(57)【要約】【課題】ストッパー等においてガス吐出用貫通孔を高い精度で製造する方法を提供する。【解決手段】柱状の一次成形体１１の側面に，熱処理により消失する物質１４を設置してコア１５を作製し，このコア１５を，ストッパー等を成形する成形用型枠内に配置し，コア１５の周囲にストッパー等成形用の坏土を充填して二次成形を行うことにより，コア１５を包含する一体的成形物を作製し，この一体的成形物を熱処理する。熱処理後，熱処理により消失する物質１４を設置した部分がガス吐出用貫通孔となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス吐出用貫通孔を備える，連続鋳造用のストッパー又はノズル（以下単に「ストッパー等」という。）の製造方法であって，
柱状の耐火物成形体（以下「一次成形体」という。）の側面に，熱処理により消失する物質を設置してコアを作製する工程と，
前記コアを，前記ストッパー等を成形する成形用型枠内に配置し，前記コアの周囲にストッパー等成形用の坏土を充填して二次成形を行う，又は前記コアの周囲に別途作製した耐火物成形体を，耐火性接合材を介して接合することにより，前記コアを包含する一体的成形物を作製する工程と，
前記一体的成形物を熱処理する工程とを含む，ストッパー等の製造方法。
【請求項２】
前記二次成形の方法は，粉体の集合体である坏土を加圧する方法，又は泥状である坏土を流し込む，吹き付ける若しくは突き込む方法である，請求項１に記載のストッパー等の製造方法。
【請求項３】
前記コアを作製する工程では，前記熱処理により消失する物質を，前記一次成形体側面の外部に突出して設置する，又は前記一次成形体の側面に形成した溝の中に設置する，請求項１又は請求項２に記載のストッパー等の製造方法。
【請求項４】
前記ガス吐出用貫通孔は複数の細孔であって，前記コアを作製する工程では，前記熱処理により消失する物質を複数の糸状物とし，前記糸状物を前記一次成形体の側面の周方向複数箇所に分散して設置する，請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のストッパー等の製造方法。
【請求項５】
前記糸状物を前記一次成形体の側面の周方向複数箇所に分散して設置する方法は，予め糸の形態となっている物を付加させる方法，又は液状物を糸状に塗付して固化させる方法である，請求項４に記載のストッパー等の製造方法。
【請求項６】
前記ガス吐出用貫通孔はスリット状であって，前記コアを作製する工程では，前記熱処理により消失する物質を皮膜状物とし，前記皮膜状物を前記一次成形体の側面の周方向複数箇所に分散して設置する，又は前記一次成形体の側面の略全体に設置する，請求項１に記載のストッパー等の製造方法。
【請求項７】
前記一次成形体は円柱状又は截頭円錐状である，請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のストッパー等の製造方法。
【請求項８】
前記コアを作製する工程では，前記熱処理によって消失する物質を，その一端が前記ストッパー等の内部のガス導入経路に連通するように設置する，請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のストッパー等の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，溶鋼の連続鋳造において，主としてタンディッシュから鋳型に溶鋼を排出する際の流量制御を行うストッパー，又は浸漬ノズル，上ノズル等の連続鋳造用のノズルに関する。なお，本明細書では，連続鋳造用のストッパー又はノズルを単に「ストッパー等」という。
【背景技術】
【０００２】
かかるストッパー等には，溶鋼中の介在物を浮上させる，又はノズル内壁等への介在物付着等を防止する目的で，ガス吹き込み機能を備えたものがある。
例えば特許文献１には，ストッパー先端部の通気率が５００〜５０００（ｃｍ３）（ｃｍ）／（ｍｉｎ）（ｃｍ２）（ｋｇ／ｃｍ２）である多孔質の黒鉛含有カーボンボンド質耐火物からなるガス吹込みタンディッシュ用ストッパーが開示されている。
また特許文献２には，タンディッシュストッパーの軸芯に対して水平方向にその内孔面より外面に向け放射状に０．１〜０．５ｍｍの貫通細孔を複数個配設して成ることを特徴とするタンディッシュストッパーが開示されている。
