JPH0670947U - 水平連続鋳造装置のフィードノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 水平連続鋳造において、フィードノズル内孔
面への凝固シェルの生成を防止する。 【構成】 前記課題を解決する本考案による水平連続鋳
造装置のフィードノズル４は、タンデイッシュとモール
ド２とがフィードノズルを介して接続され、該フィード
ノズルに冷却リング６が嵌着され、該冷却リングとモー
ルドとの間にガスケット１４が挟み込まれた水平連続鋳
造装置において、前記フィードノズルと冷却リングとの
間に、熱伝導度が０．５Kcal/mih℃以下、厚さが５mm以
上の断熱部材９が介在されていることを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、水平連続鋳造装置に設置されるフィードノズル断熱構造に関するも のである。

【０００２】

【従来の技術】

図４は、一般的な水平連続鋳造装置における、タンデイッシュ１とモールド２ との接続部の縦断面を示している。図面に示すように、水平連続鋳造装置はタン デイッシュ１とモールド２とはスライディングノズル３およびフィードノズル４ を介して連絡している。タンデイッシュ１、スライディングノズル３およびフィ ードノズル４は、それぞれジルコニア質やアルミナ質の通常の耐火物で作られて いる。モールド２は一般に銅製であって冷却水Ｗによって冷却されており、入側 にはブレークリング５が装着されている。ブレークリング５は、窒化ほう素、窒 化けい素などの耐熱性セラミックスで作られている。なお、装置によっては、上 記スライディングノズル３を備えていないものもある。

【０００３】 モールド２内に供給された溶湯Ｍはモールド内周面によって冷却され、凝固殻 Ｓを形成する。凝固殻Ｓの形成はブレークリング５より開始される。ブレークリ ング５は、凝固殻Ｓが逆方向にすなわちフィードノズル４側に成長するのを防ぐ 。溶湯Ｍが凝固して形成された鋳片は、モールド２出側からピンチロールなどの 引抜き装置（図示しない）により間欠的に引き抜かれる。鋳片を間欠的に引き抜 くと、ブレークリング５と凝固殻Ｓの端との間に空隙が生じ、その空隙に新たに 溶湯Ｍが流れ込む。

【０００４】 ところで、上記空隙は負圧状態となっており、モールド２とブレークリング５ とは嵌め合わされているのみであるから、両者の接合面の間から空隙内に空気が 侵入する。侵入した空気は溶湯Ｍ内に巻き込まれ、鋳片内部あるいは表面に残存 して気泡（ブローホール）、などの鋳造欠陥を生じる原因となる。

【０００５】 このような問題を解決するものとして、特開平４−４１０４９号公報で開示さ れた「ブレークリング周りシール構造」がある。このブレークリング周りシール 構造は、図５に示すようにフィードノズル４の外周に冷却リング６が嵌着されて おり、冷却リング６とモールド２の側壁との間にＯリング７が挟み込まれている ので、モールド２とブレークリング５との接合面の間からの空気侵入を防止する ことができる。またＯリング７の一方のシール面は冷却リング６に、他方のシー ル面は水冷されているモールド２の側壁面に接触しているので、Ｏリング７は耐 熱温度以下に保持される。したがって、Ｏリング７は熱により劣化することはな く、シール性能を失うことはない。

【０００６】 ところで水平連続鋳造において、フィードノズルを予熱しないで用いると、鋳 造初期においてフィードノズルの内面で溶融金属が凝固し、この状態で鋳片が引 き抜かれると、フィードノズルの表層が凝固シェルとともに持ち去られて剥離す るとともに鋳片の表面性状を損なう。またフィードノズルの内面には溶融金属に よる急速加熱によって割れが発生する。このためフィードノズルは鋳造開始前に 予熱される。予熱に油やガスなどの燃料を用いると、水冷されているモールドの 表面に水蒸気の結露を生じて鋳片の品質に悪影響を及ぼすため、予熱は一般に、 電気ヒーターが用られる。しかし電気ヒーターによる予熱では１０００℃を越え るような高温に予熱することができないため、フィードノズル４は溶融金属によ る急速加熱によって割れを生じる場合がある。 これを防止するため図６に示すように、フィードノズル４に金枠８が嵌着され る場合がある。しかし、金枠は鋳造中に加熱されてＯリングが劣化し、シール性 能を損なう。また金枠８は熱変形して寿命が短い。

