JPH11510098A - 連続鋳造機へのガスの侵入制限装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 連続鋳造機の注ぎ管（８）と管保持具（７）との接合部、又はスライドゲート弁（５）（６）（７）の同様の接合面を通じて、空気などのガスが侵入することは、空気が侵入し易い開口部の周りの溝(16)(21)(22)(27)(64)内や接触面に不活性ガスを送り込むことによって、防止又は抑制される。ガスは、溝内で接触面に接触する多孔性耐火挿入物(17)(23)(24)(28)(65)の全体構成の上に均一に分配される。多孔性耐火物質により、接触面内の所望の位置にガスを均一に分配できる。こうして、正の圧力を持つ不活性ガスが提供され、大気中のガスの侵入が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】 連続鋳造機へのガスの侵入制限装置発明の分野 本発明は、金属、とりわけ鋼鉄を連続的に鋳造する際に用いられる弁に関する ものである。具体的には、本発明は、スライド式ゲート弁の接触面へ不活性ガス を供給するシステム及び、接触面同士間にガスの正の圧力を作り出すことにより 、密封を行うストッパーロッド式ガス流制御弁若しくはシステムに関するもので ある。これによって、鋳造中の金属の品質を低下させるおそれのある空気などの 大気中のガスの侵入が抑制され、溶融金属の接触面への侵入が最低限に抑えられ る。本発明は、バルブ開口部の周囲又は部分的周囲にある溝中に、多孔性の耐火 挿入物を用いることを内容とする。該挿入物は、溝の一部分を占めているだけな ので、多孔性耐火物質の後ろ（上流）にある環状の凹所にてガスを均一に分配す ることができる。多孔性耐火挿入物は、互いに接触しながら移動し合う接触面同 士の間に不活性ガス流を均一に分配する。そのような接触面の例としては、スラ イドプレートと管保持具及び／又はスライドプレートと最上部プレート、管保持 具とノズル、そして互いにスライド又は移動し合うようなその他の同様の接触面 がある。 空気やその他のガスの侵入を防ぐために、同様の構成が用いられており、その 例としては、ガスを密封して、注ぎ管の最上部で溶融金属に接触させることが挙 げられる。注ぎ管は、管保持具に固定されている。本発明は、任意の略平坦な接 触面に用いることができ、該接触面は、可動部分又は固定部分により作られ、こ れらの部分は、連続鋳造機の投入部近傍で、液体金属の導管を構成している。発明の背景 金属、とりわけ鋼鉄を連続的に鋳造する際には、溶融金属は、取瓶又はタンデ ィッシュから注がれ、弁、つまり一般的にはスライド弁を通り、耐火ノズルを通 って、管に注ぎ込まれる。管の一部分は、溶融鋼鉄を空気やその他のガスから隔 離するために、連続的インゴットの開始部に埋められている。管は、管保持具に 固定されており、該保持具は、スライド弁の下面に接触している。本発明は、望 ましくないガス（空気の吸引）が、管と管保持具の間の接合部や、スライド弁の 略平坦な接触面同士の間を通って侵入することを制御することに取り組むもので ある。オンライン注ぎ管変更能力(on-line pouring tube change capability)を 具えたスライド式ゲート弁及びストッパーロッド弁は、非常に実用的であること がわかり、幅広く使われている。しかしながら、弁の接触面同士の間を通るガス の滲出の制御の点では、まだ改良 の余地がある。このようなスライド弁やストッパーロッド弁の運転が、厳しい条 件下で行われていることは明らかである。即ち、これらの弁は、頻繁に飛び散っ たり凝固したりする溶融金属に直接接触させられる。弁は、可動な構成要素を持 っているために摩滅しやすい。更に、弁は、広い表面積を持つ２つまたはそれ以 上の接合部により構成されているので、流れている金属に接触する面に、空気な どのガスが入り込む亀裂やひび割れが起こりやすい。接触面での圧力は、ほとん ど常に、ユニット外部の周りの圧力よりも小さい。このようなガスは、溶融鋼鉄 に望まれていない反応を引き起こす。 本発明より以前は、管保持具と管自身との間の接合部は、単にモルタル塗りさ れているのが普通であった。接合部を覆うために、その周囲には、鋼鉄シュラウ ド又はシェルが用いられている。しかし、そのようなシェルは、ガスを密封する ことよりも、構造を強化することのほうにより効果がある。モルタル中にひび割 れが起こるのは避けられないため、モルタル塗りされ、シュラウドで覆われた接 合部には、管の内側の負の圧力によって、空気が吸引されてしまうことがよくあ る。空気が原因となって起こる主な問題は、鋼鉄中に存在するアルミニウムが酸 化することである。