WO2005058531A1 - スライディングノズル用プレート - Google Patents

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Tomohiro Yotabun
Tsuyoshi Mizuno
Tsuyoshi Yoshida
Original Assignee
Tokyo Yogyo Kabushiki Kaisha
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B22D41/28—Plates therefor

Definitions

  • the present invention relates to a nozzle hole provided in a sliding plate and a nozzle hole provided in a fixed plate, which is mounted on the bottom of a molten steel container such as a ladle or a tundish, and slides a sliding plate.
  • the present invention relates to a sliding nozzle plate (hereinafter, simply referred to as a plate) for adjusting the opening degree of the molten steel and controlling the amount of molten steel or the like to be poured.
  • a sliding knurling device is a ladle that receives and transports molten steel from a converter and injects it into a mold, a ladle that receives molten steel and injects it into a mold, etc. It is widely used as a hot water regulator.
  • a generally used sliding nozzle device includes a fixed plate fitted to a metal frame provided at the bottom of a ladle, a pressure plate attached to the fixed plate below the fixed plate, and a slidable metal plate. It consists of two sliding plates fitted together.
  • the fixed plate and the sliding plate are provided with a mechanism for reducing the surface pressure from outside in the long side direction of the metal frame in order to prevent molten steel from leaking from the crimping surface.
  • the fixing plate is fitted to the metal frame at a position where the nozzle hole of the fixing plate and the nozzle hole of the upper nozzle are aligned, and laid.
  • the sliding plate is provided with nozzle holes corresponding to the fixed nozzle holes, and is slid to adjust the degree of opening between the nozzle holes.
  • the metal frame fitted with the sliding plate is connected, for example, by an end force S pin joint, and is slid by remote control using a hydraulic cylinder or the like via an operating rod and a cam.
  • 3 247941 describes an example in which a plate was invented in consideration of a margin ratio based on experience from an example of use in a location where severe erosion occurred.
  • a 10-sided sliding nozzle plate with a dimension g approximately 1.5 times the nozzle diameter f and a dimension h approximately 3 times the diameter f of the nozzle hole in the long side direction from the center position Z of the nozzle hole. An example is shown.
  • Patent Document 1 Patent No. 3247941
  • the sliding nozzle plate 201 has a dimension g in which erosion and cracks are severe in the long side direction of the nozzle hole, which is approximately 1.5 times the diameter f of the nozzle hole. When it did, it turned out that there is a problem in durability.
  • FIG. 13 is a schematic front view of a long side of the sliding nozzle fixing plate 221 and the sliding plate 223 in a fully opened state.
  • the arrow on the figure indicates the crimping direction 229 of the surface pressure mechanism.
  • the pressing force of the surface pressure mechanism is biased, and the fixed plate 221 and the sliding plate 223 are inclined as shown in FIG. 13, and a gap 225 may be generated.
  • the gap 225 is maximized when the displacement between the fixed plate 221 and the sliding plate 223 is maximized, that is, when the nozzle hole is fully opened (when the nozzle is fully opened for fabrication).
  • FIG. 14 is a schematic view of the short side of the fixed plate 221 and the sliding plate 223 with the nozzle holes fully opened.
  • the arrow on the figure indicates the crimping direction 229 of the surface pressure mechanism.
  • the fixed plate 221 and the sliding plate 223 are brought into close contact with each other by the pressing force of the surface pressure mechanism.
  • the surface pressure mechanism presses the outside of the fixed plate 221 and the sliding plate 223, according to the width dimension of the fixed plate 221 and the sliding plate 223, each becomes in a bowed state, and the gap 231 is generated. there's a possibility that.
  • the gaps 225 and 231 have a great effect during fabrication. For example, during the production of molten steel, air is entrained to accelerate oxidation around the nozzle holes in the plate, causing severe damage and causing a significant reduction in life.
  • the sliding knurling plate is pressed against the holding hardware 209 and fitted into the metal frame.
  • the pressing force 207 by the holding metal 209 is directed toward the center of the nozzle hole 203 as indicated by an arrow.
  • the pressing force 207 has a relatively low strength and gradually generates a crack 205 around the nozzle hole 203.
  • the crack 205 is generated in the cross direction with respect to the longitudinal direction of the plate, propagates and expands on the sliding nozzle plate, and the crack propagates in the longitudinal direction of the plate.
  • the cracks 205 are generated, for example, during the production of molten steel, air is entrained to accelerate oxidation around the nozzle holes of the plate, causing severe damage and significantly shortening the service life.
  • the present invention aims to extend the durability and reduce the cost by forming a remarkably eroded portion due to the shape of the sliding nozzle plate into a shape that can be solved. I do.
  • a first aspect of the present invention provides a sliding nozzle plate mounted on the bottom of a container and having a nozzle hole for controlling a pouring amount, represented by the following formula.
  • This is a sliding nose plate having the following dimensions (the unit is mm).
  • the dimension from the center position Y to the closest end in the long side direction of the sliding plate is the dimension c.
  • a second aspect of the present invention is a sliding nozzle plate, wherein the outer shape of the sliding nozzle plate is polygonal.
  • a third aspect of the present invention is a sliding nozzle plate having the following outer shape.
  • a fourth aspect of the present invention is the sliding nozzle plate, wherein each corner of the polygon is formed in an arc shape.
  • a fifth aspect of the present invention is the sliding nozzle plate, wherein the thickness around the nozzle hole is formed larger than the thickness of other portions.
  • the invention's effect [0020] The shape of the sliding nozzle plate was changed so that crack generation and erosion can be reduced. As a result, the entrainment of external air was eliminated, the amount of erosion was reduced, durability was improved, and costs were reduced.
  • the center of the nominal nozzle hole 3 provided in the polygon plate 1 is defined as a center position X.
  • the nominal diameter of the nominal nozzle hole 3 is a.
