JP5433423B2 - タンディッシュノズル交換装置及びそれに用いるタンディッシュノズル - Google Patents

Description

本発明は、連続鋳造機において使用されるタンディッシュノズル交換装置及びそれに用いるタンディッシュノズルに関し、特に、タンディッシュの底部に並設されたタンディッシュノズルを交換する装置及びそれに用いるタンディッシュノズルに関する。

二次精錬が終了した溶鋼中の介在物をさらに除去しつつ、溶鋼を凝固させて定形の半製品を製造する工程で使用される連続鋳造機は、図９に示すように、取鍋５１、タンディッシュ５２、鋳型５３、サポートロール５４、及び最後部に設置されるガス切断機（図示省略）などから構成される。

連続鋳造機では、鋳型５３内の鋼浴面の位置が上下すると、鋳片に表面欠損が生じるため、タンディッシュ５２から流出する溶鋼量を制御して可能な限り一定に保つ必要がある。溶鋼流出量を制御する方法としては種々の方法が提案されているが、最も簡便な方法として、タンディッシュ５２の底部に設けた面積一定のノズル開口から浸漬ノズルなどの導管を用いずに溶鋼を鋳型へ向けて大気中（もしくは雰囲気ガス中）を落下させるオープン注入方式がある。

このオープン注入方式に用いられるタンディッシュノズルは、ジルコン系あるいはジルコニア系など高強度耐火物から形成されているが、溶鋼から化学的且つ機械的作用を常時受けるため、時間の経過とともに溶損して口径が拡大したり、付着物が生成して詰まったりして所定の鋳造速度を維持できなくなる。このため、定期的にタンディッシュノズルを交換する必要があり、鋳込操業中におけるタンディッシュノズルの交換が可能な装置が開発されている（例えば特許文献１や特許文献２参照）。

図９に示すように、タンディッシュノズルは、タンディッシュ５２の底部耐火物内に設置される上ノズル５７と、上ノズル５７の下面に押圧支持される下ノズル５８とから構成されており、タンディッシュノズル交換装置５６は、この下ノズル５８を交換する装置である。鋳込操業中の下ノズル５８の側方には、次期交換用の下ノズル５９が配置されており、次期交換用の下ノズル５９を油圧シリンダー６０で下ノズル５８の方向に押し出すことにより、鋳込操業中の下ノズル５８が鋳込位置から押し出され、次期交換用の下ノズル５９が鋳込位置にセットされる。
日本国特開平１０−２８６６５８号公報 日本国特開平１１−１０２９３号公報

タンディッシュノズル交換装置は、下ノズルを上ノズルの下面に押圧支持する一対のアームと、下ノズル（もしくは孔の無いブランクプレート）を側方に摺動させる摺動手段とを備えている。タンディッシュの底部にタンディッシュノズルが並設される場合、一対のアームと摺動手段はそれぞれ並設されることになるが、従来のタンディッシュノズル交換装置の場合、対向する一方のアームの端から他方のアームの端まで約３００ｍｍあるため、単に並設すると、タンディッシュノズルの孔間距離は３００ｍｍ以上必要となる。また、タンディッシュノズル交換装置の各部の寸法を小さくしても、孔間距離を２５０ｍｍ以下に設定することはできないとされていた。しかし、梁成の小さなＨ型鋼などを鋳造する場合、ウェブの中央位置にノズルを一つ配置するよりも各フランジ位置にノズルを配置したほうが効率良くＨ型鋼を鋳造することができる。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、タンディッシュの底部に並設されたタンディッシュノズルの孔間距離が従来に比べて短くできるタンディッシュノズル交換装置及びそれに用いるタンディッシュノズルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、タンディッシュ底部に並設されたタンディッシュノズルを交換する装置であって、
前記タンディッシュ底部に設置された第一の上ノズルの下面に配置される第一の下ノズルを交換するラインを挟んで対向配置され、該第一の下ノズルを押圧支持する一対の第一のアームと、前記第一の上ノズルに隣接して前記タンディッシュ底部に設置された第二の上ノズルの下面に配置される第二の下ノズルを交換するラインを挟んで対向配置され、該第二の下ノズルを押圧支持する一対の第二のアームとを備え、
前記第一の下ノズルを交換するラインと前記第二の下ノズルを交換するラインが並設され、
隣接する前記第一のアームと前記第二のアームは、少なくともその一部が重なり合うように配置されていることを特徴としている。

