JPH0627254Y2

JPH0627254Y2 - 注湯ノズル

Info

Publication number: JPH0627254Y2
Application number: JP10449388U
Authority: JP
Inventors: 和男浜井; 敬輔浅野
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-08-05
Filing date: 1988-08-05
Publication date: 1994-07-27
Anticipated expiration: 2003-08-05
Also published as: JPH0228359U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、溶融金属容器の流出口に取り付けられた注湯
ノズルに関する。

〔従来の技術〕

取鍋，タンディッシュ等の容器から溶鋼等の溶融金属を
流出させるとき、外挿式スライディングゲート方式，ノ
ズルストッパー方式，或いは両者の組合せによって、容
器の流出口から流出する溶融金属の流量を調整してい
る。

第５図は、そのうちのノズルストッパーを併用したスラ
イディングゲート方式による流量調整を示す。

タンディッシュ51に溶融金属52を注入するに先立って、
スライディングノズル53の下プレート53aをスライドさ
せ、受け煉瓦54に固定された上ノズル53b及び上プレー
ト53cに設けられている開口部を塞ぐ。また、上ノズル5
3bの開口部は、上方から挿入されたノズルストッパー55
で閉塞している。一方、タンディッシュ51に対する地金
の付着を防止するため、タンディッシュ51をＣＯＧガス
バーナ等で予熱している。そして、注湯を開始するとき
には、下プレート53aの開口部を上プレート53cの開口部
に一致させ、タンディッシュ51内の溶融金属52を、たと
えば浸漬ノズル57を介して連鋳鋳型58に注入する。

しかし、タンディッシュ51への地金の付着を防止するに
は、ガスバーナによる予熱では不充分である。この状態
で溶融金属52をタンディッシュ51内に注入すると、上ノ
ズル53bとノズルストッパー55との接触部分で溶融金属
が凝固し、地金56が付着する懸念がある。ここに地金56
の付着が生じると、ノズルストッパー55の開閉作業に支
障を来す。

特に、低温鋳造鋼種の場合には、地金付着の傾向が著し
い。その際、タンディッシュ等の容器に収容された溶鋼
の均一性を確保する面から、容器内に溶鋼を満杯にした
後で、ノズルストッパーを開とするのが好ましいとされ
ている。しかし、この場合には、更に地金付着が生じ易
い傾向にある。

〔考案が解決しようとする課題〕

この解決法として、特開昭57-75263号公報ではノズルに
直接通電し、抵抗加熱によりノズルを昇温させることが
提案されている。しかし、地金56の付着が問題となる上
ノズル53bの周囲は、第５図で示すように受け煉瓦54で
取り囲まれている。そのため、当該公報で提案された方
法では、実際的に給電線の配線ができず、上ノズル53b
の上部を高温に加熱することができない。

また、ノズル下部に給電位置を下げた方法が、特開昭57
-75265号公報に提示されている。しかし、この方法で
は、絶縁層がノズルの周囲に配置され、しかも通電加熱
用電極の設置位置が同一方向である。そのため、通電加
熱用の電流は、電極間の最短距離を通るため、ノズルの
内壁全体に対する通電が行われず、局部的な加熱或いは
過熱を生じ易い。

また、以上に説明した地金付着による問題は、第５図に
示したようなスライディングノズル方式特有の問題では
なく、溶融金属容器に設けたノズルをストッパーで閉塞
する形式のものにおいて共通するものである。

そこで、本考案は、電流が容易に流れる経路をノズルの
表面に選択的に形成することにより、通電加熱用の電流
をノズル上部の加熱に効率良く使用し、ノズルに対する
地金の付着を防止すると共に、容器から溶融金属の流出
開始を容易に行うことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の注湯ノズルは、その目的を達成するため、溶融
金属容器の溶融金属流出口に装着され、相対する側面
に、該側面を押圧する一対の通電加熱用電極を設けた注
湯ノズルにおいて、ノズル本体を非導電性耐火物から構
成し、該ノズル本体の前記通電加熱用電極との接触部か
ら上方に延びた側面と上面との外側に連続した導電性耐
火物層を設け、且つ、該導電性耐火物層の内側に半導電
性耐火物層を設けた。

また、前記半導電性耐火物層は、場合によっては省略し
て非導電性耐火物と導電性耐火物との二層構造とするこ
とができる。

〔作用〕

以下、図面を参照しながら、本考案の構成を、その作用
と共に具体的に説明する。

第１図は、本考案に従った溶融金属容器の流出口を開閉
する構造を示す。

タンディッシュ等の溶融金属容器の底壁に流出口を設
け、ここに装着した受け煉瓦１で上ノズル２を取り囲ん
でいる。この上ノズル２は、第５図と同様に、上プレー
ト３，下プレート４及び下ノズル５に接続されている。
そして、下プレート４の開口部を上プレート３の開口部
に一致させたとき、容器内の溶融金属は、上ノズル２，
上プレート３，下プレート４及び下ノズル５のそれぞれ
に設けた開口部を経て、浸漬ノズル６から鋳型７内に注
入される。

