JPH10193054A

JPH10193054A - 浸漬ノズル交換装置への浸漬ノズルの導入，導出方法及び装置

Info

Publication number: JPH10193054A
Application number: JP625197A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Koide; 優和小出; Morinori Hashio; 守規橋尾; Masahiro Ikeda; 正裕池田
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-01-17
Filing date: 1997-01-17
Publication date: 1998-07-28
Anticipated expiration: 2017-01-17
Also published as: JP3181233B2

Abstract

(57)【要約】【課題】特に、中厚用鋳型にも適用可能な、連続鋳造
中に交換装置へ浸漬ノズルを導入し、また、交換装置か
ら浸漬ノズルを導出する方法を提供する。【解決手段】浸漬ノズル２の頭部板２ａを挟持して水
平状態となした後、浸漬ノズル２の先端から鋳型１の一
方短辺側へ挿入すべく、入り側ガイドレール１３に案内
させて水平移動しつつ、ガイド１５に浸漬ノズル２の先
端側を案内させて下方に垂直旋回することで交換装置５
の入り側ガイド５ａに新しい浸漬ノズル２を導入する。
また、交換装置５の出側ガイド５ａに位置する浸漬ノズ
ル２の頭部板２ａを挟持した後、出側ガイドレール１４
に案内させて水平移動しつつ、ガイド１６に浸漬ノズル
２の先端側を案内させて上方に垂直旋回することで交換
装置５の出側ガイド５ｂから使用後の浸漬ノズルを導出
する。【効果】生産性の向上が図れ、タンディッシュの整備
コストや耐火物コストが低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に広幅鋳片の連
続鋳造中に浸漬ノズルを交換するに際し、浸漬ノズル交
換装置へ浸漬ノズルを導入し、また、浸漬ノズル交換装
置から浸漬ノズルを導出する方法及びこの方法を実施す
る装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造時、タンディシュから鋳型に溶
鋼を供給するに際しては、次の２つの方法がある。 (1) タンディシュ底部に溶鋼を流出させる開口を設ける
と共に、この開口の下面側にはスライドゲートを装着
し、このスライドゲートを水平移動して開口の開度を調
整することで、開口から流出する溶鋼の流出量を調整し
つつ、スライドゲートの下端に取り付けた浸漬ノズルを
介して鋳型に溶鋼を供給する方法。

【０００３】(2) タンディッシュ底部に溶鋼を流出させ
る開口を設けると共に、この開口の下面側には、タンデ
ィッシュ内の溶鋼を案内し鋳型に供給する浸漬ノズルを
取り付け、タンディッシュ内においてストッパーを上下
することにより前記開口の開度を調整することで、開口
から流出する溶鋼の流出量を調整しつつ、浸漬ノズルを
介して鋳型に溶鋼を供給する方法。

【０００４】ところで、前記した浸漬ノズルは、タンデ
ィッシュから鋳型内に溶鋼が供給される時に、大気と溶
鋼が触れて溶鋼が空気酸化することを防ぐと共に、鋳型
内に供給された溶鋼の上面を覆うように供給され、溶鋼
の空気酸化を防止しつつ空気と断熱し、かつ、引き抜か
れる凝固シェルと鋳型壁間の潤滑の役目をするパウダー
が、溶鋼流によって鋳型内溶鋼中にたたき込まれるのを
防止するために、その下端部は鋳型内の溶鋼に浸漬され
た状態で使用される。

【０００５】このため、パウダーや溶鋼流により浸漬ノ
ズルが溶損（侵食）したり、また、内面を通過する溶鋼
流に含まれるアルミナ等が浸漬ノズル内周面に付着して
閉塞したりして、鋳造を停止せざるを得なくなったりす
る。そこで、近年、連続鋳造における生産性向上や、タ
ンディッシュ整備コストの低減を目的として、鋳造途中
に閉塞あるいは溶損した浸漬ノズルを新しい浸漬ノズル
と交換する装置が提案されている。

【０００６】例えば(1) 項の方法に適用するものとし
て、品川技報，Vol.３８，１９９５に記載されている
「浸漬ノズルクイックチェンジシステム」や特表平６−
５０２３５１号が提案されている。また、(2) 項の方法
に適用するものとして、特開平４−２５１６４１号、特
開平６−２９２９５５号、特表平５−５０８３４８号、
特表平６−５０３０３６号、特表平６−５０３９９８号
が提案されている。また、(1)(2)両項の方法に適用する
ものとして、特開平５−２３７６０９号が提案されてい
る。

【０００７】(1) 項に関する「浸漬ノズルクイックチェ
ンジシステム」は、従来の浸漬ノズル保持用エアーシリ
ンダーのロッド下端に浸漬ノズル３本が支持可能なガイ
ドアームを取り付け、そのガイドアームには鋳型幅方向
に浸漬ノズルを保持したケースがスライド可能な溝を設
け、また、浸漬ノズル挿入側には浸漬ノズル交換用シリ
ンダーをタンディッシュ鉄皮にスイング自在に取り付け
たものである。そして、浸漬ノズルを交換する時は、ス
ライドゲートを一旦閉じ、給湯を止めて浸漬ノズルを交
換した後、スライドゲートを開くことで（この間所要時
間７〜８秒）、鋳片の引き抜きを止めることなく交換す
るものである。