ここで、「タンディッシュノズル」は、上ノズルと下ノズルの総称である。
また、「少なくともその一部が重なり合う」とは、隣接するアーム同士が必ずしも接触している必要はなく、第一のアームと第二のアームの少なくとも一部が平面視及び／又は側面視で同じ領域にあれば良い。
例えば、前記第一のアーム及び前記第二のアームは、各々、平面視して線対称形状とされ、該形状の中央部に支点が設けられ、前記第一のアームの対称軸方向の一方の端部の両サイドに形成された突出部に設置された付勢手段により、前記第一のアームの対称軸方向の他方の端部が前記第一の下ノズルを押圧支持すると共に、前記第二のアームの対称軸方向の一方の端部の両サイドに形成された突出部に設置された付勢手段により、前記第二のアームの対称軸方向の他方の端部が前記第二の下ノズルを押圧支持する機構とされ、しかも前記第一のアームの突出部が、隣接する前記第二のアームの突出部の間に形成された凹陥部に挿入されているタンディッシュノズル交換装置としてもよい。

本発明では、隣接する第一のアームと第二のアームの少なくとも一部が重なり合うように配置することにより、第一のアームと第二のアームを単に並設する場合に比べて、第一の下ノズルを交換するラインと第二の下ノズルを交換するラインとの間隔を狭めることができる。その結果、タンディッシュノズルの孔間距離を従来に比べて短くすることが可能となる。

また、本発明に係るタンディッシュノズル交換装置では、前記第一のアームの一方の端部に作用する付勢力をＦ_１、当該付勢力が作用する力点から前記第一のアームの支点までの距離をＸ_１、当該支点から前記第一の下ノズルを押圧支持する他方の端部までの距離をＹ_１とし、前記第二のアームの一方の端部に作用する付勢力をＦ_２、当該付勢力が作用する力点から前記第二のアームの支点までの距離をＸ_２、当該支点から前記第二の下ノズルを押圧支持する他方の端部までの距離をＹ_２とすると、
Ｆ_１・Ｘ_１＝Ｆ_２・Ｘ_２且つＹ_１＝Ｙ_２
とされていることを好適とする。
ここで、上記各距離は、下ノズルの移動方向に対して直交する方向の距離である。
本タンディッシュノズル交換装置では、アームの中央部を支点として梃子の原理により、当該アームの一方の端部に付勢力を作用させ、当該アームの他方の端部で下ノズルを押圧支持するものである。本発明では、Ｆ_１・Ｘ_１＝Ｆ_２・Ｘ_２且つＹ_１＝Ｙ_２として各アームに作用するモーメントを等しくすることで、各下ノズルに作用する押圧力を等しくしている。

また、本発明に係るタンディッシュノズル交換装置では、前記第一のアームの力点は、当該第一のアームの中心線に関して対称に配置されると共に、前記第二のアームの力点は、当該第二のアームの中心線に関して対称に配置されることを好適とする。
ここで、前記中心線は、各アームの支点を通過し、下ノズルの移動方向と直交する仮想線のことである。
本発明では、アームの力点を当該アームの中心線に関して対称に配置することにより、下ノズルに均等に押圧力が作用するようにしている。

また、本発明に係るタンディッシュノズル交換装置に用いられるタンディッシュノズルでは、ジルコニア質ノズルの外周部にアルミナ質耐火物が巻装された上ノズル及び下ノズルを使用する。
このような構成とすることで、使用中にジルコニア質ノズルに亀裂が発生しても割れを防止することができる。その結果、ジルコニア質ノズルを小さくすることができるので、上ノズル及び下ノズルが小さくなり、タンディッシュノズルの孔間距離を従来に比べて短くすることができる。

また、本発明では、前記下ノズルの上端面の幅を７９ｍｍ以上１２０ｍｍ以下とすることが好ましい。
ここで、前記下ノズルの上端面の幅は、下ノズルの移動方向に対して直交する方向の幅のことである。
下ノズルの上端面が短いほど、タンディッシュノズルの孔間距離を狭くすることができるが、短くしすぎると耐用性が低下するため、７９ｍｍ以上１２０ｍｍ以下とすることが好ましい。
なお、本発明では、前記下ノズルは、孔の無いブランクプレートを含むものとする。

