JPH0380575B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は取鍋、タンデイツシユ等の溶融金属収
容容器からの溶融金属の排出を制御する溶融金属
排出装置に係り、より詳しくは、溶融金属収容容
器の底部に取り付けられるべく構成されており容
器からの溶融金属の排出を許容する溶融金属通過
孔を有する固定盤と、この固定盤の下面に対して
摺動変位可能であり固定盤に対して摺動変位され
ることにより前記溶融金属通過孔を開閉すべく構
成された摺動盤とを有するいわゆる摺動ノズル装
置に係る。

〔従来の技術〕

摺動ノズル装置では、鋳込中に溶融金属の凝固
又は溶融金属中の金属酸化物の故に溶融金属通過
孔がつまる虞れがある。特に、固定盤の溶融金属
通過孔の少なくとも一部が摺動盤によつて閉じら
れている際にこの虞れが大きい。溶融金属通過孔
のこのつまりを防止すべく、溶融金属通過孔より
も大きい孔を有しており緻密質耐火物よりなる固
定盤本体部の該孔に溶融金属通過孔を有する環状
の多孔質耐火物体を嵌着して固定盤を形成し、環
状の多孔質耐火物体中の多数の細孔を介して前記
溶融金属通過孔中に気体を吹き込むようにした摺
動ノズル装置は知られている（例えば特公昭49−
21061号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし乍ら、前記の従来の装置では、環状の多
孔質耐火物体が該環状体の周方向に関してほゞ一
様に周程度の大きさの細孔を有している故に、溶
融金属通過孔の全周から該通過孔中にはほゞ一様
に気体が吹き込まれる。従つて、例えば気体の全
吹込量を所定範囲にして固定盤の溶融金属通過孔
の一部を摺動盤によつて閉じて溶融金属の絞り注
ぎを行なう際溶融金属通過孔の周壁の下部と摺動
盤の上面とによつて規定される隅部への金属酸化
物等の不純物の付着・堆積が吹込気体によつては
十分には防止され得ず、溶融金属通過孔がつまり
易い。

本発明は前記した点に鑑みなされたものであ
り、その目的とするところは、溶融金属通過孔中
での溶融金属の凝固の虞れを低減し得るのみなら
ず、特に絞り注ぎの際にも溶融金属通過孔のつま
りの虞れを低減し得る溶融金属排出装置を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、前記目的は、溶融金属を収容
する容器の底部に取り付けられるべく構成されて
おり、前記容器からの溶融金属の排出を許容する
ほぼ鉛直な柱状の溶融金属通過孔を有していると
共に前記通過孔の周壁部に前記通過孔中への気体
の導入を許容する多数の小孔を有している固定盤
と、この固定盤の下面に対して摺動変位可能であ
り、前記固定盤に対して摺動変位されることによ
り前記通過孔を開閉すべく構成された摺動盤とを
有しており、前記摺動盤が前記通過孔を閉じるよ
うに摺動変位する方向の反対側における前記小孔
を介する前記気体の流量が、前記摺動変位する方
向と同一側における前記小孔を介する前記気体の
流量よりも大きくなるように、前記反対側におけ
る前記小孔の総断面積が前記同一側における前記
小孔の総断面積よりも大きいことを特徴とする溶
融金属排出装置によつて達成される。

〔作用及び効果〕

本発明の溶融金属排出装置では、本発明によれ
ば、摺動盤が溶融金属通過孔を閉じるように摺動
変位する方向の反対側における小孔を介する気体
の流量が、前記摺動変位する方向と同一側におけ
る前記小孔を介する前記気体の流量より大きくな
るように、前記反対側における前記小孔の総断面
積が前記同一側における前記小孔の総断面積より
も大きいが故に、溶融金属通過孔の周壁部のうち
絞り注ぎの際の不純物の付着・堆積が生じ易い前
記反対側の隅部における溶融金属を効率よく攪拌
し得、前記反対側の隅部において溶融金属通過孔
がつまるのを阻止し得、溶融金属の排出制御が確
実に行なわれ得る。

