JPS5825442A - 溶融金属脱ガス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融金属脱ガス装置に関し、特に溶融金属を７
ラツクスガスによって脱ガスするだめの渦流タンク反応
装置用のガス噴射ノズル装置に関する。

溶融金属を脱ガスするだめの有効な方法と装置が出願人
の米国特許４，１７７，０６６号に記載されている。こ
の特許に示す溶融金属の脱ガス用の装置は、渦流タンク
反応装置を使用して溶融金属を接線方向に反応装置に導
入し、溶融金属は渦流回転して流れ、反応装置の入口か
ら出口に流れる。反応装置の溶湯入口から溶湯出口まで
の渦流を生じさせるには、金属入口が反応装置の室温に
対して、溶湯を接線方向に反応装置に導入することが必
要である。好適な実施例において、渦流タンク反応装置
には第１の長いはｙ円筒形の側壁部と、第１の円筒形壁
部の下方の第２の下方に収束する側壁部とを設ける。フ
ラックスガス入口ノズルは、異なる高さで収束壁部を貫
通してフラックスガス泡が全部の溶湯に分散するように
し、溶湯は反応装置の入口から出口に流れる。ノズルを
収束壁部の異なる高さとすることによって、フラックス
ガスノズルは渦流タンク反応装置の中心軸線から種々の
距離に配置されることになシ、フラックスガス泡の分散
を最大にする。渦流タンク反応装置の各種実施例の詳細
は米国特許４，１７７，０６６号に記載されており、本
発明ガス噴射ノズル装置を容易に取付けることができる
。

上述の米国特許に示した渦流タンク反応装置は他の既知
の現用脱ガス装置に比較して優れているがフラックスガ
スノズル装置については種々の問題がある。特に反応装
置からノズル先端部周囲を通る溶湯漏洩の問題がある。

更に、フラックスガス供給回路の漏洩が生じた。尚、ノ
ズルが室壁を通ってタンクの溶湯内に突出した構成では
ノズル折損の傾向が生じた。

そ、れ故、本発明の主目的は、ガスを供給径路での漏洩
を生ずることなく供給し得るガス噴射ノズル装置を提供
することである。

本発明の目的は溶融金属をフラックスガスで脱ガスする
だめの渦流タンク反応装置に使用する新らしいガス噴射
ノズル装置を提供することである。

本発明の他の目的は、溶融金属の脱ガス用渦流タンク反
応装置に使用するガス噴射ノズル装置を提供し、ノズル
先端周囲からの溶湯の漏洩をなくすることである。

本発明の別の目的は、ガス噴射ノズル装置を提供し、使
用上便利で安価な装置とすることである。

上述の目的と利点とは本発明によって容易に達成される
。

本発明は溶融金属のフラックスガスによる脱ガスに使用
するガス噴射ノズル装置である。フラックスガスノズル
装置には渦流タンク反応装置の壁部に内壁面にはソ同一
平面として固着したノズルインサートを設ける。ノズル
インサートに形成した座面にセラミック材料等で製造し
たノズルチップコーンを係合させる。フラックスガスノ
ズルはノズルチップコーンにばね力で押圧され、ばね力
を強くしてノズルをチップコーンに押圧し、チップコー
ンはノズルインサートに押圧されて反応ｉ置からフラッ
クスガスノズル外周への溶湯漏洩を防ぐ。フラックスガ
スノズルはノズルねじ装置を介してフラックスガス供給
導管に固着する。ねじ装置とフラックスガスノズルとの
間にシールを介挿して気密の結合とする。フラックスガ
スノズルを渦流タンク反応装置の内周壁□にはソ同−面
として取付けることによって、金属の衝撃又は清掃エイ
の衝突によるフラックスノズルの損傷を防ぐ。

本発明の好適な実施例によって、本発明のフラックスガ
スノズル装置は、渦流タンク反応装置の外周壁に剛性に
固着した取付装置に取外可能に取付ける。この取付は、
ノズルチップの詰り又はノズルチップコーン等の劣化の
場合にノズル装置を直に取外し交換可能にする。

