(57)【要約】【課題】連続鋳造用浸漬ノズルの予熱終了時から当該浸漬ノズル内に溶鋼が通るまでのノズル本体の温度低下を抑制してノズル内孔の閉塞を防止すると共に、ノズル本体の強度、剛性を上げた連続鋳造用浸漬ノズルを提供する。【解決手段】連続鋳造用浸漬ノズル１は、筒体状に形成されたノズル本体２と、ノズル本体の軸に沿って当該ノズル本体の中心に設けられた溶鋼が流通するためのノズル内孔３と、ノズル本体の下部でノズル内孔に連接して対向配置された一対の吐出口４ａ，４ｂと、ノズル本体の上部に連接形成され、ノズル本体よりも拡径された略擂鉢状の首部５を有している。ノズル本体の周壁２ａ内部には、ノズル内孔部３を取り囲むように、ノズル本体の周方向に沿って中央部が湾曲した縦長のスリットからなる部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが区画形成され、各部分中空断熱層間には隔壁１１が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒体状のノズル本体内のノズル内孔を区画形成する周壁内部に、前記ノズル内孔を囲むように中空断熱層を形成した連続鋳造用浸漬ノズルであって、
前記中空断熱層が、隔壁で隔たれた複数個の部分中空断熱層からなることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項２】
前記周壁における前記中空断熱層又は前記部分中空断熱層を区画形成する内壁部と外壁部を連結する複数個の連結部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項３】
前記複数個の部分中空断熱層を、前記周壁の周方向に沿って配列したことを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項４】
前記複数個の部分中空断熱層を、前記周壁の上下方向に沿って配列したことを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項５】
前記部分中空断熱層が、前記ノズル本体の軸を中心とした同心円に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項６】
前記部分中空断熱層が、前記ノズル本体の軸方向に沿った縦断面視形状が縦長のスリットに、当該ノズル本体の周方向に沿った横断面視形状が円弧形のスリットに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項７】
前記部分中空断熱層が、前記ノズル本体の周方向に沿った横断面視形状が円形のスリットに、当該ノズル本体の軸方向に沿った縦断面視形状が縦長のスリットに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項８】
前記連結部の前記周壁に沿った断面視形状が、矩形であることを特徴とする請求項２に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項９】
前記連結部の前記周壁に沿った断面視形状が、円形又は楕円形であることを特徴とする請求項２に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造用浸漬ノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、連続鋳造用浸漬ノズルは、ノズル閉塞が問題となっている。当該ノズル閉塞の主な原因は、連続鋳造時に溶鋼中のアルミナ等の不純物が析出して、ノズル内孔の壁面に付着したり、また溶鋼が壁面近傍から冷えてノズル内孔で固まったりすることによるものである。さらに、ノズル本体に含まれるアルミナ・黒鉛質は、高い熱伝導性、すなわち、高い冷却効果を有している。そのため、当該冷却効果によって、内壁に付着した析出物は、連続鋳造を繰り返すことで漸増し、最終的にはノズルを閉塞するおそれがある。当該ノズル閉塞はノズルの寿命低下の原因となるおそれがある。一方、析出したアルミナ等からなる付着物は、連続鋳造中の溶鋼流で壁面から剥がれ落ち、溶鋼中へ取り込まれて鋼製品の品質を低下させるおそれがある。
そのため、「製銑・製鋼用耐火物」（杉田  清著  地人書館  １９９５年）３０１頁に記載されているように、溶鋼温度の低下を防止するため、図１４に示すようなノズル本体２の側壁内部に中空の断熱スリット６を設けたものが知られている。
【０００３】
特開平５−３６７号公報に開示されている連続鋳造用浸漬ノズルは、胴体部中に断熱スリットをほぼ全長に及んで同心状に形成し、胴体部の少なくともスラグライン部はジルコニア、鱗状黒鉛を含有し、ジルコニアの粒度分布を偏りのないものとし、かつその大径粒子間に鱗状黒鉛が存する組織構造の耐火物で構成している。これによって、鋼片の連続鋳造に際し、モールドパウダーの滓化を良好にし、かつ溶融スラグに対する耐蝕性を向上させて、縦割れ等のない鋼片の鋳造を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３６７号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】杉田  清著  「製銑・製鋼用耐火物」  地人書館  １９９５年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、従来の断熱スリットに関して行った実験について説明する。より具体的には、図１４に示したように、ノズル本体２の周壁内部の略全長に亘って同心円状に形成した縦長の隙間からなる断熱スリット６について、当該隙間の幅、つまり断熱スリット６の厚さを変更した連続鋳造用浸漬ノズル１を用いて、第１実験及び第２実験と２つの実験を行った。
