JP7165116B2 - 溶融金属排出装置の摺動盤又は固定盤 - Google Patents

Description

本発明は、固定盤に対して摺動盤が摺動する溶融金属排出装置の摺動盤又は固定盤に関する。

従来から取鍋、タンディッシュ、電気炉等の容器の底部に取り付けられる溶融金属排出装置が知られている（特許文献１参照）。溶融金属排出装置は、容器に固定される固定盤と、固定盤に対して摺動可能な摺動盤と、を備える。固定盤は、容器のインサートノズルのノズル孔に連通する流出孔を有する。摺動盤は、固定盤の流出孔に連通可能な流出孔を有する。固定盤に対して摺動盤を摺動させ、固定盤の流出孔と摺動盤の流出孔を連通させると、溶融金属排出装置が開となり、溶融金属が流出する。一方、固定盤に対して摺動盤を逆方向に摺動させ、固定盤の流出孔を摺動盤によって塞ぐと、溶融金属排出装置が閉となり、溶融金属の流出が停止する。

ところで、溶融金属排出装置を例えば連続鋳造に使用する場合、鋳造開始時に容器のインサートノズルに詰められた詰物（砂等）をガスにより浮上させる必要がある。また、上注ぎ造塊法においてはインゴットを移動する間（すなわち溶融金属排出装置を閉にする間）に、インサートノズル内で溶融金属が凝固するのを防止する必要がある。

このため、摺動盤には、溶融金属排出装置が閉のとき、固定盤の流出孔に連通し、インサートノズル内にガスを吹き込むガス供給孔が設けられる。また、固定盤には、固定盤の流出孔に連通し、インサートノズル内にガスを吹き込むガス供給孔が設けられる。摺動盤又は固定盤のガス供給孔からガスを吹き込むことにより、インサートノズル内の溶融金属をガス撹拌することができ、インサートノズル内で溶融金属が凝固するのを防止できる。

特開平４－３３７７２号公報

しかしながら、従来の溶融金属排出装置において、例えば１チャージの鋳造終了後に溶融金属排出装置を閉にし、摺動盤又は固定盤のガス供給孔からのガスの吹き込みを止めると、溶融金属が摺動盤又は固定盤のガス供給孔に入り、ガス供給孔の溶融金属が凝固し、少なくとも１つのガス供給孔が詰まる場合がある。ガス供給孔が詰まると、規定の通気量が得られなかったり、ガスの吹き込みができなくなったりする。このため、詰まり以外の問題がなくても、例えば１チャージの鋳造終了後に摺動盤又は固定盤を廃棄し、新品に交換する必要がある。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、ガス供給孔が詰まっても再使用することができる摺動盤又は固定盤を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、固定盤に対して摺動盤が摺動する溶融金属排出装置の摺動盤において、前記摺動盤は、前記固定盤の溶融金属の流出孔に連通可能な流出孔と、前記固定盤の前記流出孔に連通可能であり、溶融金属にガスを吹き込むガス供給孔と、を有し、前記ガス供給孔は、溶融金属の凝固によって詰まった初期供給孔と、前記初期供給孔の位置とは別の位置に開けられ、前記初期供給孔よりも径が大きい２次供給孔を含むことを特徴とする溶融金属排出装置の摺動盤である。
本発明の他の態様は、固定盤に対して摺動盤が摺動する溶融金属排出装置の摺動盤の再生方法において、前記固定盤の溶融金属の流出孔に連通可能な流出孔と、前記固定盤の前記流出孔に連通可能であり、溶融金属にガスを吹き込む初期供給孔と、を有する使用済みの摺動盤を回収する工程と、溶融金属にガスを吹き込むための２次供給孔を、溶融金属の凝固によって詰まった前記初期供給孔の位置又は前記初期供給孔の位置とは別の位置に改めて開ける工程と、を備える溶融金属排出装置の摺動盤の再生方法である。

