JPH0533953U - 取鍋ノズルの開口装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 底部ノズル孔内に硅砂を充填して取鍋に溶融
金属を受湯し、ノズル開閉プレートを開いてノズル孔か
ら溶融金属を流出させるに際し、簡単かつ確実にノズル
孔を開口できるようにした取鍋ノズルの開口装置を提供
することを目的とする。 【構成】 装置本体を耐火性材料で底部ノズル孔内に挿
入離脱可能な外形状に形成し、該装置本体に伸長棒を下
方伸長可能に支承し、開口装置を硅砂とともにその装置
本体がノズル孔内の硅砂の焼結発生部分に位置するよう
に挿入し、開閉プレートの開時に伸長棒を自重量によっ
て伸長させ、自然開口に至らなかった場合にはノズル開
閉プレートの閉操作によって伸長棒に機械的衝撃力を付
与できるようにしたことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、取鍋ノズルの開口装置に関し、特に取鍋ノズル孔を簡単かつ確実 に開口できるようにした装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

転炉や電気炉等の溶解炉において、金属が溶解され精錬されると、溶融金属は 取鍋に受湯され、取鍋ノズルから鋳型等に鋳造されるが、この場合、溶融金属を 円滑に鋳造する上で、取鍋ノズルをどのように開口させるかが重要である。

【０００３】 従来、この種の取鍋ノズルでは、ノズル孔内に硅砂を充填し、硅砂充填物を自 然に落下させてノズル孔を自然に開口させ、もって溶融金属を流出させる、とい う方式が採用されていた。

【０００４】 このような開口方式を採用する理由は、ノズル孔を酸素パイプにて酸化溶解し て開口させるようにすると、使用酸素や開口後における大気雰囲気中の酸素等に よって溶融金属が酸化され、溶融金属中に酸化介在物が生成され浸入して溶融金 属が品質低下し、圧延工程から製品段階までに種々の内質欠陥や外質欠陥を招来 し、又酸素パイプによる開口作業が煩雑で、しかも安全性の点が問題があったか らである。

【０００５】 ここで図６を参照しながら上述の硅砂充填物の自然開口メカニズムを説明する と、ノズル孔２ａ内に硅砂３を充填した後、取鍋に溶融金属を受湯させると、硅 砂３の上層部分３ａは溶融金属の高熱によって半溶融し焼結した状態となるが、 取鍋１のノズル２下端の開閉プレート４、例えばスライディングノズルプレート が開けられると、硅砂３が落下し始め、硅砂３の上層焼結部分３ａの結合力が溶 融金属から受ける静荷重に負けて焼結部分３ａが破壊され、これによってノズル 孔２ａが自然開口し、溶融金属が流出される（なお、図６は硅砂焼結部分３ａが 厚く、自然開口ができないような状態を図示している）。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかるに、上述の硅砂を利用した取鍋ノズルの開口方法では、ノズル孔２ａの 開口成功率を１００％にすることが難しく、硅砂３の表面に形成される溶融金属 の凝固シェル５の状態あるいは硅砂焼結層３ａの状態によっては焼結層３ａが破 壊されず、溶融金属が流出しないことがある、という問題があった。

【０００７】 即ち、溶鋼を例に取ってみると、硅砂の充填物が自然開口するか否かは硅砂の 半溶融・焼結の状態、あるいは硅砂表面に生成する溶鋼の凝固シェルの状態とに よって決まるが、これら硅砂の半溶融・焼結や溶鋼の凝固シェル等を惹起させる 要素には、取鍋ノズルの口径、取鍋及びノズルの保有熱、取鍋の予熱方法、硅砂 の成分、充填量、保有水分％、粒形及び粒度構成、硅砂充填層への鋼滓等の異物 混入、取鍋に受鋼する溶鋼流の落下位置とノズル位置との関係、溶鋼の温度、取 鍋受鋼後自然開口までの滞留時間、等があり、しかもかかる多種の要素は相互に 密接に関連して影響することから、これを完全に解明し、各工場の使用条件に合 わせて緻密に調整することが困難である結果、硅砂充填物を確実に落下させるこ とができなかった。

【０００８】 例えば、硅砂の融点に対し溶鋼温度が非常に高い場合、硅砂の深層部まで半溶 融・焼結を起こして溶鋼の荷重に耐える強固な焼結層を形成する一方、溶鋼温度 が低いと、溶鋼が硅砂上に凝固シェルを形成してこれが発達し、硅砂をブロック 化してその自然破壊が困難となり、いずれにしても自然開口が妨げられる。

