WO2023074078A1 - 金属溶湯用構造体及びガイド部品 - Google Patents

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molten metal
flow path
guide part
molten
holding part
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Inventor
哲也 内野
英気 堤
Original Assignee
三井金属鉱業株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D35/00Equipment for conveying molten metal into beds or moulds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D45/00Equipment for casting, not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/14Charging or discharging liquid or molten material

Definitions

  • the present invention relates to a structure for molten metal provided with a channel including a receiving part for receiving molten metal.
  • the present invention also relates to a guide part that can be used as a receiving part for receiving molten metal.
  • a molten metal holding device has been proposed for receiving and holding or releasing molten metal (hereinafter also referred to as "molten metal” or "molten metal”) made of a high-temperature metal such as aluminum or an aluminum alloy to be supplied.
  • molten metal molten metal
  • molten metal made of a high-temperature metal such as aluminum or an aluminum alloy to be supplied.
  • Patent Document 1 a molten metal receiving portion 5a that directly receives a high-temperature molten metal that is poured is formed of refractory bricks, and this molten metal receiving portion 5a is embedded in a castable layer 4 of the molten metal holding device.
  • a structure integrated with the castable layer 4 (corresponding to the hearth) is disclosed (see paragraph [0030] of Patent Document 1 and FIGS. 2 and 3).
  • Patent Document 1 when the molten metal receiving portion of the molten metal holding device is embedded in the castable layer 4 corresponding to the hearth and integrated, high-temperature molten metal is thrown into the molten metal receiving portion. , the following problems arise due to the occurrence of thermal shock, drop shock, and the like. ⁇ By repeatedly feeding molten metal, due to the difference in thermal expansion between the molten metal receiving part and the hearth, separation occurs at the interface between the molten metal receiving part and the hearth, and the integrated structure collapses, resulting in the molten metal receiving part falls off, and eventually causes damage to the entire molten metal holding device.
  • the molten metal receiving part wears and deteriorates, eventually causing damage to the entire molten metal holding device.
  • the molten metal receiving part is buried and integrated with the hearth, even if the molten metal receiving part is melted due to the injection of molten metal over a long period of time and the operation of the entire molten metal holding device is hindered.
  • the deteriorated molten metal receiving portion cannot be easily replaced, which hinders the molten metal treatment, leading to a high cost of disposal and replacement of the entire molten metal holding device.
  • molten metal receiving part is buried and integrated with the hearth, there are other options for the appropriate molten metal receiving part that can further mitigate the impact of the molten metal, etc., depending on the type, temperature and charging conditions of the molten metal to be charged. Even if there is, it is not possible to easily change the molten metal receiving portion, which hinders efficient molten metal treatment.
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a molten metal structure having a flow path including a receiving part, a holding part, and a tapping part for receiving the molten metal, and a structure for receiving the molten metal. It is to provide a hot water receiving part.
  • a structure for molten metal provided with a channel for molten metal supplied from above, wherein the channel receives molten metal for receiving molten metal supplied from above.
  • a holding part having a concave cross-sectional shape perpendicular to the direction of the flow channel, and a tapping part capable of discharging the molten metal.
  • the holding part has a bottom surface slanted along the flow path inside, and the receiving part has a bottom surface sloping along the flow path for guiding the molten metal to the holding part.
  • the guide part has a detachable and replaceable structure, and the inclination angle of the bottom surface of the guide part in the direction along the flow path is equal to the bottom surface of the holding part is larger than the inclination angle of
  • a guide component is characterized by having at least the above characteristics.
  • the structure for molten metal and the guide component can exhibit any or all of the following effects.
  • the guide part can be used in a timely manner. By removing and replacing the , it is possible to avoid falling off of the receiving part and prevent damage to the entire structure for molten metal.
  • FIG. 1 is a perspective view of a molten metal structure according to one embodiment of the present invention (Example 1); 1 is a plan view of a structure for molten metal according to one embodiment of the present invention (Example 1).
  • FIG. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a side view of the structure for molten metals of one Embodiment of this invention (Example 1). It is a perspective view of the structure for molten metal of one embodiment of the present invention (Example 2).
  • 5 is an enlarged view of the vicinity of the guide component in FIG. 4; FIG. FIG.
  • FIG. 2 is a perspective view of a structure for molten metal according to one embodiment of the present invention (Example 3).
  • FIG. 10 is a perspective view of a structure for molten metal according to one embodiment of the present invention (modification of Example 3).
  • FIG. 10 is a perspective view of a structure for molten metal according to one embodiment of the present invention (Example 4). (Example 5) It is a perspective view of the structure for molten metals of one Embodiment of this invention.
  • a structure for molten metal provided with a flow path for molten metal supplied from above, wherein the flow path includes a receiving portion for receiving the molten metal supplied from above.
  • a holding part having a concave cross-sectional shape perpendicular to the direction of the flow path, capable of conveying the supplied molten metal along the flow path; and a tapping part capable of discharging the molten metal
  • the holding part has an inner bottom surface that is inclined along the flow path
  • the receiving part has an inner bottom surface that is inclined along the flow path for guiding the molten metal to the holding part.
  • the guide part has a detachable and replaceable structure, and the inclination angle of the bottom surface of the guide part in the direction along the flow path is equal to the inclination of the bottom surface of the holding part Characterized by being larger than an angle.
  • the guide part present in the molten metal receiving part has a structure that can be removed from the molten metal structure and replaced, it can be easily removed from the structure and replaced with a new guide part as necessary. can be easily installed.
  • the holding part has a concave cross-sectional shape perpendicular to the flow path direction, and has a bottom surface inclined along the flow path inside, and the guide part guides the molten metal to the holding part.
  • the inclination angle of the bottom surface of the guide part in the direction along the flow path is equal to the inclination of the bottom surface of the holding part in the direction along the flow path. Since it is larger than the corner, the supplied molten metal can smoothly flow along the flow path of the guide part and the structure for molten metal.
