JPH11179533A - 溶融金属流出装置のコレクターノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用中における煉瓦内での亀裂発生を防止
し、且つ外気吸引による煉瓦の脱炭反応を防止し得るコ
レクターノズルを開発する。 【解決手段】 溶融金属を収容する容器の底部に取り付
けられてその容器内の溶融金属をその流量を調節しなが
ら流出させる溶融金属流出装置の構成部品であるコレク
ターノズルにおいて、上記コレクターノズル６の煉瓦６
ａの外周面、及び下部端面の少なくとも一部を鉄皮１５
で被覆する。 【効果】 コレクターノズルの耐用性が向上すると共
に、湯漏れ事故がなくなり安定操業が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、溶融金属鋳造時
に取鍋又はタンディッシュ等の溶融金属収容容器内の溶
融金属を、次の装置である金属収容容器又はモールド等
にその流量を制御しつつ注入する溶融金属流出装置の構
成部品であって、溶融金属の流れを層流化させて次の装
置へ供給するためのコレクターノズルの耐久性改善に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶鋼の連続鋳造工程においては、精錬炉
から受鋼した取鍋内溶鋼を取鍋の底部に取り付けられた
スライディングノズル装置あるいはロータリノズル装置
等の溶鋼流出装置から、その下方に置かれたタンディッ
シュに注入して所要量の溶鋼を溜め、その溶鋼量を保持
しつつタンディッシュ内の溶鋼をその底部に取り付けら
れたスライディングノズルあるいはロータリノズル等の
溶鋼流出装置からその下方に置かれたモールドに注入
し、こうして鋳片を連続鋳造する。この場合、取鍋やタ
ンディッシュの底部に取り付けられた溶鋼流出装置は、
それぞれの容器内溶鋼を所要の流量に制御しつつ流出さ
せる。

【０００３】このように、溶融金属を所定の容器から次
の装置等に連続的に安定して注入するために、その流量
を調節したときに溶鋼の流動状態が変化し乱れ易い。そ
こで、その流動状態を層流化させて次の装置へ溶鋼を供
給するためのノズル、即ちコレクターノズルを溶融金属
流出装置内流路の途中に組み込む。

【０００４】図２は、溶鋼の連続鋳造においてタンディ
ッシュ内の溶鋼をスライディングノズル装置を通して連
続鋳造用モールドに注入する形態の一例を示す縦断面概
略図である。同図において６がコレクターノズルであ
る。上ノズル１がタンディッシュ底壁煉瓦１内に挿入固
定され、上ノズル１の下部に溶融金属流出装置としての
スライディングノズル装置３が装着されている。スライ
ディングノズル装置３は、上部から順に固定盤４、スラ
イド盤５、及びコレクターノズル６からなっており、タ
ンディッシュ底面の鉄皮８に固定されている。コレクタ
ーノズル６の下端部には浸漬ノズル７が接続固定されて
いる。この接続はモルタルや耐火シート等を介してなさ
れている。

【０００５】タンディッシュ内の溶鋼９は上ノズル１に
流入し、スライド盤５のノズル孔１１を所定の位置にあ
わせるとそれを通り、次いでコレクターノズル６を通っ
て浸漬ノズル７からモールド１０に流入する。この際、
浸漬ノズル７からはコレクターノズル６によってある程
度層流化された溶鋼がモールド１０に供給される。

【０００６】スライド盤５は同図で左右に直線上を往復
運動し、所定位置で停止させることにより溶鋼流量を調
節する。スライド盤５のノズル孔１１の合わせ位置に応
じて溶鋼９’の流量が定まると共に、溶鋼９’の流動形
態が層流から乱流に変化する。そこで、コレクターノズ
ル６により乱流を層流に矯正する。こうして、モールド
１０へ流入する溶鋼９”の流動形態を安定させる。コレ
クターノズル６は上記作用効果を発揮させるものであ
る。

【０００７】コレクターノズル６は、上ノズル１、固定
盤４、スライド盤５、及び浸漬ノズル７等と同様、耐火
物煉瓦製であるから、高温溶鋼との接触により化学的浸
食、熱的スポーリング、及び溶鋼流による機械的摩耗等
の要因により耐用が支配されている。この中で特に、コ
レクターノズル６は、スライディングノズル装置の構造
上、最下段に位置しているので温度が下がり、そこに上
述した層流化機能を果たすので激しい溶鋼流動と接触す
る。この溶鋼流の急激な熱衝撃によるスポーリングによ
ってコレクターノズル６に亀裂が発生し易い。

