JPS62203666A - 溶融金属注入用ノズル及びその製造方法 - 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、ノ「金属介在物に起因する閉塞を防ぐだめの
ガス吹き込み構造を有する鋳造用浸漬ノズル、ロングノ
ズル等の溶融金属注入用ノズル及びその製造方法に関す
る。

〔従来の技術〕

鋼等の溶融金属の連ＶＣ鋳造において使用される溶融金
属注入用ノズルは、ノズル注出孔壁にアルミナ等の非金
属介在物が付着し易く、閉塞しがちなものであった。そ
こで、この閉塞を防止するため、溶融金属注入用ノズル
の筒部を介して不活性ガス等を溶融金属に吹き込みなが
らＵＦ造を行う溶融金属注入用ノズルが多用されるよう
になった。

このガス吹込み構造を有する鋳造用ノズルの一例として
、特開昭５６−１０２３５７号公報に記載された浸ン古
ノズルがある。この浸ンＶノズルは、ノズル本体の軸線
方向に環状断面をもつガス吹込用中空室が形成されてお
り、この中空室から不活性ガス等を浸漬ノズルの注出孔
内を流れる溶湯中に吹き込む構成である。この浸漬ノズ
ルにおいては、中空室から吹き込まれたガスがその非金
属介在物を浸漬ノズルの内壁から追い出すことによって
、浸漬ノズルの内壁にアルミナ等の非金属介在物が付着
することが防止される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このガス吹込型溶融金属注入用ノズルにおいて、不活性
ガスは中空室からノズル材料の気孔を経て注出孔内に吹
き込まれる。そこで、非金属介在物の付着が激しい吐出
口に非金属介在物が付着することを防止するためには、
吐出口周辺にまで中空室を設けることが必要とされる。

しかし、溶融金属注入用ノズルを実際に製作するにあた
って、このように中空室を配置することは困難であった
。また、当該部位は溶融金属による熱的影響を強く受け
る個所であるため、気孔の大きさが変化し易く、安定し
たガスの噴出が得られない。このように、先のガス吹込
型；容融合属注入用ノズルにおいては、非金属介在物の
付着防止対策が充分であるとはいえない。

そこで、本発明の溶融金属注入用ノズルは、このような
不均一なガス吹込みを解消することを目的として、開発
されたものである。また、本発明の製造方法は、均一な
ガス吹込みを行うことができる機構を持つ溶融全屈注入
用ノズルを簡単に製造することを目的として、案出され
たものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の溶融金属注入用ノズルは、ノズル本体に形成し
た吹き込みガス尋人口に１！絡する三次元的構造をもつ
多孔状細孔をノズル内に配置し、該多孔状細孔をノズル
の内側及び又は外側表面に開口させたことを特徴とする
。

また、該溶融金属注入用ノズルの！！！遣方法は、ノズ
ル本体に形成する吹込みガス導入口に直接的或いは間接
的に連続する状態で、有機質材料を含むスポンジ状材料
又は折り曲げられた網状体を未焼成のノズル本体に内蔵
させ、該ノズル本体を加熱して前記有機質材料に炭化、
揮発又は収縮等の変化を与えることにより多孔状細孔を
形成することを特徴とする。

〔実施例〕

以下、図面に示した実施例により、本発明の特徴を具体
的に説明する。

第１図は、本実施例における溶融金属注入用ノズルの構
造を示したものである。

該溶融金属注入用ノズルは、注出孔Ａを画成する内壁部
材【及びノズル本体の外表面を形成する外壁部材２から
なる二重構造をもっている。この内壁部材１と外壁部材
２との間には、中空室３が設けられている。この例では
、中空室３は、溶融金属注入用ノズルの軸心に沿った環
状に形成されているが、これに拘束されることなく単数
或いは複数の適宜の形状としてもよい。他方、外壁部材
２にはガス吹き込みのために前記中空室３につながる孔
部が設けられており、この孔部にガス吹き込み用ソケッ
ト６が埋め込まれている。

そして、内壁部材ｌの内部には、中空室３と注出孔Ａと
をｉ！通ずる多孔状細孔４が形成されている。該多孔状
細孔４は、中空室３を介さずにガス尋人口であるガス吹
き込み用ソケット６がｐ［ｊめ込まれている孔部に直接
的につながるように、配置しても良い。そして、この多
孔状細孔４は、溶融金属１１入用ノズルの下部に形成さ
れた吐出孔５にも開口してる。また、その一部を、非金
属介在物が付着し易いノズルの内部底壁或いはノズル本
体の外表面に開口させても良い。