  • the guide part present in the molten metal receiving part can be easily detached from the structure for molten metal, so another cushioning member is provided to reduce the impact caused by the dropping of molten metal. Even if it is not provided on the structure for molten metal, the guide part can be attached and detached in a timely manner. can also minimize the deterioration of the structure as a whole. Furthermore, since the guide part existing in the hot water receiving part can be easily attached and detached, it is also possible to perform maintenance work for the entire structure in a short time.
  • the guide part may have a concave shape portion or a curved shape portion as a cross-sectional shape perpendicular to the direction of said flow path. That is, in the shape of the guide part, the surface of the guide part that receives and contacts the molten metal and serves as the flow path may have a concave portion or a curved portion. , preferably of groove-like shape.
  • the surface opposite to the surface in contact with the molten metal can adopt any shape, and does not necessarily have to be downwardly convex.
  • the guide part has a concave shape portion or a curved shape portion as a cross-sectional shape perpendicular to the direction of the flow path, which can contribute to ensuring a smooth flow path for the supplied molten metal. At the same time, it is possible to prevent splashing caused by the impact when the high-temperature molten metal that is introduced is dropped.
  • the guide component may be placed on the bottom surface of the holding part, or may be installed on the bottom surface of the holding part by a fixture.
  • the fixture may have the positioning member and the fixing member separately, or may have the functions thereof at the same time.
  • the parts structure can be simplified and the parts can be replaced with simple jigs and tools, which in turn reduces maintenance costs for parts replacement. can be achieved.
  • suitable shaft (pipe)-shaped fixtures with different thicknesses as fixing members and/or positioning members, it is possible to easily adjust the inclination angle of the bottom surface of the guide component.
  • the material of the metal receiving part and/or the guide part may be made of at least one material selected from metals (eg, SUS, Fe, Ti, etc.), carbon, ceramics, and carbon ceramics.
  • the material of the guide part is preferably ceramics from the viewpoint of corrosion resistance and heat resistance to molten metal.
  • ceramics preferred are silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, alumina, zirconia, and composite materials obtained by adding oxides such as alumina and silica to these (for example, sialon, etc.).
  • silicon nitride and sialon are particularly preferable from the viewpoint of corrosion resistance to the molten metal and prevention of contamination of the molten metal thereby.
  • the fixture may also be made of at least one material selected from metals (eg, SUS, Fe, Ti, etc.), carbon, ceramics, and carbon ceramics, similarly to the above.
  • metals eg, SUS, Fe, Ti, etc.
  • the positioning and/or fixing member of the fixture such as the shaft is made of ceramics with excellent heat resistance (oxide ceramics such as alumina and zirconia, silicon nitride, silicon carbide, aluminum nitride, etc.). is preferred.
  • the fixtures may be metals that can be easily bent (for example, SUS, Fe, Ti, etc.).
  • the inclination angle of the bottom surface of the guide part is larger than the inclination angle of the bottom surface of the holding part in the direction along the flow path.
  • the inclination angle of the bottom surface of the guide part may be 2 to 50 degrees, and the inclination angle of the bottom surface of the holding part may be 1 to 10 degrees.
  • the inclination angle of the bottom surface of the guide part is preferably 2 to 10°, and the inclination angle of the bottom surface of the holding part is 5 to 20°, more preferably, the inclination angle of the bottom surface of the guide part is 2 to 5 degrees, and the inclination angle of the bottom surface of the holding portion is 5 to 15 degrees.
  • the molten metal supplied to the guide part can be transferred to the bottom surface of the holding part very smoothly. It becomes possible to prevent the backflow of the molten metal.
  • the tapping part may be formed as an opening on the lower surface of the structure for molten metal, or may be formed as an opening on the side of the structure for molten metal, and has a gutter-like shape with an open side wall surface. There may be.
  • the hot water outlet may be open all the time, but it may be structured so that it can be switched between closed and open as needed.
  • the guide component has any or all of the features described above. , to provide excellent technical effect.
  • the structure for molten metal and the guide component of the present invention can be implemented as appropriate according to common general technical knowledge in the technical field to which the present invention belongs.
  • Example 1 The molten metal structure of Example 1 will be specifically described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 is a perspective view
  • FIG. 2 is a plan view
  • FIG. 3 is a side view.
  • the structure 10 for molten metal has a main body 14 including a receiving part 11 , a holding part 12 and a tapping part 13 inserted in an outer casing 15 .
  • the main body 14 is made of a monolithic refractory.
  • the molten metal receiving portion 11 includes a guide component 20, and molten metal is supplied from above toward the guide component 20, whereby molten metal is discharged from the molten metal receiving portion 11 via the holding portion 12 inside the main body 14.
  • a flow path for the molten metal is formed to the portion 13 (opening).
  • the channel includes a receiving part 11 and a cross-sectional shape perpendicular to the direction of the channel that can convey the supplied molten metal along the channel. It is composed of a holding portion 12 having a concave shape and a pouring portion 13 capable of discharging the molten metal.
  • the holding portion 12 has an inner bottom surface 12a that is inclined along the flow path, and the guide component 20 is a flow guide for guiding the molten metal to the holding portion 12.
  • the bottom surface 20a of the guide part 20 has an inclination angle that is equal to the inclination of the bottom surface 12a of the holding part 12 in the direction along the flow path. Larger than an angle. Therefore, the molten metal structure 10 can ensure a smooth flow path for the supplied molten metal inside the main body 14 .
  • the guide part 20 has a groove-like shape along the direction of the flow path. It has a convex curved shape part, which can contribute to ensuring a smooth flow path for the supplied molten metal, and the liquid accompanying the impact when the high-temperature molten metal that is put in when it falls is can be prevented. As can be understood from FIGS.
  • the guide part 20 has its downstream end fixed from above by a fixed shaft (pipe) 31, which is a type of fixture.
  • a positioning shaft (pipe) 32 pushes up the upstream portion of the guide member 20 from the downstream end to position it.
  • the fixed shaft 31 and the positioning shaft 32 may be part of a fixture having a ladder-like configuration.