鋼鉄製造工程のこの段階でアルミナが形成されることは、非 常に望ましくない。 米国特許第３８８７１１７号において、Fehlingは、弁 のスライド又は補足的固定部分にＵ字型の溝を設けることを記載している。この Ｕ字型の溝は、ユニットの耐火物質中にはめ込まれ、そこへ、外部の供給源から 不活性ガスが供給される。不活性ガスは、弁の外側の大気に対して、正の圧力を 与える。この種の構成では、溶融金属が溝に入り込み、ガスの通路を遮断する可 能性がある。 Russoは、米国特許第５１０００３４号において、同様の溝に多孔性の耐火物 質を挿入することより、Fehling特許に改良を行ったと主張している。しかし、R usso特許では、ガスは耐火物質の一部分だけに供給されるので、ガスは、密封さ れるべき亀裂に繋がる空所に入る前に、耐火物質を通過しなければならない。こ の形状により、ユニットの異なる箇所におけるガス圧力は、かなり変化する。ま た、耐火物質は、溶融金属の溝内への流出を物理的に遮断することができない。 米国特許第４５７６３１７号において、Wengerは、補足的スライドの表面に、 溝同士が所定位置で重なるような寸法になっている第２のＵ字型溝を設けること により、Fehlingの第３８８７１１７号特許の考え方の改良を開示している。溝 は真空状態になっている。 不活性ガスをスライド式ゲート弁の接触面に供給する装置を考慮する際には、 弁の固定部分を通じてガスを送るほうが、移動中のスライドを通じて送るよりも 、一般的には便利であることに留意すべきである。しかし、本 発明には、そのような限定はない。発明の開示 本発明では、管と管保持具の接触面同士の間の接合部に不活性ガスを供給する ために、特定の組立部品が用いられている。出願人は、管保持具の接触面の内側 の周囲に溝を用いており、該溝内には、溝の深さ全部は占めない程度に、多孔性 耐火要素が設けられ、これによって、溝全体に亘る多孔性耐火物質に接触する環 状の供給通路が提供され、ガスがほぼ一定の圧力で導入される。密封用の不活性 ガスは、シュラウドの外側から供給され、管保持壁を通って、望ましくは、環状 の供給通路及び外側の大気中のガス圧力との間の圧力差を示す信号に応じて供給 する。このように、密封用の不活性ガスは、接合部に入ろうとする空気を追い出 すことができる。 出願人は、過去によく用いられてきたような、接触面の全体にモルタルを塗る 方法を用いていない。むしろ、望ましい接合部の設計では、管の内表面にはモル タル棚が設けられ、管保持具の内表面には補足的張り出しが設けられている。棚 と張り出しは、接合部の残りの平坦面が合わせられたときに、約１〜６ミリメー トル離れるように維持されており、こうして、周囲をモルタル塗りされた箇所の ために空間が設けられている。棚の内側の終端では、管の周囲は、上向きの角度 で切断され、モルタルが接合部の残りの部分にはみ出ないようにしてある。 そのことを更に確実にするために、出願人は、周囲を上向きの角度で切断された 部分の高い端部に、逃し溝(relief groove)を設けている。この逃し溝を、本発 明のモルタル塗りされた変形例に用いるのは、モルタル及び／又は鋼鉄が接合部 の主要部分に入り込む可能性を最小限に抑えるためである。 更に、本発明の望ましい組立部品では、接合面の平坦部分は、０．００１２５ ｃｍ〜０．０３ｃｍの許容範囲内で、平らに研削されることが要求される。即ち 、接合面は、その全体に亘って、約０．０３ｃｍ以上違わないことが望ましい。 環状の多孔性耐火物質が接合部の平坦面を越えて延びている場合には、該耐火物 質もまた、接合部の主な部分の周囲にぴったり、しっかりと接触するように研削 されるべきである。 よって、本発明は、管保持具の接合面の周囲に設けられた多孔性耐火物質から なり、それは、管保持具の内壁及び外壁から離れており、その全体的な周囲は、 ガス供給溝に接触している。該ガス供給溝は、次に不活性ガスの供給源に接続さ れ、望ましくは、外側の大気圧と管の内壁及び／又は大気中のガスの供給通路に おける圧力との差を示す働きのある信号に反応して供給される。 本発明は、不活性ガスを、ゲート弁の可動部材及び固定部材の接触面に供給す る装置及び方法を含んでおり、それは、溶融鋼鉄の連続的鋳造機への注入を制御 すると きに用いられる。ストッパーロッド弁の場合には、可動部材は、管保持具又は埋 められたノズルであり、固定部材は、タンディッシュノズル又は中間プレートで ある。但しそれらは、個々の構成により異なる。本発明の望ましい形式は、望ま しくは略Ｕ字型である溝をスライド表面に用い、望ましくは略Ｕ字型である別の 溝を弁の少なくとも１つの固定部分の接合面に用いることを内容としている。