JPH10510216A - 溶融金属注入浸漬管 - Google Patents

溶融金属注入浸漬管

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JPH10510216A JP8527966A JP52796696A JPH10510216A JP H10510216 A JPH10510216 A JP H10510216A JP 8527966 A JP8527966 A JP 8527966A JP 52796696 A JP52796696 A JP 52796696A JP H10510216 A JPH10510216 A JP H10510216A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は例えば薄肉スラブ連続鋳造機の中に溶鋼を注入する等のための溶融金属注入浸漬管に関する。容易に製作でき長い寿命を有し溶融金属の均一な流出を可能にする浸漬管を提供するために、前記注入部分(11)が、平面状の端面出口(12)を有する管であり、前記注出部分(21)が平らな面の壁部材(22,23)から形成されていることが本発明により提案される。この場合、前記注入部分の円形横断面(AR)が前記注出部分(21)の自由横断面(AE)に対してAR/AE≧1.7である。

Description

【発明の詳細な説明】 溶融金属注入浸漬管 本発明は、円形横断面を有し注入容器に固定されている注入部分と、矩形永久 型の中に収容されている溶融金属の中に浸漬し矩形横断面の出口を有する注出部 分とを具備する例えば薄肉スラブ連続鋳造機の中に溶鋼を注入する等のための溶 融金属注入浸漬管に関する。 ヨーロッパ特許出願第EP0630712号明細書から公知の例えば薄肉スラ ブ連続鋳造のための浸漬管は2つの部分区間に細分され、浸漬管の下部成形煉瓦 は、その幅より大幅に長い長さを有する。個々の部分区間は別個の成形煉瓦によ り形成され、成形煉瓦の互いに面する端部は互いの中に係合し、成形煉瓦の互い の中に係合している端部の間には密封部材が設けられている。 個々の成形煉瓦は、壁厚が顕著に異なる複雑な成形構造を有する。 ドイツ特許出願公開第DE3709188A1号公報から公知の冶金容器用浸 漬管の上部長さ部分区間は横断面が丸形であり、下部長さ部分区間は横断面は矩 形である。出口領域内の寸法は長さ:幅の比が20:1〜80:1である。浸漬 管の出口は2つの出口開口により形成され、これらの出口開口は共働して1つの 流れ横断面を有し、この流れ横断面は、プラグ閉鎖部材における流れ横断面程に は大きくない。 湯口管の中の流れ横断面と浸漬管の出口における流れ横断面との間の1:1よ り小さい比は、流れ方向変換と、2つの出口開口を狭めることにより達成される 。 本発明の目的は、容易に製造でき、長い寿命を有し、製造に関して及び作動中 に熱応力が僅かである構造を有し、溶融金属の均一な流出を可能にする浸漬管を 提供することにある。 本発明のこの目的は請求項1の特徴部分に記載の特徴により達成される。 浸漬管は2つの基本構造部分から成る、すなわち管状の注入部分と平面状の注 出部分とから成る。形状が完全に異なるこれら2つの基本構造部分の間には短い 構造長の移行部分が設けられている。 予想外なことにこの移行部分は、注出部分が平な平面の壁部材から成りこの注 出部分が注入部分の横断面の1/2より小さい横断面を有する場合には浸漬管を 貫流する溶鋼の流れ特性に殆ど影響しないことが分かった。 管状の注入部分から矩形の注出部分への移行部分の形状とは無関係に溶鋼の流 れは、平らな平面の壁部材がそれぞれ互いにほぼ平行に配置されている場合には 完全に層流となって案内される。 丸形か又は平面状の簡単な成形部材により浸漬管の個々の構造部分は、予測さ れる大きい熱応力に適応して設計できる。この場合、簡単な幾何学的形状に加え て同一の壁厚の壁部材が使用される。 注入部分と注出部分との間の移行部分は流れ特性に関して2次的な役割しか果 たさないので、この構造的自由性は、応力の僅かな移行部分に関する最適化に利 用できる。 