  • the inclined bottom surface 20a of the guide part 20 has a larger inclination angle than the inclined bottom surface 12a of the holding part in the direction along the flow path. Since the linear, linear or rod-shaped fixed shaft 31 and positioning shaft 32 serve as fixtures, for example, in the case of rod-shaped, the inclination of the bottom surface 20a of the guide part 20 can be changed by changing the thickness of the rod. It is possible to easily adjust the angle. Further, as can be understood from FIGS. 1 to 3, the guide part 20 has a structure that can be easily removed from the main body 14 and replaced. Any or all of the effects described in .
  • Example 2 A structure for molten metal of Example 2, which employs the same structure as that of Example 1 except that the structure in the vicinity of the guide part 20 is changed, will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 4 is a perspective view
  • FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the guide component shown in FIG.
  • the technical effects of adopting the same structure as in the first embodiment are as described in the first embodiment.
  • the changes from the first embodiment will be specifically described below.
  • the guide member 20 having a groove-like shape has a bent feather-like shape (hereinafter referred to as “wing”) at both ends parallel to the flow path of the molten metal.
  • wing bent feather-like shape
  • the wing 21 is provided with a notch portion that becomes a recess from the outside toward the inside, and the fixed shaft 31 is present at a total of two locations, one each on the surface side and the back surface side of the wing 21. are doing.
  • a positioning shaft 32 having an upwardly convex arc-shaped curved surface is engaged with the cutout portion of the wing 21, and one fixed shaft 31 is passed through a predetermined position in the gap between the wing 21 and the positioning shaft 32, Furthermore, the guide part 20 is fixed by passing the other fixed shaft 31 through another predetermined position of the positioning shaft 32 .
  • the guide part 20 has a structure that can be easily removed from the main body 14 and replaced. Any or all of the effects described in .
  • Example 3 A structure for molten metal of Example 3, which employs the same structure as that of Example 1 except that the structure in the vicinity of the guide part 20 is changed, will be described with reference to FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view. The technical effects of adopting the same structure as in the first embodiment are as described in the first embodiment. The changes from the first embodiment will be specifically described below.
  • the guide part 20 having a semicircular pipe-like groove shape has a bent feather shape (hereinafter referred to as A plurality of through holes 22 are formed in pairs at both ends of the wing 21 .
  • a fixed shaft 31 is abutted against the through hole 22 of the wing 21 from bottom to top to fix the guide part 20.
  • FIG. 7 shows a modification of the example in which the through holes 22 are provided in the third embodiment.
  • the guide part 20 having a semicircular pipe-like groove shape has a bent feather shape (hereinafter referred to as A plurality of through holes 22 are formed in pairs at both ends of the wing 21 .
  • a fixing/positioning shaft 33 is passed through the through hole 22 of the wing 21 from top to bottom. The fixing/positioning shaft 33 has a structure that suspends and fixes the guide part 20 .
  • the guide part 20 By adjusting the position of the through hole 22 and the structure and dimensions of the fixing/positioning shaft 33 , the guide part 20 can be fixed. The inclination angle of the bottom surface can be adjusted. As described above, the alignment of the guide part 20 and the adjustment of the inclination angle of the bottom surface of the guide part 20 are facilitated regardless of which structure of the third embodiment in which the through holes 22 are provided and the modification thereof are employed. Further, as can be understood from FIGS. 6 and 7, the guide part 20 has a structure that can be easily removed from the main body 14 and replaced. Any or all of the effects described in .
  • Example 4 A structure for molten metal of Example 4, which employs the same structure as that of Example 1 except that the structure in the vicinity of the guide part 20 is changed, will be described with reference to FIG.
  • FIG. 8 is a perspective view.
  • the technical effects of adopting the same structure as in the first embodiment are as described in the first embodiment.
  • the changes from the first embodiment will be specifically described below.
  • the guide part 20 which has a U-shaped cross section and a semi-circular pipe-like groove shape, extends along the direction perpendicular to the flow path of the molten metal and extends along the fixed shaft 31 (this embodiment).
  • the guide part 20 (which also functions as a fixing/positioning shaft 33) is fixed and positioned in such a manner that it penetrates, and on the other hand, a wall surface on the upstream side of the flow path inside the main body 14 is provided with a downward convex upward notch.
  • the upstream end of the guide part is fitted and fixed in the notch.
  • the depth of the groove is deeper on the downstream side than on the side. Therefore, in the structure for molten metal of the present embodiment, it is possible to suppress rebounding of the injected molten metal against the guide member 20 and escape to the outside, thereby increasing utilization efficiency of the molten metal. Further, as can be understood from FIG. 8, the guide part 20 has a structure that can be easily removed from the main body 14 and replaced. Any or all effects can be produced.
  • Example 5 A structure for molten metal of Example 5, which employs the same structure as that of Example 1 except that the structure in the vicinity of the guide part 20 is changed, will be described with reference to FIG.
  • FIG. 9 is a perspective view.
  • the technical effects of adopting the same structure as in the first embodiment are as described in the first embodiment.
  • the changes from the first embodiment will be specifically described below.
  • the guide part 20 having a semicircular pipe-like groove shape is housed and fixed in a grooved block-shaped fixture 30 that opens upward.
  • the grooved fixture 30 is arranged so as to fill the upstream side of the flow path inside the main body 14, and is made of amorphous ceramics, ceramic fiber-based materials, or the like.
  • the alignment of the guide part 20 and the bottom surface of the guide part 20 can be adjusted.
  • the tilt angle can be easily adjusted, and the fixing strength of the guide component 20 can be improved.
  • the guide part 20 has a structure that can be easily removed from the main body 14 and replaced. Any or all effects can be produced.
  • the structure for molten metal of the present invention can be used for a gutter for molten metal or a holding furnace for molten metal. It has industrial applicability because it has means for avoiding The contents of the invention according to the scope of claims at the time of the basic application of this application are as follows.
  • [Section 1] A structure for molten metal provided with a flow path for molten metal supplied from above, The flow path includes a receiving portion for receiving the molten metal supplied from above, and a concave cross-sectional shape perpendicular to the flow path direction that can convey the supplied molten metal along the flow path.
