JP6672531B2 - 金属製造方法のためのアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、概して金属製造に関し、特に金属製造方法のためのアセンブリに関する。

浸漬ノズル（ＳＥＮ）は、スラブ鋳造型内のフローパターンを制御するため、及びその結果としてスラブ及び最終製品の品質のために使用される。ＳＥＮの内壁に酸素が蓄積することによるノズルの目詰まりを回避するため、及び鋳型内のフローパターンを制御するために、ＳＥＮの中にアルゴンガスをパージすることが一般的に行われている。

製品の品質に対する要求が高まるにつれ、従来のＳＥＮに複数の問題が確認され、鋳型内のフローを改善し、それにより製品の品質を向上させるうえで一つの効果的な手段として旋回流ノズルが考慮されている。

タンディッシュノズルを通って流れる溶融金属の電磁撹拌法が、過去二十年間にわたって開発されてきた。ノズルの周りに配置された電磁撹拌装置の原理は、ノズル内に回転する磁場を生成することである。これにより、ノズルを通って流れる溶融金属に渦電流が誘発される。これは、ＳＥＮ内で溶融金属を水平に回転させる電磁力を生じさせる。

ＣＮ１００３５７０４９Ｃには、電磁スワールノズルが開示されている。電磁スワール手段がノズルの周りの移動機構の上に設けられ、移動手段は鋳造位置から移動することができる。

製鉄方法といった金属製造方法に存在する過酷環境に起因して、通常可動部は固定構造より故障のリスクが高い。ＣＮ１００３５７０４９Ｃに提供される電磁スワール手段は、通常、約６回の加熱毎に、損耗によりノズルを交換しなければならないため、鋳造位置から離れるように移動させなければならない。このことは一般にあらゆる金属製造方法に当てはまる。したがって、この可動機構は、数回の加熱を行った後に垂直方向に上下動させなければならない。可動機能の故障の場合には、鋳造用のアセンブリ全体が、可動機構を修理するために必要な中断時間の影響を受けるだろう。

上記を鑑みると、本発明の目的は、先行技術の問題を解決するか、又は少なくとも軽減する金属製造方法のためのアセンブリを提供することである。

したがって、タンディッシュと、タンディッシュからの溶融金属のタッピングを行うように構成された浸漬ノズル（ＳＥＮ）と、ＳＥＮの周りに配置されるように構成された電磁撹拌装置であって、ＳＥＮ内に回転電磁場を生成するためのコイルを具備する閉鎖一体式のＳＥＮ封入部分を有する電磁撹拌装置とを備え、電磁撹拌装置がタンディッシュに対して及びＳＥＮに対して固定式に取り付けられるように構成されている、金属製造方法のためのアセンブリが提供される。

したがって、閉鎖一体式のＳＥＮ封入部分は開放不能である。ＳＥＮ封入部分は周方向に閉鎖一体式の環状流路を提供し、ＳＥＮはこの流路を通って延びるように構成される。閉鎖した一体式のＳＥＮ封入部分は可動部を有さず、これは電磁撹拌装置の耐用年数を延長する。開放型の電磁撹拌装置と比較して、より大きな磁場の力が得られ、磁気漏れが低減される。

電磁撹拌装置は、タンディッシュに対して及びＳＥＮに対して固定式に又は可動式に取り付けられる又は配置されるように構成される。電磁撹拌装置は、固定構造に、典型的には直接的に又は間接的にタンディッシュ本体に取り付けられるように構成される。

固定式に配置された閉鎖型の電磁撹拌装置により、アセンブリのより高い信頼性が提供されうる。

一実施態様によれば、ＳＥＮ封入部分は、ＳＥＮを受容するように構成されたチャネルを形成する貫通孔を有し、このチャネルはその内周に沿って継ぎ目のない内壁を有する。

一実施態様は、タンディッシュに取り付けられてタンディッシュの下方に配置されるように構成されたＳＥＮ切断装置を含む。

一実施態様によれば、電磁撹拌装置は、ＳＥＮ切断装置に取り付けられるように構成される。

一実施態様によれば、電磁撹拌装置は、ＳＥＮ切断装置の下側に取り付けられるように構成される。

一実施態様はロック装置を含み、ＳＥＮは、タンディッシュから延びるように構成された第１のノズル部と、ロック装置により第１のノズル部に取り外し可能に取り付けられるように構成された第２のノズル部とを有する。