本発明のさらに他の態様は、固定盤に対して摺動盤が摺動する溶融金属排出装置の固定盤の再生方法において、溶融金属の流出孔と、前記流出孔に連通し、溶融金属にガスを吹き込む初期供給孔と、を有する使用済みの固定盤を回収する工程と、溶融金属にガスを吹き込むための２次供給孔を、溶融金属の凝固によって詰まった前記初期供給孔の位置又は前記初期供給孔の位置とは別の位置に改めて開ける工程と、を備える溶融金属排出装置の固定盤の再生方法である。

本発明の一態様及び他の態様によれば、ガス供給孔の詰まり以外の問題がない摺動盤を再使用できる。新品と比較して安価に摺動盤を供給できるし、摺動盤を廃棄する必要がないので、資源の削減に寄与できる。

本発明のさらに他の態様によれば、ガス供給孔の詰まり以外の問題がない固定盤を再使用できる。新品と比較して安価に固定盤を供給できるし、固定盤を廃棄する必要がないので、資源の削減に寄与できる。

本発明の一実施形態の摺動盤が組み込まれる溶融金属排出装置の縦断面図である。 本実施形態の摺動盤の詳細図である（図２（ａ）は摺動盤の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のｂ－ｂ線断面図である）。 図２のIII部拡大図である（図３（ａ）は初期供給孔を示し、図３（ｂ）は初期供給孔と２次供給孔を示す）。 本発明の一実施形態の固定盤が組み込まれる溶融金属排出装置の縦断面図である。 本実施形態の固定盤の詳細図である（図５（ａ）は固定盤の平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のｂ－ｂ線断面図である）。 本実施形態の固定盤のガス吹き部材の初期供給孔と２次供給孔を示す図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態の溶融金属排出装置の摺動盤又は固定盤を詳細に説明する。ただし、本発明の溶融金属排出装置の摺動盤又は固定盤は種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。
（本実施形態の摺動盤）

図１は、本発明の一実施形態の摺動盤２が組み込まれる溶融金属排出装置１の縦断面図である。溶融金属排出装置１は、取鍋、タンディッシュ、電気炉等の容器４の底部に取り付けられる。以下では、連続鋳造用の取鍋に溶融金属排出装置１を取り付けた例を説明する。もちろん、溶融金属排出装置１の用途はこれに限られるものではない。

容器４は、鉄板製の容器本体４ａと、容器本体４ａの内側に配設されるマスれんが等の耐火材４ｂと、を備える。容器４には、連続鋳造される溶融金属（以下、溶鋼という）が収容される。

容器４の底部には、インサートノズル５が取り付けられる。溶融金属排出装置１は、インサートノズル５のノズル孔５ａを開閉し、ノズル孔５ａからの溶鋼の流出を制御する。

溶融金属排出装置１は、固定盤３と、摺動盤２と、を備える。固定盤３は、板状に形成される。固定盤３は、取付けプレート６を介して容器４に着脱可能に取り付けられる。固定盤３は、溶鋼が流れる流出孔３ａを有する。流出孔３ａの径は、インサートノズル５のノズル孔５ａの径と略同一である。固定盤３のリング状の凸部３ｂがインサートノズル５のリング状の凹陥部５ｂに嵌ることで、インサートノズル５に対して固定盤３が位置決めされ、インサートノズル５のノズル孔５ａと固定盤３の流出孔３ａが連通する。固定盤３の材質は、特に限定されるものではなく、例えばアルミナーカーボン質等の耐火物である。

摺動盤２は、板状に形成される。摺動盤２は、固定盤３の下に摺動可能に重ねられる。摺動盤２も、容器４に取付けプレート６を介して着脱可能に取り付けられる。摺動盤２は、溶鋼が流れる流出孔２ａを有する。摺動盤２の流出孔２ａの径は、固定盤３の流出孔３ａの径と略同一である。また、摺動盤２は、溶鋼にガスを吹き込むガス供給孔１１（図２参照）を有する。ガス供給孔１１の径は、固定盤３の流出孔３ａの径よりも大幅に小さい。摺動盤２の流出孔２ａが形成される部分と摺動盤２のガス供給孔１１が形成される部分とは一体である。摺動盤２の材質は、特に限定されるものではなく、例えばアルミナーカーボン質等の耐火物である。摺動盤２には、注湯用ノズル７が固定される。注湯用ノズル７の流出孔７ａの径は、摺動盤２の流出孔２ａの径と略同一である。

