JPH0149779B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融金属脱ガス装置に関し、特に溶融
金属をフラツクスガスによつて脱ガスするための
渦流タンク反応装置用のガス噴射ノズル装置に関
する。

溶融金属を脱ガスするための有効な方法と装置
が出願人の米国特許許4177066号に記載されてい
る。この特許に示す溶融金属の脱ガス用の装置
は、渦流タンク反応装置を使用して溶融金属を接
線方向に反応装置に導入し、溶融金属は渦流回転
して流れ、反応装置の入口から出口に流れる。反
応装置の溶湯入口から溶湯出口までの渦流を生じ
させるには、金属入口が反応装置の室温に対し
て、溶湯を接線方向に反応装置に導入することが
必要である。好適な実施例において、渦流タンク
反応装置には第１の長いほゞ円筒形の側壁部と、
第１の円筒形壁部の下方の第２の下方に収束する
側壁部とを設ける。フラツクスガス入口ノズルは
異なる高さで収束壁部を貫通してフラツクスガス
泡が全部の溶湯に分散するようにし、溶湯は反応
装置の入口から出口に流れる。ノズルを収束壁部
の異なる高さにすることによつて、フラツクスガ
スノズルは渦流タンク反応装置の中心軸線から
種々の距離に配置されることになり、フラツクス
ガス泡の分散を最大にする。渦流タンク反応装置
の各種実施例の詳細は米国特許4177066号に記載
されており、本発明ガス噴射ノズル装置を容易に
取付けることができる。

上述の米国特許に示した渦流タンク反応装置は
他の既知の現用脱ガス装置に比較して優れている
がフラツクスガスノズル装置については種々の問
題がある。特に反応装置からノズル先端部周囲を
通る溶湯漏洩の問題がある。更に、フラツクスガ
ス供給回路の漏洩が生じた。尚、ノズルが室壁を
通つてタンクの溶湯内に突出した構成ではノズル
折損の傾向が生じた。

それ故、本発明の主目的は、ガスを供給径路で
の漏洩を生ずることなく供給し得るガス噴射ノズ
ル装置を提供することである。

本発明の目的は溶融金属をフラツクスガスで脱
ガスするための渦流タンク反応装置に使用する新
らしいガス噴射ノズル装置を提供することであ
る。

本発明の他の目的は、溶融金属の脱ガス用渦流
タンク反応装置に使用するガス噴射ノズル装置を
提供し、ノズル先端周囲からの溶湯の漏洩をなく
することである。

本発明の別の目的は、ガス噴射ノズル装置を提
供し、使用上便利で安価な装置とすることであ
る。

上述の目的と利点とは本発明によつて容易に達
成される。

本発明は溶融金属のフラツクスガスによる脱ガ
スに使用するガス噴射ノズル装置である。フラツ
クスガス装置には渦流タンク反応装置の壁部に内
壁面にほゞ同一平面として固着したノズルインサ
ートを設ける。ノズルインサートに形成した座面
にセラミツク材料等で製造したノズルチツプコー
ンを係合させる。フラツクスガスノズルはノズル
チツプコーンにばね力で押圧され、ばね力を強く
してノズルをチツプコーンに押圧し、チツプコー
ンはノズルインサートに押圧されて反応装置から
フラツクスガスノズル外周への溶湯漏洩を防ぐ。
フラツクスガスノズルはノズルねじ装置を介して
フラツクスガス供給導管に固着する。ねじ装置と
フラツクスガスノズルとの間にシールを介挿して
気密の結合とする。フラツクスガスノズルを渦流
タンク反応装置の内周壁にほゞ同一面として取付
けることによつて、金属の衝撃又は清掃工具の衝
突によるフラツクスガスノズルの損傷を防ぐ。

本発明の好適な実施例によつて、本発明のフラ
ツクスガスノズル装置は、渦流タンク反応装置の
外周壁に十分に高い剛性をもつて固着された取付
装置に取外可能に取付ける。この取付は、ノズル
チツプの詰り又はノズルチツプコーン等の劣化の
場合にノズル装置を直に取外し交換可能にする。

