JP5542079B2 - Upper nozzle - Google Patents
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Description
本発明は、溶融金属の流量制御を行うスライディングノズル装置の上プレートの上面に接合される上ノズルに関する。 The present invention relates to an upper nozzle joined to the upper surface of an upper plate of a sliding nozzle device that controls the flow rate of molten metal.
スライディングノズル装置は、溶融金属の流量制御を正確に行うことができるため、各種の溶融金属容器に広く利用されている。スライディングノズル装置は、一般的に2〜3枚のプレートを備え、一番上の上プレートの上面に上ノズルが接合される。 Since the sliding nozzle device can accurately control the flow rate of the molten metal, it is widely used in various molten metal containers. The sliding nozzle device generally includes two to three plates, and the upper nozzle is joined to the upper surface of the uppermost upper plate.
上ノズルとしては、そのノズル孔を通過する溶融金属流にガスを吹き込むためにガス吹き込み用耐火物を備えたものが知られている(例えば特許文献1)。ガス吹き込み用耐火物からノズル孔に向けてガスを吹き込むことで、上ノズルのノズル孔の壁面、及びスライディングノズル装置の下面側に接合される下ノズルや浸漬ノズルのノズル孔の壁面にアルミナ等の介在物が付着することを防止する。 As the upper nozzle, one having a refractory for gas blowing in order to blow gas into a molten metal flow passing through the nozzle hole is known (for example, Patent Document 1). By blowing the gas from the gas blowing refractory toward the nozzle hole, alumina or the like is applied to the wall surface of the nozzle hole of the upper nozzle and the wall surface of the nozzle hole of the lower nozzle or immersion nozzle joined to the lower surface side of the sliding nozzle device. Prevent inclusions from adhering.
このようなガス吹き込み用耐火物を備えた上ノズルの従来例を図2に示す。上ノズル10Bのノズル本体11は耐火れんがからなり、そのノズル本体11のノズル孔12側の下部にガス吹き込み用耐火物13が組み込まれている。ガス吹き込み用耐火物13は、その外側面全体と上面及び下面の一部が金属板14で包囲されている。金属板14とガス吹き込み用耐火物13との接合部分にはモルタル15が施工される。また、金属板14とガス吹き込み用耐火物13との間にはガスプール16が設けられ、このガスプール16にガス導管17を接続してガスを供給する。ガスプール16にガス吹き込み用耐火物13のスリット13aが連通しており、スリット13aからノズル孔12に向けてガスが吹き込まれる。
A conventional example of an upper nozzle provided with such a refractory for blowing gas is shown in FIG. The
ガス吹き込み用耐火物13は、ノズル本体11への組み込みを容易に行うことができるように、ノズル本体11の下方の開口部から装着するようにしている。このため、ガス吹き込み用耐火物13の下面は上ノズル10Bの下面側に露出する。したがって、上ノズル10Bをスライディングノズル装置の上プレート20に接合する際には、ガス吹き込み用耐火物13の下面が上プレート20の上面にモルタル21を介して接合される。なお、金属板14とノズル本体11との間にもモルタル15が施工される。
The
しかし、上ノズル10Bでは、ガス吹き込み用耐火物13を金属板14で包囲することで、ガスリークを抑えるようにしているものの、実操業においては、依然としてガスリークが原因と見られる吹き込みガスの背圧の経時的な低下が発生しているのが現状である。
However, in the
本発明が解決しようとする課題は、ガス吹き込み用耐火物を備えた上ノズルにおいて、吹き込みガスの背圧の低下を抑制することにある、 The problem to be solved by the present invention is to suppress a decrease in the back pressure of the blown gas in the upper nozzle provided with the refractory for blowing gas,
本発明者が実際に図2に示す上ノズル10Bを実操業に供し、使用後の上ノズル10Bを観察したところ、金属板14が大きく変形していることから、ガスリークのおもな原因は金属板14の熱膨張であると考えられた。すなわち、金属板14は耐火物よりも熱膨張率が大きいため、金属板14が使用中に大きく熱膨張し、モルタルシールを壊して隙間が生じ、その隙間を経路としてガスリークが発生すると考えられた。
When the present inventor actually used the
本発明者は、この金属板14の熱膨張による隙間の発生現象に着目して検討を重ねた。その結果、金属板14の上面及び側面は、耐火れんがからなるノズル本体11で押さえ込まれているので、その部分にガスリークの原因となる隙間が発生する可能性は低く、ガスリークの原因となる隙間は、金属板14の下面側で発生しやすいと考えられた。すなわち、金属板14の下面側には、モルタル21が介在しており、このモルタル21としては、従来、上ノズル10Bの交換作業を容易にするため、低強度及び低接着性で可縮性のあるモルタルが使用されていることから、金属板14が下方に膨張したときに押しつぶされ、その結果、金属板14の下面と上プレート20の上面との間に隙間が発生し、その隙間を経路としてガスリークが発生すると考えられた。
The present inventor has repeatedly studied paying attention to the generation phenomenon of the gap due to the thermal expansion of the
そこで、本発明者は、金属板14の下面に面してモルタルではなく、別途、ガスシール用として耐火れんがを配置することで、ガスリークを抑制しようと考え、本発明を完成させるに至った。
Therefore, the present inventor considered to suppress gas leak by arranging a fireproof brick for gas sealing separately from the lower surface of the
すなわち、本発明は、スライディングノズル装置の上プレートの上面に接合される上ノズルであって、耐火れんがからなるノズル本体のノズル孔側にガス吹き込み用耐火物が組み込まれており、前記ガス吹き込み用耐火物の少なくとも外側面及び下面の一部が金属板で包囲されており、前記ガス吹き込み用耐火物の下面及び当該下面を包囲する金属板が前記上プレートの上面に接合される上ノズルにおいて、前記ガス吹き込み用耐火物の下面を包囲する金属板の下面に面してガスシール用耐火れんがを配置したことを特徴とするものである。 That is, the present invention is an upper nozzle to be joined to the upper surface of the upper plate of the sliding nozzle device, wherein a gas blowing refractory is incorporated on the nozzle hole side of the nozzle body made of refractory brick, In the upper nozzle in which at least a part of the outer surface and the lower surface of the refractory is surrounded by a metal plate, and the lower surface of the gas blowing refractory and the metal plate surrounding the lower surface are joined to the upper surface of the upper plate , A refractory brick for gas sealing is arranged facing the lower surface of the metal plate surrounding the lower surface of the gas blowing refractory .