容器内に溶融金属を注入する前には、下プレート４をス
ライドさせて上プレート３の開口部を閉塞し、且つ上ノ
ズル２をノズルストッパー８で閉じている。このとき、
上ノズル２の上方からガスバーナによって予熱しても、
上ノズル２とノズルストッパー８との接触部は充分に加
熱されない。そのため、上ノズル２に地金９が付着する
傾向がみられる。

そこで、受け煉瓦１の下部に通電加熱用の電極10を取り
付け、この通電加熱用電極10を上ノズル２に電気的に接
続する。そして、電源11から通電加熱用電極10を介し
て、上ノズル２に通電する。通電加熱用電極10として
は、黒鉛等の耐火性に優れた導電性材料を使用し、鋼板
12を介して加圧装置13によって加圧され、上ノズル２に
通電加熱用電極10が押し付けられる。なお、加圧装置13
は、容器底壁に設けられた拘束金具14で反力受けされ
る。このようにして、上ノズル２の側面に対して通電加
熱用電極10が密着される。

従来の上ノズルを構成する材料としては、Al₂O₃質，Al₂
O₃−SiO₂質，Al₂O₃−ZrO₂・SiO₂質，ZrO₂・SiO₂質等で
できた耐火物が使用されている。しかし、これらの耐火
物は、非導電性であり、通電加熱には不向きである。一
方、熱衝撃対策として、黒鉛を含有した耐火物が近年使
用されている。この耐火物は、黒鉛の含有によって導電
性のものとなる。その固有抵抗は、黒鉛含有量により調
節することができ、Al₂O₃−Ｃ質の場合、Ｃ＝５重量％
で10×10^-3(Ω・cm)，Ｃ＝30重量％で４×10^-3(Ω・cm)
程度である。そこで、この固有抵抗に着目して、たとえ
ばAl₂O₃−Ｃ等の黒鉛含有耐火物を抵抗発熱材として使
用することが考えられる。しかし、導電性耐火物で構成
された上ノズル２の下部から単に通電した場合、電極間
の最短距離に電流が流れ、当該部のみが抵抗発熱し、上
ノズル２の上部は耐火物の熱伝導によってのみ加熱され
るだけである。そのため、上ノズル２の上面を所定の高
温に加熱することができない。

そこで、本考案においては、通電加熱用電極10が接触す
る個所より上方にある上ノズル２の部分に導電性耐火物
層を帯状に形成する。

第２図は、その一例を示す。第２図(a)はこの上ノズル
２の斜視図であり、同図(b)はＩ−Ｉ線縦断面図、同図
(c)はII−II線に沿った平断面図、同図(d)はIII−III線
に沿った平断面図、同図(e)はIV−IV線に沿った平断面
図である。

この場合、たとえばAl₂O₃−Ｃ質（Ｃ＝30％）等の導電
性耐火物層2aを、通電加熱用電極10の接触個所から上ノ
ズル２の上方に向けて帯状に形成する。この導電性耐火
物層2aの内側には、たとえばAl₂O₃−Ｃ質（Ｃ＝５％）
等の半導電性耐火物層2bを層状に形成している。そし
て、上ノズル２の上面の外側を、導電性耐火物層2aによ
って、その内側を半導電性耐火物層2bで形成している。
また、上ノズル２のそれ以外の部分は、Al₂O₃質，Al₂O₃
−SiO₂質，ZrO₂・SiO₂質等の非導電性耐火物2cで上ノズ
ル２を構成している。

この上ノズル２の下部に通電加熱用電極10を接触させて
通電すると、電流は帯状の導電性耐火物層2aを通って上
ノズル２の上面に至り、上ノズル２の上面が抵抗発熱す
る。この発熱をより効果的なものとするためには、上ノ
ズル２の上面を抵抗の高い半導電性耐火物層2bで構成す
ることが好ましい。

また、第１図における上ノズル２に通電加熱用電極10が
接触する部分及びスライディングノズルの上プレート３
が、黒鉛含有耐火物等の導電性材料で作られている場
合、第３図に示すように上ノズル２の最下段に非導電性
耐火物2cを配置する。これにより、通電加熱用電極10か
ら上プレート３に通電加熱用の電流が分流することがな
くなる。なお、第３図の場合には、半導電性耐火物層2b
を省略し、非導電性耐火物2cに導電性耐火物層2aを直接
積層することによって、上ノズル２の周面を形成してい
る。この二層構造は、第２図の場合にも採用することが
できる。

