WO1999022893A1

WO1999022893A1 - Dispositif permettant de reguler la quantite de coulee de metal en fusion et plaque coulissante utilisee pour ce faire

Info

Publication number: WO1999022893A1
Application number: PCT/JP1998/001865
Authority: WO
Inventors: Hironori Yamamoto; Masahiro Tsuru
Original assignee: Nkk Corporation; Nippon Rotary Nozzle Co., Ltd.; Kokan Kikai Kogyo Kabushiki Kaisha; Tokyo Yogyo Kabushiki Kaisha
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1998-04-23
Publication date: 1999-05-14
Also published as: DE69832194D1; EP1029618A1; CN1172761C; JPH11138243A; CN1282281A; EP1029618B1; JP3247941B2; EP1029618A4; DE69832194T2; TW418141B; US6382477B1

Description

明細書溶融金属の注湯量制御装置及びそれに使用する摺動プレート技術分野

本発明は、取鍋やタンディッシュのような溶融金属容器の底部に取付けられ、摺動プレートを摺動させて固定プレートとのノズル孔の開度を調節し、溶融金属の注湯量を制御する溶融金属の注湯量制御装置に関するものである。背景技術

溶融金属の注湯量制御装置は、通常、ノズル孔を有し、取鍋等に固定された基盤に着脱可能に取付けられた耐火物からなる固定プレートと、ノズル孔を有し、スライドフレームに着脱可能に取付けられた耐火物からなる摺動プレートとを備え、スライドフレームを基盤に沿って摺動させることにより、固定プレートのノズル孔と摺動プレートのノズル孔との開度を調節し、溶融金属の注湯量を制御するようにしたものである。

このような溶融金属の注湯量制御装置におけるスライドフレームの摺動方式としては、メタル摺動方式とローラ摺動方式とがある。

メタル摺動方式の例として、特公昭 4 8 - 4 6 9 7号、特公平 7— 7 5 7 7 1 号、特開平 7— 1 6 4 1 3 4号公報に記載された発明がある。

このメタル摺動方式は、固定プレートと摺動プレートの摺動面及びスライドフレームとガイド部材の摺動面に潤滑剤を塗布し、スライドフレームを介して摺動プレートを固定プレートに圧着して溶融金属の漏洩を防止しており、ノズル孔の開度を調節するためにスライドフレームを摺動させるにあたっては、固定プレートと摺動プレートの摺動面に発生する摩擦力と、スライドフレームとそのガイド部材との摺動面に発生する摩擦力とを合計した摩擦力以上の駆動力が必要であるこの場合、特に、金属材料からなるスライドフレームとガイド部材との間に発生する摩擦力が大きいため、スライドフレームの駆動にあたっては、高出力の駆動手段（通常、油圧シリンダが使用されている）が必要であり、また、高負荷に耐えうる十分な強度としなければならない。

また、スライドフレームとそのガイド部材は摩耗するため、例えば 500ヒ一ト前後で取り替える必要が生じ、このため、分解整備費、部品費などのメンテナンス費用が増加し、その上、溶融金属のチャージごとに、固定プレートと摺動プレートの摺動面及びスライドフレームとガイド部材の摺動面に潤滑剤を塗布しなければならないので、面倒である。

しかし、メタル摺動方式においては、スライドフレームが摺動しても、常時、固定プレートのノズル孔と摺動プレートのノズル孔の下方にばねによる力の作用点が存在するため、最も重要なノズル孔周辺の押付け力が確保されるという利点があり、これが現在まで広く使用されている要因となっている。

もう一方のローラ摺動方式は、上述のメタル摺動方式における摩擦力の問題を解決するために開発されたもので、例えば、特公昭 62— 588 16号、特公平 1 -38592号公報に記載された発明がある。

前者の発明は、図 12に模式的に示すように、ガイド部材 106に位置固定のローラ 107 a, 107bを設け、このローラ 107 a， 107 b上に摺動プレート 103を有するスライドフレーム 105を設置し、ケ一シングカバー 109 とガイド部材 106との間に介装したばね 108により、摺動プレート 103を固定プレート 101に圧着したものである（以下、固定ローラ方式という）。また、後者の発明は、図 13に模式的に示すように、スライドフレーム 105 にローラ 107 a, 107 bを設けてこれをガイド部材（レール） 106上に設置し、ばね 108により摺動プレート 103を固定プレート 10 1に圧着したものである（以下、移動口一ラ方式という）。