溝 の各々には、多孔性耐火挿入物が部分的に充填され、耐火物質の外表面が、各々 の接触面と同じ高さになるようにしてあり、溝の空いている部分をスライド又は 固定部分の内深く残している。これによって、空所又は通路が、多孔性耐火挿入 物の内表面全体の上に設けられる。溝におけるこの空所又は通路は、不活性ガス の供給源へ向かうダクトに接続され、不活性ガスは次に、多孔性耐火挿入物の内 表面全体の上に一定の圧力で与えられる。ガスを１つの要素から別の要素、即ち 弁の固定部分からスライドプレートへ供給するために、空いた溝が適所に設けら れている。これによって、これらの溝が並置されているとき、ガスは、１つの要 素から別の要素へ自由に行くことができる。図面の簡単な説明 図１ａは、典型的な従来技術の市販されている連続的鋼鉄鋳造機の上部分の側 面図であり、よく用いられるスライドゲート弁の配置を示している。図２、３、 ４、５ 及び６は、このタイプの弁に向けられている。 図１ｂ及び１ｃは、従来技術のストッパーロッドの構成であり、本発明もそれ に応用できる。 図２は、スライドゲート弁の簡単な側断面図であり、最上部プレート、スライ ドプレート及び管保持具を、本発明のガス供給システムの望ましい構成と共に示 している。 図３ａは、管保持具の上面を上から見た簡略図であり、上面の特徴だけを示し ている。 図３ｂは、スライドプレートの下面の簡略図であり、表面の特徴だけを示して いる。スライドプレートのこの下面は、図３ａの管保持具面上でスライドするも のである。 図３ｃ、３ｄ及び３ｅは、図３ａ及び３ｂの特徴の関係を示しており、スライ ドプレートが左に移動して、「全閉」又は「入口」位置（３ｃ）、「スロットル 」又は運転位置（３ｄ）及び「出口」位置（３ｅ）にあるときの図である。 図４ａは、最上部プレートを上から見た簡略図であり、下面の特徴だけを示し ている。 図４ｂは、スライドプレートの最上部を上からみた簡略図であり、最上面に関 係のある特徴だけを示している。 図４ｃ、４ｄ及び４ｅは、図４ａ及び４ｂの特徴の関係を示しており、スライ ドプレートが最上部プレートの 下側で左に移動して、「全閉」又は「入口」位置（４ｃ）、「スロットル」又は 運転位置（４ｄ）及び「出口」位置（４ｅ）にあるときの図である。 図５及び６は、本発明を組み入れたスライドプレートの変形例を示している。 図７ａは、注ぎ管と管保持具との間にある典型的な従来技術の接合部を（図１ と比べて）拡大した側断面図である。図７ｂは、接合部の別の従来技術による変 形例を、一層拡大した詳細図であり、管の外側のモルタルを示している。 図８ａは、本発明の注ぎ管と管保持具との間の接合部の側断面図であり、環状 の多孔性耐火物質及び大気中のガスの供給通路を示している。図８ｂは、多孔性 耐火物質が環状の溝においてぴったり密封されている(sealedfit)様子を示して いる。 図９ａは、本発明の異なる実施例の側断面図であり、モルタルの棚及びモルタ ルの逃し溝を含んでいる。図９ｂは、接合部におけるモルタルの望ましい配置の 限界を示している。 図１０は、本発明が、接合部にモルタルを全く用いなくても利用できることを 示している。 ここで図１ａを参照すると、この幾分従来型の組立部品は、連続的スラブ成形 用の液状鋼鉄（３）を収容する耐火ライニング（１）を有するタンディッシュ（ ２）を 含んでいる。耐火ノズル（４）（これは容器のブロック(20)により固定されてい る）を通る鋼鉄の流れは、最上部プレート（５）及びスライドプレート（６）か らなる、従来技術で知られたスライドゲート弁により制御される。最上部プレー ト（５）は、取付プレート(51)に固定してもよい。スライドプレート（６）の真 下には、管保持具（７）があり、その真下には、注ぎ管（８）が固定されている 。運転中、注ぎ管（８）は、スラブ(11)開始部の最上部にあるスラグ層（９）を 真直ぐに通過する。該スラグ層（９）は、溶融鋼鉄(10)が、できるだけ大気に触 れずに、スラブ(11)開始部の最上部の近傍に沈澱することにより形成される。水 冷式で冷却された銅の鋳型(12)は、鋼鉄を十分に凝固させるので、鋼鉄は、鋳型 (12)を出るまでには、まだ溶融鋼鉄(10)である部分をその中央に収容できるほど 頑丈な固いシェル(13)となる。銅の鋳型(12)の周りは、鋼鉄製の外囲器(14)によ って強化されている。溶融鋼鉄（３）がスライドプレート（６）を通過する割合 は、（Ｉ）鋳型(12)からの溢れ出を防止する、（II）溶融金属の量を一定に保つ 、(III)スラブ(11)の凝固率及び生産率に調子を合わせることを同時に行うため に制御されている。 図１ｂは、従来技術の変形例を示しており、本発明もそれに応用できる。