本発明の装置は、反応装置から溶湯がノズルチ
ツプの周囲から漏洩するのを防ぎ、フラツクスガ
ス供給径路のガス漏洩を防ぎ、ノズルの詰り又は
損傷に際して容易に交換可能である。

本発明を例示とした実施例並びに図面について
説明する。

第１図に示す渦流タンク反応装置１０は第１の
ほゞ円筒形の側壁部１２とその下方の第２の下方
に収束する側壁部１４とを有する。本発明のフラ
ツクスガスノズル装置は図示の米国特許4177066
号記載の渦流タンク反応装置に取付けることがで
き、この反応装置自体の詳細な構造はこの特許に
記載されている。

複数の本発明ガス噴射ノズル装置を収束側壁１
４に取付フレーム１６によつて取付ける。第２−
４図にガス噴射ノズルと取付フレームの詳細を示
す。

第２図において、渦流タンク反応装置の収束側
壁部１４には所要耐火材料の第１の内壁１８と、
第１の内壁１８から離問した鋼製の第２の外壁２
０とを有する。内壁１８と外壁２０との間のスペ
ース２２には、所要の絶縁材料を詰める。

外壁２０に複数のフランジ板２４を設け、この
数は反応装置に使用するノズル装置の数に等しく
する。フランジ板２４に孔２５を設けてノズル装
置取付用とする。フランジ板２４は、外壁２０に
一体に形成し、又は外壁２０とは別に製造して外
壁２０の所要切抜きに溶接等によつて固着する。
フランジ板２４に夫々複数のねじを切つたスタツ
ド部材２６をフランジ板２４の孔２８に溶接等に
よつて固着する。上述した通り、複数のフラツク
スガスノズル装置を反応装置に取付ける。各ノズ
ル装置を取付けるための外側リング部材３０はフ
ランジ部３２と円筒部３６とを有し、フランジ部
３２に設けた複数の孔３４によつて外側リング部
材３０を各フランジ板２４に対して選択的に位置
ぎめするには、ねじを切つたスタツド２８の所要
位置にナツト３８とロツクワツシヤ４０とによつ
て取付け、後に詳述する通りノズル装置に対する
押圧力を制御する。

内壁１８に複数のポート孔４２をフランジ板２
４の孔２５に一致させて形成する。各ポート孔４
２にノズルインサート４４を取付ける。ノズルイ
ンサートには通り孔４６とテーパ座面４８とを有
する。ノズルインサート４４は内壁１８のポート
孔４２にセメントによつて固着し、所要の耐火材
料、例えばシリコンカーバイド製とする。ノズル
インサート４４の通り孔４６内にノズルチツプコ
ーン５０を取付ける。コーン５０の斜面５２は、
ノズルインサート４４のシール面４８にシール係
合する構造とする。ノズルチツプコーン５０は好
適な例では真空形成フアイバーフラツクス材料で
形成する。フアイバーフラツクスとはアルミニウ
ムとシリカから製造したセラミツクフアイバーの
ハービソン・カーボランダム社の商品名である。
この材料は圧縮力の作用の下でノズルチツプコー
ンの斜面５２をノズルインサート４４のシール面
４８にシール接触する。ノズルインサート４４と
同様にノズルチツプコーン５０に通り孔５４と、
シール面５８とを設ける。ノズル装置６０のノズ
ルブランク６２の斜面６４がシール面５８にシー
ル接触する。

ノズル装置６０のノズルブランク６２は通路６
６とオリフイス６８とを有する。ノズルブランク
６２の反対側端面７０にノズルナツト７２によつ
てねじ装置７４を取付ける。ねじ装置７４の凹み
部７６にシール７８を取付けてノズルブランク６
２の端面７０に気密に係合する。ねじ装置７４に
貫通路８０を形成してガス供給管８２を取付け
る。管８２はねじ装置７４に溶接等によつて固着
する。ねじ装置７４の外ねじ８４にノズルナツト
７２をねじこんでねじ装置７４をシール７８を介
してノズルブランク６２の後端面７０にシール関
係で固着する。シール７８は金属シールとするこ
ともできるが金属含浸グラハイトガスケツトのシ
ールとするのが好適である。

