JPH0133270B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、薄肉鋳片を高速で連続鋳造するとき
に使用する浸漬ノズルに関する。

〔従来の技術〕

最近の傾向として、連続鋳造により鋳片を製造
するとき、可能な限り鋳片の肉厚を薄くして高速
で鋳込むことが行なわれている。これは、鋳片の
肉厚が薄くなるほど、後続する圧延工程での圧下
力を軽減することができるためである。

この薄肉鋳片を鋳造するためには、その形状に
見合つた内部空間をもつモールドが使用される。
また、モールドの内部空間に溶融金属を万遍なく
供給するように、モールドの断面形状に対応した
浸漬ノズルが使用される。

たとえば、特開昭49−39524号公報で示されて
いる浸漬ノズルは、円筒状の上部と長方形状の下
部とをもち、上部から下部に向かつて連続的に形
状が変化している。しかし、この浸漬ノズルは、
一体的に成形されているため、製造が困難であ
り、局部的な溶損を生じた場合でもノズル全体を
交換する必要があつた。そのため、製造コスト及
び補修コストに対する負担が大きなものであつ
た。

また、本出願人等も、特開昭58−74257号公報
では、第６図に示すような分割型の浸漬ノズルを
提案した。この浸漬ノズルは、鋳造される幅広で
薄肉の鋳片に対応する内部空間をもつモールド４
１に浸漬されるスライデイングノズルとして、前
掲公報で説明されている。すなわち、モールド４
１の内部空間に浸漬される注入ノズル４２を支持
体４３で支持し、注入ノズル４２の上に下ノズル
プレート４４、中ノズルプレート４５及び上ノズ
ルプレート４６を配置している。また、上ノズル
プレート４６は、タンデイツシユ４７の底部に設
けた出湯口４８に装着されている上ノズル４９に
当接する。

このうち、中ノズルプレート４５は、スライデ
イング機構５０で第６図の左右方向に摺動する。
その結果、各ノズルプレート４４〜４６に穿設し
たノズル孔が一致したとき、タンデイツシユ４７
内の溶融金属は、上ノズル４９、上ノズルプレー
ト４６、中ノズルプレート４５、下ノズルプレー
ト４４及び注入ノズル４２を経て、モールド４１
内に注入される。このとき、下ノズルプレート４
４に設けた円筒状のノズル孔５１から注入ノズル
４２の偏平状内部空間５２に流入する過程で、溶
融金属は、幅広で薄肉の流れとなる。そして、こ
の偏平流としてモールド４１に注入された溶融金
属は、モールド４１の器壁を介した抜熱によつて
冷却され、薄肉鋳片となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、特開昭58−74257号公報で提案した
浸漬ノズルを使用して薄肉鋳片を鋳造したとき、
注入ノズル４２の偏平状内部空間５２を通過する
溶融金属の流れに流量的或いは温度的な偏りが生
じる場合が見られた。本発明者等は、この原因を
次のように考えた。

第６図に示した浸漬ノズルにおいては、ノズル
孔５１の内壁面と偏平状内部空間５２の内壁面と
が連続している。そのため、ノズル孔５１から偏
平状内部空間５２に溶融金属が流下する過程で、
紙面と垂直な幅方向に関して溶融金属の広がりが
図られるものの、厚み方向に関する広がりが充分
でない。第７図は、この段階を模式的に表した図
である。

偏平状内部空間５２の厚み方向にみたとき、第
７図Ａに示したように、溶融金属流５３は、優先
的にノズル孔５１の内壁面に沿つて流下し、下ノ
ズルプレート４４から注入ノズル４２に移行する
段階で、拡散することなく、そのままで偏平状内
部空間５２の内壁面に沿つて流れる。したがつ
て、これを偏平状内部空間５２の幅方向に見た場
合、第７図Ｂに示したように、溶融金属流５３
は、ノズル孔５１を中心として末広がり状に偏平
状内部空間５２内に供給される。そのため、偏平
状内部空間５２の幅方向中央部で溶融金属の流量
が多く、両端部で少なくなる流量分布になる。ま
た、偏平状内部空間５２の両側部にキヤビテイ５
４が生じ、このキヤビテイ５４が偏平状内部空間
５２を流れる溶融金属に対して幅方向の温度偏差
を与える。

