JPH0457430B2 - - Google Patents

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JPH0457430B2
JPH0457430B2 JP59034776A JP3477684A JPH0457430B2 JP H0457430 B2 JPH0457430 B2 JP H0457430B2 JP 59034776 A JP59034776 A JP 59034776A JP 3477684 A JP3477684 A JP 3477684A JP H0457430 B2 JPH0457430 B2 JP H0457430B2
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JP
Japan
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gas
molten metal
sliding
sectional area
nozzle
Prior art date
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Application number
JP59034776A
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English (en)
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JPS60177951A (ja
Inventor
Akihiko Kusano
Shinichi Fukunaga
Hiroshi Kano
Nobuhiko Kaji
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH0457430B2 publication Critical patent/JPH0457430B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14Closures
    • B22D41/22Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B22D41/42Features relating to gas injection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、装置全閉時の溶鋼の凝固を防止する
ことができる取鍋、タンデイツシユ等の溶鋼用容
器のスライデイングノズル装置に関する。 〔従来技術〕 現在、溶鋼の鋳込みにおいて、スライデイング
ノズル装置を備えた溶鋼用容器が、一般に使用さ
れており、鋳造途中において、浸漬ノズルを交換
する場合には、摺動プレートをスライドさせ、溶
鋼の流れをストツプして行つている。しかし、交
換作業中に溶鋼流通孔内の溶鋼が凝固してしま
い、浸漬ノズル交換終了後に摺動プレートをスラ
イドさせて再開孔しても溶鋼排出が出来なくなる
事故が発生していた。 この事故防止対策として、不活性ガスをスライ
デイングノズル装置の固定プレートの内部溶鋼流
通孔内に吹込む方法が採られている。 第1図に、この方法の構成を示す。 第1図において、1は溶鋼容器の底2に設けら
れた上部ノズル、3は上部ノズル1の下部に固定
された上部ノズル1と合致する溶鋼流通孔4を有
する固定プレート、5は固定プレート3の下部に
摺動自在に取り付けられ固定プレート3の溶鋼流
通孔4と合致する溶鋼流通孔6を有する摺動プレ
ート、7は摺動プレート5の溶鋼流通孔6の下部
に固定された下部ノズルである。 固定プレート3の溶鋼流通孔4の内周部には、
ガス吹込リング8が目地9を介して嵌め込まれて
おり、外部に通じるガス導入孔10を通して導入
されたアルゴンガス等の不活性ガスを固定プレー
ト3の溶鋼流通孔4に吹き込むことによつて上部
ノズル1内及び固定プレート3の溶鋼流通孔4内
の溶鋼を攪拌し、溶鋼の凝固による閉塞を防止し
ていた。 発明者等はガス吹き込みによる攪拌効果を生か
すためにはガス吹込リングの耐用性、信頼性を向
上させることが最も重要であると考え、種々検討
の結果、高耐火性、高耐食性繊維状耐火物を利用
したガス吹込リングの開発に成功した。以下順に
説明する。 ガス吹込リングについては従来から次の二つの
タイプが用いられている。 (a) 通気性の良い多孔質耐火物のリング。 (b) 貫通細孔を複数個有する耐火物のリング。 しかし、いずれも大きな欠点を持つている。即
ち、(a)は粒度構成により通気性の良い組織を得る
ため、微粉の少ない中粒配合とし、且つ気孔率は
通常耐火物の3倍〜5倍と高く、低強度である。
したがつてガス吹込による溶融金属の流動摩耗に
弱く、耐用性が悪い。また平均気孔径は小粒径を
選択することで小さくすることができるが、通気
性確保の面から制約があり、中粒構成(多くの場
合2〜0.5mm)とすることを余儀なくすることか
ら比較的大きな気孔(例えば40μ以上が30%以
上)が存在する。したがつて、このような気孔に
は溶融金属が容易に侵入し凝固するため、ノズル
孔状に溶融金属がある時はガス吹込を中断するこ
とはできない。中断すれば気孔に侵入し、凝固し
た金属によつて必要な時の再度のガス吹き込みは
