(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主流通孔の軸方向に対して交差する方向に貫通孔を設けたノズル本体を有し、
前記ノズル本体の貫通孔には、ノズル本体の主流通孔へ通じる導入孔と吐出口を有し、その外面形状が前記ノズル本体の貫通孔の断面形状と対応した形状の挿入体が、挿入接合面に形成された目地部を介して挿入装着されており、
前記目地部には膨張吸収材が配置され、且つ、凹凸が形成されている連続鋳造用ノズル。
【請求項２】
ノズル本体の主流通孔に主流通孔径より小さい孔径の絞り機能を有するスリーブを吐出口に接して設けた請求項１に連続鋳造用ノズル。
【請求項３】
吐出口の形状、吐出口の角度、あるいは、材質がそれぞれ異なる挿入体を複数準備し、同一形状のノズル本体に共用可能とした請求項２に記載の連続鋳造用ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、取鍋からタンディッシュに溶鋼を注入するロングノズル、およびタンディッシュから鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズル等の連続鋳造用ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この連続鋳造用ノズルは、溶鋼注入の際に溶鋼が大気と接触して酸化するのを防止する機能と、溶鋼との接触による機械的、熱的なスポーリングに対する耐スポーリング性に優れていることが要求される。
【０００３】
とくに、浸漬ノズルにおいては、吐出口付近の材質や形状は非常に重要で、主流通孔や吐出口では、（１）介在物の付着によるノズル閉塞の問題がある。一方モールド内では、吐出口の形状次第では、（２）介在物の混入による鋼の品質低下、（３）モールドパウダーの巻き込みによる鋼の品質低下、また、（４）アルゴンガスの巻き込みによる鋼の品質低下などが起こり、鋼の品質が大きく左右される。
【０００４】
このことから、従来から、吐出口付近の材質や形状に種々の対策が取られてきた。例えば、ノズル閉塞防止対策として特開平５−２５４９３１号公報にはＣａＺｒＯ３を含有した浸漬ノズルが記載されている。ＣａＺｒＯ３は鋼中のＡｌ２Ｏ３と反応して低融点物質を生成する性質を有しており、この耐火材を浸漬ノズルに用いた場合、ＣａＺｒＯ３は溶鋼中で生成するＡｌ２Ｏ３と反応して低融点物質を生成し、溶融し易くなるため、浸漬ノズル表面にＡｌ２Ｏ３が付着残留することはなく、ノズルの閉塞を防止することができるものである。
【０００５】
また、鋼の品質低下の防止対策としては、実開昭６２−１０９４２号公報に、吐出口の角度を変えることによって、介在物の混入防止とモールドパウダーの巻き込み防止を行うことが開示されている。また、特開昭６３−１０８９６６号公報には、吐出孔内面に螺旋状の整流板を設けた円筒状挿入部材を挿入することが開示されている。しかしながら、鋼種やモールドサイズによってこの吐出口角度や内孔径は変更する必要があるために、実際には一つの形状では対応できず、鋳造条件に応じて数種類の浸漬ノズルを準備しておく必要がある。
【０００６】
さらに、実操業においては、鋳造計画に変更が多く、極端な場合には操業の当日になり鋳造鋼種が変わる場合がある。このような計画変更に対応するためには、種々の吐出口角度や内孔径を有する浸漬ノズルを揃える必要があり、このことは非常に多くの在庫を抱えることになり、操業効率を著しく低下させることになる。
【０００７】
さらには、鋳造する時のモールド形状や鋳造速度に応じても吐出口径や内孔径を変えて流出速度をコントロールする必要があり、このことも、多くの種類の浸漬ノズルを準備する要因となる。
【０００８】
また、多品種少量生産の最近の動向は、ますます、鋳造条件毎に、多種類の浸漬ノズルを準備する必要性を高めている。
【０００９】