一実施態様によれば、電磁撹拌装置はロック装置上に取り付けられるように構成される。

一実施態様によれば、電磁撹拌装置は、タンディッシュの底に取り付けられるように構成される。

一実施態様によれば、電磁撹拌装置はロック装置と一体化される。

一実施態様によれば、金属製造方法は製鉄方法である。

全体として、特許請求の範囲で使用されるすべての用語は、本明細書において別途明示的に規定されない限り、当技術分野における通常の意味に従って解釈されるものである。別途明示的に規定されない限り、「一つの／この（ａ／ａｎ／ｔｈｅ）要素、装置、構成要素、手段など」に対するすべての言及は、この要素、装置、構成要素、手段などのうちの少なくとも１つの例を指すものとして広義に解釈される。

添付図面を参照し、例示的に、本発明の概念の具体的な実施態様を説明する。
金属製造方法のためのアセンブリの一実施例の概略縦断面図である。 金属製造方法のためのアセンブリの別の実施例の概略縦断面図である。

以下では、例示的な実施態様が示された添付図面を参照しつつ、本発明の概念がより完全に記載される。しかしながら、本発明の概念は、多くの異なる形態で実施することができ、本明細書で説明される実施態様に限定されるものと解釈するべきではない。これらの実施態様はむしろ、本開示が包括的で完全となるように例示目的で提供されており、当業者に本発明の概念の範囲を十分に伝えるものである。類似の番号は、記載全体を通して類似の要素を指す。

本発明は、金属製造方法、典型的には連続鋳造方法、例えば製鉄方法、アルミニウム製造方法、又は金属合金製造方法のためのアセンブリに関する。

アセンブリは、タンディッシュと、タンディッシュからの溶融金属のタッピングを行うように構成されたＳＥＮと、ＳＥＮの周りに取り付けられるように構成された電磁撹拌装置とを含む。電磁撹拌装置は、タンディッシュに対して及びＳＥＮに対して固定式に取り付けられるように構成される。即ち、電磁撹拌装置は、タンディッシュ及びＳＥＮに対して移動不能に取り付けられるように構成される。特に、電磁撹拌装置は、タンディッシュに対して及びＳＥＮに対して固定された固定構造に取り付けられるように構成される。この固定構造は、例えば、タンディッシュ自体、タンディッシュに取り付けられたＳＥＮ切断装置、又は典型的にはタンディッシュに取り付けられて、長手方向に延びるＳＥＮの二つのノズル部を互いに対して取り付けてロックするように構成されたロック装置とすることができる。これについて以下にさらに詳細に記載する。

アセンブリの使用において、溶融金属は、取鍋からタンディッシュへとタッピングされる。タンディッシュから流出する溶融金属の流れは、典型的には栓止棒によりＳＥＮを通して制御することができる。ＳＥＮの下方には、溶融金属が流し込まれてその中で部分的に凝固する鋳型がある。部分的に凝固した金属は、次いで重力により鋳型から移動して、通常成形及び冷却のためのローラの構成を通過する。このようにして、ビレット、ブルーム又はスラブが得られる。

図１は、金属製造方法のためのアセンブリの第１の実施例を示している。アセンブリ１はタンディッシュ３を備えており、このタンディッシュは、底部タッピング孔３ａ、及びＳＥＮ５が設けられた治金容器である。ＳＥＮ５は、タンディッシュ３の底部タッピング孔３内に配置され、それによりタンディッシュ３からの溶融金属のタッピングを可能にするように構成されている。