  • the nominal nozzle hole or the nominal diameter is the largest nozzle hole that can be provided in a plate that can be accommodated in a fixed metal frame of a predetermined size (for example, any force of TN40, TN60, TN80, TN100, or the like).
  • the maximum diameter For example, a plate having a nozzle hole with a diameter of 51 mm and a diameter of 60 mm can be fitted to the fixed metal frame of TN60.
  • the nominal diameter shall be 60 mm.
  • the distance from the imaginary circle 7 having a radius “b” centered on the center position X of the nominal nosed hole to the nearest end of the polygonal plate 1 in the long side direction is defined as “d”.
  • Y The distance from the nominal nozzle hole center position Y to the nearest end of the polygonal plate 1 in the long side direction.
  • the dimensions of the polygonal plate 1 are as follows. That is, the dimension b is a dimension obtained by adding 30 to 40 mm to the nominal diameter of the nozzle hole a.
  • the dimension c is a dimension obtained by adding 20 30 mm to 0.75 times the nominal diameter of the hole.
  • the dimension d is 0.5 times the nominal hole diameter a.
  • the magnification of 0.5 is based on an empirical rule based on the conclusion that, after testing various magnifications, the magnification was found to minimize the occurrence of cracks in the nose plate.
  • the dimension S is a dimension obtained by adding a safety margin m to a dimension twice as large as the nominal diameter of the hole. However, m is 15-35mm and 3D.
  • the sliding nozzle plate of the present invention is polygonal and has the following dimensions and shapes.
  • a virtual radius b Equivalent to the line segment 45 of the regular octagon 11 with the circle 7 as the inscribed circle, and the line segment 39 is provided at the position obtained by adding the dimension b and the dimension d from the position X.
  • straight lines 31 and 33 are connected from the line segment 41 of the facing two pieces of the regular octagon 11 to the line segment 39.
  • Decagonal polygon plate 1 when a line segment 43 of three pieces 43 of a regular octagon 13 whose inscribed circle is an imaginary circle 9 having a radius of the nominal diameter of the nozzle hole a around the position Y and the line segment 41 are connected by straight lines 35 and 37, Decagonal polygon plate 1 can be obtained.
  • the nominal nozzle hole diameter a is a nominal dimension that is a reference when manufacturing a plate having a desired dimension. For example, as described above, nominal dimensions of 40 mm, 60 mm, 80 mm, 100 mm and other desired dimensions are set.
  • b is a dimension obtained by adding 30 to 40 mm to the nominal diameter of the nose hole. If the length is too long, the leakage of molten steel will be eliminated, and the force plate will become large, impairing economic efficiency. Too short and too much force will reduce the cost of the plate. Therefore, it is desirable that the dimension of b is a + 30-40 mm. The reason why the width is set to 30 to 40 mm is to allow a dimensional difference due to sintering and the like when manufacturing a plate for a sliding nozzle, so that the plate has an allowable range.
  • c is a dimension obtained by adding 20 to 30 mm to 0.75 times the nominal diameter of the nozzle hole a. If the length is too long, there will be no molten steel leakage, but the plate will be large and the economy will be impaired. Too much force reduces the cost of the plate. The frequency of molten steel leaks increases. Therefore, it is desirable that the dimensions be 0.75 times the nominal nozzle hole diameter a plus 20-30 mm. The reason why the width is set to 20 to 30 mm is that when a plate for sliding slippery is manufactured, there is a dimensional difference due to sintering or the like, so that a tolerance is given.
  • d is a dimension 0.5 times the nominal diameter of the nozzle hole.
  • the reason for limiting d will be described below. It is assumed that the sliding nozzle plate shown in FIG. 1 is inclined by application of surface pressure as shown in FIG. Let's compare the case where the dimension in the long side direction of the plate is (b + S + c) and the case where it is (d + b + S + c). Then, since the latter is longer by d, the inclination angle becomes smaller. In other words, by reducing the angle, the gap becomes smaller, and for example, it becomes possible to reduce the entrapment of air during fabrication.
  • FIG. 2 a description will be given of a situation of a crack generated in the nozzle hole when the plate is designed as described above.
  • the sliding nozzle plate 1 is pressed by a holding metal 119 and fitted into a metal frame. Since the end of the plate is extended by d more than before, the holding force 117 of the extension holding hardware 119 is, as indicated by the arrow, not facing the center of the nose hole 3. For this reason, a crack may be generated in the direction in which the pressing force 117 acts, but it does not occur in the cross direction (longitudinal direction) from around the nose hole 3 and does not propagate and spread to the sliding nozzle plate. This is a point different from the crack generation of the related art described with reference to FIG.
  • the stroke S is a dimension obtained by adding a safety margin m to twice the nominal nozzle hole diameter a.
  • the moving dimension of the plate should be at least twice the nominal nozzle hole diameter a.
  • the safety margin m is to guarantee the stroke range for the plate to operate reliably, and it is desirable to set it to 15-35 mm.
  • the reason why the width is set to 15 35 mm is that when manufacturing a plate for a sliding nozzle, there is a dimensional difference due to sintering and the like, so that a tolerance is given. Also, if it exceeds 35 mm, the size of the plate becomes large and the cost increases, and if it is less than 15 mm, safety cannot be guaranteed.
  • FIGS. 4 and 5 are schematic diagrams showing a state where the nozzle plate positions of the fixing plate 121 and the sliding plate 123 according to the present invention are aligned.
  • the fixing plate 121 and the sliding plate 123 are preferably formed in the same shape because they can be used mutually. It is not necessary to be limited to the same shape.
  • the external shape of the fixed plate 121 and the sliding plate 123 is a decagon, and each corner of the polygon, which can be any shape as long as the force plate can be fixed, is replaced with an arc 125. Also good ,.