なかんずく移行領域内の流れ特性に対して、注入部分の脚部に設けられている 平行部材により良好な影響を与えることが可能である。 注出部分の簡単な形状により溶融金属の流れ特性を完全に層流にすることによ り出口面積を最小化すると、薄肉スラブの鋳造の際に所望の要求される貫流量を 得ることができる。 小さい底面面積しか必要でないので、薄肉スラブ永久型のための浸漬管を互い に平行な側壁と60mmまでの幅とを有するものにすることができる。 浸漬管の出口と永久型の入口との成形構造が同一なので、永久型の中の溶融金 属のレベルの表面の寸法を一定にできる。 浸漬管の注出部分の中の乱流のない均一の溶融金属案内により、更に、注出部 分と永久型とは形状が類似でありそれらの横断面は僅かしか異ならないので、永 久型の中の溶融金属の案内は僅かな攪乱しか発生させない。溶融金属量の調整は 、注入容器(グースネック)の中の調整機構を介して規則的にプラグ閉鎖部材を 介して行われる。 本発明の1つの実施の形態が添付図面に示されている。 図1は浸漬管及び注入容器の概略図、図2は浸漬注ぎ部分の頭部側広がりを有 する浸漬管の略図、図3は屋根状に形成されている注出部分を有する浸漬管の略 図、図4は注入部分と注出部分との間の移行部分を示す詳細図、図5は注入容器 における注入部分と注出部分との構造の一部を切取って示す略図である。 図1は鋳込み容器41の一部を切取って示し、注入容器(グースネック)41 は出口開口43を有し、出口開口43はプラグ42により遮断可能又は狭くする ことが可能である。 注入容器41の底部の外面に注入部分11が固定され、注入部分11は管の形 状を有し、出口側に平らな端面を有する。 管状の注入部分11は、ほぼ矩形の注出部分21に結合されている。注出部分 21は出口側で溶融金属Sの中に浸漬し、溶融金属Sは永久型すなわち永久鋳型 (permanent mold;例えば金型、黒鉛型等)51の中に収容されている。 注出部分21は、図面の左側部分の中に示されている広幅側面22と、図の右 側部分の中に示されている狭幅側面23と、更に注入部分/注出部分の接続個所 に終端壁27を有する。なお図1の下部の左側は広幅側面22を通る断面を示し 、右側は狭幅側面23を通る断面を示している。 更に概略的に加熱装置31が示され、加熱装置31は広幅側面22にほぼ平行 に案内されている。 広幅側面22及び狭幅側面23は互いにほぼ平行に案内されている。図の右側 部分の中には注出部分の形状が示され、この形状においては狭幅側面23が7° より小さい角度で流れ方向に広がっている。 図2は斜視図で注出部分を示し、注出部分の広幅側面は頭部側で流れ方向と反 対の方向に向かって錐体状に内側幅がKになるまで開いている。図2に示されて いるようにエッジ長Kの正方形が中央に位置し、この正方形の上に管状の注入部 分11の端面12を載置できるか、又は正方形の中の相応する大きさの開口を貫 通して注入部分11を差込むこことができる。 エッジKから出発して終端壁27は狭幅側面26の端縁まで錐体状に細長にな って形成されている。 図2の下部の開いた断面図で更に、注出部分AEの横断面が示され、横断面の 面積は広幅側面間の間隔aと狭幅側面間の間隔bとの乗算から計算される。注入 部分11の横断面ARは、注出部分21の矩形の自由横断面AEに対してAR/AE ≧1.7の比を有する。 更に図には移行部分長lが示され、移行部分長lは広幅側面間の間隔に対して l/A<1/4である。 注入部分1と注出部分21とから成る浸漬管の全長はLにより示されている。 図3に概略的に示されている浸漬管では注出部分は頭部側で屋根の形状に形成 され、屋根の領域24が、中央領域内で頭部側で注入部分11のスリット14の 中にはめ込まれている。この場合に注出部分21の頭部25は終端壁27をを有 し、終端壁27は注入部分から送出方向に向かって広幅側面の端縁まで屋根状に 開いている。 注入部分11のスリット14又は注出部分21のスリット14に相応する部分 24はlの長さを有する。 図4は詳細図で注入部分11の出口領域13を示す。