ここで、上ノズル２の必要個所が効率良く加熱されるた
め、各部の抵抗を次のように定めることが好ましい。す
なわち、第４図に示すように、上ノズル２の側面に設け
た導電性耐火物層2aの電気抵抗をR₁，R₂とし、上面に設
けた導電性耐火物層2a又は半導電性耐火物層2bの電気抵
抗をR₃とし、通電加熱用電極10が上ノズル２に接触する
部分の最短距離における電気抵抗をR₄とするとき、R₄≧
R₁＋R₂＋R₃に維持する。そして、上ノズル２の上面での
発熱を積極的に行わせるために、R₃≧R₁＋R₂とする。こ
れにより、最短距離を経由して通電加熱用電極10間を流
れる電流ｉ_１が少なくなり、通電加熱用に供給された電
流ｉ_０が上ノズル２の上部を加熱する電流ｉ_２として上
ノズル２内を流れる。

〔実施例〕

250トン容量の取鍋で60トン容量のタンディッシュに、
第１図に示すように、通電加熱機構を備えた上ノズル２
をセットし、この上ノズル２に給電装置を取り付けた。

溶鋼を取鍋から注入する前に、タンディッシュの内部を
ＣＯＧガスバーナで約1000℃まで予熱した。更に、上ノ
ズル２の下部に、電源11から通電加熱用電極10を介して
通電し、上ノズル２の上部を加熱した。通電条件は、最
初1000Ａの電流を30分間継続して流し、その後3000Ａの
電流を30分間供給した。これにより、上ノズル２上部の
表面は、温度1400℃に加熱された。この状態で、凝固温
度よりも10℃高い低温鋳造用鋼種を取鍋からタンディッ
シュに注入し、タンディッシュ内を満杯にして溶鋼を均
一に混合した後、ノズルストッパー８を開にした。この
とき、上ノズル２からノズルストッパー８の引離しはス
ムーズに行われ、タンディッシュから鋳型７への注湯を
容易に開始することができた。

これに対し、ＣＯＧガスバーナで約1000℃まで予熱した
ままで、通電加熱を行なわなかった場合には、上ノズル
２からノズルストッパー８を引き離すとき、ノズルスト
ッパー８の上昇に大きな力が必要とされた。また、90％
の割合で上ノズル２又はノズルストッパー８に亀裂等の
破損がみられた。そのため、鋳込みを円滑に開始するこ
とができず、タンディッシュに収容された溶鋼がスクラ
ップ化する割合が高いものであった。

なお、以上の説明においては、タンディッシュ上ノズル
を例にとって説明した。しかし、本考案は、これに拘束
されるものではなく、取鍋の底壁に設けられたノズル
等、他のノズルに対しても同様に適用できるものであ
る。

〔考案の効果〕

以上に説明したように、本考案においては、非導電性耐
火物でできたノズル本体の周面に、導電性耐火物層或い
は更に半導電性耐火物層を形成して、ノズルに接触した
通電加熱用電極から供給される通電加熱用の電流がノズ
ルの上部を流れるようにしている。このため、通電加熱
用電極間の最短距離を流れる電流が抑えられ、特に地金
付着がみられるノズル上部が効率良く加熱される。その
結果、ノズルを閉鎖しているノズルストッパーが地金に
よってノズルに固着されることがなく、ノズルストッパ
ーの上昇動作が容易となり、注湯開始が円滑に行われ
る。また、ノズルに対するノズルストッパーの固着がな
いため、上昇時にノズルストッパーに対して無理な力が
働かず、ノズル及びノズルストッパーに亀裂等の欠陥が
発生することもなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案をスライディングノズル装置に適用した
状態を示し、第２図は該スライディングノズル装置にお
ける上ノズルを示し、第３図は他の上ノズルの例を示
し、第４図はノズル各部に対する電流の流れ易さを説明
するための図である。他方、第５図は、従来のスライデ
ィングノズル装置を示す。１：受け煉瓦、２：上ノズル 2a：導電性耐火物層、2b：半導電性耐火物層 2c：非導電性耐火物、３：上プレート４：下プレート、５：下ノズル６：浸漬ノズル、７：鋳型８：ノズルストッパー、９：地金 10：通電加熱用電極、11：電源 12：鋼板、13：加圧装置 14：拘束金物

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】溶融金属容器の溶融金属流出口に装着さ
れ、相対する側面に、該側面を押圧する一対の通電加熱
用電極を設けた注湯ノズルにおいて、ノズル本体を非導電性耐火物から構成し、該ノズル本体の前記通電加熱用電極との接触部から上方
に延びた側面と上面との外側に連続した導電性耐火物層
を設け、且つ、該導電性耐火物層の内側に半導電性耐火物層を設けたこ
とを特徴とする注湯ノズル。
【請求項２】溶融金属容器の溶融金属流出口に装着さ
れ、相対する側面に、該側面を押圧する一対の通電加熱
用電極を設けた注湯ノズルにおいて、ノズル本体を非導電性耐火物から構成し、該ノズル本体の前記通電加熱用電極との接触部から上方
に延びた側面と上面との外側に連続した導電性耐火物層
を設けたことを特徴とする注湯ノズル。