  • the thickness of the fixed plate 121 and the sliding plate 123 is substantially constant, but a structure in which the plate thickness of the peripheral portion 131 of the nozzle hole is thicker than other portions is also acceptable. As a result, the nozzle holes 3 and 5 are reinforced, the fitting to the upper and lower flaps is facilitated, and the force S for forming a shape that can be easily removed can be obtained.
  • a sheet thin plate 127 made of a ceramic sheet or an aluminum sheet may be adhered to one surface of the polygonal plate 1 in order to smoothly slide, maintain adhesion, and prevent leakage. Further, in order to prevent deformation and cracking of the polygonal plate 1 due to high temperature, an iron band 129 having an outer shape is fastened. Then, the identification plate 121 and the sliding plate 123 equipped with the above are respectively disposed at the installation location of the sliding knurling device.
  • FIG. 6 shows a state in which the blade plate is closed.
  • An upper nozzle 143 is provided at the bottom 151 of the ladle 149, and a nozzle hole 171 is formed in the upper nozzle 143.
  • the fixing plate 121 is fitted to a fixing metal frame 153 provided in an inverted concave shape having substantially the same shape as the plate at a position where the nose hole 171 and the nozzle hole 3 are aligned.
  • the action plate 123 is provided with a sliding metal frame provided in a concave shape having substantially the same shape as the sliding plate at a position where the force S matches with the horned moss 5 and the lower horned horn 145 and the horned moss 173 of the joint 147. It is fitted to 155.
  • the end 56 of the sliding metal frame 55 is connected by a pin joint 157, and is slid in the left and right direction in the figure by a remote control rod 59.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the fixed plate 121 and the sliding plate 123 in a fully opened state.
  • the nozzle holes 3 and 5 of the nozzle control device of the sliding nozzle device 141 the nozzle holes 3 of the fixed plate 121 and the nozzle holes 5 of the sliding plate 123 are aligned. Therefore, it is possible to flow molten steel to a ladle power tundish with a low flow resistance. Therefore, there is little damage to each part due to the flow velocity of the molten steel. This is the position where the gap between the fixed plate and the sliding plate is almost maximized. The force that may damage the surrounding area is reduced by using the sliding chip plate according to the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic view showing the fixed plate 121 and the sliding plate 123 in a half-open state.
  • the sliding plate 123 is slid, the nozzle hole 5 of the seeding plate 123 is shifted to the left in the drawing with respect to the nozzle hole 3 of the fixing plate 121, and the nozzle hole 3 starts to be closed.
  • the molten steel flow 175 indicated by the arrow comes into contact with the closing portion 159 of the sliding plate 123 to change its direction, and is directed toward the opening 161 of the nose hole 5 of the sliding plate 123.
  • the molten steel flow 171 is determined by the openings 161 of the nozzle holes 3 and 5, and the molten steel flow increases its speed at the openings 161.
  • the molten steel flow 175 is bent in the direction of the end 163 of the fixed plate 121 and the end 165 of the sliding plate 123 as indicated by the arrow in the figure.
  • the end portion 163 of the fixed plate 121 is damaged by the substantially arc-shaped eroded portion 167, and the end portion 165 of the sliding plate 123 is damaged by the substantially arc-shaped eroded portion 169.
  • FIG. 9 shows a schematic view of the sliding state and the erosion state of the fixed plate 121 and the sliding plate 123 shown in FIG.
  • a state is shown in which the sliding plate 123 is pressed against the fixed plate 121, and the nozzle hole 5 and the nose hole 3 are half open.
  • the erosion part is formed as a gradually larger arc with respect to the slide where the erosion part 169 at the end of the sliding plate 123 is more likely to occur.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a state in which the fixed plate 121 and the sliding plate 123 are fully closed from the half-opened state in FIGS.
  • the molten steel is shut off by closing the nozzle hole 5 with the sliding plate 123 and completely closing it.
  • the occurrence of molten steel leakage depends on the surface pressure device of the sliding plate 123.
  • FIG. 11 is a schematic view of the fixed plate 121 and the sliding plate 123 shown in FIG. 108 in the sliding state and the eroded state.
  • the nozzle hole erosion part 167 of the fixing plate 121 almost comes into contact with the nozzle hole erosion part 169 of the sliding plate 123, and the sliding It is time to replace the plate for gunozore.
  • the sliding nozzle plate described in the above embodiment was manufactured.
  • the dimensions of each part are 80 mm for a dimension, 120 mm for b dimension, 80 mm for c dimension, 40 mm for d dimension, and 20 mm for m dimension.
  • the S dimension was 180 mm.
  • the shape was a decagon and the thickness was 40 mm.
  • the thickness around the hole was 60 mm.
  • the corners were rounded.
  • a thin sheet made of a ceramic sheet was stuck on one side, and an iron band was fastened on the side. As a result, almost no cracks were observed compared to the conventional product.
  • the number of uses increased from four to six.
  • FIG. 1 is a plan view showing a polygonal sliding nozzle plate of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a crack generated around a nose hole.
  • FIG. 3 is a view for explaining a dimensional difference due to a difference in the angle of a side of a sliding knurling plate.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the sliding nozzle plate of the present invention in a fully opened state.
  • FIG. 5 is a plan view of the sliding nozzle plate of the present invention in a fully opened state.
  • FIG. 6 is a sectional view of a sliding nozzle plate attached to the sliding nozzle device of the present invention in a fully closed state.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a sliding nozzle plate inserted into the sliding nozzle device of the present invention in a fully opened state.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the sliding nozzle plate inserted into the sliding nozzle device of the present invention in a half-open state.
  • FIG. 9 is a plan view of a sliding nozzle plate inserted in the sliding nozzle device of the present invention in a half-open state.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a sliding nozzle plate inserted into the sliding nozzle device of the present invention in a fully closed state.
  • FIG. 11 is a schematic plan view of a sliding nozzle plate inserted into the sliding nozzle device of the present invention in a fully closed state.