この 変形例では、埋められた入口ノズル(47)は、図１ａにおけるものと同様に、スラ グ層 （９）を通過するが、スライドプレート（６）（図１ａ）はない。むしろ、金属 の流れは、操作具(45)により、ストッパー(44)を耐火ノズル（４）に挿入するこ とにより止められる。耐火ノズル（４）をモルタルで包囲してもよい。次に、埋 められた入口ノズル(47)を、接触面(48)で固定プレート(46)と接触させたまま、 水平方向に移動させることにより、取り替えてもよい。固定プレート(46)は、溶 融金属を通路(52)内に保持する。新たに埋められた入口ノズル(47)もまた、接合 面(48)で固定プレート(46)と接触したまま、水平方向についてくる。今後明らか となるように、埋められた入口ノズル(47)の、接合面(48)に沿った移動は、出願 人の目的のためには、図４ａ〜４ｅに記載の最上部プレート（５）の下面に対す るスライドプレート（６）の上面の移動に正に匹敵するものである。即ち、図４ ａ〜４ｅのガス供給システムは、図１ｂの変形例に正に応用可能なものである。 図１ｃは、別の変形例を示しており、耐火ノズ（４）は、タンディッシュ（２ ）のシェルと結合されて、一体のノズル／最上部プレート(50)となり、管保持具 (53)と直接に接触面(49)を形成している。管保持具(53)は、図１ｂにおける埋め られた入口ノズル(47)の取替えと同様の方法で取り替えることができる。即ち、 管保持具(53)は、ストッパー(44)が金属の流れを止めている間に、接触面(49)で ノズル／最上部プレート(50)と接触したまま 水平方向に移動される。ここでも、管保持具(53)の上面は、図４ａ〜４ｅに記載 のスライドプレート（６）の上面及びノズル／最上部プレート(50)の下面に匹敵 するものである。両方とも、図４ａ〜４ｅに記載された通りのガス供給システム に装備することができる。 図２では、最上部プレート（５）は、開口部(15)及びガス供給溝(16)を有して おり、その下部には多孔性の耐火物質(17)が充填され、ガス管(19)に繋がる通路 (18)を残している。ガス管(19)は、次に、一定圧力下で、不活性ガスの供給源（ 図示せず）に接続されている。スライドプレート（６）は、開口部(31)及び、ガ ス供給溝(16)と同様のガス供給溝(21)(22)を有しており、それらもまた、耐火性 の形状物(23)(24)が一部分だけに充填されて、通路(25)(26)を形成している。管 保持具（７）の最上部もまた、ガス供給溝(27)を有し、その一部分には耐火物質 (28)が充填されて、通路(29)を形成している。通路(29)は、最上部プレート（５ ）上の通路(18)及びガス管(19)と同様の方法で、ガス供給管(30)に接続されてい る。当該分野の技術者であれば、本実施例では、ガス管(19)(30)によるガスの導 入は、固定部分、即ち最上部プレート（５）及び管保持具（７）においてのみ予 定されていることが判るであろう。しかし、原則として、ガスの導入は、固定部 分を通じてしか行えないというものではない。むしろ、たとえば、柔軟性のある 管のようなものを 用いることによって、図６に示すように、スライドプレート（６）において導入 を行うこともできる。 出願人が溝の挿入物に用いる多孔性耐火物質は、従来技術で知られた如何なる 多孔性耐火物質でもよく、その例としては、多孔性ジルコニア耐火物質又は高ア ルミナ多孔性耐火物質が挙げられる。実際には、一般的には４分の１インチから ４分の３インチの厚さである多孔性耐火物質は、アルゴンなどの標準的不活性ガ スが、１時間当たり標準状態の約３５立法フィートで挿入物質中を流れるとき、 約２ｐｓｉ以上の圧力低下をもたらさないことが望ましい(そして如何なる場合 も、４ｐｓｉ以上の圧力低下をもたらしてはならない)。耐火物質は、溝中の適 所に作っても、又は前もって製造しておいて、圧力、温度及び摩滅の条件に適し た密封材を用いて溝中に設置してもよい。このような密封材は、従来技術におい て知られている。 一連の図３ａ〜３ｅは、図１ａ及び２の構成を具体的にするために記述された ものである。但し、これらの図を見れば判るように、これらは、実際には図１ｂ 及び１ｃの構成にも適したものである。 図３ａは、管保持具（７）の最上面を上から見た簡略図であり、耐火挿入物(3 4)内には開口部(32)が定められ、ガス供給溝(27)及びガス伝達溝(35)が示されて いる。ガス供給溝(27)は、望まれているように、略Ｕ字型になっ ているのが判るであろう。図２に見られる耐火物質(28)は、ガス供給溝(27)を部 分的に充填するものであるが、図３には示されていない。ダクト(30)は、ガス伝 達溝(35)とガス供給溝(27)とを繋ぎ、図示されていない外部の供給源からガスを 受け取る。 