図4には上面図で、相応 する部分24がはめ込まれている注入部分の中のスリット14が示されている。 上記部分24にはばね29が設けられ、ばね29は注入部分11の溝19の中に はめ込まれている。溝19及びばね29を設けることにより部分11と21とを 水平にスライドさせて組合せることが可能となり、更に、作動中は注出部分21 が注入部分11のスリット14から外れて落下することが阻止される。 この場合に管状の注入部分11の出口領域13は平行部材16により終端され 、終端部材溶融金属の流れ方向に垂直に配置されているか又は図の右側部分の中 に示されているように面取り面15を有する。 図5は注出部分21を有する浸漬管を示し、注出部分21は注入部分11とは 完全に無関係に注入容器41に固定されている。 注入容器41の出口開口43の直接下に配置されている注入部分11は、注出 部分21の注ぎ空間GEの中で詰物28により包囲されている。詰物28は、管 状注入部分11から流出する溶融金属流を僅かな攪乱で適切に案内する形状を有 する。 図の右側部分の中には狭幅側面が示されている。注入部分11は出口領域13 の中に平行部材16を有し、平行部材16は図の右側部分の中で例えば詰物28 により流れ方向に向かって錐体状に先細りして形成され、平行部材16は注入部 分の突出部分を終端する。この形状により最短距離で、出口開口43からの流出 後に丸い横断面の溶融金属を最短距離で、大きい狭幅側面/広幅側面比を有する 矩形横断面の溶融金属流の中に強制的に流入させることが可能となる。 参照リスト 〈浸漬管〉 11 注入部分 12 平らな端面 13 出口領域 14 スリット 15 面取り面 16 平行部材 18 詰物 19 溝 21 注出部分 22 広幅側面 23 狭幅側面 24 スリット14に相応する部分 25 頭部 26 広幅側面の端縁 27 終端壁 28 詰物 29 ばね 〈加熱装置〉 31 加熱装置 〈溶融金属供給装置〉 41 注入容器 42 プラグ 43 出口開口 〈連続鋳造機〉 51 永久型(例えば金型、黒鉛型等) S 溶融金属 AR 注入部分の横断面 AE 注出部分の横断面 a 広幅側面間の間隔 b 狭幅側面間の間隔 R 注入部分の外径 l 移行部分の長さ lS スリットの長さ L 浸漬管の全長 α 狭幅側面の円錐角 GR 注入部分の注ぎ空間 GE 注出部分の注ぎ空間 K 頭部幅
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1997年4月21日 【補正内容】 浸漬管の注出部分の中の乱流のない均一の溶融金属案内により、更に、注出部 分と永久型とは形状が類似でありそれらの横断面は僅かしか異ならないので、永 久型の中の溶融金属の案内は僅かな攪乱しか発生させない。溶融金属量の調整は 、注入容器(グースネック)の中の調整機構を介して規則的にプラグ閉鎖部材を 介して行われる。 本発明の1つの実施の形態が添付図面に示されている。 図1は浸漬管及び注入容器の概略図、図2は浸漬注ぎ部分の頭部側広がりを有 する浸漬管の略図、図3は屋根状に形成されている注出部分を有する浸漬管の略 図、図4は注入部分と注出部分との間の移行部分を示す詳細図、図5は注入容器 における注入部分と注出部分との構造の一部を切取って示す略図である。 図1は鋳込み容器41の一部を切取って示し、注入容器(グースネック)41 は出口開口43を有し、出口開口43はプラグ42により遮断可能又は狭くする ことが可能である。 注入容器41の底部の外面に注入部分11が固定され、注入部分11は管の形 状を有し、出口側に平らな端面を有する。 管状の注入部分11は、ほぼ矩形の注出部分21に結合されている。注出部分 21は出口側で溶融金属Sの中に浸漬し、溶融金属Sは永久型すなわち永久鋳型 (permanent mold;例えば金型、黒鉛型等)51の中に収容されている。 注出部分21は、図面の左側部分の中に示されている広幅側面22と、図の右 側部分の中に示されている狭幅側面23と、更に注入部分/注出部分の接続個所 に終端壁27を有する。