JPH11104815A - 鋳造用ノズル - Google Patents

鋳造用ノズル

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JPH11104815A
JPH11104815A JP28314797A JP28314797A JPH11104815A JP H11104815 A JPH11104815 A JP H11104815A JP 28314797 A JP28314797 A JP 28314797A JP 28314797 A JP28314797 A JP 28314797A JP H11104815 A JPH11104815 A JP H11104815A
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JP
Japan
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nozzle
molten metal
heat
insulating ring
heat insulating
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Withdrawn
Application number
JP28314797A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuhiro Hasebe
悦弘 長谷部
Tetsuo Fushimi
哲郎 伏見
Yoichiro Mochizuki
陽一郎 望月
Tomoyuki Sugiyama
智之 椙山
Hitoshi Takigawa
整 瀧川
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.)
Coorstek KK
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11104815A publication Critical patent/JPH11104815A/ja
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  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融金属排出ノズルの材質の改良では不充分
であった鋳造初期に発生する熱応力によるノズルの縦割
れなどを解決し、排出ノズルの構造的側面からの改良を
はかる。 【解決手段】 溶融金属排出ノズルにおいて、ストッパ
ーまたはスライドゲート直下の溶融金属が流入する際の
溶融金属湯当り部に、断熱リングを設置して、耐用性を
向上させた鋳造用ノズル。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、タンディッシュ等
の溶融金属収容容器から鋳型へ鋳造用浸漬ノズルを介し
て溶融金属を注入する場合などの、無予熱で使用される
溶融金属排出ノズルにおいて、溶融金属注入初期に発生
する熱発生応力を緩和し、溶融金属排出ノズルに発生す
る初期割れを防止する鋳造用ノズルに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、溶融金属の連続鋳造などにおい
て、溶融金属を鋳型へ排出するのに浸漬ノズルやロング
ノズルが使用されている。従来、このような無予熱で使
用される浸漬ノズルやロングノズルなどの溶融金属排出
ノズルのノズルに発生する熱応力を緩和させるために、
例えば高い強度をもち、熱膨張率、動弾性率を低位に設
計するなど、主として材質からの改良が検討されてき
た。しかし、溶鋼の種類や溶融金属排出ノズルの使用条
件によっては充分な対応が得られず、またこの使用条件
に伴う材質の変更など、どうしてもコスト高になるとい
う問題を有していた。
【0003】従来技術に、溶鋼加熱用タンデイツシュノ
ズル部に断熱層を設けるという構造的に改良を加えた技
術がある(実公昭53−5054号公報)。この公報に
記載されてきる技術は後述する本願発明に近似するかに
見える。しかし、この公報で使用されている断熱層は高
温のノズルの輻射熱によって誘導加熱コイルが破壊され
ることから保護するためのものであり、本願発明とは明
らかに相違している。また、同公報にノズル内部にも内
挿ジルコニヤノズルが設けられているが、同公報には明
確な説明はないけれども、これもまた誘導加熱コイルの
位置にあり、誘導加熱コイルの保護のためと推測され
る。そして、この場合はノズルへの溶融金属流入位置よ
り相当下方にあり、ノズルに溶融金属が流入する際の溶
融金属湯当り部の熱応力発生緩和には役に立つものでな
いことが明らかである。
【0004】このように、従来技術では鋳造用ノズルの