そこで、本発明は、円筒状のノズル孔から偏平
状内部空間に溶融金属が流入する際に、内壁面に
沿つた流れを無くすことにより、流量的にも温度
的にも均一である偏平流を得ることを目的として
開発されたものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の浸漬ノズルは、その目的を達成するた
めに、厚み方向長さに対して幅方向長さの大きな
矩形状内部空間をもつ筒体と、該筒体の上部に分
割可能に取り付けられた矩形頂板と、該矩形頂板
に穿設された溶湯流入孔とをもち、前記矩形状内
部空間の上部を湯溜り部とし、前記溶湯流入孔か
ら筒体の内面に延びる水平部を、前記湯溜り部に
接する前記頂板の下面に、幅方向及び厚み方向の
双方に形成していることを特徴とする。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本発
明の特徴を具体的に説明する。

第１図は、本発明の第１実施例における浸漬ノ
ズルを示す。同図Ａはこの浸漬ノズルの正断面
図、同図Ｂは同図Ａの−線断面図、同図Ｃは
平面図、同図Ｄは底面図である。

本実施例における浸漬ノズルの筒体１は、薄肉
で幅広の鋳片を製造するのに適した矩形状内部空
間２をもつている。筒体１は、上方に向けて拡開
する首部３を備えており、この首部３に頂板５が
嵌合状態で取り付けられている。また、頂板５に
は、円形でテーパ状の溶湯流入開口４が中央に形
成されている。この頂板５は、モルタル等によつ
て筒体１に一体的に固着される。また、筒体１の
首部３は、溶湯流入開口４の直下で湯溜り部６を
形成している。

筒体１に流入した溶融金属は、溶湯流入開口４
から矩形状内部空間２に移行する段階で、湯溜り
部６で幅方向及び厚み方向の両方に拡散される。
そして、この湯溜り部６に充満した溶融金属は、
均一な偏平流となつて連続鋳造用モールド（図示
せず）内に流下する。したがつて、溶融金属は、
矩形状内部空間２内をその全幅にわたつて均一に
流下し、筒体１から出た吐出流は幅方向に均一な
流量分布をもつ流れとなる。

また、第１図の例では、溶湯流入開口４を円形
にしているため、この部分に上方からストツパー
を当接することによつて、溶湯流入開口４の開度
を調節することができる。なお、溶湯流入開口４
は、円形に限らず、長円或いは矩形に成形するこ
とも可能である。この場合には、溶湯流入開口４
の断面形状に応じた断面をもつストツパーを使用
する。

第２図は、溶湯流入開口４に環状凹部７を形成
した浸漬ノズルを示す。同図Ａはこの浸漬ノズル
の正断面図、同図Ｂは同図Ａの−線断面図で
ある。また本実施例では、筒体１の底面に底壁８
を設け、底壁８及び側壁１０にそれぞれ吐出孔
９，１１を穿設している。このように筒体１の底
面を底壁８で閉鎖することにより、溶湯流入開口
４から流入した溶融金属は、流出エネルギーが軽
減された吐出流となつて吐出孔９，１１からモー
ルド内に流出する。なお、頂板５と筒体１の首部
３との接続部に水平段部１２を設けている。この
水平段部１２によつて、更に安定した状態でモル
タル、パツキン等を介して頂板５を筒体１に連結
することができる。

第３図は、頂板５と筒体１とを水平面で接合し
た例を示す。同図Ａはこの浸漬ノズルの正断面
図、同図Ｂは側断面図である。この場合、頂板５
と筒体１とは、メタルケース１５で覆うことによ
り一体化されている。なお、両者の連結に際して
は、頂板５と筒体１との接合面に適宜のシール材
を挟み、れんが挿入後にメタルケース１５の上端
部を折り曲げる。これにより、筒体１に対して頂
板５が固定される。このように、メタルケース１
５で一体化するとき、浸漬ノズルの組立て作業や
容器或いはスライデイングノズル装置との連結が
容易になる。

更に、本実施例においては、頂板５に複数の溶
湯流入開口４を形成している。そのため、薄く幅
広な矩形状内部空間２の各部に対する溶融金属の
供給が、より平均化される。その結果、湯溜り部
６における拡散、混合と相俟つて、筒体１から流
出する吐出流は、均一な偏平流となる。

第４図は、筒状突出部１８を形成した頂板５を
筒体１に嵌合して浸漬ノズルとした実施例を示
す。この場合、溶湯流入開口４は、筒状突出部１
８に形成されている。また、筒体１は、分割可能
な上位拡開部１９と下位筒体部２０で構成されて
いる。これら上位拡開部１９及び下位筒体部２０
は、メタルケース２１によつて一体化される。な
お、メタルケース２１に代えて、ボルト・ナツト
やクランプ等の機械的手段を採用することもでき
る。