【０００８】また、特表平６−５０２３５１号も同様
に、鋳造を中断せずに浸漬ノズルを交換するための装置
の発明で、浸漬ノズルを交換する時は、スライドゲート
（仕切り弁）を閉じる前に、鋳型内の溶鋼レベルの低下
を最小限にする鋳造速度まで下げて交換するものであ
る。

【０００９】(2) 項に関する特開平４−２５１６４１号
は、鋳型の幅方向に対し直角方向上下に案内レールを設
け、この案内レール上を運搬車（総称して運搬装置）が
移動することで鋳型内に浸漬ノズルを運び込み、浸漬ノ
ズルの交換時には、シリンダーによって浸漬ノズルを押
し込むようにしたもので、浸漬ノズルは作業者が運搬装
置上に載置するものである。

【００１０】また、特開平６−２９２９５５号は、交換
すべき新しい浸漬ノズルを精度良く運搬し、スライドゲ
ート下部に設けた公知の保持金枠に取り込むもので、交
換後の旧浸漬ノズルもこの交換装置で取り出すようにし
たものである。また、特表平５−５０８３４８号、特表
平６−５０３０３６号、特表平６−５０３９９８号は、
浸漬ノズルの交換のために、タンディッシュ底部に取り
付ける交換装置の構造に関する発明である。

【００１１】また、(1)(2)両項に関する特開平５−２３
７６０９号は、従来は浸漬ノズルの交換にしか適さなか
った装置に、スライド板とその駆動装置を設けることに
より、鋳型への給湯流量調整機能をもたせたものであ
る。

【００１２】上記した浸漬ノズルの交換装置を用いて連
続鋳造中に浸漬ノズルを交換する時には、給湯を一旦停
止して交換するので、その間、鋳片が鋳型から抜けない
範囲内に鋳造速度を遅くすることが必要不可欠である。
なお、上記した技報や公報には、適用が可能な鋳型の大
きさ（厚み、幅）や、交換前後における鋳造速度上昇、
鋳型内の溶鋼（湯面）レベル制御方法等、重要な点につ
いては一切記載されていない。

【００１３】ところで、連続鋳造における浸漬ノズル
は、従来のような鋳型の厚みが厚い（厚さ２００〜３０
０ｍｍ、幅１２００〜２３００ｍｍ）場合は、浸漬ノズ
ルの交換上の制約、例えばタンディシュを上昇させずに
浸漬ノズルを交換する際、鋳型の厚み方向に浸漬ノズル
が振れることもさほど問題にならない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近の
世界の電気炉業界による鉄鋼製品の製造プロセスに適用
するもので、熱延鋼板や冷延鋼板を製造するための鋳型
は、横断面が厚さ１５０ｍｍ以下、幅９００〜１６００
ｍｍで、このような横断面を有する鋳型を用いて中厚鋳
片を２〜５ｍ／分の高速鋳造で製造する方法が脚光をあ
び、実生産に入っている。

【００１５】この場合、鋳型の厚みが従来の鋳型に比べ
て薄くなり、浸漬ノズルも丸断面から当然に薄くなるの
で、浸漬ノズルの溶損や詰まりが速くなり、従来の連続
鋳造方法における浸漬ノズル以上に交換頻度が多くなら
ざるを得ない。

【００１６】そこで、その対策の一つとして、鋳型の浸
漬ノズル周りを膨らませた（〜１７０ｍｍ）鋳型が提案
され実用化されているが、この鋳型を使用した場合に
は、鋳型銅板の摩耗を助長するのみならず、鋳片の表面
欠陥（疵）の要因になる可能性もあり、望ましくない。

【００１７】すなわち、厚さが１５０ｍｍ以下の鋳型を
使用した連続鋳造において、連続鋳造中に浸漬ノズルを
交換する際、上記した浸漬ノズル交換装置（以下、単に
「交換装置」という）を使用した場合には、以下に列挙
する問題点がある。鋳型厚みが薄いので、浸漬ノズルは鋳型幅方向から
鋳型内に挿入するが、交換装置の案内ガイド（レール）
に移載するまでのガイドがないため、浸漬ノズルが振れ
て凝固シェルと接触したり、あるいは、凝固シェルを破
ったりしてパウダーを凝固シェルに持ち込み、鋳片品質
を悪化させるのみならず、ひいては、ブレークアウトの
原因となる。

【００１８】また、上記した特開平４−２５１６４１号
に記載されたものでは、鋳型幅方向と直角に運搬装置の
案内レールが有るので、本鋳型には適用できない。な
お、特開平６−２９２９５５号に記載されたものは、唯
一適用の可能性があるが、作業床上に張り付けた磁気テ
ープに沿って自動交換する装置が移動するので、緊急時
の浸漬ノズル交換には適さないのみならず、悪環境化で
の使用に耐えられるか否かの問題が残る。