第１実験は、予熱終了後、自然放冷される浸漬ノズル１の表面温度を所定時間ごとに測定する実験である。これによって、浸漬ノズル１の断熱性、保温性の効果を確認することができる。
第２実験は、ノズル内孔３の内壁の付着物の量を測定する実験である。これによって、浸漬ノズル１を通る溶鋼又はノズル本体２からの析出物が連続鋳造中にノズル内孔部３の壁面への付着抑制効果を確認することができる。
なお、第１実験及び第２実験で使用する１ｍｍ厚の断熱スリットを有する浸漬ノズル１は、ノズル内孔３へガス（Ａｒ等）を吹き込んで付着物を抑制するため、従来より使用されているもの（特開２００５−５２８６６号公報等参照）を流用している。
【０００７】
（１）第１実験：断熱スリットの断熱性実験
本実験は、３本の連続鋳造用浸漬ノズル（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて行った。当該連続鋳造用浸漬ノズルは、それぞれ（ａ）は断熱スリット無し、（ｂ）及び（ｃ）は図１４に示すように断熱スリット６が設けられている。当該断熱スリット６の厚さは、（ｂ）が１ｍｍ、（ｃ）が３ｍｍとなるように形成されている。
第１実験は、１２００℃まで予熱した各浸漬ノズル（ａ）（ｂ）（ｃ）を１０分間自然放冷させて行い、予熱炉から取り出した開始直後から３分後、５分後、７分後、１０分後の表面温度を計測した。当該第１実験の結果を図１５に示す。
図１５に示された実験結果によれば、断熱スリット６の無い浸漬ノズル（ａ）は、実験開始から３分後に約１０００℃、５分後に約８５０℃、７分後に約７００℃、１０分後に約６５０℃と、１０分間で凡そ半分程度まで急速に自然放冷された。
一方、断熱スリット６のある浸漬ノズル（ｂ）、（ｃ）は、いずれも１０分後の温度が、それぞれ浸漬ノズル（ｂ）は約７００℃、浸漬ノズル（ｃ）に至っては約８００℃と、断熱スリット６を設けることによって、ノズル表面の温度が高く維持されていることが解る。これはすなわち、ノズル表面部よりもノズル中心部が高い温度に保たれていると推察することができる。さらに、断熱スリット６の厚さを拡げることによって、さらに温度低下速度を遅くすることができることが解った。第１実験では１ｍｍ厚と３ｍｍ厚の断熱スリットのみ実験を行ったので、３ｍｍ厚以上に断熱スリットを拡げた場合に断熱性が向上するか否かは現時点では把握していないが、実験結果に基づくと、断熱スリット厚を拡げて、断熱スリット内に封入されている気体を増やせば増やすほど、高い断熱効果を得ることができると推察することができる。
【０００８】
（２）第２実験：ノズル内孔３の内壁部に対する難付着性実験
本実験は、５本の連続鋳造用浸漬ノズル（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）を用いて行った。当該連続鋳造用浸漬ノズル１は、それぞれ（イ）は断熱スリット無し、（ロ）〜（ホ）は図１３に示すように断熱スリット６が設けられている。当該断熱スリット６の厚さは、（ロ）が１ｍｍ、（ハ）が３ｍｍ、（ニ）が５ｍｍ、（ホ）が１０ｍｍとなるように形成されている。
第２実験は、浸漬ノズル１に溶鋼を通して、所定回数の連続鋳造を行った後、（ロ）の浸漬ノズルのノズル内孔の内壁の付着物の量を基準として、それぞれ他の浸漬ノズル内壁の付着物の付着量を測定比較した。当該第２実験の結果を図１６に示す。
図１６に示された実験結果によれば、断熱スリット６の無い浸漬ノズル（イ）は、浸漬ノズル（ロ）よりも付着物が増加していた。
一方、断熱スリット６の厚さが浸漬ノズル（ロ）のそれよりも拡げられている浸漬ノズル（ハ）〜（ホ）では、いずれも浸漬ノズル（ロ）よりも付着物が減少していた。さらに、浸漬ノズル（ハ）（３ｍｍ厚）よりも浸漬ノズル（ニ）（５ｍｍ厚）、浸漬ノズル（ニ）（５ｍｍ厚）よりも浸漬ノズル（ホ）（１０ｍｍ厚）と、断熱スリット厚が拡がれば拡がるほど付着物の量を抑制することができることが解った。
【０００９】
上記の第１実験及び第２実験に基づくと、従来の浸漬ノズルが有している断熱スリット（１ｍｍ厚）よりも、断熱スリット厚を拡げると、高い断熱効果と付着物の抑制効果を得ることができるという知見を得ることができた。
すなわち、図１４に示したような従来の断熱スリット６の厚さを単純に拡げても、高い断熱効果と付着物の抑制効果を備えた連続鋳造用浸漬ノズルを得ることができる。
【００１０】
しかしながら、浸漬ノズルのノズル本体２の周壁の略全長に亘って同心円状に断熱スリットを形成する従来の構造の場合、たとえばスリット厚を１０ｍｍに設定した断熱スリットを、壁厚が２０ｍｍの周壁内部に形成した場合、断熱スリットを周壁内部の中央に配置したとしても、当該断熱スリットを区画形成する内壁部側と外壁部側の双方について、それぞれ５ｍｍ厚しか確保することができず、十分な強度、剛性を得ることができなくなるおそれがある。この場合に、連続鋳造用浸漬ノズル１は、予熱炉から所定位置まで運ぶ途中、さらに取り付け途中に割れるおそれがあり、さらには溶鋼がノズル内孔３へ注入されたときに溶鋼流によって破損するおそれがある。