なお、第１図における符番７は、スラグレヘルＳＬに相
当する位置で溶融金属注入用ノズルの外壁部材２に設け
られた保護層を示す。該保護層７は、スラグによる溶融
金属注入用ノズルの侵食を防ぐ上で効果を発揮するもの
である。

このような構造の熔融金属注入用ノズルにガス吹き込み
用ソケット６から吹き込まれたガスの一部は、中空室３
を経て内壁部材１の内部に形成されている多孔状細孔４
を通り、注出孔Ａに噴出される。このとき、多孔状細孔
４の開口は注出孔Ａを構成する内壁部材１の全体にわた
って分布されているので、ガスの噴出は注出孔Ａ全域で
行われる。その結果、注出孔ＡＦｋＪ壁へのアルミナ等
の非金属介在物の付着が完全に防止される。

また、吹き込まれたガスの一部は、中空室３から多孔状
細孔４を経て吐出孔５の内壁全周に分布する細孔開口部
に至り、吐出孔５の内壁全面から噴出される。これによ
り、吐出孔５に対する非金属介在物のけ若が防止される
。

このように注出孔Ａ及び吐出孔５を構成する内壁の全面
にわたって微細な多孔状細孔４が設けられているので、
吹き込まれたガスは、その内壁の全面から微細な気泡と
して熔融金属注入用ノズル内を流れろ溶融金属内に噴出
される。その結果、溶融金属と接する注出孔Ａ及び吐出
孔５の内壁の全面がガスによる清浄化作用を受け、非金
属介在物の付着から注出孔Ａ及び吐出孔５を保護する。

すなわち、この溶融金属注入用ノズルによるとき、ガス
吹き込みがきめ細かく且つ均一に行われるので、閉塞防
止はより有効になる。

なお、注出孔への内壁への非金属介在物の付着が、上ノ
ズルからのガス吹き込み等による他の方法で回避できる
場合、第２図に示すように吐出孔５の内壁にのみ開口す
る多孔状細孔４を設けることも可能である。すなわち、
この場合の多孔状細孔４は、吐出孔５の内壁にアルミナ
等の非金属介在物が付着することを防止する作用をもつ
。

このような多孔状細孔を有する溶融金属注入用ノズルは
、次のようにして製造される。

第３図は、？ｌ　？Ｎノズルを例として、その製造方法
を工程順に示すものである。

まず、直径０．２勇■の有機質の線材からなる多孔質の
スポンジ状材料４ａを、円筒体予備成形用ライナーｌＯ
に嵌合し、その外周をラバーモールド１１で取り囲む。

次いで、この円筒体予備成形用ライナー１０とラバーモ
ールド１１との間に配置されたスポンジ状材料４ａ上に
耐火性粉末１２を散布しく第３図ａ）、全体に振動を加
えることによりスポンジ状材料４ａの内部空間に耐火性
粉末１２を行き渡らせる。

なお、この耐火性粉末１２の充填は、振動に限らず他の
適当な方法、たとえば加圧流体を使用した圧入によって
も行うことができる。このとき、耐火性粉末１２として
は、アルミナ、黒鉛、シリカ、炭化けい素等の材料から
選ばれたものを使用すると良い。次いで、耐火性粉末１
２が充填されたスポンジ状材料４ａの上部をシールし、
ラバープレスにより予備成形する。

この予備成形された円筒体１ａ（第３図ｂ）の外周に、
コーテイング材８を塗布する（第３図Ｃ）。このコーテ
イング材８は、後続する成形体の還元焼成工程で消失、
収縮等により空隙を形成するワックス等の材料である。

このコーテイング材８の層は、製品としての溶融金属注
入用ノズルにおいて中空室３となる部分を形成するもの
であるがら、その中空室３の形状及びサイズに応じて所
定の長さ及び厚みをもって円筒体１ａに設けられる。

