JPH0598319A

JPH0598319A - 注湯ノズル

Info

Publication number: JPH0598319A
Application number: JP25931591A
Authority: JP
Inventors: Senji Fujita; 宣治藤田; Kiyoshi Suzuki; 喜代志鈴木
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1991-10-07
Filing date: 1991-10-07
Publication date: 1993-04-20

Abstract

(57)【要約】【目的】注湯を行なう場合に、ノズルの注湯孔が閉塞
することのない注湯ノズルを提供すること。【構成】溶融炉１の底部に注湯ノズル１７を取り付け
て、溶湯７をチャンバ１５内に供給する場合、その注湯
ノズル１７の材料として、ＭｇＯ：７０重量％，Ａｌ₂
Ｏ₃：３０重量％からなるセラミックス材料を使用す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば合金等の金属を
製造する場合に、加熱によって溶融した金属の注湯に使
用される注湯ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、合金等の金属材料の製造方法
としては、例えばガスなどを利用したアトマイズ法（噴
霧法）によって金属粉末を製造し、この金属粉末を焼結
して合金を製造する粉末冶金法や、或は溶融した金属材
料をタンディッシュ（注湯用容器）から連続的に供給
し、冷却しながら鋳造する連続鋳造法等が知られてい
る。

【０００３】前記粉末冶金法による合金、例えばハイス
の場合は、靱性，耐摩性に優れており、高級エンドミ
ル，ホブカッターを始めとして広範囲に用途が拡大され
つつある。また、高硬度，耐摩耗性の特徴を生かして、
熱間ロール，冷間ロールの分野にも実用化されつつあ
る。この様な粉末冶金においては、金属粉末を形成する
方法として、上述した噴霧法が行われているが、この噴
霧法とは、例えば誘導炉等で粉末用合金を溶解し、誘導
炉からタンディッシュに溶湯を注ぎ込み、タンディシュ
の底部に設けられた注湯ノズルより溶湯を落下させて、
ガス、又は水を用いて粉化させる方法である。

【０００４】また、前記連続鋳造法とは、タンディッシ
ュに溶融した合金材料を供給し、このタンディッシュの
底部に設けられた注湯ノズルから溶湯を連続的に流出さ
せ、流出した材料の周囲を鋳型等の冷却装置で冷却しな
がら、ローラ等で徐々に鋳造するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た粉末冶金や連続鋳造等では、通常、溶湯を供給する流
路（注湯孔）の径の小さな注湯ノズルを使用して溶湯を
供給するので、下記の様な問題があり必ずしも好適では
なかった。

【０００６】つまり、例えば粉末冶金においては、粒径
の揃った良好な合金用粉末を製造するためには、小さな
径の注湯孔の注湯ノズルを使用することと、溶湯を注ぐ
際に注湯孔の径が変化しないことが重要であるが、従来
の注湯ノズルは通常Ａｌ₂Ｏ₃（アルミナ）やＢＮ（ボロ
ンナイトライド）等の材料によって形成されているの
で、図５に示す様に、使用しているうちに注湯ノズルＰ
１が閉塞してしまうという問題があった。この注湯ノズ
ルＰ１の閉塞とは、溶湯に僅かに含まれているアルミナ
が、注湯しているうちに注湯ノズルＰ１の内側面Ｐ２に
付着して、注湯孔Ｐ３を塞ぐ現象である。

【０００７】また、この注湯ノズルの閉塞という問題
は、上述した連続鋳造に使用される注湯ノズルにも同様
に発生していた。本発明は、前記課題を解決し、注湯を
行なう場合にノズルの注湯孔が閉塞することのない注湯
ノズルを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１の発明は、加熱によって溶融した金属溶湯が
通過する注湯孔を備えた注湯ノズルにおいて、該注湯ノ
ズルの注湯孔の内側表面が、ＭｇＯを７０重量％以上含
むＭｇＯ系材料からなることを特徴とする注湯ノズルを
特徴とする注湯ノズルを要旨とする。

