JPH04270057A - 金属鋳造装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属鋳造装置、特に、測
量した量の溶解鋼を鋳造する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、容器のベースに出口ノズルを備え
た例えばひしゃく、おけざら、或いは鋳造ボックスのよ
うな容器を有する金属鋳造装置を提供することはよく知
られており、この場合、溶解金属は容器からノズルを通
ってそれに対応するモールドへ流れ、その流れは容器内
に垂直方向に位置する伸長ストッパーで制御され、その
ストッパーのノーズ端はノズルと共働し、それによって
、容器に対するストッパーの軸方向の動きにより、ノズ
ルは溶解鋼の所望の流量比に従って開閉される。容器が
炉からの溶解金属で充填される時、耐火材料に対する熱
衝撃を減らすため、容器とそれに関連する装置は典型的
には１０００℃台の温度まで予加熱される。この溶解金
属は最高１６００℃の温度である。容器はそれから、注
入されるモールドの上方に位置づけられる。その時スト
ッパーはノズルに着座していて、ノズルを閉鎖している
。そこでストッパーは制御された方法で持ち上げられる
と、溶解金属がモールド内へ流れ、モールドがいっぱい
になると、ストッパーは下降して前記金属流を止める。 その容器、又はモールドを移動させ、次のモールドへ注
入できるようにする。この方法は、容器から溶解金属が
排出されて空になるまで続き、それからストッパーは下
降してノズルを閉じ、この位置に係止される。鋳造工程
中、容器内にスラッグが形成される。このスラッグは溶
解金属より軽いので、溶解金属の表面にたまる。かくし
て、一旦、容器から溶解金属が排出されても、ストッパ
ーの下端やノズルのまわりにスラッグがいくらか残留す
る。

【０００３】新しく溶解金属を容器に満たす前に、その
容器からスラッグを取り除く必要があり、これは容器を
逆さにすることにより行われ、それによってスラッグは
容器から落下するか、或いはくま手でかき出される。し
かしながら、ストッパー支持機構は比較的もろい構造を
有し、特に、ストッパーが普通、横行支持腕にいわゆる
ロータロッドによって取り付けられるそのロータロッド
で、前記逆さにする時、ストッパーが損傷したり、破壊
されたりするので、ストッパーを取りかえるのに高価な
費用がかかる。

【０００４】ヨーロッパ特許第００８４４１６号は、ロ
ータロッドを有する前述の通常の配置より、逆さにする
時の損傷がより少ないような剛直なストッパー支持機構
を詳述している。スラッグを除去した後、容器とそれに
関連する装置はその直立位置に戻され、そして予加熱さ
れ、次の鋳造工程のため溶解金属で満たされる。それか
ら前述の手順をくり返す。しかしながら、その装置の構
成部材、特にストッパーの操作寿命に悪影響を与えるよ
うな重大な問題が生じる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】鋳造工程中、避けるこ
とのできないストッパー、特にそのノーズ端に摩耗が生
じ、ストッパーのノーズ端のまわりにスラッグがどうし
ても形成され、それがそこにたまることが二重に重なる
と、ストッパーのノーズ端がノズルに粘着してしまう。 かくして、ノズルを開くためにストッパーが持ち上げら
れる時、ストッパーがノズルから剥されなければならな
い。その時、ストッパーが破壊することがあり、新しい
ストッパーに取りかえなければならないこともある。さ
らに、たとえその接着状態をはがしても、ストッパーの
ノーズ端が多くは損傷しており、ストッパーが下降して
ノズルに着座していても、容器からノズルを通って漏れ
が生じることがある。かくして、所与のストッパーが使
用される容器の充填回数は非常にまちまちであり、最悪
の場合には、各鋳造ごとに別のストッパーを必要とする
ことさえある。これは明らかに経済的にも好ましくない
ことである。そこで、前述の欠点をできるだけ有しない
ような金属鋳造装置を提供することが望ましく、特に、
スラッグの形成によりストッパーがノズルに粘着するの
を防ぐ金属鋳造装置を提供することが望ましい。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、鋳造さ
れる溶解金属を容れる容器と、その容器は溶解金属が通
過するノズルをそのベースに有する事と、前記容器内に
ある事実上直立した伸長ストッパーとで成る金属鋳造装
置であって、前記ストッパーは前記ノズルの近くに下方
ノーズ端を有し、そのストッパーは、ストッパーのノー
ズ端が着座してノズルを閉鎖する閉鎖した操作位置と、
ストッパーのノーズ端がそこから移動してノズルを開く
開放した非操作位置との間で容器に対して相対的に移動
するように仕組まれており、前記鋳造装置はさらに、バ
リヤ部材を有し、これは溶解金属が容器から排出され、
ストッパーがその開放位置にある時、ノズルとストッパ
ーのノーズ端との間に配置され、このバリヤ部材はこの
金属鋳造装置の予加熱及び事後加熱に関連した温度に耐
えることのできる耐火材で構成されるが、これは溶解金
属に関連した温度で燃焼し、それによって変形を生じ、
ストッパーがその閉鎖位置へ戻るとき、バリヤ部材はノ
ズルとストッパーのノーズ端の形になじむことを特徴と
する。

