JPH0371971A - 溶融金属用容器における介在物滞留装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、容器内の溶融金属、すなわち、例えばタン
ク、取鍋、分配装置、タンデイツシュなどのような容器
内に入れられている溶融金属中の介在物を容器内に保留
しておくための装置に関するものである。

この発明は、とくに溶融金属（スチール）を受は入れ、
溶融金属をインゴット鋳型又は連続鋳造プラントの鋳型
内へ流すためのタンデイツシュ用流出装置に関するもの
であるが、それに限らない。

水冷鋳型へ連続的に鋳込む方法では、スチールは取鍋か
らタンデイツシュへ流されるが、タンデイツシュは底上
の鋳型に対応する位置に出口を持っている。鋳型に向か
うスチールの流れを制御するために、タンデイツシュは
下方からのスライドゲートノズルか、又は上方からのプ
ラグを備え、又は自由流出の場合には出口ノズルだけを
備えている。使用される流出方式に従って、出口部分は
、鋳込みの開始時に冷却を避けるために、出口部分は使
用前に上から又は下からバーナーで加熱される。タンデ
イツシュに到達してそこで出口まで広がるスチールの最
初の部分は、低温と介在物とによって鋳込まれるが、そ
の介在物は、鋳込み開始時に内張材からの耐火材粒子、
砂、及びスチールの酸化から来るものである。

加熱が不充分な場合には、次の欠点がとくにスライドゲ
ートノズルと自由流出との場合に起る。

Ｌ　出口におけるスチールの冷却。

え　連続したスチールの最初の部分への介在物の添加が
、最初の部分の品質低下又はスクラップ化を起こす。

＆　初期のスチール中に存在する介在物が、タンデイツ
シュの下方に設置されたデイツプチューブを部分的に詰
らせることとなる。

これまでは、これらの問題を避けるために例えばダムが
そこに作られたが、そのダムは初期のスチールを堰で止
めることによって介在物を上昇させようとするものであ
り、またその後の熱いスチールを初期の冷えたスチール
と混合することによって、スチール量を増して初期の鋳
込み温度を上昇させようとするものであった。しかし、
これは表面に浮遊する介在物が初期の段階に出口に到着
することを防止できず、従って既に記載したように、初
期スチール流の品質低下をもたらしたり、又は鋳込みの
開始操作を困難にすることとなった。

また、出口に使用するよう提案されたフィルターは、冷
却による閉塞又は困難のために、これらの問題を解決す
ることができなかった。

その後の発展過程では、出口の上方で堰き止めたりｐ過
したりすることとは無関係に、開始チューブがスライド
ゲートノズルと共に使用されたが、開始チューブは円筒
形をして出ロスブルーと同じ直径を持っていて、出口に
一時的に隔壁を構成するから、開始温度は上昇するが、
開始チューブの上端又は開始チューブに設けられた溢出
開口への到着時に、開口は、表面上に浮遊する介在物が
、最初に開口へ入るのを防ぐことができなかった。

この発明は、鋳込み流が介在物を含まないことを確実に
する方法について、最初に述べた種類の装置を提供する
という課題に基づくものである。

これは、クレームに示されているような特徴によって遠
戚される。

この発明の要旨は、保護リングの形をした円形の浮揚性
物体であって、浮揚性物体は、スラグが出口に到達する
ことを防ぐために、開始チューブ又はプラグ、又は自由
流出の場合には適当な装置上に案内されるものである。

保護リングは、禁止部材として働き、スラグ粒子などが
上縁を乗り越えて保護リングの内がわ空間へ行くことが
できないように、上部を溶融金属浴の上面から突出させ
ている。金属浴の上面からの突出は、金属浴の現実の高
さには関係なく、金属浴の表面に浮遊している粒子又は
金属浴そのものに応じて、保護リングの形と比重とを適
当に選択することによって遠戚することができる。

開始チューブを使用する場合には、保護リングの上方へ
の移動をストッパーで制限することができる。これは、
保護リングが開始チューブから外れることを防いでいる
。

また、保護リングは、開始チューブ又は溢出開口に対し
て特定の位置に固定することができる。

これは、望ましくない渦巻効果、すなわち取鍋の交換の
場合に、低下するタンデイツシュ内の溶融金属の高さを
打ち消すことができる。

この発明の好ましい具体例によると、開始チューブはま
たその下部にも開口を持つことができる。

しかし、その開口は、最初はシート材料の小片で閉じら
れていて、鋳込みが始まる時にはその開口は何の作用も
しない。溶融浴の高温作用を受けて、シート材料が終局
的に溶融されると、スチールがその開口を通って出口内
へ流れることができる。