  • a holding part having a shape and a pouring part capable of discharging the molten metal The holding part has an inner bottom surface that is inclined along the flow path
  • the receiving part has a guide part having an inner bottom surface inclined along the flow path for guiding the molten metal to the holding part
  • the guide part has a removable and replaceable structure
  • a structure for molten metal wherein an inclination angle of the bottom surface of the guide part is larger than an inclination angle of the bottom surface of the holding part in a direction along the flow path.
  • Item 8 Item 8. The structure for molten metal according to any one of Items 5 to 7, wherein the fixture contains metal or ceramics.
  • the inclination angle of the bottom surface of the guide part is selected from 2 to 50°, and the inclination angle of the bottom surface of the holding part is selected from 1 to 10°, items 1 to 8 The structure for molten metal according to any one of .
  • Item 10 Item 10. The structure for molten metal according to any one of Items 1 to 9, wherein the outlet portion is formed as an opening on the lower surface of the structure for molten metal.
  • Item 11 Item 10. The structure for molten metal according to any one of Items 1 to 9, wherein the outlet portion is formed as a side opening of the structure for molten metal.
  • Item 12 Item 12. The guide component according to any one of items 1 to 11.

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Abstract

金属溶湯用樋又は金属溶湯保持炉などに利用可能であり、長期間にわたる受湯部への高温の金属溶湯の供給に対して、受湯部の劣化を回避する手段を備えた金属溶湯用構造体を提供する。上方から供給される金属溶湯の流路を備えた金属溶湯用構造体であって、前記流路は、上方から供給される金属溶湯を受け止めるための受湯部と、供給された金属溶湯を当該流路に沿って搬送し得る、当該流路方向に垂直な断面の形状が凹の形状である保持部と、当該金属溶湯を排出し得る出湯部とを備え、前記保持部は、前記流路に沿って傾斜した底面を内側に有し、前記受湯部は、前記金属溶湯を前記保持部に誘導するための、前記流路に沿って傾斜した底面を内側に有するガイド部品を有し、前記ガイド部品は、取り外し交換可能な構造を有し、前記流路に沿った方向において、前記ガイド部品の前記底面の傾斜角は、前記保持部の前記底面の傾斜角よりも大である、金属溶湯用構造体。

Description

金属溶湯用構造体及びガイド部品
 本発明は、金属溶湯を受け止めるための受湯部を含む流路を備えた金属溶湯用構造体に関する。また、本発明は、金属溶湯を受け止めるための受湯部に用いることができるガイド部品に関する。
 供給されるアルミニウム又はアルミニウム合金などの高温の金属からなる溶湯(以下、「溶湯」又は「金属溶湯」とも記載する)を受け止め、これを保持ないし放出するための溶湯保持装置が提案されている。
 従来の溶湯保持装置として、特許文献1には、流し込まれる高温の金属溶湯を直接受け止める溶湯受け止め部5aを耐火煉瓦で形成し、この溶湯受け止め部5aを、溶湯保持装置のキャスタブル層4に埋設し、キャスタブル層4(炉床に相当する)と一体化する構造が開示されている(特許文献1の段落[0030]並びに図2及び図3参照)。
 しかし、特許文献1の開示内容に従って、溶湯保持装置の溶湯受け止め部を、炉床に相当するキャスタブル層4に埋設して一体化する構造とした場合、高温の金属溶湯が溶湯受け止め部に投入され、熱衝撃及び落下衝撃等が生じることに起因して、以下の問題点があった。
・金属溶湯の投入を繰り返すことにより、溶湯受け止め部と炉床との熱膨張差に起因して、溶湯受け止め部と炉床との界面に剥離が生じて一体化構造が崩壊し、溶湯受け止め部が脱落して、ひいては溶湯保持装置全体の破損の原因となる。
・投入時の金属溶湯の落下衝撃や流動時の浸食等により、溶湯受け止め部が摩耗して劣化し、ひいては溶湯保持装置全体の破損の原因となる。
・溶湯受け止め部が埋設されて炉床と一体化しているため、長期間にわたる金属溶湯の投入によって溶湯受け止め部に溶損が生じ、溶湯保持装置全体の運転に支障が生じた場合であっても、劣化した溶融受け止め部を容易に交換できず、溶湯処理に支障をきたし、ひいては溶湯保持装置全体の廃棄及び交換という高コストにつながる。
