JPS6343186B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は鋳造取鍋のような第１の治金容器と
鋳造分配器のような第２の治金容器との間に置か
れる熱絶縁性注入管に関するものである。

公知の型の注入管は異なつた種々の材質から形
成される。

その一つに、管材料はシリカ、マグネシア、ジ
ルコニア及び炭素のような均一に加圧された高級
な耐火物である。

上記材料は顕著な機械的強度と耐熱性の利点を
有し、その結果この種の材料から作られた種々の
管は非常に長寿命である。

しかしながら、これらの材料は非常に多くの不
具合が伴なう。

まず第１にそれらの低い熱絶縁性の理由によつ
てそして／又はこれらの管の破裂を防ぐために液
体金属の注入前に長時間高価な予備加熱操作を実
施し管壁と接触して前記管を完全に閉塞すること
になりうるため金属の凝固の危険を抑えることが
必要である。

第２に、注入管は実質的な重量があり従つて製
造するのに高価であると同様に操作するのが困難
である。

上記不具合を克服するために本出願人は自己の
フランス特許第2333599号公報に、耐火材無機粒
子（シリカ、アルミナ、マグネシア）によつて構
成される熱絶縁材料の注入管を記載している。な
お該耐火材無機粒子には無機又は有機繊維が添加
されてもよく種々の粒子や繊維が有機又は無機結
合剤中に埋め込まれる。

この材料の顕著な熱絶縁性のためにこの種の管
は予熱を必要としない。更に又、これらの軽い重
量の管は操作が容易で低コストで作られる。

液体状態での鋼の注入時管材料の有機成分は分
解を受け、管内の液体金属流として発生する熱の
作用の下で無機粒子の焼結の結果として管の粘着
が維持される。

有機成分の分解と無機粒子の焼結は高い熱絶縁
性を有する多孔質構造を有する材料を作り出す。

しかしながら注入管の上方端部で、すなわち鋳
造取鍋のノズルが取り付けられている端部で、上
記焼結工程は、該管材料が液体金属とこの点で直
接接触しないため生じない。

従つて該管材料は急速に破損する傾向を有し、
その結果鋳造操作の終りで密閉性は注入管と、該
管端部が取り付けられている取鍋ノズル間で達成
されない。

欠陥のある密閉性は吸入効果を生じ管内への空
気侵入がなされその代わり金属内に酸化物介在物
を形成しやすい危険がある。その結果としてこの
種の鋳入管は一回の注入操作の後通常使用下可能
となる。

この欠点について考慮したのが本発明の基磁概
念である。

従つてこの発明の目的はフランス特許第
2333599号に記載された管の利点の全てを提供し
且つかなりの長寿命を有する注入管を提供するこ
とによつてこの欠点を解消することである。

この発明で考慮された注入管は第１の治金容器
の出口と第２の治金容器との間に配置され、注入
管の一端は取りはずし可能で実質的に密閉された
方法で鋳造ノズル上に又は前記第１容器のノズル
の延長部を形成するアダプタに係合される。

前記注入管は、繊維が添加され且つ結合剤中に
埋め込まれる無機粒子からなる材料で形成され
る。前記無機粒子は、液体金属が管内に流れる時
該液体金属によつて発生する熱作用の下で焼結せ
しめられる。

本発明によれば、前記注入管は、鋳入ノズルに
係合される該管の端部が耐火材のリングにはめ込
まれることがすぐれた点であり、前記リングの内
面は鋳入ノズル又は該ノズルの延長部を形成する
アダプタと直接接触するようになつている。

前記耐火リングは、この記載の序文の中で述べ
られている焼結効果を受けない注入管の部分に機
械的強度をもたらす。

前記耐火リングによつて管と鋳造ノズルとの間
の密閉性は連続する多くの鋳入操作の後でさえ良
好に保たれる。

更に又、前記耐火リングは注入管の熱絶縁性を
減少することはなく、液体金属の凝固の危険がな
い。というのは該リングは金属と直接接触しない
からである。

本発明の有利な実施態様として、前述の耐火リ
ングの高さは、鋳入管の端部が第１の治金容器の
鋳入ノズルに係合されている距離に少なくとも等
しい。

該注入管とノズル間の密閉性は優れた条件下で
維持される。

本発明の好ましい態様において、注入管は鋳造
によつて形成されそして耐火材のリングは鋳造工
程中管壁材料に取り付けられる。

該耐火リングの管への取り付けはこのように何
の困難もなく行なわれる。

注入ノズルに対向する注入管の端部が、第２の
治金容器内に注入される液体金属内に通常浸漬さ
れるために、注入管の下端が耐火リングに嵌合さ
れていることは有利である。従つて該管の下端は
液体金属と接触して溶解の結果として腐食を受け
ない。なお該管の使用寿命は更に延ばされる。

