JPS5815217B2 - 冷却流体中に液状金属または金属合金の噴流を噴射することによる金属線の製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体金属または液体金属合金の噴流を冷媒中に
噴射し、この冷媒中において液体噴流の固体金属線への
変態が生じる様にして金属線を製造する装置の改良に関
する。

この種の装置は主として下記の要素を含むニー加熱素子
によって溶融状態が保持された金属または金属合金を収
容し、また少なくとも１個のノズルを備えたルツボ、 一前記溶融状態の金属または金属合金を噴流の形テノス
ルを通して冷媒中に噴射するために必要な圧力をこの溶
融金属または合金に対して加えるための加圧装置、 一前記噴流を鋼線に変態させることのできる冷却流体を
含み、ノズル出口に配置されたいわゆる冷却ハウジング
、および 一冷却ハウジングのＩ出口において鋼線を受取る装置。

この種の装置を用いて満足な機械特性を持つ鋼線を得よ
うとする場合、特に鋼に対してフランス特許第２１３６
９７６号に記述された方法を使用する場合、噴流は比較
的高い速度で噴射されなければならない。

その結果大きな噴流長さとなる。噴流長さとは、噴射さ
れる金属の液体部分の長さを言う。

この長さの増大は、一方においては冷却ハウジングを法
外に長くするに至る。

また他方において、鋼線の受領上の問題として、その欠
陥ならびに破断が増大して行（。

比較的低温の、またできるだけ高い冷却力を持つ様に配
合された冷却流体を使用し、またこの冷却流体を比較的
低温に保持するための熱交換路を使用してもこれらの問
題は避けられない。

本発明の目的は、固化していない噴流の長さの増大によ
る前記の如き欠点を防止しながら、鋼線の特性を改良す
るために噴流の噴射速度を増大することのできる様にす
るにある。

従って、溶融金属または金属合金を収容し少なくとも１
個のノズルを備えたルツボと、溶融金属または金属合金
を噴流の形でノズルを通して冷却流体の中に噴射するの
に必要な圧を加える加圧装置と、冷却流体を含みノズル
出口に配置された冷却ハウジングとを備えた、液状金属
または金属合金の噴流を冷却流体中に噴射することによ
り金属線を製造するだめの本発明装置は、前記冷却−ウ
ジフグがそのノズルに近い部分において、少なくとも前
記噴流の長さにほぼ等しい長さにおいて、この噴流に対
してほぼ横方向の冷却流体の流れを生じるための回転運
動付与装置を備えること、即ち冷却ハウジングのノズル
に近接する部分の内壁拠対して、ノズル軸線に対して平
行な軸線を中心とする回転面の形状、例えば円筒形を与
え、この冷却ハウジングの内壁の末端において冷却流体
に対して、前記回転軸線を中心とする回転運動を与える
回転運動付与装置を備えるにある。

そのため、前記内壁のそばに配置されて、前記回転軸に
一定距離の軸線に沿って冷却流体を推進するベンチレー
タを利用することができる。

好ましくは、この距離は回転面からその回転軸線までの
距離の５０％から１００％の範囲とする。

また、前記内壁に隣接して配置され、前記回転軸から一
定距離の軸線に沿って冷却流体を排出する少なくとも１
本のパイプを使用することもできる。

好ましくは、この距離は、回転面からその回転軸線まで
の距離の５０％乃至１００％の範囲とする。

冷却流体を推進するための第３の手段は、前記回転軸か
ら一定距離の軸線に沿って水蒸気を排出するため、前記
冷却ハウジングの内壁の近傍に配置された少なくとも１
本のパイプと、水蒸気の露点以下の温度のガスまたはガ
ス混合物（水素、窒素、アルゴン、ヘリウム）を冷却ハ
ウジングの中に出す少なくとも他の１本のパイプを使用
するにある。

この場合一方のパイプから噴出された水蒸気は次のよう
に作用する。

即ち、一面においては、ガスの中において水蒸気は膨張
して上昇旋回流として流れるので、冷却流体に対して、
ハウジングの前記部分の回転軸線を中心とする回転運動
を与える。

また他面において、ガスまたはガス混合物中の水蒸気の
凝縮によって生じ、また溶融金属の噴流に対して横方向
に流れるガスあるいはガス混合物によって搬送される水
滴は、この噴流に対して追加的冷却作用を行なう。