このようなローラ摺動方式は、ローラを使用することにより摺動プレートを摺動させる際の摩擦力を軽減することができ、また、装置の価格及びメンテナンス費用の低減を図ることができる。

上記のような口一ラ摺動方式において、固定ローラ方式は、図 12 (a) に示すように、ノズル孔 102， 104の全開時においては、ローラ 107 a， 1 0 7bによる固定プレート 101のノズル孔 102の周辺への摺動プレート 103 の押付け力は均等に作用し、ノズル孔 102と 104の周辺は密着しており、固定プレート 10 1と摺動プレート 103の間に溶融金属が侵入する恐れはない。

しかしながら、ローラ 107 a， 107 bの位置は一定のため、スライドフレ —ム 105がノズル孔 102, 104の閉方向（矢印方向）に移動するにしたがつて、図 12 (b) に示すように、摺動プレート 103のノズル孔 104の周辺に対するローラ 107 a， 107 bの作用点が移動し、ノズル孔 104の周辺に加わる押付け力が不安定になる。さらに、ノズル孔 102， 104の全閉位置では、図 12 (c) に示すように、ノズル孔 104はローラ 107 a, 107 bの作用点から完全に離れてしまい、ノズル孔 104の周辺の押付け力が低下する。このような状態では、ノズル穴 102から固定プレート 101と摺動プレート 103の間に溶融金属が侵入し易く、侵入した溶融金属が凝固すると、ばね 10 8による摺動プレート 103の圧着が不可能になり、両者の間から溶融金属が漏れるいわゆる湯漏れが発生する。

一方、移動ローラ方式においては、固定ローラ方式の場合とは逆に、図 13 ( a) に示すように、摺動プレート 103のノズル孔 104の周辺における押付け力は安定しているものの、固定プレート 101のノズル孔 102の周辺における押付け力が、図 13 (b) , (c) に示すように、スライドフレーム 105が閉方向（矢印方向）に移動するにしたがって低下するため、固定ロール方式の場合と同様の問題が生じる。

このような固定ローラ方式及び移動ローラ方式においても、ローラ 107 a, 107 b間の距離を大きくすれば、ノズル孔 102, 104の全開から全閉の全域に亘つてノズル孔 102, 104周辺の押付け力を確保することができるが、その場合には、当然のことながらスライドフレーム 105、ガイド部材 106及びケーシングカバ一 109の長さを延長しなければならないので、結果として装置が著しく長くなり、コストの増大を招くばかりでなく、溶融金属容器の底部に装着できないことがある。

また、ローラ 107 a， 107 b自体は小型にせざるを得ないため、これを支持する軸の寿命が短く、時々交換しなければならないので、メンテナンス費用の十分な節減を達成することができない。さらに、前述の特公昭 62 - 588 1 6 号公報に記載された発明ではレバー等の、また、特公平 1一 3 8 5 9 2号公報に記載された発明では間欠レール等の複雑な部品を必要とするため、装置自体の価格低減も期待できない。

このようなことから、口一ラ摺動方式による溶融金属の注湯量制御装置は、スライドフレームの摺動抵抗が小さいという技術的な優位性を有するにも拘らず、スライドフレームの摺動方式としては主流になり得ないのが現状である。

従って、本発明の第 1の目的は、上記の課題を解決すること、すなわち、スラィドフレームの摺動抵抗が小さく、ノズル孔周辺の押付け力が安定して湯漏れなどのトラブルが発生する恐れもなく、その上構造が簡単で製造コスト及びメンテナンス費用の低い溶融金属の注湯量制御装置を得ることである。

一方、上記注湯量制御装置に従来用いられてきた摺動プレートの例を示す。第 1の例は、図 1 8の平面図及び図 1 9の側断面図に示される角形形状のプレート 1 1 1であり、第 2の例は、図 2 0の平面図及び図 2 1の側断面図に示される楕円形状のプレート 1 1 3である。なお、 1 1 2、 1 1 4は、それそれのプレートのノズル孔である。使用に際しては、これらのプレートを 2枚重ねて用い、一方を摺動プレートとしてスライドさせてノズル孔の開閉を制御して、溶鋼の流量を調整する。

過去の長年の操業経験から、溶鋼漏れは、そのほとんどがノズルの開位置で発生し、ノズルの閉位置では殆ど起こらない。これは、開位置では、溶鋼の通過流量をコントロールする機能が必要であるのに対して、閉位置では、単に溶鋼の流れを停止するだけの機能があればよいためである。