本発明の装置は、反応装置から溶湯がノズルチップの周
囲から漏洩するのを防ぎ、フラックスガス供給径路のガ
ス漏洩を防ぎ、ノズルの詰り又は損傷に際して容易に交
換可能である。

本発明を例示とした実施例並びに図面について説明する
。

第１図に示す渦流タンク反応装置１０は第１のはソ円筒
形の側壁部１２とその下方の第２の下方に収束する側壁
部１４とを有する。本発明のフラックスガスノズル装置
は図示の米国特許４１７７０６６号記載の渦流タンク反
応装置に取付けることができ、この反応装置自体の詳細
な構造はこの特許に記載されている。

複数の本発明ガス噴射ノズル装置を収束側壁１４に取付
フレーム１６によって取付ける。第２−４図にガス噴射
ノズルと取付フレームの詳細を示す０第２図において、
渦流タンク反応装置の収束側壁部１４には所要耐火材料
製の第１の内壁１８と、第１の内壁１８から離間した鋼
製の第２の外壁２０とを有する。内壁１８と外壁２０と
の間のスペース２２には、所要の絶縁材料を詰める。

外壁２０に複数のフランジ板２４を設け、この数は反応
装置に使用するノズル装置の数に等しくする。フランジ
板２４に孔２５を設けてノズル装置取付用とする。７ラ
ンジ板２４は、外壁２０に一体に形成し、又は外壁２０
とは別に製造して外壁２０の所要切抜きに溶接等によっ
て固着する。

フランジ板２４に夫々複数のねじを切ったスタッド部材
２６をフランジ板２４の孔２８に溶接等によって固着す
る。上述した通り、複数のフラックスガスノズル装置を
反応装置に取付ける。各ノズル装置を取付けるための外
側リング部材３０はフランジ部３２と円筒部３６とを有
し、フランジ部３２に設けた複数の孔３４によって外側
リング部材３０を各フランジ板２４に対して選択的に位
置ぎめするには、ねじを切ったスタッド２８の所要位置
にナツト３８とロックワッシャ４０とによって取付け、
後に詳述する通りノズル装置に対する押圧力を制御する
。

内壁１８に複数のボート孔４２をフランジ板２４の孔２
５に一致させて形成する。各ボート孔４２にノズルイン
サート４４を取付ける。ノズルインサートには通り孔４
６とテーパ座面４８とを有する。ノズルインサート４４
は内壁１８のボート孔４２にセメントによって固着し、
所要の耐火材料、例えばシリコンカーバイド族とする。

ノズルインサート４４０通り孔４６内にノズルチップコ
ーン５０を取付ける。コーン５０の斜面５２は、ノズル
インサート４４のシール面４８にシール係合する構造と
する。ノズルチップコーン５０は好適な例では真空域酸
ファイバーフラックス材料で形成する。ファイバーフラ
ックスとはアルミニウムとシリカから製造したセラミッ
クファイバーのノ為−ビンン・カーポランダム社の商品
名である。この材料は圧縮力の作用の下でノズルチップ
コーンの斜面５２゛をノズルインサート４４のシール面
４８にシール接触する。ノズルインサート４４と同様に
ノズルチップコーン５０に通り孔５４と、シール面５８
とを設ける。ノズル装置６０のノズルブランク６２の斜
面６４がシール面５８にシール接触する。

ノズル装置６０のノズルブランク６２は通路６６とオリ
フィス６８とを有する。ノズルグラ／り６２の反対側端
面７０にノズルナツト７２によってねじ装置７４を取付
ける。ねじ装置７４の凹み部７６にシール７８を取付け
てノズルブランク６２の端面７０に気密に係合する。ね
じ装置７４に貫通路８０を形成してガス供給管８２を取
付ける。管８２はねじ装置７４に溶接等によって固着す
る。ね°じ装置７４の外ねじ８４にノズルナツト７２を
ねじこんでねじ装置７４をシール７８を介してノズルグ
ラ／り６２の後端面７０にシール関係で固着する。シー
ル７８は金属シールとすることもできるが金属含浸グラ
ハイドガスケットのシールとするのが好適である〇 ５４に取付け、ノズルブランク６２の斜面６４がノズル
チップコーン５０のシール面に係合し、内側リング８６
とノズル圧縮ばね８８による押圧力を受ける。内側リン
グ８６に通り孔９０を設は大直径部９２にノズル圧縮ば
ね８８を係合させる。

