TWI655039B - Sliding mouth - Google Patents

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瓦田幸司
谷康平
及川雅史
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日商黑崎播磨股份有限公司
日商新日鐵住金股份有限公司
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Abstract

在具備上板、伴隨滑動動作的中間板及下板這3片板之滑動嘴，為了抑制在板的內孔壁面上之金屬氧化物等的附著堆積。
在中間板(2)之滑動方向閉側的內孔壁面設置朝向下方使內孔縮小的傾斜部(2a)，在中間板(2)之滑動方向開側的內孔壁面上部設置朝向下方使內孔縮小的傾斜部(2b)，且在滑動方向開側的內孔壁面下部設置朝向下方使內孔擴大的傾斜部(2c)。

Description

滑動嘴
[0001] 本發明是關於熔鋼流量控制用的滑動嘴。在本發明的「滑動嘴」是指在滑動嘴裝置中之包含上嘴、上板、中間板及下板之構造體，該滑動嘴裝置是藉由板的滑動所致之開閉動作來進行熔鋼容器內之熔鋼排出的開始、流速調整、停止。
[0002] 當從盛桶往喂槽(tundish)、或是從喂槽往鑄模將熔鋼排出時，是在盛桶或喂槽的底部設置具有熔鋼流量控制功能的滑動嘴，藉此進行被排出的熔鋼之流量控制。 　　[0003] 在被排出的熔鋼中有金屬氧化物存在，特別在從喂槽往鑄模將熔鋼排出時，於熔鋼排出中該金屬氧化物會附著並堆積於滑動嘴的內孔壁面。特別是使用鋁作為脫氧材之鋁脫氧鋼、含有La(鑭)、Ce(鈰)等的稀有金屬之不鏽鋼等，是屬於容易讓該金屬氧化物附著堆積的鋼種。 　　[0004] 滑動嘴，因為是藉由調整複數片板之內孔的開度來進行熔鋼的流量控制，在此部分流動形態的變化較大，在板之內孔壁面更容易讓金屬氧化物或基底金屬(以下稱為「金屬氧化物等」)附著堆積。隨著金屬氧化物等的附著堆積進展，滑動嘴會阻塞而變得無法進行熔鋼的排出。此外，流動形態的變動、熔鋼排出速度的變動，也容易對鋼的品質造成不良的影響。 　　[0005] 作為與該附著堆積乃至阻塞有關之板的構造面上的對策，例如在專利文獻1揭示的滑動嘴，是由上板、滑動板(伴隨滑動動作的中間板)及下板之3片板所構成的滑動嘴，滑動板內孔面之至少朝向閉止方向之面，係具有從上部到下部呈錐狀的漸寬形狀。 　　此外，在專利文獻2揭示的滑動嘴，滑動板(伴隨滑動動作的中間板)之內孔的閉側內壁設置具有往下方擴徑的角度之缺口部，且在與前述缺口部相對之下板之內孔的內壁設置具有往下方縮徑的角度之缺口部。 　　[0006] 　　[專利文獻1] 日本特開2002-336957號公報 　　[專利文獻2] 日本實願昭53-15048號(日本實開昭 54-120527號)之微縮片
[發明所欲解決之問題] 　　[0007] 在前述專利文獻1的情況，在滑動板內孔面之至少朝向閉止方向的面上之金屬氧化物等的附著，在內孔面全體中雖稍變少，但如專利文獻1所示般，在其對向面側(位於滑動板的上下板間之空間部分)上的附著並不會減少。又在專利文獻1的滑動嘴，在位於滑動板上的段差部分(上板的內孔面)也會有金屬氧化物等的大量堆積。
在前述專利文獻2的情況，除了具備與設置於專利文獻1的滑動板內孔面之從上部到下部呈錐狀的漸寬形狀同樣的缺口部以外，在與其相對之下板的內孔壁面還具備有往下方縮徑的缺口部，但在位於滑動板上的段差部分、位於滑動板的上下板間之空間部分(特別是上側)會有金屬氧化物等大量堆積。再者，在專利文獻2的滑動嘴，在滑動板開側下方之熔鋼流的紊亂變大，並無法解決在上板或下板的內孔壁面上之附著堆積現象。