本発明の他の特徴及び利点は以下の記載と添付
図面を考慮して明らかになろう。

第１図に示された実施態様において、鋳造取鍋
１の底壁２はシリカ、マグネシア、耐火レンガ又
はジルコニアのような高級な耐火材料の鋳造ノズ
ル３が嵌合されている。

前記鋳造ノズル３は鋳造用分配器４上に配置さ
れる。鋳入管５の上端５ａはわずか円錐形であり
前記ノズル３の廻りに取外し可能に係合されてい
る。注入管の下端は、鋳造用分配器４内に供給さ
れる液体金属に浸漬される。

除去可能な鋳入管５のノズル３へ取り付け手段
は図面に示されていない。

これらの手段はフランス特許第2333599号と
1971年11月29日の第7735874号に記載された種類
のものでよい。

鋳入管５は、例えば鋼板からなり、且つ軽重量
の熱絶縁材料の内壁を囲う金属板の保護用外管か
らなる。この材料は無機粒子（シリカ、アルミ
ナ、マグネシア）によつて構成され、該粒子に無
機繊維が添加され、合成樹脂のような有機結合剤
中に又はその他無機結合剤中に該粒子は埋込まれ
る。この材料の成分は、管内に注入される溶融金
属によつて発生する熱作用の下で焼結され、この
材料の有機成分の分解にもかゝわらず熱絶縁性と
同様に凝集性も維持しうる。上記フランス特許第
2333599号に記載してあるように内壁熱絶縁材料
の成分は以下の通りである。

−耐火無機粒子、例えばシリカ及び／又はアルミ
ナ 70ないし90重量％ −粒子又は合成又は天然繊維内の有機化合物、例
えばセルロース繊維 ０ないし20重量％ −鉱物繊維、例えばガラス又はアスベスト繊維
０ないし20重量％ −有機結合剤、例えば接着剤又はフエノールホル
マール脱水樹脂（dehyde resin）
２ないし10重量％ −フラツクス、例えばアルカリ又はアルカリ土類
金属酸化物 ０ないし10重量％ 前記化合物では耐火無機粒子と結合剤は使用前
に十分な凝集と注入管を介して流れる溶融金属に
焼結層を得るのに必要な成分のみである。

他の成分すなわち、繊維の存在は層の剛性を改
良し及び／又はそのコストを減少させる。フラツ
クスは、溶融金属が注入管内に流れる温度で、使
用された耐火無機粒子が溶融しない場合にのみ必
要となる。熱絶縁材料の比重は0.3ないし1.6Kg／
ｄm³でより好ましくは0.9ないし1.1Kg／ｄm³であ
る。

本発明によれば鋳造ノズル３に係合される管５
の端部５ａに耐火材のリング８が設けられ、該リ
ングの内面８ａは鋳造ノズル３と直接接触してい
る。

該リング８の耐火材はノズル３の材料と同じ性
質のものである。実施例によつて述べられる適当
な材料はシリカ、マグネシア、耐火レンガ、均一
に加圧された炭素又は耐火粘土である。これらの
材料は全て優れた機械的強度と熱抵抗の利点を有
する。更に又この材料は高い安定性を示しその結
果リング８を非常に精度よくノズル３と嵌合出来
る。

