JPH04157051A - 連続鋳造用ノズル - 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】

（産業上の利用分野） この発明は金属の連続鋳造で溶湯注入機能部材として使
用される連続鋳造用ノズルに関するもので、このノズル
が使用される際他の耐火性の機能部材、例えば取鍋用コ
レクターノズルなどの嵌合部での接合圧力を高めて、嵌
合密度と精度を上げることにより、同部位でのシール性
を向上させる為に嵌合部の強度を補強するようにして成
る連続鋳造用ノズルに関するものである。 （従来の技術） 従来の技術について、鋼の連続鋳造操業において、取鍋
とタンデイツシュの間に配置して溶鋼の整流化と空気酸
化を防止する目的で使用されるロングノズルを例にして
述べる。 鋼の連続鋳造においてのロングノズルの役割は、溶湯の
酸化防止と整流を得ることに有るが、特に最近では微妙
な空気の巻込流人による鋼の品質低丁を防ぐことが重要
課題であることは周知のこととなっている。この事から
ロングノズルトップ部での取鍋コレクターとの嵌合部で
のエヤーシール性は、更に重要となって来ており、綱の
品質確保の上からは勿論のことであるがロングノズル自
体の寿命向上による操業コストの低減化の見地からも早
急に対処解消しなければならない大切な問題点である。 嵌合部を主体とするロングノズルトップ部の構造は従来
、第１図に示す形が一般的で、単に鉄皮２ａによる同部
位の、補強が採られていた。その製造方法としては成形
、焼成された素材の外周部を一定形状と寸法に加工せし
めて成る本体１ａに耐火モルタル３ａを介して補強保護
鉄皮２ａを装填した後モルタルを乾燥させて鉄皮２ａを
固定した補強保護方法であるが、その後補強の程度を高
める必要に迫られ第２図に示す如き方法に改良されたの
である。即ち等厚の鉄皮２ａでの補強は、その強度が限
定されエヤーのリーク吸入などの不具合が顕在化して来
たことから、嵌合部の集中補強策としての鉄皮の局部厚
肉化６ａが採られ問題点をクリヤーして来ていたのであ
る。なお４ａは嵌合テーパ面、５ａはトップブリックで
ある。 （＠明が解決しようとする問題点） ロングノズルにおける従来からの嵌合部周辺の補強には
前述のようにその使用条件に応じた種々の方法がそれら
の対策として実用化されこれまでにおける操業をほぼ滴
だしていたのであるが、しかしながら近時連続鋳造にか
けられる鋼はその品質レベルを一段と高める二とと、更
なる多連鋳化が狙われる環境へと変化し、従来レベルで
は、これらを満足することが出来ない実状にあった即ち
第１図においても第２図に於いても補強保護鉄皮２ａは
ロングノズル本体１ａとの嵌合構造で耐火モルタル３ａ
を介しており、熱間においてモルタルの高熱化とロング
ノズルの振動や多数回繰返し使用による鉄皮の変形やズ
レ嵌合テーパー面４ａでの割れ圧力が高められ、嵌合部
の強度不足から来たす局部そして嵌合密度と精度向上の
為にロングノズルの支持押上など、モルタルを介したこ
とに起因する不具合の為に嵌合部の嵌合密度が低下し嵌
合精度を損うこととなり、結果として狙いの鋼の品質と
、長時間の連続操業が実現出来なくなり、連続鋳造操業
上杵されない状況となるファクターとなっていた。 そして以上の様にこれらの問題点を解決できる手段が切
望されているものである。 （問題点を解決するための手段） この発明は前述の様な背景のもとで、種々の問題点に対
してこれらを解消することを狙いとしてなされたもので
、その詳細についてその例を上述同様に綱の連続鋳造で
、取鍋とタンデイツシュの間で使用されるロングノズル
について述べる。 即ちこの発明はロングノズルの取鍋のコレクターノズル
との嵌合テーバ部の強度を大巾に向上させることにより
嵌合、圧力を高めて、嵌合密度を向上させると共に嵌合
精度を極めて高いレベルに保持して、その嵌合信頼性を
高めて、鋳造する鋼の品質と、多数回繰返し使用を狙い
通りのレベルで実現して鋳造操業の信頼性を上げて安定
化させる目的でなされたものである。 ロングノズルのトップテーパ部の取鍋コレクターとの嵌
合部に、同部位トップの肉厚に対して３〜５５％の大き
さの補強用リングをロングノズル本体外周にその目地厚
さをＯ〜１．２ミリメートルにして配設して極めて信頼
性の高い補強を成した嵌合部を有したロングノズルを容