・溶湯受け止め部が埋設されて炉床と一体化しているため、投入する金属溶湯の種類、温度及び投入条件に応じて、溶湯衝撃等をより緩和し得る適切な溶融受け止め部の選択肢が他にあったとしても、溶湯受け止め部を容易に変更できず、ひいては、効率的な溶湯処理に支障をきたす。
特開2016-175093号公報
 本発明の目的は、上記問題点を解決し得る、金属溶湯を受け止めるための受湯部と保持部と出湯部とを含む流路を備えた金属溶湯用構造体、及び金属溶湯を受け止めるための受湯部を提供することにある。
 本発明の1つの観点によれば、上方から供給される金属溶湯の流路を備えた金属溶湯用構造体であって、前記流路は、上方から供給される金属溶湯を受け止めるための受湯部と、供給された金属溶湯を当該流路に沿って搬送し得る、当該流路方向に垂直な断面の形状が凹の形状である保持部と、当該金属溶湯を排出し得る出湯部とを備え、前記保持部は、前記流路に沿って傾斜した底面を内側に有し、前記受湯部は、前記金属溶湯を前記保持部に誘導するための、前記流路に沿って傾斜した底面を内側に有するガイド部品を有し、前記ガイド部品は、取り外し交換可能な構造を有し、前記流路に沿った方向において、前記ガイド部品の前記底面の傾斜角は、前記保持部の前記底面の傾斜角よりも大であることを特徴とする。
 また、本発明の別の観点によれば、ガイド部品であって、少なくとも上記の特徴を備えることを特徴とする。
 本発明によれば、金属溶湯用構造体及びガイド部品は、以下のいずれか又は全ての効果を奏することができる。
 まず、金属溶湯の投入を繰り返すことにより、受湯部と保持部との熱膨張差に起因して、受湯部と保持部との界面に剥離が生じるおそれがある場合でも、適時にガイド部品を取り外して交換することにより、受湯部の脱落を回避し、金属溶湯用構造体全体の破損を防止することができる。
 また、投入時の金属溶湯の落下衝撃により、受湯部が摩耗して劣化するおそれがある場合でも、適時にガイド部品を取り外して交換することにより、受湯部の劣化を回避し、金属溶湯用構造体全体の破損を防止することができる。
 また、長期間にわたる金属溶湯の投入によって金属溶湯を受け止める受湯部に溶損が生じて劣化し、溶湯保持装置全体の運転に支障が生じた場合には、劣化した受湯部のガイド部品を容易に交換することができるので、金属溶湯用構造体全体の廃棄及び交換をする必要がなく、設備コストの面で有利である。
 また、投入する金属溶湯の種類、温度及び投入条件に応じて、溶湯衝撃等をより緩和し得る適切な受湯部の選択肢が他にある場合には、受湯部のガイド部品を容易に変更することができ、効率的な溶湯処理を実行することができる。
 本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。
本発明の一実施形態の金属溶湯用構造体の斜視図である(実施例1)。 本発明の一実施形態の金属溶湯用構造体の平面図である(実施例1)。 本発明の一実施形態の金属溶湯用構造体の側面図である(実施例1)。 本発明の一実施形態の金属溶湯用構造体の斜視図である(実施例2)。 図4のガイド部品近傍の拡大図である。 本発明の一実施形態の金属溶湯用構造体の斜視図である(実施例3)。 本発明の一実施形態の金属溶湯用構造体の斜視図である(実施例3における変形例)。 本発明の一実施形態の金属溶湯用構造体の斜視図である(実施例4)。 本発明の一実施形態の金属溶湯用構造体の斜視図である(実施例5)。
 以下、本発明を実施する好ましい形態の一例について説明する。ただし、下記の実施形態は本発明を説明するための例示であり、本発明は下記の実施形態に何ら限定されるものではない。
 本発明の一実施形態では、上方から供給される金属溶湯の流路を備えた金属溶湯用構造体であって、前記流路は、上方から供給される金属溶湯を受け止めるための受湯部と、供給された金属溶湯を当該流路に沿って搬送し得る、当該流路方向に垂直な断面の形状が凹の形状である保持部と、当該金属溶湯を排出し得る出湯部とを備え、前記保持部は、前記流路に沿って傾斜した底面を内側に有し、前記受湯部は、前記金属溶湯を前記保持部に誘導するための、前記流路に沿って傾斜した底面を内側に有するガイド部品を有し、前記ガイド部品は、取り外し交換可能な構造を有し、前記流路に沿った方向において、前記ガイド部品の前記底面の傾斜角は、前記保持部の前記底面の傾斜角よりも大であることを特徴とする。
 このように、受湯部に存在するガイド部品は、金属溶湯用構造体から取り外し交換可能な構造を有するため、構造体から容易に脱着することができ、必要に応じて新たなガイド部品に交換して容易に装着することができる。
 また、保持部は、流路方向に垂直な断面の形状が凹の形状であるとともに、流路に沿って傾斜した底面を内側に有し、さらに、ガイド部品は、金属溶湯を保持部に誘導するための、流路に沿って傾斜した底面を内側に有し、これに加えて、流路に沿った方向において、前記ガイド部品の前記底面の傾斜角は、前記保持部の前記底面の傾斜角よりも大きいため、供給された金属溶湯を、ガイド部品及び金属溶湯用構造体の流路に沿ってスムーズに流動させることができる。
 また、上述した通り、受湯部に存在するガイド部品は、金属溶湯用構造体から容易に脱着が可能であるため、投入する金属溶湯の落下に伴う衝撃を緩和するための別の緩衝部材を金属溶湯用構造体にあえて設けなくても、ガイド部品を適時に脱着することができ、これにより、金属溶湯用構造体の保持部の底面自体が特殊な構造ではなく極めてシンプルな構造であっても、構造体全体としての劣化を最小限に食い止めることができる。
 さらには、受湯部に存在するガイド部品が、容易に脱着可能であるため、構造体全体のメンテナンス作業を短時間で行うことも可能となる。
 本発明の一実施形態では、ガイド部品は、前記流路の方向に垂直な断面の形状として、凹の形状部分を有してもよく、又は湾曲した形状部分を有してもよい。すなわち、ガイド部品の形状において、金属溶湯を受け止めてこれと接し、その流路となるガイド部品の面は、窪んでいる凹の形状部分、又は湾曲した形状部分を有していればよく、例えば、溝状の形状であるのが好ましい。一方で、ガイド部品が備える面のうち、金属溶湯に接する面と反対側の面の形状は、任意の形状を採用することができ、必ずしも下に凸の形状でなくてもよい。
 このように、ガイド部品が、流路の方向に垂直な断面の形状として、凹の形状部分又は湾曲した形状部分を有することにより、供給された金属溶湯のスムーズな流路の確保に寄与し得るとともに、投入される高温の金属溶湯の落下時の衝撃に伴う液はねを防止することができる。
