JPS60177951A - ガス吹込機能を有するスライディングノズル装置 - Google Patents

ガス吹込機能を有するスライディングノズル装置

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JPS60177951A
JPS60177951A JP3477684A JP3477684A JPS60177951A JP S60177951 A JPS60177951 A JP S60177951A JP 3477684 A JP3477684 A JP 3477684A JP 3477684 A JP3477684 A JP 3477684A JP S60177951 A JPS60177951 A JP S60177951A
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gas
sliding
sliding nozzle
gas blowing
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Akihiko Kusano
昭彦 草野
Shinichi Fukunaga
新一 福永
Hiroshi Kano
鹿野 弘
Nobuhiko Kaji
加治 信彦
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Nippon Steel Corp
Krosaki Harima Corp
Original Assignee
Kurosaki Refractories Co Ltd
Nippon Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14Closures
    • B22D41/22Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B22D41/42Features relating to gas injection

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、装置全閉時の溶鋼の凝固を防止することがで
きる取鍋、タンディ・ノシュ等の溶鋼用容器のスライデ
ィングノズル装置に関する。
〔従来技術〕
現在、溶鋼の鋳込みにおいて、スライディングノズル装
置を備えた溶鋼用容器が、一般に使用されており、鋳造
途中において、浸漬ノズルを交換する場合には、摺動プ
レートをスライドさせ、溶鋼の流れをストップして行っ
ている。しかし、交換作業中に溶鋼流通孔内の溶鋼が凝
固してしまい、2− 浸漬ノズル交換終了後に摺動プレートをスライドさせて
再開孔しても溶鋼排出が出来なくなる事故が発生してい
た。
この事故防止対策として、不活性ガスをスライディング
ノズル装置の固定プレートの内部溶鋼流通孔内に吹込む
方法が採られている。
第1図に、この方法の構成を示す。
第1図において、(1)は溶鋼容器の底(2)に設けら
れた上部ノズル、(3)は上部ノズル(1)の下部に固
定された上部ノズル(1)と合致する溶鋼流通孔(4)
を有する固定プレート、(5)は固定プレート(3)の
下部に摺動自在に取り付けられ固定プレート(3)の溶
鋼流通孔(4)と合致する溶鋼流通孔(6)を有する摺
動プレート、(7)は摺動プレート(5)の溶鋼流通孔
(6)の下部に固定された下部ノズルである。
固定プレート(3)の溶鋼流通孔(4)の内周部には、
ガス吹込リング(8)が目地(9)を介して嵌め込まれ
ており、外部に通じるガス導入孔00)を通して導入さ
れたアルゴンガス等の不活性ガスを固定プレート(3)
の溶鋼流通孔内(4)に吹き込むことによって上部3− ノズル(1)内及び固定プレー1− (31の溶鋼流通
孔(4)内の溶鋼を攪拌し、溶鋼の凝固による閉塞を防
止していた。
発明者等はガス吹き込めによる攪拌効果を生かすために
はガス吹込リングの耐用性、信頼性を向上させることが
最も重要であると考え、種々検削の結−果、高耐火性、
高耐食性繊維状耐火物を利用したガス吹込リングの開発
に成功した。以下順に説明する。
ガス吹込リングについては従来から次の二つのタイプが
用いられている。
(al 通気性の良い多孔質耐火物のリング。
(bl 貫通細孔を複数個有する耐火物のリング。
しかし、いずれも大きな欠点を持っている。即ち、+a
lは粒度構成により通気性の良い組織を得るため、微粉
