JPH04367367A - ロータリノズル - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、取鍋、タンデイッシュ
のような溶鋼容器の底部に装着され、摺動板煉瓦を回転
させて固定板煉瓦とのノズル穴の開度を調節し、溶鋼等
の注湯量を制御するためのロータリノズルに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ロータリノズルは、転炉から出鋼された
溶鋼を受けて運搬したり、鋳型に注入したりする取鍋や
、取鍋から溶鋼を受けて鋳型に注入するタンデイッシュ
等に広く使用されている。特に、摺動板煉瓦を含むロー
タをヒンジにより回動させて開閉する扉式ロータリノズ
ルは、摺動面を露出させて固定板煉瓦及び摺動板煉瓦の
板面の損傷状態等を肉眼で確認できること、煉瓦の交換
や補修の際に予備セットを準備する必要がなく作業が容
易である等多くの特徴を有するため、最近では数多く使
用されている。

【０００３】このような扉式のロータリノズルは、取鍋
やタンデイッシュ等（以下溶鋼鍋という）の底部に、直
接又は部材を介して取付けられた基盤にヒンジにより回
動可能に装着され、モータ等の駆動源からの減速機出力
を中間歯車を介して、扉に設けた摺動板煉瓦を含むロー
タの歯車に伝達し、このロータ、したがって摺動板煉瓦
を回動することにより、ノズルの開度を調節している。

【０００４】図６は従来のロータリノズルの一例の断面
図である。図において、５１は溶鋼容器の底板、５２は
ボルト５３により底板５１に固定された基盤で、固定板
煉瓦５４が装着されている。５６は溶鋼容器の底板５１
及び基盤５２に貫設した穴から突出し、固定板煉瓦５４
のノズル穴５５と結合する上ノズルである。５７は固定
フレームで、ヒンジ５８により基盤５２に回動可能に装
着されている。５９は固定フレーム５７内に収容され、
球軸受６０を介して軸受ガイド６２上に回動可能に配設
されたロータで、外周には駆動源に連結された歯車（図
示せず）と噛合う歯車６１が設けられており、上部には
摺動板煉瓦６３が収容されている。６５は摺動板煉瓦６
３のノズル穴６４と結合するコレクタノズル、６６はそ
のノズル穴である。６７は固定フレーム５７内に軸受ガ
イド６２と対向して設けた多数のばね座で、軸受ガイド
６２との間にはそれぞれコイルばね６８が介装されてお
り、これら固定フレーム５７、ロータ５９等により扉７
０が構成されている。

【０００５】上記のように構成したロータリノズルにお
いては、溶鋼の注入時には扉７０は閉鎖されて基盤５２
に固定されているので、摺動板煉瓦６３はコイルばね６
８により固定板煉瓦５４に圧着され、溶鋼が漏洩するこ
とはない。なお、必要に応じて駆動源によりロータ５９
を回動し、ノズル穴５５，６４の開度を調整して溶鋼の
注入量を制御する。また、固定板煉瓦５４や摺動板煉瓦
６３の保守点検や交換を行なう場合は、ヒンジ５８を軸
に扉７０を回動すれば、扉７０を開放することができる
。

【０００６】上記のようなロータリノズルは、小型軽量
で動作が確実であるため溶鋼の注湯量の制御装置として
広く実用に供されている。しかしながら、このようなロ
ータリノズルにおいては、固定板煉瓦５４と摺動板煉瓦
６３のノズル穴５５，６４が全開時は、図６に示すよう
に両者の中心線は一致しているが、摺動板煉瓦６３を回
転させてノズル穴５５，６４の開度を絞った場合は、図
７に示すように固定板煉瓦５４のノズル穴５５の中心線
と、摺動板煉瓦６３及びコレクタノズル６５のノズル穴
６４，６６の中心線との間にずれを生じるため、固定板
煉瓦５４のノズル穴５５から出た溶鋼が方向を変えてコ
レクタノズル６５のノズル穴６６の内壁に向って落下し
、コレクタノズル６５のノズル穴６６の内壁を損傷し、
また、内壁に凝固した鋼が堆積して高価なコレクタノズ
ル６５の寿命を著しく短かくしてしまうという問題があ
った。