正常の溶融手順では、開始チューブの上部にある溢出開
口がこの機能を満たすので、これは実際には必要でない
。しかし、この一連の操作の終りに、スチールがタンデ
イツシュから流出して、その結果はんの少量の残留物が
残るだけである（いわゆるボタン）、という機能をこれ
らの開口が肩代わりしている。

添付の図面を参照して、実施例によって以下にこの発明
をさらに説明する。

その場合、第１図は、タンデイツシュに設けられたスラ
イドゲートノズルと共に使用された、この発明に係る鋳
込み装置の垂直断面を示し、第２図は、修正された開始
チューブを持った第１図と同様な装置の垂直断面を示し
、第３図はプラグ閉止具と共に使用された、この発明に
係る鋳込み装置の垂直断面を示している。

第１図と第２図とにおいて、タンデイツシュ１３は、消
耗に応じて取り替えることのできる内張材１３Ａを備え
ている。この内張材１３の下方に恒久的な内張材１４と
断熱性内張材１５とがある。

１６は、タンデイツシュのケーシングそのものを指して
いる。

タンデイツシュはその底に出口又は鋳込み口４を持ち、
その出口への入口はタンデイツシュの内部では開始チュ
ーブ１によって包囲されている。

開始チューブ１はその上端近くに開口３を持っている。

保護リング２は開始チューブ１を包囲し、タンデイツシ
ュが空のときにタンデイツシュの底上に位置している。

溶融スチールが充満しているときには、溶融スチールの
表面はスラグ層１１と被覆断熱層１０とで覆われ、両層
は、出口４から鋳込まれるべきスチールを汚染する粒子
の源をなしている。

第１図の開始チューブは上端が開いているが、第２図に
示した具体例では開始チューブ１は、チューブ１よりも
大きな直径の蓋２３を持っているので、２１でチューブ
よりも突出している。

第３図には、底に出口４を持ったタンデイツシュが示さ
れているが、出口４はプラグ６で閉じられている。保護
リング２がプラグ６を包囲しており、タンデイツシュが
空か、又は溶融スチール１２でまさに満たされ始めよう
とする時に、保護リングはタンデイツシュの底上に位置
している。保護リング２の操作は、第１図及び第２図の
開始チューブ１で用いられる操作に非常に似ている。実
際に、個々の鋳込み装置、即ちスライドゲートノズル１
７を持ち、又はプラグ６を持ち、又は自由流出するよう
な個々の装置に対するこの発明の使用条件は、むしろ類
似しているから、便宜上この発明を主として第１図と第
２図とに関連して以下に記載し説明する。

第１図に示したような開始チューブ１は、出口の直径に
対応する内径を持ち、タンデイツシュの底に付設されて
出口４を包囲し、固定され、シールされているので、最
初はスチールが出口４に直接到達できなくて、従ってチ
ューブ１は浮上することができない。上記のチューブ１
は、上端が開口しており、上端近くでタンデイツシュの
底から予め定められた距離のところにスロット３を持っ
ており、スロットは、そこを通過して流れるスチールの
量が、出口の予め定められた直径に対応する量よりも、
大きいような寸法にされている。チューブｌの周りには
保護リング２が設けられており、その幾何学的形状と浮
力とは、スチール１２によって生じる浮力のために浮上
し、スチール１２中に部分的に沈められ、一部がスラグ
１１と断熱層１０上に突出するような、浮遊位置を取る
ようにされている。鋳込みの初期にタンデイツシュ内で
スチールが上昇するために、リング２は、開始チューブ
１に沿って上方へ移動し、従ってスロット３を通ってス
ラグがあふれ出るのを防いでいる。

第１図ではリング２が開口３を閉じるものとして示され
ているが、点線位置ではスラグ、断熱層１１及び１０が
開口３を通過する。保護リング２がさらに上昇するに従
い、開口３が露出し、その時スチールの表面以下で、ス
チールが開口を通って、綺麗な汚れていない状態で出口
へ流れることができる。

タンデイツシュを最終スチールの高さまで充満させると
、リング２は完全に浮き上り、役に立たなくなる。チュ
ーブ１が適所にとどまる限り、また取鍋が交換されると
きでも、スチールの高さの低下によって特徴づけられれ
ば、チューブ１はいわゆる渦巻効果を禁止し、すなわち
、スラグが出口へ流入するのを抑制する。一連の鋳込み
を行ったあとで、スロット３の流入高さによって限界付
けられるタンデイツシュ内残留スチールが、余すに大量
となるのを避けるために、チューブｌは、連の鋳込みの
終りに、チューブがその位置を離れて浮き上るか、又は
チューブが機械的にそうせざるを得ないように設計され
ている。