の少ない中粒配合とし、且つ気孔率は通常耐火物の3倍
〜5倍と高く、低強度である。したがってガス吹込によ
る溶融金属の流動摩耗に弱く、耐用性が悪い。また平均
気孔径は小粒径を選択することで小さくすることができ
るが、通気性確保4− の面から制約があり、中粒構成(多くの場合2〜0.5
I1m)とすることを余儀なくすることから比較的大き
な気孔(例えば40μ以上が30%以上)が存在する。
したがって、このような気孔には溶融金属が容易に侵入
し凝固するため、ノズル孔状に溶融金属がある時はガス
吹込を中断することはできない。中断すれば気孔に侵入
し、凝固した金属によって必要な時の再度のガス吹き込
みは確保できなくなる。
次に前記(blの耐火物リングは通常の耐火物と同様に
緻密組織を有するれんがから成ることから、高強度であ
り、且つ材質の選択とあいまって耐食性は優れたものが
得られる。しかし細孔は、ガスの吹込みを中断すると溶
融金属が容易に通過できる大きなものであるため、前記
(alの耐大物と同様に、ノズル孔内に溶融金属がある
時のガス吹込中断は不可能である。このため、スライデ
ィングノズルプレート使用中は無意味なガス吹込みも続
ける必要があり、高価なガスの場合の経済的不利や耐用
面でのマイナスなどが生ずる。
5− 溶融金属特に溶銑・溶鋼は1500°C〜1650°C
程度で処理されることが多いが、これらの耐火物細孔へ
の侵入はCantorの法則によると、浴深と侵入限界
気孔径の関係はほぼ第3図に示す通りで、1m程度の浴
深では細孔々径が40μm以下であれば生じないと考え
られるが、この様な細孔を製造時あるいは加工によって
多数設けたことは技術的にきわめて困難であり、且つ経
済的でない。図中aは溶融メタル侵入のない領域を示し
ている。
〔発明の目的〕
本発明はかかるガス吹込プロセスにおいて、溶融金属の
気孔への侵入を完全に防止し、ガス吹込の断続作業を可
能にし、かつ高耐用性のガス吹込可能なスライディング
ノズル装置を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
本発明は溶融金属用容器の流出口に設けた上部ノズルと
、その下に設けた固定プレートと、この固定プレートと
密着して協働する摺動プレートとを有するスライディン
グノズル装置において、同6− 固定プレーI・に内部に溶鋼流通孔を形成する環状の緻
密質耐火物基体を設け、同緻密質耐火物基体に、一端を
溶融金属接触面に臨ませるとともに、他端を吹込みガス
供給系に連通してなる孔を3ヶ以上設け、開孔に耐火性
ファイバー収束体を介挿したことを特徴とするガス吹込
機能を有するスライディングノズル装置に係るものであ
る。
上記固定プレート構造における耐火性ファイバー収束体
は、例えば炭素(無定形でも黒鉛でも)質、炭珪質、炭
化硼素質、炭化タングステン質。
炭化モリブデン質などの炭化物、窒化硼素質、窒化珪素
質などの窒化物、あるいは金属質、更には有機質ファイ
バー、例えばノボラックタイプのフェノール樹脂より得
たもの等の非酸化物系ファイバー、アルミナ質5アルミ
ナ−シリカ質5ジルコニア質、特殊ガラス質繊維等酸化
物系ファイバー、更にこれらを混合あるいは結合させた
複合ファイバーなどを、前記孔(細孔)に単位通気断面
径を100μ以下、好ましくは40μ以下となるよう充
填することによって構成する。
充填する耐火性ファイバーの材質は使用条件によって1
種又は2種以上の組合せとすることも可能である。溶鋼
の場合は高温で且つスラグの侵食も考慮する必要がある
ため、炭素質5炭珪質などの非酸化物系ファイバーとか
純アルミナ質、ジルコニア質などの高融点、高耐食性酸
化物系ファイバーを使用しなければ耐用性を得てないこ
とが多いが、溶銑ではシリカ−アルミナ質やガラス繊維
質などでも十分耐用し得ることが判明している。
細孔又は空隙への耐火性ファイバーの充填方法は、ガス
吹込リングの本体を構成する耐火物(焼成、不焼成れん
が又は不定形耐火ブロックが使用出来、その材質は酸化
物系、非酸化物系、カーボン系耐火物)をガス供給側か
らガス吐出側まで連続的で通気性が保持されるように、
該耐火性ファイバーの束が存在する様に整形又は装入す
る。
前記耐火性ファイバーはガスの流れ方向に、その長平方
向を一致させることが望ましいが、加工したものを用い
る場合、例えば織布、ひも、フェルト等も使用できるが
、そのような場合も本発明に含まれる。