一方で、強度、剛性の低下を防ぐために、断熱スリットの厚さを薄くすると、上記の実験結果のように、十分な断熱性能を得ることができず、予熱終了時から溶鋼が通るまでの間に浸漬ノズルが冷却されてノズル内孔の壁面に析出物が付着するおそれがある。
【００１１】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、連続鋳造用浸漬ノズルの予熱終了時から当該浸漬ノズル内に溶鋼が通るまでのノズル本体の温度低下を抑制してノズル内孔の閉塞を防止すると共に、ノズル本体の強度、剛性を上げた連続鋳造用浸漬ノズルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載された連続鋳造用浸漬ノズルは、筒体状のノズル本体内のノズル内孔を区画形成する周壁内部に、前記ノズル内孔を囲むように中空断熱層を形成した連続鋳造用浸漬ノズルであって、
前記中空断熱層が、隔壁で隔たれた複数個の部分中空断熱層からなることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載された連続鋳造用ノズルは、請求項１に記載の発明において、前記周壁における前記中空断熱層又は前記部分中空断熱層を区画形成する内壁部と外壁部を連結する複数個の連結部を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載された連続鋳造用浸漬ノズルは、請求項１に記載の発明において、前記複数個の部分中空断熱層を、前記周壁の周方向に沿って配列したことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載された連続鋳造用浸漬ノズルは、請求項１に記載の発明において、前記複数個の部分中空断熱層を、前記周壁の上下方向に沿って配列したことを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載された連続鋳造用浸漬ノズルは、請求項１に記載の発明において、前記部分中空断熱層が、前記ノズル本体の軸を中心とした同心円に沿って形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載された連続鋳造用浸漬ノズルは、請求項１に記載の発明において、前記部分中空断熱層が、前記ノズル本体の軸方向に沿った縦断面視形状が縦長のスリットに、当該ノズル本体の周方向に沿った横断面視形状が円弧形のスリットに形成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載された連続鋳造用浸漬ノズルは、請求項１に記載の発明において、前記部分中空断熱層が、前記ノズル本体の周方向に沿った横断面視形状が円形のスリットに、当該ノズル本体の軸方向に沿った縦断面視形状が縦長のスリットに形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載された連続鋳造用浸漬ノズルは、請求項２に記載の発明において、前記連結部の前記周壁に沿った断面視形状が、矩形であることを特徴とする。
【００２０】
請求項９に記載された連続鋳造用浸漬ノズルは、請求項２に記載の発明において、前記連結部の前記周壁に沿った断面視形状が、円形又は楕円形であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る連続鋳造用浸漬ノズルによれば、隔壁で隔たれた部分中空断熱層を、筒体状のノズル本体のノズル内孔を区画形成する周壁内部に複数個形成するようにした。形成された複数個の部分中空断熱層は、それぞれが高い断熱性を有し、ノズル本体が過剰に冷却されることを防止することができる。これによって、連続鋳造用浸漬ノズルの予熱終了時から当該浸漬ノズル内に溶鋼が通るまで、ノズル本体の温度低下を抑制してノズル内孔の閉塞を防止することができる。
さらに周壁内部に部分中空断熱層を隔てる隔壁を設けた。また好ましくは、周壁内部に形成した中空断熱層又は部分中空断熱層において、当該中空断熱層又は部分中空断熱層を区画形成する内壁部と外壁部を連結する複数個の連結部を設けた。このように隔壁又は連結部を設けたことによって、中空断熱層又は部分中空断熱層を厚くした場合であっても、ノズル本体の強度、剛性が落ちることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの部分中空断熱層の構成の概略を示す斜視図である。
【図２】第１実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの部分中空断熱層の構成の概略を示す縦断面図である。
【図３】第１実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの部分中空断熱層の構成の概略を示す横断面図である。
【図４】第１実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの製造方法の概略を示す説明図である。
【図５】第２実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの部分中空断熱層の構成の概略を示す斜視図である。