【０００８】図３は、従来使用されているコレクターノ
ズル例の概略縦断面図である。このコレクターノズル６
はその外周がモルタル１４を介して鉄皮１５で被覆され
ている。しかしながら、その外周下部が鉄皮１５で被覆
されていない。このようなコレクターノズル６はその部
分に、使用中に図４の（ａ）に示すような亀裂１６が発
生し易く、この部分からの外気の吸引により亀裂部分が
異常溶損をきたし、漏鋼事故につながることがある。図
４の（ｂ）は同図（ａ）のコレクターノズル６の煉瓦６
ａのＡＡ線矢視図であり、（ａ）及び（ｂ）の斜線部は
上記異常溶損部１７を示す。

【０００９】図５は、従来使用されているコレクターノ
ズルの他の例の概略縦断面図である。これは図３の例に
対して、鉄皮１５をコレクターノズル６の煉瓦６ａの外
周下端まで延長して外周全面を被覆したものである。こ
のように鉄皮による煉瓦部分の被覆領域を広げたことに
より、コレクターノズル下部へのコレクターノズルの熱
膨張に対する圧縮方向の拘束力が向上したので、亀裂発
生の防止に対して有効であるが、十分ではない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のコレクターノズルでは、溶鋼流による急激な熱衝撃に
より亀裂を完全に防止することはできず、また、外気の
吸引によるコレクターノズル煉瓦の異常溶損を防止する
ことはできない。このようなコレクターノズル煉瓦の異
常溶損発生機構は、その使用中に熱衝撃により煉瓦に亀
裂が発生し、亀裂から外気が吸引され、煉瓦中の炭素成
分が酸化され脱炭反応が起きる。高温下の長時間の脱炭
反応により煉瓦が変質し、高温強度が低下すると共に、
煉瓦に対する浸食が進行して異常溶損が発生する。

【００１１】従って、この発明の課題は、使用中におけ
る煉瓦内での亀裂発生を防止し、且つ外気吸引による煉
瓦の脱炭反応を防止し得るコレクターノズルを開発する
ことにあり、そしてこの発明の目的は、上記課題を解決
することによりコレクターノズルの煉瓦の異常溶損を防
止して耐用性の向上を図ると共に、その異常溶損による
漏鋼事故を完全になくすことができる溶融金属流出装置
用のコレクターノズルを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
観点から耐用性に優れたコレクターノズルを開発すべく
鋭意研究を重ねた。その結果、コレクターノズル煉瓦が
溶鋼流から受ける熱衝撃を抑制するためにコレクターノ
ズル煉瓦に適切な圧縮の拘束力を作用させ、しかも、熱
衝撃を受ける部分に外気が吸引されないようにコレクタ
ーノズル煉瓦を鉄皮で被覆することにより上記問題は解
決するとの知見を得た。

【００１３】この発明は上述した知見に基づきなされた
ものであり、この発明の溶融金属流出装置のコレクター
ノズルは、溶融金属を収容する容器の底部に取り付けら
れてその容器内の溶融金属をその流量を調節しながら流
出させる溶融金属流出装置の構成部品であるコレクター
ノズルにおいて、上記コレクターノズルの煉瓦の外周面
と、下部端面の少なくとも一部とが鉄皮で被覆されてい
ることに特徴を有するものである。コレクターノズルの
煉瓦の下部端面は必ずしも全面積が被覆されていなくて
もよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、この発明を、図面を参照し
ながら更に説明する。図１は、この発明のコレクターノ
ズルの実施形態例を示す概略縦断面図である。このコレ
クターノズル６は、その外周面の全域を、モルタル１４
を介して鉄皮１５で被覆し、こうして外周面全域を被覆
した鉄皮１５を延長してコレクターノズル６の煉瓦６ａ
の下部端面の全域を、モルタル１４を介して下部端面鉄
皮１５ａで被覆したものである。

【００１５】コレクターノズル６をこのように構成する
ことにより、下記の作用効果が発揮される。 溶融金属流出装置に組み込んでこれが使用されると
き、溶融金属による激しい熱衝撃がコレクターノズル６
の煉瓦６ａに作用しても、煉瓦６ａはその外周面と下部
端面との全域を被覆している鉄皮により、コレクターノ
ズル６の熱膨張に対して圧縮方向に拘束されているの
で、煉瓦６ａに亀裂が発生するのを防止することができ
る。