【００１９】鋳型断面が小さい（鋳型厚みが薄い）
場合の他の問題は、浸漬ノズルを交換する直前にタンデ
ィッシュから鋳型への給湯を一旦停止したり、または、
給湯量を少なくして鋳造速度を下げた時、鋳型内の溶鋼
が持つ熱容量が小さいために溶鋼湯面流速が一時下がっ
たり、停止したりして溶鋼の表面温度が下がることであ
る。溶鋼の表面温度が下がると、湯面が薄く凝固して鋳
片品質が劣化するのみならず、パウダーの溶融不良とな
って潤滑の機能が失われ、鋳型銅板に凝固シェルが拘束
（焼き付き）されてブレークアウトの要因になる。一
方、鋳造速度を下げることは、鋳片温度が低下すること
になり、高速鋳造化の狙いの一つでもある高温出片、か
つ、圧延による省エネルギーの観点からも望ましくな
い。

【００２０】また他の問題は、浸漬ノズル交換前後
における鋳型内溶鋼レベルの制御方法である。従来鋳型
の場合の溶鋼レベル制御は高応答レベル制御精度の良い
渦流式レベル計を一個使用するだけでよかったが、連続
鋳造中に鋳造速度を下げることなく、かつ、給湯を停止
することなく、ノズル交換を行う場合、特に、狭幅鋳片
の連続鋳造中は前記した渦流式レベル計が交換の阻害要
因となる。

【００２１】さらに他の問題は、交換すべき新しい
浸漬ノズルを鋳型内溶鋼中に浸漬するとき、該浸漬ノズ
ルの吐出孔に未溶融パウダーが入り込むことである。吐
出孔に未溶融パウダーが入り込むと、交換直後に一時遮
断された浸漬ノズル内を溶鋼が落下する時、該未溶融パ
ウダーがその溶鋼熱によって反応ガスを吹き出し、スプ
ラッシュ飛散とそれに伴うレベル変動、及び溶鋼の清浄
性を劣化させることになる。

【００２２】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、特に、中厚用鋳型にも適用可能
な、連続鋳造中に交換装置へ浸漬ノズルを導入し、ま
た、交換装置から浸漬ノズルを導出する方法及びこの方
法を実施する装置を提供することを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、交換装置の入り側ガイドと出側ガイ
ドの外側に浸漬ノズルの水平移動を案内する入り側ガイ
ドレールと出側ガイドレールを設けると共に、鋳型の上
端近傍における両短辺側に浸漬ノズルの上下揺動を案内
するガイドを設けることとしている。そして、このよう
な入り側ガイドレール、出側ガイドレール、及び両ガイ
ドによって交換装置への導入、導出時における浸漬ノズ
ルの揺れを防止することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】連続鋳造中に浸漬ノズルを交換す
るためには、以下に説明する条件を満足する必要があ
る。 [1] 浸漬ノズルを鋳型に挿入した時における、浸漬ノズ
ルの鋳型厚み方向中心からの芯ずれ余裕（振れ余裕）
は、鋳型の厚みから浸漬ノズルの厚み、及び鋳型内で凝
固形成される凝固シェルの厚みを差し引いた値で求めら
れ、これが制約条件となって、厚さが１５０ｍｍ以下の
鋳型を用いた連続鋳造では±５ｍｍ以内である。

【００２５】これを図７を用いて説明する。図７（ａ）
は鋳造中の鋳型１の厚み方向（短辺方向）断面の模式図
を示したもので、鋳型１（厚み：Ｓｍｍ）内に浸漬ノズ
ル２（厚み：Ｓ−３０ｍｍ）を挿入した場合の両者間の
間隔は、図７（ａ）の紙面左右にそれぞれ１５ｍｍずつ
となる。

【００２６】そして、前記した１５ｍｍから凝固シェル
３の厚みｔ〔≒２０（Ｔ）^1/2＝２０（Ｈ／Ｖ
ｃ）^1/2、但し、Ｔ：時間（分）、Ｖｃ：鋳造速度（ｍ
／分）、Ｈ：メニスカスからの距離（ｍ）〕を差し引い
た値が前記制約条件となり、間隔Ｃで表す。この間隔Ｃ
と鋳造速度Ｖｃの関係式Ｃ＝１５−２０（Ｔ）^1/2のグ
ラフを図７（ｂ）に示す。

【００２７】図７（ｂ）におけるは予熱から鋳造中に
おけるタンディッシュ４の鉄皮の伸び変形に伴い、図８
に示すように、浸漬ノズル２の先端位置が変化する範囲
（±２ｍｍ以内）を示したもの、は浸漬ノズル２の製
作許容値の範囲を示す。図９に示すように、浸漬ノズル
２の頭部板２ａの厚みＴ’方向の平行度と、長手Ｌ’方
向に対する直角度に関する浸漬ノズル２の製作誤差によ
る許容値を±２ｍｍ以内に抑えることとした。製作誤差
は可能な限り小さい方がよいが、小さすぎると製作コス
トがかかりすぎるため、ある程度の許容値が必要であ
る。

【００２８】例えば、頭部板２ａの厚みＴ’方向の平行
度が０．１ｍｍとすると、浸漬ノズル２の先端では
（Ｌ’／Ｗ）×０．１ｍｍ＝（１０３０／２１０）×
０．１＝０．５ｍｍの振れとなる。垂直度は浸漬ノズル
２と頭部板２ａの製作加工精度を示し、±１ｍｍであ
る。他の余裕として浸漬ノズル２を交換装置に挿入する
場合の頭部板２ａと交換装置のガイド間の余裕を±１ｍ
ｍ以内に抑えることで、全体として±５ｍｍ以内の制約
条件を満足することになる。