なお図1の下部の左側は広幅側面22を通る断面を示し 、右側は狭幅側面23を通る断面を示している。 少なくとも注出部分が、外部から供給可能なエネルギーにより加熱可能である 材料から成る。この材料は耐火材であることもあり、耐火材の中に金属体が内蔵 され、金属体は電気エネルギーにより加熱可能である。 概略的に加熱装置31が示され、加熱装置31は広幅側面22にほぼ平行に案 内されている。 広幅側面22と狭幅側面23とは浸漬管の出口領域内で互いにほぼ平行に案内 されて間隔aを有し、間隔aと、浸漬管の出口領域内での狭幅側面23の間の間 隔bとはa<(1/35)×bである。図の右側部分の中に注出部分の形状が示 され、この形状においては狭幅側面23が角度<7°で流れ方向に向かって広が っている。 図2は斜視図で注出部分を示し、注出部分の広幅側面は頭部側で流れ方向とは 反対の方向に向かって錐体状に内側幅Kまで開いている。この内側幅Kは丸形注 入部分11の外径Rに対してK/R=0.9〜1.2である。 概略的に示されているように中央にエッジ長Kの正方形が位置し、この正方形 の上には管状注入部分11の端面12が載置されるか、又はこの正方形の中の相 応する大きさの開口を貫通して注入部分11が差込まれる。エッジKから出発し て終端壁27は広幅側面26の端縁まで錐体状に先細りして形成されている。 図2の開いた断面には注出部分AEの横断面が示され、横断面の面積は広幅側 面の間の間隔aと狭幅側面の間の間隔bとの乗算から計算される。注入部分11 の横断面ARは注出部分21の横断面AEに対してAR/AE=1.7である。 更に図には移行部分長lが示され、移行部分長lは広幅側面間の間隔に対して l/A<1/4である。 注入部分1と注出部分21とから成る浸漬管の全長はLにより示されている。 図3に概略的に示されている浸漬管では注出部分は頭部側で屋根の形状に形成 され、屋根の領域24が、中央領域内で頭部側で注入部分11のスリット14の 中にはめ込まれている。この場合に注出部分21の頭部25は終端壁27をを有 し、終端壁27は注入部分から送出方向に向かって広幅側面の端縁まで屋根状に 開いている。 注入部分11のスリット14又は注出部分21のスリット14に相応する部分 24はlの長さを有する。 図4は詳細図で注入部分11の出口領域13を示す。図4には上面図で、相応 する部分24がはめ込まれている注人部分の中のスリット14が示されている。 請求の範囲(補正) 1. 円形横断面を有し注入容器に固定されている注入部分と、矩形永久型 の中に収容されている溶融金属の中に浸漬し矩形横断面の出口を有する注出部分 とを具備する溶融金属注入浸漬管において、 a) 前記注入部分(11)が、 平面状の端面出口(12)を有する管であ り、 b) 前記注出部分(21)が平らな面の壁部材(22,23)から形成され 、 c) 前記注入部分(11)が直接的に前記注出部分(21)に接続され、 d) 前記注入部分(11)と前記注出部分(21)との壁厚が一定であり、 前記注入部分の円形横断面(AR)が前記注出部分(21)の自由横断面(AE) に対してAR/AE≧1.7であることを特徴とする溶融金属注入浸漬管。 2. 注出部分(21)の広幅側面(22)が浸漬管の出口領域内で互いに 平行に案内され、前記出口領域内で前記広幅側面(22)の間の間隔aと狭幅側 面(23)の間の間隔bとはa<(1/35)×bの関係を有することを特徴と する請求項1に記載の溶融金属注入浸漬管。 3. 狭幅側面(23)が流れ方向に向かって角度α<7°で広がることを 特徴とする請求項2に記載の溶融金属注入浸漬管。 4. 管状の注入部分(11)から平面状の注出部分(21)への移行部分 が長さlを有し、長さlは注出部分(21)の幅aに対してl/a=1/4であ ることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1つの請求項に記載 の溶融金属注入浸漬管。 5. 