JPS6133757A - 溶融金属排出装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は型鋼、タンディツシュ等の溶融金属収容容器か
らの溶融金属の排出を制御する溶融金属排出装置に係り
、より詳しくは、溶融金属収容容器゛の底部′に取り付
けられるべく構成されてお□り容器からの溶融金属の排
出を許容するほぼ鉛直な柱状の溶融金属通過孔を有する
固定盤と、この固定盤の下面に対して摺動変位可能であ
り固定盤に対して摺動変位されることにより前記溶融金
属通過孔を開閉すべく構成された摺動盤とを有するいわ
ゆる摺動ノズル装置に係る。

〔従来の技術〕

摺動ノズル装置では溶融金属の凝固又は溶融金属中の金
属酸化物の故に溶融金属通過孔がつまる虞れがある。特
に、固定盤の溶融金属通過孔の少なくとも一部が摺動盤
によって閉じられている際にこの虞れが太きい。この溶
融金属通過孔のつまりを防止すべく、溶融金属通過孔よ
りも大きい孔を有しており緻密質耐火物よりなる固定盤
本体部の該孔に溶融金属通過孔を有する波状の多孔質耐
火物体を嵌着して固定盤を形成し、環状の多孔質耐火物
体中の多数の細孔を介して前記溶融金属通過孔中に気体
を吹き込むようにしだ摺動ノズル装置は知られている（
例えば特公昭４９−２１０１６号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし乍ら、前記の従来の装置では、溶融金属通過孔中
への気体の導入を許容する環状体の多孔質耐火物中の細
孔はランダムな向ぎを向いているために該細孔から吹き
込まれる気泡によっては溶融金属通過孔中の溶融金属が
十分には攪拌され難い。その結果、特に、例えば固定盤
の溶融金属通過孔の一部な摺動盤によって閉じて溶融金
属の絞り注ぎを行なう際、溶融金属通過孔の周壁の下部
と摺動盤の上面とによって規定される隅部では溶融金属
の十分な攪拌が行なわれず、誼隅部に金属酸化物等の不
純物の付着・堆積が生じ易く、溶融金属通過孔がつまり
易い。

本発明は前記した点に鑑みなされたものであり、その目
的とするところは、固定盤の溶融金属通過孔がつまる虞
れの少ない溶融金属排出装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、前記目的は、固定盤の溶融金属通過孔
の周壁部に形成されており溶融金属通過孔中への気体の
導入を許容する多数の小孔が、前記気体の導入によって
、摺動盤の上面と溶融金属通過孔の周壁とで形成される
該通過孔の隅部において溶融金属の流れを生ぜしめ得る
ように、該通過孔の径方向に対して傾斜した方向に伸延
している溶融金属排出装置によって達成される。

ここで、溶融金属通過孔の径方向とは、鉛直な柱状の該
通過孔が例えば円柱状である場合、円柱の円形水平断面
内での半径方向を指ｔ／ＩＩ楕円柱状又は角柱状である
場合、楕円形の又は（多）角形の水平断面内での重心を
通る方向をいう。

〔作用及び効果〕

本発明の溶融金属排出装置では１通過孔の周壁の多数の
小孔が、該小孔を介する気体の導入によって、摺動盤の
上面と溶融金属通過孔の周壁とで形成される該通過孔の
隅部において溶融金属の流れを生ぜしめ得るように、該
通過孔の径方向に対して傾斜した方向に伸延している故
に、小孔から該通過孔中に吹き込まれる気体により生ぜ
しめられる前記隅部での溶融金属の流れによって該隅部
への不純物の付着・堆積を抑制し得、溶融金属通過孔が
つまる虞れを低減し得る。

〔実施例〕

本発明の好ましい一実施例の溶融金属排出装置では、前
記小孔が、前記通過孔に近い何種下方に位置するように
鉛直面内において径方向に傾斜しているために、小孔か
ら吹き込まれる気泡流及びこれに伴なって生ずる溶融金
属の流れが直接前記隅部に向けられ、該隅部の不純物が
確実に除かれ得る。

本発明による好ましい別の実施例の溶融金属排出装置で
は、前記多数の小孔が全体としてうず巻形になるよ５に
前記小孔が水平面内圧おいて径方向に対して傾斜してい
る故、多数の小孔から通過孔内の溶融金属中に吹き込ま
れる気泡によって通過孔内の溶融金属に旋回運動が与え
られ、骸旋回流によって前記隅部の不純物が確実に除か
れ得る。

