JPH10296408A

JPH10296408A - 一体物浸漬ノズル及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10296408A
Application number: JP11748797A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Mochizuki; 陽一郎望月; Tetsuo Fushimi; 哲郎伏見; Nobuhiro Hasebe; 悦弘長谷部; Tomoyuki Sugiyama; 智之椙山; Hitoshi Takigawa; 整瀧川
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1997-04-22
Filing date: 1997-04-22
Publication date: 1998-11-10

Abstract

(57)【要約】【課題】浸漬ノズルとしての良好な性能を長期間享受
できる耐用寿命の長い一体物浸漬ノズルを容易に製造で
きるようにする。【解決手段】プレート部材１１，２１と軸に垂直な断
面におけるノズル孔の形状が常に真円のノズル部材１
２，２２を一体化した構成の一体物浸漬ノズル及びその
製造方法において、プレート部材１１，２１とノズル部
材１２，２２を接着剤で接合し、接着剤からなる接合剤
層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プレート部材と
ノズル部材を一体化した構成の一体物浸漬ノズル及びそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一体物浸漬ノズルは、別々に形成された
下プレートと浸漬ノズルを接合して一体化したものであ
る。

【０００３】その接合方式は、ボルト（例えば４本）と
リテイナーリングを用いる方式と、下プレートと浸漬ノ
ズルを鉄皮で覆いモルタルで接合する方式に大別でき
る。

【０００４】第１の方式では、別体の下プレートと浸漬
ノズルを、使用者が一体化して用いることが多い。

【０００５】第２の方式では、キャスタブル製の下プレ
ートと浸漬ノズルは一体化した状態で販売される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】第１の方式の一体物浸
漬ノズルでは、次のような問題点があった。

【０００７】１）下プレートと浸漬ノズルのミスアライ
メントによるトラブル。

【０００８】２）セット治具、すなわちリテイナーリン
グとボルトの変形によって下プレート／浸漬ノズル間に
目地開きが発生するトラブル。これは、リテイナーリン
グやボルトが、繰り返し使用により変形し易いことに起
因する。

【０００９】３）使用者サイドでセットの手間がかかる
欠点。

【００１０】他方、第２の方式の一体物浸漬ノズルで
は、下プレートがキャスタブルであることや、下プレー
トと浸漬ノズルの接合強度がモルタルと鉄皮による接合
力のみであること等のために、次のような問題が生じて
いた。

【００１１】１）接合強度不足から下プレートと浸漬ノ
ズル間へ溶鋼が侵入し易い欠点。

【００１２】２）キャスタブル製の下プレートが耐食
性、耐摩耗性に関して通常の下プレートに劣る欠点。

【００１３】３）下プレートを覆う鉄皮と浸漬ノズルを
覆う鉄皮の接合に全周溶接が必要であり、この作業が繁
雑である欠点。

【００１４】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消し、容易に製造でき、浸漬ノズルとしての良好な性
能を長期間享受することができる一体物浸漬ノズル及び
その製造方法を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本願第１発明は、プレー
ト部材とノズル部材を一体化した構成の一体物浸漬ノズ
ルの製造方法において、プレート部材と軸に垂直な断面
におけるノズル孔の形状が常に真円のノズル部材を接着
剤で接合することを特徴とする一体物浸漬ノズルの製造
方法を要旨としている。

【００１６】本願第２発明は、プレート部材とノズル部
材を一体化した構成の一体物浸漬ノズルにおいて、プレ
ート部材とノズル部材を接合するための接着剤層を両部
材の間に設けたことを特徴とする一体物浸漬ノズルを要
旨としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】本願発明においては、プレート部
材とノズル部材は接着剤で接合され、両部材の間には接
着剤層が形成される。

【００１８】プレート部材は、下プレートとしての機能
を有する。このため、プレート部材は、摺動及び面圧に
耐える高い強度を必要とする。

【００１９】一方、ノズル部材は、浸漬ノズルとしての
機能を有する。このため、ノズル部材は、高い耐スポー
リング性を必要とする。また、溶鋼をスムーズに排出す
るため、ノズル部材は、あらゆる部分で断面真円のノズ
ル孔を有する。

【００２０】プレート部材とノズル部材は、外側の少な
くとも一部分を鉄皮で覆うことが好ましい。

【００２１】鉄皮は、一体物浸漬ノズルが、連続鋳造用
機器（タンディシュ下部ガイドレール）内の移動（摺
動）で損傷することを防止する。

【００２２】また、鉄皮の配置は、外周面のみでなく、
両部材を上下に挟み込むようにして垂直方向にも拘束す
ることが肝要である。このようにすれば、鉄皮と耐火物
のズレを確実に防止できる。