【０００３】
ただし，特許文献１のような多孔質の耐火物からガス吐出を行うと，ガスの気泡径が大きくなり易く，またガス吐出量が過剰になって，特に清浄化機能が不十分になることがある。そのため，特許文献２に開示されているような小径の貫通孔からガス吐出を行うことが好ましい。
【０００４】
ところが，特許文献３にも「型内への原料投入時に固定した可燃体の位置ずれを生じたり、あるいは可燃体が細い繊維状のものであれば、屈曲してからみ合い、貫通孔として定位置に設定することは技術的に困難である」と記載されているように，特許文献２に示されているような小径の貫通孔を，設計通りかつ安定的に形成することは難度が高く，設計通りかつ安定的に形成されない場合には，意図したガスの気泡径，ガス吐出量を安定的に得られなくなり易く，付着防止機能及び清浄化機能が不十分になることがある。
【０００５】
特許文献３には，このような特許文献２の問題点を解決するため，「ラバープレス装置において、可燃糸製目抜き（すだれ状）織物でなる経糸が貫通孔形成軸方向に緯糸が貫通孔間隔保持円周方向に配設された円筒状貫通孔形成体を成形用芯金の先端に固定し、次いで型内に耐火物坏土を充填して成形し、その後焼成して前記可燃糸製目抜き（すだれ状）織物の円筒状貫通孔形成体を焼失させてガス吹込用細貫通孔を形成させることを特徴とするガス吹込型ストッパヘッドの製造法」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−０９５７５６号公報
【特許文献２】特開平０３−１１００４８号公報
【特許文献３】特開平０１−２０５８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら，特許文献３の方法によっても，特に成形時に「可燃糸製目抜き（すだれ状）織物でなる経糸」の変形やずれが生じること等を完全に防止することは困難であり，ガス吐出用貫通孔を高い精度で製造することは依然として困難である。
【０００８】
そこで本発明が解決しようとする課題は，ガス吐出用貫通孔を高い精度で製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は，次の１〜８に記載のストッパー等の製造方法である。
１．
ガス吐出用貫通孔を備えるストッパー等の製造方法であって，
柱状の耐火物成形体（以下「一次成形体」という。）の側面に，熱処理により消失する物質を設置してコアを作製する工程と，
前記コアを，前記ストッパー等を成形する成形用型枠内に配置し，前記コアの周囲にストッパー等成形用の坏土を充填して二次成形を行う，又は前記コアの周囲に別途作製した耐火物成形体を，耐火性接合材を介して接合することにより，前記コアを包含する一体的成形物を作製する工程と，
前記一体的成形物を熱処理する工程とを含む，ストッパー等の製造方法。
２．
前記二次成形の方法は，粉体の集合体である坏土を加圧する方法,
又は泥状である坏土を流し込む，吹き付ける若しくは突き込む方法である，前記１に記載のストッパー等の製造方法。
３．
前記コアを作製する工程では，前記熱処理により消失する物質を，前記一次成形体側面の外部に突出して設置する，又は前記一次成形体の側面に形成した溝の中に設置する，前記１又は前記２に記載のストッパー等の製造方法。
４．
前記ガス吐出用貫通孔は複数の細孔であって，前記コアを作製する工程では，前記熱処理により消失する物質を複数の糸状物とし，前記糸状物を前記一次成形体の側面の周方向複数箇所に分散して設置する，前記１から前記３のいずれか一項に記載のストッパー等の製造方法。
５．
前記糸状物を前記一次成形体の側面の周方向複数箇所に分散して設置する方法は，予め糸の形態となっている物を付加させる方法，又は液状物を糸状に塗付して固化させる方法である，前記４に記載のストッパー等の製造方法。
６．
前記ガス吐出用貫通孔はスリット状であって，前記コアを作製する工程では，前記熱処理により消失する物質を皮膜状物とし，前記皮膜状物を前記一次成形体の側面の周方向複数箇所に分散して設置する，又は前記一次成形体の側面の略全体に設置する，前記１に記載のストッパー等の製造方法。
７．
