TWI615220B - 注嘴結構體 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題，是對於由複數個耐火物構件所構成並存在有接縫部之熔鋼排出用的注嘴結構體，使其密封性提昇。
其解決手段為：一種注嘴結構體，是熔鋼排出用的注嘴結構體，其具備一處或是複數處用以將具有內孔(5)之熔鋼排出路徑分割地接合於上下方向上的接縫部，將由耐火物所成的內孔套筒(6)，以於上下方向上跨過至少一處上述接縫部之方式設置於該注嘴結構體的內孔面。
Description
本發明是關於熔鋼排出用的注嘴結構體。
例如用以從盛鋼桶(tundish)排出熔鋼之作為從該熔鋼導入口至鑄模為止之熔鋼排出路徑的注嘴結構體，是由在該熔鋼排出方向(上下方向)上分割成複數個的耐火物構件所構成。此乃是為了以該注嘴結構體的一部分動態地進行熔鋼排出時的流量控制功能、或是為了依熔鋼排出路徑的不同部位對於不同的損傷等將耐用性的均衡化予以最佳化、或者是為了能夠局部性地更換。
在如此之將複數個耐火物構件予以組合的注嘴結構體中，於該耐火物構件之間必然地存在有接縫部。在此等接縫部中，對於伴隨著滑動注嘴等之滑動的部分，由於無法使用接縫材料或是密封材料，而成為所謂漏空接縫的接觸構造，而在其他沒有滑動的部分則大多設置灰泥(mortar)或是密封材料。然而，由此等的接縫部，依接縫材料等之有無會產生程度上的差異，較差者就容易將外部空氣引入至該注嘴結構體的內孔(請參照第13圖)。
引入外部空氣後會導致引來對內孔的氧化鋁存在物等之附著乃至於阻塞、氧化物的增加、以及鋼的品質降低等。
作為該外部空氣引入之對策，例如，如第14圖所示，亦有不將流量控制功能設置於注嘴，而是藉由設置於其上部的擋塊7來進行，並將注嘴部分採用：設為沒有接縫之一體型的浸漬注嘴之構造。但是，在鋼的連續鑄造中，由於多工位連續鑄造化等而導致鑄造時間有擴及長時間進行的傾向，由於為了對浸漬注嘴等之注嘴的一部分進行更換，故依然有必須得設成由複數個分割的耐火物構件所構成之構造的情形，在如此之情形下，接縫部就依然會存在。
作為對該接縫部會引入外部空氣之對策，於專利文獻1中，揭示有「一種鑄造用注嘴，其特徵為：於鑄造用注嘴耐火物與配置在該耐火物外周的外殼之間所形成的縫隙，以覆蓋上述耐火物的外周或是內周之至少一部分之方式配置金屬管，於該金屬管開設複數個氣體吹出孔或是狹縫，並從金屬管之至少一端導入氣體，將耐火物的周圍附近予以氣封(gas seal)。」。
[專利文獻1]日本特開平11-104814號公報
於上述的專利文獻1中，由於是導入氣體(非活性氣體)進行氣封，雖然減少外部空氣，亦即特別是可以減少引入對熔鋼有害之氧氣的風險，不過卻依然引入氣體(非活性氣體)。在引入氣體(非活性氣體)之情形時，雖減少伴隨著熔鋼或耐火物的氧化等諸問題，但仍殘存有會於鋼中導致微細氣孔(pin hole)等之品質不良的危險性。
本發明之作為用以解決的課題，係在於：對於由複數個耐火物構件所構成並存在有接縫部之熔鋼排出用的注嘴結構體，使其密封性提昇。
本發明在於提供以下1~7的注嘴結構體。
