JP3984352B2 - ガスシール装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳造等の溶湯が介在する耐火物壁部材同士の当接部における不活性ガスによるガスシール装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に鋼材等の鋳造において、トリベの底にはスライディングノズル(以下、SNという)が設けられている。このSNは、図4に示すように、コレクタノズル1とロングノズル2を備えている。これらのコレクタノズル1とロングノズル2との当接面におけるエアーの侵入を阻止するため、例えば当接面の外周側にパッキン6を介在させるとともにロングノズル2の当接部3を多孔質に形成すると共に、この多孔質に形成した当接部3にアルゴンガス等の不活性ガスのガス導入部材5を固定している。
【0003】
そして、このガス導入部材5より不活性ガスを当接部3に吹き込み、コレクタノズル1とロングノズル2との当接面をアルゴンガスでガスシールし、コレクタノズル1からロングノズル2へ流れる溶湯がエアーと接触しないようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の不活性ガスが吹込まれる多孔質に形成された当接部3は、ロングノズル2の交換等によって損傷を受ける。特に多孔質の場合には接合面の損傷が激しく短期間で表面性状が崩れてしまい、ガスシール機能を果さなくなるという問題があった。
【0005】
具体的には図4に示すように多孔質に形成されたロングノズル2における当接部3の表面部分3aが符号4にて示すように崩れると、ロングノズル2の当接部3の外周に取付けられた導入口部材5からのシール用ガスは、この崩れた隙間から大半が漏れてシール機能を果さなくなってしまう。
また、ロングノズルに多孔質部分を形成することは、ロングノズルの製造工程が複雑になるという欠点もある。
【0006】
そこで本発明は、鋳造等の溶湯が介在する耐火物壁部材同士の当接部ににおいて、長期間安定してシール機能を維持できるガスシール装置を提供することを解決すべき課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明の発明者等は種々検討を重ね、耐火物の多孔質体で形成された壁部材の当接部の崩れは避けられない。そこで、機械的衝撃等に強い金属を用いることに思い至り本発明を完成したものである。
すなわち、本発明のガスシール装置は、一方の壁面に金属溶湯が介在する上下方向に延びる耐火物壁を形成する、下端部が当接部となる上方壁部材と該当接部と当接する上端部が当接部となる下方壁部材とからなる2個の壁部材の該当接部の少なくとも一部に配置されるガスシール装置であって、一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定される第1板状金属部材と、該第1板状金属部材の下端より上方向に間隔を隔てた位置に下端を持ち、該第1板状金属部材を覆うように設けられ、上端が前記一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定され、該当接部の延びる下方向に開口するガス吐出口を持つスリット状のガス通路と該ガス通路に連通し該ガス通路の上方に位置しガス導入口を持つガス室とを該第1板状金属部材と共に区画する第2板状金属部材と、からなる耐火金属製であることを特徴とする。
【0008】
本発明のガスシール装置では、一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定される第1板状金属部材と、該第1板状金属部材の下端より上方向に間隔を隔てた位置に下端を持ち、該第1板状金属部材を覆うように設けられ、上端が前記一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定され、該当接部の延びる下方向に開口するガス吐出口を持つスリット状のガス通路と該ガス通路に連通し該ガス通路の上方に位置しガス導入口を持つガス室とを該第1板状金属部材と共に区画する第2板状金属部材とをもつことにより、ガス導入口より導入されるシール用ガスは該ガス通路に沿って確実に耐火物壁の内部に向い、当接部が崩れてもエアシール機能は常に維持される。
