JPH05280Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は溶融金属を注入する際に用いる溶融
金属注入ノズルの加熱装置に関するものである。

〔従来の技術〕

溶融金属たとえば鋼の連続鋳造においては、一
般に製鋼炉たとえば転炉で溶製された溶鋼を取鍋
に入れて連鋳機上へ輸送し、直接取鍋からの注入
に注入流量の制御が困難であるために溶鋼をいつ
たんタンデイツシユにためて連続鋳造機に注入す
る。このタンデイツシユは溶鋼から鋳片を得る過
程で取鍋からの溶鋼流の安定化、各ストランドの
溶鋼配分などの役割を果すほかタンデイツシユ底
部に該底部から下方に向かつて突出する浸漬ノズ
ルすなわち溶融金属注入ノズル（以下単に注入ノ
ズルという）を具備し鋼質にも大きな影響を及ぼ
す介在物浮上処理等がタンデイツシユで行われて
いる。

一方、鋼の連続鋳造に於ては鋳込温度は狭い範
囲を要求され、この範囲より高過ぎればブレーク
アウト又低過ぎればノズル詰まりを生じることは
よく知られている。そこでブレークアウトを防止
し、ノズル内面への付着物（アルミナ、地金な
ど）の堆積によりノズルが閉塞されることを防止
するため従来上記タンデイツシユ及び注入ノズル
を予め溶鋼注入前に850〜900℃位に加熱してい
る。たとえば第１図にタンデイツシユと注入ノズ
ルをそれぞれ別個に加熱する方法を示した。すな
わちタンデイツシユ１′の上部蓋２′に適当個のバ
ーナー３′を設け、このバーナーでコークス炉ガ
ス等を燃焼してタンデイツシユ内部を加熱する。
一方タンデイツシユの底部５′から注入ノズル
４′が下方に延びている。注入ノズルは外周に加
熱、終了後の放熱防止用の耐熱材（カオウール）
６′が巻いてあり、又周囲は保熱カバー１０′で包
囲されている。注入ノズルの上端開口部９′をス
トツパー８′で閉状態にし、注入ノズル下方に設
けたバーナー１１′でコークス炉ガスを燃焼して
注入ノズルを加熱していた。しかし、この方法は
一般に加熱時間に120〜160分程度要し加熱時間の
短縮が望まれていた。又昇温効率を向上させる別
の注入ノズルの加熱方法として特開昭58−68457
号に示されるものが知られている。この方法は注
入ノズルを保温容器で覆い煙突や鋼排出口等のタ
ンデイツシユの開口部を閉塞することにより、タ
ンデイツシユ内のガス圧力を正圧としてタンデイ
ツシユを加熱昇温させた燃焼ガスを注入ノズルに
導き、タンデイツシユと共に注入ノズルを一体と
して加熱する方法である。この方法ではタンデイ
ツシユの開口部をすべて閉塞しないと加熱効率が
低下するため、オープンタイプのタンデイツシユ
では使用できないと共に作業効率が悪い欠点があ
つた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案は従来のかかる欠点、問題点を解決して
昇温効率、作業効率を改善し、受鋼注入前の加熱
工程時間を短縮し、ノズル内面の閉塞を防止し、
これに伴う品質面での阻害要因を除去すると共に
省エネにも寄与することを目的とするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は従来の問題点を解決し前記目的を達成
させたものであり、その要旨は、溶融金属容器の
注入ノズルを保温容器内に挿入し、溶融金属容器
内の高温ガスを気体エジエクターを使用して該ノ
ズルから吸引してノズルを内外両側から加熱させ
る溶融金属注入ノズルの加熱装置に於いて、気体
エジエクターを保温容器の上方に設け、同気体エ
ジエクターの更に上位に温度センサーを配置し、
加熱開始の起動信号を受けて加熱時間をカウント
開始するタイマーを設け、前記温度センサーの温
度信号とタイマーからの加熱時間とを入力して、
60分以内の所定加熱時間内に温度センサーの温度
が900℃程度の設定加熱温度以上となるように気
体エジエクターの流量を制御し、且つその後温度
センサーの温度が1300℃を超えないように気体エ
ジエクターの流量を制御する流量制御回路を設
け、又温度センサーの温度信号を入力して温度セ
ンサーの温度が前記設定加熱温度に到達している
か否か温度比較する温度比較回路を設け、同温度
比較回路のタイマーの前記設定加熱時間時におけ
る比較結果が温度センサーの温度の方が低い場合
にブザー又はランプの警報を発する警報回路を設
け、更に保温容器の下部に注入ノズルの昇温状態
を監視することのできる観察窓を備えたことを特
徴とする溶融金属注入ノズルの加熱装置にある。