本發明所欲解決的課題，是在具備上板、伴隨滑動動作的中間板及下板這3片板的滑動嘴中，為了抑制在板的內孔壁面上之金屬氧化物等的附著堆積，特別是抑制在中間板及下板的內孔壁面上之金屬氧化物等的附著堆積。
本發明的要旨係以下(1)至(5)的滑動嘴。
(1)一種滑動嘴，係具備上板、伴隨滑動動作的中間板及下板這3片板之熔鋼流量控制用滑動嘴，前述中間板，是在滑動方向閉側之內孔壁面具有朝向下方使內孔縮小的傾斜部，且在滑動方向開側之內孔壁面上部具有朝向下方使內孔縮小的傾斜部，在滑動方向開側之內孔壁面下部具有朝向下方使內孔擴大的傾斜部。
(2)在(1)的滑動嘴中，前述下板是在滑動方向閉側之 內孔壁面具有朝向下方使內孔縮小的傾斜部。
(3)在(1)或(2)的滑動嘴中，在前述中間板和前述上板接觸的部分之滑動方向的內孔尺寸，是前述中間板的內孔尺寸≧前述上板的內孔尺寸；且在前述下板和前述中間板接觸的部分之滑動方向的內孔尺寸，是前述下板的內孔尺寸≧前述中間板的內孔尺寸。
(4)在(1)至(3)任一個滑動嘴中，前述上板之內孔中心軸(以下稱為「上部內孔中心軸」)和前述下板之內孔中心軸(以下稱為「下部內孔中心軸」)不在同一軸上，且前述下部內孔中心軸位於比前述上部內孔中心軸更靠滑動方向閉側。
(5)在(1)至(4)任一個滑動嘴中，在前述上板及於該上板的上方之上嘴的至少一方之內孔的一部分，裝設用於將氣體吹入內孔內之耐火物構件。
在此，「滑動方向開側」是指中間板將滑動嘴開啟之滑動方向側，「滑動方向閉側」是指中間板將滑動嘴閉合之滑動方向側。
依據本發明，可抑制在滑動嘴的板、特別是中間板和下板的內孔壁面上之金屬氧化物等的附著堆積乃至內孔的阻塞。此外，還能抑制在中間板的內孔內之熔鋼殘留。
[0014] 參照圖1說明本發明的實施形態，設置於中間板2之滑動方向閉側的內孔壁面之傾斜部2a，只要相對於未設置傾斜部的情況以可將熔鋼的流動形態、具體而言為其方向改變的程度存在，即可獲得在內孔壁面上之金屬氧化物等的附著減輕效果。亦即，傾斜部2a之縱方向的長度只要是可產生熔鋼之流動形態變動的程度，不論是中間板厚度的一部分或是全部皆可。但當在內孔下端部產生銳角部分時，有在該部分的損傷變大的疑慮，根據經驗，較佳為在下端部設置至少約5mm左右之與內孔中心軸平行的部分。 　　傾斜部2a的角度也同樣只要是可產生熔鋼之流動形態變動的程度即可。但角度越大則在上部之滑動方向側的內孔長度越大，當過大時有對熔鋼流控制等造成阻礙的疑慮。於是，傾斜部2a的角度，能以按照鑄造速度等的個別作業條件所設定之內孔長度為基準，而基於其與在上端的滑動方向側之內孔長度的相對關係進行最佳化。 　　[0015] 設置於中間板2之滑動方向開側的內孔壁面上部之傾斜部(以下稱為「上方傾斜部」)2b，是與前述滑動方向閉側之傾斜部2a同樣的，只要相對於未設置傾斜部的情況以可將熔鋼的流動形態、具體而言為其方向改變的程度之長度、角度存在即可。 　　[0016] 設置於中間板2之滑動方向開側的內孔壁面下部之傾斜部(以下稱為「下方傾斜部」)2c較佳為設置成，儘量縮小在其和下板3之滑動方向開側的內孔上端部之間所產生的沿滑動方向之水平的段差部。 　　上方傾斜部2b和下方傾斜部2c之間(邊界部分)，雖可以是直線和直線的交叉，但為了使熔鋼的流動更均一，較佳為其中央剖面成為平滑曲線(曲面)。 　　而且，上方傾斜部2b及下方傾斜部2c之縱方向的長度和角度，能以成為上述各自的較佳形態的方式考慮彼此的均衝而決定，上方傾斜部2b及下方傾斜部2c之長度比宜在上方傾斜部1:下方傾斜部1~上方傾斜部4:下方傾斜部1左右的範圍，且關於角度，宜基於上板1之滑動方向開側的內孔下端部及下板3之滑動方向開側的內孔上端部的關係，以儘量將段差縮小且不致對滑動所進行的熔鋼流控制造成阻礙的範圍來決定。 　　