しかしながら、従来は、ノズル孔の開位置ゃ閉位置における形状が、その機能性と経済性を考慮して、充分合理的に決定されていたわけではなかった。

摺動プレートは、高温の溶鋼等の通過により溶損するので、使用しすぎると溶鋼等が漏洩するおそれがあるため、数チャージごとに交換しており、消耗品的に取扱われている。しかしながら、この摺動プレートは高価なレンガ等の耐火物からなっているため、そのランニングコストが高額になり、従って、コストダウンを阻害する要因となっていた。

従って、本発明の第 2の目的は、この問題に鑑み、摺動プレートを、溶鋼漏れを起こさない範囲で経済的な形状に形成して単価の低減を図り、長期的にコストの大幅削減を図ることである。発明の開示

( 1 ) 本発明に係る溶融金属の注湯量制御装置は、スライドフレームの駆動手段を備え、ノズル孔を有する固定プレートが取付けられて溶融金属容器に装着される基盤と、該基盤にヒンジを介して開閉可能に取付けられたフレームと、ノズル孔を有する摺動プレートが取付けられて前記フレーム内に水平方向に摺動可能に収容され、前記フレームとの間に介装されたばねにより摺動プレートが固定プレートに圧着されたスライドフレームとからなり、前記摺動プレートの両側において前記スライドフレームとばねとの間に、直線状に配設された複数の鋼球からなるガイド装置を配設したものである。

この構成によれば、スライドフレームの摺動抵抗が小さく、その駆動手段を小型化することができる。また、ノズル孔周辺の押付け力が安定して湯漏れなどが生ずるおそれがなく、その上構造が簡単でメンテナンス費用を低減することができる。

( 2 ) また、上記（ 1 ) のガイド装置を、直線状に複数の穴が設けられ鋼球が上下を露出して前記穴にそれぞれ回転可能に収容されたリテーナと、下面にガイド溝を有しスライドフレームの下面に固定された上レースと、上面にガイド溝を有し、ガイドフレームとフレームとの間において複数のばね上に上下動可能に配設されたばね受けに固定された下レースとからなり、前記リテ一ナを上レースと下レースとの間に挾持して構成したものである。

これによれば、隣接する鋼球が接触して転動を阻害することがなく、スライドフレームを円滑に摺動させることができる。また、ばねによる摺動プレートの押付け力を、スライドフレームの位置に関係なく安定化することができる。

( 3 ) さらに、上記（2 ) のリテ一ナと上レース及び下レースとの間隙をそれそれ 0 . 1〜 1 . 0 mmとしたものである。

これによれば、摺動抵抗を小さくでき、その上鋼球の間に異物が侵入して摺動抵抗が増加したり、鋼球やリテ一ナに損傷を与える恐れもない。 (4) 上記注湯量制御装置に使用する摺動プレートは、溶鋼容器の底部に装着され、溶鋼の注湯量を制御するためのノズル孔を有した摺動プレートであって、前記ノズル孔の中心位置を X、前記ノズル孔の直径を a、前記ノズル孔の縁からプレートの最も近い端までの距離を d i 、前記ノズル孔の中心位置又から（2 a + β) の距離隔たった位置を Υ、位置 Υを中心とした直径 aの仮想円周上からプレートの最も近い端までの距離を d₂ としたとき、

余肉率ひ， Zaを、 0. 8以上で 1. 5以下の範囲と、

余肉率ひ ₂ = d₂ /aを、 0. 4以上でひ，以下の範囲と、

安全代 5を、 0〜 60mmの範囲とする。

この構成によれば、摺動プレートを、溶鋼漏れを起こさない範囲で経済的な形状にできる。

(5) また、前記摺動プレートの外形を多角形状にして、プレートの固定を容易にする。

(6) また、前記位置 Xを中心とする直径（a + S di ) の仮想円を内接円とする第 1の多角形の一部と、前記位置 Yを中心とする直径（a + 2 d₂ ) の仮想円を内接円とする第 2の多角形の一部を、前記外形の一部とする。

(7) また、 d₂ =d! /2とする。

これによれば、摺動プレートを、溶鋼漏れを起こさない範囲で経済的な形状にできることに加え、多角形状の直線辺を利用することでプレートも固定し易くなる。

(8) また、多角形状の各角部を、円弧で置き換える。

これによれば、摺動プレートの大きさを、更に経済的に小さくすることができる。

(9) さらに、前記ノズル孔周囲の肉厚を、他の部分の肉厚より厚くする。これによれば、ノズル孔部に他の部分より厚い厚肉部があるため、上下のノズルの嵌合が容易にできる。図面の簡単な説明