  • Garden 12 is a plan view showing a conventional sliding nozzle plate.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view on a long side showing a state in which a gap is formed in a conventional sliding nozzle plate.
  • Garden 14 is a cross-sectional view on the short side showing the state of generation of a gap in a conventional sliding nozzle plate.
  • Garden 15 is a schematic view showing cracks generated around a nozzle hole of a conventional sliding nozzle plate.

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Abstract

 スライディングノズル用プレートの形状による著しい溶損部を解決可能な形状に形成することで、耐久性を延ばしコスト削減を図ることを日的とする。  下記式に示された寸法（単位はｍｍである）を有することを特徴とするスライディングノズル用プレートである。ノズル孔の中心位置Ｘから前記スライディングノズル用プレートの長辺方向の最も近い端までの寸法が、前記中心位置Ｘを中心とする仮想円上までの寸法ｂと、前記仮想円上から前記長辺方向の最も近い端までの寸法ｄとを足した寸法であり、前記中心位置Ｘから前記中心位置Ｙまでの寸法が前記ストロークの寸法Ｓであり、前記中心位置Ｙからスライディングノズル用プレートの長辺方向の最も近い端までの寸法が寸法ｃである。ｂ：ａ＋３０～４０、ｃ：０．７５ａ＋２０～３０、ｄ：０．５ａ、Ｓ：２ａ＋ｍ、ｍ：１５～３５

Description

明 細 書
スライディングノズノレ用プレート
技術分野
[0001] 本発明は、取鍋やタンディッシュのような溶鋼容器の底部に装着され、摺動プレー トをスライドさせて摺動プレートに設けられたノズル孔と固定プレートに設けられたノズ ル孔との開口度を調節し、溶鋼等の注湯量を制御するためのスライディングノズノレ用 プレート（以下単にプレートともいう）に関する。
背景技術
[0002] スライディングノズノレ装置は、転炉から出鋼された溶鋼を受けて運搬したり、铸型に 注入したりする取鍋や、取鍋力 溶鋼を受けて铸型に注入するタンディッシュ等の湯 量調節装置として広く用いられている。
[0003] 一般に使用されているスライディングノズル装置は、取鍋の底部に備えられた金枠 に嵌合された固定プレートと、その下側に固定プレートに圧着し、かつ摺動可能に金 枠に嵌合された摺動プレートの 2枚のプレートで構成される。
[0004] 固定プレートと摺動プレートには、圧着面から溶鋼が漏れることを防ぐために、金枠 の長辺方向の外部から面圧をカ卩える機構が備えられている。固定プレートは、固定 プレートのノズル孔と、上ノズルのノズル孔とが整合する位置に金枠に嵌合されてレヽ る。摺動プレートは、固定ノズル孔に対応するノズル孔を備えており、スライドさせてノ ズノレ孔同士の開口度が調整される。摺動プレートを嵌合した金枠は、例えば、端部 力 Sピンジョイントで連結されており、操作ロッドとカムを介して、油圧シリンダー等を用 レ、て遠隔操作でスライドされる。
[0005] 溶鋼漏れは、ノズノレ孔が半開位置のときに発生し、全閉位置ではほとんど発生しな レ、。この理由は、半開位置のときは溶鋼の通過流量をコントロールする機能が必要で あるが、全閉位置では単に溶鋼の流れを停止する機能があれば良いからである。半 開位置では、溶鋼流がプレートに衝突する箇所や溶鋼の流れる方向が変る箇所で 溶損が激しくなる。この理由から、スライディングノズル装置の固定プレート及び摺動 プレートは、消耗品として取扱われてきた。 [0006] ところが、固定プレート及び摺動プレートは高価な耐火物を用いて製造するので、 形状や構造について改良が加えられてきた。例えば、図 12に示したように、特許第 3 247941号公報には、溶損の激しい箇所での使用例から、プレートについて経験に 基づく余肉率を勘案して発明にいたった例が記載されている。上記には、ノズル孔中 心位置 Zより長辺方向にノズル孔直径 fの略 1. 5倍寸法 gと、ノズル孔直径 fの略 3倍 寸法 hを備えた 10角形のスライディングノズル用プレートの例が示されている。
特許文献 1 :特許第 3247941号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 前記特許第 3247941号公報の発明では、スライディングノズノレ用プレート 201はノ ズノレ孔の長辺方向について溶損や亀裂が激しぐ寸法 gをノズノレ孔直径 fの略 1. 5倍 とした場合には耐久性に問題があることがわかった。
[0008] 図 13には、スライディングノズノレ用の固定プレート 221と摺動プレート 223とが全開 状態の長辺側の正面の概略図を示した。同図上の矢印は、面圧機構の圧着方向 22 9を示す。摺動プレートを閉の位置力もスライドさせると、固定プレート 221の端面と摺 動プレート 223の端面との距離 iが大きくなる。すると、距離 iに相当する箇所には面 圧機構は作用するもののスライドプレート 223がなレ、。逆に、スライドプレート 223の 反対側（図 13の右側）は上側の固定プレート端から突出している力 この部分には面 圧機構は作用しない。