又、耐火性ファイバーの束を予め本体とは別の耐火性管
の中にセットしたもの、あるいは同種または異種の耐火
性ファイバーで被覆したもの等を、本体耐火物に予め設
けられた所定の細孔にはめ込む方法をとっても差支えな
く、これも本発明に含まれる。
本発明に使用する耐火性ファイバーの材質は一般に市販
されているものでも一向に差支えないが、溶融金属との
濡れ性が小さいものほど好ましい。
5esjle drop法で接触角が90°より大であ
ることが絶対条件であるが、好ましくは150°以上で
ある。
第4図において式r−−2γe cosθ/7!・ρは
次の値を与えられる。
γe = 1.733 (g / c+J)ρ−7,6
(g/cJ) θ−150゜ 第1表(市販耐火性ファイバーの品質特性)にそのよう
な要件を満たす材質の1例を示す。
9− ガス吹込孔を3111i1以上としであるのはスライデ
ィングノズル孔全周に均一にガス吹き込む為である。1
〜2個では均一に吹き込むことができない。
ガス吹込孔はもちろん数が多い方が良いが製造上複雑と
なりコストアンプになるので実用上は3〜8個で充分で
ある。
個々のガス吹込み孔の大きさを規定しているのはガス吹
込リングの製造時の取扱い及び使用時の強度不足を防止
する為である。
ガス吹込孔のノズル孔開孔部分の全面積が39 m+i
 ”〜1500mm2と規定したのは、30H2より少
なければガス流量を確保できなくなり、1500mm2
を超す形にしても目的としたスライディングノズル全閉
時の溶融金属凝固防止に必要なガス流量をオーバーする
だけで意味がない。
本発明のガス吹込リングを使用したスライディングノズ
ルプレートからのガス吹込は断続的にも継続でも多段階
に使用可能であり、継続的に使用した時はスライディン
グノズル摺動プレートあるいはスライディングノズル下
部ノズルのノズル孔11− 内壁にAQ203が付着して起こるノズル孔閉塞の防止
にも効果があった。
〔実施例1〕 第2図に本発明に係るスライディングノズル装置が示さ
れている。同装置は実質的に第1図に示す従来装置と同
様な構成を有しており、各構成要素は第1図における符
号に′をつけて示す。ただし、ガス溜りは(9′)とし
て示している。上記構成において、ガス吹込リング(8
′)は、まず気孔率8%、Ma 03=70%のTD/
スライディングノズルプレート材と同一材質のリング(
20)を製造しく第5図、第6図、第7図)、その後に
本発明品1 (第6図、第7図)では直径71u11の
孔(21)を3個ドリリングし、比較例1 (第8図。
第9図)では直径101111の孔(22)を3個ドリ
リングし、この孔(22)に5000本/l冒Zのファ
イバー密度を有するカーボンファイバー(50μmφ/
本)の束を装入することによって構成した。そしてこの
リング(20)をセットしたスライディングノズル固定
プレート(3)を実炉に各10個供した。本発12− 明品1では4チヤージ連鋳l&浸漬ノズル交換を行うた
め全閉にし、さらに4チヤージ連鋳を実施した。10セ
ントすべて全閉後ガスバブリングを実施するのめで?l
 ?Rノノズ交換後の再開孔ができた。
従来品では密にガスバブリングを実施しないと浸漬ノズ
ル交換後開孔ができなかった。すなわち、比較例1では
10セソ1−中2セントにおいて、使用中にリング(2
0)に亀裂が入り、その為溶融金属の侵入が起こりガス
が出す、浸漬ノズルの交換に失敗した。
〔実施例2〕 気孔率6%、M20a =85%のカーボン含有不焼成
材質の母材(30)と厚み0.5mmx中25籠のファ
イバーテープ(3I)を第10図、第11図に示す如く
、同時成形した(本発明品2〜4)。また厚み0.5×
中15++++のファイバーテープを同時成形した(比
較例2〜4)。
本発明品2、比較例2はカーボンファイバー(20μm
φ/本)のテープを使用、本発明品−3゜比較例−3は
SiCファイバー(10μmφ/本)のテープを使用、
本発明品−4,比較例−4はアルミナファイバー(10
μmφ/本)のテープを使用した。
本発明品2〜4では実施例1の本発明品1と同一条件で
20セント使用したが全て成功した。この白木発明品2
については5セソ1−ガスバブリングを最初から実施し
た所、従来からのガス吹込リング使用品では3チヤ一ジ
位から閉塞傾向にあった鋼種において8チヤージでまっ
た<AQ20aの付着がなかった。
比較例2〜4で実施例1の本発明品1と同一条件で20
セント使用したが、4,3.4七ソ1−ずつ途中交換に