一連の操作を全うしたあとでも、なおシステム全体の機
能を維持するために、チューブ１は、鋳込み作業中に、
浮上するリング２がチューブ１の上部でそれ以上浮上し
ないように設計されていてもよい。この具体例は第２図
に示されている。

以前のように、開始チューブ１はその上部に溢出開口３
を備えており、開口３は特定の高さを持ち、開始チュー
ブ１の周りに分散されている。溢出開口３は出口４の入
口側開口に対して調整される全表面を持っている。チュ
ーブｌは、上端にカバー２３を備えているが、カバー２
３は一体に作られても、別の蓋でもよい。

数字２１はカバー２３の突起を示し、右手がわに点線で
示したように、突起は、浮上するリングが上方で開始チ
ューブ１から外れるのを防いでいる。

この具体例では、開始チューブ１の下方領域に別の開口
２２が示されているが、そのような開口が複数個開始チ
ューブｌの周りに分散して設けられてもよい。開口２２
はシート素材２２Ａで閉じられ、これらの開口は最初何
の役目も果たし得ないようにされている。しかし、溶融
スチール１２の温度が作用してシート２２Ａが溶融され
ると、スチールが開口２２内に流入する。開口２２は開
始チューブのむしろ下部に位置しているので、タンデイ
ツシュは一連の鋳込みの終りに殆んど空になるというこ
とになる。この場合には、浴の高さの低下とともに、保
護リング２が開口３と同様に開口２２を覆うので、スラ
グ１１又は断熱材１０の何れも、鋳込み流に到達すると
いう危険がない。

普通の実施に比較すると、これまで用いられて来た方法
では、実際の開始操作後に開始チューブ１が除去されて
いたから、そのような開始チューブの使用は有利である
。従来法では、タンデイツシュからの鋳込みにより、介
在物が鋳込み流の中へ入るという危険を生じる。

こうして、一連の鋳込み作業中又は取鍋の交換による一
連の鋳込み作業の終りに、スチールの高さがスロット３
の高さにまで低下するときに、浮上するリング２は、再
びスラグと粉末とがチューブ１内に流入することを禁止
する、という結果となる。

また、チューブは注入システムを下から加熱できるよう
に設計されるが、それは今日では普通の手段である。そ
うする場合には、バーナーから来る廃ガスが内部本体内
のスロット３を通って、問題を起さずに逃げることがで
きるように、注意しなければならない。従って、注入シ
ステムの加熱は一層激しくして、バーナーの加熱時間又
はエネルギー密度を少なくする。普通のタンデイツシュ
を上から加熱してはならない理由はない。なぜならば、
下からの加熱と上からの加熱との両システムは、互いに
独立して働らくことができるからである。加熱後の大量
の熱貯蔵のために、同様に良好な予熱が維持されている
間は、タンデイツシュの加熱と使用との間の中断時間を
延長することが可能である。

（第１図によれば、また自由流出に妥当な条件がそこに
記載されている。この発明によれば、保護リング２に対
して提供される案内は、第１図に示されたような開始チ
ューブ１の形に対応する円筒形を持つことができ、その
形はまた上端が開放している。） 冷間開始自由流出の場合、ノズルの適当な一時的閉塞、
個々の鋳込み流を生じるチューブ１におけるスロット３
の色々な高さによって、個々の流れを適当におくらせて
自動的に開始させることができる。このシステムは、加
熱の直後でタンデイツシュへのスチールの供給前に、タ
ンデイツシュの底上に断熱のために目的とする被覆剤を
設けるのに用いることができる。なぜならば、チューブ
１の周りで浮上するリング２は、伴なわれるスラグ又は
なおバラバラの被覆剤が鋳込みシステム内へ流入するの
を防ぐからである。これは、これまで起こっていたスチ
ール表面での酸素の導入を避け、同時に熱の放散を減少
させ、及び／又は開始後の最初の数分間におけるタンデ
イツシュ内のスチールの鋳込み温度の低下を避けること
になる。