【０００７】さらに、最近の連続鋳造用のロータリノズ
ルにおいては、図７に示すようにコレクタノズル６５の
下にロングノズル７１を設けることが必須になっている
が、このロングノズル７１はそのノズル穴７２が固定板
煉瓦５４のノズル穴５５同一線上に位置するように固定
されているため、ノズル穴５５，６４を絞ったときにコ
レクタノズル６５のノズル穴６６がロングノズル７１の
ノズル穴７２から外れてしまい、注湯できなくなること
がある。そのため、ロングノスル７１の支持部材に継手
を設けていわゆる首振りをさせているが、構造がきわめ
て複雑で高価になり、好ましくないばかりでなく、ロン
グノズル７１が動くと、溶鋼容器とロングノズル７１と
のシールが困難になる。また、下注ぎのような注入管内
にロングノズル７１を挿入して注湯する場合には、ロン
グノズル７１を動かすと注湯管に当ってしまうなど、種
々問題があった。

【０００８】上述のような従来のロータリノズルの問題
点を解決るするための一例として、特開昭４７−５９０
５号公報に記載された発明がある。この発明は、細長い
円錐台状の摺動体の回転軸線を貫流通路の中心軸線と鋭
角（実施例では７°）をなすように配置し、摺動体貫流
通路の出口開口をあらゆる摺動体位置において、同じ位
置に維持するように構成することにより、流れ出る融成
物が貫流通路を完全に開放した摺動体位置においては自
由かつ垂直に貫流通路を通過し、絞られた摺動位置にお
いてもコレクタノズル下部のノズル穴の位置がずれない
ようにしたものである。

【０００９】また、特開平２−２６３５６２号公報に記
載された発明は、上記と同主旨のロータリノズルにおい
て、環状支持ケーシングと接する吐出ブロックの外周面
の接触部を球面状に形成し、上部ブロックと吐出ブロッ
クの密着摺動面の圧力を均一化するようにしたものであ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】特開昭４７−５９０５
号公報に記載された発明は、孔あき板がケーシングの下
部で支持されており、溶鋼の静圧が直接孔あき板にかか
るため、ケーシング下部との接触面に過剰な面圧が生じ
、孔あき板が損傷することがある。

【００１１】また、特開昭４７−５９０５号公報及び特
開平２−２６３５６２号公報に記載された発明は、いず
れも摺動板煉瓦とコレクタノズルを一体化して摺動体又
は吐出ブロックを構成しているので製造が面倒である。 特に後者においては、環状支持ケーシングと接する吐出
ブロックの外周面を球面状に形成し、傾斜誤差に追従し
うる構造にしているため、構造が複雑で加工が難しいば
かりでなく、球面のすべりが悪いと追従せず、信頼性が
低下する。

【００１２】さらに、摺動体又は吐出ブロックは、ケー
シングを直接ボルトで又はばねパックを介してボルトで
固定するだけで孔あき板又は上部ブロックに圧接してい
るので、両者の接触圧が不均一になり、溶鋼が漏洩し易
く、特に傾斜面の精度が悪いときは両者を密着させるこ
とができない。

【００１３】また、摺動体又は吐出ブロックの下端部は
何れも傾斜面に形成されているので、固定配置されたロ
ングノズルとの連結がきわめて面倒である。

【００１４】さらにまた、前者においては、摺動体を支
持する支持リングに外歯を取付け、この外歯と噛合うラ
ックを作動シリンダで駆動して摺動体を回転するように
しているので、駆動機構、したがって全体がきわめて大
型になる。一方、後者においては、吐出ブロックを支持
する支持ケーシングにウォームギヤを取付けてウォーム
で回転するようにしたのでウォームギヤの回転時にスラ
スト力が働き、吐出ブロックと上部ブロックとの摺動面
が開いて溶鋼の漏洩事故が多発するおそれがあるなど、
多くの問題があり、実現化は困難である。