【０００７】かくして、バリヤ部材が適所に位置し、ス
トッパーがその操作位置にある時、ストッパーのノーズ
端とノズルとの対向面は互いに接触せず、それらの間に
介在するバリヤ部材の対向側と接触するので、このバリ
ヤ部材はストッパーとノズルのまわりにスラッグがたま
っているにも拘らず、ストッパーがノズルに粘着するの
を防止する。

【０００８】さらに、バリヤ部材の変形性により、スト
ッパーのノーズ端とノズルとの間でシールとしても作用
し、かくして、たとえノーズ端が損傷しても、ストッパ
ーがその操作位置にある時、ノズルを通る漏れをも防止
する。溶解金属に関連した温度でバリヤ部材の材料が燃
えるという可燃性は、ストッパーがノズルから離れてそ
の非操作位置へ上昇するや否や、バリヤ部材が溶解金属
にさらされ、それによって燃焼することを確実にする。

【０００９】好ましくは、バリヤ部材は、ストッパーの
ノーズ端及びノズルより放射方向で外方に配置された周
囲部分を有し、そのバリヤ部材はほぼディスク形に形成
するのがさらに望ましい。その結果、バリヤ部材はセラ
ミック繊維材、好ましくはＫＡＯＷＯＯＬ（登録商標）
で構成する。この金属鋳造装置は、ストッパーのノーズ
端とノズルとの間のその操作位置にバリヤ部材を位置づ
けるためにアプリケータと一緒に備えることもできる。 そのアプリケータは好ましくは、その上端又は上端近く
にハンドルを有し、その下端又は下端近くに、バリヤ部
材を受け入れる支持手段を有する伸長部材と、バリヤ部
材をその操作位置へ位置づける間、バリヤ部材を支持手
段の上に保持する保持装置とで成り、前記保持装置はア
プリケータを容器から移動させる時、バリヤ部材を前記
操作位置へ放すようになっている。

【００１０】

【実施例】ここで、本発明の実施例を１つの実施例によ
り、添付図面に関連しながらもっと詳しく説明すること
にする。容器２内には全体を符号８で示す円筒形ストッ
パーが直立位置で配置され、その丸味を有するノーズ端
１０は出口ノズル４の窪部分６に着座してそのノズル４
を塞ぐような形に形成される。

【００１１】ストッパー８は全体を符号１２で示す機構
により支持され、その機構は容器２に取り付けられた支
持板１４に装着される。この機構はヨーロッパ特許第０
０８４４１６号に事実上記載されていて、支持板１４に
装着された主支持軸１６を有し、その支持軸はラックを
有し、このラックにピニオン１８がかみ合い、それをハ
ンドル２０によって回転させることにより、支持軸１６
を普通の方法でコンテナ２に対して上下動させるように
仕組まれている。

【００１２】横行アーム２２はストッパー８を支持軸１
６に接続する。アーム２２の一端はストッパー８の上方
部分を包囲するクランプ２４を有し、全体を符号２６で
示す接続ブロックはアーム２２の他端を支持軸１６に固
定する。それによって、アーム２２はブロック２６に固
定される前に、ブロック２６に対して相対的に前後移動
及び側方への動きが可能となる。この全体の配置はスト
ッパー８のノーズ端１０がノズル４の窪部分６に非常に
正確に整列するように構成されている。前述のように、
前述の配置に関する主な問題は、ストッパー８がその閉
じた操作位置にある時、出口ノズル４の窪部分６のまわ
りにスラッグがたまることにより、ストッパー８のノー
ズ端１０が窪部分６にくっつくので、ストッパーがノズ
ル４の閉じたその操作位置からノズルの開いたその非操
作位置まで上昇移動しにくくなり、その結果、ストッパ
ー８のノーズ端が損傷したり、及び／又はストッパー８
が破壊したりする傾向があることである。

【００１３】この問題を回避するために、ストッパー８
のノーズ端１０と、出口ノズル４の窪部分６との間にバ
リヤ部材がディスク２８の形で存在する。特に、このデ
ィスク２８はセラミック繊維で製造された可撓性のある
高強度の紙でつくられ、ＫＡＯＷＯＯＬ（登録商標）の
名称が印されている。ディスク２８の材料の無機成分は
酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の５０〜５３％と、こ
して分離することのできる塩化物５０ｐｐｍを含む酸化
シリコン（ＳｉＯ２）の４７〜５０％とで成り、その材
料は最高１２６０℃の温度に連続的に耐えることができ
る。ディスク２８の材料はその本質的な可撓性を保持し
ながら紙にその冷間処理強度を与えるように、約６％の
有機結合材好ましくはアクリルポリマーを含む。この結
合材は、他の高強度、高可撓性セラミック繊維紙に一般
に使用されるような、例えばネオプレンを主にした結合
材に伴って生じる酸性煙霧を発生することなしに約３０
０℃で燃える。