【００２３】下プレートの上部に配置される鉄皮は、上
プレートと摺動させるため、下プレートの摺動面より若
干下に位置するようにする。

【００２４】プレート部材とノズル部材の接着目地部の
内側には、目地部を被うように耐火レンガ製リングを配
置することが好ましい。

【００２５】耐火レンガ製リングによって、予熱時及び
使用時に接着目地部が高温酸化雰囲気に晒されないよう
にし、接着剤（層）の酸化を防止することができる。レ
ゾール型熱硬化性フェノール樹脂を用いた接着剤は、当
該樹脂中の炭素が酸化されると接着剤の接着強度が極端
に低下する恐れが大きいのである。

【００２６】プレート部材とノズル部材を接合するため
の接着剤（層）としては、２価の金属塩を触媒にして製
造したレゾール型熱硬化性フェノール樹脂アルコール溶
液１０〜３０重量％と、金属アルミニウム粉末、アルミ
ニウム−マグネシウム合金粉末及びアルミニウム−シリ
コン合金粉末から選んだ少なくとも１種の粉末２〜１０
重量％と、耐火材料６０〜８８重量％から構成される接
着剤を用いることが好ましい。

【００２７】２価の金属塩を触媒にして製造したレゾー
ル型熱硬化性フェノール樹脂に耐火材料、金属粉末を加
えた接着剤は、低温域から高温域まで高い結合強度を有
し、溶鋼に接触しても浸潤や浸食に関して浸漬ノズル材
質よりも耐食性に優れているため、両部材間への溶鋼侵
入を防止できる。

【００２８】２価の金属塩を触媒にして製造したレゾー
ル型熱硬化性フェノール樹脂を用いることによって、特
に４００〜８００℃の温度域で大きな結合強度を得るこ
とができる。

【００２９】２価の金属塩を触媒にして製造したレゾー
ル型熱硬化性フェノール樹脂は、水酸基とメチロール基
によって２価の金属とのキレート結合を含んでおり、１
２０〜１３０℃の熱処理によってエーテル結合に変化す
る。エーテル結合とならないメチロール基は、７０〜８
０℃からメチレン結合化して硬化し始める。一方、エー
テル結合はホルマリンを発生しながらメチレン結合化す
るため、１３０〜１５０℃から硬化する。

【００３０】このように、２価の金属塩を触媒にして製
造したレゾール型熱硬化性フェノール樹脂は硬化温度が
低温から高温にまでわたっており、４００〜８００℃の
温度域で未分解の結合が多く維持されるため、高い結合
強度を維持することができるのである。

【００３１】２価の金属塩を触媒にして製造したレゾー
ル型熱硬化性フェノール樹脂の配合割合を、１０〜３０
重量％に限定した理由を述べる。前記樹脂の配合割合が
１０重量％未満の場合には、特に４００〜８００℃の温
度域で、十分な結合強度が得られなくなる。また、前記
樹脂の配合割合が３０重量％を超える場合には、耐火材
料の割合が少なくなり、十分な耐熱性が得られなくなっ
てしまう。

【００３２】このような観点から、レゾール型熱硬化性
フェノール樹脂のさらに好ましい配合割合は、１５〜２
５重量％である。

【００３３】金属アルミニウム粉末、アルミニウム−マ
グネシウム合金粉末及びアルミニウム−シリコン合金粉
末から選んだ少なくとも１種の粉末の総量を２〜１０重
量％に限定した理由を述べる。これらの粉末の総量が２
重量％未満の場合には、８００℃以上の熱間強度が低く
なると云う不具合が生じる。また、総量が１０重量％を
超えると、フェノール樹脂溶液中の水又はアルコールと
の反応により発生するガスが増え、気泡が多くなると云
う不具合が生じる。

【００３４】このような観点から、前記粉末の総量のさ
らに好ましい配合割合は、３〜８重量％である。

【００３５】また、前記粉末の最大粒径は、０．５ｍｍ
以下にすることが好ましい。その理由は、最大粒径が
０．５ｍｍ以上では補修材の強度が十分でなくなる恐れ
があるからである。

【００３６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００３７】図１は、本発明による一体物浸漬ノズルの
上部を示す断面図である。

【００３８】一体物浸漬ノズル１０は、プレート部材１
１と軸に垂直な断面におけるノズル孔の形状が常に真円
のノズル部材１２を接着剤で接合した構成になってい
る。すなわち、両部材の接合部分には、接着剤層１６が
形成されている。接着剤としては、以下の実施例１〜７
で述べる接着剤を用いることができる。