溶融金属注入初期に発生する熱発生応力を構造的に緩和
し、溶融金属排出ノズルに発生する初期割れを効果的に
防止するという考え方はなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本願発明の目的は、溶
融金属排出ノズルの材質の改良だけでは不充分であった
鋳造初期に発生する熱応力によるノズルの割れなどを解
決するために、主として該溶融金属排出ノズルの構造的
側面からの改良を図り、溶鋼の種類や溶融金属排出ノズ
ルの使用条件の変更によっても、充分な対応が得られる
鋳造用ノズルを提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本願発明は、 1 無予熱で使用される溶融金属排出ノズルにおいて、
ストッパーまたはスライドゲート直下の前記ノズルに溶
融金属が流入する際の溶融金属湯当り部に、断熱リング
を設置したことを特徴とする鋳造用ノズル 2 溶融金属排出ノズルの内径寸法よりも内径が小さい
断熱リングを設置したことを特徴とする上記1記載の鋳
造用ノズル 3 溶融金属排出ノズル内面と断熱リング内面の段差
が、5mm以上10mm以下であることを特徴とする上
記2記載の鋳造用ノズル 4 断熱リングの内孔面およびまたは背面に、さらにリ
ングと異なる材質の断熱材を設けたことを特徴とする上
記1〜3のそれぞれに記載の鋳造用ノズル 5 溶融金属排出ノズルとストッパーまたはスライドゲ
ートの接触部位より、該部位の水平面とノズル内面の片
端とのなす角度θがθ≦70°となる方向に引いた線が
ノズル内面と交差する位置までのノズル内壁に、断熱リ
ングを設置したことを特徴とする上記1〜4のそれぞれ
に記載の鋳造用ノズル を提供する
【0007】
【発明の実施の形態】溶融金属の連続鋳造などにおい
て、溶融金属を鋳型へ排出するのに浸漬ノズルやロング
ノズルが使用されているが、この浸漬ノズルやロングノ
ズルに流入する溶鋼はスライドゲートまたはストッパー
で流量を制御された後、ノズル内壁の一定の範囲、すな
わち湯当り部に当たって流入し、ノズル内孔を流下す
る。この際のノズル全体の温度分布を調べると、湯当り
部およびその近傍の温度が急激に上昇し、ノズルの他の
部分の比べると大きな温度差を生じている。特に、無予
熱で使用される場合には、湯当り部およびその近傍の温
度分布差がさらに大きくなり、発生熱応力の増大ととも
に、ノズルに縦割れやその他の亀裂を発生する頻度が高
くなる。この湯当り部はストッパーまたはスライドゲー
ト直下から開始され、一定の範囲に亘って発生する。特
に、溶融金属排出ノズルとストッパーまたはスライドゲ
ートの接触部位より、該部位の水平面とノズル内面の片
端とのなす角度θがθ≦70°となる方向に引いた線が
ノズル内面と交差する位置までの間が、高温の熱影響が
著しい。
【0008】従来は上記のような大きな熱分布差を生じ
た場合でも、発生熱応力を抑制できるような材質、すな
わち低熱膨張率、低動弾性率そして強度の高い材質を設
計し、対策を講じてきたが、それでも発生熱応力の増大
とともに、ノズルに縦割れやその他の亀裂を発生する頻
度が高くなり、根本的な解決に至らなかったのである
が、本発明においては構造的にこれを一挙に解決したも
のである。
【0009】本発明は、浸漬ノズルまたはロングノズル
の鋳造初期に湯当り部となる部位およびその近傍のノズ
ル内孔部に、凹陥部を設けそこに断熱リングを設置し
た。断熱リングをノズルと別体にすることにより、両者
間に空隙が生ずることになるので断熱性が向上し、湯当
り部およびその近傍に発生する熱衝撃は一旦この断熱リ
ングで阻止され、急激な温度勾配に起因するノズルに縦
割れやその他の亀裂の発生を抑止できる。
【0010】上記に述べたように、湯当り部はストッパ
ーまたはスライドゲート直下から開始され、一定の範囲
に亘って発生し、特に溶融金属排出ノズルとストッパー
またはスライドゲートの接触部位より、該部位の水平面
とノズル内面の片端とのなす角度θがθ≦70°となる
方向に引いた線がノズル内面と交差する位置までの間に
おいて高温の熱影響が著しいので、その位置のノズル内
孔部に凹陥部を設けそこに断熱リングを設置するのが望
ましい。
【0011】上記断熱リングの材質はノズル本体の材質
に比べ、熱伝導率の低いものが好ましいが、ノズル本体
と同材質またはノズル本体よりも熱伝導率の高いもので
あっても使用可能である。それは上述したように、ノズ
ル内孔部に設けた凹陥部と断熱リングとの間に多少の隙
間ができ、これが断熱効果を発生しノズル本体への熱伝
導を妨げ流下する溶融金属からの熱衝撃を緩和するから
である。ノズル内孔部に設けた凹陥部と断熱リングの構
造については、断熱リングの厚みをノズル断面肉厚の1
/2以下とする。これによって、断熱リング外表面およ