【００１４】ディスク２８は窪部分６とストッパー８の
ノーズ端１０との間で出口ノズル４の窪部分６の上に位
置し、ストッパー８がノズル４を閉鎖するその最下操作
位置にある時、ディスク２８はストッパー８のノーズ端
１０と出口ノズル窪部分６との間に圧縮され、これらの
両部材間にバリヤを構成し、第３図に示すようにノズル
４をシールする。ディスク２８がこの位置にある時、そ
の周囲部分３０はディスク２８の残り部分から直立し後
述の理由でストッパー８の下方部分を包囲する。

【００１５】ディスク２８は以下のように使用される。 新ストッパー８を使った装置の最初の注入、ストッパー
８とノズル４との間にディスク２８を使用しないでこれ
を行ったのち、ストッパーをその閉鎖した操作位置にし
た状態で容器とそれに関連する部材をひっくり返すこと
により、鋳造工程中に形成されたスラッグを除去する。 容器をそれから元の位置に戻し、ストッパー８を持ち上
げてノーズ部分１０を窪部分６から引き抜き、容器２に
溶解金属を再び充填する前に、ストッパー８と出口ノズ
ル４との間にディスク２８を挿入する。

【００１６】ディスク２８は全体を符号３２で示すアプ
リケータを使って挿入される。このアプリケータ３２は
上端近くにハンドル３６を有する外側中空管３４と、そ
の下端を横切って伸長し、その上にディスク２８を受け
入れるようになった支持板３８とで成る。可動ロッド４
０は管３４の全長にわたって伸長し、支持板３８上に着
座し、管３４の上端から突出する。ディスク２８は支持
板３８上に配置され、例えば支持板３８とロッド４０の
下端との間にディスク２８を締めつけるために、使用者
は片手でアプリケータ３２のハンドル３６を保持し、他
方の手でロッド４０の上端を保持する。使用者はディス
ク２８を図１に示す位置へ動かし、ロッド４０を上方へ
移動させてディスク２８から離脱させ、図２に示すよう
に出口ノズルの窪部分６を横切ってディスク２８を残す
ようにアプリケータ３２を移動させる。

【００１７】ストッパー８がその操作位置まで下降して
可撓性ディスク２８を変形させ、それによって前記ディ
スク２８は図３に示すように、ストッパー８のノーズ端
１０とノズル４の窪部分６との形に一致させ、それによ
って、出口ノズル４をシールし、次回の溶解金属を容器
２に充填する準備ができる。ストッパー８がこの位置に
ある時、ディスク２８の外側部分３０はストッパー８の
下端を包囲する環状カップを形成し、それによって、ス
トッパー８に付着しているスラッグは全て、容器２を逆
さにした後のものであって、それを元の位置に戻すと、
ストッパー８から次第にすべり落ちて、ディスク２８の
外側部分３０へ受け入れられるので、ストッパー８のノ
ーズ部分１０及び／又はノズル４の窪部分６を汚すこと
がない、

【００１８】かくして、ディスク２８はストッパー８と
出口ノズル４との間のバリヤ部材となり、ストッパー８
のノーズ部分１０がノズルの窪部分６に接着するのを防
ぎ、ストッパー８がその開放した非操作位置へ上昇する
とき、ストッパー８やノズル４に損傷を与えることがな
い。さらに、ストッパー８とノズル４との間のシールと
してディスク２８が存在するので、ストッパー８のノー
ズ端１０をこえて漏れることがない。さもなければ、ス
トッパーのノーズ端１０が摩耗したり、損傷した場合、
又、ストッパーを長期使用している時にこのような漏れ
が生じる。

【００１９】ディスク２８が一旦、挿入され、ストッパ
ー８がその閉鎖位置にある時、装置は約１０００℃まで
予加熱され、次回の溶解金属量を受容する準備ができる
。そのディスクの物理的特性はディスクがそのような温
度に容易に耐えるようなものである。約１６００℃の温
度の溶解金属をそれから容器へ注入し、その溶解金属に
触れるディスク部分３０は直ちに消耗するので、アクリ
ルポリマー結合材を使用するため酸性煙霧が発生するこ
とがなく、それによって、溶解金属が汚れたり、その品
質を低下させることもない。ディスク２８の残り部分は
出口ノズル４をシールし続ける。