確保できなくなる。 次に前記(b)の耐火物リングは通常の耐火物と同
様に緻密組織を有するれんがから成ることから、
高強度であり、且つ材質の選択とあいまつて耐食
性は優れたものが得られる。しかし細孔は、ガス
の吹込みを中断すると溶融金属が容易に通過でき
る大きなものであるため、前記(a)の耐火物と同様
に、ノズル孔内に溶融金属がある時のガス吹込中
断は不可能である。このため、スライデイングノ
ズルプレート使用中は無意味なガス吹込みも続け
る必要があり、高価なガスの場合の経済的不利や
耐用面でのマイナスなどが生ずる。 溶融金属特に溶銑・溶鋼は1500℃〜1650℃程度
で処理されることが多いが、これらの耐火物細孔
への侵入はCantorの法則によると、浴深と侵入
限界気孔径の関係はほぼ第3図に示す通りで、1
m程度の浴深では細孔々径が40μm以下であれば
生じないと考えられるが、この様な細孔を製造時
あるいは加工によつて多数設けたことは技術的に
きわめて困難であり、且つ経済的でない。図中a
は溶融メタル侵入のない領域を示している。 〔発明の目的〕 本発明はかかるガス吹込プロセスにおいて、溶
融金属の気孔への侵入を完全に防止し、ガス吹込
の断続作業を可能にし、かつ高耐用性のガス吹込
可能なスライデイングノズル装置を提供すること
を目的とする。 〔発明の構成〕 本発明は溶融金属容器の流出口に設けた上部ノ
ズルと、その下に設けた固定プレートと、この固
定プレートと密着して協働する摺動プレートとを
有するスライデイングノズル装置において、同固
定プレートに内部に溶鋼流通孔を形成する環状の
緻密質耐火物基体を設け、同緻密質耐火物基体
に、一端を溶融金属接触面に臨ませるとともに、
他端を吹込みガス供給系に連通してなる孔を3ケ
以上設け、同孔に耐火性フアイバー収束体を介挿
したことを特徴とするガス吹込機能を有するスラ
イデイングノズル装置に係るものである。 上記固定プレート構造における耐火性フアイバ
ー収束体は、例えば炭素(無定形でも黒鉛でも)
質、炭珪質、炭化硼素質、炭化タングステン質、
炭化モリブデン質などの炭化物、窒化硼素質、窒
化珪素質などの窒化物、あるいは金属質、更には
有機質フアイバー、例えばノボラツクタイプのフ
エノール樹脂より得たもの等の非酸化物系フアイ
バー、アルミナ質、アルミナ−シリカ質、ジルコ
ニア質、特殊ガラス質繊維等酸化物系フアイバ
ー、更にこれらを混合あるいは結合させた複合フ
アイバーなどを、前記孔(細孔)に単位通気断面
径を100μ以下、好ましくは40μ以下となるよう充
填することによつて構成する。 充填する耐火性フアイバーの材質は使用条件に
よつて1種又は2種以上の組合せとすることも可
能である。溶鋼の場合は高温で且つスラグの侵食
も考慮する必要があるため、炭素質、炭珪質など
の非酸化物系フアイバーとか純アルミナ質、ジル
コニア質などの高融点、高耐食性酸化物系フアイ
バーを使用しなければ耐用性を得てないことが多
いが、溶銑ではシリカ−アルミナ質やガラス繊維
質などでも十分耐用し得ることが判明している。 細孔又は空〓への耐火性フアイバーの充填方法
は、ガス吹込リングの本体を構成する耐火物(焼
成、不焼成れんが又は不定形耐火ブロツクが使用
出来、その材質は酸化物系、非酸化物系、カーボ
ン系耐火物)をガス供給側からガス吹出側まで連
続的で通気性が保持されるように、該耐火性フア
イバーの束が存在する様に整形又は装入する。 前記耐火性フアイバーはガスの流れ方向に、そ
の長手方向を一致させることが望ましいが、加工
したものを用いる場合、例えば織布、ひも、フエ
ルト等も使用できるが、そのような場合も本発明
に含まれる。 又、耐火性フアイバーの束を予め本体とは別の
耐火性管の中にセツトしたもの、あるいは同種ま
たは異種の耐火性フアイバーで被覆したもの等
を、本体耐火物に予め設けられた所定の細孔には
め込む方法をとつても差支えなく、これも本発明
に含まれる。 本発明に使用される耐火性フアイバーの材質は
一般に市販されているものでも一向に差支えない
が、溶融金属との濡れ性が小さいものほど好まし
い。Sesile drop法で接触角が90°より大であるこ
とが絶対条件であるが、好ましくは150°以上であ
る。 第4図において式r=−2γe cosθ/l・ρは
次の値を与えられる。 γe=1.733(g/cm2) ρ=7.6(g/cm3) θ=150° 第1表(市販耐火性フアイバーの品質特性)に
そのような要件を満たす材質の1例を示す。
【表】
〔実施例 1〕
第2図に本発明に係るスライデイングノズル装
置が示されている。同装置は実質的に第1図に示
す従来装置と同様に構成を有しており、各構成要
素は第1図における符号に′をつけて示す。ただ
し、ガス溜りは9′として示している。上記構成
において、ガス吹込リング8′は、まず気孔率8
%、Al2O3=70%のTD/スライデイングノズル
プレート材と同一材質のリング20を製造し(第
5図,第6図,第7図)、その後に本発明品1(第
6図,第7図)では直径7mmの孔21を3個ドリ
リングし、比較例1(第8図,第9図)では直径
10mmの孔22を3個ドリリングし、この孔22に
5000本/mm2のフアイバー密度を有するカーボンフ
アイバー(50μmφ/本)の束を装入することに
よつて構成した。そしてこのリング20をセツト
したスライデイングノズル固定プレート3を実炉