1. 一種注嘴結構體，是具備一處或是複數處用以將熔鋼排出路徑分割地接合於上下方向上的接縫部之熔鋼排出用的注嘴結構體，由耐火物所成的內孔套筒，是於上下方向上以跨過至少一處上述接縫部之方式設置於該注嘴結構體的內孔面。
2. 如上述1所述的注嘴結構體，其中，上述內孔套筒是夾介接著材料而設置於上述內孔面。
3. 如上述1或2所述的注嘴結構體，其中，上述內孔套筒之內孔側的上端部，為曲面或是傾斜面。
4. 如上述1或2所述的注嘴結構體，其中，在與上
述一個或是複數個接縫部對應之水平位置上的上述內孔套筒的外周，設置有一個或是複數個非連續的凹部或是連續的溝槽部。
5. 如上述4所述的注嘴結構體，其中，上述一個或是複數個非連續的凹部或是連續的溝槽部，是相對較多地配置在：從上述接縫部至下方的注嘴的滑動方向或是至用以拆解除去之加壓方向之前後的任一方或是雙方的面。
6. 如上述1或2所述的注嘴結構體，其中，成為上述內孔套筒的耐火物，其難附著性是比注嘴結構體本體的耐火物還高。
7. 如上述6所述的注嘴結構體，其中，上述內孔套筒，是由：CaO成分大約15質量%以上、殘餘部中含有MgO、CaO/MgO質量比為0.1以上、1.5以下的耐火物所組成。
根據本發明，於上下方向上以跨過至少一處接縫部之方式將內孔套筒設置於注嘴結構體的內孔面，藉此使注嘴結構體的密封性提升。並且，於上下方向上以跨過全部的接縫部之方式設置內孔套筒的話，可以取得與沒有接縫部之一體性構造的注嘴相同程度的密封性。
又，藉由在內孔套筒的外周設置凹部或溝槽部，即使在注嘴結構體之預定的場所折斷拆卸等之情形時，不會損害密封性地可以安全地在預定的部位正確地分
離，其後即使設置交換品之情形時，亦能夠縮小在接合面的凹凸等而維持較高的接合精度，而且可以容易執行拆卸或安裝作業。
再者，能夠自由且容易地選擇並適用相對於內孔面的損傷或是氧化鋁介在物之附著等具備不同特性之各式各樣的材質及物性的耐火物。進而可以抑制鋼的品質降低。
1‧‧‧上注嘴
2a‧‧‧上板
2b‧‧‧中板
2c‧‧‧下板
3‧‧‧下注嘴
4‧‧‧浸漬注嘴
5‧‧‧內孔
5a‧‧‧內孔面
6‧‧‧內孔套筒
6a‧‧‧內孔面
6b‧‧‧凹部
6c‧‧‧溝槽部
7‧‧‧擋塊
第1圖是本發明之注嘴結構體之一例的圖面，(a)是由上注嘴、上板、中板、下板、下注嘴以及浸漬注嘴所構成的例子；(b)是由上注嘴及浸漬注嘴所構成的例子。
第2圖是於本發明的注嘴結構體中，將熔鋼排出路徑分成上下方向進行接合的接縫部與內孔套筒的接縫部不一致之例示圖面。
第3圖是相對地設置於下方的注嘴(耐火物構件)的內孔面上端部具有切缺部，也就是具有朝向內孔側地朝向下方傾斜或是具有曲面之例示圖面。
第4圖是本發明之內孔套筒之一例的圖面，(a)為上視圖，(b)為縱向剖面圖。
第5圖是將本發明之內孔套筒之內側(內孔側)的上端設為曲面或是傾斜面之例示的縱向剖面圖。
第6圖是於本發明的注嘴結構體中，使注嘴結構體的
內孔面與設置於該內側之內孔套筒的內孔面為同一面之例示圖面。
第7圖是於本發明的注嘴結構體中，使注嘴結構體之內孔面與設置於該內側之內孔套筒的內孔面，僅於下端部為同一面之例示圖面。
第8圖是於本發明之內孔套筒之外周的一部分，將凹部或是溝槽部設置一處或是分割設置之例示的縱向剖面圖。