【００１６】コレクターノズル６の煉瓦６ａが上記
の通り鉄皮で被覆されているので、外気が煉瓦６ａに接
触するような形態で吸引されることがなくなる。従っ
て、煉瓦６ａが外気によって脱炭されるのを防止するこ
とができる。こうして、煉瓦６ａの高温強度の低下防止
効果及びその浸食防止効果が発揮される。

【００１７】この発明においては、更に上記及びの
相乗効果も得られ、コレクターノズルの耐用性が向上
し、また漏鋼事故も防止される。なお、上記実施の形態
においては、コレクターノズル６の下部端面の全域を鉄
皮で被覆してあるが、熱衝撃に対する煉瓦６ａの拘束が
十分であり、煉瓦６ａにクラックが発生しないようにす
れば、下部端面の鉄皮による被覆領域は必ずしも全域で
なくても所期の効果があらわれる。従って、鉄皮被覆工
程の難易性や製作コスト等により適宜決めるのがよい。

【００１８】

【実施例】次に、この発明を、実施例によって更に説明
する。図１に示した本発明のコレクターノズルを、溶鋼
の連続鋳造工程のタンディッシュ用スライディングノズ
ル装置に組み込んで実機での使用試験を行なった（実施
例）。その使用条件は表１に示す通りである。また、こ
れと同じ条件下で、従来のコレクターノズルの使用試験
も行なった。従来品の使用試験は、図３に示したものを
使用した場合（比較例１）、及び図４に示したものを使
用した場合（比較例２）である。

【００１９】

【表１】

【００２０】コレクターノズルの使用試験後これを取り
外し、煉瓦の亀裂発生の有無、及びコレクターノズル下
端部での浸漬ノズルとの接合部における脱炭による異常
溶損の有無を観察した。その結果を表２に示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】比較例１及び比較例２においては、コレク
ターノズルの煉瓦下部に亀裂の発生及び下端部からの脱
炭及び異常溶損が発生しているが、実施例においては、
それらが全く発生せず、コレクターノズルを安定して使
用することができることがわかる。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
溶融金属により厳しい熱衝撃を受けても、亀裂が発生す
ることなく、また外気の吸引による脱炭に伴う異常溶損
が発生せず耐用性に優れており、そして、溶融金属漏れ
等の事故を防止することができる安定した連続鋳造を行
なうことができる、溶融金属流出装置のコレクターノズ
ルを提供することができ、工業上有用な効果がもたらさ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のコレクターノズルの実施形態例を示
す概略縦断面図である。

【図２】コレクターノズルが溶融金属流出装置の構成部
品として使用される態様の一例を説明する概略縦断面図
である。

【図３】従来のコレクターノズルの例を示す概略縦断面
図である。

【図４】図３のコレクターノズルを使用中に発生し易い
亀裂及び異常溶損発生箇所を説明するコレクターノズル
の縦断面及びそのＡＡ線矢視図である。

【図５】従来のコレクターノズルの他の例を示す概略縦
断面図である。

【符号の説明】

１ 上ノズル ２ タンディッシュ底壁煉瓦 ３ スライディングノズル装置 ４ 固定盤 ５ スライド盤 ６ コレクターノズル ６ａ 煉瓦 ７ 浸漬ノズル ８ タンディッシュ底面鉄皮 ９、９’、９” 溶鋼 １０ モールド １１ ノズル孔 １２ タンディッシュ内溶鋼 １３ モールドパウダー １４ モルタル １５ 鉄皮 １５ａ 下部端面鉄皮 １６ 亀裂 １７ 異常溶損部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村木 靖徳 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 野村 光一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 八反田 浩勝 岐阜県多治見市脇之島町８−78−401 (72)発明者 川本 英司 愛知県瀬戸市汗干町19−１ レインボー新 瀬戸503号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融金属を収容する容器の底部に取り付
   けられて前記容器内の溶融金属をその流量を調節しなが
   ら流出させる溶融金属流出装置の構成部品であるコレク
   ターノズルにおいて、前記コレクターノズルの煉瓦の外
   周面、及び下部端面の少なくとも一部は鉄皮で被覆され
   ていることを特徴とする、溶融金属流出装置のコレクタ
   ーノズル。