[0009] そのため、面圧機構の圧着力に偏りが生じ、図 13で示したように固定プレート 221 と摺動プレート 223とには傾きが生じ、隙間 225が発生する可能性がある。この隙間 2 25は、固定プレート 221と摺動プレート 223とのずれが最大になった場合、すなわち ノズノレ孔が全開時 (ノズルを全開して铸造する時）に最大となる。
[0010] 図 14には、ノズル孔が全開状態の固定プレート 221と摺動プレート 223の短辺側 の概略図を示した。同図上の矢印は、面圧機構の圧着方向 229を示す。固定プレー ト 221と摺動プレート 223は面圧機構の圧着力で密着される。ところで、面圧機構は 固定プレート 221、摺動プレート 223の外側で加圧するので、固定プレート 221と摺 動プレート 223の幅寸法に応じて、それぞれが弓反り状態となって隙間 231が発生 する可能性がある。
[0011] 前記隙間 225、 231は铸造中に多大な影響を与える。例えば、溶鋼の铸造中に、 エアーを巻き込んでプレートのノズノレ孔周囲の酸化を早め、激しく損傷させ、著しく寿 命を低下させる原因となる。
[0012] 図 15を参照して、ノズノレ孔の周囲に発生した亀裂の状況について説明する。スライ ディングノズノレ用プレートは、図 15のように、押さえ金物 209に押し付けられて金枠に 嵌合されている。例えば、図 15のようにスライディングノズノレ用プレートの線分が正八 角形状に形成されている場合、押さえ金物 209による押さえ力 207は矢印に示され るように、ノズル孔 203の中心に向かって作用する。すると、押さえ力 207は、強度が 比較的弱レ、ノズル孔 203周囲に亀裂 205を徐々に発生させることとなる。
[0013] 例えば、亀裂 205は、図 15に示すようにプレートの長手方向に対して十字方向に 発生してスライディングノズル用プレートに伝播拡大し、プレートの長手方向に亀裂 が伝播する。このような亀裂 205が発生すると、例えば、溶鋼の铸造中に、エアーを 巻き込んでプレートのノズル孔周囲の酸化を早め、激しく損傷させ、著しく寿命を低 下させる原因となる。
[0014] 従って、本発明は、前記課題に鑑み、スライディングノズノレ用プレートの形状による 著しい溶損部を解決可能な形状に形成することで、耐久性を延ばしコスト削減を図る ことを日的とする。
課題を解決するための手段
[0015] 前記課題を解決するために、本発明の第 1の態様は、容器の底部に装着され、注 湯量を制御するためのノズル孔を有したスライディングノズル用プレートが、下記式に 示された寸法（単位は mmである）を有することを特徴とするスライディングノズノレ用プ レートである。
(a)公称ノズル孔の中心位置を Xとし、前記スライディングノズル用プレートのスト口 ークを寸法 Sとし、前記スライディングノズノレ用プレートのノズノレ全閉位置におけるノズ ル孔中心位置を Yとし、前記スライディングノズル用プレートの公称ノズノレ孔直径を a とし、ストロークの安全代を寸法 mとしたとき、
(b)前記ノズノレ孔の中心位置 Xから前記スライディングノズノレ用プレートの長辺方向 の最も近い端までの寸法が、前記中心位置 Xを中心とする仮想円上までの寸法 bと、 前記仮想円上から前記長辺方向の最も近い端までの寸法 dとを足した寸法であり、
(c)前記中心位置 Xから前記中心位置 Yまでの寸法が前記ストロークの寸法 Sであ り、
(d)前記中心位置 Yからスライディングノズノレ用プレートの長辺方向の最も近い端ま での寸法が寸法 cである。
b : a + 30 40
c : 0. 75a + 20 30
d : 0. 5a
S : 2a + m
m : 15— 35
[0016] 本発明の第 2の態様は、前記スライディングノズル用プレートの外形が多角形であ ることを特徴とするスライディングノズル用プレートである。
[0017] 本発明の第 3の態様は、下記外形を備えたことを特徴とするスライディングノズル用 プレートである。
(a)前記ノズル孔の中心位置 Xを中心とする半径 bの仮想円を内接円とする正八角 形の線分の端と、
(b)前記正八角形の線分の一片から前記寸法 bだけ離れた位置に設けられた前記 正八角形の線分に等しい寸法の線分との端を結んで多角形の一部の線分を形成さ せ、
(c)前記多角形の一部の線分の端と、前記ノズル孔中心位置 Yを中心とする半径 c の仮想円を内接円とする正八角形の三片の線分の端とを結んで多角形の残余の線 分を形成させて得られる多角形。
[0018] 本発明の第 4の態様は、前記多角形の各角部が、円弧状に形成されていることを 特徴とするスライディングノズル用プレートである。
[0019] 本発明の第 5の態様は、前記ノズル孔周囲の厚さが、他の部分の板厚より厚く形成 されていることを特徴とするスライディングノズノレ用プレートである。
発明の効果 [0020] 亀裂発生や溶損部を減らすことができるよう、スライディングノズル用プレートの形状 を変更した。その結果、外部エアーの巻き込みがなくなって、溶損量の減少とともに 耐久性が向上し、コスト削減が図れた。
発明を実施するための最良の形態
[0021] 以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。図 1において、多角形プレー ト 1に設けられた公称ノズル孔 3の中心を中心位置 Xとする。また、公称ノズル孔 3の 公称直径を aとする。
[0022] ここで、公称ノズル孔または公称直径とは、所定サイズの固定金枠（例えば TN40、 TN60、 TN80、 TN100等のいずれ力）に収容できるプレートに設けることが出来る 最大のノズル孔またはその最大直径である。例えば、 TN60の固定金枠には 51mm 力 60mm直径のノズル孔を有するプレートを嵌合できる。この場合公称直径は 60 mmとする。他の固定金枠についても同様であり、例えばノズル直径 75mmのプレー トの寸法を定める場合には、公称直径を 80mmとしてプレートの寸法を計算する。