次に１本発明による好ましい実施例のいくつかを図面に
基づいて詳細に説明する。

第１図及び第２図中、１は溶融金属排出装置としてのタ
ンディツシュ（図示せず）の底部に固定された耐火物製
の上ノズルであり、上ノズル１の下側には、上固定盤２
．摺動醗３、下固定盤４．及び浸漬ノズル５からなる溶
融金属排出装置としての三枚盛代の摺動ノズル装置６が
金属製の取付手段（図示せず）を介して取り付けられて
いる。

上固定盤２は一体成形された緻密質耐火物からなり、こ
の上固定盤２の鉛直な円柱状の溶融金属通過孔７０周壁
部８には環状室９が形成されている。１０は環状室９と
上固定盤２の一側面との間で上固定盤２中に半径方向に
形成されている気体導入孔であり、１１は例えばセメン
トモルタルによって孔１０の開口端側Ｃで取り付けられ
た気体導入管である。

１２は環状室９と溶融金属通過孔７との間において周壁
部８中に形成された多数の小孔である。

各小孔１２は、夫々円柱状の溶融金属通過孔７の中心軸
線１３を含む鉛直面内において溶融金属通過孔７に近づ
く穆下方に位置するように通過孔７の半径方向１４に対
して傾斜している。域鴫嶺者４−１田涌４ルベ由］１１
鴇目眞慢ｉ；気体導入管１１を介して外部の気体供給源
から孔１０中に導入された窒素ガス又はアルゴンガス等
の気体は環状室９から多数の小孔１２を通って溶融金属
通過孔７中に斜め下向に導入される。

各小孔１２は例えば横断面が円形の孔からなり。

その直径は、溶融金属通過孔７がつまるのを防止するに
十分な大きさの気泡を導入し得るように好ましくは０．
１ｇｇ＋以上で且つ溶融金属が小孔１２中に侵入して小
孔１２がつまる虞れがないように好ましくは１１１以下
であるが、例えば横断面が楕円形乃至スリット状勢細長
い形状であってもよい。

横断面がスリット状の場合、その幅は好ましくはｏ、ｉ
　−０，５Ｂ、長さくスリットの）は好ましくは１〜ｌ
５ＩＩ程度である。尚滲１力４訃Ａｄ４ａシ朴ぞ各小孔
１２の横断面の大きさ及び形状は異なっていてもよい。

また第１図に示した例では、多数の小孔１２の夫々は半
径方向１４に対して同じ角度だけ傾斜しているが１周壁
８の上部に位置する小孔１２が、半径方向１４に対して
、下部に位置する小孔１２よりも大きく、又は小さく鉛
直面内で傾斜していてもよ（、また１周壁８の右側の部
分１５（第１図及び第２図中）に位置する小孔１２が半
径方向１４に対して周壁８の左側の部分１６に位置する
小孔１２よりも大きく又は小さく傾斜していてもよい。

上固定盤２の環状室９及び気体導入孔１０は。

例えばビニル等のプラスチック、紙、乃至有機繊維製の
ひも等の可燃物を環状室９及び孔１０の形状に形成して
上固定盤２用の坏土中に埋め込み、これを一体的に成形
し焼成する際可燃物を焼きとばすことにより形成される
。尚、孔１０は、焼成により上固定盤２の素体を形成し
た後、１リル尋で形成してもよい。

小孔１２も前記焼き抜きによって同時に形成してもよい
が、小孔１２は好ましくはレーザ加工によって形成され
、レーザ加工は好ましくは例えば次の手順で行なわれる
。

まず、焼成尋で環状室９及び気体導入孔ｌＯが形成され
た上固定盤２の素体の少なくとも周壁部８にタールを例
えば５重量％程度真空含浸させ、例えば約３００℃の温
度で加熱処理した後、表面の付着物を機械的に除く。含
浸されたタールは、レーザ照射の際小孔１２の形成を効
果的に行なわしめるのみならず、装置６の使用の際溶融
金属の小孔１２への侵入をその比較的低沸点成分の気化
により防止すべ（働き、また緻密質耐火物の気密性を一
層向上させる。