に各10個供した。本発明品1では4チヤージ連鋳
後浸漬ノズル交換を行うため全閉にし、さらに4
チヤージ連鋳を実施した。10セツトすべて全閉後
ガスバブリングを実施するのみで浸漬ノズル交換
後の再開孔ができた。従来品では常にガスバブリ
ングを実施しないと浸漬ノズル交換後開孔ができ
なかつた。すなわち、比較例1では10セツト中2
セツトにおいて、使用中にリング20に亀裂が入
り、その為溶融金属の侵入が起こりガスが出ず、
浸漬ノズルの交換に失敗した。 〔実施例 2〕 気孔率6%、Al2O3=85%のカーボン含有不焼
成材質の母材30と厚み0.5mm×巾25mmのフアイ
バーテープ31を第10図,第11図に示す如
く、同時成形した(本発明品2〜4)。また厚み
0.5×巾15mmのフアイバーテープを同時成形した
(比較例 2〜4)。 本発明品2、比較例2はカーボンフアイバー
(20μmφ/本)のテープを使用、本発明品−3,
比較例−3はSiフアイバー(10μmφ/本)のテ
ープを使用、本発明品−4,比較例−4はアルミ
ナフアイバー(10μmφ/本)のテープを使用し
た。 本発明品2〜4では実施例1の本発明品1と同
一条件で20セツト使用したが全て成功した。この
内本発明品2については5セツトガスバブリング
を最初から実施した所、従来からのガス吹込リン
グ使用品では3チヤージ位から閉塞傾向にあつた
鋼種において8チヤージでまつたくAl2O3の付着
がなかつた。 比較例2〜4で実施例1の本発明品1と同一条
件で20セツト使用したが、4,3,4セツトずつ
途中交換に失敗した。 本発明品4ではポーラスな耐火物(気孔率32
%、Al2O3=90%のガス吹込リングを使用したの
では4チヤージしかリングの溶損で耐用できなか
つた鋼種に対して5セツト使用した所全て8チヤ
ージ耐用できた。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の固定プレートを有するSN装置
の正面断面図、第2図は本発明にかかる固定プレ
ートを有するスライデイングノズル装置の正面断
面図、第3図は浴深と侵入限界気孔径の関係を示
すグラフ、第4図は耐火性フアイバーの溶融金属
に対する濡れ性を示す説明図、第5図は本発明に
係るガス吹込みリングの斜視図、第6図は同平面
図、第7図は第6図−線による断面図、第8
図は変容例の平面図、第9図は第8図−線に
よる断面図、第10図は他の変容例の平面図、第
11図は第10図−線による断面図である。 図中、1,1′……上部ノズル、2,2′……
底、3,3′……固定プレート、4,4′……溶湯
流通孔、5,5′……摺動プレート、6,6′……
溶湯流通孔、7……下部ノズル、8,8′……ガ
ス吹込リング、9……目地、9′……ガス溜り、
10,10′……ガス導入孔、20……リング、
21,22……孔、30……母材、31……フア
イバーテープ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 溶融金属用容器の流出口に設けた上部ノズル
    と、その下に設けた固定プレートと、この固定プ
    レートと密着して協働する摺動プレートとを有す
    るスライデイングノズル装置において、同固定プ
    レートに内部に溶鋼流通孔を形成する環状の緻密
    質耐火物基体を設け、同緻密質耐火物基体に、一
    端を溶融金属接触面に臨ませるとともに、他端を
    吹込みガス供給系に連通してなる孔を3個以上設
    け、同孔に耐火性フアイバー収束体を介挿したこ
    とを特徴とするガス吹込機能を有するスライデイ
    ングノズル装置。 2 耐火性フアイバー収束体は、単位通気断面が
    100μ以下の耐濡性耐火フアイバーであることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載のガス吹込
    機能を有するスライデイングノズル装置。 3 溶湯流通孔の軸線方向に垂直に切断した面に
    おいて、1個の孔の占める断面積が、全断面積の
    1/5以下で、かつ軸線方向に平行に切断した面に
    おいて、その断面積が全断面積の1/3以下であり、
    かつまた孔部のノズル孔開孔部分の全面積が30mm2
    〜1500mm2であることを特徴とする特許請求の範囲
    第1又は第2項記載のガス吹込機能を有するスラ
    イデイングノズル装置。
JP3477684A 1984-02-24 1984-02-24 ガス吹込機能を有するスライディングノズル装置 Granted JPS60177951A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5366567B2 (ja) * 2009-01-26 2013-12-11 東京窯業株式会社 溶鋼貯留容器用ノズル
JP7019733B2 (ja) * 2020-01-24 2022-02-15 黒崎播磨株式会社 不焼成れんが
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5823481U (ja) * 1981-06-22 1983-02-14 山水電気株式会社 スピ−カシステム

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