また、本発明では、前記下ノズルの上端面と接する上ノズルの外径は１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることが好ましい。
上ノズルの外径はアームの支点間の距離に制約を受けるため、タンディッシュノズルの孔間距離を短くするためには、アームの支点間の距離を短くする必要がある。そのため、上ノズルの外径が２００ｍｍを超えると、タンディッシュノズルの孔間距離が長くなってしまう。一方、上ノズルの外径が１００ｍｍ未満の場合、上ノズルの下面をフレームで受けるための十分な面積を確保することができず、使用中に上ノズルがずれる危険性がある。

本発明は、タンディッシュ底部に並設されたタンディッシュノズルを交換する装置であって、隣接する第一のアームと第二のアームの少なくとも一部が重なり合うように配置することにより、第一のアームと第二のアームを単に並設する場合に比べて、第一の下ノズルを交換するラインと第二の下ノズルを交換するラインとの間隔を狭めることができる。その結果、タンディッシュノズルの孔間距離を従来に比べて短くすることが可能となる。
また、本発明に係るタンディッシュノズル交換装置に用いられるタンディッシュノズルでは、ジルコニア質ノズルの外周部にアルミナ質耐火物が巻装された上ノズル及び下ノズルを使用することにより、使用中にジルコニア質ノズルに亀裂が発生しても割れを防止することができる。その結果、ジルコニア質ノズルを小さくすることができるので、上ノズル及び下ノズルが小さくなり、よりタンディッシュノズルの孔間距離を短くすることができる。

本発明の一実施例に係るタンディッシュノズル交換装置をタンディッシュの底面側から見た図である。 同タンディッシュノズル交換装置の斜視図である。 図１のＡ−Ａ線で切断した部分断面斜視図である。 本発明の一実施例に係るタンディッシュノズル交換装置に用いられるタンディッシュノズル部分の縦断面図である。 同タンディッシュノズルを構成する上ノズルの底面図及び縦断面図である。 （ａ）は下ノズルの上端面図及び縦断面図、（ｂ）はブランクプレートの上端面図及び縦断面図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施例に係るタンディッシュノズル交換装置を示す平面図である。 図１の部分拡大図である。 一般的な連続鋳造機の部分模式図である。

符号の説明

１，５６ タンディッシュノズル交換装置
２ 第一の下ノズル
２ａ，２２ａ メタルケース
２ｂ，２２ｂ アルミナ質耐火物
２ｃ，２２ｃ ジルコニア質ノズル
２ｄ，２２ｄ ノズル孔
３ 第二の下ノズル
４，５ 交換用下ノズル
４ａ ブランクプレート
６，３６，４６ 第一のアーム
６ａ，７ａ 突出部
６ｂ，７ｂ 前端部
７，３７，４７ 第二のアーム
７ｃ，３７ｃ，４７ｃ 凹陥部
８ 第一の油圧シリンダー
９ 第二の油圧シリンダー
１０，１１，１２，１３，３０，３１，３２，３３，４０，４１，４２，４３ ピン
１０ａ，１２ａ 球面座
１４ ベースプレート
１５，１６ ガイドプレート
１７ 圧縮コイルバネ
１８ フレーム
１８ａ 第一の開口部
１８ｂ 第二の開口部
１９ ボルト
２０，２１ 注ぎ口
２２ 第一の上ノズル
２３ 第二の上ノズル
５１ 取鍋
５２ タンディッシュ
５３ 鋳型
５４ サポートロール
５５ スライディングノズル
５７ 上ノズル
５８，５９ 下ノズル
６０ 油圧シリンダー

以下、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供する。
なお、以下の説明では、アームに関して下ノズルに接する側を「前」、その反対側を「後」と便宜上、呼ぶことにする。また、以下の説明における「上」又は「下」の方向は、タンディッシュの底面にタンディッシュノズル交換装置が設置された状態を前提としている。