〔実施例〕

次に本発明による好ましい実施例を図面に基づ
いて説明する。

第１図及び第２図中、１は溶融金属収容容器と
してのタンデイツシユ（図示せず）の底部に固定
された耐火物製の上ノズルであり、上ノズル１の
下側には、上固定盤２、摺動盤３、下固定盤４及
び浸漬ノズル５からなる溶融金属排出装置として
の三枚盤式の摺動ノズル装置６が金属製の取付手
段（図示せず）を介して取り付けられる。

上固定盤２は一体成形された緻密質耐火物から
なり、この上固定盤２の溶融金属通過孔７の周壁
部８中には環状室９が形成されている。１０は環
状室９と上固定盤２の一側面との間で上固定盤２
中に半径方向に形成されている気体導入孔であ
り、１１は例えばセメントモルタルによつて孔１
０の開口端側に取り付けられた気体導入管であ
る。１２は環状室９と溶融金属通過孔７の周面１
３との間において周壁部８中に形成されており、
断面が円形で径が同じ多数の小孔である。気体導
入管１１を介して外部の気体供給源（図示せず）
から孔１０中に導入された窒素ガス又はアルゴン
ガス等の気体は環状室９から多数の小孔１２を通
つて溶融金属通過孔７に導入される。

この実施例の装置６では、小孔１２が上下方向
に等間隔に４ケ所に、円周方向に不均一に12ケ所
に設けられている。すなわち、第１図及び第２図
中周壁８の右側の部分の周壁部１４程小孔１２の
数の分布密度が多額、第１図及び第２図中周壁８
の左側の部分の周壁部１５程小孔１２の数の分布
密度が低い。

尚、断面がほゞ円形の小孔１２は、溶融金属通
過孔７がつまるのを防止するに十分な大きさの気
泡を導入し得るように好ましくは0.1mm以上の直
径を有し、且つ溶融金属が該小孔１２中に侵入し
て小孔１２がつまる虞れが実際上ないように好ま
しくは１mm以下の直径を有する。

また気体導入孔１０及び環状室９中における気
体の流れ方向に垂直な面内での孔１０及び環状室
９の気体の流れに対する有効断面積は気体の流れ
に対する多数の小孔１２の有効断面積と比較して
十分に大きく、環状室９中に全域において気体の
圧力はほゞ一定になる。

上固定盤２の環状室９及び気体導入孔１０は、
例えばビニル等のプラスチツク、紙乃至有機繊維
製のひも等の可燃物を環状室９及び孔１０の形状
にして上固定盤２用の坏土中に埋め込んでおき、
これを成形し焼成する際可燃物を焼きとばすこと
により形成される。尚、孔１０は、焼成により上
固定盤２の素体を形成した後、ドリル等で形成し
てもよい。

小孔１２も前記焼き抜きによつて同時に形成し
てもよいが、小孔１２は好ましくはレーザー加工
によつて形成され、レーザー加工は好ましくは例
えば次の手順で行なわれる。

まず、焼成等で環状室９及び気体導入孔１０が
形成された上固定盤２の素体の少なくとも周壁部
８にタールを例えば５重量％程度真空含浸させ、
例えば約300℃の温度で加熱処理した後、表面の
付着物を機械的に除く。含浸されたタールは、レ
ーザ照射の際の小孔１２の形成を効果的に行わし
めるのみならず、装置６の使用の際溶融金属の小
孔１２への侵入をその比較的低沸点成分の気化に
より防止すべく働き、また緻密質耐火物の気密性
を一層向上させる。

次に上固定盤２の摺動面２４となる部分の摺動
性及び摺動盤３の摺接面２６に対する密接性を高
めるべくダイヤモンド・ブレードで表面加工す
る。この表面加工はレーザによる小孔１２の形成
後に行なつてもよい。