以上の第１図〜第４図に示した浸漬ノズルは、
いずれも溶湯流入開口４から筒体１の内面に向け
て、幅方向及び厚み方向の双方に沿つた水平部が
形成されている。そのため、溶湯流入開口４から
の溶融金属は、充分な拡散作用を受けて湯溜り部
６に流入する。

第５図で、この状態を模式的に説明する。同図
Ａは幅方向にみた断面図、同図Ｂは厚み方向にみ
た断面図である。溶湯流入開口４の下側開口部か
ら筒体１の内面までの間で、頂板５は、厚み方向
水平部５ａ及び幅方向水平部５ｂをもつて湯溜り
部６に接触する。すなわち、溶湯流入開口４の流
路断面積は、溶湯流入開口４から湯溜り部６に出
たところで、幅方向及び厚み方向の双方に急激に
拡大している。そのため、溶湯流入開口４を通過
した溶融金属流２２は、幅方向及び厚み方向の双
方に拡散される。

この点、特開昭58−74257号公報で紹介した浸
漬ノズルにあつては、下ノズルプレート４４及び
注入ノズル４２の内壁面が連続しているので、溶
融金属流５３は、優先的にその内壁面に沿つた流
れとなつて、第５図Ａに示すように厚み方向の拡
散作用を受けない。これに対して、本発明の浸漬
ノズルでは、溶湯流入開口４から出た溶融金属流
２２は、筒体１の内壁面に接触することがない。
そのため、溶湯流入開口４から湯溜り部６への出
口近傍で、第５図Ａに示すように厚み方向にも瞬
時に拡散する。この厚み方向の拡散が幅方向の拡
散と相俟つて、第５図Ｂに示すように瞬時に溶融
金属流２２を幅方向にも広げる。このとき、矩形
状内部空間２の両側上部にできるキヤビテイも小
さなものとなる。

このように流路断面積が不連続的に広がること
から、湯溜り部６における溶融金属の拡散が充分
に行われる。その結果、湯溜り部６の各部に、溶
融金属を万遍なく行き渡らせることができる。そ
して、湯溜り部６に充満した溶融金属は、一様に
矩形状内部空間２内を流下するので、幅方向に関
する温度偏析も少なくなる。更に、溶湯流入開口
４から湯溜り部６に出る個所での溶融金属の拡散
に伴つて、溶融金属の混合も促進されるため、合
金成分等の偏析がない状態で溶融金属流２２が矩
形状内部空間２を流下する。しかも、高速で溶融
金属が引き抜かれても、何ら支障を生じない。

このようにして浸漬ノズルから吐出された吐出
流は、幅方向に関して流量分布及び温度分布が均
一化されている。そのため、連続鋳造用モールド
に注入された場合、各部が一様に冷却され、凝固
シエルを形成するので、健全な薄肉鋳片が得られ
る。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、頂
板に設けた溶湯流入開口から筒体内の湯溜り部に
溶融金属が流入する過程で、その流路断面積を幅
方向及び厚み方向共に不連続的に拡大している。
そのため、溶湯流入開口から出たところで溶融金
属流の拡散が充分に行われ、薄く幅広な偏平状内
部空間に対しても万遍なく溶融金属を行き渡らせ
ることができる。その結果、浸漬ノズルから均一
な偏平流として溶融金属がモールドに注入され、
幅方向にバラツキのない健全な薄肉鋳片が製造さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は頂板を筒体にテーパ嵌合させた本発明
の第１実施例における浸漬ノズルを示し、第２〜
４図は他の実施例を示し、第５図は本発明浸漬ノ
ズルの作用を説明するための図である。他方、第
６図は本出願人等が先に提案した浸漬ノズルを示
し、第７図はその浸漬ノズルにおける問題を説明
するための図である。 １：筒体、２：矩形状内部空間、４：溶湯流入
開口、５：頂板、５ａ：厚み方向水平部、５ｂ：
幅方向水平部、６：湯溜り部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 厚み方向長さに対して軸方向長さの大きな矩
   形状内部空間をもつ筒体と、該筒体の上部に分割
   可能に取り付けられた矩形頂板と、該矩形頂板に
   穿設された溶湯流入孔とをもち、前記矩形状内部
   空間の上部を湯溜り部とし、前記溶湯流入孔から
   筒体の内面に延びる水平部を、前記湯溜り部に接
   する前記頂板の下面に、幅方向及び厚み方向の双
   方に形成していることを特徴とする薄肉鋳片高速
   連続鋳造用浸漬ノズル。