失敗した。
本発明品4ではポーラスな耐火物(気孔率32%、AQ
20a =90%のガス吹込リングを使用したのでは4
チヤージしかリングの溶損で耐用できなかった鋼種に対
して5セント使用した所全て8チヤージ耐用できた。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の固定プレートを有するSN装置の正面断
面図、第2図は本発明にかかる固定プレートを有するス
ライディングノズル装置の正面断面図、第3図は浴深と
侵入限界気孔径の関係を示すグラフ、第4図は耐火性フ
ァイバーの溶融金属に対する濡れ性を示す説明図、第5
図は本発明に係るガス吹込めリングの斜視図、第6図は
同平面図、第7図は第6図1−I線による断面図、第8
図は変容例の平面図、第9図は第8図n−n線による断
面図、第10図は他の変容例の平面図、第11図は第1
0図■−■線による断面図である。 図中、 (+l、(] ’) :上部ノズル F2)、(2’) :底 +31. (3’) :固定プレート (41,(4’) :/8湯流通孔 (Fl+、(5’) :摺動プレート (61,(6’) :溶湯流通孔 (7)皿上部ノズル +81. (8’) :ガス吹込リング(9)二目地 15− (9’):ガス溜り (101,(10’) :ガス導入孔 (20) :リング (21) 、(22) ;孔 (30) :母材 (31):ファイバーテープ 特許出願人 新日本製鐵株式會社(ほか1名)代理人 
小堀 益(ほか1名) 16− 第10図 第11図 −りQ7−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 溶融金属用容器の流出口に設けた上部ノズルと、
    その下に設けた固定プレートと、この固定プレートと密
    着して協働する摺動プレートとを有するスライディング
    ノズル装置において、同固定プレートに内部に溶鋼流通
    孔を形成する環状の緻密質耐火物基体を設け、同緻密質
    耐火物基体に、一端を溶融金属接触面に臨ませるさとも
    に、他端を吹込みガス供給系に連通してなる孔を3個以
    上設け、開孔に耐火性ファイバー収束体を介挿したこと
    を特徴とするガス吹込機能を有するスライディングノズ
    ル装置。 2、耐火性ファイバー収束体は、単位通気断面が100
    μ以下の耐温性耐火ファイバーであることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のガス吹込機能を有するスラ
    イディングノズル装置。 3、溶湯流通孔の軸線方向に垂直に切断した面1− において、1間の孔の占める断面積が、全断面積の11
    5以下で、かつ軸線方向に平行に切断した面において、
    その断面積が全断面積の1/3以下であり、かつまた孔
    部のノズル孔開孔部分の全面積が39m++2〜150
    0i+a2であることを特徴とする特許請求の範囲第1
    又は第2項記載のガス吹込機能を有するスライディング
    ノズル装置。
JP3477684A 1984-02-24 1984-02-24 ガス吹込機能を有するスライディングノズル装置 Granted JPS60177951A (ja)

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JPH0457430B2 JPH0457430B2 (ja) 1992-09-11

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010167477A (ja) * 2009-01-26 2010-08-05 Tokyo Yogyo Co Ltd 溶鋼貯留容器用ノズル
JP6870127B1 (ja) * 2020-01-24 2021-05-12 黒崎播磨株式会社 不焼成れんがの膨張代の形成方法
JP2021116964A (ja) * 2020-01-24 2021-08-10 黒崎播磨株式会社 不焼成れんが

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5823481U (ja) * 1981-06-22 1983-02-14 山水電気株式会社 スピ−カシステム

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