図３ｂは、スライドプレート（６）を上から見た簡略図であり、管保持具（７ ）と接触することになるプレート下面に直接関連のある特徴だけが示されている 。スライドプレート（６）は、その下面にガス伝達溝(36)及びガス供給溝(22)を 有している。ガス伝達溝(36)は、ダクト(33)により、ガス供給溝(22)に接続され ている。図３ｃ、３ｄ、及び３ｅから判るように、ガス伝達溝(36)の寸法は、管 保持具（７）（図３ａ）上のガス伝達溝(35)の寸法と調和的に働き、接続が行わ れて、ダクト(33)（図３ａ）内で発生し、管保持具（７）のガス伝達溝(35)の中 へ送られたガスを、スライドプレート（６）のガス伝達溝(36)へ送る。この様子 は、図３ｃ、３ｄ及び３ｅで更に示されている。 図３ｃでは、図３ｂの特徴が図３ａの特徴に並置され、管保持具（７）のガス 供給溝(27)及びガス伝達溝(35)の、スライドプレート（６）のガス供給溝(22)及 びガス伝達溝(36)に対する相対的位置関係を示している。図３ｃは、一連の図３ ｃ、３ｄ及び３ｅの最初のものであり、管保持具（７）上のスライドプレート（ ６）の一般的な移動 の様子を示している。スライドプレート（６）は、図示する如く、右から左へ移 動する。スライドプレート（６）が、図３ｃの「入口」又は「全閉」位置に達し た時には、開口部(31)と開口部(32)とはまだ重なっていないが、ガス伝達溝(35) (36)は、既に重なり始めているため、管接合部（７）で、ガスがガス供給溝(27) を充填し続けている間に、不活性ガスが、ダクト(30)からガス伝達溝(35)(36)を 通ってダクト(33)に入り、更にスライドプレート（６）のガス供給溝(22)に入る ことを許す。図３には、説明を簡潔にするために、通路(26)(29)及び耐火挿入物 (24)(28)が示されていないことに気づくであろう。ガス供給溝(22)(27)で言及さ れたガス流は、通路(26)(29)に封じ込められている。 ガス伝達溝(35)(36)は、開口部(31)(32)から幾分離れていることに気づくであ ろう。これは望ましい構成である。というのは、ガス伝達溝(35)(36)は、ガス供 給溝(22)(27)のように多孔性耐火挿入物を含んでいないからである。金属沈澱の 発生を最小限にするためには、実用的に可能な範囲で、溶融金属から出来るだけ 離れた配置が薦められる。更に、ガス伝達溝は、接触面のスライド方向と一直線 に並んでいる。接触面をこのような望ましい形状にすると、これら溝内での沈澱 の可能性は更に少なくなる。 図３ｄは、スライドプレート（６）が、管保持具 （７）上で、図３ｃに示すよりも更に左の「スロットル」位置、即ち通常又は一 般的な運転を行う位置まで移動した様子を示しており、そこでは、開口部(31)(3 2)は重なっているが、同心ではない。ここでは、図３ｃで見たよりも、更に多く の部分のガス伝達溝(35)(36)が重なっている。一般的には、ガス流のこの位置で の割合は、開口部(31)(32)を通る金属流により誘発された負のガス圧力に打ち勝 つために、高く保たれている。 運転を止めると、スライドプレート（６）は、一般的には更に左（描写のとお り）へ、少なくとも、図３ｅの「出口」位置まで移動する。その位置では、開口 部(31)(32)は、もはや重なっておらず、液状鋼鉄（３）の流れは止まる。ガス伝 達溝(35)(36)は、図示の如くまだ重なっているかもしれないが、運転者の裁量に より、ガス流を止めてもよい。 図３ａ〜３ｅに関して前述したように、一連の図４ａ〜４ｅは、図１ａの構成 を具体的にするために記述されたものであるが、運転の原則は、図１ｂ及び１ｃ の「迅速な管交換」構造にも適用することができる。 図４ａは、最上部プレート（５）を上から見た簡略図であり、該プレート（５ ）は、その下面の開口部(15)の周りにガス供給溝(16)を有している。ガス供給溝 (16)は、ダクト(40)を通じてガス伝達溝(37)に繋がっている。ガス供給溝(16)に は、図示していない外部の供給源から、 不活性ガスが供給される。図３ａ及び３ｂのガス供給溝(27)(22)の場合と同様に 、多孔性耐火挿入物（図２に示した耐火挿入物(17)(23)(24)(28)を参照のこと） が存在しているが、説明を簡潔にするため、図４には示していない。ガスは、ダ クト(39)から流れて、ガス供給溝(16)（図２に示す耐火挿入物(17)を含んでいる ）の通路(18)に入り、次にダクト(40)を通って、ガス伝達溝(37)へ進む。ガス伝 達溝(37)は、耐火物質を含んでいない。 図４ｂは、スライドプレート（６）の最上面を示しており、ガス供給溝(21)は 、ダクト(41)を通じてガス伝達溝(38)に接続されている。 