【００２０】金属を注入したいとき、ストッパー８を持
ち上げる場合、ディスク２８があるために、ストッパー
８の下方部分からのこの持ち上げに対する抵抗はない。 そのように持ち上げられる時、ディスク２８の残り部分
は直ちに溶解金属により燃焼するので、ディスクを汚す
ことがない。かくして、容器２からの第２回目の注入は
、オリジナルストッパー８により容易に行われ、ストッ
パー８、又はノズル４に損傷を与えることがないことが
判る。

【００２１】同一ストッパーを使って前述の手順を反復
するが、注入後で、溶解金属が再び充填される前に、バ
リヤ部材が挿入され、そのバリヤ部材があるために、こ
の装置は長時間、周囲温度に保持され、ストッパーはノ
ズルに接着することがない。さもなければ接着してしま
う。かくして、多数回プロセスに普通に伴って生じる不
確定要素を排除し、通常の使用により、ストッパーが摩
耗するまで単一のストッパーを使用することができ、そ
れによって鋳造装置のコストを非常に低減させることが
できる。

【００２２】従来、金属の鋳造に関連する温度はその鋳
造工程に関連する長期の問題を克服するため補足手段の
導入になじまない比較的運転しにくい環境を提供すると
考えられてきた。しかしながら、この所望のバリヤ部材
はその耐火性と本質的な物理的、科学的特性のために、
これらの全ての問題を解決し、従来より一層経済的な費
用で連続的かつ適切な一連の注入を行うことができる。

【００２３】ディスク２８のもうひとつの効果はそれが
ストッパー８を出口ノズル４から絶縁することであり、
それによって、これらの部材の耐火材はより長時間、熱
い状態を保ち、溶解材料はストッパー８のノーズ端１０
及び出口ノズル４のまわりで冷える機会が少ないので、
鋳造のスタートをよりよく制御することができる。さら
に、バリヤ部材を備える以前では、このような装置は、
ストッパー８のノーズ端１０と出口ノズル４の窪部分６
との間のスラッグシールをできるだけ熱くすることによ
り、次に容器に注入される溶解金属でスラッグがよりう
まく溶け、ノズルを通って第１回の注入が行われるとき
ストッパー８が出口ノズル４に接着するのを防ぐチャン
スが生まれるように、長時間の予加熱を必要とした。

【００２４】

【発明の効果】もはやスラッグシールは使用しないので
、装置の予加熱量がかなり少なくてすむのでエネルギー
コストの節約となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の一部を示し、バリヤ部材は開放
ストッパーとノズルとの間にまさに位置づけられようと
するところである。

【図２】バリヤ部材が開放ストッパーとノズルとの間に
位置づけられた図１の装置を示し、

【図３】ストッパーがその操作閉鎖位置にあるような図
１、２の装置を示す。

【符号の説明】

２　　　　容器 ４　　　　出口ノズル ６　　　　窪部分 ８　　　　ストッパー １０　　　　ノーズ端 １４　　　　支持板 １６　　　　主支持軸 １８　　　　ピニオン ２０　　　　ハンドル ２２　　　　アーム ２４　　　　クランプ ２６　　　　接続ブロック ２８　　　　ディスク ３０　　　　ディスクの末端部分 ３２　　　　アプリケータ ３６　　　　ハンドル ３８　　　　支持板 ４０　　　　ロッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鋳造される溶解金属を容れる容器（２
   ）と、前記、容器は溶解金属を通過させるためにそのベ
   ースにノズル（４）を有する事と、前記容器（２）内に
   ある事実上直立した伸長ストッパー（８）とで成り、前
   記ストッパー（８）は前記ノズル（４）の近くに配置さ
   れた下方ノーズ端（１０）を有し、しかもそのストッパ
   ー（８）は、ストッパー（８）のノーズ端（１０）が着
   座してノズルを閉鎖する閉じた操作位置と，ストッパー
   のノーズ端（１０）がそこから移動してノズル（４）を
   開放させる開放非操作位置との間を容器（２）に対して
   相対的に移動するように仕組まれており、さらに、バリ
   ヤ部材（２８）を有し、このバリヤ部材は、容器（２）
   から溶解金属が排出されてストッパー（８）がその開放
   位置にある時、ノズル（４）とストッパー（８）のノー
   ズ端（１０）との間に配置され、前記バリヤ部材（２８
   ）はその装置の予加熱及び事後加熱に関連する温度に耐
   えることのできる耐火材で形成されるが、溶解金属に関
   連する温度で燃焼可能であり、それによって変形可能で
   あり、ストッパーがその閉鎖位置に戻る時、バリヤ部材
   （２８）はノズル（４）とストッパー（８）のノーズ端
   （１０）の形になじむことを特徴とする、金属鋳造装置
   。