【００３９】プレート部材１１は、高強度・高摺動特性
を有するアルミナ−カーボン材質又はジルコニア−カー
ボン材質で形成されており、下プレートとして機能す
る。

【００４０】一方、ノズル部材１２は、高耐スポーリン
グ性を有するアルミナ−黒鉛材質又はジルコニア−黒鉛
材質で形成されており、浸漬ノズルとして機能する。

【００４１】プレート部材１１とノズル部材１２の外側
には、モルタル１４を介して鉄皮１３が取付けられてい
る。鉄皮１４の上部とプレート部材１１の間には、鉄フ
ープ１５が配置されている。

【００４２】図２〜図４は、一体物浸漬ノズルの他の実
施例を示している。

【００４３】図１の実施例との違いは、プレート部材２
１とノズル部材２２の接合領域近くの内周に、耐火レン
ガ製リング２８が配置されている点である。耐火レンガ
の材質は、例えばアルミナ−カーボン系材質であるが、
５ＭＰａ程度以上の強度を有する耐火レンガであれば他
の材質であっても良い。

【００４４】耐火レンガ製リング２８は、モルタル２７
によってプレート部材２１及びノズル部材２２に接合さ
れている。

【００４５】鉄皮２３の上面図、正面図、側面図が図５
（Ａ）〜（Ｃ）に示されている。また、図６（Ａ）〜
（Ｃ）には、別の鉄皮３３が示されている。

【００４６】鉄皮２３，３３の下プレートの上部に配置
される部分２３ａ，３３ａは、溶接によって接合され
る。この部分２３ａ，３３ａは、上プレートとの摺動を
円滑にするため、下プレートの摺動面より１〜５ｍｍ程
度下に位置するようになっている。

【００４７】この部分２３ａ，３３ａの幅は、５〜３０
ｍｍとする。この幅が５ｍｍ未満では、当該部分２３
ａ，３３ａによる拘束効果が不十分となる。また、この
幅が３０ｍｍを超えると、プレート部材事態の摺動部分
が少なくなるため、漏鋼の危険が生じる。

【００４８】鉄皮２３，３３の材質は例えばＳＨＰＣ系
の鋼を用い、鉄皮の厚みは例えば３．２ｍｍとすること
ができる。鉄皮２３，３３の材質や厚みや形状は、従来
から用いられている様々なものを採用できる。

【００４９】次に、プレート部材とノズル部材のセット
の仕方の一例を示す。

【００５０】１）加工・プレート部材とノズル部材を別々に製造、加工する。

【００５１】・プレート部材には鉄フープを焼きばめす
る。

【００５２】２）接着・プレート部材の窪みに接着剤を塗布する。

【００５３】・プレート部材の摺動面を下にした状態で
プレート部材及びノズル部材のダボ部に接着剤を塗布す
る。

【００５４】・プレート部材とノズル部材を接着する。

【００５５】３）乾燥・〜２００℃で２４ｈ以上乾燥する。

【００５６】４）セット・モルタルを塗布し、リング及び鉄皮をセットする。

【００５７】・上面部鉄皮を溶接５）乾燥・５０〜１１０℃で１２ｈ以上乾燥する。

【００５８】６）コート剤塗布７）梱包、出荷実施例１〜７本発明で用いる接着剤の結合力を評価するため、表１に
示す実施例１〜７の接着剤を準備した。そして、プレー
ト部材材質のアルミナ−カーボン質、ノズル部材材質の
アルミナ−黒鉛質、プレート部材材質のジルコニア−カ
ーボン質、及びノズル部材材質のジルコニア−黒鉛質耐
火物から切り出した試料の接着試験を行った。試験方法
を図７に示す。

【００５９】試料２は２５×２５ｍｍ断面を有する角材
であり、その２５×２５ｍｍの面に表１の接着剤を塗布
して２本の試料を接合し、２００℃で硬化させた。接着
層１の厚みは０．５ｍｍ以下とした。しかる後に、７５
ｍｍのスパンで支持した試料に、１ｍｍ／ｍｉｎのクロ
スヘッドスピードで力を加え、接着剤の結合力を評価し
た。

【００６０】試験結果を表１に示す。

【００６１】比較のため、表２に示すように比較例１〜
５の接着剤で同様の接着試験を行った。また、比較例
６、７では、モルタルを用いて同様の試験を行った。

【００６２】その結果、本発明の実施例１〜７では、比
較例１〜７に比べて良好な接着特性が得られることが確
認された。

【００６３】なお、表中の接着強度の測定に用いた材質
の欄で、ＡＣ−ＡＧはアルミナ−カーボン質とアルミナ
−黒鉛質を接着し、ＺＣ−ＺＧはジルコニア−カーボン
質とジルコニア−黒鉛質を接着したことを示している。