【０００９】 また、硅砂の取鍋ノズル内への充填方法によってもその影響を受けることが経 験的に知られている。即ち、図６に示すように、溶融金属が取鍋に受湯されると 硅砂３の上層部３ｂが流されて凹部３ｃが形成されるが、これが取鍋１の底面か ら硅砂３の盛り上がり高さによって変動し、凹部３ｃが深くなると溶融金属の対 流に停滞が生じ、凝固シェル５が形成され成長しやすくなる。

【００１０】 硅砂充填物が自然落下しない場合には、本来の鋳造作業を一旦中断し、作業者 が手作業によって取鍋ノズルを開口させる必要があるが、この場合、取鍋ノズル 下側からパイプや棒等を差し込んで硅砂焼結部分を破壊し、あるいは酸素パイプ に着火しその火力によって開口させた後、鋳造作業を再開する必要があり、作業 者の負担が増大し、作業工程の継続性が阻害されるばかりでなく、酸化介在物が 生成されて溶鋼の品質が悪化する、という問題があった。

【００１１】 さらに、上述の作業を行う際に、作業に邪魔になる場合には取鍋ノズル周辺の 鋳造作業用付属物を一時的に取り除いた後、上述の作業を行って取鍋ノズル周辺 に付属物を取付ける、という煩雑な作業が必要となる、という問題もあった。

【００１２】 また、酸素パイプに着火しその火力による開口に失敗すると、硅砂自体は酸化 燃焼するものではないので、上側からの溶鋼の高熱と下側からの酸素パイプの酸 化熱とに挟まれて分厚い稠密な焼結層が形成され、最悪の場合は完全な閉塞状態 となって溶鋼が全く流出できなくなる、という結果を招くことがあった。

【００１３】 この考案は、かかる問題点に鑑み、ノズル孔内に硅砂を充填し、溶融金属を流 出させる際に、簡単かつ確実にノズル孔を開口できるようにした取鍋ノズルの開 口装置を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

そこで本考案に係る取鍋ノズルの開口装置は、 「取鍋に溶融金属を受湯し、ノズル開閉プレートを開いて取鍋ノズル孔から溶 融金属を流出させるにあたり、 耐火性材料を用いて底部ノズル孔内に挿入離脱可能な外形状に形成された装置 本体と、これに下方伸長可能に設けられた伸長棒とから開口装置を構成し、 装置本体がノズル孔内の硅砂の焼結が発生する部分に位置するように開口装置 を硅砂とともにノズル孔内に挿入し、ノズル開閉プレートの開時に伸長棒を自重 量によって伸長させ、溶融金属の凝固シェル又は硅砂焼結層が成長してノズル孔 の自然開口が不成功に陥った場合には開閉プレートの閉操作によって伸長棒に機 械的衝撃力を付与できるようにした」ことを要旨とする。

【００１５】 ここで装置本体は耐火材料であればどのような材料で製作してもよいが、例え ば所望の耐火度を持ちかつ硅砂と融着又は化学反応を起こし難い黒鉛又は黒鉛系 耐火材を使用するのが好ましく、又装置本体の全部又は一部、特に高熱を受ける 部分のみを耐火材料で形成してもよい。また、その形状はノズル孔内に挿入離脱 可能であればどのような形状でもよく、硅砂焼結部分への機械的衝撃力を付与す る上で、例えば先端部が円錐台状又は逆円錐台状となった円筒形状がよい。

【００１６】 また、伸長棒は装置本体内に収納するのがよいが、勿論、装置本体の外側に設 けるようにしてもよい。また、伸長棒は鉄系材料や非鉄金属系材料等、どのよう な材料であってもよく、又自重量による伸長を考慮すると、伸長棒に錘を設ける のが好ましい。

【００１７】 さらに、装置本体には位置決め部材を設けてノズル孔内で偏った位置になるの を防止するのがよい。即ち、本考案に係る取鍋ノズルの開口装置おいては、装置 本体にはリングを外嵌し、該リングにはノズル孔内面に対して位置決めする羽根 部を形成するのが好ましい。

【００１８】 また、本考案に係る取鍋ノズルの開口装置は販売時やノズル孔への挿入時等に おける取扱い性を考慮すると、円形の適度な破れ難い強度を持つ紙に伸長棒を挿 入しうる切れ目と伸長棒を収容する収容孔とを形成して底板とし、該底板に伸長 棒を装着する一方、紙をノズル孔の内径と略等しい外径に丸めて開放可能な筒を 製作し、これに底板を入れるとともに所定量の硅砂を充填してセットとし、この セット物をノズル孔に装着して取鍋の保有熱等によって筒を開放させ、硅砂をノ ズル孔内に充満させた後、適量の硅砂を補充するようにするのが好ましい。なお 、紙は取鍋の保有熱等によって炭化して崩壊するので、ノズル開口時に問題とな ることはない。