[0017] 設置於下板3之滑動方向閉側的內孔壁面之傾斜部3a，是與中間板2之滑動方向閉側的傾斜部2a同樣的，其縱方向的長度、角度只要是可產生熔鋼的流動形態變動的程度即可。此外，較佳為設置成，將在其和中間板2之間所產生之沿滑動方向之水平的段差部儘量縮小。但當在下板3之內孔下端部產生銳角部分時，有在該部分的損傷變大的疑慮，根據經驗，較佳為在該內孔下端部設置至少約5mm左右之與內孔中心軸平行的部分。 　　[0018] 上板1的內孔形狀，可為縱向的圓筒狀或從上方朝向下方縮小的圓錐形，或是圓筒或圓錐成為滑動方向側的長度比其垂直方向的長度更長的扁平狀亦可。 　　[0019] 為了抑制熔鋼流的紊亂及附著乃至堆積，更佳為將在中間板上面及下板上面所產生之段差部分的長度儘量縮小。段差部分越大則熔鋼的滯留部分越增加，在該滯留部分容易使附著堆積進展。亦即，各板之滑動方向的內孔尺寸較佳為，位於下方的板比位於上方的板相對較大，換言之，在中間板和上板接觸的部分之滑動方向的內孔尺寸是中間板的內孔尺寸2U≧上板的內孔尺寸1L，在下板和中間板接觸的部分之滑動方向的內孔尺寸是下板的內孔尺寸3U≧中間板的內孔尺寸2L。 　　[0020] 此外更佳為，上板1之內孔中心軸(以下稱為「上部內孔中心軸」)5和下板之內孔中心軸(以下稱為「下部內孔中心軸」)6不在同一軸上，且下部內孔中心軸6位於比上部內孔中心軸5更靠滑動方向閉側(圖7及圖8的例子)。藉此，在以一定的速度(在一定的縮孔狀態下之滑動嘴的開度)進行鑄造的期間，能讓熔鋼流更順利地流下，而能進一步減輕金屬氧化物等的附著堆積。 　　[0021] 此外，可在上板1及上嘴7之至少一方之內孔的一部分裝設用於將氣體吹入內孔內之耐火物構件1G、7G。在上板1及上嘴7之至少一方之內孔將氣體吹入，可發揮讓金屬氧化物等上浮的效果等，因此具有金屬氧化物等的附著堆積減輕效果。 [實施例] 　　[0022] 以下說明實施例。在以下的實施例A、實施例B中之熔鋼的流動形態，是從根據模擬所獲得的認知中選取主要的流動形態進行圖示，附著堆積等的狀況，則是圖示出觀察實際作業之使用完畢物品的代表性形態。此外，所圖示之板的狀態，是假想成在大致一定的澆注速度、亦即所設定的鑄造速度下之中間板的開啟狀態。此外，在實際作業中，是將用於將氣體吹入內孔內之耐火物構件裝設於上嘴及上板雙方。 　　[0023] ＜實施例A＞ 　　實施例A，是在構成為使上板之內孔中心軸和下板之內孔中心軸位於同軸上之滑動嘴，確認在內孔之熔鋼的流動形態、內孔壁面上之金屬氧化物等的附著堆積等的狀況。 　　[0024] 實際作業的鋼種是含有0.1質量%以下的La及0.1質量%以下的Ce等的稀有金屬之不鏽鋼，採用1t/min.以下的鑄造速度。關於這些，在實施例B也是同樣的。 　　[0025] 圖3(a)~圖5(a)係顯示構造和在內孔之熔鋼的流動形態之示意圖，圖3(b)~圖5(b)係顯示在內孔壁面上之金屬氧化物等的附著、堆積等的狀況之示意圖，將前述圖3(b)~圖5(b)之附著、堆積等的狀況用其最大厚度表示之相對關係(將圖3(比較例1)的最大厚度設為100之指數)顯示於圖9。 　　[0026] 圖3係顯示各板的內孔具有同一直徑(45mmf)之圓柱狀的比較例1(習知技術)。 　　圖4顯示僅在中間板形成有傾斜部之實施例1，中間板之上端之滑動方向的內孔的長度為60mm，下端之滑動方向的內孔的長度為55mm，與滑動方向垂直的方向之內孔的長度為50mm，內孔壁面呈平滑的曲面形狀，上板和下板的內孔徑為45mmf。中間板之滑動方向開側的上方傾斜部及下方傾斜部之縱方向的長度分別為13mm，其間之凸狀部之縱方向的長度為10mm。