図４ｃの「全閉」又は「入口」位置では、スライドプレート（６）は、左側に 移動して（図示の如く、そして図３に対応して）いるが、開口部(31)は、最上部 プレート（５）の開口部(15)にまだ重なっていない。しかし、ガス伝達溝(37)(3 8)には重なる部分があるため、それらは連通している。これによって、ガスは、 最上部プレート（５）から流れて、スライドプレート（６）のガス供給溝(21)に 入ることができる。図４ｄの「スロットル」位置では、金属は、開口部(31)(15) を通って流れることができる。不活性ガスは、ガス供給溝(16)(21)に流れ込み、 多孔性耐火挿入物(17)(23)（図２を参照）を通って、最上部プレート（５）とス ライドプレート（６）との接触面に正の圧力をかける。一方、スライドプレート （６）と管保持具（７）との接触面においても、図３ｄに示したのと同様の効果 が起こる（図２の耐火挿入物(24)(28)も参照のこと)。正の不活性ガス圧力は、 管保持具の開口部(32)で、比較的反応度の高い溶融鋼鉄に損傷を与えるおそれが ある空気やその他の大気中のガスが、該開口部(32)へ侵入するのを防ぐ。 図４ｅは、運転を止めて、スライドプレート（６）が左側に移動した際の、ガ ス供給溝(16)(21)とガス伝達溝(37)(38)との「出口」関係を示している。図４ｃ 、４ｄ及び４ｅに示す、最上部プレート（５）とスライドプレート（６）との並 置関係は、図３ｃ、３ｄ及び３ｅの管保持具（７）上のスライドプレート（６） の対応する並置関係の上に重ね合わすことにより、予想することができる。 本発明は、図５で斜めに描かれたスライドプレートを含んでいる。図５は、ガ ス伝達溝(21)(22)、耐火挿入物(23)及びガス伝達溝(36)(38)を示している。この 実施例は、Ｈ字型の内部ダクト(42)を示しており、このダクト(42)により、ガス は、ガス伝達溝(36)(38)の何れからガス供給溝(21)(22)の両方に流れることがで きる。ダクト(42)は、ガス伝達溝(38)をガス供給溝(21)に繋ぐ簡易ダクト及び／ 又はガス伝達溝(36)をガス供給溝(22)に繋ぐ簡易ダクトで置き換えることもでき る。言い換えれば、如何なる理由でも、別個のガス分配システムを、スライ ドプレートの最上部及び最下部に有することができる。本発明は、耐火挿入物(2 3)又は(24)が存在する限り、このような実施例を含むものである。 図６は、スライドプレート（６）の変形例を示しており、そこにはガス伝達溝 がない。というのは、スライドプレート（６）は、Ｔ字型のダクト(43)によって 示される独自のガス供給システムを有しているからである。Ｔ字型のダクト(43) は、不活性ガスを、図示していない外部の供給源から、ガス供給溝(21)(22)の通 路(25)(26)に供給する役割を果たしている。 図７ａは、管保持具（７）と注ぎ管（８）との従来の接合部(60)を示している 。これらは、モルタル(61)層によって接合され、鋼鉄シュラウド(62)によって包 囲されている。モルタルは、よくひび割れを起こし、それ以外にも、ガスが管の 内側(63)へ入り込むことを許す。そして、シュラウド(62)は、一般的には、ガス を通さないように作られているわけではない。従って、ガスは、シュラウド(62) の下を容易に通過し、接合部(60)に接近することができる。 図７ｂは、１つの変形例を示しており、モルタル(61)は、接合部(60)の一部分 に入っているだけであるが、管（８）の外側にも用いられている。この変形例は また、管（８）を包囲するのによく使われるリング(78)及び、該リング(78)とシ ュラウド(62)との間を密封する役割を 果たす溶接ストリップ(79)も示している。一般的には、リング(78)と管（８）を ぴったりと接触させるには、溶接ストリップ(79)が固定されている間に、リング (78)を一定の圧力下で保持する必要がある。 図８ａは、本発明の実施例を示しており、管保持具（７）には環状の溝(64)が 作られ、その環状形の全周に亘って多孔性耐火物質(65)が充填され、環状のガス 通路(66)を残している。環状のガス通路(66)は、少なくとも１つのダクト(67)を 通じて、アルゴン又はその他の適当なガスなどの不活性ガスの供給源(68)に繋が っている。供給源(68)からガス通路(66)へのガスの流れは、圧力変換器(69)によ り測定された、ガス通路(66)内のガス圧力と、外側の大気圧との差を利用した、 既知の方法により制御されている。圧力差は、大体約２〜５ｐｓｉであるが、接 合部、即ち接触面(73)(74)の間に大気中のガスに対する圧力の障壁を設けるため には、３ｐｓｉ以上に保たれることが望ましい。