第１図及び第２図に示した実施態様において耐
火リング８の高さは管５の端部５ａが該鋳造ノズ
ル３に係合している距離より大きい。

更に又、耐火リング８の壁厚は管５の壁７の厚
みに実質的に等しく、その結果リング８の内面８
ａと外面は注入管５の壁７の内面７ａと外面の延
長線上に配置される。

熱絶縁壁７は外壁がシートメタルスリーブ６に
よつて構成される鋳型内に鋳込んで得られる。こ
の鋳込み操作によつて該シートメタルスリーブ６
に対する壁７の材料の直接の接合を得ることが可
能である。更に又壁７の材料を鋳込み時に耐火リ
ング８に直接接合することも可能である。それに
もかゝわらずリング８をシートメタルスリーブ６
及び／又は絶縁壁７に取り付ける他の手段を提供
することも可能である。例を上げればその手段は
ねじ、セメント又は凝集性物質からなり得る。

第３図に示された他の実施態様では、耐火リン
グ９と、注入管の壁７を構成する絶縁材料との間
の接触面は段付き環状凹部１０を有する。従つて
リング９は壁７に強く嵌合され鋳込時に前記壁７
とリング９の間で得られる機械的結合を改良す
る。更に又、前記段付き環状凹部１０によつて壁
７の部分７ｂ内において、絶縁性を維持すること
が可能となる。

第４図に示された実施態様ではリング１１の壁
は管の壁７より薄い厚さであり、前記リング１１
の内面１１ａは壁７の内面７ａに実質的に同一空
間である。前記リング１１は管の端部に形成され
た環状凹部７ｃ内に十分に沈む。この装置はリン
グ１１が壁７に強力に取り付けられており、且つ
部分７ｄでリング１１のレベルの熱絶縁性がある
点で有利である。

第５図の実施態様において、耐火リング１２は
管の内径より小さな内径を有し前記リングの外面
１２ａは該管の内面７ａと同一空間である。前記
リング１２の該管内への取り付けはリング１２の
外面１２ａと該管の内面の円錐形から出来る相互
係合によつて達成される。必要なら、この取り付
けは結合によつて又は他の適当な機械的手段によ
つて強化してもよい。

第６図の実施態様において、耐火リング１３は
管の内径より大きな外径を有し前記リングは壁７
内に形成された環状凹部１３ａ内に部分的に沈め
られる。

第７図の実施態様では耐火リング１４の上部に
ノズル３の自由端を環状部１４ａを設けている。
この装置は管の上部とノズル３間で高い密閉性を
達成する。その上、環状肩１４ｂは、ノズルとリ
ング１４間に閉塞する危険を防ぎながらノズルに
関して管の完全な軸の位置決めを保証する接合を
行なう。

前記実施態様は以下説明するように多くの技術
的利点がある。

まず第一にリング８，９，１１，１２，１３及
び１４を構成する耐火材の機械的性質を考慮して
前記リングの内面とノズル３の外面間で高精度の
嵌合を得ることが出来る。

更に又、前記リングの高耐摩耗性を考慮して、
リングとノズル３間の完全な密閉性は、該管がノ
ズル上に継続して多くの回数配置された後でも維
持される。

注入操作中本発明に係るリングはいかなる化学
変化も起さない。更に前記リングがノズル３の材
料と同じ性質の耐火材で通常作られるという見地
から、前記リングはノズル３の熱膨張に相当する
熱膨張を受け、その結果前記リングとノズル間に
間隙が生じない。従つて該接合は完全に密閉され
管内への空気の導入の可能性そして液体金属の酸
化の危険を除く。

鋳造時、ノズル３から放出される液体金属の噴
射１５（第２図に示す）の径は管５の内径が漸次
減少するために制限され管５の上部１５ａで噴射
１５が拡大する。液体金属の噴射１５の管５の壁
７との間の接触は鋳造操作中、壁材料をその機械
的凝集性を維持させる焼結作用を受けさせる効果
を有する。しかしながら、この焼結工程はノズル
３に近い壁７の領域１６ｂ内では生じない。とい
うのは第２図でわかるようにその領域が金属の噴
射１５と直接接触していないからである。このよ
うに前記領域１６ｂは熱影響の下で結合剤分解の
結果として損傷する傾向を有する。そし耐火リン
グ８の代わりに何も配備されないならば管５の壁
７の領域１６ｂが完成に損傷し、管の壁７の上部
とノズル３との間に必然的に実質的な環状間隙が
生ずる。この間隙により管内への空気の侵入がな
されそこで液体金属の酸化を起しその結果前記管
はいかなる継続鋳造作業にも使用不可能となる。