前記一次成形体は円柱状又は截頭円錐状である，前記１から前記６のいずれか一項に記載のストッパー等の製造方法。
８．
前記コアを作製する工程では，前記熱処理によって消失する物質を，その一端が前記ストッパー等の内部のガス導入経路に連通するように設置する，前記１から前記７のいずれか一項に記載のストッパー等の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
一次成形体を用い，かつ熱処理によって消失する物質をその側面に設置することで，二次成形時に坏土を充填する際に，熱処理によって消失する（ガス吐出用貫通孔となる）物質の形態及び位置を維持することができる。
これにより，製造段階でガス吐出用貫通孔が潰れたり，変形が発生する等を抑制することができ，設計通りのガス吐出用貫通孔を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の製造方法により製造されるストッパー等の一実施形態（連続鋳造用のストッパーとノズル）を縦方向断面で観たイメージ図。
【図２】図１に示すストッパーを下方から観たイメージ図（平面図）。
【図３】図１に示すノズルを上方から観たイメージ図（平面図）。
【図４】本発明の製造方法によるストッパー製造時の構造を縦方向断面で観たイメージ図。
【図５】本発明によるストッパーの製造方法において，一次成形体の側面に熱処理によって消失する物質としての糸を設置して複数の細孔を形成するときの，一次成形体と糸の配置イメージ図（ストッパーを先端方向から観た平面図）。
【図６】本発明によるストッパーの製造方法において，一次成形体の側面に形成した溝の中に，熱処理によって消失する物質としての液状物を設置して複数の細孔を形成するときの，一次成形体と溝（液状物）の配置イメージ図（ストッパーを先端方向から観た平面図）。
【図７】図５と同様の方法で，一次成形体の側面に熱処理によって消失する物質として皮膜状物を設置してスリットを形成するときの，一次成形体と皮膜状物の配置イメージ図（ストッパーを先端方向から観た平面図）を示す例。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態を述べる。
【００１３】
図１〜３に，本発明の製造方法により製造されるストッパー等の一実施形態である，ストッパー１０及びノズル２０を示している。
ストッパー１０は，柱状（截頭円錐状）の一次成形体１１（ストッパー１０の製造時にコアとなる部分）と二次成形体１２との一体的成形物であり，一次成形体１１の側面の周方向に所定の間隔をおいて，ガス吐出用貫通孔としての複数の細孔１３を備えている。各細孔１３の一端（基端）は，ストッパー１０（二次成形体１２）内部のガス導入経路である内孔１２ａに連通しており、この内孔１２ａを介して導入されるガスが各細孔１３の他端（先端）より吐出される。
ノズル２０も，柱状の一次成形体２１（ノズル２０の製造時にコアとなる部分）と二次成形体２２との一体的成形物であり，一次成形体２１の側面の周方向に所定の間隔をおいて，ガス吐出用貫通孔としての複数の細孔２３を備えている。各細孔２３の一端（基端）は，ノズル２０（二次成形体２２）内部のガス導入経路であるガスプール２２ａに連通しており、このガスプール２２ａを介して導入されるガスが各細孔２３の他端（先端）より吐出される。なお，ノズル２０は図１に示すようにストッパー１０と嵌合可能なノズル孔２４を有する。
【００１４】
このように本実施形態のストッパー等は一次成形体と二次成形体との一体的成形物であり，一次成形体と二次成形体はいずれも耐火物で構成するが，その組成，成形法には制限はない。
すなわち組成についてはいずれも，連続鋳造中の介在物付着性，耐食性，耐摩耗性等の観点から，個別の操業条件等に合わせて調整することができる。但し，二次成形時，特に高圧に曝されるＣＩＰ等の加圧成形によって破壊，変形等を生じない程度の物性を備えている必要がある。
また成形法についてはいずれも，粉体の集合物である坏土を加圧する方法，泥状である坏土を流し込む，吹き込む，突き込む等の方法により成形後硬化させる，いわゆる不定形耐火物での成形法等を任意に選択することができる。
