JPH09201655A - 移動鋳型式薄スラブ連鋳機の注湯ノズルおよび移動鋳型式薄スラブ連鋳機における注湯方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動鋳型と注湯ノズルの間からの溶湯漏れを
阻止して、水蒸気爆発等の二次災害の発生をなくするこ
とにより移動鋳型式薄スラブ連鋳機の鋳造操業の安全性
を向上させる。 【解決手段】 移動鋳型４に挿入される注湯ノズル１１
の先端摺動部材１２よりもタンディッシュ１０側寄りの
先端部の外周にノッチ１４を周設し、ノッチ１４よりも
１〜２ｍｍ先端側に測温接点１５ａが位置するように熱
電対１５を埋設すると共に、この熱電対１５によって測
定される温度が予め設定した温度以上になるとストッパ
１０ａが自動的に作動されて溶湯の注湯を停止させる構
成とする。さすれば、ノッチ１４の底部から内側に連通
するクラックの発生が注湯ノズル１１の破損開始時とし
て溶湯の侵入による温度上昇で検出され、注湯ノズル１
１の破断前に注湯を停止することにより溶湯漏れが阻止
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動鋳型式薄スラ
ブ連鋳機の注湯ノズルおよび移動鋳型式薄スラブ連鋳機
における注湯方法に係る技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】薄スラブを連続鋳造するのに、例えば移
動鋳型式薄スラブ連鋳機が用いられている。先ず、移動
鋳型式薄スラブ連鋳機を、その模式的側面構成説明図の
図３と図４とを参照しながら以下に説明する。なお、移
動鋳型式薄スラブ連鋳機には縦型と傾斜型とがあるが、
従来例１については図３（縦型）に基づいて、また従来
例２については図４（傾斜型）に基づいて説明する

【０００３】以下、従来例１に係る移動鋳型式薄スラブ
連鋳機を、図３を参照しながら説明すると、これは、相
対する部分が平行になるように、上下方向の軸線に対し
て対称配設された３つずつのプーリ２に掛装されてなる
ベルト３，３と、最下部のプーリ２の下方に配設され、
前記ベルト３，３の平行な部分の間に形成される移動鋳
型４で連続鋳造されて排出される薄スラブｓの両側面を
転接する一対のピンチロール６と、前記ベルト３，３の
平行部分の相反する側のそれぞれに配設される冷却装置
５，５と、前記ベルト３，３の幅方向の両側を塞ぐ図示
しない一対のサイドブロック装置とからなっている。そ
して、このような移動鋳型式薄スラブ連鋳機１の移動鋳
型４の上部開口部には、タンディッシュ１０から、この
移動鋳型４内に溶湯を注湯する注湯ノズル１１の先端部
分が挿入されている。従って、タンディッシュ１０内の
溶湯が注湯ノズル１１から注湯されると、溶湯は冷却装
置５，５で冷却され、次第に凝固しながらベルト３，３
の平行部分の下向き移動により下方に移動して、薄スラ
ブｓとなる。

【０００４】次に、従来例２に係る移動鋳型式薄スラブ
連鋳機を、図４を参照しながら説明すると、これは、移
動鋳型４の溶湯注湯側が鋳片ｓの排出側よりも若干高く
なるように傾斜配設されてなる傾斜型で、相対する部分
が平行になるように２つずつのプーリ２に掛装され、外
面に複数の鋳型ブロック３ａが配設されてなるベルト
３，３と、このベルト３，３の平行な部分の複数の鋳型
ブロック３ａの間に形成される移動鋳型４と、前記ベル
ト３，３の幅方向の両側を塞ぐ図示しない一対のサイド
ブロック装置とからなっている。そして、このような移
動鋳型式薄スラブ連鋳機１の移動鋳型４の溶湯注湯側に
はタンディッシュ１０から、この移動鋳型４内に溶湯を
注湯する注湯ノズル１１の先端部分が挿入されている。
従って、タンディッシュ１０内の溶湯が注湯ノズル１１
から注湯されると、溶湯は鋳型ブロック３ａで冷却さ
れ、次第に凝固しながらベルト３，３の平行部分の移動
により排出側から排出されて薄スラブｓとなる。