【００２９】なお、図７（ｂ）におけるＨ＝３００ｍｍ
は図７（ａ）における湯面レベルから浸漬ノズル２の先
端までの距離（浸漬深さ）Ｈが３００ｍｍの場合を示
し、鋳型幅が広い場合である。また、Ｈ＝２２０ｍｍは
同様に浸漬深さが２２０ｍｍの場合を示し、鋳造中の幅
替え等によって鋳型幅が狭くなった場合である。これら
は、浸漬ノズル２と、タンディッシュ４の下面に取り付
けられている交換装置５との間の空間条件や浸漬ノズル
の長さ等から決まるものであり、前記３００，２２０ｍ
ｍは実験時の数値である。

【００３０】[2] 鋳型の幅が鋳造中の幅替えで狭くなっ
た場合や、狭幅の鋳型において浸漬ノズルを交換するた
めには、浸漬ノズルの長さによっては、タンディッシュ
底部と鋳型上端との空間に制約があり、タンディッシュ
を上方向に移動させないと、挿入が困難になる場合があ
る。

【００３１】[3] 鋳型の厚み方向と浸漬ノズルの厚み差
による、厚み方向に余裕がないことから、人力で予熱し
た浸漬ノズルを、先端が振れることなく、交換装置の案
内ガイドに預けることは困難である。

【００３２】上記した制約を満足させるために、本発明
では、交換装置へ新しい浸漬ノズルを導入するに際して
は、浸漬ノズルの頭部板を挟持して水平状態となした
後、浸漬ノズルの先端から鋳型の一方短辺側へ挿入すべ
く、入り側ガイドレールに案内させて水平移動しつつ、
ガイドに浸漬ノズルの先端側を案内させて下方に垂直旋
回することで交換装置の入り側ガイドに導入し、また、
交換装置から使用後の浸漬ノズルを導出するに際して
は、交換装置の出側ガイドに位置する浸漬ノズルの頭部
板を挟持した後、出側ガイドレールに案内させて水平移
動しつつ、ガイドに浸漬ノズルの先端側を案内させて上
方に垂直旋回することで交換装置の出側ガイドから導出
するものであり、またその際、湯面レベル計を２個、浸
漬ノズルの両側に退避移動が可能なように配置し、交換
装置へ新しい浸漬ノズルを導入する際には、浸漬ノズル
の導入の邪魔にならないように、入り側ガイド側に配置
した湯面レベル計を退避移動させて、出側ガイド側に配
置した湯面レベル計で湯面レベルを計測しつつ行い、ま
た、交換装置から使用後の浸漬ノズルを導出する際に
は、浸漬ノズルの導出の邪魔にならないように、出側ガ
イド側に配置した湯面レベル計を退避移動させて、入り
側ガイド側に配置した湯面レベル計で湯面レベルを計測
しつつ行ったり、新しい浸漬ノズルの導入時、この浸漬
ノズルの吐出孔に鋳造中のパウダーの侵入を防止する保
護カバーを設けることとしている。

【００３３】上記した交換装置への浸漬ノズルの導入、
交換装置からの浸漬ノズルの導出を実施するための装置
としては、浸漬ノズルの頭部板を挟持するクランパーを
水平移動及び垂直旋回するハンドリング装置と、クラン
パーによって挟持された新しい浸漬ノズルの頭部板を交
換装置の入り側ガイドに導入すべく鋳型の一方短辺側に
配置され、クランパーの水平移動を案内する入り側ガイ
ドレールと、使用後の浸漬ノズルを交換装置の出側ガイ
ドから導出すべく鋳型の他方短辺側に配置され、クラン
パーの水平移動を案内する出側ガイドレールと、新しい
浸漬ノズルの前記入り側ガイドへの導入時、新しい浸漬
ノズルの先端側を案内すべく鋳型の上端近傍における一
方短辺側に配置したガイドと、使用後の浸漬ノズルの前
記出側ガイドからの導出時、使用後の浸漬ノズルの先端
側を案内すべく鋳型の上端近傍における他方短辺側に配
置したガイドを備えたものが望ましく、必要に応じて、
レベル計を退避させる退避機構を備えさせる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明に係る交換装置への浸漬ノズル
の導入，導出装置を図１〜図６に示す一実施例に基づい
て説明し、この装置を用いて交換装置へ浸漬ノズルを導
入し、また、交換装置から浸漬ノズルを導出する本発明
方法に及ぶ。図１の（ａ）は本発明に係る交換装置への
浸漬ノズルの導入，導出装置の全体概略図、（ｂ）は
（ａ）のクランパー部を平面方向から見た図、図２は図
１（ａ）を左側面方向から見た図、図３は図２を下面方
向から見た拡大図、図４は図３の矢視Ａ−Ａ図、図５は
クランパー部の拡大正面図、図６は図５の平面図であ
る。

【００３５】図１〜図６において、１１は例えば重力バ
ランス型ハンドリング装置であり、支持軸１１ａに軸受
１１ｂを介して浸漬ノズル２の平面視角型形状をした頭
部板２ａを挟持するクランパー１２を取り付けている。
そして、ハンドル１１ｃを水平に移動させることでクラ
ンパー１２を水平移動したり、また、ハンドル１１ｃを
回すことでクランパー１２を垂直旋回させたり、また、
ハンドル１１ｃを持ち上げたり、持ち下げたりすること
でクランパー１２を上下移動させたりする。