図 1は本発明の一例を示す注湯量制御装置の扉を開いた状態を示す斜視図である。

図 2は図 1の扉を閉じた状態を示す斜視図である。

図 3は本発明の注湯量制御装置を溶融金属容器の底部に取付けた状態を示す縦断断面図である。

図 4は図 3の扉を開いた状態を示す下面図である。

図 5は本装置に使用されるガイド装置の正面図及び側面図である。

図 6は図 5のリテーナの平面図、正面図及び側面図である。

図 7は本発明の作用説明図である。

図 8は本発明と従来の固定ローラ方式及び移動ローラ方式の固定プレートのノズル孔周辺の押付け力を比較した線図である。

図 9は図 8と同様に摺動プレー卜のノズル孔周辺の押付け力を比較した線図である。

図 1 0は本発明とメタル摺動方式の固定プレートのノズル孔周辺の押付け力を比較した線図である。

図 1 1は図 1 0と同様に摺動プレートのノズル孔周辺の押付け力を比較した線図である。

図 1 2は従来の固定ローラ方式の作用説明図である。

図 1 3は従来の移動ローラ方式の作用説明図である。

図 1 4は本発明の摺動プレートの一例を示す平面図である。

図 1 5は図 1 4のプレートの側断面図である。

図 1 6は余肉率（ひ，，ひ ₂ ) と溶鋼漏れ発生指数の関係を表したグラフである。

図 1 7は本発明の摺動プレートのさらに他の態様を示す平面図である。

図 1 8は従来の摺動プレートを示す平面図である。

図 1 9は図 1 8のプレートの側断面図である。

図 2 0は従来の他の摺動プレートを示す平面図である。

図 2 1は図 2 0のプレー卜の側断面図である。発明を実施するための最良の形態実施の形態 1

図 1は本発明の一例を示す注湯量制御装置 1の扉を開いた状態を示す斜視図、図 2は図 1の扉を閉じた状態を示す斜視図、図 3は本注湯量制御装置 1を、溶融金属容器の底部に取付けた状態を示す縦断面図、図 4は図 3の扉を開いた状態を示す下面図である。

図において、 2は溶融金属容器（以下取鍋等という）の底部 6 0に固定された基盤で、下面には凹部 3が設けられており、この凹部 3内には、耐火物からなりノズル孔 5を有する固定プレート 4が収容され、固定金具 6により固定されている。

7 a , 7 bは両側壁に設けられ、後述のクランプ取付金物の一部が挿入される切除部である。 8は基盤 2の一方の側に延出されたブラケットで、後述のスライドフレームの駆動手段である油圧シリンダ 9が取付けられており、そのァクチュエー夕の先端部には、係止部 1 0が設けられている。 1 l a， 1 l bはブラケット 8と直交する一方の側壁に設けたスィングアームである。

2 1はヒンジ 1 5を介して基盤 2に開閉可能に取付けられた箱状のフレームで、一方の側壁（基盤 2のブラケット 8側）には開口部 2 2が設けられている。また、この側壁と直交する両側壁には縦壁 2 3が立設されており、この縦壁 2 3にはクランプ挿入穴 2 4が設けられている。

2 5はフレーム 2 1内に収容されたスライドフレームで、上面には凹部 2 6が設けられており、この凹部 2 6内には、耐火物からなり、ノズル孔 2 8を有する摺動プレー卜 2 7が収容され、固定金具 2 9により固定されている。なお、固定プレート 4及び摺動プレート 2 7の自由面は、基盤 2及びスライドフレーム 2 5 の面より若干高い位置、例えば、 5 mm程度上にある。 3 0はフレーム 2 1の開口部 2 2側においてスライドフレーム 2 5に設けられ、油圧シリンダ 9の係止部 1 0が係止する係合部、 3 1は一方の側に傾斜面を有し、フレーム 2 1の縦壁 2 3に近接して、スライドフレーム 2 5の上面に設けられたライナ一（カム）である。

3 5はスライドフレーム 2 5の下面において、凹部 2 6の両側に設けられたガィド装置である。このガイド装置 3 5は、図 5、図 6に示すように、鋼球からなり一列に配設されたボール 3 6と、ボール 3 6の径とほぼ等しい径の複数の穴 3 8が設けられ、隣接するボール 3 6が接触して転動を阻害しないように、ボール

3 6が各穴 3 8に上下を露出して回転可能に収容されたリテーナ 3 7と、ガイド溝 4 1， 4 3を有し、ボール 3 6の上下に配設された上レース 4 0及び下レース