次に上固定盤２の摺動面２４となる部分の摺動性及び摺
動盤３の摺接面２６に対する密接性を高メルべくダイヤ
そンド・ブレードで表面加工する。

この表面加工はレーザによる小孔１２の形成後に行なっ
てもよい。

次に、タール含浸された上固定盤２の素体の周壁８０所
定部分に形成すべき小孔１２の傾斜方向にレーザビーム
を照射して小孔１２を形成する。

照射されるレーザビームとしては、例えばＣ０２レーザ
又はＹＡＧレーザ等の平均出力が２００Ｗ以上、最高出
力がｉ　ＫＷ以上、パルス幅が３〜１Ｏｆｉａｌｌｃで
繰返し周波数が５０〜１５０　Ｈｚ程度のしｊｌｌ程度
の場合）集光されたものを用いる。尚、ｔノ−ザビーム
は例えば上固定盤２０通過孔８の中心軸線１ＢＩＴ：沿
って進行せしめられた後、通過孔７内に配置したプリズ
ム又は反射鏡等の偏り手段によって小孔１２の伸延すべ
き方向にその進行方向が変えられて通過孔７０周壁８の
小孔１２に対応する所定部分に照射される。各小孔１２
を順次形成する際には１例えば通過孔７の軸方向及び／
又は周方向に関する前記偏向手段の相対位置及び／又は
角度（上固定盤２に対する）を変える。

尚、レーザビームの照射により溶融した耐火物部分を確
実に飛散せしめてレーザビームによる小孔１２の形成を
効率的に行なうべく、溶融耐火物部に窒累又は空気尋の
気体を吹きつけ３゜上固定盤２と同様な緻密質耐火物よ
りなる下固定盤４はその溶融金属通過孔２１が通過孔７
及び上ノズル１の孔２２と一列になるように金属製の支
持体（図示せず）Ｋよって上固定盤２に固定されており
、下固定盤４と同様な緻密質耐火物よりなる浸漬ノズル
５はノズル孔２３が孔２３ｙ。

２１と一列になるように適当な支持体（図示せず）及び
場合によってはセメントモルタルを介して下固定盤４に
同庁的に取り付けられている。

摺動盤３は上固定盤２０下面２４と下固定盤４の上面２
５との間でＡ、Ｂ方向に摺動変位自在に配設されており
、伸圧どリンダ尋の変位装置（図示せず）によって上下
固定盤２，４間でＡ、Ｂ方向に摺動変位せしめられる。

摺動盤３の上面２６が通過孔７を完全に閉塞す１へゝが るように摺動盤３がＢ方向に変位せしめられている場合
、溶融金属排出装置６は溶融金属の排出を禁止し、摺動
盤３の孔免°孔２２，７，２１．２３と一列になる位置
に摺動盤３θ人方向に変位せしめら才慴ている場合、装
置６は最大流速（流量）での溶融金属ム排出をｉ容し、
第１図に示等如（摺動盤３の上面２６が通過孔７の一部
を閉じている場合、孔７の開領域２８によつ℃規定され
る流速（流量）での溶融金属の絞り注ぎが行なわれる。

以上の如く構成された本発明による好ましい一実施例の
溶融金属排出装置６を第１図に示す如（溶鋼の連続鋳造
に適用した場合の装置６の動作をより詳細に説明する。

１第１図中、２９はモールド、３０は溶融領域、３１は
半溶融層、３２は凝固領域、３３はモールドパウダーで
ある、 ゛溶融金属排出装置６において、第１図中想像線Ｃで示
す゛位置に摺動盤３の通過孔２７が位置するように摺動
盤３がＢ方向に変位せしめられ、′上固定盤２の溶融金
属通過孔７の下端−口が摺動盤３の上面２６によって完
全に閉塞されている場合、タンディツシュ（図示せず）
中の溶鋼は排出されない。このとき孔１０．環状室“９
を介して孔７の全円に位−する多数の小孔１２から溶融
金川通過孔７中のほぼ全域に吹き込まれる気泡が通過孔
７中の溶融金属を攪拌することにより１通過孔７中での
溶融金属の凝固を防ぐが、この装置６では。