【００３６】１３は前記したクランパー１２によって挟
持された新しい浸漬ノズル２の頭部板２ａを交換装置５
の入り側ガイド５ａに導入すべく、クランパー１２の水
平移動を案内する入り側ガイドレールであり、鋳型１の
一方短辺側に配置されている。また、１４は使用後の浸
漬ノズル２を交換装置５の出側ガイド５ｂから導出すべ
く、前記使用後の浸漬ノズル２を挟持したクランパー１
２の水平移動を案内する出側ガイドレールであり、鋳型
１の他方短辺側に配置されている。

【００３７】ところで、交換装置５としては、タンディ
ッシュ４の底部に配置され、浸漬ノズル２の上部に形成
した頭部板２ａを案内すべく鋳型１の一方短辺側に配置
された入り側ガイド５ａと、同じく鋳型１の他方短辺側
に配置された出側ガイド５ｂの間に、浸漬ノズル２の前
記頭部板２ａを上方向に押し上げるアーム５ｃを複数個
介設したもので、例えば入り側ガイド５ａ側に浸漬ノズ
ル２の押し込みシリンダ５ｄと、浸漬ノズル２の押し込
み時以外は前記押し込みシリンダ５ｄを退避させる退避
シリンダ５ｅを備えたような構成であれば、特に限定さ
れるものではない。本実施例では、図４に示すように、
圧縮ばね５ｆによって前記アーム５ｃを上方向に押し上
げるものを開示している。

【００３８】１５は新しい浸漬ノズル２を入り側ガイド
５ａに導入する時、新しい浸漬ノズル２の先端側を案内
するガイドであり、鋳型１の上端近傍における一方短辺
側に配置されている。また、１６は使用後の浸漬ノズル
２を出側ガイド５ｂから導出する時、使用後の浸漬ノズ
ル２の先端側を案内するガイドであり、鋳型１の上端近
傍における他方短辺側に配置されている。なお、これら
のガイド１５，１６は鋳型１が振動しても接触しない高
さ位置に設置されていることは言うまでもない。

【００３９】１７ａは入り側ガイド５ａ側に配置した湯
面レベル計、１７ｂは出側ガイド５ｂ側に配置した湯面
レベル計である。鋳型１の厚さが１５０ｍｍ以下の場合
には、浸漬ノズル２の導入，導出時に湯面レベル計と余
裕がないので、２つの湯面レベル計１７ａ，１７ｂを設
置してこれらを切り替えて使用し、それぞれ、使用しな
い湯面レベル計は、新しい浸漬ノズル２の導入時や使用
後の浸漬ノズル２の導出時に、邪魔にならないように、
図示省略した退避機構によって例えば上方向に退避揺動
するようになっている。

【００４０】本発明に係る交換装置への浸漬ノズルの導
入，導出装置は上記したような構成であり、次にこの導
入，導出装置を用いて本発明方法により交換装置へ浸漬
ノズルを導入し、また、交換装置から浸漬ノズルを導出
する方法を説明する。

【００４１】〔交換装置５への新しい浸漬ノズル２の導
入時〕新しい浸漬ノズル２の頭部板２ａをクランパー１
２で挟持した後、ハンドル１１ｃを回して浸漬ノズル２
を水平状態となす。次に、交換装置５の入り側ガイド５
ａを配置した鋳型１の一方短辺側へ、浸漬ノズル２を先
端から挿入すべく、クランパー１２の先端に設けたロー
ラー１２ａを入り側ガイドレール１３に嵌め込む。そし
て、ハンドル１１ｃを持ち、クランパー１２を入り側ガ
イドレール１３に沿って入り側ガイド５ａ方向に水平移
動しつつ、ハンドル１１ｃを回して浸漬ノズル２を下方
に垂直旋回させる。この時、浸漬ノズル２の先端側はガ
イド１５に案内されて下方に垂直旋回するので、浸漬ノ
ズル２の鋳型厚さ方向の振れ（以下、「横振れ」とい
う）は規制される。以上の操作により、浸漬ノズル２の
頭部板２ａの入り側ガイド５ａへの導入が完了する。

【００４２】この導入時においては、入り側ガイド５ａ
側に配置した湯面レベル計１７ａは上方向に退避揺動し
て新しい浸漬ノズル２の導入の邪魔にならないようにし
ておく。また、浸漬ノズル２を交換した直後には、急激
な湯面変動を伴う、溶融パウダーを含むパウダースプラ
ッシュの飛散が生じる。この要因は、未反応パウダーが
新しい浸漬ノズル２を導入した時、その吐出孔２ｂから
浸漬ノズル２内に入り、交換直後にタンディッシュ４か
ら浸漬ノズル２内に落下する溶鋼流と、その熱で攪乱反
応して発生するガスが、吐出孔２ｂから吹き出すことに
よって生じる。これは、鋳造鋳片の品質にも悪影響を与
えるのみならず、鋳造停止にいたる可能性もあるので、
新しい浸漬ノズル２の吐出孔２ｂには、パウダー融点よ
り高温の融点で、溶鋼に接して溶解する耐火布等の保護
カバーを、高温接着剤を用いて予熱直後に張り付けてお
くことが好ましい。