【図６】第２実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの部分中空断熱層の構成の概略を示す縦断面図である。
【図７】第２実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの部分中空断熱層の構成の概略を示す横断面図である。
【図８】第３実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの部分中空断熱層の構成の概略を示す斜視図である。
【図９】第３実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルを製造するための消失性型材の構成の概略を示す斜視図である。
【図１０】第３実施例に係る連続鋳造用ノズルを製造するための消失性型材の側面の構成の概略を示す側面展開図である。
【図１１】第３実施例に係る連続鋳造用ノズルを製造するための消失性型材の側面の他の構成の一例を示す側面展開図である。
【図１２】第３実施例に係る連続鋳造用ノズルを製造するための消失性型材の側面の他の構成の一例を示す側面展開図である。
【図１３】第３実施例に係る連続鋳造用ノズルを製造するための消失性型材の側面の他の構成の一例を示す側面展開図である。
【図１４】従来の断熱スリットを備えた連続鋳造用浸漬ノズルの構成の概略を示す斜視図である。
【図１５】従来の連続鋳造用浸漬ノズルの断熱スリットの厚さを変えて行った第１実験の実験結果を示すグラフである。
【図１６】従来の連続鋳造用浸漬ノズルの断熱スリットの厚さを変えて行った第２実験の実験結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、筒体状のノズル本体内のノズル内孔を区画形成する周壁内部に、前記ノズル内孔を囲むように中空断熱層を形成した連続鋳造用浸漬ノズルに関するものである。後述する各実施例における連続鋳造用ノズルは、たとえば図１に示した連像鋳造用浸漬ノズル１のように、筒体状に形成されたノズル本体２と、ノズル本体２の軸に沿って当該ノズル本体の中心に設けられた溶鋼が流通するためのノズル内孔３と、ノズル本体２の下部でノズル内孔３に連接して対向配置された一対の吐出口４ａ，４ｂと、ノズル本体２の上部に連接形成され、ノズル本体２よりも拡径された略擂鉢状の首部５を有している。これらの構成は各実施例で共通している。
本発明では、ノズル本体２内のノズル内孔３を区画形成する周壁２ａ内部に、以下の各実施例で示すような、隔壁で隔たれた複数個の部分中空断熱層を形成した。当該部分中空断熱層に閉じ込められた気体が、連続鋳造用ノズル１の予熱終了後に周壁２ａ内で内壁部側から外壁部側へ伝導する熱を遮断することによって、予熱で周壁２ａ内部に伝導した熱は長時間保温され、予熱終了後にノズル本体２が周壁２ａの外壁部側から放熱冷却されても、ノズル内孔３に接する周壁２ａの内壁部側を高温に保持することができる。
そのため、連続鋳造用浸漬ノズル１の予熱終了時から当該浸漬ノズル内に溶鋼が注がれるまで、ノズル本体２の温度低下を抑制してノズル内孔３の閉塞を防止することができる。また、溶鋼の注入中から注入後でもノズル本体２の温度変化を最小限に抑えるため、溶鋼からの析出物がノズル内孔３の内壁に付着することを防止することができる。
したがって、ノズル内孔３の内壁に付着した析出物が、溶鋼へ溶け込んだり、また内壁から剥がれた析出物の塊が溶鋼中に混入することを防止することができるので、鋼の品質を向上させることができる。
【実施例１】
【００２４】
本実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルを添付した図面にしたがって説明する。図１は、本実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの部分中空断熱層を説明する説明図である。図２は、本実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの軸方向に沿った縦断面視を示す断面図である。図３は、本実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの周方向に沿った横断面を示す断面図である。また、図２は図３に示したＢ−Ｂ線、図３は図２で示したＡ−Ａ線方向から見た断面図である。
【００２５】
連続鋳造用浸漬ノズル１は、図１に示すように、筒状に形成されたノズル本体２を有している。
ノズル本体２は、黒鉛や有機樹脂等の炭素含有原料と様々な酸化物を組み合わせて混合形成した耐火物からなる。ノズル本体２内には、有底孔状のノズル内孔３が形成されている。ノズル内孔３の下端近傍には一対の吐出口４ａ，４ｂが形成されている。ノズル本体２の上部には、ノズル本体２よりも拡径され、略擂鉢状に形成された首部５が連接形成されている。
溶鋼が貯留されたタンディッシュ（図示略）に接続されたノズル本体２の首部５を経て注入された溶鋼は、ノズル内孔３を通過し、吐出口４ａ，４ｂからモールド（図示略）内へ注ぎ込まれる。
ノズル本体２のノズル内孔３を区画形成する周壁２ａ内部には、複数個の部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが形成され、当該部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、隔壁１１によって、互いに隔てられている。