なお，本実施形態において二次成形は，一次成形体の側面に熱処理により消失する物質を設置して作製したコアを，ストッパー等を成形する成形用型枠内に配置し，コアの周囲にストッパー等成形用の坏土を充填して行うが，ここで「坏土を充填」とは，前述の，粉体の集合物である坏土を加圧する，泥状である坏土を流し込む，吹き込む，突き込むことを総称する概念である。
【００１５】
熱処理によって消失する物質は，熱処理温度以下の温度で消失しさえすれば，その組成等に制限はない。例えば後述する図４及び図５に示すように，室温で既に固体である糸等を使用することができる。一方，例えば図６に示すように一次成形体１１の側面に溝１１ａを形成してその溝１１ａの中に設置する等で液状物を使用する際は，例えば各種の接着剤等，設置後に自硬性を備える液状物を使用することができる。
【００１６】
一次成形体の側面に糸を設置する際は，図４に示すように，糸１４を設置したコア１５のストッパー基端側（図４において下側）から先端側（図４において上側）に向けて任意の長さかつ全周に，熱処理によって消失する物質１６を，前記糸１４を埋め込むように設置してもよい。このように熱処理によって消失する物質１６を設置した部分は熱処理後に空間となり，ガス流通経路（ガス均一化のためのガスプール）となる。
一方，糸１４を設置した部分（図５参照）は熱処理後に図２に示すような細孔１３となり，各細孔１３の一端（基端）は，前述の熱処理によって消失する物質１６を設置した部分に形成されるガス流通経路（ガス均一化のためのガスプール）に連通する。すなわち，図４において糸１４は，その一端（基端）が熱処理によって消失する物質１６を設置した部分に形成されるガス流通経路（ガス均一化のためのガスプール）に連通するように設置されている。
なお，図４において内孔１２ａ部分には，成形時には芯棒が装着される。
【００１７】
図１及び図３に示すノズル２０（細孔２３，ガスプール２２ａ）も，図４と同様の方法により製造することができる。
【００１８】
ここで，柱状の一次成形体の水平方向断面形状（外形）は特に制限はなく，円，楕円，多角形等任意に選択することができる。しかし，二次成形での加圧力の均一化等のためには，円形が最も好ましく，多角形の場合ではエッジ部を曲面（Ｒ付き）にすることが好ましい。
【００１９】
以上の実施形態においてガス吐出用貫通孔は複数の細孔であったが、ガス吐出用貫通孔はスリットとしてもよい。この場合，例えば図７に示すように，熱処理により消失する物質を皮膜状物１７とし，この皮膜状物１７を一次成形体１１の側面の周方向複数箇所に分散して設置する，又は一次成形体１１の側面の略全体に設置する。なお，「略全体」に設置するとしたのは，一次成形体１１の側面とその周囲の二次成形体１２との間に部分的に接合箇所が必要なためである。
【００２０】
これらガス吐出用貫通孔の大きさ（細孔の径，スリットの厚さ）は，個別の操業条件に合わせて任意に設定することができるが，好ましくは細孔の径を２ｍｍ以下又はスリットの厚さを１ｍｍ以下とすることで，流量制御をより高精度に行うことができ，しかも溶鋼内介在物を浮上し易く鋼の欠陥を生じ難い小径の気泡（概ね３ｍｍ未満）の割合を多くすることができる。
【００２１】
なお，以上の実施形態では，二次成形によりコアを包含する一体的成形物を作製するようにしたが、コアとコアを除く部分を別々に作製し，両者をモルタル等の耐火性接合材を介して接合することにより，コアを包含する一体的成形物を作製することも可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  ストッパー
１１  一次成形体
１１ａ  溝
１２  二次成形体
１２ａ  内孔（ガス導入経路）
１３  細孔（ガス吐出用貫通孔）
１４  糸（熱処理により消失する物質）
１５  コア
１６  熱処理によって消失する物質（ガス流通経路（ガスプール）になる部分）
１７  皮膜状物（熱処理により消失する物質）
２０  ノズル
２１  一次成形体
２２  二次成形体
２２ａ  ガスプール
２３  細孔（ガス吐出用貫通孔）
２４  ノズル孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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