JPH0511009Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ノズル内部に地金が付着することな
く、安定した条件下で溶融金属の注入作業を行う
ことができる通電加熱用溶融金属注入ノズルに関
する。

〔従来の技術〕

連続鋳造法において、溶融金属は、取鍋からタ
ンデイツシユを経てモールドに注入される。この
注入作業時、溶融金属を大気酸化等から保護する
ために、浸漬ノズルやロングノズル等の注入ノズ
ルが各溶融金属容器の間に配置される。

ところがこの注入経路に沿つて溶融金属の温度
が降下し、ノズル内壁に地金が付着し易いので、
これを防止するため、事前にガス加熱等によつて
ノズルを予熱した後で受湯したり、ノズルの外表
面に断熱材を巻き付けることによりノズルからの
放熱を防止する方法等が採用されている。

また、最近では、特公昭60−6735号公報、特開
昭58−13449号公報でみられるように、鋳込中に
ノズル耐火物に直接通電することによつて、ノズ
ル耐火物を自己発熱させ地金付着を防止する直接
通電加熱法が開発されている。

第４図は、この通電加熱機構を備えた浸漬ノズ
ルをタンデイツシユに装着した状態を示す。タン
デイツシユ底壁１にはノズルれんが２が取り付け
られており、ノズルれんが２の開口部を閉塞する
ようにノズルストツパー３が上下動自在に設けら
れている。他方、ノズルれんが２の下方には、ノ
ズル支持具４によつて浸漬ノズル５が取り付けら
れている。この浸漬ノズル５の下端は、モールド
６内の溶融金属浴７に浸漬されており、下端開口
部８から溶融金属浴７に溶融金属が供給される。

この溶融金属の供給過程で、溶融金属の温度が
降下し、浸漬ノズル５の内壁に地金９となつて付
着し易い。そこで、この地金９の付着を防止する
ため、浸漬ノズル５の周壁に通電加熱用の電極１
０を当接させ、電源１１から通電加熱用電極１０
を介して浸漬ノズル５自体に通電して、地金が付
着し易い浸漬ノズル５の内壁を加熱している。

このタンデイツシユ底壁１とモールド６との間
に配置された浸漬ノズル５を通電加熱するにあた
つては、スペース上の制約から通電加熱装置をコ
ンパクトなものにすることが必要である。また、
浸漬ノズル５内壁の地金が付着し易い部分を集中
的に加熱をするための工夫も必要とされる。

ところで、浸漬ノズル５の内壁に地金が付着し
易い個所は、第４図に示すように上部から中部に
かけた部分である。そして、浸漬ノズル５の下部
は、モールド６内に浸漬されて比較的高温に維持
されるため、地金の付着は少なくなる。したがつ
て、浸漬ノズル５の上部から中部にかけた部分を
均一に加熱するためには、この加熱対象部分に対
応した電極を取り付けることが考えられる。しか
し、この部分は、タンデイツシユ底壁１直下の狭
隘な個所であり、スペースの制約から大きな電極
を設置することはできない。

この点を改良するものとして、コンパクトな電
極でノズルをその全長にわたつて均一に加熱する
ことができるノズル構造が特開昭58−13449号公
報で提案されている。この構造においては、ノズ
ル内に半導電性又は非導電性の耐火物（以下、こ
れを高抵抗耐火物という）を同心円状に埋め込ん
だり、通電加熱用の電極と対向する反対の対向位
置に帯状に配置している。これにより、電極から
の通電加熱用の電流経路をノズル長手方向にする
ことが可能となり、均一な加熱が行われる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ここで使用される高抵抗耐火物は、導電性を下
げるため黒鉛含有量を５％以下に抑えている。他
方、ノズル本体は、通電加熱用の電流経路として
利用されるため、黒鉛含有量がたとえば25％以上
と高いものになつている。そのため、ノズル本体
の材質と高抵抗耐火物との間で、熱衝撃性、熱膨
張特性等が異なる。たとえば、黒鉛含有量が25％
程度のノズル本体の材質は、高抵抗耐火物に比較
して熱衝撃性が格段に優れている。また、アルミ
ナ含有量が小さい分だけ、小さな熱膨張率となつ
ている。このように、異種材質を組み合わせたノ
ズルにあつては、長時間鋳込の間に高抵抗耐火
物、或いは高抵抗耐火物とノズル本体との間で、
亀裂発生等の危険性が大きくなる。

そこで、本考案は、長時間の鋳込みを安定した
条件下で行うことを可能にし、しかも地金の付着
や亀裂の発生等がないノズルを提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本考案の通電加熱用溶融金属注入ノズルは、そ
の目的を達成するために、ノズル本体の内層と外
層との間に少なくとも一層以上の断熱層を円筒状
にノズル本体長さ方向に設け、前記断熱層より外
側の周方向に対向する位置にそれぞれ同じ断面積
を有する高抵抗耐火物をノズル本体長さ方向に帯
状に設け、且つ前記内層及び外層を電気的に接続
する連結部を前記断熱層に断続的に形成したこと
を特徴とする。

以下、図面を参照しながら、本考案をその作用
と共に具体的に説明する。

第１図は、本考案の溶融金属注入ノズルを示す
側面図である。また、第２図ａは第１図の−
線断面図であり、第２図ｂは同じく−線断面
図であり、第２図ｃは同じく−線断面図であ
る。

この注入ノズルの本体は、第２図ａに示すよう
に、アルミナ−カーボン質等の導電性耐火物から
なる内層２１及び外層２２を備えており、これら
内層２１及び外層２２の間に断熱層２３が同心円
状に設けられている。断熱層２３は、第２図ｂ，
ｃに示すようにノズル軸方向に延びており、その
所々が切り欠かれて、内層２１と外層２２とを電
気的に接続する連結部２４となつている。