図１及び図３に示したように、隔壁１１は、部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを互いに隔てるように形成される共に、部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを区画形成するノズル本体２の内壁部側と外壁部側とを連結するように形成されている。
これによって、部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの厚さを大きく拡げても、周壁２ａの剛性を高く維持することができ、ノズル本体２の剛性の低下を防止することができる。
【００２６】
部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは同一形状であるため、部分中空断熱層１０ａを例にとって説明する。
部分中空断熱層１０ａは、図２に示すように、ノズル本体２の軸方向に沿った縦断面視形状が、細長く設けられた隙間からなる縦長のスリットに形成されている。また、部分中空断熱層１０ａは、図３に示すように、ノズル本体２の周方向に沿った横断面視形状が、円弧形のスリットに形成されている。すなわち、部分中空断熱層１０ａは、図１に示すように、周方向に沿った幅方向がノズル本体２の周壁２ａ外壁部側に向かって円弧状に湾曲した縦長の中空層である。
そして、部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、ノズル本体２の軸を中心とした同心円に沿って等間隔で配置されている。同心円の直径は、ノズル本体２の直径と周壁２ａの厚さにしたがい、好ましくは周壁２ａ厚の中心となる位置が良い。具体的には、ノズル本体２の周壁２ａ厚は、２０ｍｍ〜７０ｍｍであって、同心円の直径は、ノズル本体２の軸を中心にΦ３０ｍｍ〜Φ１５０ｍｍである。当該同心円の直径を中心に、円弧形のスリットは、厚さ３ｍｍ〜１０ｍｍで形成されている。
【００２７】
なお、隔壁１１の一部を切り欠き、隣り合う部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが連通するようにしても良い。また、たとえば、部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを、所定の同心円の内側と外側に沿うように、互い違いに配置するようにしても良い。
【００２８】
上記の構成を有する連続鋳造用浸漬ノズル１の製造方法を、添付した図面にしたがって説明する。図４は、本実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの製造方法の概略を示す説明図である。
【００２９】
連続鋳造用浸漬ノズル１は、主として、以下の工程を経て製造される。
１．ノズル本体用配合土の作製工程
連続鋳造用浸漬ノズル１は、ノズル本体用の配合土１５を原材料としている。当該配合土１５は、黒鉛等の耐火材にバインダーを添加して公知の方法にて混練して形成されている。バインダーは、一般的に耐火物に使用される無機バインダーまたは有機バインダーであればどのようなものでもよいが、好ましくは有機バインダーである。有機バインダーは、カーボンボンドを形成するために使用され、例えば、フェノール樹脂、フラン樹脂、タール、ピッチ等が好適に使用できる。
【００３０】
２．各成型型材の作製工程
連続鋳造用浸漬ノズル１を成形する型は、図４に示すように、筒体の外側を成形するノズル成形型１６と、筒体の内孔３を成形するノズル内孔成形型１７、及び消失性型材１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄからなる。
ノズル成形型１６は、略円筒状に形成され、ノズル本体２の外側を成形する有底孔部１９を有している。
ノズル内孔成形型１７は、大円柱１７ａの先端部に枝分かれした小円柱１７ｂ，１７ｃが互いに相反するように突出形成されており、大円柱１７ａはノズル内孔３の型であって、枝分かれした小円柱１７ｂ，１７ｃがそれぞれ吐出口４ａ，４ｂの型である。
消失性型材１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄは、連続鋳造用浸漬ノズルを焼成したとき消失可能な素材であって、幅方向に沿って円弧状に湾曲した縦長の板材からなる。
消失性型材１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄは、後述する焼成工程のような高温環境下でガス化して、消失する素材が好ましい。本実施例では、約３００℃でガス化するパラフィンを使用している。
