JP6402122B2 - 浸漬ノズル交換装置 - Google Patents

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Description

本発明は、金属溶湯の連続鋳造に用いられる、溶湯保持容器の底部に設けられた金属溶湯の流出口部の下に浸漬ノズルを押圧保持し、さらに、損耗した浸漬ノズルを交換する、浸漬ノズル交換装置に関する。
金属溶湯の連続鋳造では、溶湯保持容器の底部に設けられた流出口部から金属溶湯を流出し、金属溶湯の注入や鋳込みを行ってきた。その際、流出口部に管状の浸漬ノズルを密着させて保持し、損耗した浸漬ノズルを未使用の浸漬ノズルに交換する、浸漬ノズル交換装置が用いられてきた。
浸漬ノズルを用いることで、溶融金属の注入や鋳込みに際して、溶融金属の酸化、非金属介在物の巻き込み防止及び乱流、スプラッシュの発生を防止できる。浸漬ノズルの管部は、内周面側で流動する金属溶湯に接し、外周面側で外気に触れるという厳しい条件で使用されるため、溶損、欠落あるいは折損などの損耗をしやすい。また、金属溶湯中のアルミナ等が浸漬ノズルの内周面に付着堆積して溶湯流路を狭め、著しい場合は閉塞させて鋳造作業の中断を余儀なくさせる。そのため、長時間連続して鋳込む場合、鋳込む途中で浸漬ノズルを頻繁に交換する必要がある。さらに、鋳造中断に起因する金属の品質劣化や鋳造再開にまつわるトラブルを防ぐために、鋳造中に浸漬ノズルを迅速に交換できることが求められている。
特許文献1には浸漬ノズルを保持し、迅速に交換するための浸漬ノズル交換装置が記載されている。この浸漬ノズル交換装置は、注湯口を持つ上方のフランジ部と下方の管部とからなる浸漬ノズルを、溶湯保持容器の流出口部の下に保持して浸漬ノズルを使用する装置である。また、この浸漬ノズル交換装置は、保持された使用中の浸漬ノズルのフランジ部の側面に水平方向に当接するよう使用前の浸漬ノズルを配置し、使用前の浸漬ノズルを使用中の浸漬ノズルの方向に押し出して、使用中の浸漬ノズルを使用前の浸漬ノズルに置換して交換する装置である。使用中の浸漬ノズルのフランジ部の下面で、管部の両脇それぞれに、1列に並ぶ4つの鍵盤によって、フランジ部の下面が上方の溶湯保持容器の流出口部に押しつけられて、使用中の浸漬ノズルは保持される。また、使用前の浸漬ノズルは、管部の両脇に伸延する上面が平滑な棒状の2つのガイドレールによりフランジ部で支持され、ガイドレール上を移動する。使用前の浸漬ノズルはガイドレール上で押圧されて、使用中の浸漬ノズルの方向へ移動する。このとき、使用前の浸漬ノズルが溶湯保持容器の流出口部の下部に移動すると、使用前の浸漬ノズルのフランジ部は鍵盤によって溶湯保持容器の流出口部に押しつけられつつ摺動するため、鋳造中であっても金属溶湯を漏らすことなく浸漬ノズルを交換することができる。
実用新案登録第3009112号公報
特許文献1の浸漬ノズル交換装置では、使用中の浸漬ノズルは鍵盤によって上方に押しつけられているため、ガイドレール上の使用前の浸漬ノズルより使用中の浸漬ノズルの方が高い位置になる。鍵盤の上面は、ガイドレールの上面よりも高い位置にあり、鍵盤の上面とガイドレールの上面とは段差がある。使用前の浸漬ノズルが使用中の浸漬ノズルの方へ押し出されて移動するときに、鍵盤とガイドレールとの間にこの段差、すなわち鍵盤の側面に引っかかって移動が止まり、スムーズに浸漬ノズルの交換が行われず、迅速な浸漬ノズルの交換が行われない怖れがあった。
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、鋳造中であっても金属溶湯を漏らすことなく浸漬ノズルを迅速かつ着実に交換できる浸漬ノズル交換装置を提供することを課題とする。