スライド装置８は、油圧シリンダ、モータ等の駆動源を備え、固定盤３に対して摺動盤２を摺動させる。スライド装置８は、摺動盤２を直線的に移動させても、回転させてもよい。図１には、スライド装置８が摺動盤２を直線的に移動させる例を示す。

図２（ａ）（ｂ）は摺動盤２の詳細図である。図２（ａ）に示すように、摺動盤２のガス供給孔１１は、固定盤３の流出孔３ａ（図１参照）の径よりも小さいピッチ円２０上に等配され、ピッチ円２０の中心に配置される。なお、ガス供給孔１１の数、配置、径は限定されるものではない。

図２（ｂ）に示すように、摺動盤２の下面には、ガス供給孔１１に繋がる円状の凹部１２が形成される。凹部１２には、多孔質の耐火物からなるガス導入部１３が嵌められる。ガス導入部１３とガス供給孔１１との間には、空間（エアプール１４）が形成される。ガス導入部１３は、配管１５を介して不活性ガス等を貯蔵するガス源に接続される。ガス導入部１３に導入されたガスは、エアプール１４を介してガス供給孔１１に供給される。ガス導入部１３は、ガス供給孔１１にガスを供給する役割と、万が一ガス供給孔１１を通過してしまった場合に溶鋼を止める役割を持つ。

図１に示すように、注湯の際、スライド装置８は、固定盤３に対して摺動盤２をスライドさせ、固定盤３の流出孔３ａと摺動盤２の流出孔２ａを連通させる。溶鋼は、容器４のインサートノズル５、固定盤３の流出孔３ａ、摺動盤２の流出孔２ａを介して流出し、タンディッシュに排出される。一方、注湯停止の際、スライド装置８は、固定盤３に対して摺動盤２を逆方向にスライドさせ、固定盤３の流出孔３ａと摺動盤２のガス供給孔１１を連通させる。この状態で、摺動盤２のガス供給孔１１から溶鋼にガスを吹き込むと、インサートノズル５内がガス攪拌される。このため、注湯停止の際、インサートノズル５内の溶鋼が凝固するのを防止できる。図１には、固定盤３の流出孔３ａと摺動盤２のガス供給孔１１が連通した状態を示す。

図３（ａ）は、摺動盤２のガス供給孔１１の初期供給孔１１ａを示す。初期供給孔１１ａは、鋳造開始時点で開いている貫通孔である。例えば１チャージの鋳造終了後に溶融金属排出装置１を閉にし、初期供給孔１１ａからのガスの吹き込みを止めると、溶鋼が初期供給孔１１ａに入り、溶鋼が凝固し、少なくとも１つの初期供給孔１１ａが詰まる場合がある。図３（ａ）には、詰まった初期供給孔１１ａを●で示す。初期供給孔１１ａが詰まると、規定の通気量が得られなかったり、ガスの吹き込みができなくなったりする。

このため、図３（ａ）に示す初期供給孔１１ａが詰まった状態の使用済みの摺動盤２を回収し、図３（ｂ）に示すように、摺動盤２に改めて貫通孔からなる２次供給孔１１ｂを開ける。２次供給孔１１ｂを○で示す。２次供給孔１１ｂは、初期供給孔１１ａの位置又は初期供給孔１１ａの位置とは別の位置に開けられる。２次供給孔１１ｂを初期供給孔１１ａと同じ位置に開ける場合、レーザー等によって初期供給孔１１ａで凝固した鋼を溶融させ、通気を回復させる。２次供給孔１１ｂを初期供給孔１１ａとは別の位置に開ける場合、レーザー、細ドリル等によって初期供給孔１１ａから離れた位置に２次供給孔１１ｂを開ける。図３（ｂ）には、初期供給孔１１ａから離れた位置に２次供給孔１１ｂを開けた例を示す。初期供給孔１１ａの位置とは別の位置に２次供給孔１１ｂを開けることで、初期供給孔１１ａのいくつかが詰まっていても、規定の通気量を確保することができる。