 また、ガイド部品は、前記保持部の前記底面上に載置されるものであってもよく、又は固定具により前記保持部の前記底面上に据え付けられるものであってもよい。また、固定具は、位置決め部材と固定部材とを別個に備えるものであってもよく、それらの機能を同時に備えるものであってもよい。このように、ガイド部品を構造体に配置する構成を適切に選択することにより、部品構成を簡便にして簡易な治工具で部品交換の作業が可能となり、ひいては部品交換のためのメンテナンス・コスト削減を図ることができる。あるいは、投入される金属溶湯の強い落下の衝撃に対してガイド部品の位置ずれが生じないように、ガイド部品の係止がより確実になるように固定を強化することも可能である。また、太さの異なる好適なシャフト(パイプ)形状の固定具を、固定部材及び/又は位置決め部材として用いることにより、容易にガイド部品底面の傾斜角を調整することが可能となる。
 受湯部の材料及び/又はガイド部品は、金属(例えば、SUS、Fe、Tiなど)、カーボン、セラミックス、カーボンセラミックスから選択される少なくとも一つの材料で構成されてもよい。特にガイド部品の材料は、金属溶湯に対する耐食性、耐熱性の観点からは、セラミックスが好ましい。セラミックスの中では、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、及びこれらにアルミナやシリカなどの酸化物が添加されたものである複合材料(例えば、サイアロン等)が好ましい。この中でも、金属溶湯に対する耐食性とそれによる金属溶湯内へのコンタミ防止の観点で、窒化ケイ素やサイアロンが特に好ましい。
 固定具も、上記と同様に、金属(例えば、SUS、Fe、Tiなど)、カーボン、セラミックス、カーボンセラミックスから選択される少なくとも一つの材料で構成されてもよい。固定具が金属溶湯と接触し得る場合、シャフトなどの固定具の位置決め及び/又は固定部材は、耐熱性に優れるセラミックス(アルミナ、ジルコニアなどの酸化物セラミックス、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウムなど)が好ましい。また、仮に、固定具が金属溶湯と接触しない場合、これらは曲げ加工がしやすい金属(例えば、SUS、Fe、Tiなど)であってもよい。
 また、金属溶湯用構造体において、流路に沿った方向において、ガイド部品の底面の傾斜角が保持部の底面の傾斜角よりも大きいのが好ましい。この前提において、ガイド部品の底面の傾斜角は2~50°であってもよく、保持部の底面の傾斜角は1~10°であってもよい。上記の前提において、好ましくは、ガイド部品の底面の傾斜角が2~10°であって、保持部の底面の傾斜角が5~20°であり、より好ましくは、ガイド部品の底面の傾斜角が2~5°であって、保持部の底面の傾斜角が5~15°である。
 このように、ガイド部品の底面の傾斜角と、保持部の底面の傾斜角とを上記の関係にすることで、ガイド部品に供給された金属溶湯の保持部底面への受け渡しが非常にスムーズになり、溶湯の逆流を防ぐことができる。
 出湯部は、金属溶湯用構造体の下面開口部として形成されていてもよく、又は金属溶湯用構造体の側面開口部として形成されていてもよく、側面の壁面が開放されている樋状であってもよい。出湯部は常時開放されていてもよいが、必要に応じて閉塞と開放を切り替えられる構造としてもよい。
 また、本発明の一実施形態では、ガイド部品は、上述したいずれか又は全ての特徴を備えるものであり、上述したとおり、ガイド部品を受湯部に用いる金蔵溶湯用構造体を利用する上で、優れた技術的効果を提供する。
 その他、本発明の金属溶湯用構造体及びガイド部品は、本発明の属する技術分野における技術常識に従って、適宜実施することができる。
 以下、実施例に基づき、本発明の特徴について、更に詳しく説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
 [実施例1]
 実施例1の金属溶湯用構造体を、図1~図3を参照して具体的に説明する。図1は斜視図、図2は平面図、図3は側面図である。
 図1、図2に示すように、金属溶湯用構造体10は、外側のケーシング15の中に、受湯部11、保持部12及び出湯部13を含む本体14が装入されている。本体14は不定形耐火物で構成されている。受湯部11にはガイド部品20が含まれ、このガイド部品20に向かって上方から金属溶湯が供給されることにより、本体14の内側において、受湯部11から保持部12を経由して出湯部13(開口部)へと、金属溶湯の流路が形成される。
 図1~図3から理解されるように、当該流路は、受湯部11と、供給された金属溶湯を当該流路に沿って搬送し得る、当該流路方向に垂直な断面の形状が凹の形状である保持部12と、当該金属溶湯を排出し得る出湯部13によって構成されている。
 図1、図3に示すように、保持部12は、流路に沿って傾斜した底面12aを内側に有し、さらに、ガイド部品20は、金属溶湯を保持部12に誘導するための、流路に沿って傾斜した底面20aを内側に有し、これに加えて、流路に沿った方向において、前記ガイド部品20の前記底面20aの傾斜角は、前記保持部12の前記底面12aの傾斜角よりも大きい。したがって、金属溶湯用構造体10は、本体14の内側において、供給された金属溶湯のスムーズな流路を確保することができる。
 また、図1に示すように、ガイド部品20は、流路の方向に沿って溝状の形状を有し、より詳しくは、前記流路の方向に垂直な断面として、凹状の形状部分(下に凸の湾曲した形状部分を有しており、これにより、供給された金属溶湯のスムーズな流路の確保に寄与し得るとともに、投入される高温の金属溶湯の落下時の衝撃に伴う液はねを防止することができる。
 図1~図3から理解されるように、ガイド部品20は、固定具の一種である固定シャフト(パイプ)31によって下流側の端部を上から固定され、一方で、固定具の一種である位置決めシャフト(パイプ)32によってガイド部品20の前記下流側の端部よりも上流側の部分を下から押し上げられて位置決めされている。固定シャフト31と位置決めシャフト32は、はしご状の形態を有する固定具の一部であってもよい。これにより、流路に沿った方向において、ガイド部品20の傾斜した底面20aは、保持部の傾斜した底面12aよりも傾斜角が大きい。