第9圖是顯示於第8圖之外周的一部分，將凹部分割設有4處的例子，可為第8圖之A-A剖面的圖面。
第10圖是顯示於第8圖之外周的一部分，設有1條連續於圓周方向之溝槽部的例子，可為第8圖之A-A剖面的圖面。
第11圖是於第1圖(a)的注嘴結構體，在浸漬注嘴上端的接合面位置將內孔套筒折斷後卸下浸漬注嘴之情形時的圖面、或是將內孔套筒設置於從熔鋼導入口至浸漬注嘴上端面為止的區域之情形時的圖面。
第12圖是以第2圖之要領將浸漬注嘴拆卸後再設置浸漬注嘴之情形時的圖面。
第13圖是顯示以往之由上注嘴、3片構成之滑動注嘴板、下注嘴、以及浸漬注嘴所構成之具備有接縫部之注嘴結構體的例子，以及從接縫部引入外部空氣之情形時的圖面。
第14圖是顯示沒有接縫部之一體性構造的注嘴(浸
漬注嘴)之例子的圖面。
本發明之注嘴結構體之典型代表且分割數目也就是接縫數目最多的形態，是由：上注嘴、3片構成之滑動注嘴板(上板、中板、下板)、中間注嘴、下注嘴、浸漬注嘴等之複數件耐火物構件所構成的情形。但是，並非必須限定於此形態，而是可以由上述各耐火物之任一者其中2者以上所組合而成之任一形態者。例如，第1圖(a)，是由：上注嘴1、上板2a、中板2b、下板2c、下注嘴3、以及浸漬注嘴4所構成的例子；第1圖(b)，是由：上注嘴1以及浸漬注嘴4所構成的例子。亦即，本發明的注嘴結構體，是具備有一處或是複數處接縫部之熔鋼排出用的注嘴結構體，該接縫部是將具有內孔5的熔鋼排出路徑於上下方向分割地接合。而且，於本發明的注嘴結構體，由耐火物所成的內孔套筒6是以於上下方向上跨過上述接縫部之至少一處之方式被設置於該注嘴結構體的內孔面。
該內孔套筒6，為了使密封性更確實更加地提高，如第1圖(a)及第1圖(b)所示地，係於上下方向上不做分割地設為一體的構造，並以於上下方向上跨過全部的接縫部之方式來設置最為理想。不過，內孔套筒，是以於上下方向上跨過接縫部之至少一處之方式來設置的
話，就對密封性的提升有所貢獻。
又，內孔套筒6，也可以是如第2圖所示地，於上下方向分割成複數個，實施成如此之分割構造之情形時，該分割部分也就是接縫部分A1，必須是不能與作為注嘴結構體本體之熔鋼排出路徑的分割部分，也就是不能與接縫部B1、B2一致。換言之，於本發明中、所謂內孔套筒於上下方向上跨過接縫部，是指與該接縫部相對應之內孔套筒在上下方向的水平位置處，內孔套筒是於上下方向上沒有分割的連續體。又，為了有效地抑制外部空氣(氣體)從注嘴結構體外部被吸入，內孔套筒6的接縫部分A1與注嘴結構體本體的接縫部B1、B2在上下方向的間隔(長度)L，於經驗上是以內孔套筒6的厚度以上為佳。
又，設置內孔套筒之情形時，必須使構成注嘴結構體之各注嘴(耐火物構件)之水平方向的位置是正確地存在於預定的位置。該每一個注嘴之相對的水平位置，是依據該成組裝置等所決定的，例如如第3圖所示，在相對地設置於下方之注嘴的內孔面上端部，以預先設有上方注嘴與下方注嘴在水平方向上之相對性精度以上之長度的切缺部，也就是以預先設置具有朝向內孔側向下方傾斜或是曲面的部分為佳。藉此，從上方將內孔套筒裝入於注嘴結構體的內孔時，可以順利圓滑地設置。