4 2とからなっている。なお、 4 4はリテ一ナ 3 7の両端部に設けられたワイパ —で、ボール 3 6と共に移動して上下のレース 4 0 , 4 2のガイド溝 4 1 , 4 3 を清掃するためのものであるが、これは本発明に必須のものではなく、省略してもよい。

再び図 1〜図 4において、 4 5は、フレーム 2 1とスライドフレ一ム 2 5との間に上下動可能に配設されたばね座、 4 6はフレーム 2 1の底部に立設された複数のばねガイド、 4 7はフレーム 2 1とばね座 4 5との間においてばねガイド 4 6に介装されたコイルばねである。そして、ガイド装置 3 5の上レース 4 0はスライドフレーム 2 5の下面に固定され、下レース 4 2はばね座 4 5の上面に固定されてリテーナ 3 7に収容されたボール 3 6を挾持し、コイルばね 4 7は、ばね座 4 5、ガイド装置 3 5を介してスライドフレーム 2 5を上方に付勢し、摺動プレート 2 7を固定ブレート 4に圧着する。これら、フレーム 2 1、スライドフレ —ム 2 5及びガイド装置 3 5などにより、扉 2 0を構成している。

なお、ボール 3 6は、固定プレート 4のノズル孔 5の中心から後退側（油圧シリンダ 9側）に、

(スライドフレーム 2 5のストローク +ノズル孔 5の孔径） / 2以上で、前進側に、

(スライドフレーム 2 5のストローク +ノズル孔 5の孔径） / 2以上の範囲に配設されている。また、リテ一ナ 3 7と上下のレース 4 0， 4 2が密着すると、摺動抵抗が増加するため、両者の間に適度の隙間が必要であるが、間隙が大きすぎるとボール 3 6の間に異物が侵入して摺動抵抗が増加するばかりでなく、ボール 3 6やリテ一ナ 3 7に損傷を与えるので、この間隙を 0 . 1〜1 . 0 mmとするのがよい。

5 0はクランプ取付金物で、ほぼ逆 L字状に形成された側板 5 1 a， 5 l bと、側板 5 1 a， 5 1 bの間に固定された取付板 5 2とからなり、取付板 5 2にはフレーム 2 1に設けたクランプ挿入穴 2 3と同じ大きさのクランプガイド穴 5 3 が設けられている。このクランプ取付金物 5 0は、その取付板 5 2をフレーム 2 1の側壁に当接してクランプガイド穴 5 3をクランプ挿入穴 2 3と整合させ、ねじ揷通穴 5 4に挿通したねじを側壁に設けたねじ穴に螺入して取付けられる。

5 5はクランプガイド穴 5 3からクランプ挿入穴 2 3に挿入されるクランプで、取手 5 6を備えている。なお、図 2、図 3では、クランプ取付金物 5 0及びクランプ 5 5を一方の側にだけ示してあるが、これらは他方の側にも設けられている。

6 1はノズル孔 6 2を有し、取鍋等の底部 6 0に取付けられた上ノズル、 6 3 はノズル孔 6 4を有し、スライドフレーム 2 5に取付けられたコレクタノズルである。

次に、上記のように構成した本装置の作用を説明する。なお、基盤 2は取鍋等の底部 6 0に取付けられているものとする。

先ず、扉 2 0をヒンジ 1 5を軸に回動させ、スィングアーム 1 1 a , 1 1 bをフレーム 2 1に設けたロック腕 2 4 a , 2 4 bの U字状切欠きに嵌入し、ナットを締めて固定する。このとき、油圧シリンダ 9の係止部 1 0はスライドフレーム 2 5の係合部 3 0に係合し、摺動プレート 2 7はコイルばね 4 7の付勢力により固定プレート 4に圧着されている。

ついで、油圧シリンダ 9によりスライドフレーム 2 5を、例えば図 4の位置まで後退させる。これにより、上ノズル 6 1のノズル孔 6 2、固定プレート 4のノズル孔 5、摺動プレート 2 7のノズル孔 2 8、及びコレクタノズル 6 3のノズル孔 6 4は同一線上に位置して整合し、固定プレート 4のノズル孔 5と摺動プレート 2 7のノズル孔 2 8は全開状態になり、取鍋等内の溶融金属は、ノズル孔 6 2 , 5 , 2 8， 6 4から外部に排出される。