次いで、注出孔Ａの形状に対応する芯金を、円筒体１ａ
の内部空間の所定の位置に固定する。そして、溶融金属
注入用ノズル本体を形成するゴム型をセットし、該ゴム
型と円筒体１ａ及び芯金との空間に外壁部材２を含む溶
融金属性入用ノズル本体を形成するアルミナ黒鉛質の坏
土及びパウダ一部を強化するためのジルコニア−黒鉛質
の坏土を投入し、蓋をしてシールした後、ラバープレス
により全体を加圧成形した。該成形体を還元焼成するこ
とにより、ノズル素材を得た（第３図ｄ）。このノズル
素材の外周及び全長を所定の寸法に加工した後、多孔状
細孔４を形成した部分に吐出孔５を穿孔しく第３図Ｃ）
、コーテイング材８から製作された中空室３につながる
孔９を設け（第３図ｒ）、この孔９にガス吹き込み用ソ
ケット６を埋め、浸漬ノズルを得た。

以上に説明した方法により、多孔状細孔４を備えた溶融
金属注入用ノズルが製造される。この多孔状細孔４の形
成個所は、第３図に拘束されるものではなく、たとえば
内壁部材ｌにのみ多孔状細孔４を設ける場合（第４図ａ
）、溶融金属注入用ノズルの底部にまで礼状細孔４を設
ける場合（第５Ｕｉ４　ｂ　）　、　？８融金属注入用
ノズルの軸心に沿ってストレートに多孔状細孔４を設け
る場合（第４図Ｃ）等のように、種々の態様で選定する
ことができる。

本発明において使用する細孔形成材料としては、焼成に
より炭化、揮発又は収縮することによって空間を生ずる
物質からなるスポンジ状材料又は精状体を折り重ねたも
のが用いられる。たとえば、天然繊維、有機繊維、ポリ
エチレン、ＰＶＡ、塩化ビニル等の有機化学物質、フェ
ノール樹脂、フラン樹脂等の線材が使用される。また、
中空室成形材料としては、ボール紙、布、和紙等の有機
繊維からなる筒状、板状物、又はワックス、ゴム。

アクリル、ポリエチレン、塩化ビニル、スチロール等の
有機化学物質からなる筒状１板状物等がある。

なお、実施例では焼成体の例を掲げたが、不焼成体にも
適用でき、この場合低温熱処理によって有機質の線材部
分を通気性の孔部とすることが可能である。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、溶融金属注
入用ノズルの内壁の必要とする個所にガス吹き込み用の
多孔状細孔を設けている。たとえば、ガス吹き込み用中
空室から延在する多孔状細孔を溶融金属注入用ノズルの
吐出孔内壁に開口させるとき、その吐出孔がアルミナ等
の非金属介在物によって閉塞することがない。また、注
出孔の内壁に対しても多孔状細孔を開口させることがで
きるので、溶融金属注入用ノズルの内壁全面にわたって
アルミナ等の非金属介在物の付着を効果的に防止するこ
とが可能となる。また、この多孔状細孔は、有機質材料
の炭化、連発、収縮等の結果として形成されたものであ
るから、三次元的な構造をもう、優れたガス分配性を呈
する。そして、このような多孔状細孔をもつ溶融金属注
入用ノズルは、加熱時に有機質材料に炭化、揮発、収縮
等の変化を与えることにより、容易に製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例における溶融金属注入用ノズルを
示し、第２図は他の実施例における溶融金属注入用ノズ
ルを示す。また、第３図ａ　−ｒは該溶融金属注入用ノ
ズルの製造方法を工程を追って説明するものであり、第
４図ａ−Ｃは多孔状細孔の配置に関する数例を示すもの
である。 特許出願人　　　　黒　崎　窯　業　株式会社代理人　
　手掘　益（ほか２名） 第１図　　第２図 ７：保護層　　　　　　　　　　７：保護旧第３図 第４図 （ａ）　　　（ｂ） ４：多孔状１１１１孔 （Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ノズル本体に形成した吹き込みガス導入口に連絡す
   る三次元的構造をもつ多孔状細孔をノズル内に配置し、
   該多孔状細孔をノズルの内側及び又は外側表面に開口さ
   せたことを特徴とする溶融金属注入用ノズル。 ２、ノズル本体に形成する吹込みガス導入口に直接的或
   いは間接的に連続する状態で、有機質材料を含むスポン
   ジ状材料又は折り重ねられた網状体を未焼成のノズル本
   体に内蔵させ、該ノズル本体を加熱して前記有機質材料
   に炭化、揮発又は収縮等の変化を与えることにより多孔
   状細孔を形成することを特徴とする溶融金属注入用ノズ
   ルの製造方法。