【００１５】本発明は上記の課題を解決すべくなされた
もので、構造が簡単で煉瓦の製作が容易であり、摺動板
煉瓦が固定板煉瓦に均一に密着して溶鋼が漏洩するおそ
れがなく、コレクタノズルとロングノズルを確実に結合
できるロータリノズルを得ることを目的としたものであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るロータリノ
ズルは、溶鋼容器の底部に固定された基盤と、該基盤に
回転可能に装着された駆動手段と、ノズル穴を有し少な
くとも摺動面がθ°傾斜して形成され、前記基盤に固定
された固定板煉瓦と、ノズル穴を有し、少なくとも摺動
面が前記固定板煉瓦の摺動面に整合する傾斜面に形成さ
れ、コレクタノズルと共に支持手段に固定された摺動板
煉瓦と、前記支持手段の下に配置されて前記駆動手段に
扉状に開閉可能に取付けられ、前記支持手段と該支持手
段が上下に変位可能に結合されたフレームと、該フレー
ムと前記支持手段との間に介装された複数個のばね手段
とを備えたものである。

【００１７】また、上記のロータリノズルにおいて、固
定板煉瓦の摺動面の傾斜角θ°を水平面に対して５°〜
１５°とし、あるいは、コレクタノズルの下端部を球面
状に形成したものである。

【００１８】

【作用】固定板煉瓦のノズル穴と摺動板煉瓦のノズル穴
が全開時は、上ノズル、固定板煉瓦、摺動板煉瓦及びコ
レクタノズルのノズル穴は同一線上にあり、溶鋼は垂直
に落下しロングノズルを経て注湯される。

【００１９】駆動手段によりフレームを回転させると、
その回転は支持部材を介して摺動板煉瓦及びコレクタノ
ズルに伝えられ、固定板煉瓦のノズル穴との開度を調節
し、注湯量を制御する。このとき、固定板煉瓦のノズル
穴の中心を通る垂線と、摺動板煉瓦とコレクタノズルの
ノズル穴の中心を通る線とは、コレクタノズルの下端部
で交り、摺動板煉瓦及びコレクタノズルは常にこの交点
を中心として回転する。

【００２０】このため、コレクタノズルのノズル穴の開
口部は常に固定されたロングノズルのノズル穴に開口し
ているので、溶鋼を確実にロングノズルのノズル穴に注
湯することができる。この場合、コレクタノズルの下端
部を球面状に形成すれば、接合部のシール性を保ちなが
らコレクタノズルは円滑に回転することができる。

【００２１】

【実施例】図１は本発明実施例の底面図、図２は図１の
Ａ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。図に
おいて、１は溶鋼容器の底部５１に直接又は部材を介し
てボルト２により固定された基盤で、その下面は水平面
に対して角度θ°で傾斜した傾斜面３に形成されている
。実施例では、θ°を７．５°とした。４はノズル穴５
６ａを有する上ノズル５６が装着される貫通穴、５は貫
通穴４の下部に形成された水平面の底部を有する凹部で
ある。７は基盤１の凹部５の外周に設けられた環状溝６
内に、球軸受９を介して回転可能に配設されたウォーム
ギヤ、８はこのウォームギヤ７に噛合うウォームである
。

【００２２】１０は上面が水平面に、下面、したがって
摺動面が基盤１の傾斜面３の傾斜角度と同じ角度θ°の
傾斜面に形成された固定板煉瓦で、水平面を上にして基
盤１の凹部５内に配設され、ボルト１２ａにより固定部
材１３ａを介して固定されている。１１は固定板煉瓦１
０の水平面と直交して設けられ、上ノズル５６のノズル
穴５６ａと連通するノズル穴である。

【００２３】１２は水平面に対してθ°傾斜した本体１
３と、この本体１３から垂直に垂下した脚部１４とから
なる支持部材で、上面には水平な底部を有する凹部１５
が形成されており、この凹部１５の中心から偏心して脚
部１４の中心部を貫通する貫通穴１６が設けられている
。