【０００９】ここで、前記加熱によって溶融した金属
（溶湯）となる材料の種類としては、例えば様々な組成
の合金鋼の材料が使用できるが、特に超合金やＮｉ基合
金が好適である。また、前記注湯ノズルのＭｇＯ以外の
残部材料としては、アルミナ又はシリカ（ＳｉＯ₂）等
を使用でき、例えばマグネシア・アルミナスピネルの状
態であることが望ましい。尚、注湯ノズルを製造する際
のセラミックス粉末の粒径は、５０μm以下であると焼
成後に緻密になるので好ましい。

【００１０】更に、例えば粉末冶金においては、注湯ノ
ズルの注湯孔の径は、粒径の小さな金属粉末を製造でき
る細径（例えば１〜１０mm）が採用されることが望まし
いが、その様な細径の場合でも、ノズル閉塞を生ずるこ
となく注湯ができるので特に好適である。

【００１１】また、この注湯ノズルは、粉末冶金用の金
属粉末の製造に使用されるタンディッシュ、或は連続鋳
造に使用されるタンディッシュの底部に、直接に取り付
けられて使用することができるが、それ以外にも、これ
らのタンディッシュの底部の下方にスライドする装置
（スライディングノズル）を設け、このスライド装置
に、複数の注湯ノズルを配置して使用してもよい。

【００１２】

【作用】本発明者らは、粉末冶金や連続鋳造等に使用さ
れる注湯ノズルにおいて、溶湯を流しているうちに溶湯
の流路（注湯孔）が付着物によって閉塞する問題を研究
し、この注湯ノズルの閉塞が生じない材料等について鋭
意研究を重ねることによって本発明を完成した。

【００１３】つまり、従来の様なアルミナ等の材料から
なる注湯ノズルでは、注湯孔の内周面に主にアルミナが
付着することによって流路の閉塞が発生するが、本発明
者らは、通常では脆い材料であるとして使用されなかっ
たＭｇＯ系の材料を採用して注湯ノズルを製造したとこ
ろ、このＭｇＯを７０重量％以上含むセラミックス材料
からなる注湯ノズルの場合には、アルミナの付着がほと
んどなく、注湯ノズルの閉塞が生じなかった。

【００１４】このアルミナが付着しない理由は明確では
ないが、注湯ノズルを構成する焼成したＭｇＯと溶湯中
のアルミナとは結合し難い性質を備えていると推定され
る。

【００１５】

【実施例】以下本発明の実施例の注湯ノズルについて、
図に基づいて説明する。まず、粉末冶金において、合金
用粉体の製造に使用される誘導炉について、図１に基づ
いて説明する。

【００１６】図１に示す様に、第１実施例の誘導炉１
は、炉本体３の周囲に加熱用の誘導コイル５が設けられ
たものであり、例えばＦｅ−５０Ｃｏの溶湯７が入れら
れた溶融室９の上部を覆って気密用の蓋１１がかぶせら
れている。そして、溶融室９の上部の空間１２は、真空
ポンプにて真空ないし減圧状態、又はアルゴンガスが充
填された適当な加圧状態となっている。

【００１７】また、前記誘導炉１の炉底１３の中央部に
は、溶湯７を下方のチャンバ１５内に供給するための注
湯ノズル１７が設けられており、チャンバ１５内には、
落下する溶湯７に対して窒素（又はアルゴン等）のガス
噴霧を行なう噴霧ノズル１９が取り付けられている。

【００１８】前記注湯ノズル１７は、ＭｇＯ７０重量
％，アルミナ３０重量％のマグネシア・アルミナスピネ
ルからなり、溶湯７が通過する注湯ノズル１７の注湯孔
２１の内径は、微細な金属粉末を形成できる様に極めて
細径（例えば５mm）とされている。

【００１９】尚、前記の様なＭｇＯを主成分とするセラ
ミックス製の注湯ノズル１７は、粒径が５０μm以下に
調製された前記組成のセラミックス原料粉末を焼成する
ことによって製造することができる。次に、本実施例の
注湯ノズルの効果を確認するために行った実験例につい
て説明する。