本発明の上ノズルでは、金属板の下面に面してガスシール用耐火れんがを配置したことで、金属板が下方に膨張することを抑え込むことができるので、金属板の下面側においてガスリークの原因となる隙間が発生することを抑制できる。これにより、吹き込みガスの背圧の低下を抑制でき、操業の安定化を図ることができる。 In the upper nozzle of the present invention, since the refractory brick for gas sealing faces the lower surface of the metal plate, it is possible to suppress the metal plate from expanding downward, so that the cause of gas leakage on the lower surface side of the metal plate It is possible to suppress the occurrence of a gap. Thereby, the fall of the back pressure of blowing gas can be suppressed, and stabilization of operation can be aimed at.
図1は、本発明の上ノズルの一実施形態を示す。図1に示す上ノズル10Aのノズル本体11は耐火れんがからなり、そのノズル本体11のノズル孔12側の下部にガス吹き込み用耐火物13が組み込まれている。ガス吹き込み用耐火物13は、その外側面全体と上面及び下面の一部が金属板14で包囲されている。金属板14とガス吹き込み用耐火物13との接合部分にはモルタル15が施工される。また、金属板14とガス吹き込み用耐火物13との間にはガスプール16が設けられ、このガスプール16にガス導管17を接続してガスを供給する。ガスプール16にガス吹き込み用耐火物13のスリット13aが連通しており、スリット13aからノズル孔12に向けてガスが吹き込まれる。
FIG. 1 shows an embodiment of the upper nozzle of the present invention. The
ガス吹き込み用耐火物13は、ノズル本体11への組み込みを容易に行うことができるように、ノズル本体11の下方の開口部から装着するようにしている。さらに、ガス吹き込み用耐火物13の下方からガスシール用耐火れんが18を装着する。このガスシール用耐火れんが18は、金属板14の下面に面し、かつ金属板14の下面とガス吹き込み用耐火物13の下面とを跨ぐように配置される。このようにガス吹き込み用耐火物13及びガスシール用耐火れんが18を組み込んだ上ノズル10Aは、その下面(ノズル本体11及びガスシール用耐火れんが18の下面)が上プレート20の上面にモルタル21を介して接合される。
The
ノズル本体11及びガスシール用耐火れんが18としては、アルミナ-カーボン質、高アルミナ質などの一般的に上ノズルとして使用されている耐火れんがを使用することができる。ガスシール用耐火れんが18の厚みは、ガスシール機能を十分に果たすために5mm以上とすることが好ましい。
As the
モルタル15、21の種類は特に限定されないが、モルタル15としては、水ガラスなどをバインダーに使用した、熱間でのシール性を考慮したものが好ましい。また、モルタル21としては、上ノズル10Aやガス吹き込み用耐火物13の交換作業を容易にするため、一般的に耐火物接合に使用される粘土を配合したモルタル等の低強度及び低接着性で作業性に優れたモルタルが好ましい。
Although the kind of
図1に示した本発明の上ノズルを実操業に供し、吹き込みガスの背圧挙動を調査した。また、比較例として図2に示した従来の上ノズルも実操業に供し、吹き込みガスの背圧挙動を調査した。図1及び図2において、ノズル本体11及びガスシール用耐火れんが18としては、アルミナ-カーボン系耐火れんがを使用した。ガスシール用耐火れんが18の厚みは、15mmとした。また、モルタル15としては、アルミナ粉末を水ガラス系バインダーで混ぜた高シール性モルタルを使用し、モルタル21としては、アルミナ-シリカ-カーボン系の一般的に耐火物接合に使用される粘土系モルタルを使用した。
The upper nozzle of the present invention shown in FIG. 1 was subjected to actual operation, and the back pressure behavior of the blown gas was investigated. As a comparative example, the conventional upper nozzle shown in FIG. 2 was also used for actual operation, and the back pressure behavior of the blown gas was investigated. 1 and 2, alumina-carbon refractory brick was used as the
本発明の実施例と比較例における吹き込みガスの背圧挙動の調査結果を表1に示す。表1において背圧低下発生率とは、5NL/minのガスを吹き込んだ場合、そのガスの背圧が0.05MPaを下回った比率を示し、分母となる試験数はいずれも100とした。 Table 1 shows the investigation results of the back pressure behavior of the blown gas in the examples of the present invention and the comparative examples. In Table 1, the occurrence rate of back pressure drop is the ratio at which the back pressure of the gas falls below 0.05 MPa when a gas of 5 NL / min is blown, and the number of tests as the denominator is 100 in all cases.
表1に示すとおり、本発明の実施例では、背圧が0.05MPaを下回ることはなく、良好な結果であった。 As shown in Table 1, in the examples of the present invention, the back pressure did not fall below 0.05 MPa, which was a good result.
10A,10B 上ノズル
11 ノズル本体
12 ノズル孔
13 ガス吹き込み用耐火物
14 金属板
15 モルタル
16 ガスプール
17 ガス導管
18 ガスシール用耐火れんが
20 上プレート
21 モルタル
10A, 10B
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