[0023] 公称ノズノレ孔中心位置 Xを中心とした半径 bの仮想円 7から多角形プレート 1の長 辺方向の最も近い端部までの距離を寸法 dとする。公称ノズノレ孔中心位置 Xから多 角形プレート 1の摺動距離に相当する寸法 S (ストロークエンド位置)だけ離れた位置 であり、スライディングノズノレ用プレートのノズル全閉位置における公称ノズル孔中心 位置を Yとする。公称ノズル孔中心位置 Yから多角形プレー卜 1の長辺方向の最も近 い端部までの距離を寸法 する。
[0024] 多角形プレート 1の寸法はそれぞれ以下のようである。すなわち、寸法 bは、公称ノ ズノレ孔直径 aに 30— 40mm足した寸法である。寸法 cは、公称ノズノレ孔直径 aの 0. 7 5倍に 20 30mm足した寸法である。寸法 dは、公称ノズノレ孔直径 aの 0. 5倍である 。この 0. 5倍という倍率は、種々の倍率を試験した結果ノズノレプレートにおける亀裂 発生を最小に抑える倍率との結論から得られた経験則によるものである。寸法 Sは、 公称ノズノレ孔直径 aの 2倍の寸法に安全代 mをカ卩えた寸法である。ただし、 mは 15— 35mmで 3Dる。
[0025] 本発明のスライディングノズル用プレートは、多角形状であって以下のような寸法、 形状を有している。すなわち、公称ノズノレ孔中心位置 Xを中心にして、半径 bの仮想 円 7を内接円とする正八角形 11の線分 45に等しレ、線分 39を、位置 Xから寸法 bと寸 法 dを足した位置に設ける。さらに、正八角形 11の対面 2片の線分 41から線分 39に 向かって直線 31、 33を結ぶ。また、位置 Yを中心にして公称ノズノレ孔直径 aを半径と した仮想円 9を内接円とする正八角形 13の三片の線分 43と前記線分 41とを直線 35 、 37で結ぶと 10角形の多角形プレート 1を得ることができる。
[0026] ここで、公称ノズル孔直径 aは、所望の寸法のプレートを製作する際の基準となる公 称寸法である。例えば、前述の通り、公称直径として 40mm、 60mm, 80mm, 100 mmその他の所望の寸法が設定される。
[0027] ここで、 bは公称ノズノレ孔直径 aに 30— 40mmを足した寸法である。長くし過ぎると 溶鋼漏れはなくなる力 プレートが大きくなり経済性が損なわれる。短力、くし過ぎると、 プレートのコストは下がる力 溶鋼漏れの頻度が多くなる。そのため、 bの寸法は a + 3 0— 40mmであることが望ましレ、。なお、 30— 40mmと幅を持たせているのは、スライ デイングノズル用プレートを製作する際に、焼成等を行うため寸法差が生じるので許 容範囲を持たせてレ、るためである。
[0028] ここで、 cは、公称ノズノレ孔直径 aの 0. 75倍に 20— 30mmを足した寸法である。長 くし過ぎ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。短力べ し過ぎると、プレートのコストは下がる力 溶鋼漏れの頻度が多くなる。そのため、公称 ノズル孔直径 aの 0. 75倍に 20— 30mmを足した寸法であることが望ましい。なお、 2 0— 30mmと幅を持たせているのは、スライディングノズノレ用プレートを製作する際に 、焼成等を行うため寸法差が生じるので許容差を持たせているためである。
[0029] ここで、 dは、公称ノズノレ孔直径 aの 0. 5倍の寸法である。この、 dの限定理由を以下 に説明する。図 1に示したスライディングノズル用プレートについて、図 13で示したよ うに面圧が加えられて傾斜が生じる場合を想定する。プレートの長辺方向の寸法が たとえば (b + S + c)の場合と（d + b + S + c)の場合を比較してみる。すると、後者の 方が d分だけ長いために傾斜角度は緩くなる。すなわち、角度が緩くなることにより、 隙間が小さくなつて、例えば、錡造中のエアーの巻き込みを低減することが可能とな る。
[0030] また、 d分伸ばすことにより、スライディングノズノレ用プレートの、例えば、線分 39と 線 31、 33で形成される部分の面積が増えて、面圧機構による圧着力が均一となり、 さらに、増加面積部によって、強度が増して図 14に示したような弓反り状態が発生し なくなる。すなわち、隙間が小さくなつて、例えば、铸造中のエアーの巻き込みを低減 すること力 S可肯 となる。
[0031] 図 2を参照して、上記のようにプレートを設計した場合のノズル孔に発生する亀裂の 状況について説明する。スライディングノズル用プレート 1は、図のように、押さえ金物 119で押し付けられて金枠に嵌合されている。プレートの端部は従来よりも dだけ延 長されているため、延長押さえ金物 119による押さえ力 117は矢印に示されるように、 ノズノレ孔 3の中心には向かはなレ、。そのため、押さえ力 117が作用する方向には亀 裂が発生する可能性があるが、ノズノレ孔 3の周囲から十字方向（長手方向）に発生し てスライディングノズル用プレートに伝播拡大することはない。この点が図 15を参照し て説明した従来技術の亀裂発生と異なる点である。
[0032] 前記を図 3を参照して説明する。線分 47と寸法 eの辺を備える直角三角形の角度 4 9と線分 33と寸法 eの辺を備える直角三角形の角度 51を比較する。すると、寸法 dだ け伸ばした辺を備える後者の直角三角形の方がなす角度は緩いことが分かる。また 、角度は寸法 dによって変化する。ところで、寸法 dを長くし角度をさらに緩めると、前 記の利点が増すが、コスト高となることから dの寸法を限定する。そのため、 dの寸法 は、公称ノズル孔直径 aの 0. 5倍が望ましい。
[0033] ストローク Sは、公称ノズル孔直径 aの 2倍に安全代 mを加えた寸法とする。すなわ ち、プレートに移動寸法を最低でも公称ノズル孔直径 aの 2倍とする。ここで安全代 m は、プレートが確実に作動するためのストローク範囲を保証するものであり 15— 35m mとすることが望ましレ、。 15 35mmと幅を持たせているのは、スライディングノズル 用プレートを製作する際に、焼成等を行うため寸法差が生じるので許容差を持たせ ているためであり、る。また、 35mmを超えるとプレートが大きくなつてコスト高となり、 1 5mm未満では安全を保証できないからである。
