JPH0112583B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液状物質特に金属の鋳造流を遮蔽す
る装置に関するものであり、さらに詳しく述べる
ならば、液状物質用鋳造容器と鋳型の間において
鋳造流を遮蔽するために、該鋳型に鋳型とともに
変位する蛇腹ならびに保護ガス流入手段が備えら
れており、さらに前記保護ガスは鋳造流を囲む空
間に吹込まれるように構成された遮蔽装置に関す
るものである。

上述の型式の遮蔽装置はドイツ特許公報
2834746号にて公知であつて、かかる公知の装置
では、蛇腹の両端に備えられたリング状フランジ
を介して蛇腹は、一方の側では鋳造容器の底部に
また反対側では鋳型の上側に、気密に接合されて
いる。

上記鋳造容器の注出ノズルに接近しまた場合に
よつては鋳込み区間に接近し得るように下部リン
グ状フランジは、昇降装置によつて上部リング状
フランジまで蛇腹を折りたたみを伴ないながら、
迅速に引き上げられる。

鋳造流を取り囲む空間に保護ガスが、ガス分配
リングを介して、リングに接続されかつその外側
に導かれる供給導管より導入される。鋳造流を囲
む空間の中での保護ガス雰囲気維持に対して、蛇
腹が比較的迅速に密でなくなるという事実は妨害
の作用を行う。このような蛇腹の非密化は溶湯注
出過程で起こるので、その再酸化を避けるために
空気と鋳造流との接近を妨げるべく保護ガスの供
給を強化する試みがなされている。保護ガス強化
ができないならば、注出過程を中断しなければな
らないがこれは不所望である。そこで、保護ガス
の消費が多くなるというコスト上の問題が招かれ
るほかに保護ガス消費に対応してたくさんの附属
物を蛇腹に設けなければならないために、操業コ
ストが上昇する。

本発明の課題は、作業者の熱からの保護を改良
する際に確実に寿命を延長することができる遮蔽
装置を提供することにある。

本発明は、空気を通さない蛇腹の寿命には、折
りたたみの際の機械的応力および放射熱による負
荷が決定的であるのみならず、正常な鋳造操業で
も起こる飛抹が蛇腹の損傷をまねくことがあると
の知見に基づいている。

本発明の上記課題は、前記蛇腹の内側の少なく
とも１個のリング状ガス分配室２１を前記保護ガ
ス導入手段と接続し、さらに、ガス透過性耐熱性
材料からなる可撓性遮蔽内套により内側を画成す
るとともに、蛇腹と内套の対応する端部を相互に
気密に結合したことを特徴とする。

遮蔽内套は多くの蛇腹保護機能を果しており、
その中には、 飛抹を捕捉すること、 鋳造流により発生する熱の放射をブロツクする
こと、 断熱ガスクツシヨンの境界を定めること、およ
び ガスクツシヨン内でガスを交換すること（鋳造
流を取り囲む空間への軸方向流入および周方向の
流入）がある。

本発明によると蛇腹は飛抹および放射熱に対す
る保護機能を有しておらずそしてこの機能は遮蔽
内套に分担させているので、蛇腹の熱負荷は著し
く小さくなつておりそしてそのガス透過性は永続
的に維持されることになる。ガス分配室の中に存
在するガスクツシヨンによつて蛇腹の熱負荷はさ
らにまた小さくなる。ここで注目すべきは、ガス
分配室で吸収した熱は鋳造流を囲む空間に与えら
れそしてガスが新鮮な冷えたガスにより置き換え
られるようにガスが運動していることである。

ガスが遮蔽内套全体に行きわたるように流され
るために遮蔽内套の高温側にガスが確実に広が
る。従つて高温側の個々の表面領域が、劣化を加
速する高温になることが妨げられている。ガスが
ガス分配室に流入するときに著しい加温を経て
も、遮蔽内套に流入流出するときに連続した熱負
荷を少なくする冷却作用を営む。