ばね８８の他端はねじ装置７４の後端壁９３に接触する
。内側リング８６に複数の腕９４を固着する。外側リン
グ部材３０の円筒部３６に形成したスロット９６内に腕
９４が係合する。内側リング８６の腕９４が外側リング
部材３０のスロット９６に係合した時は、ノズル圧縮ば
ね８８は一端を内側リング８６の通り孔９００大直径部
９２に係合し他端をねじ装置７４の後端壁９３に接触し
てノズル装置に圧力を作用し、ノズルブランク６２の斜
面６４はノズルナツプコー１５０のシール面トシール関
係として押圧する。ばね８８によってノズル装置６０に
作用する圧縮力を調整するには外側リング部材３０のフ
ランジ板２４に対する位置を変更する。即ぢ、ナツト３
８とロックワッシャ４０とによって外側リング部材３０
をねじ付きスタッド６６上の所要位置に調整固着する。

ノズル装置と取付フレームとを上述の構成とすることに
よって、反応装置からの溶湯がノズルブランク６２の周
囲から漏洩することは防止される。更にノズルねじ装置
７４、ノズルナツト７２、シール７８、ノズルブランク
６２の構成はフラックスガスのガス供給径路での漏洩を
防止できる。尚、ノズルブランクは渦流タンク反応装置
内に突出しないため、溶湯の力による破損又は反応装置
内壁清掃の時のノズルブランクの破損を防止する。

前述の通り、ノズルブランク６２のノズルプロフィル６
８は一定直径の直線開口とすることもでき、収束拡大型
とすることもできる。本発明によって、直線孔部分の直
径はできるだけ小さくして溶湯によるオリフィス内の閉
塞を防ぐ。本発明によって、オリフィス寸法は０．００
５〜０．０７５　Ｌｎ（約０．１３〜１．ｇｉ＋ｍ）の
範囲とし、好適な例で、０．０１０〜０．０５ｔｎ　（
約０．２５〜１．２７１１１１！　）　ノ範囲とする。

収束拡大型の孔の岩状とする場合には収束部はノズル軸
線に対して１０〜６０°、好適な例で２０〜４０；とす
る。拡大部はノズル軸線に対して１〜８°、好適な例で
２〜４°とする。収束部と拡大部との遷移部は平滑面と
して急激な角度変化を生じないようにする。

本発明によるガス噴射ノズル構成とすることによって、
金属とガスの漏洩はなくなり、ノズル寿命は著しく長く
なった。更に本発明ノズルは所要の際に調整及び交換が
著しく容易である。