次にタール含浸された上固定盤２の素体の所定
部分にレーザビームを照射して小孔１２を形成す
る。上固定盤２の耐火物がアルミナ質からなる場
合、照射されるレーザビームとしては、例えば
CO₂レーザ又はYAGレーザ等の平均出力が200W
以上、最高出力が1KW以上、パルス幅が３〜
10msecで繰り返し周波数が50〜150Hz程度のレー
ザ源から放出された、例えばシングルモードのビ
ームをレンズ等の適当な集光手段で例えば被照射
表面から０〜10mm程度の深さの焦点深度で（小孔
１２の深さが15mm程度の場合）集光されたものを
用いる。尚、レーザビームは例えば上固定盤２の
通過孔７の中心軸線に沿つて進行せしめられた
後、通過孔７内に配置したプリズム又は反射鏡等
の偏向手段によつて小孔１２の伸延すべき方向に
その進行方向が変えられて通過孔７の周壁８の小
孔１２に対応する所定部分に照射される。各小孔
１２を順次形成する際には、例えば通過孔７の軸
方向及び／又は周方向に関する前記偏向手段の相
対位置及び／又は角度（上固定盤２に対する）を
変える。

尚、レーザビームの照射により溶融した耐火物
部分を確実に飛散せしめてレーザビームによる小
孔１２の形成を効率的に行なうべく、溶融耐火物
部に窒素又は空気等の気体を吹きつける。

上固定盤２と同様な緻密質耐火物よりなる下固
定盤４はその溶融金属通過孔２１が通過行７及び
上ノズル１の孔２２と一列になるように金属製の
支持体（図示せず）によつて上固定盤２に固定さ
れており、下固定盤４と同様な緻密質耐火物より
なる浸漬ノズル５はノズル孔２３が孔２２，７，
２１と一列になるように適当な支持体（図示せ
ず）及び場合によつてはセメントモルタルを介し
て下固定盤４に固定的に取り付けられている。

摺動盤３は上固定盤２の下面２４と下固定盤４
の上面２５との間でＡ，Ｂ方向に摺動変位自在に
配設されており、油圧シリンダ等の変位装置（図
示せず）によつて上下固定盤２，４間でＡ，Ｂ方
向に摺動変位せしめられる。

摺動盤３の上面２６が通過孔７を完全に閉塞す
るように摺動盤３がＢ方向に変位せしめられてい
る場合、溶融金属排出装置６は溶融金属の排出を
禁止し、摺動盤３の孔２７が孔２２，７，２１，
２３と一列になる位置に摺動盤３がＡ方向に変位
せしめられている場合、装置６は最大流速（流
量）での溶融金属の排出を許容し、第１図に示す
如く摺動盤３の上面２６が孔７の一部を閉じてい
る場合、孔７の開領域２８によつて規定される流
速（流量）での溶融金属の絞り注ぎが行なわれ
る。

以上の如く構成された本発明による好ましい一
実施例の溶融金属排出装置６を第１図に示す如く
溶融の連続鋳造に適用した場合の装置６の動作を
より詳細に説明する。

尚、第１図中２９はモールド、３０は溶融領
域、３１は半溶融層、３２は凝固領域、３３はモ
ールドパウダーである。

溶融金属排出装置６において、摺動盤３がＢ方
向に変位せしめられ、上固定盤２の溶融金属通過
孔７の下端開口が摺動盤３の上面２６によつて完
全に閉塞されている場合、タンデイツシユ（図示
しない）中の溶鋼は排出されない。このとき、孔
１０、環状室９を介して孔７の全周に位置する多
数の小孔１２から溶融金属通過孔７中のほゞ全域
に吹き込まれる気泡によつて溶融金属通過孔７中
での溶鋼の凝固が妨げられる故、通過孔７がつま
る虞れがない。