本発明の場合、管５の壁７の領域１６ｂの分解
はいかなる不具合によつても生じない。というの
はリング８によつて鋳造作業の開始と終了時にノ
ズル３と管５間の完全な密閉が保証されるからで
ある。

鋳造作業の終了に際し、領域１６ｂ下に位置す
る壁７の部分は、完全な凝集状態にあり、焼結に
よつて得られる多孔質構造の結果として高い熱絶
縁性を有する。

このように本発明に係る管は多くの継続鋳造作
業に使用可能な状態にある。

管５の端部が鋳造用分配器４内に注入される液
体金属内に浸漬されるようになつていると外皮シ
ートメタルスリーブ６は液金属と接触して溶解
し、管の壁７の材料に該スリーブ６が当たる。こ
れによつて鋳入管５を再使用させることも出来な
い。

この問題を解消するために第８図に示すように
管５の自由端に、液体金属１７の接触に抵抗しう
る他の耐火材リングを嵌合することは有利であ
る。

前記リング１６の高さは鋳造用分配器内に入つ
ている金属１７への注入管の少なくとも端部浸漬
深さに対応する。

図示された実施態様において、前記リング１６
の壁の厚さが管の壁７の厚さにシートメタルスリ
ーブ６の厚さを加えたものに実質的に等しい。前
記スリーブ６は管壁７の全面を被いリング１６の
高さで終了し液体金属１７といかなる直接接触を
も防ぐ。

リング１６は第１図から第７図に示される上リ
ングの場合のように前記壁の鋳込み時に管５の壁
７に接合される。

前記リング１６の壁７への取り付けは、前記取
り付けの接触面が第８図に示すように段付き環状
凹部１６ａを有することによつて改良される。

耐火リング１６によつて管５の端部が液体金属
１７と接して損傷を受けにくくその結果前記管を
多くの継続鋳造作業に再使用出来る。

容易にわかるように本発明は前に記載した実施
例に限定されず、本発明の範囲又は精神を逸脱す
ることなくこれらの実施例の中で多くの変形例が
作られてよい。

このように本発明は第９図に示されるようにア
ダプタが短かいノズル１９と注入管５との間に置
かれる場合に適用してよい。前記ノズル１９は鋳
造取鍋の注入口のスライドバルブノズルとして示
される開閉方式のスライドバルブ２０の一部を形
成する。この場合耐火材のアダプタ１８の先端部
にノズル１９の端部を受ける環状空胴２１を設け
る。アダプタ１８の円錐形下端１８ａは耐火リン
グ１１の内面１１ａに密閉して係合される。

この実施態様では耐火リング１１はアダプタ１
８についてそして前の実施態様の場合鋳造ノズル
３についても同じ機能を果たす。

前述のアダプタ１８は鋳造ノズルがあまりに短
かい全ての場合で必要である。ある設計では前記
アダプタ１８は溶鋼中に吹き込まれるガスを集め
るケーシングの機能を果たす。

更に又、上耐火リングの取り付けの形状、及び
方式はリング内面がノズルの外面と直接接触する
条件でノズルのとりうる全ての種々の形状に適用
すべく変形せしめられる。

同様に、下リング１６取り付けの形状と方式は
鋳造用分配器に入つている液体金属が絶縁壁７と
外シートメタルスリーブ６と直接接触しない条件
で変形される。

組立てを容易にし且つ下リングへの損傷を防止
するため前記リングはシートメタルスリーブ６で
共働されうる。該スリーブ６と接触する溶鋼は鋼
浴中の浸漬深さにわたつて該スリーブを溶解する
効果を持つ。従つて外スリーブ６内の十分な高さ
でリングを共働させ、溶解しなかつた前記スリー
ブの底部がリングを維持しうるようにその位置に
留まれることは有利である。

すでに明らかになるように本発明に係る注入管
は鋳造取鍋や鋳造用分配器以外の治金容器でも用
いられる。

更に又、鋳入管５の外シートメタルスリーブ６
に、外に突出した中空環状ビード２２（第２図に
示す）を設けるのは有利である。該ビードはスリ
ーブと熱絶縁内壁７との間に環状空隙２３を作
る。支持台２４によつて、前記環状ビード２２は
ノズル３の外面に適用される管５を維持すること
が出来る。