上記目的を達成するため、本発明の浸漬ノズル交換装置は、注湯口を持つ上方のフランジ部と下方の管部とからなる浸漬ノズルの少なくとも2個を水平方向に該フランジ部の側面で当接した状態で、各該浸漬ノズルの各該フランジ部の下面を各該管部の両脇に平行する2列で支持する案内手段を備え、該案内手段の各列に設けられ先頭の該浸漬ノズルの該フランジ部の下面を押圧して溶湯保持容器の流出口部に押しつける複数個の第1鍵盤からなる押圧鍵盤列を持ち、該先頭の浸漬ノズルをそれに続く後方の該浸漬ノズルで水平方向に押し出すと共に後方の該浸漬ノズルを該押圧鍵盤列に乗せる、浸漬ノズル交換装置において、前記案内手段は、各前記押圧鍵盤列の後方側に隣接して設けられた、後方の前記浸漬ノズルの該フランジ部の下面を押圧する少なくとも1個の第2鍵盤からなる補助押圧鍵盤列を持ち、前記第2鍵盤は、後方の前記浸漬ノズルが水平方向で先頭の前記浸漬ノズルと隣り合う位置まで移動された時に後方の前記浸漬ノズルの該フランジ部の先端が先頭の前記浸漬ノズルの該フランジ部と同じ高さとなるように、後方の前記浸漬ノズルの該フランジ部の下面の先方側を押圧することを特徴とする。
先頭の浸漬ノズルのフランジ部は、下面にある押圧鍵盤列により上方に押しつけられ、溶湯保持容器の流出口部と密着している。一方、先頭の浸漬ノズルのフランジ部の後端に隣接して、後方の浸漬ノズルのフランジ部が位置している。先頭の浸漬ノズルのフランジ部が下面から押圧鍵盤列により上方に押しつけられているのと同様に、後方の浸漬ノズルのフランジ部の先端は、下面から補助押圧鍵盤列により上方に押圧されている。このため、後方の浸漬ノズルが押し出されて押圧鍵盤列上に移動する時、後方の浸漬ノズルは押圧鍵盤列の最後方の第1鍵盤の側面にひっかかることなくスムーズに押圧鍵盤列上に移動できる。すなわち、本発明の浸漬ノズル交換装置は、鋳造中であっても金属溶湯を漏らすことなく浸漬ノズルを迅速かつ着実に交換できる。
また、本発明の浸漬ノズル交換装置は、好ましくは、前記第2鍵盤は前記フランジ部下面を押圧するその上面の部分が、先端が高い傾斜面となっている。所定の位置では、後方の浸漬ノズルのフランジ部の先端部分の下面が補助押圧鍵盤列により上方に押圧されており、フランジ部の後端部分よりも高い位置にある。従って、後方の浸漬ノズルのフランジ部の先端の位置が、補助押圧鍵盤列よりも後方の位置から、所定の位置である補助押圧鍵盤列上となるよう、後方の浸漬ノズルが移動する時に、後方の浸漬ノズルのフランジ部の先端は高さ方向にも移動する必要がある。第2鍵盤の上面は、後端側は低く、先端側が高い傾斜面をもつため、後方の浸漬ノズルが所定の位置まで移動する時に、そのフランジ部の先端部分の下面が第2鍵盤の傾斜面に乗り、傾斜面に沿って上方に移動し、高さ方向への移動がスムーズで確実になさされる。このため、浸漬ノズルの交換をより迅速にかつ確実にできる。
さらに、本発明の浸漬ノズル交換装置は、好ましくは、前記第2鍵盤は前記フランジ部下面を押圧するその上面の部分の先端側が、先頭の前記浸漬ノズルの前記フランジ部下面の後端を押圧する。第2鍵盤の上面は先頭の浸漬ノズルのフランジ部にも当接するため、第2鍵盤の上面の高さは第1鍵盤の上面の高さと確実に等しくなる。従って、後方の浸漬ノズルが押し出されて先方に移動する時、後方の浸漬ノズルが最後方の第1鍵盤の側面にひっかかることがより一層抑止でき、浸漬ノズルはより確実に移動できる。このため、本実施形態の浸漬ノズル交換装置は、鋳造中であっても金属溶湯を漏らすことなく浸漬ノズルを迅速かつ着実に交換できる。
