ｍｍとすることで、回転時においても接触面積が確保されるので固定板煉瓦と摺動板煉瓦の接触距離は良好な状態に保たれ、溶鋼等が外部へ漏洩する虞がなく、安全且つ確実に注入を行うことができる優れたロータリーノズル用煉瓦体を提供できる。
【００１９】
本発明の煉瓦体は合理的且つ経済的な耐久性のある略楕円形状に形成することで、必要最低限の面積で最大の効果を発揮することで高価な原材料で作られている煉瓦体の交換回数が減少してコストを節減できる。併せて省資源、環境、エネルギー資源の問題改善に寄与するところ大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａ 本発明のロータリーノズル用煉瓦体の平面図である。
ｂ 本発明のロータリーノズル用煉瓦体のＷ−Ｗ断面図である。
【図２】本発明のロータリーノズル用煉瓦体に於いて摺動板煉瓦の軌跡を平面から眺めた状態を示す詳細説明図である。
【図３】従来発明のロータリーノズルの要部の参考正面図である。
【図４】従来発明のロータリーノズルの図３Ｕ−Ｕ断面参考図である。
【図５】ａ 従来発明の煉瓦体の半開状態を説明する参考正面図である。
ｂ 従来発明の煉瓦体の半開状態を説明する参考平面図である。
【図６】ａ 従来発明の煉瓦体の全閉状態を説明する参考正面図である。
ｂ 従来発明の煉瓦体の全閉状態を説明する参考平面図である。
【図７】従来発明の煉瓦体の半開から全閉までの軌跡を示す詳細説明図である。
【図８】本発明の煉瓦体の半開までの軌跡を示す説明図である。
【図９】本発明の煉瓦体の半開から全閉までの軌跡を示す説明図である。
【図１０】本発明の煉瓦体の全閉までの軌跡を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 煉瓦体
１ａ 従来の煉瓦体
２ 固定板煉瓦
２ａ 従来の固定板煉瓦
３ 摺動板煉瓦
３ａ 従来の摺動板煉瓦
４ ノズル孔
４ａ ノズル孔
５ ノズル孔
５ａ ノズル孔
５ｂ ノズル孔
５ｃ ノズル孔
６ 鉄製バンド
６ａ 鉄製バンド
７ シート
７ａ シート
８ 取鍋
９ 底部
10 基盤
11 上ノズル
12 下ノズル
12ａ 下ノズル
13 ノズル孔
14 ノズル孔
14ａ ノズル孔
15 上ケース
16 下ケース
17 凹部
18 凹部
19 歯車
20 減速機
21 歯車
22 駆動モーター
23 開口部
24 円縁部
24ａ 円縁部
25 ロータリーノズル
Ａ 煉瓦体のノズル孔９０°全閉時における安全代
Ａ１ ３０±１５ｍｍ
Ｂ 煉瓦体のノズル孔全開時における安全代
Ｂ１ ６０±１５ｍｍ
Ｃ 煉瓦体の中心Ｘとノズル孔の中心Ｙ間の距離
Ｄ 煉瓦体のノズル孔の直径
Ｅ ０ｍｍ〜１５ｍｍ
Ｆ 上ノズルの下端部の肉厚
Ｇ 第１円弧部
Ｈ 第２円弧部
Ｈ１ 第２円弧部
Ｋ 第３円弧部
Ｊ 接線
Ｊ１ 接線
Ｌ１ 距離
Ｌ２ 距離
Ｌ３ 距離
Ｌ４ 距離
Ｌ５ 距離
Ｌ６ 距離
Ｘ 中心
Ｚ 交点
θ ４０±１０
Claims (2)
- 取鍋、タンディッシュのような溶鋼容器の底部に装着され、摺動板煉瓦を回転させて固定板煉瓦とのノズル孔の開度を調節し、溶鋼等の注量を制御するためのロータリーノズル用煉瓦体において、
取鍋の底部に装着された基盤に取付けられた上ケースの凹部に固定され１つのノズル孔を有する固定板煉瓦と、回転可能な下ケースの凹部に固定され少なくとも１つのノズル孔を有し該ノズル孔が固定板煉瓦のノズル孔と整合されることができ固定板煉瓦と同一形状の摺動板煉瓦とが一括して煉瓦体であって、
該煉瓦体の平面形状の中心をＸとし、
摺動板煉瓦のノズル孔の中心をＹとし、
Ａ１を摺動板煉瓦が９０°回転したノズル孔全閉時における安全代とし、
Ｂ１をノズル孔全開時における安全代とし、
Ｃを煉瓦体の中心Ｘとノズル孔の中心Ｙ間の距離とし、
Ｄをノズル孔の直径とし、
Ｃ＞４Ｄ／πとし、
Ｂ１＞Ａ１とした場合に、
煉瓦体の平面形状の第１円弧部を、中心Ｘより半径Ｃ＋Ｄ／２+Ａ１で形成し、
第２円弧部を、中心Ｘより角度θ＝４０±１０°の範囲で半径Ｃ＋Ｄ／２+Ｂ１で形成し、
第３円弧部を、中心ＸからＣの距離を半径とした円弧と中心Ｘと第２円弧部の端点を結ぶ線分との交点Ｚを中心として半径Ｄ／２+Ｂ１で形成し、
第１円弧部と第３円弧部を接線で結ぶことにより、
平面形状を略楕円形状にしたことを特徴とするロータリーノズル用煉瓦体。 - Ａ１を３０±１５ｍｍ、Ｂ１を６０±１５ｍｍとしたことを特徴とする請求項１記載のロータリーノズル用煉瓦体。
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