【００２４】１８は固定板煉瓦１０と外形が同形状（但
しノズル穴１９の位置は異なる）の摺動板煉瓦で、水平
面を下にして支持部材１２の凹部１５に配設され、ボル
ト２０により支持部材２１を介して固定されている。１
９は摺動板煉瓦１８の水平面と直交して設けられたノズ
ル穴である。２２は支持部材１２の貫通穴１６内に挿入
支持され、上面が摺動板煉瓦１８の下面に結合されたコ
レクタノズルで、下端部２４は球面状に形成されている
。２３は水平面と直交し、かつ中心位置から偏心して設
けられたコレクタノズル２２のノズル穴である。

【００２５】２５は支持部材１２の下方に支持部材１２
を包囲して配設された有底円筒状のフレームで、底部に
は支持部材１２の脚部１４が挿入される穴２５ａが設け
られている。このフレーム２５のウォーム８の長さ方向
の一方の側には腕２６，２６ａが突設されており、ウォ
ームギヤ７から垂下した支持腕２７，２７ａにピン２８
で連結され、ヒンジ３０を構成している。また、他方の
側にはＵ字状の嵌合溝３２を有する腕３１が突設されて
おり、この嵌合溝３２にはウォームギヤ７から垂下した
支持腕３３に回動自在に軸止されたスイングボルト３４
が嵌入され、ナット３５により固定される。

【００２６】３７〜３７ｃはフレーム２５と支持部材１
２との間に介装されたばね機構で、下端部がフレーム２
５の底部に設けた穴３６に遊嵌され、上端部が支持部材
１２に設けた穴に遊嵌された案内軸３８に、ばね座を介
してコイルばね３９を装着したものである。なお、図に
は４か所にばね機構３７〜３７ｃを設けた例を示したが
、３か所又は５か所以上に設けてもよく、また、コイル
ばね３９に代えて皿ばねを用いてもよい。

【００２７】４１，４１ａはフレーム２５の底部に設け
た貫通穴４０に摺動自在に挿通され、支持部材１２に設
けたねじ穴１７に螺入されたクランプボルトで、支持部
材１２とフレーム２５とを一体的に結合すると共に、ば
ね機構３７〜３７ｃのばね圧を調整するものであり、支
持部材１２はフレーム２５と共動して回転するが、上下
方向には独立して変位することができる。４２はロング
ノズルで、上面にコレクタノズル２２の下端部２４の形
状に対応する球面状の凹部４３を有し、コレクタノズル
２２のノズル穴２３より大きい径のノズル穴４４が設け
られれてコレクタノズル２２が回動可能に結合される。

【００２８】次に、上記のように構成した本発明の作用
を説明する。固定板煉瓦１０と摺動板煉瓦１８のノズル
穴１１，１９が全開のときは、上ノズル５６、固定板煉
瓦１０、摺動板煉瓦１８及びコレクタノズル２２のノズ
ル穴５６ａ，１１，１９，２３は同一垂直線上にあり、
またロングノズル４２のノズル穴４４もコレクタノズル
２２のノズル穴２３とほぼ同一垂直線上にある。これに
より、溶鋼鍋内の溶鋼は、上ノズル５６のノズル穴５６
ａから各ノズルのノズル穴内をほぼ垂直に落下して注湯
される。

【００２９】固定板煉瓦１０と摺動板煉瓦１８のノズル
穴１１，１９を全閉する場合は、ウォーム８を駆動源（
図示せず）によって駆動し、ウォームギヤ７を回転させ
る。ウォームギヤ７の回転は支持腕２７，２７ａ及び３
３を介してフレーム２５に伝えられ、フレーム２５の回
転は支持部材１２のコーナー部とフレーム２５のコーナ
ー部とによって支持部材１２に伝えられる。そして支持
部材１２に固定された摺動板煉瓦１８を固定板煉瓦１０
の傾斜した摺動面に沿って回転させる。このとき、コレ
クタノズル２２はその下端部がロングノズル４２の凹部
４３に沿って回転し、摺動板煉瓦１８の回転及び傾斜に
追従する。図４は摺動板煉瓦１８のノズル穴１９を、全
開位置から１８０°回転させたときの状態を示す。