本発明の浸漬ノズル交換装置は、先頭の浸漬ノズルのフランジ部の下面が押圧鍵盤列により上方に押され、フランジ部の上面が溶湯保持容器の流出口部の下面に押し付けられて密着する。一方、先頭の浸漬ノズルのフランジ部の後端に隣接して、後方の浸漬ノズルのフランジ部が位置している。先頭の浸漬ノズルのフランジ部の下面が押圧鍵盤列により上方に押されるのと同様に、後方の浸漬ノズルのフランジ部の先端部分の下面が補助押圧鍵盤列により上方に押圧されている。このため、後方の浸漬ノズルが押し出されて押圧鍵盤列上に移動する時、後方の浸漬ノズルは押圧鍵盤列の最後方の第1鍵盤の側面にひっかかることなくスムーズに押圧鍵盤列上に移動できる。すなわち、本発明の浸漬ノズル交換装置は、鋳造中であっても金属溶湯を漏らすことなく浸漬ノズルを迅速かつ着実に交換できる。
実施形態1に係る浸漬ノズル交換装置の側面図である。 実施形態1に係る浸漬ノズル交換装置の上面図である。 実施形態1に係る浸漬ノズル交換装置の正面図である。 実施形態1に係る浸漬ノズル交換装置の浸漬ノズル交換途中における側面図である。 実施形態2に係る浸漬ノズル交換装置の側面図である。 実施形態3に係る浸漬ノズル交換装置の側面図である。
(実施形態1)
金属溶湯を収納する溶湯保持容器3は、その底部に流出口部31が設けられ、流出口部31の下には、管状の浸漬ノズル2が保持される。溶湯保持容器3の流出口部31から流出した金属溶湯は、流出口部31の下に保持された管状の浸漬ノズル2の管部22の内周面側を流れる。使用中の浸漬ノズル2aが損耗すると、使用前の浸漬ノズル2bに交換される。本実施形態の浸漬ノズル交換装置1は、溶湯保持容器3の底部の流出口部31の下に浸漬ノズル2aを保持し、浸漬ノズル2aが損耗すると使用前の浸漬ノズル2bに交換する機能を有する。
溶湯保持容器3の底部には、金属溶湯が流出する開口311をもつ流出口部31が設けられている。流出口部31は図に示したものに限らず、少なくとも開口311を持てばよい。
浸漬ノズル2は、上方に注湯口211をもつフランジ部21と、下方の管部22からなる。また、フランジ部21の側面および下面、そして、管部22の上方を覆う鉄皮23が設けられている。本実施形態のフランジ部21は、角を丸めた正方形状をしている。フランジの形状は、角を丸めた正方形状に限らず、対向する平行な2辺を有する形状であればよく、例えば、八角形状や、角を丸めた長方形状であってもよい。浸漬ノズル2は、溶湯保持容器3底部の流出口部31に押しつけられて使用される。使用中の浸漬ノズル2aの側面に当接する位置に、使用前の浸漬ノズル2bが配置される。使用前の浸漬ノズル2bを使用中の浸漬ノズル2aの方(先方F)に押し出して、使用前の浸漬ノズル2bを使用中(先頭)の浸漬ノズル2に交換する。ここで、先方Fと逆の方向を後方Bとする。
浸漬ノズル交換装置1は、使用中の浸漬ノズル2aを溶湯保持容器3底部の流出口部31に押しつける第1鍵盤111からなる鍵盤列11、使用前の浸漬ノズル2bの位置を調節する第2鍵盤121からなる補助押圧鍵盤列12、交換中の浸漬ノズルa持する先方下面保持部材131、使用前の浸漬ノズル2bを支持する後方下面保持部材132、そして使用中および使用前の浸漬ノズルの側面を支持する側面保持部材133(図2参照)を有する案内手段と、使用前の浸漬ノズル2bを押し出す押し出し部材14とを有する。
鍵盤列11は、溶湯保持容器3底部の流出口部31の下方で、使用中の浸漬ノズル2aのフランジ部21を上方に押しつける4個の第1鍵盤111が列に並んだものである。鍵盤列11は互いに間隔を隔てて平行した2つあり、この2つは使用中の浸漬ノズル2aの管部22を挟み、使用中の浸漬ノズル2aのフランジ部21の下に設けられている。