【００４３】導入後は、ハンドル１１ｃを持ってクラン
パー１２を水平移動し、入り側ガイド５ａから引き抜
く。そして、その後は退避シリンダ５ｅを作動させて押
し込みシリンダ５ｄを図３の想像線で示すように押し込
み位置に移動し、この押し込み位置で押し込みシリンダ
５ｄを作動して浸漬ノズル２をアーム５ｃ部まで押し込
み、新旧交換する。

【００４４】ところで、浸漬ノズル２の新旧交換前後の
鋳型１内の溶鋼湯面レベル制御を、一旦ストッパー６を
閉じることなく、かつ、鋳造速度を減速することなく行
うために、本発明者らは、図１０に示すように、浸漬ノ
ズル２の交換時における鋳造速度と鋳型１内の溶鋼湯面
下がりの関係から、(a) 交換時の溶鋼湯面下がりを最小
にし、(b) パウダーを浸漬ノズル２からの吐出流によっ
て溶鋼中に巻き込ませず、(c) 浸漬ノズル２の交換時に
おける浸漬ノズル２の移動速度で湯面荒れを抑えるため
には、湯面下がりが３０ｍｍ以内で、交換中の溶鋼遮断
時間ｔ〔＝（Ln−2d）／Vn、Ln：頭部板２ａ同士が接触
した状態にある新旧浸漬ノズルの中心間距離、ｄ：浸漬
ノズルのノズル孔の直径、Vn：押し込み速度〕は１．０
秒以内にすれば良いことに着目し、押し込みシリンダ５
ｄの押し込み速度Ｖｎを８０〜２００ｍｍ／秒以内の範
囲にすれば良いことが実験結果より明らかになった。

【００４５】従って、押し込みシリンダ５ｄを作動させ
ると同時に、流量制御しているストッパー６の開度を所
定の時間保持し、その所定の時間経過後、交換直後の湯
面レベル制御は、出側ガイド５ｂ側に配置した湯面レベ
ル計１７ｂに継続させて湯面レベルを計測する。そし
て、新しい浸漬ノズル２への交換が終了したところで、
入り側ガイド５ａ側に配置した湯面レベル計１７ａを下
方向に揺動させ、湯面のレベル制御を前記湯面レベル計
１７ｂから引き継ぐ。

【００４６】〔交換装置５から使用後の浸漬ノズル２の
導出時〕湯面のレベル制御を湯面レベル計１７ａに引き
継いだ前記湯面レベル計１７ｂを上方向に退避揺動させ
る。そして、押し込みシリンダ５ｄの作動による新しい
浸漬ノズル２の押し込みと同時に、出側ガイド５ｂまで
押し出された使用後の浸漬ノズル２の頭部板２ａを、ロ
ーラー１２ａを出側ガイドレール１４に嵌め込んだクラ
ンパー１２によって挟持する。次に、ハンドル１１ｃを
持ち、クランパー１２を出側ガイドレール１４に沿って
水平移動しつつ、ハンドル１１ｃを回して浸漬ノズル２
を上方に垂直旋回させる。この時、浸漬ノズル２の先端
側はガイド１６に案内されて上方に垂直旋回するので、
浸漬ノズル２の横振れは規制される。以上の操作によ
り、浸漬ノズル２の頭部板２ａの出側ガイド５ｂからの
導出が完了する。

【００４７】次に、本発明の効果を確認するために行っ
た実験結果について説明する。下記表１は本発明により
交換装置５へ新しい浸漬ノズル２を導入し、及び、交換
装置５から使用後の浸漬ノズル２を導出した際の鋳造条
件を示したものである。

【００４８】

【表１】

【００４９】〔ケース１〕鋳造中に予熱装置で予め１１
００℃に予熱した交換用の新しい浸漬ノズル２を、予め
水平にレベル出しをしてあるクランパー１２で、頭部板
２ａの側面と浸漬ノズル２の胴部を基準面として挟持
し、取り出す。そして、取り出し直後に、浸漬ノズル２
の２か所の吐出孔２ｂを、アルミナ５２重量％，シリカ
４６重量％よりなる融点１２６０℃の耐火布にアルミナ
とシリカが主成分の接着剤を塗布して塞ぐ。

【００５０】次に、ハンドル１１ｃを回して浸漬ノズル
２を水平にした状態で、入り側ガイドレール１３にクラ
ンパー１２の先端に設置したローラー１２ａを嵌め込
む。そして、ハンドル１１ｃを持って浸漬ノズル２を鋳
型１の方向に水平移動させながら、ハンドル１１ｃを回
して浸漬ノズル２を下方に垂直旋回させ、ガイド１５に
浸漬ノズル２の先端部を案内させて、垂直旋回を止める
ことなく交換装置５の入り側ガイド５ａに導入する。導
入後は、クランパー１２のみ後退させる。

【００５１】クランパー１２を後退させた後、退避シリ
ンダ５ｅを作動して押し込みシリンダ５ｄを前進させ
る。そして、前進限で押し込みシリンダ５ｄを作動して
入り側ガイド５ａに導入した浸漬ノズル２をアーム５ｃ
部に押し込む。この時の押し込みシリンダ５ｄの押し込
み速度は、あまり早いと鋳型１内の溶鋼湯面レベルを変
動させる原因となって望ましくないから、使用した浸漬
ノズル２のノズル孔の直径が７５ｍｍであるので、１５
０〜２００ｍｍ／秒前後とし、かつ、給湯流を遮断して
いる時間ｔは０．３〜０．６秒程度とした。