ダクト(67)内の圧力低下は、そ の長さや内径により異なるが、２分の１ｐｓｉ未満であると予想され、約０．２ ｐｓｉとなる可能性が高い。モルタル(70)は、注ぎ管（８）の環状肩部(71)と管 保持具（７）の補足的環状縁部(72)との隙間を塞いでいる。管保持具（７）の接 触面(73)と、注ぎ管（８）の接触面(74)は、０．００１２５ｃｍ〜０．０３ｃｍ の許容範囲で平らに研削されていることが望ましい。図８ｂは、多孔 性耐火物質(65)と溝(64)との間の密封材(77)を詳しく説明している。密封材は、 高温に耐える密封材でなければならず、ガスが、環状のガス通路(66)から、耐火 物質(65)を通らずに、接触面(73)の下の接合部へ入るのを防ぐ働きをしている。 本発明の望ましい変形例を、図９ａに示す。この型では、注ぎ管（８）の最上 部には環状棚(75)が作られ、管保持具（７）の下方の末端には補足的張出し(76) が作られている。張出し(76)の後ろ、即ちそこから同心円上の外側には、より深 い凹所の形をしたモルタル逃し溝(77)が設けられ、管保持具（７）の交換中に、 モルタル(70)が管（８）上にこぼれ出ても構わないようになっている。多孔性耐 火物質(65)を含む環状溝(64)は、図８ａ及び８ｂに記載のものと同様であり、こ れもまた、環状のガス通路(66)及びダクト(67)を通じて、ガス供給源(68)に繋が っている。図８の実施例と同様に、溝(64)への不活性ガスの流れは、圧力変換器 (69)により測定された、ガス通路(66)内のガス圧力と、外側の大気圧との差を利 用した、既知の方法により制御されている。いずれにしても、開放型の環状ガス 通路(66)の効果は、環状溝(64)の周りに一定のガス供給圧力を与えるものである 。モルタル接合の際には、接合部（接触部(74)）の水平部分へ入り込むおそれの ある余分なモルタルがないよう注意を払うことが望ましい。このことは、更に図 ９ｂで示しており、 モルタル(70)は、管保持具（７）の接触面(73)と注ぎ管（８）の接触面(74)が合 わさったときに、接触面(74)の水平部分まで延びないように、丁寧に置かれてい る。 図１０では、管保持具（７）及び注ぎ管（８）の、０．０３ｃｍ以下の許容範 囲で平らに研削された接触面(73)(74)は、モルタルのない接合面を形成している 。他の図面の場合と同様に、管保持具（７）には溝(64)が形成され、その一部分 には多孔性耐火物質(65)が充填され、環状のガス通路(66)を残して、一定圧力の ガスをダクト(67)から多孔性耐火物質(65)の上面へ案内するようにしてある。こ れによって、ガスは均一に分配される。この構成においても、任意の中央リング (80)は、組立部品を包囲及び強化し、金属バンド(81)もまた、管（８）の上部の 周囲にしっかりと固定されている。空気などの大気中のガスが、組立部品の外側 から接合部を通って侵入するのを防ぐために、アルゴンなどの不活性ガスが、供 給源(68)からガス通路(66)へ供給され、それは、外側の大気圧と溝(64)内の圧力 との圧力差を、１平方インチ（０．２１ｋｇ／ｃｍ²）当たり３ポンド以上に維 持するような割合で供給される。 当該分野の技術者であれば、本発明は、接触面(73)(74)間の密封が、モルタル 片の移動により破壊される可能性を最小限にするものであることが判るであろう 。また、本発明が保証するのは、もし何らかのガスが接合部(60) （接触面(73)と接触面(74)との間）を通って内部(63)に引き込まれるとすれば、 そのガスは、シュラウド(62)の後ろから接合部(60)へ入り込んだかもしれない外 部の空気よりも、供給源(68)からのガスである可能性がずっと高いということで ある。ガス通路(66)の周りで不活性ガスを分配することにより、多孔性耐火物質 (65)の周囲のいかなる地点でも、十分な圧力の不活性ガスが利用できることが保 証される。 出願人が溝の挿入物に用いる多孔性耐火物質(65)は、従来技術で知られた如何 なる多孔性耐火物質でもよく、その例としては、多孔性ジルコニア耐火物質又は 高アルミナ多孔性耐火物質が挙げられる。実際には、一般的には４分の１インチ から４分の３インチの厚さである多孔性耐火物質は、アルゴンなどの標準的不活 性ガスが、１時間当たり標準状態で約３５立法フィートで挿入物質中を流れると き、約２ｐｓｉ以上の圧力低下をもたらさないことが望ましい（そして如何なる 場合も、４ｐｓｉ以上の圧力低下をもたらしてはならない）。耐火物質は、溝中 の適所に作っても、又は前もって製造しておいて、図８ｂに示すような密封材を 用いて溝中に設置してもよい。 よって本発明は、上述の如く不活性ガスを供給できるようにしたスライドプレ ート、上述の如くガス供給システムを有するスライドゲート弁及び、連続的鋳造 機の最上部へ溶融鋼鉄を供給する装置を含むものである。