ところが、現状では、異なった種類の在庫を多く抱えるためには、倉庫等の場所の確保が必要となり、しかもそれらを管理する手間がかかるために、実際には、２〜３種類の浸漬ノズルで対応しているのが現状である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、一個の連続鋳造用ノズルで多くの鋳造条件に対しても対応できるようにすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、主流通孔の軸方向に対して交差する方向に貫通孔を設けたノズル本体を有し、前記ノズル本体の貫通孔には、ノズル本体の主流通孔へ通じる導入孔と吐出口を有し、その外面形状が前記ノズル本体の貫通孔の断面形状と対応した形状の挿入体が、挿入接合面に形成された目地部を介して挿入装着されており、前記目地部には膨張吸収材が配置され、且つ、凹凸が形成されている連続鋳造用ノズルである。  
【００１２】
１つの共通の連続鋳造用ノズル本体に対して、種々の形態の吐出口と内孔を有する挿入体を準備するだけで、多種の鋳造条件に応じて使い分けることができ、その上、使用現場で使用直前にあるいは製造場所で出荷前に組み立てることができるので、使用現場では多くのノズルを準備しておく必要がなくなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
ノズル本体の貫通孔の断面と、それに装着する挿入体の断面の外形は、装着を簡単に行なうことができ、しかも、装着後、挿入体が貫通孔内で回転して、ノズル本体の主流通孔と挿入体の主流通孔へ通じる孔部がずれることを防止するために多角形とするのが都合がよいが、挿入体の膨張等により応力が集中し、亀裂あるいは割れの起点とならないように、角に丸みを形成するか、あるいは、全体形状を長円形とするのがよい。
【００１４】
ただし、断面が円形の場合等には回転防止のために、ノズル本体と挿入体に凹凸を設け、はめ合うことで回転を防止することができる。例えば、挿入体においてノズル本体の貫通孔へ挿入される側の外面へ突起を形成し、これに嵌合する溝をノズル本体の貫通孔内面へ形成することで挿入体が回転することによるずれを防止することができる。
【００１５】
挿入体の材質は、ノズル本体と異なっても特に問題なく、使用条件に応じて材質を選択できる。しかし、挿入体の熱膨張率がノズル本体より高い場合や使用時に挿入体の温度が挿入体周囲のノズル本体より高くなる場合には、ノズル本体を押し割ることがある。この場合には、目地部には膨張吸収材を充填することで防止する。膨張吸収材としては、モルタル、セラミックシート、セラミックファイバー等が使用でき、さらにこれらを組み合わせても使用できる。ノズル本体の貫通孔部と挿入体との目地部に凹凸を形成し、この凹部にモルタルが充填されることで、平行方向へのずれを防止することができる。
【００１６】
この凹凸はノズル本体側あるいは挿入体側のどちらに設けても良く、さらに両方に設けることができる。
【００１７】
また、この連続鋳造用ノズルにおいて、より効果的にノズル閉塞を防止するためには、主流通孔下部にスリーブを挿入配置するのがよい。スリーブは、主流通孔内に挿入配置される円筒状のものであり、あらかじめ成形された円筒形状の場合にはモルタル等を介して主流通孔内へ配置することができ、あるいは主流通孔内に中子を設けて流し込み施工により配置することができる。このスリーブの形状は、内孔部に段差を設けたり、テーパを設けたりすることで非金属介在物の付着を防止する。
【００１８】
またスリーブの材質は、内孔体と同様にノズル本体と異なってもよく、使用条件に応じて材質を選択できる。
【００１９】
【実施例】
実施例１
図１と図２に本発明の第１の実施例を示す。図１は本発明の連続鋳造用ノズルの部材構成図であり、同図に示すように、本発明の連続鋳造用ノズルは、ノズル本体１と挿入体２とから構成されている。ノズル本体１と挿入体２は、それぞれアルミナ−グラファイト材からなり、焼成後、ノズル本体１の貫通孔１２、それに、挿入体２の導入孔２１と吐出口２２を形成した。ノズル本体１に設けられた貫通孔１２は、挿入体２を装着するためのもので、主流通孔１１の軸Ｘ方向に対して交差して設けられている。この貫通孔１２の挿入体２の挿入方向から見た断面は、角に丸みを形成した矩形状に形成され、角には丸みが付けられている。また、挿入体２には、このノズル本体１の貫通孔１２と連通する導入孔２１と、この導入孔２１と連通し、溶鋼を吐出する吐出口２２がノズル本体１の主流通孔１１の軸対称に２カ所設けている。そして、挿入体２の外形は、その挿入方向から見て、挿入体２をノズル本体１の貫通孔１２に楽に挿入でき、しかも、挿入後の挿入体２の導入孔２１がノズル本体１の主流通孔１１と位置ずれしないように、ノズル本体１の貫通孔１２の断面形状と対応する形状に作られている。