ノズル装置はノズルチツプコーン５０の通り孔
５４に取付け、ノズルブランク６２の斜面６４が
ノズルチツプコーン５０のシール面に係合し、内
側リング８６とノズル圧縮ばね８８による押圧力
を受ける。内側リング８６に通り孔９０を設け大
直径部９２にノズル圧縮ばね８８を係合させる。
ばね８８の他端はねじ装置７４の後端壁９３に接
触する。内側リング８６に複数の腕９４を固着す
る。外側リング部材３０の円筒部３６に形成した
溝９６内に腕９４が係合する。内側リング８６の
腕９４が外側リング部材３０の溝９６に係合した
時は、ノズル圧縮ばね８８は一端を内側リング８
６の通り孔９０の大直径部９２に係合し他端をね
じ装置７４の後端壁９３に接触してノズル装置に
圧力を作用し、ノズルブランク６２の斜面６４は
ノズルチツプコーン５０のシール面とシール関係
として押圧する。ばね８８によつてノズル装置６
０に作用する圧縮力を調整するには外側リング部
材３０のフランジ板２４に対する位置を変更す
る。即ち、ナツト３８とロツクワツシヤ４０とに
よつて外側リング部材３０をねじ付きスタツド２
６上の所要位置に調整固着する。ノズル装置と取
付フレームとを上述の構成とすることによつて、
反応装置からの溶湯がノズルブランク６２の周囲
から漏洩することは防止される。更にノズルねじ
装置７４、ノズルナツト７２、シール７８、ノズ
ルブランク６２の構成はフラツクスガスのガス供
給径路での漏洩を防止できる。尚、ノズルブラン
クは渦流タンク反応装置内に突出しないため、溶
湯の力による破損又は反応装置内壁清掃の時のノ
ズルブランクの破損を防止する。

前述の通り、ノズルブランク６２のノズルプロ
フイル６８は一定直径の直線開口とすることもで
き、収束拡大型とすることもできる。本発明によ
つて、直線孔部分の直径はできるだけ小さくして
溶湯によるオリフイス内の閉塞を防ぐ。本発明に
よつて、オリフイス寸法は、0.005〜0.075in（約
0.13〜1.9mm）の範囲とし、好適な例で、0.010〜
0.05in（約0.25〜1.27mm）の範囲とする。収束拡大
型の孔の形状とする場合には収束部はノズル軸線
に対して10〜60゜、好適な例で20〜40゜とする。拡
大部はノズル軸線に対して１〜8゜、好適な例で２
〜4゜とする。収束部と拡大部との遷移部は平滑面
として急激な角度変化を生じないようにする。

本発明によるガス噴射ノズル構成とすることに
よつて、金属とガスの漏洩はなくなり、ノズル寿
命は著しく長くなつた。更に本発明ノズルは所要
の際に調整及び交換が著しく容易である。