また、外層２２には、矢印Ａで示す通電加熱用
電極当接側から90度回転した位置で、ノズル軸方
向に沿つた高抵抗耐火物２５を埋設させている。
したがつて、矢印Ａ方向からノズル外周面に当接
された電極からノズル本体に供給された電流は、
外層２２のみを通過することなく、連結部２４を
介して内層２１に流れ込み、他方の連結部２４か
ら他方の外層２２を経てノズル本体を通過する。
この高抵抗耐火物２５は、ノズルの軸方向に沿つ
た温度分布を制御することにも作用する。

このように、ノズル軸方向に沿つて設けられた
複数個の連結部２４を介してノズルの内層２１に
通電が行われるため、通電加熱は、ノズル全長に
わたり均一なものとなる。このとき、連結部２４
として導電性の金属部材を使用すると、外層２２
と内層２１との間の抵抗を小さくすることがで
き、効率良く内層２１が通電加熱される。この金
属部材は、矢印Ａに沿つて当接される通電加熱用
電極の押圧力でノズル本体が座屈することを防止
することにも役立つ。

また、通電によつて加熱され、且つノズルの内
部を流れる溶融金属の保有熱によつて加熱された
内層２１の熱量は、内層２１と外層２２との間に
断熱層２３が介在しているため、外層２２に直接
伝わることがない。したがつて、内層２１の高温
状態は効率良く維持される。更に、溶融金属の注
入作業中に高抵抗耐火物２５と外層２２との間に
万一亀裂が発生しても、内層２１が健全であるた
め、溶融金属の噴出が防止される。

〔実施例〕

アルミナ75％、炭素質25％の組成をもち、６×
10_-3Ωcmの固有抵抗を有する導電性耐火物で、内
層２１、外層２２及び連結部２４を構成した。そ
して、外層２２に埋設する高抵抗耐火物２５とし
ては、炭素含有量が５％、アルミナ95％の組成を
もつ耐火物を使用した。この高抵抗耐火物２５の
固有抵抗は、６×10_-2Ωcmであつた。また、断熱
層２３として、アルミナ90％、シリカ10％の組成
をもち繊維状フアイバーを１〜２mmの厚みで内層
２１と外層２２との間に、ノズルの全長にわたり
同心状に配置した。

この装置構成で、240トン容量の取鍋から60ト
ン容量のタンデイツシユに溶鋼を注入するときに
取鍋とタンデイツシユとの間に設けた浸漬ノズル
を通電加熱した。通電電流を3500Aとしたとこ
ろ、通電開始後約30分でノズルの外表面温度は
1350℃に達した。この状態で、10鍋連続してノズ
ルを使用した。その結果、ノズルの耐用性は充分
維持されており、内層２１の溶損は２mm程度に過
ぎなかつた。しかも、通電加熱しない場合にみら
れたノズル上部の地金付着も皆無となり、安定し
た条件下で鋳造を行うことができた。

第３図は、このノズルを3500Aで通電加熱した
ときのノズル内面の温度分布を、従来のノズルの
場合と比較して示したグラフである。ここで、従
来のノズルとは、高抵抗材、絶縁層を配置しない
アルミナ75％、炭素25％の組成をもつ導電性耐火
物でノズル本体を製造したものである。

第３図から明らかなように、従来のノズルでは
通電加熱用電極を当接した部分の加熱が主であつ
て、ノズル上下部分の温度が低くなつている。こ
れに対し、本考案のノズルを使用した場合、ノズ
ルの全長にわたつて、ほぼ均一に加熱されてい
る。特に、通電加熱用電極の取付けが困難なノズ
ル上部における温度が、比較例の場合に比べ200
℃以上の高温に保持されており、地金付着防止に
有効なことが判る。

〔考案の効果〕

以上に説明したように、本考案においては、外
層から連結部を介して内層に通電加熱用の電流が
伝えられるようにノズル本体を断熱層で仕切つた
外層及び内層の多層構造とすることにより、ノズ
ル全長にわたる温度分布を均一化している。これ
により、スペースの面に起因した通電加熱用電極
の取付け位置の制約を受けることなく、特に地金
付着が生じ易いノズルの上部から中部にかけて内
面温度を高く維持することが可能となる。また、
外層のみに高抵抗耐火物が配置されているため、
高抵抗耐火物、或いは高抵抗耐火物とノズル本体
との間に亀裂が発生しても、その亀裂は内層に伝
播せず、内層のみで耐用性を充分維持することが
できる。更に、内層と外層との間に断熱層が挿入
されているため、内層の放熱が少なく、仮に鋳込
み作業中に停電等による給電停止が発生した場合
にあつても、ノズル内部の温度降下が少ない等の
利点も有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の溶融金属注入ノズルを示す側
面図であり、第２図ａ〜ｃはそれぞれ第１図−
線、−線及び−断面図であり、第３図
は本考案の効果を具体的に表したグラフである。
他方、第４図は、従来の通電加熱機構を備えた注
入ノズルを示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ノズル本体の内層と外層との間に少なくとも一
   層以上の断熱層を円筒状にノズル本体長さ方向に
   設け、前記断熱層より外側の周方向に対向する位
   置にそれぞれ同じ断面積を有する高抵抗耐火物を
   ノズル本体長さ方向に帯状に設け、且つ前記内層
   及び外層を電気的に接続する連結部を前記断熱層
   に断続的に形成したことを特徴とする通電加熱用
   溶融金属注入ノズル。