【０００５】周知のとおり、上記のような移動鋳型式薄
スラブ連鋳機で２とおりの注湯方法（密閉注湯、オープ
ン注湯）が実施されている。上記図３，４に示されてい
る注湯ノズルは移動鋳型に挿入されており、これは密閉
注湯を実施する場合である。密閉注湯は、オープン注湯
のように溶湯への酸化膜の巻き込み等が起こりにくく、
良好な表面品質を有する薄スラブを鋳造するのに適した
注湯方法であると考えられている。しかしながら、移動
鋳型と注湯ノズルの表面との直接接触による注湯ノズル
１１の破損が大きな問題となっている。つまり、注湯ノ
ズル１１が破損すると、溶湯漏れや水蒸気爆発等の二次
災害を誘発する恐れがあるため、極めて危険性が高いと
いう安全上の問題がある。

【０００６】上記のような移動鋳型と注湯ノズルとの直
接接触を防ぐことを可能ならしめるようにした注湯ノズ
ルが、例えば特公昭５１−１９８１０号公報に記載され
ている。以下、この注湯ノズルを、その斜視図の図５を
参照しながら説明すると、注湯ノズル１１の先端に、連
続した摺動部材配設用溝が周設されている。この溝に
は、注湯ノズル１１の外面から極く僅か突出する自己潤
滑性を有するグラフアイトあるいは窒化硼素からなる摺
動部材１２（なお、前記公報においては、滑動挿入体３
２として記載されている。）が配設されている。この摺
動部材１２により空気の巻き込みによる溶湯の酸化防止
や、移動鋳型と注湯ノズル１１の表面の直接接触の阻止
により注湯ノズル１１内における溶湯の凝固防止の点に
おいて優れているものの、注湯ノズル１１の破損を確実
に回避することができない。

【０００７】このような実情に鑑み、折損を防止し得る
ようにした種々の注湯ノズルが従来から提案されてい
る。以下、特開昭６２−２０７５３９号公報で提案され
た注湯ノズルを、その模式的側面断面図の図６を参照し
ながら説明すると、移動鋳型式薄スラブ連鋳機１の移動
鋳型４にタンディッシュ１０内の溶湯ｗを注湯する注湯
ノズル１１は、耐熱性多孔質緩衝材１０ｂを介してタン
ディッシュ１０に接続されている。従って、注湯ノズル
１１に作用する移動鋳型式薄スラブ連鋳機１に起因する
衝撃が耐熱性多孔質緩衝材１０ｂにより吸収されるの
で、注湯ノズル１１の破損が防止される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭６２−２０
７５３９号公報に開示されてなる注湯ノズルは、その折
損防止に対しては効果がある。しかしながら、注湯ノズ
ルがベルトあるいは鋳型ブロックに引張られる、いわゆ
るノズル取られ現象を起こすという解決すべき課題があ
る。つまり、このノズル取られ現象によりタンディッシ
ュへの取付け部に隙間が生じ、その隙間からの溶湯漏れ
の恐れや溶湯漏れに起因する水蒸気爆発等の二次災害が
誘発される恐れがある。

【０００９】従って、本発明は、ノズル取られ現象によ
る事故を未然に防止することを可能ならしめる移動鋳型
式薄スラブ連鋳機の注湯ノズルおよび移動鋳型式薄スラ
ブ連鋳機における注湯方法の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】発明者等は、注湯ノズル
の破損や注湯ノズルのノズル取られ現象という問題を確
実に防止することが困難であるという認識のもとに、敢
えて注湯ノズルに破損し易い部位を設けて破損位置を特
定し得るようにし、この破損し易い部位の破損を破損開
始初期段階で検知する手段と、溶湯漏れを防止し得る手
段とを講じれば上記課題を解決し得ると考えて、本発明
をなしたものである。