溶鋼の連続鋳造を行なうべく摺動盤３をＡ方向
に適当な距離だけ変位させて上固定盤２の通過孔
７の一部２８を開くと、開領域２８の大きさによ
つて規定される流速（流量）で溶鋼がタンデイツ
シユ（図示せず）から、上ノズル１の孔２２、上
固定盤２の通過孔７、通過孔７の開領域２８、摺
動盤３の孔２７、下固定盤４の孔２１、及び浸漬
ノズル５の孔２３を通つてモールド２９に送られ
る。このとき、通過孔７の右側（第１図及び第２
図中）の周壁部１４と通過孔７の一部を閉じるよ
うに通過孔７の下端の右側に位置する摺動盤３の
上面２６とによつて規定される隅部３４には溶鋼
が滞留し易く、溶鋼中の金属酸化物等の不純物が
付着・堆積し易いが、この装置６では、絞り注ぎ
の際隅部３４が形成される側の周壁部１４に逆側
の周壁部１５よりも高密度に小孔１２が分布して
いるため、周壁部１４の小孔群から周壁部１５の
小孔群よりも多量の気泡が通過孔７中に導入さ
れ、該多量の気泡により隅部３４への不純物の付
着・堆積が効果的に妨げられる。従つて装置６で
は小孔１２から全体として多量の気体を導入する
となくして、換言すればモールド２９中への多量
の気体の混入の虞れなくして、絞り注ぎ中通過孔
７がつまる虞れを回避し得る。

従つてこの装置６では比較的長い使用の間、通
過孔７がつまる虞れが少なく、溶融金属の確実な
排出制御が行なわれ得る。

以上においては、上固定盤の周壁部の小孔の数
の分布密度のみが周方向に関して異なる例につい
て説明したが、小孔の大きさが異なつていてもよ
い。

すなわち、例えば、第３図に示す如く、断面が
円形の小孔において周壁部１４側の小孔３５程直
径が大きく周壁部１５側の小孔３５程直径が小さ
くてもよい。この場合、第４図に示す如く径の異
なる小孔３５の数密度は周方向に関して一様（等
角度間隔）であつてもよい。第４図の例では小孔
の径は小孔３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３
５ｅの順に小さい。尚、小孔の径は必ずしも徐々
に変えなくてもよく、例えば周壁部１４側の小孔
３５ａの径のみを大きくして、他の小孔の径を小
さくしてもよい。尚、ここで小孔の径とは気体の
流れに関する有効径を指し、例えば小孔の径が孔
７側で大きくて室９側程小さくてもよく、この場
合、有効径は小孔の最小径よりも若干大きいとみ
なされる。

また小孔は断面が必ずしも円形でなくてもよ
く、例えば断面が細長い長方形乃至スリツト状で
あつてもよい。

更に第５図及び第６図に示す如く断面積が大き
いスリツト状小孔３７を周壁部１４側に比較的高
密度に配し、断面積が小さい円形小孔３６を周壁
部１５側に比較的低密度に配してもよい。このス
リツト状小孔３７は、例えば円形小孔３６の直径
と同程度の幅と円形小孔３６の直径よりも数倍大
きい長さの横断面形状を有する。尚スリツト状小
孔の場合、通過孔７がつまるのを防止するに十分
な大きさ乃至量の気泡を導入し得るように好まし
くは0.1mm以上の幅及び１mm以上の長さ（スリツ
トの）を有し、且つ溶融金属がスリツト状小孔に
侵入して目詰りが生ずる虞れが実際上ないように
好ましくは0.5mm以下の幅及び５mm以下の長さを
有する。

以上の如く、小孔を通つて溶融金属通過孔中に
流流入せしめられる気体の流量が周壁の周方向に
関して変動するように、（以上の例では周壁部１
４側で大きく周壁部１５側で小さいように）多数
の小孔を周壁８の全体にわたつて分布せしめるた
めには小孔の断面積を変えても、小孔の数密度を
変えても、小孔の断面積と数密度との両方を変え
てもよい。

