(57)【要約】【課題】ストッパー本体の折損を回避し、作業安全性を高めることができる連続鋳造用ストッパーを提供する。【解決手段】昇降装置に接続する金属材料からなるストッパー取付け部材９と、ストッパー取付け部材９の下部に連結されている耐火物からなる筒状のストッパー本体１０と、ストッパー取付け部材９及びストッパー本体１０に形成した貫通穴２１，２２と、この貫通穴に挿通する棒状の芯金２４と、前記芯金に取り付けて前記ストッパー取付け部材と前記ストッパー本体の中心軸周囲の下端部とを挟み込んで締め付ける締結手段として、芯金の雄ねじ部２４ａと第１ナット２５及び芯金の雄ねじ部２４ｂとナット２６を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンディッシュノズルを閉止するため、昇降装置によって前記タンディッシュノズルに向けて昇降する連続鋳造用ストッパーであって、
前記昇降装置に接続する金属材料からなるストッパー取付け部材と、
このストッパー取付け部材の下部に連結されている耐火物からなるストッパー本体と、
前記ストッパー取付け部材及び前記ストッパー本体に形成した貫通穴と、
この貫通穴に挿通する棒状の芯金と、
前記芯金に取り付けて前記ストッパー取付け部材と前記ストッパー本体の中心軸周囲の下端部とを挟み込んで締め付ける締結手段と、を備えていることを特徴とする連続鋳造用ストッパー。
【請求項２】
前記ストッパー本体の前記中心軸周囲の下端部口の周囲に、前記締結手段のうち下側の一方を収納する凹部を設け、この凹部に不定形断熱材を充填し、当該不定形断熱材により前記前記締結手段のうち下側の一方を埋め込むことを特徴とする請求項１記載の連続鋳造用ストッパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属の連続鋳造用のタンディッシュノズルを閉止するための連続鋳造用ストッパーに関し、特に連続鋳造開始時にタンディッシュに溶融金属を溜めるための連続鋳造用の湯溜めストッパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、鋼の連続鋳造装置を示す概略図であり、取鍋１内に溜められた溶鋼２は、タンディッシュ３に所定量まで注入された後、タンディッシュ３の底部に設置したタンディッシュノズル４を介して鋳型５に注入される。タンディッシュ３内の溶鋼２を鋳型５に注入開始する際には、タンディッシュノズル４の流入口をストッパー６で閉止した状態で所定の深さまで溶鋼２を溜めた後、タンディッシュノズル４の流入口を開閉するストッパー６を上昇させ、タンディッシュノズル４を開通させる。これにより、鋳型５への溶鋼２の注入が開始され、所定厚みの鋳片８が連続して形成される。この際、鋳型５への溶鋼２の流入速度は、タンディッシュノズル４と浸漬ノズルとの中間に設けられる図示しないスライディングノズルの開度を調節することによって、鋳型内の溶鋼レベルを一定に保つように制御されるが、ストッパー６を適当な手段で昇降することによっても制御することができる。
【０００３】
タンディッシュノズル４の流入口を開閉するストッパー６は、金属製の中実円柱形状としたストッパー取付け部材９と、このストッパー取付け部材９の下端部に耐火物からなる中実円筒形状のストッパー本体１０とが、着脱自在に同軸に連結されており、ストッパー取付け部材９の上端部に、クレーン（不図示）のフック１１が係合する環状係合部１２が一体に設けられている。
【０００４】
ここで、ストッパー取付け部材９及びストッパー本体１０は、例えば特許文献１，２に開示した構造と同様に、雄ねじ及び雌ねじの螺合による連結構造とされている。
すなわち、図４に示すように、ストッパー取付け部材９の下端部に、結合用雄ねじ１３が突出して一体形成され、ストッパー本体１０の上端面に形成した凹部の内周面に結合用雌ねじ１４が形成され、これら結合用雄ねじ１３及び結合用雌ねじ１４を螺合することで、ストッパー取付け部材９及びストッパー本体１０が同軸に連結されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９３０５１号公報
【特許文献２】特開２００６−２２４１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、鋳型５に溶鋼２を注入するためにタンディッシュノズル４を閉止している際、タンディッシュ３内の溶鋼２の温度が低下してストッパー先端７がタンディッシュノズル４に固着してしまう場合がある。このとき、固着力が大きいと、ストッパー６を上昇させる際、ストッパー本体１０に過大な引張り応力が加わり、ストッパー本体１０が折損してしまうおそれがある。耐火物製のストッパー本体１０は、１０回以上の多数回にわたり再使用するのが一般的であり、その間に繰り返し熱応力を受けたり、設置時や移動時などに機械的衝撃を受けたりすることによって、亀裂の発生などにより部分的に強度の低下する箇所ができる。また耐火物中の炭素の酸化によっても徐々にではあるが劣化が進行する。上記のようにストッパー先端７が固着した場合にストッパー本体１０に働く引張応力が、ストッパー本体１０の強度の最も低下した箇所の引張強度を上回ると、その箇所で破断（折損）してしまい、鋳造を開始できずに、タンディッシュおよび取鍋を交換せざるを得なくなり、多大な損失が発生する。このため、ストッパーの使用回数を、経験的に折損のリスクが小さい範囲に制限せざるを得なかった。