注入部分(11)から注出部分(21)への移行部分は、管状の前記 注入部分(11)が出口領域(13)の中にスリット(14)を有し、前記スリ ット(14)の中に平面状の注出部分(21)の相応する部分(24)がはめ込 まれるように形成されていることを特徴とする請求項4に記載の溶融金属注入浸 漬管。 6. 注出部分(21)の頭部(25)が屋根状に形成され、前記注出部分 (21)の狭幅側面は移行部分の中で前記注出部分(11)のスリット(14) から開始して錐体状に互いから遠ざかって広幅側面(22)の端縁(26)まで 案内されていることを特徴とする請求項5に記載の溶融金属注入浸漬管。 7. 注入部分(11)が出口領域(13)の中でスリット(14)の長さ (ls)まで面取り面を有し、前記面取り面は流れ方向に向かって錐体状に平面 状注出部分(21)の広幅側面(22)まで案内されていることを特徴とする請 求項5に記載の溶融金属注入浸漬管。 8. 注入部分(11)から注出部分(21)への移行部分が、前記注出部 分(21)の広幅側面(22)が頭部側(25)で流れ方向と反対の方向に向か って錐体状に内側幅Kまで開き、内側幅Kが丸形の前記注入部分(11)の外径 Rに対してK/R=0.9〜1.2であるように形成されていることを特徴とす る請求項4に記載の溶融金属注入浸漬管。 9. 注出部分(21)の終端壁(27)が斜め配置され、この配置は前記 終端壁(27)が注入部分(11)の領域内で頭部幅Kを有し、狭幅側面(23 の端縁(26)においては間隔a+2×広幅側面プレートの厚さを有するように 実現されていることを特徴とする請求項8に記載の溶融金属注入浸漬管。 10. 注入部分(11)が溝(19)を有し、注出部分(21)が溝(29 )を有し、これにより前記注入部分(11)と前記注出部分(21)との形状が ぴったり合うことによる結合が実現されることを特徴とする請求項8又は請求項 4に記載の溶融金属注入浸漬管。 11. 注出部分(21)が浸漬管全長Lを有し、注入部分(11)と前記注 出部分(21)とが軽度に接触して互いに接続され、注ぎ空間(GR,GE)の境 界を定める詰物(18,28)が設けられていることを特徴とする請求項5に 記載の溶融金属注入浸漬管。 12. 注入部分(11)の脚部が平行部材(16)として形成されているこ とを特徴とする請求項1に記載の溶融金属注入浸漬管。 13. 少なくとも注出部分(21)が、外部から供給可能なエネルギーによ り加熱可能である材料から成ることを特徴とする請求項1から請求項12のうち のいずれか1つの請求項に記載の溶融金属注入浸漬管。 14. 材料が耐火材であり、前記耐火材の中に金属体が内蔵され、金属体は 電気エネルギーにより加熱可能であることを特徴とする請求項13に記載の溶融 金属注入浸漬管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I S,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN, MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,S D,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR,TT ,UA,UG,US,UZ,VN (72)発明者 ライヒェルト,ヴォルフガンク ドイツ連邦共和国、デー 47447 メルス、 アム・ベントマンスフェルト 52 (72)発明者 シェーマイト,ユルゲン ドイツ連邦共和国、デー 40764 ランゲ ンフェルト、ケーニヒスベルガー・シュト ラーセ 13