また、本発明のガスシール装置では、金属材で形成されており、当接部に多孔質の部分を形成する必要がなくなるので、当接部が崩れにくくなると共に、壁部材の製造が容易になる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明のガスシール装置は一方の壁面に金属溶湯が介在する上下方向に延びる耐火物壁を形成する、下端部が当接部となる上方壁部材と該当接部と当接する上端部が当接部となる下方壁部材とからなる2個の壁部材の該当接部の少なくとも一部に配置される。この金属溶湯が介在する耐火物壁としては、鋼材等を鋳造する溶湯の通路となるノズルを形成する耐火物壁、内部を不活性ガスで置換する炉を形成する耐火物壁、エアーの侵入を嫌う耐火物装置を形成する耐火物壁等を挙げることができる。なお、本発明のガスシール装置は当接部の全てに設けることもできるが、当接部の一部に設け、他の部分はモルタル等でシールすることもできる。また、ガスシール装置は、2個の壁部材の一方の当接部に一体的に固定される。
【0010】
本発明のガスシール装置は一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定される第1板状金属部材と、該第1板状金属部材の下端より上方向に間隔を隔てた位置に下端を持ち、該第1板状金属部材を覆うように設けられ、上端が前記一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定され、該当接部の延びる下方向に開口するガス吐出口を持つスリット状のガス通路と該ガス通路に連通し該ガス通路の上方に位置しガス導入口を持つガス室とを該第1板状金属部材と共に区画する第2板状金属部材と、からなる耐火金属製である。ガス通路は、当接部の延びる下方向に開口するガス吐出口を持つスリット状である。ガス室は、このガス通路に連通しガス通路の上方に位置しガス導入口を持つ。ガス通路及びガス室は、第1板状金属部材と該第1板状金属部材を覆うように設けられ、上端が前記一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定された第2板状金属部材と共に区画される。ガス室は、ガス通路にシールガスを均一に供給する空間である。ガス導入口はこのガス室に開口し、シールガスをガス室に供給する。
第2板状金属部材は、該第1板状金属部材の下端より上方向に間隔を隔てた位置に下端を持つ。従って第1板状金属部材は、第2板状金属部材より更に突出した突出部を持つ。この突出部は、シールガスを耐火物壁の内部に導入するのに効果がある。
【0011】
このガスシール装置は金属で形成されている。なお、部分的に金属以外の材料、例えばセラミツクスが使用されていてもよい。
当接する2個の壁部材が筒状である場合には、本発明のガスシール装置を構成するガス通路およびガス室をリング状とするのが好ましい。
【0012】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。本発明のガスシール装置11は、図1に示すように、図示しない溶融金属容器の出湯口に設けられるノズル装置部12に配設される。このノズル装置部12は、溶融金属容器の出湯口から出湯する溶融金属を下流に導く上部ノズル13と、この上部ノズル13に連結された流量調整用プレート部14と、この流量調整用プレート部14の吐出口に連通されるコレクタノズル15と、このコレクタノズル15とタンディシュ(図示略)との間を連通するロングノズル16とから構成されている。ここで、コレクタノズル15とロングノズル16とは、本発明の壁部材に相当し、コレクタノズル15の先端部を一方の当接部15aとして、該当接部15aに基端部を他方の当接部16aとするロングノズル16の該当接部16aが当接される。
【0013】
上記コレクタノズル15とロングノズル16の各当接部15a、16aとは以下のように係合状態に当接される。コレクタノズル15の当接部15aはほぼ台形円錐状に突出し、ロングノズル4の当接部16aがその逆の台形円錐状の受形に形成され、コレクタノズル15の当接部15aにロングノズル16の当接部16aを当接させたとき、両当接部15aと16aとの間に耐火物の表面性状によって間隙17が形成される。この実施例のガスシール装置11は、前記間隙17からシール用ガスとしてのアルゴンガスをノズル内部(溶湯通路側)に送給するものである。
【0014】
ガスシール装置11は、図1の円内を拡大した図2に示すように、コレクタノズル15の筒部分外周にガス室21および該ガス室21と連通するガス通路22を形成した内ケース18と外ケース19とから構成されている。内ケース18および外ケース19は、図3からわかるようにそれぞれ金属製のリング状部材であり、内ケース18を耐火モルタル20でコレクタノズル15に固着することによって、ガスシール装置11はコレクタノズル15に取付けられている。なお、外ケース19にはアルゴンガスの導入口24が形成される。また、内ケース18と外ケース19とは嵌合力にて一体化している。
【0015】