圖5係顯示實施例2，除了在圖4(實施例1)的上板及中間板以外，在下板之滑動方向閉側也形成有傾斜部，下板上端之中間板滑動方向之內孔的長度為60mm。
在圖3所示的比較例1，在被上板和下板夾住之中間板的內孔空間、及在前述滑動方向開側之下板上端部以及浸漬嘴8，產生了熔鋼的滯留部分(圖3(a))。而且，在中間板內孔的前述空間、以及在下板和浸漬嘴8之滑動方向開側的內孔壁面，金屬氧化物等之附著乃至堆積大量發生(圖3(b)、圖9)。
相對於此，在圖4所示的實施例1，在中間板的前述空間部分產生朝向下方的熔鋼流，利用朝向下方縮小的傾斜部還產生朝向上方的流動，藉此可減輕在該中間板內孔空間之熔鋼的滯留狀態。再者，在上板下端之在滑動方向開側之和中間板的內孔段差部所產生之滯留部分，利用上方傾斜部的存在而減少。此外，在滑動方向開側之下板上端部分和中間板之間，可在比較例1看到之具有90度的角度之空間，在實施例1中藉由下方傾斜部的存在變成平滑的曲面，因此在此部分也能減少熔鋼的滯留(圖4(a))。藉此，可減輕在中間板的前述空間、下板和浸漬嘴之滑動方向開側的內孔壁面上之金屬氧化物等的附著程度(圖4(b)、圖9)。
又在圖5所示的實施例2，在前述實施例1之中間板內孔空間之下方向側的流動被進一步促進，可進一步 減輕在該中間板內孔空間之熔鋼的滯留狀態(圖5(a))。藉此，相較於實施例1，可進一步減輕在中間板之前述空間及下板和浸漬嘴之滑動方向開側的內孔壁面上之金屬氧化物等的附著程度(圖5(b)、圖9)。
<實施例B>
實施例B，是在構成為上板之內孔中心軸和下板之內孔中心軸不在同軸上，使下板之內孔中心軸朝滑動方向閉側偏移10mm之滑動嘴，確認在內孔之熔鋼的流動形態和內孔壁面上之金屬氧化物等的附著、堆積等的狀況。
圖6(a)~圖8(a)係顯示構造和在內孔之熔鋼的流動形態之示意圖，圖6(b)~圖8(b)係顯示在內孔壁面上之金屬氧化物等的附著、堆積等的狀況之示意圖，將前述圖6(b)~圖8(b)之附著、堆積等的狀況用其最大厚度表示之相對關係顯示於圖9。
在圖6所示之比較例2，在被上板和下板夾住之中間板的內孔空間、及在滑動方向開側之下板上端部以及浸漬嘴，產生了熔鋼的滯留部分。但在比較例2，相較於前述比較例1的情況，在中間板的前述空間部分朝向下方之熔鋼流增加，在下板及浸漬嘴之滑動方向開側的內孔壁面上之熔鋼接觸可看出減少的傾向(圖6(a))。根據這些結果，在中間板內孔之前述空間、特別是在下板及浸漬嘴之滑動方向開側的內孔壁面上之金屬氧化物等的附著乃至堆積，相較於比較例1變得減輕(圖6(b)、圖9)。
在實施例3(圖7(a)、(b))、實施例4(圖8(a)、(b))，是與比較例2相較於比較例1有所改善同樣的，實施例3相較於實施例1有改善且實施例4相較於實施例2有改善。特別是在下板及浸漬嘴之在滑動方向開側之內孔壁面上的金屬氧化物等的附著乃至堆積，實施例3是比實施例1減輕且實施例4比實施例2減輕(圖7(b)、圖8(b)、圖9)。
1‧‧‧上板
1G‧‧‧裝設於上板內孔之用於將氣體吹入的耐火物構件
1L‧‧‧上板下端之中間板滑動方向的內孔尺寸
2‧‧‧中間板
2a‧‧‧傾斜部
2b‧‧‧上方傾斜部
2c‧‧‧下方傾斜部
2U‧‧‧中間板上端之中間板滑動方向的內孔尺寸
2L‧‧‧中間板下端之中間板滑動方向的內孔尺寸
3‧‧‧下板
3a‧‧‧傾斜部
3U‧‧‧下板上端之中間板滑動方向的內孔尺寸
4‧‧‧內孔
5‧‧‧上板之內孔中心軸
6‧‧‧下板之內孔中心軸
7‧‧‧上嘴
7G‧‧‧裝設於上嘴內孔之用於將氣體吹入的耐火物構件
8‧‧‧浸漬嘴
10‧‧‧滑動嘴