【００１１】従って、上記課題を解決するために、本発
明の請求項１に係る移動鋳型式薄スラブ連鋳機の注湯ノ
ズルが採用した手段の特徴とするところは、薄スラブを
連続鋳造する移動鋳型に溶湯を注湯する移動鋳型式薄ス
ラブ連鋳機の注湯ノズルにおいて、前記移動鋳型内に差
し込まれる部分の外周部に連続したノッチを周設すると
共に、測温接点が前記ノッチ位置よりも１〜２ｍｍ先端
側に位置する熱電対を埋設したところにある。

【００１２】また、本発明の請求項２に係る移動鋳型式
薄スラブ連鋳機の注湯ノズルが採用した手段の特徴とす
るところは、請求項１に記載の移動鋳型式薄スラブ連鋳
機の注湯ノズルにおいて、前記移動鋳型外の外周部に溝
を周設し、該溝に前記注湯ノズルの外面から僅か突出す
る自己潤滑性を有する材質からなる摺動部材を配設した
ところにある。

【００１３】また、本発明の請求項３に係る移動鋳型式
薄スラブ連鋳機における注湯方法の要旨は、請求項１に
記載の注湯ノズルから溶湯を移動鋳型に注湯して薄スラ
ブを連続鋳造するに際して、前記熱電対で温度を測定し
続けると共に、該熱電対による測定温度が予め設定した
温度以上になったときに、溶湯の注湯を停止させること
を特徴とするものである。

【００１４】また、本発明の請求項４に係る移動鋳型式
薄スラブ連鋳機における注湯方法の要旨は、請求項２に
記載の注湯ノズルから溶湯を移動鋳型に注湯して薄スラ
ブを連続鋳造するに際して、前記熱電対で温度を測定し
続けると共に、該熱電対による測定温度が予め設定した
温度以上になったときに、前記摺動部材が移動鋳型内に
突入するまで注湯ノズルを移動鋳型に押込むことを特徴
とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】ノズル取られによる事故を未然に
防止するためには、注湯ノズルの先端に破損誘発部を設
けてクラック等の破損箇所を特定し得るようにし、そし
てこの部位の破損開始時を確実に検知すると共に、その
検知結果に基づいて溶湯漏れを防止する手段を講じれ
ば、溶湯漏れや溶湯漏れに起因する水蒸気爆発等の二次
災害を防止することができる。より具体的には、注湯ノ
ズルの破損開始時と同時に溶湯の移動鋳型への注湯を停
止するか、あるいは通常注湯時には移動鋳型外にある注
湯ノズルのタンディッシュ側に、特公昭５１−１９８１
０号公報に示されているような摺動部材を配設し、注湯
ノズルの破損開始時にこの注湯ノズルを移動鋳型内にさ
らに押込むという手段を採用することとする。従って、
発明者等は、溶湯の注湯が停止されたり、例え溶湯が注
湯され続けていても摺動部材により注湯ノズルとベルト
あるいは鋳型ブロック間への溶湯の侵入が阻止されるの
で、溶湯漏れを防ぐことができると考えたものである。

【００１６】以下、本発明の請求項１と請求項３とに対
応する実施の形態１を、移動鋳型式薄スラブ連鋳機の溶
湯注湯側と注湯ノズルとタンディッシュとの模式的側面
断面図の図１（ａ）と、注湯ノズルの斜視図の図１
（ｂ）とをしながら、従来と同一のものを同一符号を付
して説明する。なお、移動鋳型式薄スラブ連鋳機の構成
は従来例と同構成であるから、移動鋳型式薄スラブ連鋳
機の構成に係る説明についてはその概要に止める。

【００１７】即ち、図１（ａ）に示す符号１は、傾斜型
の移動鋳型式薄スラブ連鋳機（以下、連鋳機という。）
で、この連鋳機１の、ベルト３，３と、これらベルト
３，３の幅方向の端部を塞ぐ図示しない一対のサイドダ
ム装置との間に形成される移動鋳型４には、タンディッ
シュ１０内の溶湯ｗを移動鋳型４に注湯する、後述する
構成になる注湯ノズル１１が挿入されている。なお、ベ
ルトの外表面に複数の鋳型ブロックが配設されている場
合には、移動鋳型４はベルト３，３の複数のサイドブロ
ックの相対する面と一対のサイドダム装置との間に形成
される。