特に、小孔１２が通過孔７側程下に位置するように傾斜
している故、小孔１２からの気泡が通過孔７中に斜め下
向に吹き込まれる。その結果１周壁８の下部と通過孔７
の下端開口を閉じている摺動盤３の上面２６とによって
規定される通過孔７の円形乃至環状隅部においても気泡
流の導入に伴なう溶融金属の十分な攪拌が生じ、該隅部
においても溶融金属の凝固及び不純物の付着・堆積が妨
げられる。

溶鋼の連続鋳造を行なうべく摺動盤３を入方向に適当な
距離だけ変位させて上固定盤２０通過孔７の一部２８を
開（と、開領域２８の大きさによって規定される流速（
流量）でタンディツシュ（図示せず）から、上ノズル１
の孔２２、上固定盤２の通過孔７、通過孔７の開領域２
８、摺動盤３の孔２７、下固定盤４の孔２１．及び浸漬
ノズル５の孔２３を通って溶鋼がモールド２９に送られ
る。このとき１通過孔７の右側の周壁部１５と通過孔７
の一部を閉じるように通過孔７の下端の右側に位置する
摺動盤３の上面２６とによって規定される隅部３４には
溶鋼が滞留し易く、溶鋼中の金属酸化物等の不純物が付
着・堆積し易いが。

この装置６では、小孔１２が斜め下方に気体を吹き込む
ように形成されている故、隅部３４が形成される側の周
壁１５の小孔１２から斜め下方に吹ぎ込まれる気泡流乃
至該気泡流に伴なう溶鋼の攪拌が隅部３４への不純物の
付着・堆積を効果的に妨げる。

従ってこの装置６では、比較的長い使用の間、通過孔が
つまる虞れが少なく、溶融金属の確実な排出制御が行な
われ得る。

以上においては、小孔が、上固定盤２０通過孔７に近い
側程下方に位置するように鉛直面内において通過孔７の
径方向に対して傾斜している例について説明したが、多
数の小孔が全体としてうず巻形になるように小孔が水平
面内において通過孔７の径方向に対して傾斜していても
よい。

すなわち１例えば第３図及び第４図に示す如く。

特に第４図から明らかなように、多数の小孔３５が全体
として左まわりの５ず巻形になるように、゛小孔３５が
水平面内において通過孔７０半径方向１４に対して傾斜
していてもよい。

この第３図及び第４図に示す装置６ａの場合（第３図及
び第４図中、第１図及び第２図に示した要素と同様な要
素には同一の符号が付されている）、全体として左巻き
の５−１”巻状の小孔３５から通過孔７中にはソ接線方
向に導入される気体によって、第５図に示す如く通過孔
７中周壁８の近傍において、気泡及び溶融金属の左まわ
りの旋回流３６が生ぜしめられ、この旋回流３６が通過
孔７中での溶融金属の凝固及び通過孔７中の環状隅１６
一 部又は隅部３４への不純物の付着・堆積を防止するＯ 第４図に示した例では多数の小孔３５は水平面内におい
て半径方向に対して同じ角度だけ傾斜しているが１周壁
８の上部に位置する小孔３５が、水平面内において半径
方向１４に対して、下部に位置する小孔３５よりも大き
く、又は小さく傾斜していてもよく、また１周壁８の右
側の部分１５に位置する小孔３５が水平面内において半
径方向１４に対して周壁８の左側の部分１６に位置する
小孔３５よりも大きく又は小さく傾斜していてもよい。

尚、第４図σ）例では、多数の小孔３５が全体として左
まわりのうず巻形に配置されているが、多数の小孔３５
は第６図に示す如く全体として右まわりの５ず巻形にな
るように配置されていてもよ（１゜ 更に、第７図及び第８図に示す如く１周壁部８の多数の
小孔３７が通過孔７に近い側程下方に位置するように鉛
直面内において半径方向１４に対して傾斜し、且つ多数
の小孔３７が全体として５ず巻形（例えば左まわりの）
になるように小孔３７が水平面内において径方向に対し
て傾斜していてもよい。

このような小孔３７を有する装置６ｂ（第７図及び第８
図中、第１図乃至第６図に示した要素と同様な要素には
同一の符号が付されている）では、全体として左巻きの
うず巻状で且つ下向きの小孔３７から通過孔７中に導入
される気体によって。

第９図に示す如く１通過孔７中周壁８の近傍において、
気泡及び溶融金属の左まわりの螺旋状下向旋回流３８が
生ぜしぬられ、この旋回流３８が通過孔７中での溶融金
属の凝固及び通過孔７中の環状隅部又は隅部３４への不
純物の付着・堆積を防止する。