図１及び図２に示すように、本発明の一実施例に係るタンディッシュノズル交換装置１は、タンディッシュの底面に固着されるベースプレート１４に、当該装置のフレーム１８を介して４本のボルト１９により取り付けられる。
図３に示すように、ベースプレート１４及びフレーム１８の中央部には、二つの開口部が隣接して形成されており、一方の開口部には第一の上ノズル２２が、他方の開口部には第二の上ノズル２３がそれぞれ挿入される。このため、前記二つの開口部は、タンディッシュの底部に設けられた隣接する注ぎ口２０，２１と第一の上ノズル２２及び第二の上ノズル２３の孔とがそれぞれ合致するように形成されている。

第一の上ノズル２２が挿入される第一の開口部１８ａの周縁部には、第一の上ノズル２２の下面に配置される第一の下ノズル２を押圧支持する一対の第一のアーム６，６がフレーム１８上に対向配置されている。また、一対の第一のアーム６，６の側方には、交換用下ノズル４を第一のアーム６，６まで案内するための一対のガイドプレート１５，１５が対向配置されている。そして、一対のガイドプレート１５，１５の一方の端部には、交換用下ノズル４を第一のアーム６，６側に押し出すための第一の油圧シリンダー８が取り付けられている。

同様に、第二の上ノズル２３が挿入される第二の開口部１８ｂの周縁部には、第二の上ノズル２３の下面に配置される第二の下ノズル３を押圧支持する一対の第二のアーム７，７がフレーム１８上に対向配置されている。また、一対の第二のアーム７，７の側方には、交換用下ノズル５を第二のアーム７，７まで案内するために対向配置された一対のガイドプレート１６，１６が、一対のガイドプレート１５，１５と並行して設置されている。そして、一対のガイドプレート１６，１６の一方の端部には、交換用下ノズル５を第二のアーム７，７側に押し出すための第二の油圧シリンダー９が、第一の油圧シリンダー８と並行に取り付けられている。

下ノズル２，３，４，５は、上半分が角形状、下半分が円筒状とされ、上半分が側方に張り出した形状をしている。下ノズル２，３，４，５は、この側方に張り出した角形部位がガイドプレート１５，１６によって下方から支持されて側方に押し出されるとともに、第一のアーム６もしくは第二のアーム７によって上ノズル２２，２３の下面に押圧支持される。
なお、上ノズル及び下ノズルの構造及び形状については、後で詳細に説明する。

第一のアーム６は、平面視矩形状とされ、後端部の両サイドには、後方に突出する突出部６ａがそれぞれ形成されている。そして、第一のアーム６の中央部及び突出部６ａは、それぞれピン１０，１１でフレーム１８に連結されている。
一方、第二のアーム７は、平面視台形状とされ、後端部の両サイドには、後方に突出する突出部７ａがそれぞれ形成されている。そして、第二のアーム７の中央部及び突出部７ａは、それぞれピン１２，１３でフレーム１８に連結されている。

図３に示すように、ピン１０，１２には、第一のアーム６及び第二のアーム７と接する部位に球面座１０ａ，１２ａが環装されており、第一のアーム６及び第二のアーム７は鉛直面内で回動自在とされている。一方、ピン１１，１３には圧縮コイルバネ１７が巻装され、第一のアーム６及び第二のアーム７の突出部６ａ，７ａは、鉛直方向に遊びを有する状態でフレーム１８に連結されている。圧縮コイルバネ１７は、第一のアーム６及び第二のアーム７の突出部６ａ，７ａを下方に付勢する付勢手段であり、第一のアーム６及び第二のアーム７は、ピン１０，１２を支点として鉛直面内で回動し、前端部６ｂ，７ｂがそれぞれ第一の下ノズル２及び第二の下ノズル３の角形部位を下方から上方に押圧支持する。

第二のアーム７は第一のアーム６より厚さが厚く、第二のアーム７の後端面には、後方及び開口する凹陥部７ｃが形成され、隣接する第一のアーム６の突出部６ａが、第二のアーム７の支点であるピン１２を挟むように、後方に開口する凹陥部７ｃに挿入されている。即ち、平面視した際、第一のアーム６が第二のアーム７の突出部７ａ間に挟まれた状態となると共に、側面視した際、第一のアーム６の突出部６ａが第二のアーム７の中央部に潜り込んだ状態となる。
これにより、第一のアーム６と第二のアーム７を単に並設する場合に比べて、第一の下ノズル２を交換するラインと第二の下ノズル３を交換するラインとの間隔を狭めることができる。
なお、隣接する第一のアーム６と第二のアーム７とは、クリアランスを有する状態で接しており、第一のアーム６の動きと第二のアーム７の動きが互いに干渉することはない。