溶融金属の流量を制御する場合は、油圧シリンダ 9によりスライドフレーム 2 5を前進させて所望の位置で停止させれば、固定プレート 4のノズル孔 5と摺動プレート 2 7のノズル孔 2 8との開度が調節され、この開度に対応して流量が制御される。さらに、スライドフレーム 2 5を前進させれば、ノズル孔 5は摺動プレート 2 7により完全に閉塞される。なお、ノズル孔 5， 2 8の開度調節のためのスライドフレーム 2 5の摺動方向は上記に限定するものではなく、適宜変更することができる。

固定フレーム 4ゃ摺動フレーム 2 7の交換などのため扉 2 0を開放するにあたつては、コイルばね 4 7の付勢力が強いため、スイングアーム 1 1 a , l i bをロック腕 2 4 a， 2 4 bから取外すことが困難である。

そこで、本発明においては、フレーム 2 1の両側壁に取付けたクランプ取付金物 5 0のクランプガイド穴 5 3にクランプ 5 5を挿入し、クランプ挿入穴 2 3からスライドフレーム 2 5上に突出させる。そして、油圧シリンダ 9によりスライドフレーム 2 5を前進（又は後退）させると、クランプ 5 5の下にライナ一 3 1 が侵入し、スライドフレーム 2 5をコイルばね 4 7の付勢力に抗して圧下する。この状態で図 3に示すようにスイングァ一ム 1 1 a , l i bを回動させれば、口ック腕 2 4 a , 2 4 bから容易に取り外すことができる。

扉 2 0を閉じるときは、上記の状態でスイングアーム 1 1 a， 1 1 bを回動してロック腕 2 4 a , 2 4 bに係合させ、スライトフレーム 2 5を後退（又は前進 ) させてライナー 3 1をクランプ 5 5から外し、クランプ 5 5を引抜けばよい。ところで、上述のようにスライドフレーム 2 5を前進又は後退させる場合、スライドフレーム 2 5はフレーム 2 1との間に介装されたガイド装置 3 5のボール 3 6によるころがり摩擦によって移動するため、摺動に対する摩擦抵抗の大部分は固定プレート 4と摺動プレート 2 7間の摩擦となり、このため、従来のメタル摺動方式に比べて摺動抵抗を大幅に軽減できることができ、油圧シリンダ 9を小型化することができる。

また、スライドフレーム 2 5が移動すると、ボール 3 6もこれに追従して回転しながら移動するため、図 7に示すように、固定プレート 4及び摺動プレート 2 7の両者とも、常にノズル孔 5， 2 8の下にコイルばね 4 7による押付け力が存在する。このため、従来の口一ラ摺動方式ようにスライドフレームの位置によつて押付け力が不足するようなことがなく、従って、固定プレート 4と摺動プレート 2 7の間に溶融金属が侵入する恐れがない。

図 8、図 9は、本発明の装置と前述の固定ローラ方式及び移動ローラ方式における固定プレートと摺動プレートのノズル孔周辺の押付け力を、スライドフレームのストロークに対応してそれそれ計算によって求めた結果を示す線図で、図 8 は固定プレートのノズル孔周辺の押付け力を、また、図 9は摺動プレートのノズル孔周辺の押付け力を示す。

いま、総押付け力 4 . 6 tとした場合、ノズル孔の全開位置（ストローク 0 ) では、何れの場合も押付け力は 4 . 6 tである。

本発明 Aにおいては、ストロークが長くなるにしたがって押付け力は徐々に低下するが、ノズル孔の全閉位置（ストローク 1 1 0 mm) においても、押付け力は 3 . 2 t (ノズル孔の全開時の約 7 0 % ) を維持している。

一方、固定ローラ方式 Bにおいては、固定プレートのノズル孔周辺における押付け力は、ストロークが長くなつても変化しないが、摺動プレートのノズル孔周辺の押付け力は、ストロークが長くなるにしたがって大幅に低下し、ノズル孔の全閉位置における押付け力は 1 . 8 t (ノズル孔の全開時の約 4 0 % ) となる。また、移動ローラ方式 Cは、摺動プレートのノズル孔周辺の押付け力は、ストロークが長くなつても変化しないが、固定プレートのノズル孔周辺の押付け力は、ストロークが長くなるにしたがって大幅に低下し、ノズル孔の全閉位置における押付け力は 1 . 8 tとなる。

図 8、図 9から明らかなように、本発明 Aにおいては、固定プレートと摺動プレートのノズル孔周辺における押付け力は、ストロークが長くなるにしたがって徐々に低下するが、その低下割合は少なく、全ストロークに亘つてほぼ均等の押付け力が得られる。

これに対して、固定ローラ方式 Bと摺動ローラ方式 Cにおいては、ノズル孔の全開時と全閉時の間において、ストロークが長くなるにしたがって押付け力が大幅に低下している。