鍵盤列11に含まれる第1鍵盤111の数は4個としたが、1個以上あればよく、3個、2個でもよく、場合によっては1個でもよい。図1〜3に第1鍵盤111を図示した。
第1鍵盤111は、図2に示すように、使用中の浸漬ノズル2aの管部22から離れる方向に水平に伸びた棒状のものである。ただし、第1鍵盤111の形状は、この形状に限らず、フランジ部21の下部側の端でふくらんだ棒状のものとしてもよい。鍵盤列11を構成する各第1鍵盤111を串刺しにするように、回動軸部113が各第1鍵盤111を貫通するとともに各第1鍵盤111を支持している。
使用中の浸漬ノズル2aのフランジ側からみて、回動軸部113から離れた位置に、第1鍵盤111の上方から第1鍵盤111を下方に押圧する鍵盤押圧部材112が設けられている。なお、1個の第1鍵盤111に対して1個の鍵盤押圧部材112が設けられている。
鍵盤押圧部材112は第1鍵盤111を押圧できればよく、例えば油圧シリンダーを用いてよい。鍵盤押圧部材112が第1鍵盤111の上方から第1鍵盤111を下方に押圧すると、第1鍵盤111は回動軸部113を中心に回動し、フランジ部21の下面を第1鍵盤111が上に押しつける。回動軸部113は、回動する第1鍵盤111を支持すればよいので、必ずしも鍵盤列11を串刺しにするように、回動軸部113が各第1鍵盤111を貫通するものでなくともよく、例えば、鍵盤列11を下を向いた凹みをもつ形状にし、回動軸部113が凹みに収まるようにしたものであってもよい。
使用中の浸漬ノズル2aのフランジ部21の下面が第1鍵盤111に上方に押圧されることで、フランジ部21は溶湯保持容器3底部の流出口部31に押しつけられ、ひいては、使用中の浸漬ノズル2aは溶湯保持容器3底部の流出口部31に押しつけられて保持される。
第2鍵盤121は、鍵盤列11のうち後方B側の端にある第1鍵盤111の後方B側の隣に設けられた鍵盤である。図1、図5および図6に示すように、第2鍵盤121は、使用前の浸漬ノズル2bの先方F側の端を上方に押圧し、使用前の浸漬ノズル2bの先方F側の端の高さが、使用中の浸漬ノズル2aと同じになるように調節する。第2鍵盤121は、第1鍵盤111同様、回動軸部(図示せず)に支持され、鍵盤押圧部材(図示せず)により押圧される。第2鍵盤121を支える回動軸部は、第1鍵盤111を支える回動軸部113が伸展したものでもよいし、第1鍵盤111と独立したものでもよい。鍵盤押圧部材112は、第2鍵盤121の上面の高さが、第1鍵盤111の上面を超えないよう調節されている。
さらに、先方Fもしくは後方Bに伸展し、使用中および使用前の浸漬ノズル2a,2bの管部22を挟むように設けられた2個1対の案内部材が3種類設けられている。3種の案内部材は、鍵盤列11の先方F側に設けられた使用済みの浸漬ノズル2を下面から保持する先方下面保持部材131と、補助押圧鍵盤12の後方B側に設けられた使用前の浸漬ノズル2bを下面から保持する後方下面保持部材132と、使用中および使用前の浸漬ノズル2a,2bのフランジ部21を挟むように設けられた、浸漬ノズル2aおよび2bの側面の位置を調節する側面保持部材133である。使用済みの浸漬ノズル2を適宜処理できればよいため、場合によっては、先方下面保持部材131はなくともよい。
押し出し部材14は、使用前の浸漬ノズル2bの後方B側に設けられている。押し出し部材14は使用前の浸漬ノズル2bを使用中の浸漬ノズル2aの方(先方F)に押し出し、使用前の浸漬ノズル2bを使用中の浸漬ノズル2aに置換する。押し出し部材14は使用前の浸漬ノズル2bを押し出せればよく、例えば油圧シリンダーを用いてもよい。