【００５２】図１１に示す構成の湯面レベル計の切り替
え装置を使用し、押し込みシリンダ５ｄの作動指令と同
時タイミングで、今まで溶鋼湯面レベルを制御していた
ストッパー６の開度をそのまま０．５秒保持し、０．５
秒経過後にストッパー５の制御を復帰した。浸漬ノズル
２を交換する直前及び交換した直後の溶鋼湯面レベルの
変動の一例を図１２に示す。図１２より明らかなよう
に、本発明により交換装置５に浸漬ノズル２を導入し、
交換した場合には、鋳型１内の溶鋼湯面レベルの変動は
最大７ｍｍ以内に収まっていることが判る。また、耐火
布を張らない場合の溶鋼湯面レベル変動と比較して３ｍ
ｍ程度の改善効果があった。勿論、本発明の場合にはパ
ウダーの飛散も発生しなかった。

【００５３】なお、本発明を実施する場合、ストッパー
の開度を保持する方法としては、上記した方法に代え
て、一定速度で鋳造中の過去の数秒〜数十秒間の平均速
度を制御装置に計算させ、開度保持指令と共に、その開
度に保持させる方法を採用してもよい。この方法を採用
した場合の方が、より交換直後の溶鋼湯面レベルが安定
する。また、開度保持時間の決定には、指令に対する油
圧系、機械系の応答遅れやレベル制御系の遅れを考慮し
て決めることが必要である。

【００５４】上記したようにして浸漬ノズル２を押し込
んだ後は、速やかに湯面レベル計１７ａを旋回下降させ
て、レベル検出出力を確認した後、今までレベル検出を
行っていた湯面レベル計１７ｂを上昇旋回させて鋳型１
の上方から退避させた。

【００５５】浸漬ノズルの交換及びレベル計の切り替え
操作を行っている間に、ハンドリング装置１１を使用後
の浸漬ノズル２側に移動させ、ハンドル１１ｃを回して
クランパー１２を旋回させ、ローラー１２ａを出側ガイ
ドレール１４に嵌め込む。そして、クランパー１２を出
側ガイド５ｂ側へ水平移動させて使用後の浸漬ノズル２
を挟持する。挟持後は、クランパー１２を反出側ガイド
５ｂ側へ水平移動させて、頭部板２ａを出側ガイド５ｂ
から外し、ガイド１６に使用後の浸漬ノズル２の先端部
分を導く。その後は、水平移動させつつ、ハンドル１１
ｃを回して浸漬ノズル２を水平状態となして取り出す。

【００５６】なお、交換した使用後の浸漬ノズル２を鋳
型１内に長時間置いておくことは、溶鋼湯面流速を低下
させるのみならず、湯面が薄く凝固したり、パウダーの
溶融不良を起こしてその後の鋳造の阻害要因となるた
め、なるだけ速く取り出すことが望ましい。本実施例の
場合には交換後、鋳型１から取り出しまでの時間は４２
秒までは鋳造に影響がなかった。

【００５７】〔ケース２〕ケース２は鋳型の幅が広い場
合で、ケース１と同様に実施可能であった。しかし、鋳
造速度がケース１よりも早いので、図１０に示すよう
に、溶鋼湯面下がりが大きくなるのを防ぐため、押し込
みシリンダ５ｄの押し込み速度を０．３秒とケース１の
場合よりも速くした。交換前後の溶鋼湯面レベル変動は
ケース１の場合と同様に鋳造可能であった。

【００５８】なお、浸漬ノズルの吐出角度や浸漬深さＨ
によっては、溶鋼湯面が下がりすぎるパウダーを吐出流
で巻き込み、鋳片品質を悪化させるので、この場合に
は、鋳造速度を７０〜８０％下げて実施してもよい。ま
た、本発明により、鋳造中に二度、三度と浸漬ノズルを
交換する場合は、交換前に湯面レベル計１７ａから再度
湯面レベル計１７ｂに切り替えておくことは言うまでも
ない。

【００５９】本実施例では、鋳型内の溶鋼湯面レベルの
制御を、ストッパーによって行ったが、スライドゲート
で行うものであっても適用可能であることは言うまでも
ない。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特に中厚鋳片を連続鋳造中に浸漬ノズルを交換する際
に、鋳造を停止することなく、また、低速に減速するこ
となく、また、鋳型への給湯を一旦停止することなく、
交換装置へ浸漬ノズルを導入し、また、交換装置から浸
漬ノズルを導出することが可能になり、生産性の向上が
図れるとともに、タンディッシュの整備コストや耐火物
コストの低減効果が大きくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係る交換装置への浸漬ノズル
の導入，導出装置の全体概略図、（ｂ）は（ａ）のクラ
ンパー部を平面方向から見た図である。