〔作用〕

この考案では保温容器の上方に設けた気体エジ
エクターによつて溶融金属容器内の高温ガスをそ
の注入ノズルから吸引し、ノズル外周を通つて上
昇させるものであるため注入ノズルは内外両側か
ら加熱されることとなつて昇温速度が大きく、し
かも溶融金属容器をオープンに作業できるので作
業効率が良い。しかも気体エジエクターによつて
吸引される高温ガス流からはずれた上方の位置の
温度を温度センサーで計測するので、正確な温度
が計測できる。温度センサーの温度信号は流量制
御回路と温度比較回路とに入力され、流量制御回
路において60分程度の設定時間内に900度程度の
設定加熱温度になるように気体エジエクターの流
量を制御する。又設定温度以上となれば1300度を
超えないように流量を制御する。一方温度比較回
路は温度センサーの温度が900度程度の設定加熱
温度に到達するか否かを比較して判断する。そし
て警報回路は比較回路の比較結果を入力してタイ
マーからの設定加熱時間において温度センサーの
温度が設定温度に到達していないときブザーまた
はランプで警報を発生する。これによつて不完全
加熱によるノズルの詰り等の発生を未然に防ぐこ
とができる。

〔実施例〕

以下本考案の実施装置を図面に基いて説明す
る。

本実施例において注入ノズル１を挿入する保温
容器２は内壁面を耐火物たとえばカオウールで被
覆し保温構造をとつている。この容器頂部より注
入ノズル１を軸方向挿入する。注入ノズルは一部
のみを容器２内に納めてもよいが、第２図に好ま
しい態様を示すごとく、そのほぼ全体を保温容器
内に挿入する方法、即ちタンデイツシユ下面にノ
ズルホルダー３によつてノズルを取付け、このノ
ズルホルダー下部と保温容器２の上部開口部の周
辺に取付けた断熱材４を介して圧着する方法でも
よく、圧着方法は第２図の如く、たとえばエアシ
リンダー５及びアーム６を介して保温容器を短時
間に着脱できるような機構とする。又、容器上部
には、気体エジエクター７を装着するが、この気
体エジエクター７は吹込管８、排気管９及びレジ
ユーサー１０で構造されている気体エジエクター
である。尚保温容器２には温度センサー１１が取
付けられている。この温度センサー１１は該ノズ
ルの昇温状態を監視および制御するためのもので
あり、この機構について以下に述べる。

第２図の如く加熱装置に挿入された注入ノズル
１はタンデイツシユから加熱ガスが注入ノズル内
を通温しながら加熱されるが、注入ノズル１の加
熱温度は溶融金属注入直前で少くとも900℃以上
が必要であると一般的に言われている。又900℃
までの昇温は酸化防止被膜を形成させる意味で少
くとも60分以内がよく且つ1300℃以上の高温維持
は注入ノズルの酸化進行が早まることから避ける
べきである。

このようなことから該制御機構は注入ノズル１
を可能なかぎり早く昇温させると共に一定温度昇
温後はその温度を保持することを目的としたもの
である。設定時間内に所定温度に昇温しなかつた
場合は警報装置が作動するようになつている。

温度センサー１１は非接触の赤外線温度センサ
ーが最も適当と思われるが雰囲気温度をCA又は
PR熱電対等で感知し、注入ノズル１の温度を推
定する方法でもよい。そして温度センサー１１を
保温容器２の上部に設置した理由は、予備試験の
結果、注入ノズル１に温度分布があり最も温度が
高いノズル下部内側と最も温度の低いノズル上部
外壁とでは約90℃の温度差がある事及び溶鋼注入
初期のノズル閉塞等のトラブルはノズル上部の場
合が多い事から該位置にした事及び気体エジエク
ター７より上部にすることによつてタンデイツシ
ユからの加熱ガスの影響を少くした事によるもの
である。

第２図中１２は制御装置であり温度センサー１
１からの信号を受信し電磁バルブ１３−１を操作
する。制御装置１２は流量制御回路２０と温度比
較回路２１とタイマー２２と警報回路２３とから
なつている。警報回路２３はタイマー２２の時間
の入力と温度比較回路２３の比較結果の入力を受
けて予め設定した時間内に所定温度に到達しなか
つた場合、例えば昇温開始から60分までに900℃
に到達しなかつた場合にブザー又はランプで報知
するようにする。１３−２は通常のバルブであ
り、注入ノズル１が設定温度に到達して流量制御
回路２０の指令によつて電磁バルブ１３−１が閉
じた後、温度保定に必要な気体エジエクター７の
圧縮気体を流すために設けたバイパス回路中の調
整バルブである。このバルブの調整は設定温度に
よつて調整する必要がある。ここで第２図の装置
により注入ノズル１が加熱される方法を説明する
と、エアシリンダー５、アーム６及びガイド１４
によつて正確に軸方向に上昇する保温容器２の上
部開口部にリング状に取付けられた断熱材４とタ
ンデイツシユに取付けられたノズルホルダー３の
下部とが圧着されることによつて注入ノズル１は
保温容器２の中に挿入される。勿論この時すでに
タンデイツシユ上部に設置された加熱用バーナー
によるタンデイツシユの加熱は始まつているもの
とする。次に電磁バルブ１５及び１３−１を開く
ことにより圧縮気体がエジエクターの吹込管８か
ら噴出し、排気管９へと流れこの時保温容器７１
に吸引力が生ずる。これによりタンデイツシユ加
熱に使用された熱ガスが注入ノズル１の上方開口
部から供給され、ノズル内部を加熱しながら通過
し、下方開口部１６より排出され、熱ガスはノズ
ル外周部に沿つて上昇し、エジエクター部の排気
管９より保温容器２外に排出される。

