JPS62124071A - 溶融金属注入用ノズル - 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、溶融金属を注入する際のノズルに関する。

〔従来の技術〕

溶融金属注入用ノズルは内側を高温溶湯が高速で流れる
ために耐スポーリング性、耐食性、高強度などの特性が
要求されることから、溶融シリカ質、アルミナ−黒鉛質
などの材質を鋳込み法、ラバープレス法などで製造して
いたが、満足のいく特性は得られていない。最近では、
特開昭４８−４７７６０号公報及び特開昭５８−８４７
３号公報に見られるようなアルミナ−黒鉛質系にシリカ
や炭化ケイ素などを含有させた材料をアイソスタティッ
クプレスにて成形する方法が主流となり、特性は満足さ
れつつある。

しかし、アイソスタティックプレス法は均一に加圧され
、むらが少ないなど黒鉛質のノズル材料を成形する方法
として優れた方法ではあるが、その反面設備費が高価な
上に、寸法精度が悪くて所定の寸法より大きめに成形し
、これを切削加工仕上げするので原料ロスが大きく、切
削加工費用も極めて高い。更に、ゴム型、中子などの型
費用も高価であり、形状として複雑なものは成形が困難
である。

さらに、現状のノズルでは還元焼成プロセスが必要であ
り、全製造プロセスを通して、長時間でしかも工程が複
雑であり、エネルギー消費も大きく、設備費、維持費共
に高価となる等の欠点がある。

また、ノズルの品質においても、現状のアルミナ−黒鉛
質のものはかなりの品質レベルであるが。

耐熱スポール性を重視した場合、強度が多少犠牲になり
、その構造上から現状では一度クラックが入ると直ぐに
破損事故に結びつく。このような破損事故を防ぎ、構造
体の強度向上を図る方法として、特開昭６０−１１１７
４７号公報に、遠心施工を利用したスチールファイバー
含有水硬性耐大物が開示されているが、このノズルでも
耐スポーリング性の点で不十分であり、施工法にも制約
がある等の欠点を有しており、ノズルとしてそのいずれ
を用いても十分とは言い難い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は前述した如き従来の注入ノズルの欠点である製
造工程の短縮に合せ施工の簡素化を図るとともに、その
仕上げ寸法精度が高く、しかも耐スポーリング性、耐食
性等の品質に優れたノズルであって、従来不可能な部分
補修をも行ない得るノズルを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

以下、本発明による注入ノズルについて述べる。

本発明者等は溶融金属の注入ノズルを経済的に、しかも
要求品質を十分に具備したものとするに際して、ノズル
の耐久ポーリング性と耐食性を確保することが必須であ
り、しかも従来の製法によらずども要求される品質をス
タッドと耐火物の選択により十分に満足し得ることを知
見した。

すなわち、本発明は金属管状枠体の内面にスタッドを３
軸方向可動自在に設けるとともに、枠体内面に断熱材を
内張りし、該断熱材の表面に不定形耐火物層を設けたこ
とを特徴とする溶融金属注入用ノズルである。

本発明は、これ等の知見を基に簡素な手段を用いて耐ス
ポーリング性、耐食性等の十分なノズルを得るために、
第１図に示すように例えば鋼管あるいは鉄板を筒状に成
形した管状枠体１に複数のスタッド２を設けるとともに
、断熱材３と該断熱材３の表面をさらに不定形耐火物４
によって被覆し、積層一体化したことにある。この枠体
１に内設するスタッド２は縦方向と横方向および耐火物
厚み方向の３軸方向に可動できるように１例えば第２図
（ａ）に示すように金属線あるいは棒をコイル状で、且
つＹ型やＴ型に成形したスタッド２ａを前記の枠体１に
設けるか、さらに（ｂ）のようにＹ型の先端を円周内面
に張ってもよい。また、第３図に示すようにＹ型やＴ型
の金属スタッド２ｂを適宜空隙を有する軸装管５内に嵌
挿して、該軸装管５に設けた取付はアーム６を介してナ
ツト７によって可動自在に固設しても良い。

このように枠体１に３軸方向に可動自在なスタッド２を
設けて断熱材３とファイバーを含有させた水硬性不定形
耐火物４を施工した一体構造とすることで、組織が強化
され、十分な耐熱スポーリング性が得られるため、たと
えクラックが発生しても、急激な拡大をおこさず、破損
事故防止が図れる。

スタッド２を可動性にしたのは、一般にスタッドは材料
に発生するクラックによる急激な破損、脱落を防止する
ことを目的とするが、枠体１と一体となるため、逆に熱
膨張によってクラックの発生源になり、これは特にタン
ディツシュのロングノズル、あるいはモールドの浸漬ノ
ズル等の長尺ノズル程顕著である。