【０００７】
また、クレーンによりストッパー６を昇降している最中に、タンディッシュ３の蓋３ａにストッパー本体１０が干渉し、その干渉の衝撃力が大きい場合にもストッパー本体１０が折損してしまうおそれがある。
そして、折損したストッパー本体１０の先端部がタンディッシュ３内に落下してしまう場合があり、タンディッシュ３内からストッパー本体１０の落下部分を回収する際の作業安全性の面でも問題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ストッパー本体の折損を回避するとともに、折損した場合でも確実に鋳造を開始でき、作業安全性も高めることができる連続鋳造用ストッパーを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、一の実施形態に係る連続鋳造用ストッパーは、タンディッシュノズルを閉止するため、昇降装置によって前記タンディッシュノズルに向けて昇降する連続鋳造用ストッパーであって、前記昇降装置に接続する金属材料からなるストッパー取付け部材と、このストッパー取付け部材の下部に連結されている耐火物からなるストッパー本体と、前記ストッパー取付け部材及び前記ストッパー本体に形成した貫通穴と、この貫通穴に挿通する棒状の芯金と、前記芯金に取り付けて前記ストッパー取付け部材と前記ストッパー本体の中心軸周囲の下端部とを挟み込んで締め付ける締結手段と、を備えている。
【０００９】
また、一の実施形態に係る連続鋳造用ストッパーは、前記ストッパー本体の前記中心軸周囲の下端部口の周囲に、前記締結手段のうち下側の一方を収納する凹部を設け、この凹部に不定形断熱材を充填し、当該不定形断熱材により前記前記締結手段のうち下側の一方を埋め込むようにした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る連続鋳造用ストッパーによれば、ストッパー取付け部材からストッパー本体の内部に延在する芯金がストッパー本体の補強部材となるので、ストッパー本体の折損を回避できるとともに、折損した場合でも確実に鋳造を開始でき、また連続鋳造作業の安全性も高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る連続鋳造用ストッパーを示している軸方向に沿う要部断面図である。
【図２】本発明に係る連続鋳造用ストッパーをストッパー先端側から示した図である。
【図３】本発明に係る鋼の連続鋳造装置の概略を示す図である。
【図４】従来の連続鋳造用ストッパーを示す軸方向に沿う要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図３及び図４で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
図１は、本発明に係る連続鋳造用ストッパー（以下、本実施形態のストッパーと称する）２０の軸方向に沿う断面図であり、図２は、ストッパー２０をストッパー先端７側から示した図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態のストッパー２０を構成するストッパー取付け部材９は、例えば炭素鋼あるいはステンレス鋼などの合金鋼からなる金属製の部材である。このストッパー取付け部材９の軸心上に、環状係合部１２を設けた一端面から結合用雄ねじ１３の先端まで貫通するストッパー取付け部材側貫通穴２１が形成されている。
本実施形態のストッパー２０を構成するストッパー本体１０は、例えば耐熱衝撃性の高い高アルミナ−炭素質からなる耐火物であり、予熱時の炭素の酸化を防止するため側面には酸化防止剤が塗布される。このストッパー本体１０の軸心上に、ストッパー取付け部材側貫通穴２１と連通するようにストッパー本体側貫通穴２２が形成されているとともに、このストッパー本体側貫通穴２２のストッパー先端７側の開口部の周縁に、ナット収納凹部２３が形成されている。
【００１４】
そして、結合用雄ねじ１３と結合用雌ねじ１４を螺合することで、ストッパー取付け部材側貫通穴２１及びストッパー本体側貫通穴２２が同軸に連通した状態でストッパー取付け部材９及びストッパー本体１０が連結される。
同軸のストッパー取付け部材側貫通穴２１及びストッパー本体側貫通穴２２には、棒状の芯金２４が挿通されている。この芯金２４の両端部には雄ねじ２４ａ，２４ｂが形成されている。
【００１５】
そして、芯金２４のストッパー取付け部材９から突出した雄ねじ２４ａにナット２５を螺合し、ストッパー本体１０のナット収納凹部２３に突出した芯金２４の雄ねじ２４ｂに、鋼製のワッシャー２８を嵌めたうえナット２６を螺合して締め付けることで、芯金２４がストッパー取付け部材９及びストッパー本体１０の中心軸周囲の下端部を挟み込んで締め付け、軸心上に延在する補強部材となる。
【００１６】
そして、ストッパー本体１０のナット収納凹部２３には、例えば高アルミナ質の耐火モルタルやプラスチック耐火物などの不定形耐火物２７が充填されており、芯金２４の雄ねじ２４ｂ及びこの雄ねじ２４ｂに螺合したナット２６が不定形耐火物２７内に埋め込まれている。なお、ナット収納凹部２３に充填した不定形耐火物２７は、ストッパー先端７と同一曲率となるように曲面形状の外周形状とされて固化されている。また、ナット収納凹部２３の内径は、タンディッシュノズル４の内径よりも小さいので、充填した不定形耐火物２７はタンディッシュノズル４に直接は接触しない。