図 1 0、図 1 1は、本発明の装置と、これと同様の構成でメタル摺動方式を適用した装置との、固定プレートと摺動プレートのノズル孔周辺のストロークごとの押付け力を直接測定した結果を示す線図で、図 1 0は固定プレートのノズル孔周辺の押付け力を、図 1 1は摺動プレートのノズル孔周辺の押付け力を示す。両図から明らかなように、ほぼ全ストローク領域において本発明 Aの方がメタル摺動方式 Dより押付け力が高いことがわかる。これは、メタル摺動方式の場合は、ストロークの変化に伴って作用点の長さが変化するのに対し、本発明の場合は、ストロークが変化しても作用点の長さが変化しないことに起因するものと思われる。

また、本発明とメタル摺動方式とを比較した場合、本発明においては、摺動抵抗が大幅に小さくてしかも固定プレートと摺動プレートの押付け力が高く、さらに作業性の向上や強度部品を小型化することもできる。

例えば、本発明においては、扉 2 0の開閉のために必要な面圧の解除は、フレ —ム 2 1のクランプ挿入穴 2 4にクランプ 5 5を挿入し、油圧シリンダ 9の駆動力によりスライドフレーム 2 5を介してコイルばね 4 7を圧下する方式を採用して作業性の向上をはかっているが、メタル摺動方式では摺動抵抗が大きいため、このような方式を採用することは困難である。

また、扉を閧閉するためのヒンジやスイングアームは、メタル摺動方式の場合は摩擦反力がこの部分に集中するため、大きなピンやブッシュが必要であるが、本発明においては、扉にかかる摩擦反力がほとんど零であるため、ごく小さいピンゃブッシュで十分である。

さらに、メンテナンスの面からは、本発明はボールを使用することによりフレ一ムゃスライドフレームに摩耗がほとんど発生せず、この部位に起因するメンテナンスは不要である。これに伴い、メンテナンスの頻度はメタル摺動部からばね寿命に代り、メタル摺動方式においては 5 0 0ヒ一ト程度でフレームとスライドフレームを交換していたのに対し、本発明においては、 1 0 0 0ヒート程度でコィルばねのみを交換すればよく、メンテナンス頻度が大幅に向上するばかりでなく、交換部品のコストを大幅に低減することができる。

実施の形態 2

ここでは、先に示した注湯量制御装置に特に適した摺動プレートを説明する。しかしながら、この摺動プレートは、上記注湯量制御装置に限らず他のタイプの注湯量制御装置にも使用できるものである。

プレート 7 1に設けられたノズル孔 7 2の中心位置を X、ノズル孔 7 2の直径を a、ノズル孔 7 2の縁からプレート 7 1の最も近い端までの距離を d i 、ノズル孔 7 2の中心位置 Xから距離 S = ( 2 a + ? ) だけ隔たった位置を Y、位置 Υ を中心とした直径 aの仮想円周 73上からプレートの最も近い端までの距離を d 1 としたとき、余肉率ひ！ =d 1 Zaを、 0. 8以上 1. 5以下の範囲と、余肉率ひ ₂ =d₂ /aを、 0. 4以上ひ以下の範囲と、安全代 /5を、 0〜60mm の範囲とし、さらに外形を多角形状にした、本発明の摺動プレートの一例を、図 14の平面図及び図 15の側断面図に示す。なお、位置 Xと位置 Yとの間の距離 Sは、摺動プレートのスライドのストロークである。

(a) 余肉率ひ , について

を大きくすると溶鋼漏れはなくなるが、プレートが大きくなり経済性が損なわれる。一方、ひ，を小さくすると、プレートのコストは下がるが、溶鋼漏れの頻度が多くなる。図 16に示すように、ひ！が 0. 8を下回ると、溶鋼漏れの頻度が増加する。

(b) 余肉率ひ ₂ について

a z を大きくすると経済性が損なわれる一方、ひ ₂ をあまりに小さくすると、溶鋼の流れを停止するだけとはいえ、溶鋼漏れの頻度が多くなる。図 16に示すように、ひ ₂ が 0. 4を下回ると、溶鋼漏れの頻度が増加する。