そこでスタッド２を３軸方向の可動とすることで、スタ
ッド２の効果を保持しつつクラック発生を引き起こさな
い様に出来た。又、スタッド２は鉄皮である枠体１に外
側からボルト締めをすると溶接固定に比べて鉄皮の脱着
も容易で、再使用や補修も容易となり好ましい。この可
動スタッド２については３軸方向に遊動自在なものであ
ればよく、前述したものに限定されるものではない。

また、例えばウール材あるいは断熱キャスタブル等の断
熱材２をライニングすることにより、鉄皮の軟化防止を
図り水硬性不定形耐火物の稼動面と背面の温度勾配を小
さくして一体積層物の耐スポーリング性を著るしく向上
できるとともに、溶融金属の温度低下の抑制も図れる。

この断熱材３の表面に施工する水硬性不定形耐火物４は
、水硬性のものであれば使用可能で耐火性骨材としては
ＡＱ２０ｚｐｓｉｃ、黒鉛、Ｓｉ、Ｎ、などの１種また
は２種以上を粒度調整して用いるが、この不定形耐火物
４としては耐火性超微粉を利用すれば低水量でｍ密な構
造体が得られるのでより好ましい。

また、不定形耐火物４には前記の３軸方向可動のスタッ
ド２の効果に相乗した耐熱スポーリング性向上を図るた
めにファイバー類を添加するので金属ファイバー、カー
ボンファイバー、セラミックスファイバーなどの１種又
は２種以上を使用して施工するので、その施工方法は通
常用いられる流し込み成形、振動成形、遠心成形などの
方法で施工し、硬化後３００℃程度の低温乾燥を行なっ
て用いる。

なお、ノズル下部は溶融金属に接するので、構造体とし
ての強度を図るために、スタッドにファイバー類で作ら
れた綱などの補強体を取り付けたり、外側鉄皮となる枠
体の溶融金属と接触する外側下部にも断熱材とファイバ
ーを含有させた水硬性不定形耐火物を施工することは効
果がある。

〔実施例〕

第１表に本発明の実施例を比較例として対比して示す。

表に示したつなアルミナ質、アルミナ−炭化ケイ素−黒
鉛質、アルミナ−黒鉛−炭化ケイ素質のそれぞれの水硬
性不定形耐火物を使って流し込み成形によって一体構造
としたロングノズルを製造し、試験に供した。実施例と
同一の耐火物を使用し、断熱材、可動スタッド、鉄皮を
使用しない場合のノズル及び従来のアルミナ−黒鉛質の
ラバープレスによるノズルを比較例とした。

スポーリング試験は１６００℃のｒ！４鋼を予熱なしに
受鋼して、その時のクラック発生状況をｗｌ察した。

また、実機試験の際には、本発明品は損傷程度に応じ、
その都度補修を施こした。その結果を第１表及び第４図
に示すが、本発明によるノズルはノズルの寿命を低下さ
せる大きなりラックの発生および異常損耗も全く認めら
れず従来品に対して約２倍もの寿命が延長された。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように本発明によるノズルを用いること
により従来方法に比較して、製造工程の省略が可能であ
り、かつ焼成温度を大幅に下げ得ることから、製造コス
トが大幅に削減出来るとともに、不定形耐火物を用いる
ため、簡単に成形でき、しかも寸法精度に優れている。

また、断熱材と可動性スタッド及び鉄皮から構成する構
造とすることにより、耐スポーリング性が向上でき、し
かも損傷程度に応じて補修も可能となるため、著るしく
寿命延長が図れること等から、溶融金属の注入ノズルと
して極めて優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるノズルの断面図を示し、第２図は
第１図の部分拡大断面を示し、第３図は本発明ノズルの
スタッドの他の実施例を示し、第４図は従来品との寿命
比較を示す。 １・・・管状枠体 ２・・・スタッド ３・・・断熱材 ４・・・不定形耐火物 ５・・・スタッド軸装管 ６・・・取付はアーム ７・・・ナツト 特許出願人　　新日本製鐵株式会社 第　３　口 （ａ）　　　　　　　　　　　　　（ｂ）／：ナツト 第２図 （ａ　） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属管状枠体の内面にスタッドを３軸方向可動自在に設
   けるとともに、枠体内面に断熱材を内張りし、該断熱材
   の表面に不定形耐火物層を設けたことを特徴とする溶融
   金属注入用ノズル。