びノズル本体外表面に発生する熱応力を効果的に抑える
ことができる。
【0012】断熱リングは通常ノズル内孔部に設けた凹
陥部の中でモルタルなどを使用して設置する。さらにこ
の場合、断熱リングの内孔面およびまたは背面に、上記
断熱リングと異なる材質の断熱材を配置すると、さらに
断熱効果を高め、初期発生応力を緩和するのに有効であ
る。
【0013】これまで、断熱リングはノズル内孔面と同
一内面であるとして説明してきたが、断熱リングをノズ
ル本体の内孔寸法より内径の小さいものを設置すること
もできる。これによって、断熱リングはノズル内孔面よ
り突出する形となり、ノズル内孔面との間で段差を生ず
る。このように構成した断熱リングの下方位置では直接
溶鋼が当たらず、より効果的に熱衝撃を防止できる。ま
たこれによって、ノズル内孔面から突出する分だけ、ノ
ズル本体の凹陥部を少なくできるので、ノズル本体の断
面肉厚を大きくすることができ強度を向上させることで
きる。このように形成された溶融金属排出ノズル内面と
断熱リング内面の段差は5mm以上10mm以下である
のが望ましい。5mm未満ではその効果が小さく、10
mmを超えると、断熱リングの突出が過剰となりノズル
内の溶融金属通過に影響を与える可能性があるためであ
る。
【0014】図1に、本発明の実施形態の一例を示す。
図1は外挿タイプの連続鋳造用ロングノズル1に本願発
明の断熱リング2を設置した例であり、ロングノズル1
の縦断面図を示す。ロングノズル1の凹陥部3に、図1
に示すような断熱リング2が設置されている。
【0015】図2は本発明の他の実施形態の一例を示
す。図2に示すように、断熱リング4はノズル本体1の
内孔寸法より内径の小さいので、断熱リングはノズル内
孔面8より突出する形となる。ノズル内孔面8との間で
段差を生ずるので、断熱リングの下方位置では直接溶鋼
が当たらず、より効果的に熱衝撃を防止できる。したが
って、その分だけ断熱リングの縦の長さを短くでき、ま
た上述したようにノズル内孔面より突出する分だけ、ノ
ズル本体の凹陥部を少なくできるので、ノズル本体の断
面肉厚も大きくすることができ、ノズル本体の強度を向
上させることできるという利点もある。
【0016】図3は、本発明の他の実施形態の一例を示
し、ノズル本体1の内孔寸法より内径の小さい断熱リン
グ5の内孔面および背面に、断熱リングとは異なる断熱
材6を配したものである。これによって、より効果的に
熱衝撃を防止できる。
【0017】図4は、ストッパーまたはスライドゲート
の接触部位の直下位置より、どの程度までの位置に断熱
リングを設置したら良いか、ということを示すための概
略説明図である。図4から容易に理解できるように、湯
当り部はストッパーまたはスライドゲートの開度によっ
て流れの方向および幅が変わる。テストの結果、溶融金
属排出ノズルとストッパーまたはスライドゲートの接触
部位より、該部位の水平面とノズル内面の片端とのなす
角度θがθ≦70°となる方向に引いた線7がノズル内
面と交差する位置までのノズル内壁に、断熱リングを設
置することが、最も効果的であることが判明した。した
がって、上記の範囲とするのが推奨される。
【0018】図5は断熱リングを設置していない従来型
のロングノズル1を示す。
【0019】
【発明の効果】溶融金属排出ノズルにおいて、ストッパ
ーまたはスライドゲート直下の溶融金属が流入する際の
溶融金属湯当り部に、断熱リングを設置し、溶融金属排
出ノズルの材質の改良だけでは不充分であった鋳造初期
に発生する熱応力によるノズルの縦割れなどを解決し、
主として該溶融金属排出ノズルの構造的側面からの改良
を図り、溶鋼の種類や溶融金属排出ノズルの使用条件の
変更によっても充分な対応が得られる鋳造用ノズルを提
供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一例を示すロングノズルの縦断面部
分説明図を示す。
【図2】 本発明の他の例を示すロングノズルの縦断面
部分説明図を示す。
【図3】 ロングノズルに設置した断熱リングの内孔面
8および背面に、断熱リングとは異なる断熱材6を配し
た部分断面概略説明図を示す。。
【図4】 断熱リングの効果的な設置位置を示す概略説
明図を示す。
【図5】 従来型のロングノズルの縦断面部分説明図を
示す。
【符号の説明】
1:ノズル本体 2,4,5:断熱リング 3:凹陥部 6:断熱材 7:θ≦70°となる方向に引いた線 8:ノズル内孔面
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年1月13日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】従来技術に、溶鋼加熱用タンデイツシュノ
ズル部に断熱層を設けるという構造的に改良を加えた技