內孔套筒6的形狀，如第4圖所示，典型上雖為圓筒狀，不過該內孔側的上端部，如第5圖所示作為
彎曲面或是傾斜面，儘可能相對於熔鋼的排出方向以設成小角度或是緩慢漸增的形狀為佳。若是相對於熔鋼的排出方向具有例如水平方向之面般之大角度的級差(階段差)構造時，恐有熔鋼流動在該部分而導致較大紊流、介在物的附著、內孔套筒的局部損傷等之虞。
又，內孔套筒6的內孔面6a，如第6圖所示，是可以與注嘴結構體的內孔面5a設成相同面高。藉此，可以消弭位在內孔套筒6的上端部及下端部之內孔面的級差部。
如第7圖所示，亦可以只在內孔套筒6的下端部設成沒有內孔面的級差部。在此下端部的級差部，亦會有成為在該部分產生渦流等之熔鋼流動紊亂的基始點之情形。在如此之情形時，即使只在內孔套筒6的下端部設成沒有內孔面的級差部，亦可以抑制熔鋼流動紊亂的產生。又，藉由將內孔套筒6的下端部設成與注嘴結構體的內孔面5a相同直徑(相同面高)，亦可以防止內孔套筒6往下方掉落或偏移。又，為了防止內孔套筒6往下方掉落或偏移，亦可以在內孔套筒6的下端部正下方附近之注嘴結構體的內孔面5a具備突狀部或者傾斜部。
如第8圖所示地，可以在內孔套筒6的外周，設置一個或是複數個非連續的凹部6b、或是連續的溝槽部6c。例如，在第9圖的例子中，是在內孔套筒6之外周的一部分將凹部6b分成4處來設置，在第10圖的例子中，是在內孔套筒6之外周的一部分設置1條朝圓周
方向連續的溝槽部6c。此等的凹部6b或是溝槽部6c，是設置在與注嘴結構體本體的接縫部相對應之水平位置之內孔套筒6的外周。其理由如下。首先，在緊急時或是為了更換注嘴結構體之耐火物構件(部件)的一部分等，例如，如第11圖所示地在浸漬注嘴4之上端的接合面位置將浸漬注嘴4予以卸下的情形下，於內側設置有內孔套筒6時則內孔套筒6有可能在不規則的位置處以複雜的形態被破壞、或是有破壞本身難以施行的可能性。在此，如前述般地在與注嘴結構體本體的接縫部相對應之水平位置(以第11圖之情形是相當於浸漬注嘴4之上端部的水平位置)之內孔套筒6的外周設置凹部6b或是溝槽部6c，藉此可以易於破壞內孔套筒6、或是更進一步可以從所期望的預定位置以高精度方式予以破壞(請參照第12圖)。
又，上述之所謂「緊急時」，是指擋塊控制有異狀發生，造成在擋塊以外的處所閉塞注嘴而停止熔鋼流動之情形，例如可舉出：注嘴結構體的一部分變得能夠滑動，內孔套筒受到該滑動的影響而在其滑動部折斷分離之情形等。又，上述之所謂「為了更換注嘴結構體之耐火物構件(部件)的一部分」，例如可舉出：機械性地施加將浸漬注嘴朝水平方向滑動橫移的荷重來拆卸浸漬注嘴、或是施加朝斜下方的荷重來破壞內孔套筒而拆卸浸漬注嘴，然後再次將另一浸漬注嘴朝水平方向滑動橫移、或是從下方安裝之情形。此等之任一種情形，皆是以容易進行
且凹凸較少的高精度方式破壞內孔套筒為佳。
此等凹部6b或是溝槽部6c，是以相對較多地配置在：從上述注嘴結構體本體的接縫部至下方的注嘴的滑動方向或是至用以拆解去除之加壓方向之前後的任一方或是雙方的面上為佳。此乃由於其滑動方向或是加壓方向的外周將成為應力的基始點。