易にしかも能率良くしかも廉価で得るものである。 補強用リングはその材質に炭素繊維強化炭素複合材料な
どのセラミックを適用してその断面形状を円形、半円形
、矩形、台形及び多角形のものが適用できる。そしてこ
の補強用リングは連続鋳造の操業条件に合わせその配設
を一重以上とすることができ広範な条件に対して対応可
能である。 補強用リングの形状で第３図Ａに示す形状は。 ロングノズルの使用条件で間歇繰返し使用の様に熱履歴
が繰返される様な操業やこれに近似して鉄皮の緩み易い
条件などでは補強リングが緩む場合も考えられ、この場
合は補強リングセット部のロングノズルの切欠き部を補
強リングの縦寸法よす太き目に設定をすることにより密
着することから、熱履歴を受けても常に補強リングが被
補強面に対して密着し、緩みは吸収され補強効果が低下
することなくその機能を発揮出来る。 このロングノズルを使用して操業される鋼の連続鋳造方
法では上述のことから、その鋳造される綱の品質と鋳造
コストの低減化を極めて安定的にしかも容易に実現し得
るもので、この発明はこの様に連続鋳造の信頼性を高め
るに足りるロングノズルを提供するにある 次にこの発明を綱の連続鋳造における取鍋とタンデイツ
シュの間で使用されるロングノズルの場合の図面第３図
により詳述する。 先ず補強用リングの材質例として炭素繊維強化炭素複合
材（ＣＣコンポジット＝ＣａｒｂＯｎｌＯＯ％）などの
セラミック材質で台形断面のものがある。 モして１はロングノズル本体であり、２は補強保護用鉄
皮３は耐火性モルタルであり、４は嵌合テーバ面であり
、６は補強用リングである。 綱の連続鋳造操業でのロングノズルでの不具合の発生は
１４００℃〜１５００℃の高熱下での物理的衝撃や熱応
力により首折れや割れ、局部の異常な溶損などの不具合
が起きるが、この中で特に取鍋コレクターとの嵌合部で
の不具合発生は鋼の品質に悪影響を来たし重大な欠陥の
因子とさせ更にはそれ以降の操業続行を不可能にするな
ど鋼の連続鋳造を極めて不安定で信頼性の低いものとし
てしまうものであってこれの解決が切望される所以であ
る。 ロングノズル材質の例として黒鉛３０．５重量％　アル
ミナ６４．８重量％　炭化珪素４．３重量％により構成
される骨材部に１０．５重量％の有機バインダーを添加
した配合物を混練して得られた坏土を加圧成形し還元焼
成した素材を外形加工したものである。 このロングノズルのトップテーバ部外側に補強用保護鉄
皮２を耐火性モルタル３により係止固定した後、セラミ
ック材質の補強用リング６を目地厚さＯにて装着した、
この補強用リング６配設の為のロングノズル本体１の切
欠部は補強用リング６の高さに２ミリメートルを加えた
深さとした。 このリングをロングノズルトップ部よりドーナツ状のリ
ング鉄皮（補強保護鉄皮２の一部分）で覆い、鉄皮リン
グを鉄皮本体に溶接係止した、この係止は、この他ネジ
止めでも可能である。このリングは補強用リングの浮上
り防止と、補強保護鉄皮２の下方へのズレ防止を図り全
体の構造強度を狙い通りに保持する為のものである。 補強用リング６の材質並に形状は、ロングノズルの使用
条件やロングノズルの大きさにより適宜選択出来る。 この補強を施したロングノズルは、コレクターノズルと
の嵌合が極めて緊密でしかも高い精度のシールを可能と
するものでありこのロングノズルを使用しての連続鋳造
の品質を目標通りのレベルに保って、ロングノズルの寿
命も狙いを充分に満たすことが出来るものである。 ここで補強用リングの水平方向の肉厚をロングノズルの
同部位水平方向の肉厚に対してその３〜５５％の範囲と
したのは、３％以下では補強の効果が得られず５５％以
上ではロングノズル自体の強度が不安定となり補強の意
味が失われるからである。 又補強用リングの目地厚さをＯ〜１．２又と限定したの
は１．２ミリメートル以上の厚さとした場合、目地材配
置密度の安定性を欠いて不均一となり、補強効果を損う
からである。 （作用） この発明のロングノズルは、上述の如くの構成としてあ
り、連続鋳造操業での使用時に、取鍋のコレクターノズ
ルとの嵌合シール性においてその嵌合密度を極めて大と
し緊密で高いシール精度が得られることから、鋳造時の
嵌合部からの空気の巻込が大きく抑制される。この為鋳
造片の品質が狙い通りのレベルに安定的に実現されるこ