術がある(実公昭53−5054号公報)。この公報に
記載されている技術は後述する本願発明に近似するかに
見える。しかし、この公報で使用されている断熱層は高
温のノズルの輻射熱によって誘導加熱コイルが破壊され
ることから保護するためのものであり、本願発明とは明
らかに相違している。また、同公報にノズル内部にも内
挿ジルコニヤノズルが設けられているが、同公報には明
確な説明はないけれども、これもまた誘導加熱コイルの
位置にあり、誘導加熱コイルの保護のためと推測され
る。そして、この場合はノズルへの溶融金属流入位置よ
り相当下方にあり、ノズルに溶融金属が流入する際の溶
融金属湯当り部の熱応力発生緩和には役に立つものでな
いことが明らかである。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】
【発明の実施の形態】溶融金属の連続鋳造などにおい
て、溶融金属を鋳型へ排出するのに浸漬ノズルやロング
ノズルが使用されているが、この浸漬ノズルやロングノ
ズルに流入する溶鋼はスライドゲートまたはストッパー
で流量を制御された後、ノズル内壁の一定の範囲、すな
わち湯当り部に当たって流入し、ノズル内孔を流下す
る。この際のノズル全体の温度分布を調べると、湯当り
部およびその近傍の温度が急激に上昇し、ノズルの他の
部分と比べると大きな温度差を生じている。特に、無予
熱で使用される場合には、湯当り部およびその近傍の温
度分布差がさらに大きくなり、発生熱応力の増大ととも
に、ノズルに縦割れやその他の亀裂を発生する頻度が高
くなる。この湯当り部はストッパーまたはスライドゲー
ト直下から開始され、一定の範囲に亘って発生する。特
に、溶融金属排出ノズルとストッパーまたはスライドゲ
ートの接触部位より、該部位の水平面とノズル内面の片
端とのなす角度θがθ≦70゜となる方向に引いた線が
ノズル内面と交差する位置までの間が、高温の熱影響が
著しい。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 椙山 智之 愛知県刈谷市小垣江町南藤1番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者 瀧川 整 愛知県刈谷市小垣江町南藤1番地 東芝セ ラミックス株式会社刈谷製造所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無予熱で使用される溶融金属排出ノズル
    において、ストッパーまたはスライドゲート直下の前記
    ノズルに溶融金属が流入する際の溶融金属湯当り部に、
    断熱リングを設置したことを特徴とする鋳造用ノズル。
  2. 【請求項2】 溶融金属排出ノズルの内径寸法よりも内
    径が小さい断熱リングを設置したことを特徴とする請求
    項1記載の鋳造用ノズル。
  3. 【請求項3】 溶融金属排出ノズル内面と断熱リング内
    面の段差が、5mm以上10mm以下であることを特徴
    とする請求項2記載の鋳造用ノズル。
  4. 【請求項4】 断熱リングの内孔面およびまたは背面
    に、さらにリングと異なる材質の断熱材を設けたことを
    特徴とする請求項1〜3のそれぞれに記載の鋳造用ノズ
    ル。
  5. 【請求項5】 溶融金属排出ノズルとストッパーまたは
    スライドゲートの接触部位より、該部位の水平面とノズ
    ル内面の片端とのなす角度θがθ≦70°となる方向に
    引いた線がノズル内面と交差する位置までのノズル内壁
    に、断熱リングを設置したことを特徴とする請求項1〜
    4のそれぞれに記載の鋳造用ノズル。
JP28314797A 1997-10-01 1997-10-01 鋳造用ノズル Withdrawn JPH11104815A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2008006444A (ja) * 2006-06-27 2008-01-17 Tokyo Yogyo Co Ltd 金属溶湯の排出構造。
JP2008126258A (ja) * 2006-11-20 2008-06-05 Tokyo Yogyo Co Ltd 断熱スリーブを備えた溶融金属用の鋳造ノズル
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JP2016143748A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 Koa株式会社 抵抗合金材の製造方法および抵抗器の製造方法

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Effective date: 20041207