【００１７】
なお、本願発明の昇降装置がクレーン（不図示）に相当し、本願発明の貫通穴がストッパー取付け部材側貫通穴２１及びストッパー本体側貫通穴２２に相当し、本願発明の締結手段が、雄ねじ部２４ａと第１ナット２５及び雄ねじ部２４ｂとナット２６に相当している。
【００１８】
次に、鋼の連続鋳造装置に本実施形態のストッパー２０を使用した場合の作用効果について説明する。
タンディッシュ３内の溶鋼２の温度低下によってストッパー２０のストッパー先端７がタンディッシュノズル４に固着しているとき、その固着部分を剥がすために過大な引張り応力がストッパー本体１０に作用しても、ストッパー取付け部材９及びストッパー本体１０の軸心上に延在する芯金２４が、脆い耐火物からなるストッパー本体１０の補強部材となって引張り応力に抗するので、ストッパー本体１０の折損を防止することができる。
【００１９】
また、ストッパー本体１０が上部で折損した場合でも、ストッパー取付け部材９を吊り上げる力が、芯金２４等によって伝達され、ストッパー本体１０のワッシャー２８が接触する箇所に働くので、ストッパー先端７を上昇して、連続鋳造を開始することが可能となる。この際、ストッパー本体１０のワッシャー２８が接触する箇所には圧縮応力が働くが、一般に耐火物の圧縮強度は引張り強度に比べて１桁以上大きいので、この箇所でストッパー本体１０の耐火物が破損する恐れは無く、ストッパー先端７の固着箇所が切り離される。
【００２０】
また、クレーンによりストッパー２０を昇降している最中に、タンディッシュ３の蓋３ａにストッパー本体１０が干渉してストッパー本体１０に大きな衝撃力が加わっても、ストッパー取付け部材９及びストッパー本体１０の軸心上に延在する芯金２４がストッパー本体１０の補強部材となって衝撃力に抗するので、ストッパー本体１０の折損を防止することができ、折損した場合でも下側を落下させないでおくことができる。
したがって、本実施形態のストッパー２０は、ストッパー取付け部材９からストッパー本体１０が分離せず、タンディッシュ３内に落下するおそれがないので、鋼の連続鋳造の作業安全性を高めることができる。
【００２１】
また、本実施形態のストッパー２０のストッパー本体１０を交換する際には、先ず、ナット２５の芯金２４の雄ねじ２４ａに対する螺合を緩めて取り外す。次いで、ストッパー取付け部材９の結合用雄ねじ１３及びストッパー本体１０の結合用雌ねじ１４の螺合を緩めることでストッパー本体１０を芯金２４とともに取り外す。そして、芯金２４を設置済みの新たなストッパー本体１０をストッパー取付け部材９に連結し、ストッパー取付け部材９のストッパー取付け部材側貫通穴２１に挿通した芯金２４の雄ねじ２４ａにナット２５を螺合して締め付ける。
【００２２】
また、ストッパー２０のストッパー取付け部材９及びストッパー本体１０の補強連結を行っているナット２６及び芯金２４の雄ねじ２４ｂは、タンディッシュ３内の溶鋼２に非接触状態となるように、ナット収納凹部２３内で不定形耐火物２７に埋め込まれているので、多数回再使用してもストッパー先端７への付着地金の成長を招くことなく、軽微な補修のみで再使用を容易に行うことができる。
【００２３】
また、ストッパー本体１０を使用限界となるまで再使用することができる本実施形態のストッパー２０は、ストッパー本体１０を多数回に渡って使用することができるので、コストダウンを図ることができる。本実施形態のストッパー２０を、取鍋容量１６０ｔのステンレス鋼の連続鋳造機用の湯溜めストッパーとして適用したところ、ストッパー本体１０の再使用回数は、図４に示した従来の連続鋳造用ストッパーの場合の１５回から、平均２５回に大幅に増大し、コストダウンを達成することができた。
【００２４】
なお、本実施形態では、前記貫通穴２１、２２に挿通する棒状の芯金と、前記芯金に取り付けて前記ストッパー取付け部材９と前記ストッパー本体１０の中心軸周囲の下端部とを挟み込んで締め付ける手段として、前記芯金の両端部に設けた雄ねじと２個のナットを利用する場合について説明したが、本発明の実施形態はこれには限定されず、雌ねじとボルトの組み合わせやコッターなどの機構を用いても良いし、前記挟み込んで締め付ける手段の一方は固定の突起部とすることも可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１…取鍋、２…溶鋼、３…タンディッシュ、３ａ…蓋、４…タンディッシュノズル、５…鋳型、６…ストッパー、７…ストッパー先端、８…凝固シェル、９…ストッパー取付け部材、１０…ストッパー本体、１１…フック、１２…環状係合部、１３…結合用雄ねじ、１４…結合用雌ねじ、２１…ストッパー取付け部材側貫通穴、２２…ストッパー本体側貫通穴、２３…ナット収納凹部、２４…芯金、２４ａ，２４ｂ…雄ねじ、２５，２６…ナット、２７…不定形耐火物、３８…ワッシャー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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