第２図に示した実施態様では、環状空隙２３は
アルゴンのような非酸化性−又は希ガス源に接続
する水平パイプ２５と導通する。前記ビード２２
は壁７のリング８に近接した且つ多孔質性の焼結
不能領域１６ｂに対向して形成されるのが好まし
い。従つて環状空隙２３内に導入されるガスは壁
７を通して均一に拡散され、液体金属を酸化から
付随的に守りながら管７の内部に入り込む。

第１０図の実施態様において、他のシートメタ
ルスリーブ６のその先端にシートメタルスリーブ
の巻回端２６によつて構成された第２の中空環状
ビードが設けられている。前記巻回端２６は絶縁
壁７の近接端に用いられ、アルゴンのような希ガ
スの供給用パイプ２８と導通する環状導管を形成
する。前記巻回端２６には管５の軸に放射状に向
けられた連続する開口２７を設ける。

この装置の利点は以下の通りである：リング８
が高い硬度を有する耐火材料であるという理由に
よつて、ノズル３又はノズル延長１８と同じ型式
の高硬度耐火材料と急に接触せしめられると前記
材料が損傷するようになる。このようにして形成
された損傷は吸入の結果（ベンチユリー効果）と
して注入管５の内部に空気の侵入を起しやすい。
複数の開口２７を具備した巻回端２６はノズル３
の全周囲にアルゴンやその他の希ガスの噴射を作
り管５の内部への空気の侵入を防ぐ。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋳造取鍋の底と、その下に配置された
鋳造分配器を示す部分縦断面図であり、本発明に
係る鋳入管は該鋳造取鍋下に配置されており；第
２図は該鋳造ノズルに係合された鋳入管の上方端
部と前記管内に流れる液体金属の噴射を示す拡大
スケールの部分縦断面図であり；第３図から第７
図迄は本発明の多くの異なつた実施態様を示す部
分縦断面図であり；第８図は本発明に係る一つの
有利な実施態様である鋳入管の下端を示す縦断面
図であり、前記下端は鋳造用分配器に浸漬されて
おり；第９図はスライドバルブ用ノズルアダプタ
に係合された鋳入管の縦断面図であり；第１０図
は他の実施態様の部分断面図である。 １……鋳造取鍋、２……取鍋の底壁、３……鋳
造ノズル、４……鋳造用分配器、５……鋳入管、
６……シートメタルスリーブ、７……熱絶縁壁、
８，９，１１，１２，１３，１４……耐火リン
グ、１０……段付き環状凹部、１５……液体金属
の噴射、１７……液体金属、１８……アダプタ、
２２……中空環状ビード、２４……支持台、２５
……水平パイプ、２６……巻回端、２７……開
口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の治金容器の出口と第２の治金容器との
   間に配置されるべき熱絶縁性注入管であつて、該
   注入管の一端は取りはずし可能で実質的に密閉さ
   れた方法で鋳造ノズル上に又は前記第１容器のノ
   ズルの延長部を形成するアダプタに係合され前記
   注入管は、繊維が添加され且つ結合剤中に埋め込
   まれる無機粒子からなる材料で形成され、前記無
   機粒子は、液体金属が管内に流れる時該液体金属
   によつて発生する熱作用の下で焼結可能である該
   熱絶縁性注入管において； 該ノズルに係合される該管の端部に耐火材のリ
   ングが配設せしめられ、前記リングの内面は注入
   ノズル又は該ノズルの延長部を形成するアダプタ
   と直接接触するようになつていることを特徴とす
   る熱絶縁性注入管。 ２ 前記耐火材リングの高さは、該注入管の端部
   が第１の治金容器の鋳造ノズルに係合されるべき
   距離に少なくとも等しいことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の注入管。 ３ 前記注入管は鋳造によつて形成され、そして
   耐火材のリングが鋳造工程中、前記注入管壁材料
   に取り付けられることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の注入管。 ４ 前記耐火リングの壁厚は管の壁厚に実質的に
   等しく、該リングの内面と外面は注入管壁の内面
   と外面と実質的に同一空間であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第３項のいづれかに
   記載の注入管。 ５ 前記耐火リングと、管壁の間の接触面が少な