遮蔽内套には二酸化ケイ素繊維から成る織物構
造を使用すると鋼の鋳造流飛抹によつても損傷さ
れないので好都合である。

さらにガス分配室内のガスクツシヨンの作用
は、遮蔽内套および蛇腹を相互に半径方向に間隔
を隔てて保持して、これらが互いに独立して移動
可能にしている点にもある。

遮蔽内套も蛇腹と同様に可撓性を有しているた
めに変位可能であるため、蛇腹が鋳型と一緒に変
位することは遮蔽内套により妨害されない。

蛇腹および遮蔽内套が変位する際にこれらを規
則的に折りたたむような作用を有する補強リング
は不要であることがわかつた。

遮蔽内套の直径に対して軸方向の伸長部分が一
倍以上である遮蔽内套の部分に一個または多数個
の補強リングを設けることが好ましい。このよう
にすると、並行変位の際に鋳造流に接近する危険
がある近傍に折りたたみ部分が形成されることが
防止できる。

遮蔽内套並びに蛇腹が上方から下方に向つて幅
広になりそして円錐またはピラミツド形態の短管
形状を有することが好ましい。遮蔽内套が鋳造流
の近くにあるために損傷しあるいは破壊する危険
を伴わずに例えば円錐短管で比較的小さな上部直
径を与えて巾広がり形態を形成することができる
点にも本発明の利点がある。

蛇腹および遮蔽内套の両端は個別にそれぞれ一
個の共通の上部および下部金属製リング状フラン
ジに分離可能に固定することができ、またこれら
のフランジを介して相互に接続することができ
る。この場合例えば二つのリング状フランジのひ
とつにジヨイント形態の導入手段を備えるととも
にガス分配室に開口する導通路をこの導入手段と
接合して設けることもできる。このような構造に
よれば蛇腹および内套は個々に交換可能になる。

補充の必要頻度を少なくするためには蛇腹およ
び内套の両部分を同様の長さの寿命とするが、こ
れは完成した蛇腹および内套をリング状フランジ
に共通に固定するのみならずこれらの両端を直接
相互に固定することにより可能となる。この場合
は流入手段は蛇腹自体に差し込まれた短管として
形成することができる。

蛇腹の熱負荷を特に苛酷な条件下でさらに少な
くするためには多くの可能性がある。例えば内套
の多層構造に付け加えてあるいはその代りに、別
の中間鞘体例えば一層の中間鞘体を内套と同じ材
質からで同様にガス透過性に構成し、これによつ
て外側のガス分配室との境界とし、さらに内套に
接する分配室を囲むようにするとともに内套を中
間鞘体から隔てて配置し且つ断熱することができ
る。新鮮なガスを外側の分配室に導入すると、こ
のガスは外側の分配室から次に中間鞘体を通つて
内側の分配室に流入分布せしめられる。かくして
外側の分配室全体には、内套に接するクツシヨン
の温度よりも実質的に温度が低いガスクツシヨン
が形成される。

上述の実施態様に代えてあるいはそれに加えて
一個のガスクツシヨンまたは複数個の全体のガス
クツシヨンにおけるガスの交換を、強化するため
に加温されたガスを導出し、冷却して再供給する
ことができる。

以下本発明の遮蔽装置の実施例を図面を参照し
て詳しく説明する。

図面には、鋳型１と底部注出孔３から鋳造流４
を鋳型１の中に放出するタンデイツシユ２とから
成る例えば鋼の連鋳装置の部分断面図が示されて
いる。空気が鋳造流４に接近しまた鋳型１の中の
溶湯に接近することを妨げる際に、作業者が特に
鋳造流の直接の放射熱にさらされることを少なく
するための遮蔽装置がタンデイツシユ２の外殻６
と鋳型１の上側の間に設けられている。１０によ
り概括的に示されている遮蔽装置１０には断面が
リング状であつて鋳造流４を同軸状に囲む蛇腹１
１が含まれ、気密材料から成る蛇腹１１の断面形
態は２個のリング状フランジ１２と１３の間でク
ランプリング８によつて張力をかけることにより
保たれている。ここでリングフランジ１２は鋳型
１の上側５に図示されていない固定手段、例えば
控えボルトおよびチヤツクくさびにより保持され
ており、一方リング状フランジ１３は昇降機構の
シリンダーピストン要素１５の形態のアーム１４
により固定されている。