尚、このとき単に通過孔の周方向のみならず通
過孔の上下方向の小孔の数密度及び／又は断面積
を変えてもよい。

以上の実施例においては、摺動板が摺動変位す
る方向の反対側における小孔の総断面積の２倍か
ら30倍であり、好ましくは２倍から10倍であるの
が良い。

加えて、以上においては上固定盤２の全体が一
体的な緻密質耐火物からなる例について説明した
が、第１図及び第２図、第３図、第４図、並びに
第５図及び第６図の例の夫々等において溶融金属
通過孔７の周壁部８を別体として形成してもよ
い。

例えば、第５図及び第６図に示した例の上固定
盤２を、第７図及び第８図に示す如く、通過孔７
に一致する孔３８を有すると共に環状室９の外周
壁を規定する凹部３９を有する緻密質耐火物製の
上固定盤本体４０と、本体４０の凹部３９にセメ
ントモルタル等を介して嵌着されており、本体４
０の凹部３９と協働して環状室９を形成する環状
凹部４１を外周に有していると共に内周に通過孔
７を規定する孔４２を有しており、小孔３６，３
７，を径方向に有する緻密質耐火物製の環状体４
３とによつて形成してもよい。この場合、例えば
環状室９用の環状凹部を本体４０側に形成しても
よく、環状室９の下側環状面４４が凹部３９の底
面と一致していてもよい。

第７図及び第８図に示す如く本体４０とは別の
環状体に小孔を形成する場合、小孔を形成するた
めのレーザ加工を環状体の外側から行ない得る
故、レーザ加工の際前記偏向手段を用いなくても
よい。

以上の例においては、小孔が通過孔７の直径方
向と一致する方向に伸延している例についてのみ
示したが、以上のすべての例において、通過孔７
側程下方になるように小孔を傾斜させても、また
通過孔７内に通過孔７のほゞ中心軸線のまわりの
旋回流を生ぜしめ得るように小孔を全体としてう
ず巻状をなす如く径方向からずらせて形成しても
よい。

また、以上においては、上固定盤、摺動盤及び
下固定盤からなる三枚盤式摺動ノズル装置の例に
ついて説明したが、本発明装置は固定盤と摺動盤
（浸漬ノズルが固定されている）とからなる二枚
盤式摺動ノズル装置からなつていてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による好ましい一実施例の溶融
金属排出装置を適用した連続鋳造設備の断面説明
図、第２図は第１図の溶融金属排出装置の平面説
明図、第３図は上固定盤の変形例の断面説明図、
第４図は上固定盤の別の変形例の平面説明図、第
５図は上固定盤の更に別の変形例の断面説明図、
第６図は第５図の平面説明図、第７図は上固定盤
の更に別の変形例の断面説明図、第８図は第７図
の平面説明図である。 ２……上固定盤、３……摺動盤、７……溶融金
属通過孔、８，１４，１５……周壁（部）、１２，
３５，３６，３７……小孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融金属を収容する容器の底部に取り付けら
   れるべく構成されており、前記容器からの溶融金
   属の排出を許容するほぼ鉛直な柱状の溶融金属通
   過孔を有していると共に前記通過孔の周壁部に前
   記通過孔中への気体の導入を許容する多数の小孔
   を有している固定盤と、この固定盤の下面に対し
   て摺動変位可能であり、前記固定盤に対して摺動
   変位されることにより前記通過孔を開閉すべく構
   成された摺動盤とを有しており、前記摺動盤が前
   記通過孔を閉じるように摺動変位する方向の反対
   側における前記小孔を介する前記気体の流量が、
   前記摺動変位する方向と同一側における前記小孔
   を介する前記気体の流量よりも大きくなるよう
   に、前記反対側における前記小孔の総断面積が前
   記同一側における前記小孔の総断面積よりも大き
   いことを特徴とする溶融金属排出装置。 ２ 前記反対側における前記小孔の数が、前記同
   一側における前記小孔の数よりも多いことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 前記反対側における前記小孔の夫々の断面積
   が、前記同一側における前記小孔の夫々の断面積
   よりも大きいことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項に記載の装置。