該鋳 造機は、その下側に、タンディッシュ及び流れ誘導手段(flow-directing means) を含んでいる。タンディッシュ及び流れ誘導手段の各々は、略平坦な表面を有し 、それらは接触面を形成し、その少なくとも１つには、ガス供給溝が作られてい る。該ガス供給溝は、その全長に沿って延び、略平坦な表面から延びる深さを持 つ多孔性耐に挿入物を含むことにより、溝を部分的（望ましくは、溝の約半分の 深さ、または４分の１から４分の３の深さ）に塞いでいる。ここで、ガス供給溝 は、両表面上にあり、これらの両表面はまた、一方の表面の上または近くにある 供給源からのガスを、他方の表面上の溝内の通路に供給するための、ガス伝達溝 を持つこともできる。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．連続的鋳造機のための溶融金属供給装置であって、該溶融金属供給装置は、 管保持具からなる上方の溶融金属誘導要素と、管からなる下方の溶融金属誘導要 素とを有しており、上方の溶融金属誘導要素及び下方の溶融金属誘導要素の各々 には、溶融金属の略下向きの流れを誘導するための開口部が通っており、溶融金 属誘導要素の各々は、他方と接触する略平坦な表面を有して接触面を形成してお り、ここでは、該要素内の金属の流れは、接触面を通じてガスを引き込む負の圧 力を作り出す傾向にある。溶融金属供給装置に於て、 少なくとも１方の溶融金属誘導要素の略平坦な表面は、不活性ガスを接触面 へ供給するためのガス供給溝を有しており、該ガス供給溝の、略平坦な表面に最 も近い側には、多孔性耐火物質が部分的に充填されており、両方の溶融金属誘導 要素の略平坦な表面は、０．０３ｃｍの許容範囲で平らに研削されていることを 特徴とする、連続的鋳造機のための溶融金属供給装置。 ２．両方の溶融金属誘導要素は、多孔性耐火物質を部分的に充填されたガス供給 溝を含んでいる請求項１の装置。 ３．上方の溶融金属誘導要素の最上部は環状棚を有し、該環状棚は開口部まで延 びて、該開口部を通る溶融金 属の流れを下方に誘導しており、下方の溶融金属誘導要素は、より深い凹所の形 をしたモルタル逃し溝を具えた補足的張出しを有し、また、環状棚と補足的張出 しとの間で、上方及び下方の溶融金属誘導要素の略平坦な表面の間の部分までは 延びていない部分にモルタルを有している請求項１の装置。 ４．連続的鋳造機のためのスライドゲート弁であって、該スライドゲート弁は、 固定要素及びスライドプレートからなり、該固定要素及び該スライドプレートの 各々は、流れる金属を誘導するための開口部と、互いに接触する稼働表面とを有 しており、該稼働表面の各々は、不活性ガスを誘導するためのガス供給溝を有し 、該ガス供給溝の各々には、稼働表面と略水平に、多孔性耐火挿入物が部分的に 充填されて、該耐火物質の内側にガス通路を形成し、稼働表面の各々は、ガスを 一方のガス伝達溝から他方のガス伝達溝へ誘導するための多孔性耐火物質を持た ないガス伝達溝を含んでおり、該ガス伝達溝の割合及び寸法は、開口部が一列に 並んだときに、ガス供給溝がガス伝達溝に接続され、ガスが一方のガス伝達溝を 通って他方のガス伝達溝へ行けるようになっている、連続的鋳造機のためのスラ イドゲート弁。 ５．ガス伝達溝は、スライドプレートのスライド移動方向へ縦に延び、更に、ガ ス供給溝とガス伝達溝へ繋が るダクト及び、ダクトと供給・伝達溝へ不活性ガスを供給する供給源からなる、 請求項４の装置。 ６．金属を連続的に鋳造する際に用いられる管組立体であって、 （ａ）細長い略筒状の注ぎ管であって、その軸方向に貫通する開口部を有し、 略垂直方向に配置され、略平坦な上方末端部を有しているもの、 （ｂ）軸方向に貫通する開口部を有する管保持具であって、管の最上部に固定 され、注ぎ管の上方末端部と接触するように適合された略平坦な下方末端部を有 し、該下方末端部に環状溝を有しているもの、 （ｃ）環状溝と不活性ガスの供給源とを接続するガス供給手段、 （ｄ）環状溝の周囲全体を部分的に塞ぐ多孔性耐火物質であって、ガス供給手 段との関係で、環状溝の周囲全体に部分的に空間を残すことにより、ガス供給通 路を形成して、多孔性耐火物質と接触する環状溝の周りで、ガスがほぼ一定圧力 で供給されるようにしているもの、及び、 （ｅ）不活性ガスの供給源から不活性ガスを環状溝へ供給し、環状溝内の圧力 と、管組立部品の外側の大気圧との差を利用して、不活性ガスの流れを制御する 手段であって、該不活性ガスの流れは、圧力差を２〜５ｐｓｉの範囲に維持でき るように制御されているもの からなる金属を連続的に鋳造する際に用いられる管組立体。