とと、嵌合部の空気酸化が抑えられることによる、ロン
グノズルの廃却要因中高い比率にある接合部面荒が起き
難くなり、その寿命も従来比大きく高める効果が得られ
、連続鋳造のトータルランニングコストの大巾ダウンと
、信頼性を高めることとなった。 （＠明の効果） この発明のロングノズルを鋼の鋳造で使用した結果、鋳
片品質が狙いのレベルを達成しその上バラツキが従来の
／４１．どなった、又ロングノズル寿命も従来比１．２
７倍となり、トータルした大きな効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明について取鍋とタンデイツシュ間で使用
されるロングノズルを例にしたもので、第１図及び第２
図Ａ、Ｂは従来の縦断面図、第３図Ａ、Ｂはこの発明ノ
ズルの縦断面図である。 １、ｌａ・・・本体、２，２ａ・・・補強保護鉄皮、３
゜３ａ・・・耐火モルタル、４，４ａ・・・嵌合テーバ
面、５ａ・・・トップブリック、６・・・補強用リング
、６ａ・・・局部厚肉化、 特許出願人　　明智セラミックス株式会社代理人　弁理
士　大　　矢　　　須和夫１１７　第 第　８ （Ａ’） （Ｂ） ′　図 （Ｂ） 手続補正書 平成２年１１月１３日 特許庁長官　植松　敏　殿　　　　　　　　　１ツ１　
事件の表示 平成２年　特　許　願第　２７８３０１　　、号事件と
の関係　　特許出願人 住　所　　岐阜県恵那郡明智町１６１４番譚４代理人〒
４５６ 住　所　　名古屋市熱田区沢上−丁目１番１ＯＮ５　補
正命令の日付　　自　発補正 ７　補正の内容 別紙のとおり 明細書 １、発明の名称 連続鋳造用ノズル ２、特許請求の範囲 １）　他の耐火性機能部材との接続を行なう為の嵌合部
に補強用リングを配設し嵌合部強度を補強して成るノズ
ルにおいて、補強用リングをその材質が炭素繊維強化炭
素複合材料などのセラミックを適用配設されたものとし
て成る連続鋳造用ノズル。 ２）　補強用リングをその断面形状が円形、半円形、矩
形、台形及び多角形のものを適用して成る請求項１記載
の連続鋳造用ノズル。 ３）　補強用リングを連続鋳造用ノズルの嵌合部の水平
方向肉厚に対して、その３〜５５％の大きさのものとし
て成る請求項１記載の連続鋳造用ノズル。 ４）　補強用リングをその配設が一重以上として成る請
求項１記載の連続鋳造用ノズル。 ５）　補強用リングの目地厚をＯ〜１．２ミリメートル
にして成る請求項１記載の連続鋳造用ノズル。 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） この発明は金属の連続鋳造で溶湯注入機能部材として使
用される連続鋳造用ノズルに関するもので、このノズル
が使用される際他の耐火性の機能部材、例えば取鍋用コ
レクターノズルなどの嵌合部での接合圧力を高めて、嵌
合密度と精度を上げることにより、同部位でのシール性
を向上させる為に嵌合部の強度を補強するようにして成
る連続鋳造用ノズルに関するものである。 （従来の技術） 従来の技術について、鋼の連続鋳造操業において、取鍋
とタンデイツシュの間に配置して溶鋼の整流化と空気酸
化を防止する目的で使用されるロングノズルを例にして
述べる。 綱の連続鋳造においてのロングノズルの役割は、溶湯の
酸化防止と整流を得ることに有るが、特に最近では微妙
な空気の巻込流人による鋼の品質低下を防ぐことが重要
課題であることは周知のこととなっている。この事から
ロングノズルトップ部での取鍋コレクターとの嵌合部で
のエヤーシール性は、更に重要となって来ており、綱の
品質確保の上からは勿論のことであるがロングノズル自
体の寿命向上による操業コストの低減化の見地からも早
急に対処解消しなければならない大切な問題点である。 嵌合部を主体とするロングノズルトップ部の構造は従来
、第１図に示す形が一般的で、単に鉄皮２ａによる同部
位の、補強が採られていた。その製造方法としては成形
、焼成された素材の外周部を一定形状と寸法に加工せし
めて成る本体１ａに耐火モルタル３ａを介して補強保護
鉄皮２ａを装填した後モルタルを乾燥させて鉄皮２ａを
固定した補強保護方法であるが、その後補強の程度を高
める必要に迫られ第２図に示す如き方法に改良されたの
である。即ち等厚の鉄皮２ａでの補強は、その強度が限
定されエヤーのリーク吸入などの不具合が顕在化して来