 線状、直線状、ないし棒状の固定シャフト31及び位置決めシャフト32が、固定具の役割を果たすので、例えば棒状の場合は、棒の太さを変化させることで、ガイド部品20の底面20aの傾斜角を容易に調整することが可能となる。
 また、図1~図3から理解し得るように、ガイド部品20は、本体14から容易に取り外して交換可能な構造を有しており、これにより、上述した通り、[発明の効果]の項に記載したいずれか又はすべての効果を奏することができる。
 [実施例2]
 ガイド部品20近傍の構造を変更した以外は、実施例1と同様の構造を採用した実施例2の金属溶湯用構造体を、図4、図5を参照して説明する。図4は、斜視図であり、図5は、図4に示されたガイド部品近傍を拡大した図である。実施例1と同様の構造を採用したことによる技術的効果は、実施例1に記載した通りである。以下、実施例1からの変更点について具体的に説明する。
 図4、図5から理解されるように、溝状の形状を有するガイド部品20は、金属溶湯の流路に沿って平行な両端部に、折り曲げたような羽状の形状(以下、「ウィング」と称する)を備え、ウィング21には外側から内側に向けて凹部となる切り欠き部分を備え、固定シャフト31が、ウィング21の表面側及び裏面側のそれぞれ1カ所の、合計2カ所に存在している。このウィング21の切り欠き部分に対して、上に凸の円弧状の曲面を有する位置決めシャフト32を係合し、ウィング21と位置決めシャフト32の隙間の所定の位置に一方の固定シャフト31を通し、さらに位置決めシャフト32の別の所定の位置にもう一方の固定シャフト31を通すことによって、ガイド部品20を固定している。
 このような構造を採用することにより、位置決めシャフト32の曲面に沿ってガイド部品20を精巧に位置合わせすることが可能なため、ガイド部品20の底面の傾斜角の微調整が容易となる。
 また、図4、図5から理解し得るように、ガイド部品20は、本体14から容易に取り外して交換可能な構造を有しており、これにより、上述した通り、[発明の効果]の項に記載したいずれか又はすべての効果を奏することができる。
 [実施例3]
 ガイド部品20近傍の構造を変更した以外は、実施例1と同様の構造を採用した実施例3の金属溶湯用構造体を、図6を参照して説明する。図6は斜視図である。実施例1と同様の構造を採用したことによる技術的効果は、実施例1に記載した通りである。以下、実施例1からの変更点について具体的に説明する。
 図6から理解されるように、半円パイプ状の溝状の形状を有するガイド部品20は、金属溶湯の流路に沿って平行な両端部に、折り曲げたような羽状の形状(以下、「ウィング」と称する)を備え、ウィング21には貫通孔22が両端部に対をなして複数開けられている。このウィング21の貫通孔22に対して、下から上に向けて固定シャフト31を突き当ててガイド部品20を固定し、さらに固定シャフト31の下に位置決めシャフト32をあてがうことにより、ガイド部品20の底面の傾斜角を調整することができる。
 ここで、上記実施例3の貫通孔22を設けた例における変形例を、図7(斜視図)に示す。
 図7から理解されるように、半円パイプ状の溝状の形状を有するガイド部品20は、金属溶湯の流路に沿って平行な両端部に、折り曲げたような羽状の形状(以下、「ウィング」と称する)を備え、ウィング21には貫通孔22が両端部に対をなして複数開けられている。このウィング21の貫通孔22に対して、上から下に向けて固定・位置決めシャフト33を通す。固定・位置決めシャフト33は、ガイド部品20を吊り下げて固定するような構造を備えており、貫通孔22の位置や、固定・位置決めシャフト33の構造や寸法を調整することにより、ガイド部品20の底面の傾斜角を調整することができる。
 上記のとおり、貫通孔22を設けた実施例3及びその変形例のいずれの構造を採用しても、ガイド部品20の位置合わせや、ガイド部品20の底面の傾斜角の調整が容易となる。
 また、図6、図7から理解し得るように、ガイド部品20は、本体14から容易に取り外して交換可能な構造を有しており、これにより、上述した通り、[発明の効果]の項に記載したいずれか又はすべての効果を奏することができる。
 [実施例4]
 ガイド部品20近傍の構造を変更した以外は、実施例1と同様の構造を採用した実施例4の金属溶湯用構造体を、図8を参照して説明する。図8は斜視図である。実施例1と同様の構造を採用したことによる技術的効果は、実施例1に記載した通りである。以下、実施例1からの変更点について具体的に説明する。
 図8から理解されるように、断面U字型の半円パイプ状の溝状の形状を有するガイド部品20は、金属溶湯の流路と垂直な方向に沿って、固定シャフト31(本実施例においては固定・位置決めシャフト33の機能を兼ねる)が貫通するような態様で固定・位置決めされ、一方で、本体14内部の流路上流側の壁面には下凸上切り込みが設けられており、当該切り込みに、ガイド部品の上流側端部がはめ込まれて固定されている。
 このような構造を採用することにより、ガイド部品20の位置合わせや、ガイド部品20の底面の傾斜角の調整が容易になり、さらに、ガイド部品の係止が確実になるように固定される。
 また本実施例においては、ガイド部品20の曲率が、実施例1~3に例示した半円パイプ状の溝状の形状を有するガイド部品20の曲率より大きくなっており、また、ガイド部品の上流側よりも下流側の方が溝の深さがより深くなっている。そのため本実施例の金属溶湯用構造体においては、ガイド部品20に対する注入される溶湯の跳ね返り及び外部への逃散を抑制することができ、溶湯された金属の利用効率が高まる。
 また、図8から理解し得るように、ガイド部品20は、本体14から容易に取り外して交換可能な構造を有しており、これにより、上述した通り、[発明の効果]の項に記載したいずれか又はすべての効果を奏することができる。
 [実施例5]
 ガイド部品20近傍の構造を変更した以外は、実施例1と同様の構造を採用した実施例5の金属溶湯用構造体を、図9を参照して説明する。図9は斜視図である。実施例1と同様の構造を採用したことによる技術的効果は、実施例1に記載した通りである。以下、実施例1からの変更点について具体的に説明する。