【００２０】この実験では、前記と同様の成分のＭｇＯ
系のセラミックス材料を用いて、注湯孔の内径を４mmと
した注湯ノズルを複数本製造した。そして、この注湯ノ
ズルにＦｅ−５０Ｃｏからなる溶湯を１チャージ分（１
回の溶融分）流し、その際の注湯ノズルの閉塞の有無
や、注湯の完了の時間を測定した。また、比較例とし
て、従来のアルミナ系とＢＮ系の注湯ノズルを使用し、
同様にして注湯ノズルの閉塞状態等を調べた。この結果
を図２に示す。

【００２１】図２に示す様に、本実施例の注湯ノズル
は、細径であるにもかかわらず、注湯を行った場合に閉
塞が発生することなく、しかも約１４分程度で注湯が完
了し、極めて優れたものであることが分かる。それに対
して、比較例のものは、短時間で閉塞が発生するので不
適なものである。

【００２２】次に、第２実施例について、図３に基づい
て説明する。図３に示す様に、第２実施例の注湯ノズル
２２は、前記実施例と同様な組成のＭｇＯ系のセラミッ
クスからなり、誘導炉２３の下方に設けられたスライデ
ィングノズル２５に複数個配列されている。

【００２３】つまり、誘導炉２３の炉底に出湯孔２７が
設けられ、この出湯孔２７の下端に耐火物ランナー２９
が取り付けられ、更に、この耐火物ランナー２９の下端
に、スライディングノズル２５が取り付けられている。
前記スライディングノズル２５は、耐火物ランナー２９
の下端に接触するとともに、シリンダ３１等の駆動部に
よって左右に移動するノズルであって、そのスライディ
ングノズル２９に一列に注湯ノズル２２が配置されてい
る。

【００２４】この様な実施例によっても、前記第１実施
例と同様な効果を奏するとともに、万一一つの注湯ノズ
ル２２が閉塞した場合には、スライディングノズル２５
を移動させることによって、他の注湯ノズル２２を用い
て迅速に注湯を再開することが可能である。尚、この場
合、耐火物ランナー２９についても、注湯ノズル２２と
同様なものを用いることができる。

【００２５】次に、第３実施例について、図４に基づい
て説明する。本実施例の注湯ノズル４１は、前記第１，
２実施例と同様な材料で構成されているが、連続鋳造に
使用されるノズルであるので、図４に示す様に、前記
１，２実施例と大きく異なる形状をしている。

【００２６】つまり、タンディッシュ４３の底部を貫い
て取り付けられた注湯ノズル４１は、その側壁下部の４
箇所に注湯孔４５を備えており、この注湯孔４５から供
給された溶湯は、冷却鋳型４７によって周囲を冷やされ
てローラ４９等によって下方に導き出される。

【００２７】この様な実施例によっても、前記第１，２
実施例と同様な効果を奏するとともに、容易に連続鋳造
に適用できるという利点がある。尚、前記本発明の実施
例について説明したが、本発明はこのような実施例に何
等限定されるものではなく、この要旨を逸脱しない範囲
内に於て種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

【００２８】例えば、粉末冶金や連続鋳造以外の方法
で、金属の溶湯をタンディッシュ等から供給する際に、
前記の様な注湯ノズルを使用することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
注湯ノズルの材料として、ＭｇＯを７０重量％以上含む
セラミックス材料を用いたので、注湯ノズルの注湯孔の
内側表面にアルミナ等が付着することを低減することが
でき、それによって、注湯ノズルが閉塞することを未然
に防止できるという顕著な効果がある。

【００３０】本発明では、特に注湯ノズルが細径である
場合に、ノズルの閉塞を防止する効果が優れているので
好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の注湯ノズルを示す説明図
である。

【図２】注湯ノズルの閉塞実験の結果を示すグラフであ
る。

【図３】第２実施例の注湯ノズルを示す断面図である。

【図４】第３実施例の注湯ノズルを示す断面図である。

【図５】従来例を示す説明図である。

【符号の説明】１…誘導炉１７，２２，４１…注湯ノズル２１，４５…注湯孔２５…スライディングノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱によって溶融した金属溶湯が通過す
る注湯孔を備えた注湯ノズルにおいて、該注湯ノズルの注湯孔の内側表面が、ＭｇＯを７０重量
％以上含むＭｇＯ系材料からなることを特徴とする注湯
ノズル。