【００２０】
図２は、ノズル本体１に挿入体２を装着した状態をノズル本体１の主流通孔１１の軸線Ｘに沿ったＡ−Ａ線から見た断面図によって示す。同図に示すように、挿入体２のノズル本体１の貫通孔１２への挿入装着に際しては、挿入接合面に、モルタルあるいは、セラミックシートからなる目地部３を介して行われる。セラミックシートは、アルミナ、シリカを主成分とするファイバーを加圧してシート状にしたものが使用できる。挿入体２のノズル本体１の貫通孔１２への挿入装着は、使用現場で使用直前に行なうことができる。なお、１３は、ノズル本体１の貫通孔１２の底面に形成した凹所を示し、この凹所１３にもモルタルが充填されることで、挿入体２のずれを防止する。
【００２１】
こうして得た浸漬ノズルは、容量が４０ｔのタンディッシュで溶鋼１０００ｔの鋳造に使用したが、その結果は、吐出部のずれ等の異常もなく良好であった。
【００２２】
実施例２
図３は、主流通孔下端にスリーブを吐出口に接して形成したもので、ノズル本体１の主流通孔１１に主流通孔径より小さい孔径の絞り機能を有するスリーブ４を取り付けた例を断面構造によって示す。導入孔２１の径をスリーブ４の下方開口の径に合わせて作成した挿入体２を準備し、これをノズル本体１の貫通孔１２から主流通孔１１の下方開口に挿入し、モルタルを使用して取り付けたものである。この場合、図３に示すノズル本体１と同じ構造のものを使用するか、これの主流通孔１１にスリーブ４を取り付けるための内面加工を施すことによって、主流通孔１１に絞り機能を持たせた鋳造ノズルを得ることができる。スリーブ４は、キャスタブルで事前に型枠に流し込んで成形したものを使用した。
【００２３】
実施例３
図４は、スリーブの長さが長い場合にノズル本体１の底にスリーブの直径以上の貫通孔をあけて、ここからスリーブを挿入し、上方に主流通孔１１より小さい孔径、下方に同じ孔径をもつスリーブ５を形成したもので、スリーブ５挿入後、挿入体２をセットし底面の貫通孔にキャスタブルを流し込んで蓋をした例を示す。スリーブ５および挿入体２はキャスタブルで事前に型枠に流し込んで成形したものを使用した。
【００２４】
この例の場合、アルミナ−カーボン材質で同一形状の３本のノズル本体１に対して、表１に示す吐出口、吐出口角度そして材質が異なる挿入体２をセットしたものである。Ａは通常の操業に使用し、Ｂは鋳造速度が速い場合に使用し、Ｃはノズル閉塞防止として使用した。
【００２５】
このように、ノズル本体を共用し、吐出口部を使用条件に適したものをセットすることで、使用条件の変更に迅速に対応することが可能である。
【００２６】
【表１】
0003554105.tif 000002
【００２７】
【発明の効果】
（１）本体を多く用意しておかなくとも、種々の鋳造条件に対応した挿入体を準備して置くだけで、鋳造条件の変更、鋳造速度の安定、パウダーの巻き込み防止に迅速、簡単に対応できる。
【００２８】
（２）使用条件に応じた吐出口の径と角度をもつ連続鋳造用ノズルを簡単に得ることができる。
【００２９】
（３）本体の準備本数を少なくすることができ、保有在庫量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を部品構成によって示す。
【図２】図１に示す構成部品の組立て状態を断面によって示す。
【図３】本発明の第２の実施例を示す。
【図４】本発明の第３の実施例を示す。
【符号の説明】
１  ノズル本体      １１  主流通孔      １２  貫通孔
１３  凹所      ２  挿入体      ２１  挿入体の導入孔
２２  吐出口      ３  目地部      ４  絞りスリーブ
５  多段スリーブ      ６  スリーブ挿入穴
【図１】
0003554105.tif 000003
【図２】
0003554105.tif 000004
【図３】
0003554105.tif 000005
【図４】
0003554105.tif 000006