【００１９】

【作用】

本考案に係る取鍋ノズルの開口装置を硅砂とともに取鍋ノズル孔内にセットし 、溶融金属を受湯した後、取鍋ノズル下側の開閉プレートを開くと、充填された 硅砂が落下し始め、それと共に開口装置がノズルから落下してノズル孔が自然開 口し、溶融金属が流出する。

【００２０】 他方、硅砂焼結層の状態や凝固シェルの状態に起因してノズル孔が自然開口し なかった場合、開口装置の装置本体がノズル孔内の硅砂焼結部分に保持される一 方、伸長棒が自重量によって下方に伸長するので、開閉プレートの閉操作して伸 長棒を打撃すると、硅砂焼結部分に機械的衝撃力が付与されて硅砂焼結部分や凝 固シェルによる硅砂ブロック部分が強制的に破壊され、ノズル孔が強制的に開か れる結果、従来のように溶融金属の鋳造作業が中断されることはない。

【００２１】

【実施例】

以下、本考案を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１ないし図５ は本考案の一実施例による取鍋ノズルの開口装置を示す。図において、取鍋１０ の底部にはノズル１１が形成され、該ノズル１１の下側にはスライディングノズ ルプレート（ノズル開閉プレート）１２が取付けられ、該スライディングノズル プレート１２には溶融金属２０の流出量を調整する調整プレート１２０が設けら れており、こうして取鍋１０には溶融金属２０が受湯され、スライディングノズ ルプレート１２の開時に底部ノズル孔１１０から溶融金属２０が流出するように なっている。

【００２２】 また、取鍋１０のノズル孔１１０内には開口装置３０が硅砂４０とともに充填 されている。この開口装置３０において、装置本体は円筒状の金属製パイプ３０ ０の先端部に円錐台状の黒鉛系耐火材３０１を挿入し、係止部材３０２で保持し て構成されている。この黒鉛系耐火材３０１は開口装置３０の先端部分が高温の 溶融金属２０と接触し、あるいは溶融金属２０の熱的影響を受けることがあるこ とから、開口装置３０の先端部分に所定の耐火度を付与し、かつ硅砂４０と融着 又は化学反応を起こすのを防止するために用いている。なお、金属製パイプ３０ ０に代えて難燃性の厚紙製パイプを使用するようにしてもよい。

【００２３】 また、上記金属製パイプ３００の上端部及び下端部の外周には難燃性の厚紙製 リング３０７が外嵌され、該リング３０７には９０°の角度毎に羽根部３０８が 形成されてノズル孔１１０内面に対して位置決めし、もって開口装置３０をノズ ル孔１１０の中央部にセットするようになっている。なお、羽根部３０８は開口 装置３０の横倒し状態で開口装置３０を空中に維持できる程度の強度とし、又伸 長棒３０３への外力付加時に羽根部３０８がノズル孔１１０内面に押付けられて 押潰される程度の強度とするか、あるいは材料的に溶融金属２０からの伝熱によ って炭化焼失するように設定する。なお、リング３０７及び羽根部３０８は硅砂 ４０と融着又は化学反応を起こさない材料とするのが好ましい。

【００２４】 また、上記金属製パイプ３００内には金属製伸長棒３０３が下方伸長可能に収 納され、該伸長棒３０３の上端には錘３０４が固定される一方、上記金属製パイ プ３００の下端にはストッパ３０６が取付けられて上記錘３０４を当接係止する ように設けられ、又上記伸長棒３０３の下端には錘３０５が固定され、該錘３０ ５の底面にはスライディングノズルプレート１２との摩擦抵抗を大ならしめる凹 凸が形成されている。なお、伸長棒３０３の伸縮ストロークは伸長棒３０３及び 錘３０５の長さと金属製パイプ３００のストッパ３０６までの長さで設定し、調 整する。また、上下の錘３０４、３０５は重く設定するのがよい。

【００２５】 上記開口装置３０はその黒鉛系耐火材３０１がノズル孔１１０内の硅砂の焼結 発生部分に位置するように硅砂４０とともにノズル孔１１０内に挿入され、スラ イディングノズルプレート１２の開時に伸長棒３０３が自重量によって伸長し、 スライディングノズルプレート１２の閉操作によって機械的衝撃力が付与できる ようになっている。