２次供給孔１１ｂの径を初期供給孔１１ａの径と等しくしてもよいし、異ならせてもよい。２次供給孔１１ｂの数が初期供給孔１１ａの数よりも少ない場合、２次供給孔１１ｂの径を初期供給孔１１ａの径よりも大きくするのが望ましい。また、２次供給孔１１ｂを開ける際、ガス導入部１３（図２（ｂ）参照）の除去はしてもしなくてもよい。ガス導入部１３を除去した場合は、２次供給孔１１ｂを開けた後にガス導入部１３を摺動盤２に再度セットする。

以上に本実施形態の摺動盤２の構成を説明した。本実施形態の摺動盤２によれば、以下の効果を奏する。

溶鋼の凝固によって詰まった初期供給孔１１ａの位置又は初期供給孔１１ａの位置とは別の位置に改めて２次供給孔１１ｂを開けるので、詰まり以外の問題がない摺動盤２を再使用できる。新品と比較して安価に摺動盤２を供給できるし、摺動盤２を廃棄する必要がないので、資源の削減に寄与できる。

摺動盤２の流出孔２ａが形成される部分と摺動盤２のガス供給孔１１が形成される部分とが一体であるので、摺動盤２の表面の面精度を確保することができる。これに対して、もし、摺動盤２の流出孔２ａが形成される部分と摺動盤２のガス供給孔１１が形成される部分とが別体である場合（例えばプラグにガス供給孔を形成し、プラグをモルタル等を用いて摺動盤本体に取り付ける場合）、摺動盤２の表面の面精度を確保することが困難になり、面精度を確保するために研磨工程が必要になる。研磨工程を行うと、ガス供給孔１１に研磨汚泥水が浸入し、ガス供給孔１１を塞ぎ、通気量が不安定になるおそれがある。

２次供給孔１１ｂが初期供給孔１１ａから離れているので、２次供給孔１１ｂを開ける際、初期供給孔１１ａが２次供給孔１１ｂの形状に悪影響を及ぼすのを防止できる。

なお、本発明の溶融金属排出装置の摺動盤は、上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で他の実施形態に具現化できる。

例えば、上記実施形態では、摺動盤の流出孔が形成される部分と摺動盤のガス供給孔が形成される部分が一体であるが、別体であってもよい。
（本実施形態の固定盤）

図４は、本発明の一実施形態の固定盤２２が組み込まれる溶融金属排出装置２１の縦断面図である。４は容器、５はインサートノズル、２２は固定盤、２は摺動盤、７は注湯用ノズル、８はスライド装置である。容器４、インサートノズル５、注湯用ノズル７、スライド装置８の構成は、図１に示す溶融金属排出装置１と同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。摺動盤２は、ガス供給孔１１を有さない点を除いて図１に示すものと同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。

固定盤２２は、固定盤本体１７と、リング状のガス吹き部材１６と、を備える。ガス吹き部材１６は、モルタル等を用いて固定盤本体１７に取り外し可能に取り付けられる。ガス吹き部材１６の内周面が固定盤２２の流出孔２２ａを形成する。

図５（ａ）（ｂ）は固定盤２２の詳細図を示す。ガス吹き部材１６には、固定盤２２の流出孔２２ａに連通するガス供給孔１８が形成される。図５（ａ）に示すように、ガス供給孔１８は、ガス吹き部材１６の円周方向に等配されていて、図５（ｂ）に示すように、ガス吹き部材１６の上下方向に多段に配置される。ガス吹き部材１６の外周面には、エアプールとして機能する円周方向溝１６ａが形成される。エアプールには、ガス配管１９が接続される。なお、なお、ガス供給孔１８の数、配置、径は限定されるものではない。

ガス吹き部材１６のガス供給孔１８から流出孔２２ａにガスを吹き込むと、図４に示すように、インサートノズル５内がガス攪拌される。このため、注湯停止の際、インサートノズル５内の溶鋼が凝固するのを防止できる。