【０００７】 他方、金枠に代えて図５に示したように、フィードノズル４に冷却リング６を 嵌着すると、フィードノズル４は外周面からの放熱が大きくなってフィードノズ ル４の内面で溶融金属が凝固して凝固殻を形成し、前記のようにフィードノズル ４の表層が剥離するとともに鋳片Ｓの表面性状を損なう。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、フィードノズルに冷却リングを嵌着した水平連続鋳造装置を用いた 鋳造において、モールド内への空気の侵入による鋳片の気泡発生の防止、鋳造初 期でのフィードノズルの急速加熱による割れ発生の防止およびフィードノズルの 過冷却によるフィードノズル内面での凝固形成の防止を図ることを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決する本考案による水平連続鋳造装置のフィードノズルは、タン デイッシュとモールドとがフィードノズルを介して接続され、該フィードノズル に冷却リングが嵌着され、該冷却リングとモールドとの間にガスケットが挟み込 まれた水平連続鋳造装置において、前記フィードノズルと冷却リングとの間に、 熱伝導度が０．５ Kcal/mh℃以下、厚さが５mm以上の断熱部材が介在されている ことを特徴とする フィードノズルは耐熱衝撃性の良いジルコニア質あるいは高アルミナ質の焼成 耐火物で造られている。断熱部材は、熱伝導率が０．５ Kcal/mh℃以下、厚みが ５mm以上であることが必要である。断熱部材の熱伝導率が０．５ Kcal/mh℃より も高く且つ厚みが５mm未満であると、ガスケットの焼損を防止するように冷却リ ングを冷却したとき、冷却リングによってフィードノズルが抜熱され過ぎてフィ ードノズルの内面で溶融金属が凝固して凝固殻を形成し、鋳片の引き抜きに伴っ てフィードノズルの内面剥離が生じ、また内面剥離によって鋳片の表面性状を損 なう。なお断熱部材の嵩比重は２．０以下が好ましく、強度は曲げ強さで２５kg ／cm² 以上が好ましい。強度がこれよりも低いと鋳造時の鋳片引き抜き力によっ て断熱部材が破壊する場合がある。断熱部材は、上記条件および溶融金属に対す る耐熱性および耐食性を保つためにＮｇＯ質の耐火物が好適である。

【００１０】 冷却リングは鉄、銅合金などで造られている。冷却リングの断面の大きさおよ び形状は特に限定されないが、少なくともガスケットの焼損およびフィードノズ ルの急速加熱による割れ発生を防止するものでなければならない。フィードノズ ルの外周面に断熱部材および冷却リングを嵌着するには、接着材を用いる。接着 材としては、接着強度および気密性の高いアルミナ系セメント材が適している。 ガスケットは適度な弾性および耐熱性を有する通常の材料、たとえばシリコン ゴムで造られている。ガスケットはタンデイッシュにモールドが接続される際に 、適当なシール面圧が与えられる。

【００１１】

【作用】

本考案によれば、フィードノズルの外周に熱伝導度が小さい断熱部材を介して 冷却リングが嵌着され、冷却リングとモールドとの間にガスケットが挟み込まれ ている。この結果、冷却リングによってガスケットの焼損を防止し、ガスケット によってモールドとブレークリングとの間隙からの空気侵入による鋳片の気泡発 生を防止すると同時に、断熱部材によって冷却リングによるフィードノズルの抜 熱およびフィードノズル予熱時の放熱を抑えて、フィードノズルの厚肉方向の温 度差を小さくして、温度差による割れ発生を防止し、さらには断熱部材によって 冷却リングによるフィードノズルの抜熱を抑えて、フィードノズルの過冷却によ るフィードノズル内面での凝固殻の形成を抑えて、凝固殻形成によるフィードノ ズルの損傷やフィードノズルの損傷によって生じる鋳片表面品質劣化を防止する ことができる。

【００１２】

【実施例】

図１は、図４に示した水平連続鋳造装置に本考案を適用した実施例を示し、図 ４に示した部材と同様の部材には同一の参照符号を付け、その詳細な説明は省略 する。フィードノズル４の外周にはリング状の断熱部材９が嵌め合わされ、断熱 部材９に鉄製の冷却リング６が嵌め合わされ、各嵌合面はセメント材によって接 着されている。フィードノズル４はジルコニア質または高アルミナ質の耐火物が 用いられ、断熱部材９はマグネシア耐火物が用いられている。断熱部材９および フィードノズル４の特性を表１に示す。