又，內孔套筒6是以夾介灰泥(mortar；又稱水泥砂漿)等之接著材料來設置在注嘴結構體的內孔面為佳。藉由設置內孔套筒6雖可減輕吸入氣體的危險性，不過在不使用接著材料的情況時，就必須要有足以將接合面的面精度提高到氣體不會通過之程度等的對策。此點從成本面來說並不實際。
接著劑(灰泥)只要是可以對應注嘴結構體的組成，又不會使該等產生熔融之材料等，一般被使用在注嘴結構體用之材料者即可而並無特別地限制。又，本發明者們在經驗上的睿智得知，例如，只要是大約1000℃~1400℃左右的熱處理後，其表觀氣孔率大約在30%以下的灰泥的話，氣體等就不會通過至內孔。
另一方面，在內孔套筒6之內孔面中氧化鋁等非金屬介在物或是鋼爐料的附著乃至於成長，是會在鑄造中造成熔鋼流動的紊亂或是鑄造速度降低等之運轉面上對鋼品質或者生產性有不良的影響。再者，在進行以浸漬注嘴為首之注嘴的解體或是拆卸時會變得困難。在此，成為內孔套筒6的耐火物，是藉由使其難附著性以比注嘴結
構體本體之耐火物的難附著性更高的材料來實施，而可以減輕氧化鋁等介在物對內孔面的附著，且進一步地可以減輕鋼爐料的附著乃至於成長。作為難附著性較高之材料者，例如可以舉出含有並調整成：CaO成分大約15質量%以上、其他殘餘部中含有MgO、ZrO2、碳等之耐火成分、CaO/MgO質量比為0.1以上、1.5以下的耐火物，且可與其他的熔鋼或是與熔鋼中的成分反應來使表面滑溜的化學成份之材料、或是可提高表面之平滑度的材料等。
又，在以上的實施形態中，雖是以用以從盛鋼桶對鑄模排出熔鋼的注嘴結構體為例進行了說明，但本發明的適用範圍並非僅限定於盛鋼桶用，亦可以適用在熔鋼排出用之其他的注嘴結構體。
1‧‧‧上注嘴
2a‧‧‧上板
2b‧‧‧中板
2c‧‧‧下板
3‧‧‧下注嘴
4‧‧‧浸漬注嘴
5‧‧‧內孔
6‧‧‧內孔套筒
7‧‧‧擋塊
Claims (7)
- 一種注嘴結構體，是具備一處或是複數處用以將熔鋼排出路徑分割地接合於上下方向上的接縫部之熔鋼排出用的注嘴結構體，其特徵為：由耐火物所成的內孔套筒，是於上下方向上以跨過至少一處上述接縫部之方式設置於該注嘴結構體的內孔面。
- 如申請專利範圍第1項的注嘴結構體，其中，上述內孔套筒是夾介接著材料而設置於上述內孔面。
- 如申請專利範圍第1或2項所述的注嘴結構體，其中，上述內孔套筒之內孔側的上端部，為曲面或是傾斜面。
- 如申請專利範圍第1或2項所述的注嘴結構體，其中，在與上述一個或是複數個接縫部對應之水平位置上的上述內孔套筒的外周，設置有一個或是複數個非連續的凹部或是連續的溝槽部。
- 如申請專利範圍第4項的注嘴結構體，其中，上述一個或是複數個非連續的凹部或是連續的溝槽部，是相對較多地配置在：從上述接縫部至下方的注嘴的滑動方向或是至用以拆解除去之加壓方向之前後的任一方或是雙方的面。
- 如申請專利範圍第1或2項所述的注嘴結構體，其中，成為上述內孔套筒的耐火物，其難附著性是比注嘴結構體本體的耐火物還高。
- 如申請專利範圍第6項的注嘴結構體，其中，上述內孔套筒，是由：CaO成分大約15質量%以上、殘餘部中含有MgO、CaO/MgO質量比為0.1以上、1.5以下的耐火物所組成。
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