内ケース18と外ケース19とは、前記ガス室21およびガス通路22を形成しつつ、それぞれ円錐状のテーパ間隙(間隙17の一部)にそって延びるスカート部18a、19aをもつ。スカート部18aとスカート部19aの各先端側に形成されるガス吐出口20aには、多孔質性のセラミックシート22aが嵌挿されている。スカート部18aはガス吐出口20aより更に下方に延びている。これらスカート部18a、19aは、内ケース18および外ケース19全体の補強を兼ねている。
【0016】
なお、ガス吐出口20aは、前記テーパ間隙の上側4分の1から下側4分の1の範囲の位置が好ましい。また、外ケース19のスカート部19aが当接するロングノズル16のテーパ面23にはパッキン(図示略)を付着することが好ましい。更にガス室21の径方向奥行は、2mm程度でよい。
上記構成において、ロングノズル16は支持装置等で保持してコレクタノズル15に当接させる。本ガスシール装置11は金属で形成されているため、ロングノズル16がコレクタノズル15に当接される機械的衝撃に対して双方の当接部分を保護することができる。
【0017】
また、本ガスシール装置11は、コレクタノズル15とロングノズル16との当接面でのガスシール機能を確実に果すことができる。すなわち、ロングノズル16が比較的新しく、受形のテーパ面が崩れていない間は、ガス吐出口20aから吐出するアルゴンガスは、外ケース側のスカート部19aとテーパ面23との間隙に抜けやすく、シール機能を満足する。
【0018】
また、ロングノズル16のテーパ面23が点線aにて示すように崩れてきても、内ケース側のスカート部18aと崩れたテーパ面23との間隙が広がるため、アルゴンガスは、スカート部19aとテーパ面23との間隙に抜けるよりもノズル内部に向う量が多くなり、シール機能を損うことがない。なお、ガス吐出口20aには、多孔質のセラミックシート21で塞がれているため、ノズル内部に向うアルゴンガスによってエアーが吸込まれることはない。
【0019】
上記実施例のガスシール装置は、耐火物壁を構成する壁部材として、筒状のノズル部材同士を当接させるものであるが、本発明は、このようなノズル部材同士を当接する場合に限定することなく、例えば分離タイプの耐火ピース同士を当接して耐火物壁を形成するような使用形態等にも適用することができる。
また、上記実施例において、ガスシール装置は、コレクタノズル側に取付けられているが、ロングノズル側に取付けたり、両ノズルの当接部に跨って設けることができる。この場合、ガスシール装置は、一方のノズル当接部に嵌合可能に構成する。
【0020】
【発明の効果】
以上述べたように本発明のガスシール装置は金属で形成されているため機械的な衝撃に強い。また、耐火物壁を構成する壁部材を多孔質とする必要がないため耐火物壁の損傷が少ない。このため本発明のガスシール装置を使用することにより当接部におけるガスシールを常に確実に行うことができ、かつ長期間の使用に耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のガスシール装置の一実施例を示す概略図である。
【図2】 図1の円内を拡大して示す断面図である。
【図3】 図2のA−A線に沿った断面図である。
【図4】 従来のガスシール装置を示す断面図である。
【符号の説明】
11…ガスシール装置、12…ノズル装置部(耐火物壁)、15…コレクタノズル、15a、16a…当接部、16…ロングノズル、17…間隙、18…内ケース(板状金属部材)、19…外ケース(板状金属部材)18a…スカート部(突出部)。
Claims (2)
- 一方の壁面に金属溶湯が介在する上下方向に延びる耐火物壁を形成する、下端部が当接部となる上方壁部材と該当接部と当接する上端部が当接部となる下方壁部材とからなる2個の壁部材の該当接部の少なくとも一部に配置されるガスシール装置であって、
一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定される第1板状金属部材と、
該第1板状金属部材の下端より上方向に間隔を隔てた位置に下端を持ち、該第1板状金属部材を覆うように設けられ、上端が前記一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定され、該当接部の延びる下方向に開口するガス吐出口を持つスリット状のガス通路と該ガス通路に連通し該ガス通路の上方に位置しガス導入口を持つガス室とを該第1板状金属部材と共に区画する第2板状金属部材と、
からなる耐火金属製のガスシール装置。 - 2個の前記壁部材は筒状であり、前記ガス通路および前記ガス室はリング状である請求項1に記載のガスシール装置。
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