【００６４】

【表１】

【００６５】

【表２】

【００６６】

【発明の効果】本発明の一体物浸漬ノズルの製造方法に
よれば、浸漬ノズルとしての良好な性能を長期間享受で
きる耐用寿命の長い一体物浸漬ノズルを容易に製造でき
る。

【００６７】なお、本発明は前述の実施例に限定されな
い。例えば、プレート部材の形状や乾燥温度、時間など
は、適宜変更し、最適なものとすればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の一体物浸漬ノズルを示す断面
図。

【図２】本発明の別の実施例の一体物浸漬ノズルを示す
上面図。

【図３】図２の一体物浸漬ノズルのＡ−Ａ断面図。

【図４】図２の一体物浸漬ノズルのＢ−Ｂ断面図。

【図５】一体物浸漬ノズルの鉄皮の一例を示す図で、
（Ａ）が上面図、（Ｂ）が正面図、（Ｃ）が側面図。

【図６】一体物浸漬ノズルの鉄皮の別の例を示す図で、
（Ａ）が上面図、（Ｂ）が正面図、（Ｃ）が側面図。

【図７】本発明に用いる接着剤の接着試験のやり方を示
す説明図。

【符号の説明】１１，２１プレート部材１２，２２ノズル部材１３，２３，３３鉄皮１６，２６接着剤層１９，２９ノズル孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者椙山智之愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内 (72)発明者瀧川整愛知県刈谷市小垣江町南藤１番地東芝セラミックス株式会社刈谷製造所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プレート部材（１１，２１）と軸に垂直
な断面におけるノズル孔の形状が常に真円のノズル部材
（１２，２２）を一体化した構成の一体物浸漬ノズルの
製造方法において、プレート部材（１１，２１）とノズ
ル部材（１２，２２）を接着剤で接合することを特徴と
する一体物浸漬ノズルの製造方法。
【請求項２】プレート部材（１１，２１）とノズル部
材（１２，２２）の外側を少なくとも部分的に鉄皮（１
３，２３，３３）で覆うことを特徴とする請求項１に記
載の一体物浸漬ノズルの製造方法。
【請求項３】プレート部材（２１）とノズル部材（２
２）の接着目地部の内側を被うように耐火レンガ製リン
グ（２８）を配置することを特徴とする請求項１又は２
に記載の一体物浸漬ノズルの製造方法。
【請求項４】前記接着剤として、２価の金属塩を触媒
にして製造したレゾール型熱硬化性フェノール樹脂アル
コール溶液１０〜３０重量％と、金属アルミニウム粉
末、アルミニウム−マグネシウム合金粉末及びアルミニ
ウム−シリコン合金粉末から選んだ少なくとも１種の粉
末２〜１０重量％と、耐火材料６０〜８８重量％から構
成される接着剤を用いることを特徴とする請求項１〜３
のいずれか１項に記載の一体物浸漬ノズルの製造方法。
【請求項５】１４００℃における曲げ強さが８ＭＰａ
以上の接着剤を用いることを特徴とする請求項１〜４の
いずれか１項に記載の一体物浸漬ノズルの製造方法。
【請求項６】耐火材料が最大粒径が０．５ｍｍ以下で
あることを特徴とする請求項４に記載の一体物浸漬ノズ
ルの製造方法。
【請求項７】プレート部材（１１，２１）と軸に垂直
な断面におけるノズル孔の形状が常に真円のノズル部材
（１２，２２）を一体化した構成の一体物浸漬ノズルに
おいて、プレート部材（１１，２１）とノズル部材（１
２，２２）を接合するための接着剤層（１６，２６）を
両部材の間に設けたことを特徴とする一体物浸漬ノズ
ル。
【請求項８】プレート部材（１１，２１）とノズル部
材（１２，２２）の外側に両者を少なくとも部分的に覆
う鉄皮（１３，２３，３３）を設けたことを特徴とする
請求項７に記載の一体物浸漬ノズル。
【請求項９】プレート部材（２１）とノズル部材（２
２）の接着目地部の内側に耐火レンガ製リング（２８）
を配置したことを特徴とする請求項７又は８に記載の一
体物浸漬ノズル。
【請求項１０】前記接着剤層（１６，２６）が、２価
の金属塩を触媒にして製造したレゾール型熱硬化性フェ
ノール樹脂アルコール溶液１０〜３０重量％と、金属ア
ルミニウム粉末、アルミニウム−マグネシウム合金粉末
及びアルミニウム−シリコン合金粉末から選んだ少なく
とも１種の粉末２〜１０重量％と、耐火材料６０〜８８
重量％からなる接着剤で形成されることを特徴とする請
求項７〜９のいずれか１項に記載の一体物浸漬ノズル。