   くとも一つの段のある環状凹部を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の注入管。 ６ 前記耐火リングの厚さが管壁の厚さより小さ
   く、該リングの内面が該管の内面と実質的に同一
   空間であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項から第３項のいづれかに記載の注入管。 ７ 前記耐火リングの内径が前記管の内径より小
   さいことを特徴とする特許請求の範囲第１項から
   第３項のいづれかに記載の注入管。 ８ 前記耐火リングの外面が前記管の内面と同一
   空間であることを特徴とする特許請求の範囲第７
   項記載の注入管。 ９ 前記耐火リングの外径が前記管の内径より大
   きく且つ前記リングが管壁内に形成された環状凹
   部内に部分的に沈められていることを特徴とする
   特許請求の範囲第７項記載の注入管。 １０ 前記耐火リングの内面に、該注入管の自由
   端を受ける環状物を設けることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項から第９項のいづれかに記載の
   注入管。 １１ 第１の治金容器の出口と第２の治金容器と
   の間に配置されるべき熱絶縁性注入管であつて、
   該注入管の一端は取りはずし可能で実質的に密閉
   された方法で鋳造ノズル上に又は前記第１容器の
   ノズルの延長部を形成するアダプタに係合され前
   記注入管は、繊維が添加され且つ結合剤中に埋め
   込まれる無機粒子からなる材料で形成され、前記
   無機粒子は、液体金属が管内に流れる時該液体金
   属によつて発生する熱作用の下で焼結可能である
   該熱絶縁性注入管において； 該ノズルに係合される該管の端部に耐火材のリ
   ングが配設せしめられ、前記リングの内面は注入
   ノズル又は該ノズルの延長部を形成するアダプタ
   と直接接触するようになつており、前記第１容器
   のノズルに対向する前記管の端部が第２容器内に
   注入される液体金属内に浸漬されるものであつ
   て、前記管の端部にも耐火リングを設けているこ
   とを特徴とする熱絶縁性注入管。 １２ 前記耐火リングの高さが、第２鋳造容器内
   に入つている液体金属内での管の浸漬深さに少な
   くとも等しいことを特徴とする特許請求の範囲第
   １１項記載の注入管。 １３ 前記耐火リングの厚さが管壁の厚さに実質
   的に等しいことを特徴とする特許請求の範囲第１
   １項又は第１２項記載の注入管。 １４ 第１の治金容器の出口と第２の治金容器と
   の間に配置されるべき熱絶縁性注入管であつて、
   該注入管の一端は取りはずし可能で実質的に密閉
   された方法で鋳造ノズル上に又は前記第１容器の
   ノズルの延長部を形成するアダプタに係合され前
   記注入管は、繊維が添加され且つ結合剤中に埋め
   込まれる無機粒子からなる材料で形成され、前記
   無機粒子は、液体金属が管内に流れる時該液体金
   属によつて発生する熱作用の下で焼結可能である
   該熱絶縁性注入管において； 該ノズルに係合される該管の端部に耐火材のリ
   ングが配設せしめられ、前記リングの内面は注入
   ノズル又は該ノズルの延長部を形成するアダプタ
   と直接接触するようになつており、該管が保護用
   外シートメタルスリーブを含み該シートメタルス
   リーブが前記シートメタルスリーブと内管壁との
   間の環状空隙を作る外側に突出した中空環状ビー
   ドを設けていることを特徴とする熱絶縁性注入
   管。 １５ 前記中空環状ビードが前記耐火リングに近
   接していることを特徴とする特許請求の範囲第１
   ４項記載の注入管。 １６ 前記外シートメタルスリーブにその先端で
   該スリーブの巻回端により作られた中空環状ビー
   ドを設け、前記巻回端が該管壁の近接端に適用さ
   れ前記巻回端の内側に希ガスの供給用パイプと導
   入する環状導管を作り、前記巻回端に前記注入管
   の軸方向に放射状に向いた一連の開口を設けるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１４項又は第１
   ５項記載の注入管。