前記の型の装置を用いて鋼線を製造するためのフランス
特許第２１３６９７６号において記述された前記方法の
主旨の範囲内において、これら種種の推進手段の好まし
い実施態様は、ガスとして水素、もしくは水素と窒素の
混合物を使用するにある。

その他、使用される冷却流体の推進手段のいかんにかか
わらず、鋼線の最適冷却度に達するためには、スペース
中において、推進手段の作用軸線が回転面の回転軸線と
成す角度を調節可能とすることが望ましい。

また、噴射された後に固化して金属線とされる鋼として
は、酸素を与える冷却流体と接触した時に鋼噴流上に最
初に形成される酸化生成物がシリカである如きケイ素と
マンガンの含有量を有するようにするとよく、また前記
の他のパイプはガスとして水素を出し、あるいはガス混
合物として水素と窒素の混合物を出す様にするとよい。

以下本発明を図面に示す実施例について詳細に説明する
。

第１図には、本発明による装置が部分的に図示されてい
る。

ルツボ１は、溶融金属２を収容し、またこのルツボは加
圧装置となる加圧ハウジング３によって包囲されている
。

このハウジングの下部のみを示す。

加圧ハウジング３は、ルツボ１の底部に配置された垂直
軸線６のノズル５を通して、このノズノン５の出口に配
置された冷却ハウジング８の中に収容された冷却流体７
の史に、金属噴流４を噴射するに適した圧力のガスを収
容している。

ハウジング８はノズル５につづ＜第１要素８１を備えて
いる。

この要素８１の内壁９は、本発明によれば、ノズル５の
軸線６のハウジング８内部の延長線に対して平行な軸線
１０を中心とする回転円筒体である。

ノズル軸線６の延長線、即ち噴流４から、内壁９までの
距離１は、噴流４から円筒体９の軸線１０までの距離り
よりも小さい。

また要素８１の長さは、噴流の長さ、即ち噴射される金
属の液体部分の長さに近い。

第２図において図示されている様に、冷却流体７は円筒
体９の軸線１０を中心として回転運動付与装置により回
転運動させられる。

そのため、回転運動付与装置として、本実施例では水蒸
気を出すパイプ１３を設げている。

このパイプ１３は内壁９に近接して配置され、円筒体の
軸線１０から＝定距離に配置された軸線に沿って配向さ
れている。

この様にして、軸線１０を中心とする冷却流体の回転運
動を生じる。

他方においてパイプ１３は円筒体の軸線１０に対して０
０〜９０°の間の可制御角度を成しており、これによっ
て噴流の冷却度を最適化することができる。

従って、水蒸気はノズル５のオリフィスに向って上昇螺
旋軌道をとる。

また最後に、下端１５１において冷却水を供給され頂点
１５２において排出されるジャケット１５が円筒体９の
壁面を包囲している。

この様にすることによって、運動中の冷却流体の温度を
更に低下させる。

冷却ハウジング８は、その第１要素８１に接続された第
２要素１６を備えている。

この第２要素１６は、ノズルの軸線に定心された導管の
形を成し、その下端１７によって冷却ハウジング８は外
気と連通している。

図示の例においては、冷却流体中の金属噴流の進行方向
は、下降垂線に対して平行である。

しかし、本発明による冷却ハウジング８は、ノズルの軸
線６が回転軸線１０に対して平行である限り、軸線６即
ち溶融金属の噴流の方向が鉛直線と傾斜上ていても、噴
流に対して冷却流体を横方向に流すことができる。

次に本実施の装置と前記フランス特許の従来装置とを比
較する。

今、直径１６５．１０−６ｍ即ち、０．１６５ｍｍの、
１５００℃の液状鋼噴流を１５ｍ／Ｓの速度で長さ１．
６ｍの冷却ハウジング中に噴射した場合、従来装置の噴
流長さは０．４４ｍであったが、本発明装置の噴流長さ
は０．３ ｍと０．１４ｍも短かかった。

また、この場合、本発明装置における冷媒の回転運動は
半径（Ｌ＋１）＝１５０關の円筒中において行なわれて
おり、その距離りは１００朋に等しく、また円筒の高さ
Ｈは３５０２１！Ｗに等しい。