【００２６】 次に作用効果について説明する。

【００２７】 取鍋１０の底部ノズル孔１１０内には本実施例の開口装置３０と硅砂４０とを 充填し、硅砂４０には図４に示すように所定の盛上り４００を形成しておく。溶 解炉で金属が溶融精錬され、取鍋１０に受湯されると、溶融金属２０によって硅 砂４０の上層部分が洗われて凹部が形成される。また、その際、溶融金属２０の 一部が硅砂４０の上側で凝固シェル２００を形成することもある。

【００２８】 かかる状態において、スライディングノズルプレート１２が開かれると、硅砂 ４０が落下し始め、溶融金属２０の静圧によって硅砂焼結部分４０１、あるいは これと凝固シェル２００とが破壊されて硅砂４０及び開口装置３０がノズル孔１ １０から落下し、ノズル孔１１０が自然開口し、溶融金属２０が流出する。

【００２９】 その際、スライディングノズルプレート１２の開時においてスライディングノ ズルプレート１２が錘３０６の凹凸と接触しながら摺動して伸長棒３０３が振動 し、それが硅砂焼結部分４０１に伝達されて硅砂焼結部分４０１及び凝固シェル ２００による硅砂４０のブロック部分の破壊が促進される。

【００３０】 他方、硅砂焼結部分４０１又は硅砂４０上の溶融金属凝固シェル２００が何ら かの理由で成長し、ノズル孔１１０が自然開口しなかった場合、開口装置３０の 黒鉛系耐火材３０１が硅砂焼結部分４０１に保持される一方、ノズル孔１１０内 底部側の硅砂４０が落下流出してそれに伴って伸長棒３０３が自重量によって下 方に伸長し、上側錘３０４がストッパ３０６に当接すると、その衝撃力が硅砂焼 結部分４０１に伝達されて硅砂焼結部分４０１あるいは凝固シェル２００による 硅砂４０のブロック部分が破壊される。

【００３１】 また、これによってもノズル孔１１０が開口しない場合には、スライディング ノズルプレート１２を閉操作して伸長棒３０３を打撃し、機械的衝撃を与えると 、硅砂焼結部分４０１あるいは凝固シェル２００による硅砂４０のブロック部分 が確実に破壊され、ノズル孔１１０が確実に開口され、その結果溶融金属の鋳造 作業が中断することなく、連続して進行できる。

【００３２】

【考案の効果】

以上のように、本考案に係る取鍋ノズルの開口装置によれば、開口装置本体を 耐火性材料で底部ノズル孔内に挿入離脱可能な外形状に形成し、該開口装置本体 内に伸長棒を下方伸長可能に収納し、該開口装置を装置本体がノズル孔内の硅砂 の焼結が発生する部分に位置するように硅砂とともにノズル孔内に挿入し、開閉 プレートの開時に伸長棒を自重量によって伸長させ、自然開口に至らなかった場 合には開閉プレートの閉操作によって伸長棒に機械的衝撃力を付与できるように したので、簡単かつ確実にノズル孔を開口でき、鋳造作業を中断することなく連 続して行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図１は本考案の一実施例による取鍋ノズルの開口装置を
示す全体概略斜視図である。図２は上記開口装置を示す
要部断面構成図である。図３は取鍋を示す断面構成図で
ある。図４は上記開口装置の取鍋ノズルへの装着状態を
示す断面図である。図５はスライディングノズルプレー
トを開いた時における上記開口装置を示す断面図であ
る。図６は従来の取鍋ノズルの開口方法を説明するため
の断面図である。

【符号の説明】

１０ 取鍋 １１ ノズ
ル １１０ ノズル孔 １２ スライディングノズルプレート ２０ 溶融金属 ３０ 開口
装置 ３０１ 黒鉛 ３０３ 伸長
棒 ３０７ リング ３０８ 羽根
部 ４０ 硅砂

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融金属を受湯し、ノズル開閉プレート
   の開時に底部ノズル孔から溶融金属が流出するようにし
   てなる取鍋において、 耐火性材料を用いて上記底部ノズル孔内に挿入離脱可能
   な外形状に形成された装置本体と、該装置本体に下方伸
   長可能に設けられた伸長棒とを備え、 上記装置本体が上記ノズル孔内の硅砂の焼結が発生する
   部分に位置するように硅砂とともに上記ノズル孔内に挿
   入され、上記開閉プレートの開時に上記伸長棒が自重量
   によって伸長して上記開閉プレートの閉操作によって機
   械的衝撃力が付与可能であることを特徴とする取鍋ノズ
   ルの開閉装置。
2. 【請求項２】 上記装置本体にはリングが外嵌され、該
   リングには上記ノズル孔内面に対して位置決めする羽根
   部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の取
   鍋ノズルの開閉装置。