【図２】図１（ａ）を左側面方向から見た図である。

【図３】図２を下面方向から見た拡大図である。

【図４】図３の矢視Ａ−Ａ図である。

【図５】クランパー部の拡大正面図である。

【図６】図５の平面図である。

【図７】（ａ）は鋳造中の鋳型の厚み方向断面の模式
図、（ｂ）は浸漬ノズルと凝固シェル間の間隔Ｃと鋳造
速度Ｖｃの関係式Ｃ＝１５−２０（Ｔ）^1/2の図であ
る。

【図８】タンディッシュの変形が浸漬ノズル先端に与え
る影響を説明した図である。

【図９】浸漬ノズルの説明図である。

【図１０】浸漬ノズル交換時における鋳造速度と溶鋼湯
面下がりの関係を示す図である。

【図１１】湯面レベル計切り替え装置のフロー図であ
る。

【図１２】浸漬ノズル交換時における溶鋼湯面変動の状
況を示す図である。

【符号の説明】

１鋳型２浸漬ノズル２ａ頭部板５交換装置５ａ入り側ガイド５ｂ出側ガイド５ｃアーム１１ハンドリング装置１２クランパー１３入り側ガイドレール１４出側ガイドレール１５ガイド１６ガイド１７ａ湯面レベル計１７ｂ湯面レベル計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池田正裕愛媛県新居浜市惣開町５番２号住友重機械工業株式会社新居浜製造所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タンディッシュの底部に配置され、浸漬
ノズルの上部に形成した頭部板を案内すべく鋳型の一方
短辺側に配置された入り側ガイドと、同じく鋳型の他方
短辺側に配置された出側ガイドの間に、浸漬ノズルの前
記頭部板を上方向に押し上げるアームを複数個介設した
浸漬ノズル交換装置へ新しい浸漬ノズルを導入し、ま
た、浸漬ノズル交換装置から使用後の浸漬ノズルを導出
する方法であって、浸漬ノズル交換装置へ新しい浸漬ノズルを導入するに際
しては、浸漬ノズルの前記頭部板を挟持して水平状態と
なした後、浸漬ノズルの先端から鋳型の一方短辺側へ挿
入すべく、入り側ガイドレールに案内させて水平移動し
つつ、ガイドに浸漬ノズルの先端側を案内させて下方に
垂直旋回することで浸漬ノズル交換装置の入り側ガイド
に導入し、また、浸漬ノズル交換装置から使用後の浸漬ノズルを導
出するに際しては、浸漬ノズル交換装置の出側ガイドに
位置する浸漬ノズルの頭部板を挟持した後、出側ガイド
レールに案内させて水平移動しつつ、ガイドに浸漬ノズ
ルの先端側を案内させて上方に垂直旋回することで浸漬
ノズル交換装置の出側ガイドから導出することを特徴と
する浸漬ノズル交換装置への浸漬ノズルの導入，導出方
法。
【請求項２】請求項１記載の浸漬ノズル交換装置への
浸漬ノズルの導入，導出方法において、湯面レベル計を
２個、浸漬ノズルの両側に退避移動が可能なように配置
し、浸漬ノズル交換装置へ新しい浸漬ノズルを導入する
際には、浸漬ノズルの導入の邪魔にならないように、入
り側ガイド側に配置した湯面レベル計を退避移動させ
て、出側ガイド側に配置した湯面レベル計で湯面レベル
を計測しつつ行い、また、浸漬ノズル交換装置から使用
後の浸漬ノズルを導出する際には、浸漬ノズルの導出の
邪魔にならないように、出側ガイド側に配置した湯面レ
ベル計を退避移動させて、入り側ガイド側に配置した湯
面レベル計で湯面レベルを計測しつつ行うことを特徴と
する浸漬ノズル交換装置への浸漬ノズルの導入，導出方
法。
【請求項３】新しい浸漬ノズルの導入時、この浸漬ノ
ズルの吐出孔に鋳造中のパウダーの侵入を防止する保護
カバーを設けることを特徴とする請求項１又は２記載の
浸漬ノズル交換装置への浸漬ノズルの導入，導出方法。
【請求項４】請求項１又は３記載の浸漬ノズル交換装
置への浸漬ノズルの導入，導出方法を実施するための装
置であって、浸漬ノズルの頭部板を挟持するクランパーを水平移動及
び垂直旋回するハンドリング装置と、クランパーによっ
て挟持された新しい浸漬ノズルの頭部板を浸漬ノズル交
換装置の入り側ガイドに導入すべく鋳型の一方短辺側に
配置され、クランパーの水平移動を案内する入り側ガイ
ドレールと、使用後の浸漬ノズルを浸漬ノズル交換装置
の出側ガイドから導出すべく鋳型の他方短辺側に配置さ
れ、クランパーの水平移動を案内する出側ガイドレール
と、新しい浸漬ノズルの前記入り側ガイドへの導入時、
新しい浸漬ノズルの先端側を案内すべく鋳型の上端近傍
における一方短辺側に配置したガイドと、使用後の浸漬
ノズルの前記出側ガイドからの導出時、使用後の浸漬ノ
ズルの先端側を案内すべく鋳型の上端近傍における他方
短辺側に配置したガイドを備えたことを特徴とする浸漬
ノズル交換装置への浸漬ノズルの導入，導出装置。
【請求項５】請求項２又は３記載の浸漬ノズル交換装
置への浸漬ノズルの導入，導出方法を実施するための装
置であって、レベル計を退避させる退避機構を備えさせ
たことを特徴とする請求項４記載の浸漬ノズル交換装置
への浸漬ノズルの導入，導出装置。