( c ) ストローク Sについて

プレートの移動距離を、最低でもノズル孔 72の直径 aの 2倍とする。

(d) 安全代/?について

プレート 7 1が確実に動作するためのストローク範囲を保証するものであるが、これが大きすぎると、プレートが大きくなりコスト高となるため、 0〜60m mとする。

図 14においては、 /a= l、 d₂ =d i /2、 d₂ /a = 0. 5としている。さらに、位置 Xを中心にして直径（a+2 di ) の仮想円周 74に内接する正 8角形の 5片と、位置 Yを中心にして直径（a + 2 d₂ ) の仮想円周 75に内接する正 8角形の 3片とを、直線 Aと直線 Bでつなぎ、 10角形状のプレートにしている。

図 14では、余肉率ひ！ =d , /aを、 1. 0としたが、溶鋼漏れ防止のためには、図 1 6に示すように、 0. 8以上であればよく、その経済性の観点からは、 1. 5以下がよく、特に好ましくは、 0. 8以上 1. 2以下の範囲である。また、図 14で、余肉率ひ ₂ =d₂ /aを、 0. 5としたが、溶鋼漏れ防止のためには、図 16に示すように、 0. 4以上であればよく、その経済性の観点からは、ひ，以下の範囲が望ましく、さらに好ましくはひ i 未満の範囲であり、 0 . 4〜0. 6の範囲が最も好ましい。

さらに、図 14では、摺動プレートを 10角形状としたが、摺動プレートを固定できる範囲で任意の形状としてよい。なお、その多角形状のそれそれの角部を、図 17に示すように円弧で置き換えてもよい。

また、この例で、プレートの厚さは、図 15に示すように一定としているが、ノズル孔付近、特にノズル孔周囲の肉厚を他の部分の肉厚より厚くするような構造としても良い。

Claims

請求の範囲

1 . スライドフレームの駆動手段と、

ノズル孔を有する固定プレートが取付けられて溶融金属容器に装着される基盤と、

前記基盤にヒンジを介して開閉可能に取付けられたフレームと、

ノズル孔を有する摺動プレートが取付けられて前記フレーム内に水平方向に摺動可能に収容され、前記フレームとの間に介装されたばねにより前記摺動プレー卜が前記固定プレートに圧着されたスライドフレームとを備え、

前記摺動プレートの両側において前記スライドフレームとばねとの間に、直線状に配設された複数の鋼球を有したガイド装置を配設したことを特徴とする溶融金属の注湯量制御装置。

2 . 前記ガイド装置は、直線状に複数の穴が設けられ鋼球が上下を露出して前記穴にそれそれ回転可能に収容されたリテーナと、下面にガイド溝を有しスライドフレームの下面に固定された上レースと、上面にガイド溝を有しガイドフレームとフレームとの間において複数のばね上に上下動可能に配設されたばね受けに固定された下レースとからなり、前記リテーナを上レースと下レースとの間に挾持して構成したことを特徴とする請求項 1記載の溶融金属の注湯量制御装置。

3 . 前記リテ一ナと前記上レース及び前記下レースとの間隙をそれぞれ 0 . 1〜 1 . O mmとしたことを特徴とする請求項 2記載の溶融金属の注湯量制御装置。

4 . 注湯量制御装置に使用されて溶鋼の注湯量を制御するためのノズル孔を有した摺動プレートであって、

前記ノズル孔の中心位置を X、

前記ノズル孔の直径を a、

前記ノズル孔の縁からプレートの最も近い端までの距離を d i 、

前記ノズル孔の中心位置 Xから（2 a + ? ) の距離隔たった位置を Y、位置 Yを中心とした直径 aの仮想円周上からプレートの最も近い端までの距離を d₂ としたとき、

余肉率ひ！

/aを、 0. 8以上で 1. 5以下の範囲と、

余肉率ひ ₂ 二 d₂ aを、 0. 4以上でひ，以下の範囲と、

安全代/?を、 0〜 60 mmの範囲と、

したことを特徴とする摺動プレート。

5. 前記プレートの外形を多角形とすることを特徴とする請求項 4記載の摺動プレート。

6. 位置 Xを中心とする直径（a + 2 d! ) の仮想円を内接円とする第 1の多角形の一部と、位置 Yを中心とする直径（a + 2 d₂ ) の仮想円を内接円とする第 2の多角形の一部を、前記プレートの外形の一部とすることを特徴とする請求項 4又は 5記載の摺動プレート。

7. d₂ /2とすることを特徴とする請求項 4から 6の何れかに記載の摺動プレート。

8. 前記多角形状の各角部を、円弧で置き換えることを特徴とする請求項 5から 7の何れかに記載の摺動プレート。

9. 前記ノズル孔周囲の肉厚を、他の部分の肉厚より厚くすることを特徴とする請求項 4から 8の何れかに記載の摺動プレート。