【００１８】注湯ノズル１１の先端付近の外周には、長
方形断面をした連続する摺動部材嵌着用先端部溝１１ａ
が周設され、この溝１１ａに注湯ノズル１１の外面から
僅か突出する自己潤滑性を有する材質、例えばグラファ
イトまたは窒化硼素からなる先端摺動部材１２が配設さ
れている。また、注湯ノズル１１の先端摺動部材１２の
配設位置よりもタンディッシュ１０側寄りには深さが１
〜２ｍｍのＶ型断面をしたノッチ１４が周設されてい
る。なお、ノッチ１４の深さが深過ぎると、頻繁に連鋳
機１の操業が停止され、薄スラブの鋳造能率の低下を余
儀無くされるので、ノッチ１４の深さは実用上十分の耐
久寿命を確保し得るように設定される。

【００１９】さらに、この注湯ノズル１１には、測温接
点１５ａが前記ノッチ１４よりも１〜２ｍｍ先端側に位
置する熱電対１５が埋設されている。移動鋳型４に注湯
される溶湯が鋼である場合、例えば白金−白金・レニウ
ム、白金−白金ロジウム等の高融点金属線からなる熱電
対が用いられ、そして、アルミナ等の耐火物からなる図
示しない２芯の絶縁碍子管にとおされて埋設される。と
ころで、熱電対１５の測温接点１５ａをノッチ１４より
も１〜２ｍｍ先端側に位置させるようにしたのは、例え
ばノッチ１４の底部から内部まで貫通するクラックが発
生すると、このクラックに侵入する溶湯の温度を確実に
検出し得るからである。なお、移動鋳型４に注湯される
溶湯がアルミニウムである場合には、例えばクロメル−
アルメル熱電対で十分である。

【００２０】そして、この熱電対１５の熱起電力は、リ
ード線１５ｂを介してストッパ制御装置１６に入力され
るようになっている。このストッパ制御装置１６は、熱
電対１５から入力される熱起電力を予め設定され熱起電
力と比較して、入力された熱起電力が設定温度以上であ
ると判断したときに、ストッパ作動装置１７に対して、
タンディッシュ１０内に設けられたストッパ１０ａを作
動（下降）させ、前記注湯ノズル１１の溶湯流入口を遮
断するようにというストッパ遮断指令信号を発するもの
である。なお、ストッパ作動装置１７としては、例えば
油圧・空圧を利用したものや電動モータ等が用いられ
る。

【００２１】以下、上記構成になる注湯ノズル１１によ
り移動鋳型４に溶湯を注湯して薄スラブを鋳造する場合
を説明すると、溶湯注湯中において、連鋳機１の衝撃に
起因する作用力により注湯ノズル１１のノッチ１４の底
部から内部に貫通するクラックが発生すると、注湯中の
溶湯がこのクラックに溶湯が侵入する。さすれば、熱電
対１５の測温接点１５ａが溶湯に触れて高温になるの
で、この温度検出によって注湯ノズル１１にクラックが
発生したという破損開始時が検出される。

【００２２】前記ストッパ制御装置１６は、熱電対１５
から入力される熱起電力に対応する温度を予め設定され
ている温度と比較して注湯ノズル１１の破損開始時であ
ることを判断し、ストッパ作動装置１７に対してストッ
パ１０ａで注湯ノズル１１の溶湯流入口を遮断するよう
にストッパ遮断指令信号を発信する。これにより、スト
ッパ１０ａで注湯ノズル１１の溶湯流入口を遮断され、
注湯ノズル１１からの移動鋳型４への溶湯の注湯が停止
される。

【００２３】つまり、クラック内へ溶湯が侵入した時点
で注湯ノズル１１からの溶湯の注湯が停止され、溶湯漏
れが阻止されるので、溶湯漏れに起因する水蒸気爆発等
の二次災害の発生が防止され、薄スラブの鋳造操業時の
安全性の向上に大いに寄与することができる。