また、本タンディッシュノズル交換装置１では、第一のアーム６のピン１１の位置に作用する付勢力をＦ_１、当該付勢力が作用するピン１１から第一のアーム６のピン１０までの距離をＸ_１、ピン１０から第一の下ノズル２を押圧支持する前端部６ｂの前端面までの距離をＹ_１とし、第二のアーム７のピン１３の位置に作用する付勢力をＦ_２、当該付勢力が作用するピン１３から第二のアーム７のピン１２までの距離をＸ_２、ピン１２から第二の下ノズル３を押圧支持する前端部７ｂの前端面までの距離をＹ_２とすると（図１参照）、
Ｆ_１・Ｘ_１＝Ｆ_２・Ｘ_２且つＹ_１＝Ｙ_２
とされている。ここで、上記各距離は、下ノズル２，３，４，５の移動方向に対して直交する方向の距離である。
Ｆ_１・Ｘ_１＝Ｆ_２・Ｘ_２とすることで、第一のアーム６及び第二のアーム７に作用するモーメントは等しくなり、さらにＹ_１＝Ｙ_２とすることで、第一の下ノズル２及び第二の下ノズル３に作用する押圧力は等しくなる。
なお、第一のアーム６の前端部６ｂ及び第二のアーム７の前端部７ｂにそれぞれ作用する実際の押圧力は、設定値の±１０％以内とすることが望ましい。また、第一のアーム６の前端部６ｂと第二のアーム７の前端部７ｂの幅は、下ノズル２，３をできるだけ均等に押圧するため、下ノズル２，３の上端面の幅以上あれば良い。

加えて、本タンディッシュノズル交換装置１では、第一のアーム６のピン１０と一対のピン１１，１１との間の距離Ｐ_１，Ｑ_１及び第二のアーム７のピン１２と一対のピン１３，１３との間の距離Ｐ_２，Ｑ_２に関して、Ｐ_１＝Ｑ_１、Ｐ_２＝Ｑ_２とすることで、第一の下ノズル２及び第二の下ノズル３に均等に押圧力が作用するようにしている。

本実施例において、Ｘ_１とＸ_２はそれぞれ４０．５ｍｍ、Ｙ_１とＹ_２はそれぞれ３２．５ｍｍ、Ｐ_１とＱ_１はそれぞれ４０ｍｍ、Ｐ_２とＱ_２はそれぞれ８０ｍｍである。また、付勢力Ｆ_１，Ｆ_２は、使用する圧縮コイルバネ１７のコイルバネ定数から算出される。本実施例では、各圧縮コイルバネ１７のコイルバネ定数を４００Ｎ／ｍｍ、使用時のたわみ量を４ｍｍとした。そして、１つのアームに２つの圧縮コイルバネを使用しているため、１つのアームに作用する付勢力は４００×４×２＝３２００Ｎとなる。

さらに図８に示すように、下ノズル２，３の移動方向に対して直交する方向の第一のアーム６及び第二のアーム７の幅はそれぞれ９０ｍｍであるが、隣接する第一のアーム６と第二のアーム７の一部を重ねて配置した合計幅は１１０ｍｍ、それぞれのアーム６，７の前端部６ｂ，７ｂにおける下ノズル２，３との重なり寸法は１０ｍｍとなっている。その結果、タンディッシュノズルの孔間距離を１９０ｍｍとすることができる。なお、本実施例において、下ノズル２，３の移動方向に対して直交する方向の下ノズル２，３の上端面の幅は１００ｍｍである。

上記構成を有するタンディッシュノズル交換装置１を用いて鋳込操業中の下ノズル２，３を交換する場合は、鋳込操業中の下ノズル２，３の側方に交換用下ノズル４，５をセットしておき、油圧シリンダー８，９を作動させて交換用下ノズル４，５をアーム６，７側に押し出す。これにより、交換用下ノズル４，５がガイドプレート１５，１６に案内され、上ノズル２２，２３の直下に移動し、鋳込操業中の下ノズル２，３は、交換用下ノズル４，５によって側方に押し出される。
本タンディッシュノズル交換装置１では、第一の下ノズル２と第二の下ノズル３を同時に交換することもできるし、一方のみ交換することもできる。この際、上述したように、隣接する第一のアーム６と第二のアーム７とは、クリアランスを有する状態で接しているので、一方のアームの動きが他方のアームによって拘束されることはない。