なお、消失性型材の素材は、これに限定されるものでは無く、上記のように、高温環境下で消失して、ノズル本体２の周壁２ａ内部で部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを形成可能なものであれば、たとえば、木材質、ガラス質の素材であっても良い。しかしながら、高温環境下であっても、木材の場合には燃え残った灰や炭が部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ内部に、またガラスの場合には溶融して部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの壁面に浸透したガラスが残留するおそれがある。また、３００℃以下の場合には、パラフィンであっても消失せずに一部が残留するおそれがある。このような残留物は、部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの断熱性を阻害するおそれがある。そのため、現時点で消失性型材の素材は、上記のパラフィンをはじめとした蝋質の素材が最適である。
【００３１】
３．成型工程
上記工程で作成したノズル本体用配合土１５、及び各成形型材に基づいて、図４に示すように、連続鋳造用浸漬ノズル１が成形される。まず、ノズル成形型１６の有底孔部１９の中央にノズル内孔成形型１７が挿入配置される。続いて、当該ノズル内孔成形型１７を取り囲むように消失性型材１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄが配置される。そして、有底孔１９の内壁とノズル内孔成形型１７及び消失性型材１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄの隙間に、配合土１５が充填され、さらには、消失性型材１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄが配合土１５内に埋め込まれる。
なお、部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの位置決めのために、消失性型材１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄの配置前に少々配合土１５を有底孔部１９の底部へ投入して土台を形成するようにしても良い。
【００３２】
４．加圧工程
成形されたノズル本体２は、ノズル内孔成形型１７、及び消失性型材１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄと共に一体的に加圧成形される。
【００３３】
５．焼成工程
加圧成形されたノズル本体２は、窒素，アルゴン又はＣＯなどの非酸化雰囲気下で焼成される。非酸化雰囲気下で焼成することによって、酸化を防止することができる。焼成温度は、ノズル本体２中の揮発物質を十分に揮発させるため、５００〜１３００℃、特に１０００℃以上が好ましい。これによって、ノズル本体２中の揮発物質を十分に揮発することができる。
また、ノズル本体２を焼成したとき、消失性型材１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄはノズル壁内で消失する。これによって、消失性型材１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄが配置されていたところに部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが形成され、当該部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ間には隔壁１１が形成される。
【００３４】
上記したように、本実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの製造方法によれば、ノズル本体２の焼成時に消失可能な複数個の消失性型材１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄを、当該ノズル本体２のノズル成形型１６の有底孔部１９内の所定の位置へ挿入配置し、それら消失性型材１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄとノズル成形型１６の隙間にノズル本体用の配合土１５を充填し、ノズル本体用配合土１５に消失性型材１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄを埋設して、消失性型材１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄとノズル本体用配合土１５とを一体に加圧して成形した後、焼成することによって、消失性型材１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄが消失して、ノズル本体２内のノズル内孔３を区画形成する周壁２ａ内部に、隔壁１１で隔たれた複数個の部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが、形成されるようにした。
このように形成された当該部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、高い断熱性を有し、ノズル本体２の温度低下速度を抑制することができる。これによって、連続鋳造用浸漬ノズル１の予熱終了時から当該浸漬ノズル１内に溶鋼が通るまで、ノズル本体２の温度低下を緩和抑制して、ノズル本体２の温度を高温で維持してノズル内孔３の閉塞を防止することができる。
【００３５】