例示されているＳＥＮ５は、モノリシックなＳＥＮであり、ＳＥＮ５を通って流れる溶融金属が重力により鋳型１１に流入できるように、タンディッシュ３及びＳＥＮ５の下方に配置された鋳型１１の中へ延びるように構成されている。アセンブリ１は、一実施例によれば、アルゴンガス入口が設けられた栓止棒６を含むことができ、アルゴンガスの栓止棒６への流入を可能にする。栓止棒６は、アルゴンガスが流れることのできる軸方向チャネル、及びアルゴンガス入口に接続するアルゴンガス出口を有し、アルゴンガスが栓止棒６を通ってＳＥＮ５内へと流れることを可能にする。したがって、溶融金属の流れは、ノズルの目詰まりを回避するように、ＳＥＮ５において制御されうる。栓止棒６はさらに、ＳＥＮ５を介してタンディッシュ３から鋳型１１へと流れる溶融金属の流量を調節するために、垂直方向に上下動するように構成される。

例示されているアセンブリ１は、電磁撹拌装置７及びＳＥＮ切断装置９をさらに含む。電磁撹拌装置７は、ＳＥＮ５を囲む部分に可動部を含まないという意味で閉鎖型電磁撹拌装置７である。ＳＥＮ５を囲むように構成された電磁撹拌装置７の閉鎖一体式のＳＥＮ封入部分、即ち環状の末端部分は、したがって開放不能である。環状末端部分は、このように一体化されているが、磁心及び磁心に巻き付けられたコイルといった複数の別個の構成要素を含みうることを理解されたい。環状末端部分は、ＳＥＮ５を受容するように構成されたチャネルを形成する。このチャネルは、チャネルの内周に沿って周方向に継ぎ目がないということができる。閉鎖型であるため、電磁撹拌装置７は、設置の間に開放することができず、また閉鎖する前に、ＳＥＮ５の両側からＳＥＮ５の周りに配置することができない。その代わりに、設置の間に、電磁撹拌装置７は、その軸方向にＳＥＮ５の上にねじ込まれる。

ＳＥＮ切断装置９は、ＳＥＮ５を切断するように構成される。ＳＥＮ切断装置９は特に、ＳＥＮ５を断面切断するように構成される。ＳＥＮ切断装置９は、通常は、栓止棒６が動作不能になる又は破壊されるなどの緊急事態においてのみ使用される。ＳＥＮ切断装置９は、本実施例によれば、タンディッシュ３の下側に固定式に取り付けられる。電磁撹拌装置７はＳＥＮ切断装置９に固定式に取り付けられる。したがって、電磁撹拌装置７は、タンディッシュ３に間接的に取り付けられる。本実施例によれば、電磁撹拌装置７はＳＥＮ切断装置９の下側に取り付けられる。電磁撹拌装置７は、締結具によりＳＥＮ切断装置９に取り付けられる。適切な締結具の例は、ねじ及び又はボルトである。

図２は、金属製造方法のためのアセンブリの別の実施例を示している。アセンブリ１’は、図１を参照して上述したアセンブリ１に類似している。したがって、アセンブリ１’は、タンディッシュ３、栓止棒６、電磁撹拌装置７、ＳＥＮ５’、及びノズル交換装置であるロック装置１３を備える。

しかしながら、ＳＥＮ５’は、ＳＥＮ５のようなモノリシックなＳＥＮではない。ＳＥＮ５’は、第１のノズル部５ａと第２のノズル部５ｂとを含む。第１のノズル部５ａ及び第２のノズル部５ｂは、ロック装置１３によって接続されるように構成されている。第１のノズル部５ａは、タンディッシュ３に接続するか、又はタンディッシュ３と一体式であるように構成される。第２のノズル部５ｂは、鋳型１１の中へ延びるように構成される。