【００２４】なお、この熱電対１５で測定される測定温
度が定常温度よりも５０℃以上高くなった時点を以て注
湯ノズル１１の破損開始時とすれば、例え注湯ノズル１
１の内側から外側にクラックが貫通していたとしても、
この注湯ノズル１１のノッチ１４位置よりも先端部分が
完全破断しておらず、注湯停止により溶湯漏れが発生す
るに至らないことを確認した。さらに、切断した注湯ノ
ズル１１のノッチ１４位置よりも先端部分が鋳込まれて
しまう（薄スラブの品質に悪影響を及ぼす。）というよ
うな不具合もなくなるという効果もある。

【００２５】次に、本発明の請求項２と請求項４とに対
応する実施の形態２を、連鋳機の溶湯注湯側と注湯ノズ
ルとタンディッシュとの模式的側面断面図の図２（ａ）
と、注湯ノズルの斜視図の図２（ｂ）とをしながら、上
記実施の形態１と同一のものを同一符号を付して、その
相違する点についてだけ以下に説明する。

【００２６】即ち、タンディッシュ１０内の溶湯ｗを移
動鋳型４に注湯する注湯ノズル１１の外周であって、か
つ通常の注湯状態では移動鋳型外に位置している部分に
は、先端付近の外周に周設されている摺動部材嵌着用先
端部溝１１ａと同様の摺動部材嵌着用基端部溝１１ｂが
周設され、この摺動部材嵌着用基端部溝１１ｂには、注
湯ノズル１１の外面から僅か突出する自己潤滑性を有す
るグラファイトまたは窒化硼素からなる基端摺動部材１
３が配設されている。図から良く理解されるように、こ
れ以外は全く従来例１に係る注湯ノズルと同構成になる
ものである。

【００２７】そして、測温接点１５ａがノッチ１４より
も１〜２ｍｍ先端側に位置するように埋設されている熱
電対１５の熱起電力は、リード線１５ｂを介してタンデ
ィッシュ制御装置１８に入力されるようになっている。
このタンディッシュ制御装置１６は、従来例１に係るス
トッパ制御装置と同様に、熱電対１５から入力される熱
起電力を予め設定され熱起電力と比較して、入力された
熱起電力が設定温度以上であると判断したときに、タン
ディッシュ作動装置１９に対して、タンディッシュ１０
を連鋳機１の方向に移動させ、前記注湯ノズル１１の基
端摺動部材１３が移動鋳型内に突入させるものである。
なお、タンディッシュ作動装置１９としては、従来例１
で用いたストッパ作動装置１７を大型にしたものが用い
られる。

【００２８】以下、上記構成になる注湯ノズル１１によ
り移動鋳型４に溶湯を注湯する場合を説明すると、溶湯
注湯中において、連鋳機１の衝撃に起因する作用力で注
湯ノズル１１のノッチ１４の底部から内部に貫通するク
ラックが発生すると、注湯中の溶湯がこのクラックに溶
湯が侵入し、これにより熱電対１５の測温接点１５ａが
溶湯に触れて高温になるので、この温度検出によって注
湯ノズル１１にクラックが発生したという破損開始時が
検出される。

【００２９】前記タンディッシュ制御装置１８は、熱電
対１５から入力される熱起電力により温度を検出し、こ
の温度レベルにより注湯ノズル１１の破損開始時である
ことを判断し、前記タンディッシュ作動装置１９に対し
て、タンディッシュ１０を連鋳機１の方向に移動させ、
前記注湯ノズル１１の基端摺動部材１３が移動鋳型内に
突入させる。従って、基端摺動部材１３により、例え注
湯が継続されていても溶湯漏れが阻止されるので、本実
施の形態２は上記実施の形態１と同効である。