 図9から理解されるように、半円パイプ状の溝状の形状を有するガイド部品20は、上に開口した溝付きブロック形状の固定具30に収納されて固定されている。溝付き形状の固定具30は、本体14内部の流路上流側を埋めるように配置されており、不定形セラミックス及びセラミックスファイバー系の材料等から構成されている。
 このような構造を採用することにより、溝付き形状の固定具30に用いる不定形セラミックス及びセラミックスファイバー系の材料の体積を調整することで、ガイド部品20の位置合わせや、ガイド部品20の底面の傾斜角の調整が容易となるとともに、ガイド部品20の固定強度を向上することができる。
 また、図9から理解し得るように、ガイド部品20は、本体14から容易に取り外して交換可能な構造を有しており、これにより、上述した通り、[発明の効果]の項に記載したいずれか又はすべての効果を奏することができる。
 本発明の金属溶湯用構造体は、金属溶湯用樋又は金属溶湯用保持炉などに利用可能であり、長期間にわたる受湯部への高温の金属溶湯の供給に対して、受湯部の劣化を回避する手段を備えているので、産業上の利用可能性を有する。
 なお、本願の基礎出願当初の特許請求の範囲に係る発明の内容は、以下の通りである。
[項1]
 上方から供給される金属溶湯の流路を備えた金属溶湯用構造体であって、
 前記流路は、上方から供給される金属溶湯を受け止めるための受湯部と、供給された金属溶湯を当該流路に沿って搬送し得る、当該流路方向に垂直な断面の形状が凹の形状である保持部と、当該金属溶湯を排出し得る出湯部とを備え、
 前記保持部は、前記流路に沿って傾斜した底面を内側に有し、
 前記受湯部は、前記金属溶湯を前記保持部に誘導するための、前記流路に沿って傾斜した底面を内側に有するガイド部品を有し、
 前記ガイド部品は、取り外し交換可能な構造を有し、
 前記流路に沿った方向において、前記ガイド部品の前記底面の傾斜角は、前記保持部の前記底面の傾斜角よりも大である、金属溶湯用構造体。
[項2]
 前記ガイド部品が、前記流路の方向に垂直な断面の形状として、凹の形状部分を有する、項1に記載の金属溶湯用構造体。
[項3]
 前記ガイド部品が、前記流路の方向に垂直な断面の形状として、湾曲した形状部分を有する、項1に記載の金属溶湯用構造体。
[項4]
 前記ガイド部品が、前記保持部の前記底面上に載置されるものである、項1~3のいずれか一項に記載の金属溶湯用構造体。
[項5]
 前記ガイド部品が、固定具により前記保持部の前記底面上に据え付けられている、項1~4のいずれか一項に記載の金属溶湯用構造体。
[項6]
 前記ガイド部品が、金属又はセラミックスを含む、項1~5のいずれか一項に記載の金属溶湯用構造体。
[項7]
 前記固定具が、位置決め部材と固定部材とを含む、項5又は6に記載の金属溶湯用構造体。
[項8]
 前記固定具が、金属又はセラミックスを含む、項5~7のいずれか一項に記載の金属溶湯用構造体。
[項9]
 前記流路に沿った方向において、前記ガイド部品の前記底面の傾斜角は2~50°から選択され、前記保持部の前記底面の傾斜角は1~10°から選択される、項1~8のいずれか一項に記載の金属溶湯用構造体。
[項10]
 前記出湯部が、前記金属溶湯用構造体の下面開口部として形成されている、項1~9のいずれか一項に記載の金属溶湯用構造体。
[項11]
 前記出湯部が、前記金属溶湯用構造体の側面開口部として形成されている、項1~9のいずれか一項に記載の金属溶湯用構造体。
[項12]
 項1~11のいずれか1項に記載のガイド部品。
10 金属溶湯用構造体
11 受湯部
12 保持部
12a 保持部の底面
13 出湯部
14 本体
15 ケーシング
20 ガイド部品
20a ガイド部品の底面
21 ウィング
22 貫通孔
30 固定具
31 固定シャフト
32 位置決めシャフト
33 固定・位置決めシャフト

Claims (12)

  1.  上方から供給される金属溶湯の流路を備えた金属溶湯用構造体であって、
     前記流路は、上方から供給される金属溶湯を受け止めるための受湯部と、供給された金属溶湯を当該流路に沿って搬送し得る、当該流路方向に垂直な断面の形状が凹の形状である保持部と、当該金属溶湯を排出し得る出湯部とを備え、
     前記保持部は、前記流路に沿って傾斜した底面を内側に有し、
     前記受湯部は、前記金属溶湯を前記保持部に誘導するための、前記流路に沿って傾斜した底面を内側に有するガイド部品を有し、
     前記ガイド部品は、取り外し交換可能な構造を有し、
     前記流路に沿った方向において、前記ガイド部品の前記底面の傾斜角は、前記保持部の前記底面の傾斜角よりも大である、金属溶湯用構造体。
  2.  前記ガイド部品が、前記流路の方向に垂直な断面の形状として、凹の形状部分を有する、請求項1に記載の金属溶湯用構造体。
  3.  前記ガイド部品が、前記流路の方向に垂直な断面の形状として、湾曲した形状部分を有する、請求項1に記載の金属溶湯用構造体。
  4.  前記ガイド部品が、前記保持部の前記底面上に載置されるものである、請求項1に記載の金属溶湯用構造体。
  5.  前記ガイド部品が、固定具により前記保持部の前記底面上に据え付けられている、請求項1~4のいずれか一項に記載の金属溶湯用構造体。
  6.  前記ガイド部品が、金属又はセラミックスを含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の金属溶湯用構造体。
  7.  前記固定具が、位置決め部材と固定部材とを含む、請求項5に記載の金属溶湯用構造体。
  8.  前記固定具が、金属又はセラミックスを含む、請求項5に記載の金属溶湯用構造体。
  9.  前記流路に沿った方向において、前記ガイド部品の前記底面の傾斜角は2~50°から選択され、前記保持部の前記底面の傾斜角は1~10°から選択される、請求項1~4のいずれか一項に記載の金属溶湯用構造体。
  10.  前記出湯部が、前記金属溶湯用構造体の下面開口部として形成されている、請求項1~4のいずれか一項に記載の金属溶湯用構造体。
  11.  前記出湯部が、前記金属溶湯用構造体の側面開口部として形成されている、請求項1~4のいずれか一項に記載の金属溶湯用構造体。
  12.  請求項1~4のいずれか1項に記載のガイド部品。
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