なお、鋳込操業中のブレークアウトやオーバーフローなどの事故発生時に直ちに鋳込を停止できるようにするため、下ノズル２，３の交換時以外は、交換用下ノズル４，５に代えて孔の無いブランクプレートをセットしておいても良い。

さてここで、タンディッシュノズル交換装置に用いられる上ノズル、下ノズル、及びブランクプレートについて説明する。
図４に本発明に係るタンディッシュノズル交換装置に用いられるタンディッシュノズル部分の縦断面を、図５と図６に上ノズル、下ノズル、及びブランクプレートの形状をそれぞれ示す。以下では、第一の下ノズル２及び第一の上ノズル２２について説明するが、第二の下ノズル３及び第二の上ノズル２３も同様である。また、以下の説明では、第一の下ノズル、第一の上ノズルを単に下ノズル、上ノズルと呼ぶことにする。

図４〜図６に示すように、下ノズル２及び上ノズル２２は、ジルコニア質ノズル２ｃ，２２ｃの外周部にアルミナ質耐火物２ｂ，２２ｂを巻装し、さらにアルミナ質耐火物２ｂ，２２ｂの周囲をメタルケース２ａ，２２ａで被覆したものを使用することができる。このような構造とすることで、使用中にジルコニア質ノズル２ｃ，２２ｃに亀裂が発生しても割れを防止することができる。加えて、ジルコニア質ノズル２ｃ，２２ｃの外径を小さくすることができるので、上ノズル２２及び下ノズル２がコンパクトになる。その結果、上ノズル２２と下ノズル２の接触面積を小さくして、下ノズル２を押圧する第一のアーム６（第二のアーム７も同様である。）さらにはタンディッシュノズル交換装置１全体を小さくすることが可能となる。

下ノズル２及び上ノズル２２において、ジルコニア質ノズル２ｃ，２２ｃの外周部にアルミナ質耐火物２ｂ，２２ｂを巻装する方法としては、例えばジルコニア質ノズル２ｃ，２２ｃの外周部とメタルケース２ａ，２２ａとの間にキャスタブルを鋳込んだものとすることができる。キャスタブルの材質は、強度及び耐熱衝撃性の面からＡｌ_２Ｏ_３含有率が８０質量％以上であることが好ましい。

下ノズル２及び上ノズル２２のノズル孔２ｄ，２２ｄは、溶鋼流量を確保するため、ある程度の大きさを確保する必要がある。鋳造に必要なノズル孔径Ｄを確保し、しかもジルコニア質ノズル２ｃ，２２ｃの外径を小さくするためには、ジルコニア質ノズル２ｃ，２２ｃの肉厚を薄くしなければならない。ジルコニア質ノズル２ｃ，２２ｃの肉厚を薄くして、しかも高い耐用性を維持するためには、ＺｒＯ_２含有率を高くすることが効果的である。このためには、ジルコニア質ノズル２ｃ，２２ｃ中のＺｒＯ_２含有率は７５質量％以上、より好ましくは９０質量％以上が良い。ＺｒＯ_２含有率が７５質量％未満では、使用中の溶損が大きくなり、ジルコニア質ノズル２ｃ，２２ｃの肉厚を薄くすることが難しい。

本発明の課題であるタンディッシュノズルの孔間距離を狭くするためには、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、下ノズル２及びブランクプレート４ａの上端面の幅Ｗ１を短くすることが効果的である。ここで、下ノズル２及びブランクプレート４ａの上端面の幅Ｗ１は、下ノズル２及びブランクプレート４ａの移動方向に対して直交する方向の幅のことである。
下ノズル２及びブランクプレート４ａの上端面の幅Ｗ１は、短いほど、タンディッシュノズルの孔間距離を狭くすることができるが、狭くしすぎると耐用性が低下するため、７９〜１２０ｍｍが好ましく、さらには７９〜１１０ｍｍがより好ましい。