[0013] 　　圖1係本發明的滑動嘴的一例之示意圖。縱中心軸的左側顯示未裝設用於將氣體吹入內孔內之耐火物構件的情況，縱中心軸的右側顯示用於將氣體吹入內孔內之耐火物構件裝設於上嘴及上板雙方的情況。 　　圖2係習知的滑動嘴的一例之示意圖。縱中心軸的左側顯示未裝設用於將氣體吹入內孔內之耐火物構件的情況，縱中心軸的右側顯示用於將氣體吹入內孔內之耐火物構件裝設於上嘴及上板雙方的情況。 　　圖3(a)係顯示上板及上嘴之內孔中心軸和下板之內孔中心軸位於同軸上之習知滑動嘴之熔鋼往內孔的流動形態之示意圖。圖3(b)係顯示在圖3(a)的習知滑動嘴構造之內孔上的金屬氧化物等的附著狀況之示意圖。 　　圖4(a)係顯示本發明的滑動嘴的一例之熔鋼往內孔的流動形態之示意圖，在本例，上板及上嘴之內孔中心軸和下板之內孔中心軸位於同軸上且在中間板的內孔壁面具有傾斜部。圖4(b)係顯示在圖4(a)的本發明的滑動嘴構造之內孔上的金屬氧化物等的附著狀況之示意圖。 　　圖5(a)係顯示本發明的滑動嘴的一例之熔鋼往內孔的流動形態之示意圖，在本例，上板及上嘴之內孔中心軸和下板之內孔中心軸位於同軸上且在中間板及下板的內孔壁面具有傾斜部。圖5(b)係顯示在圖5(a)的本發明的滑動嘴構造之內孔上的金屬氧化物等的附著狀況之示意圖。 　　圖6(a)係顯示上板及上嘴之內孔中心軸和下板之內孔中心軸不在同軸上之習知滑動嘴之熔鋼往內孔的流動形態之示意圖。圖6(b)係顯示在圖6(a)的習知滑動嘴構造之內孔上的金屬氧化物等的附著狀況之示意圖。 　　圖7(a)係顯示本發明的滑動嘴的一例之熔鋼往內孔的流動形態之示意圖，在本例，上板及上嘴之內孔中心軸和下板之內孔中心軸不在同軸上且在中間板的內孔壁面具有傾斜部。圖7(b)係顯示在圖7(a)的本發明的滑動嘴構造之內孔上的金屬氧化物等的附著狀況之示意圖。 　　圖8(a)係顯示本發明的滑動嘴的一例之熔鋼往內孔的流動形態之示意圖，在本例，上板及上嘴之內孔中心軸和下板之內孔中心軸不在同軸上且在中間板及下板的內孔壁面具有傾斜部。圖8(b)係顯示在圖8(a)的本發明的滑動嘴構造之內孔上的金屬氧化物等的附著狀況之示意圖。 　　圖9係將在圖3(b)至圖8(b)所示的中間板、下板及浸漬嘴的內孔上之金屬氧化物等的附著狀況用其最大厚度指數表示的圖。

Claims (5)

  1. 一種滑動嘴，係具備上板、伴隨滑動動作的中間板及下板這3片板之熔鋼流量控制用滑動嘴，前述中間板，是在滑動方向閉側之內孔壁面具有朝向下方使內孔縮小的傾斜部，且在滑動方向開側之內孔壁面上部具有朝向下方使內孔縮小的傾斜部，在滑動方向開側之內孔壁面下部具有朝向下方使內孔擴大的傾斜部。
  2. 如申請專利範圍第1項之滑動嘴，其中，前述下板是在滑動方向閉側之內孔壁面具有朝向下方使內孔縮小的傾斜部。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之滑動嘴，其中，在前述中間板和前述上板接觸的部分之滑動方向的內孔尺寸，是前述中間板的內孔尺寸≧前述上板的內孔尺寸；且在前述下板和前述中間板接觸的部分之滑動方向的內孔尺寸，是前述下板的內孔尺寸≧前述中間板的內孔尺寸。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之滑動嘴，其中，前述上板之內孔中心軸(以下稱為「上部內孔中心軸」)和前述下板之內孔中心軸(以下稱為「下部內孔中心軸」)不在同一軸上，且前述下部內孔中心軸位於比前述上部內孔中心軸更靠滑動方向閉側。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之滑動嘴，其中，在前述上板及於該上板的上方之上嘴的至少一方之內孔的一部分，裝設用於將氣體吹入內孔內之耐火物構件。
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