【００３０】図４から明らかなように、摺動板煉瓦１８
を１８０°回転したときでも、上ノズル５６と固定板煉
瓦１０のノズル穴５６ａ，１１の中心線Ｏ−Ｏと、摺動
板煉瓦１８とコレクタノズル２２のノズル穴１９，２３
の中心線Ｏ１−Ｏ１　とは、コレクタノズル２２の下端
部で交わる。即ち、摺動板煉瓦１８とコレクタノズル２
２とは上記交点Ａを中心に回転するので、摺動板煉瓦１
８のノズル穴１９がどのような位置にあっても、Ａ点、
しがたってコレクタノズル２２のノズル穴２３の開口部
は常に同じ位置にあって、ロングノズル４２のノズル穴
４４上に開口している。

【００３１】このため、図４に破線ａ，ｂ，ｃで示すよ
うに、摺動板煉瓦１８が回転してもコレクタノズル２２
のノズル穴２３の開口部は、常にロングノズル４２のノ
ズル穴４４上に開口しているので、従来のようにロング
ノズル４２に首振り動作をさせる必要がなく、その位置
に固定することができる。

【００３２】固定板煉瓦１０や摺動板煉瓦１８の摺動面
などの保守点検やこれらの交換を行なう場合は、ロング
ノズル４２を外したのちクランプボルト４０及び４１を
締め、支持部材１２を下降させてばね力を拘束し、スイ
ングボルト３４のナット３５を緩めて回動させ、嵌合溝
３２から外してヒンジ３０を中心にフレーム２５を回転
させれば、フレーム２５、支持部材１２、摺動板煉瓦１
８及びコレクタノズル２２からなるユニットが扉状に開
かれ、固定板煉瓦１０及び摺動板煉瓦１８の摺動面を露
出するので、これらを容易に点検したり交換したりする
ことができる。

【００３３】保守点検や交換などが終ったときは、ヒン
ジ３０を軸にフレーム２５を回転させて回転ユニットを
閉じ、スイングボルト３４を嵌合溝３２に嵌入してナッ
ト３５を締める。ついでクランプボルト４０，４１を緩
め、固定板煉瓦１０と摺動板煉瓦１８の摺動面に面圧が
かかるようにする。このとき、支持部材１２及び摺動板
煉瓦１８は、複数か所に設けたばね機構３７〜３７ｃに
より均等に押上けられるので、摺動板煉瓦１８を固定板
煉瓦１０の摺動面に均一な圧力で密着させることができ
る。

【００３４】図５は本発明の他の実施例の要部を示す模
式図である。図１〜図３の実施例では、固定板煉瓦１０
及び摺動板煉瓦１８の摺動面を傾斜させ、他方の面は水
平に形成した場合を示したが、図５に示すように、固定
板煉瓦１０と摺動板煉瓦１８の摺動面を傾斜させると共
に、他方の面も摺動面と平行に傾斜させてもよい。但し
、この場合は上ノズル５６の下面、コレクタノズル２２
の上面もこれらの傾斜に合せて傾斜させることが必要で
ある。

【００３５】固定板煉瓦１０及び摺動板煉瓦１８を上記
のように構成しても、図１〜図３の実施例と同様の効果
を得ることができる。

【００３６】上記の説明では、基盤１の下面及び支持部
材１２の上面を固定板煉瓦１０と摺動板煉瓦１８の摺動
面の傾斜角度に合せて傾斜させた場合を示したが、基盤
１の下面及び支持部材１２の上面を水平に形成してもよ
い。また、フレーム２５、したがって摺動板煉瓦１８の
回転にウォームギヤ７とウォーム８を使用した場合を示
したが、ヘリカルギヤとスパーギヤを用いるなど、他の
駆動手段を利用してもよい。