本実施形態の浸漬ノズル交換装置1の動作について説明する。まず、使用前の浸漬ノズル2bを、押し出し部材14により溶湯保持容器3の流出口下部に押し出し、使用時の位置へ移動させる。流出口の下部に位置する浸漬ノズル2aは、複数の第1鍵盤111により、フランジ部21が流出口に押しつけられ、流出口と密着して保持され、使用される。次に、使用中の浸漬ノズル2aの後方B側に、使用前の浸漬ノズル2bが置かれる。そして、使用前の浸漬ノズル2bは、先方F側の側面が、使用中の浸漬ノズル2aのフランジ部21の後方B側の側面と隣り合う位置まで移動される。この時、使用前の浸漬ノズル2bのフランジ部21の先方F側の端は、第2鍵盤121により押圧され、使用中の浸漬ノズル2aのフランジ部21と同じ高さとなる。使用中の浸漬ノズル2aが損耗して、交換が必要になった時に、使用前の浸漬ノズル2bは、押し出し部材14により先方F側に押し出され、使用中の浸漬ノズル2aの位置まで移動し、使用中の浸漬ノズル2aは使用前の浸漬ノズル2bに置換されて、使用中の浸漬ノズル2aは使用前の浸漬ノズル2bに交換される。
本実施形態の浸漬ノズル交換装置1は、使用中(先頭)の浸漬ノズル2aのフランジ部21が複数の第1鍵盤111により溶湯保持容器3底部の流出口部31に押しつけられ、フランジ部21と流出口部31の下面は密着している。このため、流出口部31と使用中の浸漬ノズル2aの間で、金属溶湯の空気の吸い込みや漏れは抑制される。
また、使用前(後方B)の浸漬ノズル2bが押し出し部材14により先方Fに押し出され、流出口下部にさしかかると、使用前の浸漬ノズル2bのフランジ部21は第1鍵盤111により流出口部31に押しつけられ、流出口部31と使用前の浸漬ノズル2bとは密着する。使用前の浸漬ノズル2bが先方Fに押し出される時、使用中および使用前の浸漬ノズル2bは溶湯保持容器3の流出口部31の下面に押しつけられつつ摺動するため、鋳造中であっても金属溶湯を漏らすことなく浸漬ノズル2を交換することができる。
使用中の浸漬ノズル2aのフランジ部21は、下面にある押圧鍵盤列11により上方に押しつけられ、溶湯保持容器3の流出口部31と密着している。一方、使用中の浸漬ノズル2aのフランジ部21の後端に隣接して、使用前の浸漬ノズル2bのフランジ部21が位置している。使用中の浸漬ノズル2aのフランジ部21が下面から押圧鍵盤列11により上方に押しつけられているのと同様に、使用前の浸漬ノズル2bのフランジ部21の先端は、下面から補助押圧鍵盤列12により上方に押圧されている。このため、使用前の浸漬ノズル2bが押し出されて押圧鍵盤列11上に移動する時、使用前の浸漬ノズル2bは押圧鍵盤列11の最後方の第1鍵盤111の側面にひっかかることなくスムーズに押圧鍵盤列11上に移動できる。すなわち、本実施形態の浸漬ノズル交換装置1は、鋳造中であっても金属溶湯を漏らすことなく浸漬ノズル2を迅速かつ着実に交換できる。
(実施形態2)
本実施形態は実施形態1と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。本実施形態の浸漬ノズル交換装置1を図5に示した。図5に示すように、本実施形態の第2鍵盤121は、浸漬ノズル2のフランジ部21下面を押圧する上面の部分が、先端側が高い傾斜面となっている。
所定の位置では、使用前の浸漬ノズル2bのフランジ部21は、先端では下面から補助押圧鍵盤列12により押圧されており、後端よりも高い位置にある。従って、使用前の浸漬ノズル2bのフランジ部21の先端の位置が、補助押圧鍵盤列12よりも後方B側の位置から、所定の位置である補助押圧鍵盤列12上となるよう、使用前の浸漬ノズル2bが移動する時に、使用前の浸漬ノズル2bのフランジ部21の先端は高さ方向にも移動する必要がある。第2鍵盤121の上面は、後端側は低く、先端側が高い傾斜面をもつため、使用前の浸漬ノズル2bが所定の位置まで移動する時に、高さ方向への移動はスムーズで確実になさされる。このため、浸漬ノズル2の交換をより迅速にかつ確実にできる。