図示された装置においては上記要素１５のシリ
ンダ１６は鋳型１に例えば固着されており、一方
ピストンと接合されたピストンロツド１８はアー
ム１４を担持している。アーム１４を介して上記
要素１５はタンデイツシユ２の外殻６の側でリン
グ状フランジ１３を圧接している。リング状フラ
ンジ１２，１３と上側５または外殻６の間にそれ
ぞれシールリング１９および２０が備えられて、
蛇腹の鋳型との接合部およびタンデイツシユとの
接合部を気密にしている。リング状フランジ１３
の内側には外殻６に接して心合わせリング７が設
けられている。

本発明によれば図示された遮蔽装置１０におい
て蛇腹１１の内側に、鋳造流４が貫通する空間２
２を囲むリング状ガス分配室２１が設けられてい
る。またこの空間の境界は遮蔽内套２３により定
められている。蛇腹１１にはめこまれガス分配室
２１に伸び出た流入短管接合部２４は図示されて
いない方式によつて保護ガス源に接続されてい
る。蛇腹１１の材料が気密であるのに対して内套
２３はガス透過性で且つ耐火性の材料から成る。
この場合材料としては例えば二酸化ケイ素フイラ
メントなどの織物構造が用いられる。例えばシリ
コンを積層したガラス繊維織物などの可塑性を与
えられた織物などの材料を用いることができる蛇
腹と同様に遮蔽内套２３は可撓性を有する。ここ
で可撓性内套の両端は同様にクランプリング８に
よつてリング状フランジ１２および１３に固定さ
れているが、蛇腹１１の対応する端部よりも直径
が小さくなつている。

蛇腹１１および内套２３は等しい円錐角度の截
頭円錐形が垂直に配置されたものであるが基本直
径は異なるものとなつている。遮蔽内套２３の外
側に補強リング２５が水平に且つ半分の高さより
やや上方に配置されておりそして例えば内套に取
付けられた環体によつて該内套に接合されてい
る。上部リング状フランジ１３がシリンダーピス
トン要素１５の作動によつて降下すると蛇腹およ
び内套２３が折りたたまれる。この際の折りたた
み幅の限界は補強リング２５が定めるとともに、
補強リングは折りたたみ部分が鋳造流４の軸近傍
に達することを妨げる。蛇腹および内套が截頭円
錐形であるためにリング１３の降下位置では折り
たたみ直径領域は大きくなるとともに並行変位状
態での材料の応力が小さくなる。

遮蔽装置１０動作時に空気が融体に達するのを
確実に避けるのに十分な過圧が空間２２内にて支
配している。空気透過性遮蔽内套２３を貫通して
保護ガスをガス分配室２１から流れさせることに
より空間２２の中で起こる圧力損失は、補償され
る。ここでガス分配室２１には絶えず過圧下にあ
る保護ガスが接合短管２４により供給されてい
る。ガス分配室では空間２２内の圧力よりも高圧
のガスクツシヨンが形成されている。

ガス分配は次のように行われる。図中の矢印
は、保護ガスの流れを示す。蛇腹１１に設けられ
た流入接合短管２４から供給された保護ガスは、
鋳造流４を同軸状に囲むガス透過性遮蔽内套２３
およびこの外側を更に同軸状に囲む蛇腹１１と、
これら２３，１１を両端で接合するリング状フラ
ンジ１２および１３とによつて画成されたリング
状ガス分配室２１内全体に行きわたる。前記のよ
うに過圧下にある保護ガスは、ガス分配室２１か
ら内套２３を透過して空間２２に進入し、空間２
２内で鋳造流に必要な不活性または保護性の雰囲
気を維持する。同時に、リング状ガス分配室２１
内の保護ガスの流れは、蛇腹１１の内表面を冷却
し、内套２３を透過して内側へ分配されながら内
套２３を冷却する。