【００３７】さらに、ロングノズル４２との結合を容易
にし回転を円滑にするために、コレクタノズル２２の下
端部を球面状に形成した場合を示したが、ロンズノズル
４２と結合しない場合は、コレクタノズル２２の下端部
を平坦に形成してもよい。なお、上記の実施例では、固
定板煉瓦１０と摺動板煉瓦１８の摺動面の傾斜角度θ°
を、水平面に対して７．５°に設定した場合を示したが
、実験の結果によれば、この角度θ°は５〜１５°の範
囲が適当であることが確認された。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るロータリノズルは、固定板煉瓦と摺動板煉瓦の少
なくとも摺動面を傾斜して形成し、摺動板煉瓦及びコレ
クタノズルをコレクタノズルの下端部を中心に回転させ
るようにしたので、次のような効果を得ることができる
。

【００３９】（１）摺動板煉瓦とコレクタノズルを別体
に構成したので製造が容易であり、また、摺動板煉瓦を
良質の材料で、コレクタノズルをこれよりややグレイド
の低い材料で製造できるので、コストを低減することが
できる。

【００４０】（２）固定板煉瓦と摺動板煉瓦の外形を同
じ形状としたので同じ金型で製造でき、コストを低減す
ることができる。

【００４１】（３）摺動板煉瓦をばね手段により固定板
煉瓦に圧着させるようにしたので、摺動面の傾斜精度が
悪くても（製造上、取付上発生することがある）両煉瓦
の摺動面の密着性を保つことができる。

【００４２】（４）駆動手段を基盤に取付け、駆動手段
の正転又は逆転時に発生するスラスト力を球軸受を介し
て基盤が受ける構造としたので、摺動板煉瓦に影響を与
えることはない。

【００４３】（５）コレクタノズルの下端部を球面状に
形成したので、ロングノズルとの結合が容易であり、ま
たコレクタノズルが円滑に回転することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の底面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。

【図４】本発明実施例の作用説明図。

【図５】本発明の他の実施例の要部を示す模式図。

【図６】従来のロータリノズルの一例の断面図。

【図７】図６のロータリノズルの作用説明図。

【符号の説明】

１　　基盤 ７　　ウォームギヤ ８　　ウォーム ９　　球軸受 １０　　固定板煉瓦 １１，１９，２３，４４　　ノズル穴 １２　　支持部材 １８　　摺動板煉瓦 ２２　　コレクタノズル ２５　　フレーム ３０　　ヒンジ ３４　　スイングボルト ３７〜３７ｃ　　ばね機構 ４１，４１ａ　　ボルト ４２　　ロングノズル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　溶鋼容器の底部に装着され、摺動板煉
   瓦を回転させて固定板煉瓦とのノズル穴の開度を調節し
   、溶鋼等の注湯量を制御するロータリノズルにおいて、
   前記溶鋼容器の底部に固定された基盤と、該基盤に回転
   可能に装着された駆動手段と、ノズル穴を有し少なくと
   も摺動面がθ°傾斜して形成され、前記基盤に固定され
   た固定板煉瓦と、ノズル穴を有し、少なくとも摺動面が
   前記固定板煉瓦の摺動面に整合する傾斜面に形成され、
   コレクタノズルと共に支持手段に固定された摺動板煉瓦
   と、前記支持手段の下に配置されて前記駆動手段に扉状
   に開閉可能に取付けられ、前記支持手段と該支持手段が
   上下に変位可能に結合されたフレームと、該フレームと
   前記支持手段との間に介装された複数個のばね手段とを
   備えたことを特徴とするロータリノズル。
2. 【請求項２】　　前記固定板煉瓦の摺動面の傾斜角θ°
   を水平面に対して５°〜１５°としたことを特徴とする
   請求項１記載のロータリノズル。
3. 【請求項３】　　前記コレクタノズルの下端部を球面状
   に形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のロー
   タリノズル。