尚、第１図乃至第９図の例では、孔１２．３５又は３７
が各周壁部において丁度鉛直方向に４段あるが、孔の段
数は３段以下でも、５段以上でもよく、また上下方向に
数段乃至数十段ある孔が鉛直方向に一列に配置されてい
な（てもよ（、例えばはソ上下方向の右まわり又は左ま
わりの螺旋に沿うように配置されていてもよい。更に周
方向の小孔の数、分布密度も異なっていてもよい、７加
えて、以上においては上固定盤２の全体が一体的な緻密
質耐火物からなる例について説明したが、第１図乃至第
９図の例の夫々において溶融金属通過孔７の周壁部８を
別体として形成してもよ一ゝＯ 例えば、第１図及び第２図に示した例の上固定＠２を、
第１０図及び第１１図に示す如く、通過孔７に一致する
孔３９を有すると共に環状室９の外周壁を規定する四部
４０を有する緻密質耐火物製の上固定盤本体４１と１本
体４１の凹部にセメントモルタル等を介して嵌着されて
おり、凹部４０と協働して環状室９を形成する環状凹部
４２を外周に有していると共に内周に通過孔７を規定す
る孔４３を有しており、多数の小孔１２を有する緻密質
耐火物製の環状体４４とによって形成してもよい。この
場合、例えば環状室９用の環状凹部を本体４１＠に形成
してもよ（、環状室９の下側環状面４５が凹部４０の底
面と一致していてもよ〜１゜ 第１０図及び第１１図に示す如（本体４１とは別の環状
体に小孔を形成する場合、小孔を形成するためのレーザ
加工を環状体の外側から行ない得る故、レーザ加工の際
前記偏向手段を用いなくてもよい。

また、以上においては、上固定盤、摺動盤及び下固定盤
からなる三板盤式摺動ノズル装置の例について説明した
が１本発明装置は固定盤と摺動盤（浸漬ノズルが固定さ
れている）とからなる二枚般式摺動ノズル装置からなっ
ていてもよい。

表口面の簡単な説明 第１図は本発明による好ましい一実施例の溶融金属排出
装置を適用した連続鋳造設備の断面説明図、第２図は第
１図の溶融金属排出装置の平面説明図、第３図は変形例
の溶融金属排出装置の断面説明図、第４図は第３図の装
置の平面説明図。

第５図は第３図及び第４図の装置の上固定盤の溶融金属
通過孔中での溶融金属の流動の説明図、第６図は別の変
形例の溶融金属排出装置の平面説明図、第７図は更に別
の変形例の溶融金属排出装置の断面説明図、第８図は第
７図の装置の平面説明図、第９図は第７図及び第８図の
装置の上固定盤の溶融金属通過孔中での溶融金属の流動
の説明図。

第１０図は変形例の上固定盤の断面説明図、第１１図は
第１θ図の上固定盤の平面説明図である。

２・・・上固定盤、　　　　３・・・摺動盤、７・・・
溶融金属通過孔、　８・・・周壁。

１２．３５；３７・・・小孔、１４・・・半径方向。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融金属を収容する容器の底部に取り付けられる
   べく構成されており、容器からの溶融金属の排出を許容
   するほぼ鉛直な柱状の溶融金属通過孔を有していると共
   にこの溶融金属通過孔の周壁部に該溶融金属通過孔中へ
   の気体の導入を許容する多数の小孔を有している固定盤
   と、 この固定盤の下面に対して摺動変位可能で あり、固定盤に対して摺動変位されることにより前記溶
   融金属通過孔を開閉すべく構成された摺動盤とを有して
   おり、 前記小孔が、前記気体の導入によつて、摺 動盤の上面と溶融金属通過孔の周壁とで形成される該通
   過孔の隅部において溶融金属の流れを生ぜしめ得るよう
   に、該通過孔の径方向に対して傾斜した方向に伸延して
   いる溶融金属排出装置。
2. （２）前記小孔が前記通過孔に近い側程下方に位置する
   ように鉛直面内において径方向に対して傾斜している特
   許請求の範囲第１項に記載の装置。
3. （３）前記多数の小孔が全体としてうず巻形になるよう
   に該小孔が水平面内において径方向に対して傾斜してい
   る特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の装置。