(実施形態3)
本実施形態は実施形態1および2と基本的には同様の構成および同様の作用効果を有する。本実施形態の浸漬ノズル交換装置1を図6に示した。図6に示すように、本実施形態の第2鍵盤121は、使用中の浸漬ノズル2aの後端および使用前の浸漬ノズル2bを上方に押圧するものである。本実施形態の第2鍵盤121は、実施形態2の第2鍵盤121と同様に、浸漬ノズル2のフランジ部21下面を押圧する上面の部分が、先端側が高く、後端側が低い傾斜面となっている。第2鍵盤121の上面は使用中の浸漬ノズル2aのフランジ部21にも当接するため、第2鍵盤121の上面の高さは第1鍵盤111の上面の高さと確実に等しくなる。従って、使用前の浸漬ノズル2bが押し出されて先方F側に移動する時、使用前の浸漬ノズル2bが最後方B側の第1鍵盤111の側面にひっかかることがより一層抑止でき、浸漬ノズル2はより確実に移動できる。このため、本実施形態の浸漬ノズル2交換装置1は、鋳造中であっても金属溶湯を漏らすことなく浸漬ノズル2を迅速かつ着実に交換できる。
(その他)
本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。
1・・浸漬ノズル交換装置 11・・鍵盤列
111・・第1鍵盤 112・・鍵盤押圧部材 113・・回動軸部
12・・補助押圧鍵盤列 121・・第2鍵盤
131・・先方下面保持部材 132・・後方下面保持部材 133・・側面保持部材
14・・押し出し部材
2・・浸漬ノズル 2a・・使用中(先頭)の浸漬ノズル 2b・・使用前(後方)の浸漬ノズル 21・・フランジ部 211・・注湯口 22・・管部 23・・鉄皮
3・・溶湯保持容器 31・・流出口部 311・・開口

Claims (3)

  1. 注湯口を持つ上方のフランジ部と下方の管部とからなる浸漬ノズルの少なくとも2個を水平方向に該フランジ部の側面で当接した状態で、各該浸漬ノズルの各該フランジ部の下面を各該管部の両脇に平行する2列で支持する案内手段を備え、該案内手段の各列に設けられ先頭の該浸漬ノズルの該フランジ部の下面を押圧して溶湯保持容器の流出口部に押しつける複数個の第1鍵盤からなる押圧鍵盤列を持ち、該先頭の浸漬ノズルをそれに続く後方の該浸漬ノズルで水平方向に押し出すと共に後方の該浸漬ノズルを該押圧鍵盤列に乗せる、浸漬ノズル交換装置において、
    前記案内手段は、各前記押圧鍵盤列の後方側に隣接して設けられた、後方の前記浸漬ノズルの該フランジ部の下面を押圧する少なくとも1個の第2鍵盤からなる補助押圧鍵盤列を持ち、
    前記第2鍵盤は、後方の前記浸漬ノズルが水平方向で先頭の前記浸漬ノズルと隣り合う位置まで移動された時に後方の前記浸漬ノズルの該フランジ部の先端が先頭の前記浸漬ノズルの該フランジ部と同じ高さとなるように、後方の前記浸漬ノズルの該フランジ部の下面の先方側を押圧することを特徴とする浸漬ノズル交換装置。
  2. 前記第2鍵盤は、後方の前記浸漬ノズルの前記フランジ部の下面を押圧するその上面の部分が、先端側が高い傾斜面となっている請求項1に記載の浸漬ノズル交換装置。
  3. 前記第2鍵盤は、後方の前記浸漬ノズルの前記フランジ部の下面を押圧するその上面の部分の先端側が、先頭の前記浸漬ノズルの前記フランジ部の下面の後端を押圧する請求項2に記載の浸漬ノズル交換装置。
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