プラグで制御するタンデイツシュの場合には（第３図）
、浮上するリング２がプラグの周りに設けられ、リング
は流入するスチールとともに浮上し、鋳込みの間、スラ
グ又は介在物が含まれたスチール領域内でプラグが次第
に侵蝕されるのを抑制する。底の被覆剤が部分的に起こ
す塊の生成を、プラグの機能に影響するスラグとともに
、避けることができる。プラグ６とリング２との間に塗
布されるスラグ剤及び／又は被覆剤によって、リング２
とプラグ６との間の隙間７で起こりそうな酸化を避ける
ことができる。スラグ剤と被覆剤は、リング２の成分で
ある。プラグを妨害しないで、スラグ生成剤及び／又は
被覆剤を添加する利点は明白である。しかし、被覆剤及
び／又はスラグ生成剤を別々にリング２とプラグ６との
間に塗布することができる。これとは別に、プラグ６と
一緒に用いられると、リング２は鋳込みの開始時期に、
プラグの先端における適当な熱平衡に影響する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る装置の垂直断面図であり、第
２図はこ、の発明に係る他の装置の垂直断面図であり、
第３図はこの発明に係るさらに別の装置の垂直断面図で
ある。 図において、１は開始チューブ、２は浮揚性物体又は保
護リング、３はスロット又は開口、４は出口、６はプラ
グ、７は隙間、１０は断熱層、１１はスラグ、１２は溶
融スチール、１３はタンデイツシュ、１３Ａ、１４及び
１５は内張材、１６はタンデイツシュのケーシング、２
１は突起、２２は開口、２２Ａはシート素材、２３はカ
バーであるＯ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋳込み用の出口を持つた溶融金属収容用の容器にお
   いて、保護リングの形をした円形の浮揚性物体（２）が
   出口（４）を包囲しており、溶融金属（１２）の表面上
   に浮遊している粒子（１０、１１）が出口（４）に入る
   のを、浮揚性物体（２）が防ぐことを特徴とする、溶融
   金属内に含まれた介在物を容器内に滞留する装置。 ２、保護リングの形状と比重とは、リングの下端が溶融
   金属（１２）中に浸漬され、リングの大部分が溶融金属
   の表面上に浮上するようにされていることを特徴とする
   、特許請求の範囲第１項による装置。 ３、保護リング（２）の材料の比重が、溶融金属（１２
   ）の比重よりも、表面に浮かんでいる粒子の比重に一層
   近くされていることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項又は第２項に記載する装置。 ４、保護リング（２）が、下端に向かつて細くなる断面
   を持ち、好ましくは円錐状外形のものであることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１、２又は３項に記載する装
   置。 ５、保護リング（２）が耐火材で作られていることを特
   徴とする、特許請求の範囲第１−４項の何れか１つの項
   に記載する装置。 ６、保護リング（２）が、とりわけスラグ形成剤及び被
   覆剤を含んでいることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １−５項の何れか１つの項に記載する装置。 ７、出口が自由流出の連続鋳造プラント方式のものであ
   り、浮揚性物体（２）が、溶融金属（１２）の深さの大
   きくなるに従つて、上方に浮揚するよう強制されている
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１−６項の何れか
   １つの項に記載する装置。 ８、鋳込み装置が出口を閉じるためのプラグを持つてお
   り、浮揚性物体（２）がプラグ（６）を離れて包囲して
   おり、溶融金属（１２）の高さが増すに従つてプラグ（
   ６）を浮上させ、溶融金属の高さが低下するときにプラ
   グ（６）を下げ戻して出口（４）を包囲し、それによつ
   て溶融金属の表面上に浮遊している粒子（１０、１１）
   の侵蝕からプラグを保護することを特徴とする、特許請
   求の範囲第１−６項の何れか１つの項に記載する装置。 ９、鋳込み装置が出口に付設された出発チユーブを持つ
   ており、出発チユーブは溶融金属の溢出開口を持つてお
   り、溢出開口は、出発チユーブの上部に周囲方向に分散
   されていて、溶融金属が溢出開口に到達したあとでだけ
   出口を通つて鋳込まれ、浮揚性物体（２）は、出発チユ
   ープ（１）を離れて包囲しており、溶融金属（１２）の
   高さの上昇とともに出発チユーブ（１）を浮上させ、そ
   れによつて溶融金属の表面上に浮遊している粒子（１０
   、１１）が、溢出開口（３）に入ることを防いでいるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１−６項の何れか１
   つの項に記載する装置。 １０、出発チューブ（１）が上端（２３）で閉じられる
   か、又は蓋によつて覆われていることを特徴とする、特
   許請求の範囲第９項に記載する装置。 １１、蓋（２３）の直径が出発チユーブ（１）の直径よ
   りも大きくて、従つて保護リング（２）が上端に到達し
   たとき、蓋の突出部（２１）は保護リング（２）がさら
   に上方へ移動するのを防いでいることを特徴とする、特
   許請求の範囲第１０項に記載する装置。 １２、出発チユーブ（１）の下部に開口（２２）が設け
   られ、開口（２２）が溶融可能なシート片（２２Ａ）に
   よつて閉じられていることを特徴とする、特許請求の範
   囲第９−１１項の何れか１つの項に記載する装置。