【００１３】 冷却リング６の内部は隔壁（図示しない）によって仕切られており、冷却リン グ６はボルト１６によってモールド２に取付けられており、冷却リング６および フィードノズル４は、フィードノズル押さえ１０およびボルト１７によって押さ えられている。また冷却リング６には冷却空気供給管１１および冷却空気排出管 １２が接続されている。冷却空気供給管１１から冷却リング６に供給された冷却 空気は冷却リング６内を通ってこれを冷却し、冷却空気排出管１２を経て大気に 放出される。モールド２の側壁にはガスケットとしてのＯリング位置決めのため の溝１３が設けられており、ここにＯリング１４が挿入されている。Ｏリング１ ４はモールド２をタンデイッシュ１に接続する際、モールド２の側壁と冷却リン グ６の前面との間でシール面圧が与えられる。

【００１４】 図２によってフィードノズルの組立方法を説明する。図２（Ａ）に示すように 、まず冷却リング６を平坦な定盤１５の上に載置し、モールド固定用のボルト１ ６によって定盤１５に固定する。次に図２（Ｂ）に示すように、冷却リング６に 断熱部材９を嵌入する。次に図２（Ｃ）に示すように、断熱部材９にフィードノ ズル４を嵌入した後、フィードノズル４の持ち運び中における各部材の脱落を防 止するためフィードノズル押さえ１０をボルト１７によって冷却リング６に固定 する。

【００１５】 本考案による水平連鋳装置のフィードノズルを使用した実施例による効果とし て、図３に鋳造中のフィードノズル内孔表面の温度を従来と比較して示した。図 中点線は断熱部材を嵌着しない従来のフィードノズルの場合であり、実線は断熱 部材を嵌着した本考案のフィードノズルの場合である。本考案のフィードノズル を使用した場合、フィードノズルの外周面に断熱部材が嵌着されているので放熱 が小さい。このため、フィードノズル内面での凝固殻の形成が抑制されるためフ ィードノズル内面の温度が溶融金属の凝固温度と殆ど同一となっている。この結 果、フィードノズル内面に溶融金属が凝固して付着しないため、フィードノズル 内面に付着した凝固殻が鋳片引き抜き時に剥離して生じるフィードノズルの損傷 やフィードノズルの損傷によって生じる鋳片表面品質の劣化を防止することがで きる。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【考案の効果】

本考案によれば、フィードノズルの外周に熱伝導度が小さい断熱部材を介して 冷却リングが嵌着され、冷却リングとモールドとの間にガスケットが挟み込まれ ている。この結果、冷却リングによってガスケットの損傷を防止し、ガスケット によってモールドとブレークリングとの間隙からの空気侵入による鋳片の気泡発 生を防止すると同時に、断熱部材によって冷却リングによるフィードノズルの抜 熱およびフィードノズル予熱時の放熱を抑えて、フィードノズルの肉厚方向の温 度差を小さくして、温度差による割れ発生を防止し、さらには断熱部材によって 冷却リングによるフィードノズルの抜熱を抑えて、フィードノズルの過冷却によ るフィードノズル内面での凝固殻の形成を抑えて、凝固殻形成によるフィードノ ズルの損傷やフィードノズルの損傷によって生じる鋳片表面品質劣化を防止する ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のフィードノズルを示す断面図である。

【図２】本考案のフィードノズルの組み立てを説明する
図である。

【図３】フィードノズルの内面温度の推移を示す図であ
る。

【図４】水平連続鋳造装置のタンデイッシュとモールド
との接続部を示す縦断面図である。

【図５】冷却リングを嵌着した従来のフィードノズルを
示す断面図である。

【図６】金枠を嵌着した従来のフィードノズルを示す断
面図である。

【符号の説明】

１ タンデイッシュ ２ モールド ３ スライディングノズル ４ フィード
ノズル ５ ブレークリング ６ 冷却リン
グ ７ Ｏリング ８ 金枠 ９ 断熱部材 １０ フィード
ノズル押さえ １１ 冷却空気供給管 １２ 冷却空
気排出管 １３ 溝 １４ Ｏリン
グ（ガスケット） １５ 定盤 １６ ボルト １７ ボルト

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンデイッシュ（１）とモールド（２）
   とがフィードノズル（４）を介して接続され、該フィー
   ドノズル（４）に冷却リング（６）が嵌着され、該冷却
   リング（６）とモールド（２）との間にガスケット（１
   ４）が挟み込まれた水平連続鋳造装置において、前記フ
   ィードノズル（４）と冷却リング（６）との間に、熱伝
   導度が０．５ Kcal/mh℃以下、厚さが５mm以上の断熱部
   材（９）が介在されていることを特徴とする水平連続鋳
   造装置のフィードノズル。