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 円形横断面を有し注入容器に固定されている注入部分と、矩形永久型 の中に収容されている溶融金属の中に浸漬し矩形横断面の出口を有する注出部分 とを具備する溶融金属注入浸漬管において、 a) 前記注入部分(11)が、 平面状の端面出口(12)を有する管であ り、 b) 前記注出部分(21)が平らな面の壁部材(22,23)から形成され 、 c) 前記注入部分(11)が直接的に前記注出部分(21)に接続され、 d) 前記注入部分(11)と前記注出部分(21)との壁厚が一定であり、 前記注入部分の円形横断面(AR)が前記注出部分(21)の自由横断面(AE) に対してAR/AE≧1.7であることを特徴とする溶融金属注入浸漬管。 2. 注出部分(21)の広幅側面(22)が浸漬管の出口領域内で互いに 平行に案内され、前記出口領域内で前記広幅側面(22)の間の間隔aと狭幅側 面(23)の間の間隔bとはa<(1/35)×bの関係を有することを特徴と する請求項1に記載の溶融金属注入浸漬管。 3. 狭幅側面(23)が流れ方向に向かって角度α<7°で広がることを 特徴とする請求項2に記載の溶融金属注入浸漬管。 4. 管状の注入部分(11)から平面状の注出部分(21)への移行部分 が長さ1を有し、長さ1は注出部分(21)の幅aに対して1/a=1/4であ ることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1つの請求項に記載 の溶融金属注入浸漬管。 5. 注入部分(11)から注出部分(21)への移行部分は、管状の前記 注入部分(11)が出口領域(13)の中にスリット(14)を有し、前記スリ ット(14)の中に平面状の注出部分(21)の相応する部分(24)がはめ込 まれるように形成されていることを特徴とする請求項4に記載の溶融金属注入浸 漬管。 6. 注出部分(21)の頭部(25)が屋根状に形成され、前記注出部分 (21)の狭幅側面は移行部分の中で前記注出部分(11)のスリット(14) から開始して錐体状に互いから遠ざかって広幅側面(22)の端縁(26)まで 案内されていることを特徴とする請求項5に記載の溶融金属注入浸漬管。 7. 注入部分(11)が出口領域(13)の中でスリット(14)の長さ (ls)まで面取り面を有し、前記面取り面は流れ方向に向かって錐体状に平面 状注出部分(21)の広幅側面(22)まで案内されていることを特徴とする請 求項5に記載の溶融金属注入浸漬管。 8. 注入部分(11)から注出部分(21)への移行部分が、前記注出部 分(21)の広幅側面(22)が頭部側(25)で流れ方向と反対の方向に向か って錐体状に内側幅Kまで開き、内側幅Kが丸形の前記注入部分(11)の外径 Rに対してK/R=0.9〜1.2であるように形成されていることを特徴とす る請求項4に記載の溶融金属注入浸漬管。 9. 注出部分(21)の終端壁(27)が、前記終端壁(27)が注入部 分(11)の領域内で頭部幅Kを有し、狭幅側面(23)の端縁(26)で狭幅 側面(23)の間の間隔bをを有するように、斜めに配置されていることを特徴 とする請求項8に記載の溶融金属注入浸漬管。 10. 注入部分(11)が溝(19)を有し、注出部分(21)が溝(29 )を有し、これにより前記注入部分(11)と前記注出部分(21)との形状が ぴったり合うことによる結合が実現されることを特徴とする請求項8又は請求項 4に記載の溶融金属注入浸漬管。 11. 注出部分(21)が浸漬管全長Lを有し、注入部分(11)と前記注 出部分(21)とが軽度に接触して互いに接続され、注ぎ空間(GR,GE)の境 界を定める詰物(18,28)が設けられていることを特徴とする請求項5に 記載の溶融金属注入浸漬管。 12. 注入部分(11)の脚部が平行部材(16)として形成されているこ とを特徴とする請求項1に記載の溶融金属注入浸漬管。 13. 少なくとも注出部分(21)が、外部から供給可能なエネルギーによ り加熱可能である材料から成ることを特徴とする請求項1から請求項12のうち のいずれか1つの請求項に記載の溶融金属注入浸漬管。 14. 材料が耐火材であり、前記耐火材の中に金属体が内蔵され、金属体は 電気エネルギーにより加熱可能であることを特徴とする請求項13に記載の溶融 金属注入浸漬管。
JP8527966A 1995-03-21 1996-03-04 溶融金属注入浸漬管 Expired - Lifetime JP3016596B2 (ja)

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