[0034] 図 4および図 5には、本発明に係る固定プレート 121と摺動プレート 123をノズル孔 位置を合わせた状態の概略図を示した。本発明では、固定プレート 121と摺勤プレ ート 123は、相互に利用できることから同一形状で形成されることが好ましいが、必ず しも同一形状に限定される必要はない。
[0035] また、固定プレート 121、摺動プレート 123の外観形状は 10角形とした力 プレート が固定できる範囲で任意の形状としても良ぐ多角形の夫々の角部を円弧 125で置 き換えても良レ、。さらに、固定プレート 121、摺動プレート 123の厚さは略一定として レ、るがノズル孔周囲部 131の板厚を他の部分より厚くした構造としても良レ、。その結 果、ノズル孔 3、 5が補強され、上下ノズノレへの嵌合が容易となり、外れ易い形状とす ること力 Sできる。
[0036] なお、多角形プレート 1の片面には、摺動をスムーズにし、密着性を維持し、漏洩を 防ぐためにセラミックシートまたはアルミニウムシートでできたシート薄板 127を貼着し ても良い。また、多角形プレート 1の高温による変形や亀裂を防止するため、外形を 環装させた鉄製バンド 129が固縛される。そして、上記が装備された同定プレート 12 1と摺動プレート 123とがスライディングノズノレ装置の設置場所へ夫々配設される。
[0037] 次に、図 6—図 9により、スライディングノズル装置 141に、本発明に係る固定プレー ト 121、摺動プレート 123をスライディングノズル装置に取り付けた例を説明する。
[0038] 図 6は、ノズノレプレートが閉の状態である。取鍋 149の底部 151には上ノズル 143 が設けられ、上ノズル 143にはノズル孔 171が穿設されている。固定プレート 121は、 ノズノレ孔 171とノズル孔 3とが整合する位置に、プレートと略同形の逆凹型に設けら れた固定金枠 153に嵌着されている。
[0039] 措動プレー卜 123は、ノズノレ孑し 5と下ノズノレ 145やジョイント 147のノズノレ孑し 173と力 S 整合する位置に、摺動プレートと略同形の凹型に設けられた摺動金枠 155に嵌着さ れている。摺動金枠 55の端部 56は、ピンジョイント 157で連結されており、遠隔操作 ロッド 59により図の左右方向に摺動される。
[0040] 図 7は、固定プレート 121、摺動プレート 123が全開状態の略図を示した。スライデ イングノズノレ装置 141のノズノレォゥレートのノズノレ孔 3、 5が全開位置では、固定プレ ート 121のノズノレ孔 3と摺動プレート 123のノズノレ孔 5とが整合している。そのため、流 量抵抗が低い状態で取鍋力 タンデイシュなどへ溶鋼を流すことができる。従って、 溶鋼の流速による各部の損傷は少ない。し力、しながら、固定プレートと摺動プレートと の間の隙間がほぼ最大になる位置であり、隙間から空気を吸い込んでプレートのノズ ル周辺が損傷を受ける可能性がある力 本発明によるスライディングノズノレ用プレー トを用いてレ、るために損傷は少なレ、。
[0041] 図 8には、固定プレート 121、摺動プレート 123が半開状態の略図を示した。摺動 プレート 123をスライドさせると、播動プレート 123のノズノレ孔 5が固定プレート 121の ノズノレ孔 3に対し図の左方向にずれて、ノズル孔 3が閉塞し始める。矢印で示された 溶鋼流 175は、摺動プレート 123の閉塞部 159に触突して向きを変え、摺動プレート 123のノズノレ孔 5の開口部 161に向力 。
[0042] 溶鋼流 171は、このノズノレ孔 3、 5の開口部 161で決定され、溶鋼流は開口部 161 で速度を増す。溶鋼流 175は、図の矢印で示したように固定プレート 121の端部 163 と摺動プレート 123の端部 165の方向へ屈曲する。そして、固定プレート 121の端部 163には略円弧状の溶損部 167の損傷を、摺動プレート 123の端部 165には略円 弧状の溶損部 169の損傷を与える。
[0043] 図 9には、図 8で示した固定プレート 121、摺動プレート 123のスライド状態と溶損状 態の略図を示した。固定プレート 121に摺動プレート 123が圧着され、ノズル孔 5、お よびノズノレ孔 3とが半開の状態が示されている。溶損部は摺動プレート 123の端部の 溶損部 169の方がより発生し易ぐスライドに対し徐々に大きい円弧として形成される
[0044] 各スライディングノズノレ用プレートの隙間から空気を吸い込んだ場合には、溶鋼の 酸化による熱が更に溶損部を増大させるが、本発明のスライディングノズノレ用プレー トを用いることにより溶損部が少なくなる。また、ノズノレ孔周囲から発生する亀裂が、ほ とんどなくなる。
[0045] 図 10には、固定プレート 121、摺動プレート 123が図 6、 7の半開状態から、全閉と なった状態の略図を示した。溶鋼は、摺動プレート 123でノズル孔 5が密閉され、完 全に閉鎖されることにより遮断される。溶鋼漏れの発生は摺動プレート 123の面圧装 置に左右される。
[0046] 図 11には、図 108で示した固定プレート 121、摺動プレート 123のスライド状態と溶 損状態の略図を示した。溶損が進むと、固定プレート 121のノズル孔溶損部 167が、 摺動プレート 123のノズル孔溶損部 169とが、ほとんど接するようになり、スライディン グノズノレ用プレートの交換時期となる。
実施例 1