下ノズル２上部の張り出し幅Ｈは最低１０ｍｍ、ノズル孔Ｄは最大２５ｍｍ、ジルコニア質ノズル２ｃの下端部の肉厚Ｋは最低７ｍｍ、アルミナ質耐火物２ｂの肉厚Ｊは最低１０ｍｍそれぞれ確保する必要がある。これらの数値を合算すると、下ノズル２の上端面の幅Ｗ１の下限値は７９ｍｍとなる（図４参照）。一方、下ノズル２の上端面の幅Ｗ１が１２０ｍｍを超えると、上ノズル２２と下ノズル２との接触面積が大きくなるため、下ノズル２を押圧する第一のアーム６（第二のアーム７も同様である。）も大きくする必要があり、タンディッシュノズルの孔間距離を２５０ｍｍ以下にすることが難しくなる。

一方、上ノズル２２は、図５に示すように、メタルケース２２ａは円筒状とされているが、メタルケース２２ａから下方に露出する部分は、コーナー部が丸い四角形とされている。つまり、上ノズル２２は円筒形状で、底面は平面視でコーナーが丸い四角形となっているが、この四角形部分の対角線の長さは円筒部の外径とほぼ同じである。上ノズル２２を円筒形状とすることで水平断面において内孔に対する厚みが一定となり、熱応力に対する抵抗性が高く耐用性に優れたものとなる。その結果、より小さくすることができ、ノズル孔間距離も小さくすることができる。

タンディッシュノズルの孔間距離は、図３に示すように、アーム６，７を支持する支点（ピン）１０，１２の設置位置に影響を受けることになる。この支点間の距離は、上ノズル２２の大きさにも影響を受ける。つまり、支点間の距離を小さくするためには上ノズル２２の外径も小さくしなければならない。従って、タンディッシュノズルの孔間距離を２５０ｍｍ以下とするためには、各部の寸法の制約から上ノズル２２の外径は２００ｍｍ以下とすることが、より好ましい。
図８においては、それぞれのアーム６，７の支点間距離は１４３ｍｍ（正確には１４２．５ｍｍ）であり、この時の孔間距離は１９０ｍｍである。従って、孔間距離を２５０ｍｍ以下とするには、アーム６，７の支点間距離を、あと６０ｍｍ、即ち、上ノズル２２の外径の最大値である２００ｍｍまで大きくすることが可能であるが、支点であるピン１０，１２との干渉を考慮すると１８０ｍｍ以下が、より好ましい。なお、本発明の実施例における上ノズル２２の外径は１２０ｍｍとしている。

また、図３に示すように、上ノズル２２は、その下端面をフレーム１８に当接することによりフレーム１８で支持される構造となっており、上ノズル２２の外径が小さくなると、フレーム１８との接触面積が小さくなるので、使用中に上ノズル２２がずれる危険性がある。このため、上ノズル２２をフレーム１８で安定して支持するためには、支持代として、片側で最低１０ｍｍ必要である。従って、下ノズル２の幅Ｗ１の最低が７９ｍｍであることから、上ノズル２２の外径は１００ｍｍ以上とする必要がある。
なお、上ノズル２２が多角形の筒状の場合には、多角形の対角線の距離を外径とする。

次に、第一のアームと第二のアームの他の実施例について、図７を用いて説明する。先の実施例では、第一のアームと第二のアームの少なくとも一部が平面視及び側面視で同じ領域にあったが、本実施例では、第一のアームと第二のアームの少なくとも一部が側面視で同じ領域にある。

先ず、図７（ａ）では、第一のアーム３６は、平面視矩形状とされ、後端部の両サイドに、後方に突出する突出部３６ａがそれぞれ形成されている。また、第一のアーム３６の中央部及び突出部３６ａは、それぞれピン３０，３１でフレーム１８に連結されている。
一方、第二のアーム３７は、平面視Ｅ字状とされ、ウェブ部３７ｂ及び両フランジ部３７ａは、それぞれピン３２，３３でフレーム１８に連結されている。ウェブ部３７ｂ及び両フランジ部３７ａによって形成された、後方に開口する凹陥部３７ｃには、隣接する第一のアーム３６の突出部３６ａに加えて中央部の略１／２以上が、クリアランスを有する状態で嵌入している。