図６は、ガス吹き部材１６に形成した初期供給孔１８ａと２次供給孔１８ｂを示す。初期供給孔１８ａは、鋳造開始時点で開いている貫通孔である。例えば１チャージの鋳造終了後に溶融金属排出装置２１を閉にし、初期供給孔１８ａからのガスの吹き込みを止めると、溶鋼が初期供給孔１８ａに入り、溶鋼が凝固し、少なくとも１つの初期供給孔１８ａが詰まる場合がある。図６には、詰まった初期供給孔１８ａをハッチングで示す。初期供給孔１８ａが詰まると、規定の通気量が得られなかったり、ガスの吹き込みができなくなったりする。

このため、初期供給孔１８ａが詰まった状態の使用済みの固定盤２２を回収し、固定盤２２に改めて２次供給孔１８ｂを開ける。２次供給孔１８ｂは、初期供給孔１８ａの位置又は初期供給孔１８ａの位置とは別の位置に開けられる。２次供給孔１８ｂを初期供給孔１８ａと同じ位置に開ける場合、レーザー等によって初期供給孔１８ａで凝固した鋼を溶融させ、通気を回復させる。２次供給孔１８ｂを初期供給孔１８ａとは別の位置に開ける場合、レーザー、細ドリル等によって初期供給孔１８ａから離れて新たに２次供給孔１８ｂを開ける。図６には、初期供給孔１８ａとは別の位置に２次供給孔１８ｂを開けた例を示す。

このように、溶鋼の凝固によって詰まった初期供給孔１８ａの位置又は初期供給孔１８ａの位置とは別の位置に改めて２次供給孔１８ｂを開けるので、詰まり以外の問題がない固定盤２２を再使用できる。

１…溶融金属排出装置
２…摺動盤
２ａ…摺動盤の流出孔
３…固定盤
３ａ…固定盤の流出孔
１１…摺動盤のガス供給孔
１１ａ…初期供給孔
１１ｂ…２次供給孔
１６…ガス吹き部材（固定盤）
１８…固定盤のガス供給孔
１８ａ…初期供給孔
１８ｂ…２次供給孔
２１…溶融金属排出装置
２２…固定盤
２２ａ…固定盤の流出孔

Claims (5)

1. 固定盤に対して摺動盤が摺動する溶融金属排出装置の摺動盤において、
   前記摺動盤は、前記固定盤の溶融金属の流出孔に連通可能な流出孔と、前記固定盤の前記流出孔に連通可能であり、溶融金属にガスを吹き込むガス供給孔と、を有し、
   前記ガス供給孔は、溶融金属の凝固によって詰まった初期供給孔と、前記初期供給孔の位置とは別の位置に開けられ、前記初期供給孔よりも径が大きい２次供給孔を含むことを特徴とする溶融金属排出装置の摺動盤。
2. 前記摺動盤の前記流出孔が形成される部分と前記摺動盤の前記ガス供給孔が形成される部分とが一体であることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属排出装置の摺動盤。
3. 前記２次供給孔が前記初期供給孔から離れていることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融金属排出装置の摺動盤。
4. 固定盤に対して摺動盤が摺動する溶融金属排出装置の摺動盤の再生方法において、
   前記固定盤の溶融金属の流出孔に連通可能な流出孔と、前記固定盤の前記流出孔に連通可能であり、溶融金属にガスを吹き込む初期供給孔と、を有する使用済みの摺動盤を回収する工程と、
   溶融金属にガスを吹き込むための２次供給孔を、溶融金属の凝固によって詰まった前記初期供給孔の位置又は前記初期供給孔の位置とは別の位置に改めて開ける工程と、を備える溶融金属排出装置の摺動盤の再生方法。
5. 固定盤に対して摺動盤が摺動する溶融金属排出装置の固定盤の再生方法において、
   溶融金属の流出孔と、前記流出孔に連通し、溶融金属にガスを吹き込む初期供給孔と、を有する使用済みの固定盤を回収する工程と、
   溶融金属にガスを吹き込むための２次供給孔を、溶融金属の凝固によって詰まった前記初期供給孔の位置又は前記初期供給孔の位置とは別の位置に改めて開ける工程と、を備える溶融金属排出装置の固定盤の再生方法。

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