第１のノズル部５ａと第２のノズル部５ｂは、例えば互いに対向して二つのノズル部５ａ及び５ｂ間に接合面を形成するように構成されたそれぞれの端部フランジを有することができる。ロック装置１３は、二つの端部フランジを互いに対してロックするように構成することができる。ロック装置１３により、第２のノズル部５ｂは、必要に応じて第２のノズル部５ｂを交換するために単純な方式で第１のノズル部５ａに着脱することができる。即ち、第１のノズル部５ａは、ロック装置１３により、取り外し可能に第２のノズル部５ｂに取り付けられるように構成されている。

電磁撹拌装置７はロック装置に取り付けることができる。ロック装置１３は、例えば水平な上面を有し、電磁撹拌装置７はこの水平な上面に固定式に取り付けられるように構成することができる。ロック装置１３はＳＥＮ５’に固定式に取り付けられ、ＳＥＮ５’はタンディッシュ３に固定式に取り付けられ、電磁撹拌装置７はロック装置１３に固定式に取り付けられる。このために、電磁撹拌装置７はタンディッシュ３に間接的に接続される又は取り付けられる。

電磁撹拌装置は、ロック装置に固定式に取り付けられる代わりに、タンディッシュに対して直接固定式に取り付けてもよい。この場合、電磁撹拌装置は、典型的にはタンディッシュの下側又は底に固定式に取り付けられる。また別の代替例として、電磁撹拌装置はロック装置と一体化してもよいだろう。

本発明の概念を、主にいくつかの実施例を参照して上記に説明した。しかしながら、当業者であれば容易に理解するように、上記に開示された実施態様以外の他の実施態様が、特許請求の範囲により定義される本発明の範囲内で等しく可能である。

Claims (10)

1. 金属製造方法のためのアセンブリ（１；１’）であって：
   タンディッシュ（３）、
   タンディッシュ（３）からの溶融金属のタッピングを行うように構成された浸漬ノズル（ＳＥＮ）（５；５’）、及び
   ＳＥＮ（５；５’）の周りに配置されて、ＳＥＮ（５；５’）内に回転電磁場を生成するためのコイルを具備する閉鎖一体式のＳＥＮ封入部分を有する電磁撹拌装置（７）であって、ＳＥＮ封入部分が周方向に閉鎖一体式の環状流路を提供し、そこにＳＥＮ（５）が延び、ＳＥＮ封入部分は開放不能である、電磁撹拌装置（７）
   を備え、電磁撹拌装置（７）がタンディッシュ（３）とＳＥＮ（５；５’）に対して移動不能に取り付けられる、アセンブリ。
2. ＳＥＮ封入部分がＳＥＮ（５；５’）を受容するように構成されたチャネルを形成する貫通孔を有し、チャネルがその内周に沿って継ぎ目のない内壁を有する、請求項１に記載のアセンブリ（１；１’）。
3. タンディッシュ（３）に取り付けられてタンディッシュ（３）の下方に配置されるＳＥＮ切断装置（９）を備える、請求項１又は２に記載のアセンブリ（１）。
4. 電磁撹拌装置（７）がＳＥＮ切断装置（９）に取り付けられている、請求項３に記載のアセンブリ（１）。
5. 電磁撹拌装置（７）が、ＳＥＮ切断装置（９）の下側に取り付けられている、請求項４に記載のアセンブリ（１）。
6. ロック装置（１３）を備え、ＳＥＮ（５’）が、タンディッシュ（３）から延びている第１のノズル部（５ａ）と、ロック装置（１３）により第１のノズル部（５ａ）に取り外し可能に取り付けられている第２のノズル部（５ｂ）とを有する、請求項１又は２に記載のアセンブリ（１’）。
7. 電磁撹拌装置（７）がロック装置（１３）上に取り付けられている、請求項６に記載のアセンブリ（１’）。
8. 電磁撹拌装置（７）がタンディッシュ（３）の底に取り付けられている、請求項６に記載のアセンブリ。
9. 電磁撹拌装置（７）がロック装置（１３）と一体化されている、請求項６に記載のアセンブリ（１’）。
10. 金属製造方法が製鉄方法である、請求項１から９のいずれか一項に記載のアセンブリ（１；１’）。

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