たことから、嵌合部の集中補強策としての鉄皮の局部厚
肉化６ａが採られ問題点をクリヤーして来ていたのであ
る。なお４ａは嵌合テーパ面、５ａはトップブリックで
ある。 （＠明が解決しようとする問題点） ロングノズルにおける従来からの嵌合部周辺の補強には
前述のようにその使用条件に応じた種々の方法がそれら
の対策として実用化されこれまでにおける操業をほぼ満
たしていたのであるが、しかしながら近似連続鋳造にか
けられる鋼はその品質レベルを一段と高めることと、更
なる多連鋳化が狙われる環境へと変化し、従来レベルで
は、これらを満足することが出来ない実状にあった。 即ち第１図においても第２図に於いても補強保護鉄皮２
ａはロングノズル本体１ａとの嵌合構造で耐火モルタル
３ａを介しており、熱間においてモルタルの高熱化とロ
ングノズルの振動や多数回繰返し使用による鉄皮の変形
やズレモして嵌合密度と精度向上の為にロングノズルの
支持押上圧力が高められ、嵌合部の強度不足から来たす
回部テーバ面４ａでの割れなど、モルタルを介したこと
に起因する不具合の為に嵌合部の嵌合密度が低下し嵌合
精度を損うこととなり、結果として狙いの綱の品質と、
長時間の連続操業が実現出来なくなり、連続鋳造操業上
杵されない状況となるファクターとなっていた。 そして以上の様にこれらの問題点を解決できる手段が切
望されているものである。 （問題点を解決するための手段） この発明は前述の様な背景のもとで、種々の問題点に対
してこれらを解消することを狙いとしてなされたもので
、その詳細についてその例を上述同様に綱の連続鋳造で
、取鍋とタンデイツシュの間で使用されるロングノズル
について述べる。 即ちこの発明はロングノズルの取鍋のコレクターノズル
との嵌合テーパ部の強度を大巾に向上させることにより
嵌合、圧力を高めて、嵌合密度を向上させると共に嵌合
精度を極めて高いレベルに保持して、その嵌合信頼性を
高めて、鋳造する鋼の品質と、多数回繰返し使用を狙い
通りのレベルで実現して鋳造操業の信頼性を上げて安定
化させる目的でなされたものである。 ロングノズルのトップテーバ部の取鍋コレクターとの嵌
合部に、同部位トップの肉厚に対して３〜５５％の大き
さの補強用リングをロングノズル本体外周にその目地厚
さをＯ−１，２ミリメートルにして配設して極めて信頼
性の高い補強を成した嵌合部を有したロングノズルを容
易にしかも能率良くしかも廉価で得るものである。 補強用リングはその材質に炭素繊維強化炭素複合材料な
どのセラミックを適用してその断面形状を円形、半円形
、矩形、台形及び多角形のものが適用できる。そしてこ
の補強用リングは連続鋳造の操業条件に合わせその配設
を一重以上とすることができ広範な条件に対して対応可
能である。 補強用リングの形状で第３図Ａに示す形状は、ロングノ
ズルの使用条件で間歇繰返し使用の様に熱履歴が繰返さ
れる様な操業やこれに近似して鉄皮の緩み易い条件など
では補強リングが緩む場合も考えられ、この場合は補強
リングセット部のロングノズルの切欠き部を補強リング
の縦寸法よす太き目に設定をすることにより、熱履歴を
受けても常に補強リングが被補強面に対して密着するこ
とから、緩みは吸収され補強効果が低下することなくそ
の機能を発揮出来る。 このロングノズルを使用して操業される綱の連続鋳造方
法では上述のことから、その鋳造される鋼の品質と鋳造
コストの低減化を極めて安定的にしかも容易に実現し得
るもので、この発明はこの様に連続鋳造の信頼性を高め
るに足りるロングノズルを提供するにある。 次にこの発明を鋼の連続鋳造における取鍋とタンデイツ
シュの間で使用されるロングノズルの場合の図面第３図
により詳述する。 先ず補強用リングの材質例として炭素繊維強化炭素複合
材（ＣＧコンポジット＝Ｃａｒｂｏｎ１００％）などの
セラミック材質で台形断面のものがある。 そしてｌはロングノズル本体であり、２は補強保護用鉄
皮、３は耐火性モルタルであり、４は嵌合テーパ面であ
り、６は補強用リングである。 綱の連続鋳造操業でのロングノズルでの不具合の発生は
１４００℃〜１５００℃の高熱下での物理的衝撃や熱応
力により首折れや割れ、局部の異常な溶損などの不具合
が起きるが、この中で特に取鍋コレクターとの嵌合部で
の不具合発生は綱の品質に悪影響を来たし重大な欠陥の
因子とさせ更にはそれ以降の操業続行を不可能にするな