また流量は下記の通りである。

一水素（Ｈ２）：２５１．／分、温度２０℃；−水蒸気
： ０．０８に９／分、温度１２５℃。

またパイプ１３は流体の回転運動方向に対して接線方向
を成し、また回転軸１０に対して、ノズルの方に＋３０
°の角度を成している。

パイプ１３の軸線と円筒体の軸線との距離は１４０ｍｍ
である。

更に比較すると、本発明による構造を有しない従来装置
は鋼線を製造することができない。

なぜなら、従来装置においては、鋼線は１１５０℃の温
度で冷却ハウジングから出て、オリフィス１７の水準で
燃焼してしまうので線条とはならない。

一方、本発明による装置の場合、鋼線はハウジングから
７００℃の温度で出るので、燃焼することはなく、更に
その鋼線は微量の酸化鉄をも有せず、欠陥および破断が
ない。

第３図は、第１図の鎖線で囲まれた長方形部分Ａに対応
する部分図であって、回転運動付与装置の他の実施例を
示す。

第１図の場合と異なり、水蒸気の導入管は、彎曲部を有
しないパイプ１３′から成る。

ハウジング８の中に含まれる冷却流体に対し、第１図と
第２図の場合の様に回転運動を与えるため、この例にお
いては冷却ハウジング８の内壁面９に近接して配置され
たベンチレータ１４を使用する。

第４図に使用する如く、このベンチレータの回転軸は、
円筒体８の軸線１０に対して直角の面Ｐに対して約３０
の角度αを成している。

このベンチレータ１４は、図示されないモータによって
回転駆動される。

この様なベンチレータは第１図および第２図に図示の装
置においても、同様に装着することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の縦断面図、第２図は第１図
の■−■線に沿った横断面図、第３図は第１図の鎖線部
Ａの拡大図であって、ベンチレータを備えた構造を示す
図、第４図は第３図のＦ方向に見たベンチレータ斜視図
である。 １……ルツボ、２……金属、３……過圧ハウジンク、４
……金属噴流、５……ゾズル、６……ノズル軸線、７…
…冷媒、８……ハウジング、９……円筒形内壁、１０…
…回転軸線、１３……水蒸気パイプ、１２……ガスパイ
プ、１４……ベンチレータ、８１……ハウジングの第１
要素、１６……第２要素。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融金属または金属合金を含み、少なくとも１個の
   ノズルを備えたルツボと、溶融した金属または金属合金
   に対し、これを噴流の形でノズルを通して冷却流体の中
   に噴射するために必要な圧を加える加圧装置と、冷却流
   体を含みまたノズル出口に配置された冷却ハウジングと
   を有する、液体金属または金属合金の噴流を冷却流体の
   中に噴射することによって金属線を製造する装置におい
   て、冷却ハウジングはそのノズルに隣接する部分におい
   て、少なくとも噴流の長さにほぼ等しい長さに亘ってノ
   ズル軸線に対して平行な回転軸線を中心とする回転面の
   内壁形状をしており、またこの内壁面に隣接して、前記
   回転軸線を中心とする回転運動を冷却流体に与えるため
   の回転運動付与装置が備えられていることを特徴とする
   金属線の製造装置。 ２ 回転運動付与装置＆入前記回転軸線から一定距離の
   軸線に沿って流体を推進するベンチレータからなり、前
   記内壁の近傍に配置されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の金属線製造装置。 ３ 回転運動付与装置として前記回転軸線から一定距離
   の軸線に沿って冷却流体を出す少なくとも１本のパイプ
   を前記内壁に近接して配置したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の金属線製造装置。 ４ 前記回転軸線から一定距離の軸線に沿って水蒸気を
   出す少なくとも１本のパイプを前記内壁に近接して備え
   、また水紫気の露点以下の温度のガスまたはガス混合物
   を冷却ハウジングの中に出す他の少なくとも１本のパイ
   プを備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の金属線製造装置。 ５ 前記の鋼は、酸素を与える冷却流体と接触した時に
   鋼噴流上に最初に形成される酸化生成物がシリカである
   如きケイ素とマンガンの含有量を有し、また前記の他の
   パイプはガスとして水素を出し、あるいはガス混合物と
   して水素と窒素の混合物を出す様にした、冷却流体中に
   液状鋼噴流を噴射することにより鋼線を製造するための
   特許請求の範囲第４項記載の金属線製造装置。 ６ 前記の一定距離は、前記の回転面からその回転軸線
   までの距離の５０％乃至１００％の範囲内に含まれるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項、第３項または第
   ４項のいずれかに記載の金属線製造装置。 １ 回転軸線から一定距離にある前記軸線は、スベース
   中において回転軸線に対して、調節可能の角度を成すこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項、第３項、第４項
   または第６項のいずれかに記載の金属線製造装置。