また、図７（ｂ）では、第一のアーム４６は、平面視Ｈ字状とされ、ウェブ部４６ｂ及び一方のフランジ部４６ａは、それぞれピン４０，４１でフレーム１８に連結されている。
一方、第二のアーム４７は、平面視Ｃ字状とされ、ウェブ部４７ｂ及び両フランジ部４７ａは、それぞれピン４２，４３でフレーム１８に連結されている。ウェブ部４７ｂ及び両フランジ部４７ａによって形成された、後方に開口する凹陥部４７ｃには、隣接する第一のアーム４６の一方のフランジ部４６ａ及びウェブ部４６ｂが遊嵌されている。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施例では、ノズルが２つ並設されている場合について説明したが、３つ以上並設されていても良いことは言うまでもない。また、上記の実施例では、アームの形状は左右対称としているが、左右対称でなくても良い。要は、本発明において所期の機能が得られればよいのである。

本発明は、タンディッシュの底部にタンディッシュノズルを並設して使用する連続鋳造設備に利用することができる。その際、本発明によれば、タンディッシュノズルの孔間距離を従来に比べて短くすることが可能となる。

Claims (7)

1. タンディッシュ底部に並設されたタンディッシュノズルを交換する装置であって、
   前記タンディッシュ底部に設置された第一の上ノズルの下面に配置される第一の下ノズルを交換するラインを挟んで対向配置され、該第一の下ノズルを押圧支持する一対の第一のアームと、前記第一の上ノズルに隣接して前記タンディッシュ底部に設置された第二の上ノズルの下面に配置される第二の下ノズルを交換するラインを挟んで対向配置され、該第二の下ノズルを押圧支持する一対の第二のアームとを備え、
   前記第一の下ノズルを交換するラインと前記第二の下ノズルを交換するラインが並設され、
   隣接する前記第一のアームと前記第二のアームは、少なくともその一部が重なり合うように配置されていることを特徴とするタンディッシュノズル交換装置。
2. 前記第一のアーム及び前記第二のアームは、各々、平面視して線対称形状とされ、該形状の中央部に支点が設けられ、前記第一のアームの対称軸方向の一方の端部の両サイドに形成された突出部に設置された付勢手段により、前記第一のアームの対称軸方向の他方の端部が前記第一の下ノズルを押圧支持すると共に、前記第二のアームの対称軸方向の一方の端部の両サイドに形成された突出部に設置された付勢手段により、前記第二のアームの対称軸方向の他方の端部が前記第二の下ノズルを押圧支持する機構とされ、
   しかも前記第一のアームの突出部が、隣接する前記第二のアームの突出部の間に形成された凹陥部に挿入されている請求項１に記載のタンディッシュノズル交換装置。
3. 前記第一のアームの一方の端部に作用する付勢力をＦ_１、当該付勢力が作用する力点から前記第一のアームの支点までの距離をＸ_１、当該支点から前記第一の下ノズルを押圧支持する他方の端部までの距離をＹ_１とし、前記第二のアームの一方の端部に作用する付勢力をＦ_２、当該付勢力が作用する力点から前記第二のアームの支点までの距離をＸ_２、当該支点から前記第二の下ノズルを押圧支持する他方の端部までの距離をＹ_２とすると、
   Ｆ_１・Ｘ_１＝Ｆ_２・Ｘ_２且つＹ_１＝Ｙ_２
   とされている請求項２に記載のタンディッシュノズル交換装置。
4. 前記第一のアームの力点は、当該第一のアームの中心線に関して対称に配置されると共に、前記第二のアームの力点は、当該第二のアームの中心線に関して対称に配置される請求項３に記載のタンディッシュノズル交換装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のタンディッシュノズル交換装置に用いられるタンディッシュノズルであって、
   上ノズル及び下ノズルは、ジルコニア質ノズルの外周部にアルミナ質耐火物が巻装されていることを特徴とするタンディッシュノズル。
6. 前記下ノズルは、上端面の幅が７９ｍｍ以上１２０ｍｍ以下とされている請求項５に記載のタンディッシュノズル。
7. 前記上ノズルは、外径が１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下とされている請求項５又は６に記載のタンディッシュノズル。

Images