ど綱の連続鋳造を極めて不安定で信頼性の低いものとし
てしまうものであってこれの解決が切望される所以であ
る。 ロングノズル材質の例として黒鉛３０．５重量％　アル
ミナ６４．８重量％　炭化珪素４．３重量％により構成
される骨材部に１０゜５重量％の有機バインダーを添加
した配合物を混練して得られた坏土を加圧成形し還元焼
成した素材を外形加工したものである。 このロングノズルのトップテーバ部外側に補強用保護鉄
皮２を耐火性モルタル３により係止固定した後、セラミ
ック材質の補強用リング６を目地厚さＯにて装着した、
この補強用リング６配設の為のロングノズル本体１の切
欠部は補強用りング６の高さに２ミリメートルを加えた
深さとした。 このリングをロングノズルトップ部よりドーナツ状のリ
ング鉄皮（補強保護鉄皮２の一部分）で覆い、鉄皮リン
グを鉄皮本体に溶接係止した、この係止は、この他ネジ
止めでも可能である。このリングは補強用リングの浮上
り防止と、補強保護鉄皮２の下方へのズレ防止を図り全
体の構造強度を狙い通りに保持する為のものである。 補強用リング６の材質並に形状は、ロングノズルの使用
条件やロングノズルの大きさにより適宜選択出来る。 この補強を施したロングノズルは、コレクターノズルと
の嵌合が極めて緊密でしかも高い精度のシールを可能と
するものでありこのロングノズルを使用しての連続鋳造
の品質を目標通りのレベルに保って、ロングノズルの寿
命も狙いを充分に満たすことが出来るものである。 ここで補強用リングの水平方向の肉厚をロングノズルの
同部位水平方向の肉厚に対してその３〜５５％の範囲と
したのは、３％以下では補強の効果が得られず５５％以
上ではロングノズル自体の強度が不安定となり補強の意
味が失われるからである。 又補強用リングの目地厚さを０〜１．２×と限定したの
は１．２ミリメートル以上の厚さとした場合、目地材配
置密度の安定性を欠いて不均一となり、補強効果を損う
からである。 （作用） この発明のロングノズルは、上述の如くの構成としてあ
り、連続鋳造操業での使用時に、取鍋のコレクターノズ
ルとの嵌合シール性においてその嵌合密度を極めて大と
し緊密で高いシール精度が得られることから、鋳造時の
嵌合部からの空気の巻込が大きく抑制される。この為鋳
造片の品質が狙い通りのレベルに安定的に実現されるこ
とと、嵌合部の空気酸化が抑えられることによる、ロン
グノズルの廃却要因中高い比率にある接合部面荒が起き
難くなり、その寿命も従来比大きく高める効果が得られ
、連続鋳造のトータルランニングコストの大巾ダウンと
、信頼性を高めることとなった。 （発明の効果） この発明のロングノズルを鋼の鋳造で使用した結果、鋳
片品質が狙いのレベルを達成しその上バラツキが従来の
“／３１．どなった、又ロングノズル寿命も従来比１．
２７倍となり、トータルした大きな効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明について取鍋とタンデイツシュ間で使用
されるロングノズルを例にしたもので、第１図及び第２
図Ａ、Ｂは従来の縦断面図、第３図Ａ、Ｂはこの発明ノ
ズルの縦断面図である。 １．１ａ・・・本体、２，２ａ・・補強保護鉄皮、３．
３ａ・・・耐火モルタル、４，４ａ・・・嵌合テーパ面
、５ａ・・・トップブリック、６・・・補強用リング、
６ａ・・・局部厚肉化、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）他の耐火性機能部材との接続を行なう為の嵌合部に
   補強用リングを配設し嵌合部強度を補強して成る浸漬ノ
   ズルにおいて、補強用リングをその材質が炭素繊維強化
   炭素複合材料などのセラミックを適用配設されたものし
   て成る連続鋳造用ノズル。 ２）補強用リングをその断面形状が円形、半円形、矩形
   、台形及び多角形のものを適用して成る請求項１記載の
   連続鋳造用ノズル。 ３）補強用リングを連続鋳造用ノズルの嵌合部の水平方
   向肉厚に対して、その３〜５５％の大きさのものとして
   成る請求項１記載の連続鋳造用ノズル。 ４）補強用リングをその配設が一重以上として成る請求
   項１記載の連続鋳造用ノズル。 ５）補強用リングの目地厚を０〜１．２ミリメートルに
   して成る請求項１記載の連続鋳造用ノズル。