本発明は形状、寸法、配置、作動の面で種々の
変型が可能であり、実施例並びに図面は本発明実
施のための最良の手法についての例示であつて発
明を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は米国特許4177066号に示された渦流タ
ンク反応装置に本発明ガス噴射ノズル装置を取付
けた図、第２図は本発明ガス噴射ノズル装置の第
３図の−線に沿う断面図、第３図は渦流タン
ク反応装置に取付けたガス噴射ノズル取付装置の
正面図、第４図は本発明ガス噴射ノズル装置の各
部の展開斜視図である。 １０：渦流タンク反応装置、１４：収束側壁
部、１６：取付フレーム、２４：フランジ板、３
０：外側リング部材、２６：スタンド、４４：ノ
ズルインサート、５０：ノズルチツプコーン、６
０：ノズル装置、６２：ノズルブランク、６８：
オリフイス、７２：ノズルナツト、７４：ねじ装
置、７８：シール、８２：ガス供給管、８６：内
側リング、８８：ノズル圧縮ばね、９４：腕。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒形側壁部１２と、該円筒形側壁部１２に
   同一軸線で連接し下方に行くに従つて内方に傾斜
   した第２の側壁部１４と、処理済溶融金属取出ポ
   ートより上方の溶融金属入口ポートと、上記第２
   の側壁の異なる高さに取付けられた少なくとも２
   個のフラツクスガス入口装置と、ガス噴射ノズル
   とを有し、該フラツクスガス入口通路を、該ガス
   噴射ノズルを収容する開口４２の形態で、上記溶
   融金属入口ポートよりも下方で、かつ上記処理済
   溶融金属取出ポートよりも上方に設けてなる、溶
   融金属をフラツクスガスによつて脱ガスするため
   の渦流タンク反応装置を有する溶融金属脱ガス装
   置において、 上記渦流タンク反応装置に内壁１８と外壁２０
   とを互いに間隔をあけて設け、上記ガス噴射ノズ
   ルの先端部に傾斜面５２を形成し、該傾斜面５２
   と共働して密封状態を形成する部材を上記開口４
   ２内に取り付け、該部材に傾斜面を形成し、上記
   ガス噴射ノズルを上記外壁２０に支持させると共
   に、上記ガス噴射ノズルの傾斜面５２を上記部材
   の傾斜面に密着させ、上記ガス噴射ノズルの先端
   を上記第２の側壁部１４の内壁面とほぼ同一平面
   としたことを特徴とする、溶融金属脱ガス装置。 ２ 前記開口４２に貫通孔４６と円錐形座４８と
   を有するノズルインサート４４を取り付け、ノズ
   ルチツプコーン５０と傾斜面５２とを有するノズ
   ル装置６０をノズルインサートの貫通孔４６に取
   り付け、ノズルチツプコーン５０はノズルインサ
   ート４４の円錐形の座４８と共働してシールを形
   成する、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記チツプコーン５０をアルミナとシリカの
   フアイバー製とする特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の装置。 ４ 前記噴射ノズル装置には供給通路６６の端部
   にオリフイス６８を形成した成形部品６２と成形
   部品６２の後端面に取り付けたロツク用ナツト７
   ２とを有するノズル装置６０と、シール７８を係
   合する凹み７６を有するねじ装置７４とを備え、
   上記シール７８が成形部品６２の後端面７０とね
   じ装置７４との間を気密にシールし、ねじ装置７
   ４がねじ装置に溶接したガス供給管８２の連結装
   置８０を形成する、特許請求の範囲第１項、又は
   第２項、又は第３項に記載の装置。 ５ 前記ノズル装置６０をノズルチツプコーン５
   ０の貫通孔５４に取り付け、チツプコーン５０の
   傾斜面５８が内側リング８６と圧縮ばね８８と共
   働してシールを形成する、特許請求の範囲第１項
   ないし第４項のうちのいずれか１項に記載の装
   置。 ６ 圧縮ばね８８の一端が係合する大直径部９２
   を有する貫通孔９０を形成した内側リング８６を
   備え、上記ばねの他端をねじ装置７４の後端壁９
   ３に係合させ、上記内側リング８６に複数の突出
   部９４を設け、上記突出部は外側リング３０の内
   筒部３６に形成した溝９６に係合保持される、特
   許請求の範囲第１項ないし第５項のうちのいずれ
   か１項に記載の装置。 ７ 内側リング８６に設けた突出部９４を外側リ
   ング３０の溝９６に係合させ、内側リング８６の
   孔９０の大直径部９２に係合するばね８８はねじ
   装置７４の後壁９３を押圧し、ノズル特に成形部
   品６２の傾斜面６４を円錐形ノズルチツプの傾斜
   面に押圧してシールを形成する、特許請求の範囲
   第１項ないし第６項のうちのいずれか１項に記載
   の装置。 ８ ノズル装置６０上にばね８８によつて生じる
   力を調整するために、外側リング３０をフランジ
   ２４の間隔を変化させる手段として外側リング３
   ０の位置をねじ付きボルト２６上の種々の高さに
   ナツト３８とばねワツシヤ４０とによつて定め
   る、特許請求の範囲第１項ないし第７項のうちの
   いずれか１項に記載の装置。