本発明は形状、寸法、配置、作動の面で種々の変型が可
能であり、実施例並びに図面は本発明実施のだめの最良
の手法についての例示であって発明を限定するものでは
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は米国特許４，１７７，０６６号に示された渦流
タンク反応装置に本発明ガス噴射ノズル装置を取付けた
図、第２図は本発明ガス噴射ノズル装置の第３図の１．
−ｍ線に沿う断面図、第３図は渦流タンク反応装置に取
付けたガス噴射ノズル取付装置の正面図、第４図は本発
明ガス噴射ノズル装置の各部の展開斜視図である。 １０：渦流タンク反応装置 １４：収束側壁部　　　　１６：取付フレーム２４：フ
ランジ板　　　　３０：外側リング部材２６：スタンド
　　　　　４４：ノズルインサート５０：ノズルチップ
コーン　６０：ノズル装置６２：ノズルブランク　　６
８ニオリフイス７２：ノズルナツト　　　７４：ねじ装
置７８：シール　　　　　　８２：ガス供給管８６：内
側リング　　　　８８：ノズル圧縮ばね９４：腕 特許出願人　スイス・アルミニウム・リミテッド葵／図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　溶融金属をフラックスガスによって脱ガスするだめ
   の渦流タンク反応装置用ガス噴射ノズル装置であって、
   上記反応装置には円筒形側壁部（１２）と、同一軸線で
   連接し内下方にテーバした第２の側壁部（１４）と、処
   理済溶融金属取出ボートより上方の溶融金属入口ポート
   と、傾斜した第２の側壁に異なるレベルで取付けだ少な
   くとも２個のフラックスガス入口装置とを設け、ガス入
   口装置をガス噴射ノズルを取付ける開口（４２）として
   金属入口よりも下方に、金属出口よりも上方にあるよう
   にしたものにおいて、 上記渦流タンク反応装置に内壁（１８）と外壁（２０）
   と中間に形成したスペースとを設け、ガス噴射ノズルを
   上記外壁（２０）に取付けて第２の側壁部（１４）の内
   壁面とはソ同一平面とし、ノズル（６２）が開口（４２
   ）をシールするようにすることを特徴とする溶融金属脱
   ガス装置用ガス噴射ノズル装置。 ２　前記開口（４２）に貫通孔（４６）と円錐形座（４
   ８）とを有するノズルインサート（４４）を取付け、ノ
   ズルチップコーン（５０）と傾斜面（５２）とを有する
   ノズル装置（６０）をノズルインサートの通り孔（４６
   ）に取付け、ノズルチップコーン（５０）はノズルイン
   サー）　（４４）の円錐形の座（４８）と共働してシー
   ルを形成する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３　前記チップコーン（５０）をアルミナとシリカのフ
   ァイバー製とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の装置。 ４°　前記噴射ノズル装置には供給通路（６６）の端部
   にオリフィス（６８）を形成した成形部品（６２）と成
   形部品（６２）の後端面に取付けだロック用ナツト（７
   ２）とを有するノズル装置（６０）と、シール（７８）
   を係合する凹み（７６）を有するねじ装置（７４）とを
   備え、上記シール（７８）が成形部品（６２）の後端面
   （７０）とねじ装置（７４）との間を気密にシールし、
   ねじ装置（７４）がねじ装置に溶接したガス供給量（８
   ２）の連結装置（８ｏ）を形成する特許請求の範囲第１
   項第２項又は第３項記載の装置。 ５　前記ノズル装置（６０）をノズルチップコーン（５
   ０）の通り孔（５４）に取付け、チップコーン（５０）
   の傾斜面（５８）が内側リング（８６）と圧縮ばね（８
   ８）と共働してツールを形成する特許請求の範囲第１項
   ないし第４項の１項記載の装置。 ６　圧縮ばね（８８）の一端を係合する大直径部（９２
   ）を有する通り孔（９ｏ）を形成した内側リング（８６
   ）を備え、上記ばねの他端をねじ装置（７ｊ）の後端壁
   （９３）に係合させ、上記内側リング（８６）に複数の
   突出部（９４）を設け、上記突出部は外側リング（３０
   ）の円筒部（３６）に形成した溝（９６）に保合保持さ
   れる特許請求の範囲第１項ないし第５項の１項記載の装
   置。 ７　内側リング（８６）に設けた突出部（９４）を外側
   リング（３０）の溝（９６）に係合させ、内側リング（
   ８６）の孔（９０）の大直径部（９セ）に係合するばね
   （８８）はねじ装置（７４）の後壁（９３）を押圧し、
   ノズル特に成形部品（６２）の傾斜面（６４）を円錐形
   ノズルチップの傾斜面に押圧してシールを形成する特許
   請求の範囲第１項ないし第６項の１項記載の゛装置。 ８　ノズル装置（６０）上にばね（８８）によって生ず
   る力を調整するために、外側リング（３０）とフランジ
   （２４）の間隔を変化させる手段として外側リング（３
   ０）の位置をねじつきボルト（２６）上の種々の高さに
   ナラ）　（３８）とげねワッシャ（４０）とによって定
   める特許請求の範囲第１項ないし第７項の１項記載の装
   置。