内套２３によつて蛇腹１１が鋳造流に対して有
効な遮蔽が与えられるとともに飛抹および熱放射
が抑制されることはともかくとして、内套２３は
気孔があるにもかかわらず空間２２内の熱を遮断
する作用も有している。これは、内套２３の外側
から内側に向つて保護ガスが断熱性ガスクツシヨ
ンより流入するからである。ここでガスクツシヨ
ン内ではガスが絶えず更新されているのでガスク
ツシヨン温度は内套２３の外側の温度より著しく
低くなつているために、保護ガスの流れ方向は温
度降下と反対の方向になつている。さらに流入お
よびガス分配の際に内套の内側で少なくとも傾向
として多くの熱が奪われることがある。

蛇腹１１および遮蔽内套２３の対応する端部を
分離しそして異なる直径としてリング状フランジ
１２および１３に固定する代りに、これらの直径
を合致させて一個のクランプリングに共通して固
定することもできる。さらにこの場合蛇腹および
内套の端部を相互に直接接合してリング状フラン
ジ１２および１３から独立した搬送および支持要
素として形成しそしてリング状フランジへの装着
を簡単にすることもできる。いずれの場合にも動
作中には蛇腹と内套の間に過圧によつて形成され
るガスクツシヨンが蛇腹をその端部を除いて内套
から隔てて保持する。

遮蔽装置の断面は、特にその断面形態は注出す
べき形状すなわち鋳造流が流入する容器開孔部の
各々の大きさおよび形状に適合することは当然で
ある。従つてスラブの鋳造の場合は遮蔽装置をス
ラブの形状に対応する側面関係を有するピラミツ
ド状短管として形成することが好ましい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係る遮蔽装置を示す断
面図である。 １……鋳型、４……鋳造流、１０……遮蔽装
置、１１……蛇腹、１２……リング状フランジ、
１５……シリンダーピストン要素、２１……ガス
分配室、２２……空間、２５……補強リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液状物質の鋳造流を、該液状物質用鋳造容器
   と鋳型の間において遮蔽するために、該鋳型が鋳
   型とともに変位する蛇腹を備えており、保護ガス
   を鋳造流を囲む空間に吹き込む保護ガス導入手段
   を備えた遮蔽装置において、 前記蛇腹１１の内側の少なくとも１個のリング
   状ガス分配室２１を前記保護ガス導入手段２４と
   接続し、さらに、ガス透過性耐熱性材料からなる
   可撓性遮蔽内套２３により内側を画成するととも
   に、蛇腹と内套の対応する端部を相互に気密に結
   合したことを特徴とする遮蔽装置。 ２ 前記ガス分配室２１の外側境界部を蛇腹１１
   により画成したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の遮蔽装置。 ３ 前記導入手段を短管２４として蛇腹１１に取
   り付けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   又は第２項のいずれかに記載の遮蔽装置。 ４ 前記蛇腹１１および内套２３が上から下に向
   かつて増加する断面を画成する特許請求の範囲第
   ２項記載の遮蔽装置。 ５ 前記蛇腹１１および内套２３が好ましくは等
   しい円錐角度を有する截頭円錐形を呈することを
   特徴とする特許請求の範囲第４項記載の遮蔽装
   置。 ６ 前記蛇腹および内套の末端の直径がほぼ等し
   いことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
   遮蔽装置。 ７ 前記蛇腹および内套がその端部で相互に直接
   接合されて、独立に搬送可能な一体を成すことを
   特徴とする特許請求の範囲第１〜第６項のいずれ
   かに記載の遮蔽装置。 ８ 前記蛇腹および内套がその端部において共通
   の各１個のリングに接合されている特許請求の範
   囲第７項記載の遮蔽装置。 ９ 前記リングがリングフランジである特許請求
   の範囲第８項記載の遮蔽装置。 １０ 前記内套２３がその外側で補強リング２５
   と接合されている特許請求の範囲第２項記載の遮
   蔽装置。