尚制御装置で設定した温度に到達すると電磁バ
ルブ１３−１は閉の状態になり圧縮気体は調整バ
ルブ１３−２を通つてノズル温度の保定に必要な
量の圧縮気体をエジエクターに供給する。又、警
報回路２３で設定した時間内に設定した温度に到
達しなかつた場合はブザー又はランプで報知され
る。尚ノズルが所定温度に昇温し、タンデイツシ
ユの溶鋼受鋼時間になつた時は、電磁バルブ１５
が閉となると共にエアシリンダー５が開放されて
保温容器２は下降する。

上記の方法による注入ノズル１の加熱の推移を
従来方法に行つた場合とで比較した結果を第３図
に示した。尚新法の測温はノズル上部の位置より
水平方向に15mm離れた空間を測定している。これ
は予備実験を行つて実際温度との差を測定し、そ
れを制御装置内で補正した値である。又、旧法は
新法と同じ位置を実測した値である。第３図から
判るように本考案の加熱装置は従来の加熱装置よ
りも溶融金属注入ノズルを急速に又より高温に加
熱出来ると共に過剰な昇温を制御でき、その結果
は顕著である。第２図１７は昇温状態を目視する
観察窓で注入ノズル１の赤熱状態を目視をもつて
確認しより正確な状態を判断できる様にしてい
る。

〔考案の効果〕

以上の如く本考案によれば、高温ガスを圧縮気
体を利用することにより溶融金属注入ノズル内へ
容易に吸引することが出来、ノズルを内外面から
同時に加熱することにより、従来の加熱方法又は
装置では困難であつた均一高温加熱を短時間に達
成でき、注入時のノズル詰りを解消するとともに
省エネルギー効果も顕著である。更に所定時間以
内に設定加熱下限温度に達しない場合はブザー又
はランプで警報するので上部ノズル詰りを未然に
防ぐことができるという効果がある。又下方に観
察窓を設けたので温度センサーが故障の場合でも
最終確認が行えるとともに、注入ノズルの過熱防
止にも有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方式の加熱装置の説明図、第２図
は本考案の実施例を示す正面図、第３図は注入ノ
ズル温度変化を示すグラフ、第４図は実施例の制
御装置の回路ブロツク図、第５図は気体エジエク
ターを示す平面図である。 １……注入ノズル、２……保温容器、７……気
体エジエクター、８……吹込管、９……排気管、
１０……レジユーサー、１１……温度センサー、
１２……制御装置、１３−１……電磁バルブ、１
３−２……調整バルブ、１４……ガイド、１５…
…電磁バルブ、１６……下方開口部、１７……観
察窓、２０……流量制御回路、２１……温度比較
回路、２２……タイマー、２３……警報回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 溶融金属容器の注入ノズルを保温容器内に挿入
   し、溶融金属容器内の高温ガスを気体エジエクタ
   ーを使用して該ノズルから吸引してノズルを内外
   両側から加熱させる溶融金属注入ノズルの加熱装
   置に於いて、気体エジエクターを保温容器の上方
   に設け、同気体エジエクターの更に上位に温度セ
   ンサーを配置し、加熱開始の起動信号を受けて加
   熱時間をカウント開始するタイマーを設け、前記
   温度センサーの温度信号とタイマーからの加熱時
   間とを入力して、60分以内の所定加熱時間内に温
   度センサーの温度が900℃程度の設定加熱温度以
   上となるように気体エジエクターの流量を制御
   し、且つその後温度センサーの温度が1300℃を超
   えないように気体エジエクターの流量を制御する
   流量制御回路を設け、又温度センサーの温度信号
   を入力して温度センサーの温度が前記設定加熱温
   度に到達しているか否か温度比較する温度比較回
   路を設け、同温度比較回路のタイマーの前記設定
   加熱時間時における比較結果が温度センサーの温
   度の方が低い場合にブザー又はランプの警報を発
   する警報回路を設け、更に保温容器の下部に注入
   ノズルの昇温状態を監視することのできる観察窓
   を備えたことを特徴とする溶融金属注入ノズルの
   加熱装置。