【００３０】なお、以上では、傾斜型構成になる連鋳機
１に対して本発明に係る注湯ノズルを適用した例を説明
したが、本発明に係る技術的思想を、従来例１において
説明した縦型の連鋳機に対しても適用することができる
ので、連鋳機の形式そのものに限定されるものではな
い。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１ま
たは３によれば、注湯ノズルのノッチ部位におけるクラ
ック発生という破損開始時に連鋳機の移動鋳型への溶湯
の注湯が停止され、また本発明の請求項２または４によ
れば、注湯ノズルのノッチ部位におけるクラック発生と
いう破損開始時に、通常状態では注湯ノズルの移動鋳型
外にある部分に設けた摺動部材が連鋳機の移動鋳型内に
突入するまで注湯ノズルが押込まれるので、移動鋳型と
注湯ノズルとの間の隙間を通って溶湯が漏れ出すことが
ないので、特公昭５１−１９８１０号公報や特開昭６２
−２０７５３９号公報に開示されてなる従来例のよう
に、溶湯漏れの恐れがなく、溶湯漏れに起因する水蒸気
爆発等の二次災害が確実に防止されるという鋳造操業時
の安全性の向上効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係り、図１（ａ）は連
鋳機の溶湯注湯側と注湯ノズルとタンディッシュとの模
式的側面断面図であり、図１（ｂ）は注湯ノズルの斜視
図である。

【図２】本発明の実施の形態２に係り、図２（ａ）は連
鋳機の溶湯注湯側と注湯ノズルとタンディッシュとの模
式的側面断面図であり、図２（ｂ）は注湯ノズルの斜視
図である。

【図３】従来例１に係る連鋳機の模式的側面構成説明図
である。

【図４】従来例２に係る連鋳機の模式的側面構成説明図
である。

【図５】従来例（特公昭５１−１９８１０号公報）に係
る注湯ノズルの斜視図である。

【図６】従来例（特開昭６２−２０７５３９号公報）に
係る注湯ノズルの模式的側面断面図である。

【符号の説明】

１…連鋳機 ２…プーリ ３…ベルト，３ａ…鋳型ブロック ４…移動鋳型 ５…冷却装置 １０…タンディッシュ，１０ａ…ストッパ １１…注湯ノズル，１１ａ…摺動部材嵌着用先端部溝，
１１ｂ…摺動部材嵌着用基端部溝 １２…先端摺動部材 １３…基端摺動部材 １４…ノッチ １５…熱電対，１５ａ…測温接点，１５ｂ…リード線 １６…ストッパ制御装置 １７…ストッパ作動装置 １８…タンディッシュ制御装置 １９…タンディッシュ作動装置ｗ…溶湯

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄スラブを連続鋳造する移動鋳型に溶湯
   を注湯する移動鋳型式薄スラブ連鋳機の注湯ノズルにお
   いて、前記移動鋳型内に差し込まれる部分の外周部に連
   続したノッチを周設すると共に、測温接点が前記ノッチ
   位置よりも１〜２ｍｍ先端側に位置する熱電対を埋設し
   たことを特徴とする移動鋳型式薄スラブ連鋳機の注湯ノ
   ズル。
2. 【請求項２】 前記移動鋳型外の外周部に溝を周設し、
   該溝に前記注湯ノズルの外面から僅か突出する自己潤滑
   性を有する材質からなる摺動部材を配設したことを特徴
   とする請求項１に記載の移動鋳型式薄スラブ連鋳機の注
   湯ノズル。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の注湯ノズルから溶湯を
   移動鋳型に注湯して薄スラブを連続鋳造するに際して、
   前記熱電対で温度を測定し続けると共に、該熱電対によ
   る測定温度が予め設定した温度以上になったときに、溶
   湯の注湯を停止させることを特徴とする移動鋳型式薄ス
   ラブ連鋳機における注湯方法。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の注湯ノズルから溶湯を
   移動鋳型に注湯して薄スラブを連続鋳造するに際して、
   前記熱電対で温度を測定し続けると共に、該熱電対によ
   る測定温度が予め設定した温度以上になったときに、前
   記摺動部材が移動鋳型内に突入するまで注湯ノズルを移
   動鋳型に押込むことを特徴とする移動鋳型式薄スラブ連
   鋳機における注湯方法。