[0047] 前記実施の形態で説明したスライディングノズル用プレートを製作した。各部の寸 法は、 a寸法を 80mm、 b寸法を 120mm、 c寸法を 80mm、 d寸法を 40mm、 m寸法 を 20mm。 S寸法を 180mmとして作製した。形状を 10角形とし、厚みは 40mmとし た。ノズノレ孔周囲の厚みは 60mmとした。角部には丸みをつけた。また、片面には、 セラミックシート製の薄板を貼着し、側面には鉄製バンドを固縛した。その、結果、従 来品に比べて亀裂の発生がほとんど見られなくなった。また、 300トン取鍋のスライデ イングノズル装置に取り付けて用いたところ、使用回数は 4回から 6回へと伸びた。 図面の簡単な説明
[0048] [図 1]本発明の多角形状のスライディングノズル用プレートを示す平面図である。
[図 2]ノズノレ孔の周囲に生じた亀裂を示した略図である。
[図 3]スライディングノズノレ用プレートの辺の角度の違いによる寸法差を説明した図で ある。
[図 4]本発明のスライディングノズル用プレートの全開状態における断面図である。
[図 5]本発明のスライディングノズル用プレートの全開状態における平面図である。
[図 6]本発明のスライディングノズル装置に揷着されたスライディングノズル用プレート の全閉状態の断面図である。
[図 7]本発明のスライディングノズル装置に挿着されたスライディングノズル用プレート の全開状態の断面図である。
[図 8]本発明のスライディングノズル装置に挿着されたスライディングノズル用プレート の半開状態の断面図である。
[図 9]本発明のスライディングノズル装置に挿著されたスライディングノズル用プレート の半開状態の平面図である。
[図 10]本発明のスライディングノズル装置に挿着されたスライディングノズル用プレー トの全閉状態の断面図である。
[図 11]本発明のスライディングノズル装置に挿着されたスライディングノズル用プレー トの全閉状態の平面略である。 園 12]従来のスライディングノズル用プレートを示した平面図である。
[図 13]従来のスライディングノズル用プレートの隙間発生状態を示した長辺側の断面 図である。
園 14]従来のスライディングノズル用プレートの隙間発生状態を示した短辺側の断面 図である。
園 15]従来のスライディングノズル用プレートのノズノレ孔の周囲に生じた亀裂を示し た概略図である。
符号の説明
1 多角形プレー十
3 ノズル孔
5 ノズル孔
7 仮想円
9 仮想円
11 八角形
13 八角形
31 直線
33 直線
35 直線
37 直線
39 線分
41 線分
43 線分
45 線分
47 線分
49 角度
51 角度
121 固定プレ -卜
123 固定プレ 一卜 127 シート薄膜
129 鉄製バンド
141 スライディングノズノレ装置
143 上ノズル
145 下ノズル
147 ジョイント
149 取鍋
151 底部
153 固定金枠
155 摺動金枠
156 端部
157 ピンジョイント
159 操作ロッド
161 開口部
163 端部
165 端部
167 溶損部
169 溶損部
171 ノズル孔
173 ノズル孔
175 溶鋼流
201 スライディングノズノレ用プレート
203 ノズル孔
205 亀裂
207 押さえる力方向
209 押さえ金物
221 固定プレート 223 摺動プレート
225 隙間
229 圧着方向
231 隙間
a 公称ノズル孔直径
b ノズノレ中心位置 Xとした半径 c ノズノレ中心位置 Yとした半径 d 寸法
e 寸法
f ノズル孔直径
g 寸法
h 寸法
i 距離
S 寸法
X ノズル孔中心位置
Y ノズル孔中心位置
Z ノズル孔中心位置

Claims

請求の範囲
[1] 容器の底部に装着され、注湯量を制御するためのノズノレ孔を有したスライディング ノズル用プレート（以下単にプレートという） ヽ下記式に示された寸法（単位は mmで ある）を有することを特徴とするスライディングノズノレ用プレート。
(a)公称ノズル孔の中心位置を Xとし、前記プレートのストロークを寸法 Sとし、前記 プレートのノズル全閉位置におけるノズル孔中心位置を Yとし、前記プレートの公称ノ ズノレ孔の直径を aとし、ストロークの安全代を寸法 mとしたとき、
(b)前記公称ノズノレ孔の中心位置 Xから前記プレートの長辺方向の最も近い端まで の寸法が、前記中心位置 Xを中心とする仮想円上までの寸法 bと、前記仮想円上か ら前記長辺方向の最も近い端までの寸法 dとを足した寸法であり、
(c)前記中心位置 Xから前記中心位置 Yまでの寸法が前記ストロークの寸法 Sであ り、
(d)前記中心位置 Yから前記プレートの長辺方向の最も近い端までの寸法が寸法 c である。
b : a + 30— 40
c : 0. 75a + 20 30
d : 0. 5a
S : 2a + m
m : 15— 35
[2] 前記プレートの外形が多角形であることを特徴とする請求項 1に記載のスライディン グノズノレ用プレート。
[3] 下記外形を備えたことを特徴とする請求項 1又は請求項 2に記載のスライディングノ ズノレ用プレート。
(a)前記公称ノズル孔の中心位置 Xを中心とする半径 bの仮想円を内接円とする正 八角形の線分の端と、
(b)前記正八角形の線分の一片から、前記プレートの長辺方向に前記寸法 dだけ 離れた位置に設けられた前記正八角形の線分に等しい寸法の線分との端を結んで 多角形の一部の線分を形成させ、 (c)前記多角形の一部の線分の端と、前記公称ノズル孔中心位置 Yを中心とする 半径 cの仮想円を内接円とする正八角形の三片の線分の端とを結んで多角形の残 余の線分を形成させて得られる多角形。
[4] 前記多角形の各角部が、円弧状に形成されていることを特徴とする請求項 2又 3に 記載のスライディングノズノレ用プレート。
[5] 前記公称ノズル孔周囲の厚さが、他の部分の板厚より厚く形成されていることを特 徴とする請求項 1一 4のいずれかに記載のスライディングノズノレ用プレート。
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