本実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズル１によれば、ノズル本体２の周壁２ａ内部に複数個の部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを形成した。当該部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、予熱によって暖められた空気を内部に保持し、内壁部側の熱が周壁２ａを伝導して外壁部側から放熱されることを防止し、ノズル内孔３側を高温に保持することができる。これにより、溶鋼をノズル内孔３へ注入したとき、ヒートショックによる割れを防止することができる。
【実施例２】
【００３６】
本実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルを添付した図面にしたがって説明する。図５は、本実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの部分中空断熱層を説明する説明図である。図６は、本実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの軸方向に沿った縦断面視を示す断面図である。図７は、本実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの周方向に沿った横断面を示す断面図である。また、図６は図７に示したＤ−Ｄ線、図７は図６で示したＣ−Ｃ線方向から見た断面図である。
【００３７】
連続鋳造用浸漬ノズル１Ａは、図５に示すように、筒状に形成されたノズル本体２を有している。
ノズル本体２、ノズル内孔３、吐出口４ａ，４ｂ、首部５は、第１実施例と同様の構成であるため説明を省略する。
ノズル本体２のノズル内孔３を区画形成する周壁２ａ内部には、複数個の部分中空断熱層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが形成され、当該部分中空断熱層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、、隔壁２１によって、互いに隔てられている。
【００３８】
部分中空断熱層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは同一形状であるため、図６及び図７に示した部分中空断熱層２０ｂを例にとって説明する。
部分中空断熱層２０ｂは、図６に示すように、ノズル本体２の軸方向に沿った縦断面視形状が、細長く設けられた隙間からなる縦長のスリットに形成されている。当該スリットは、矩形状に形成されているが、長円状であっても良い。また、部分中空断熱層２０ｂは、図７に示すように、ノズル本体２の周方向に沿った横断面視形状が、円形のスリットに形成されている。すなわち、部分中空断熱層２０ａは、図５に示すように、ノズル本体２の周壁２ａ内部に配された環状の中空層からなる。
そして、部分中空断熱層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、環状の中心部がノズル本体２の軸と一致するように配され、さらにノズル本体２の軸に沿って周壁２ａの上下方向に等間隔で配置されている。
部分中空断熱層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、ノズル本体２の直径と周壁２ａの厚さにしたがい、好ましくは周壁２ａ厚の中心となるように配置されている。具体的には、ノズル本体２の周壁２ａ厚は、２０ｍｍ〜７０ｍｍであって、部分中空断熱層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの中心から厚さ半分までの直径は、ノズル本体２の軸を中心にΦ３０ｍｍ〜Φ１５０ｍｍである。部分中空断熱層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの厚さは、厚さ３ｍｍ〜１０ｍｍで形成されている。
【００３９】
また、本実施例において、４つの部分中空断熱層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが周壁２ａ内部に配置されているものを例示したが、これに限定されるものでは無い。たとえば、部分中空断熱層の高さをノズル本体２の高さの略半分にして、上下２つの部分中空断熱層を形成し、当該部分中空断熱層間に隔壁２１を形成しても良い。一方、部分中空断熱層の高さをノズル本体２の高さの本実施例に示したものよりも低くして、当該部分中空断熱層の数を本実施例以上に設定して、各部分中空断熱層間に隔壁２１を形成しても良い。
【００４０】
なお、隔壁２１の一部を切り欠き、隣り合う部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが連通するようにしても良い。
また、部分中空断熱層が配置される間隔は、本実施例に例示したように上下方向の等間隔配置に限定されるものでは無く、たとえば、部分中空断熱層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの間隔を、晒される温度域によって変えても良い。さらには、部分中空断熱層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを全て同じ厚さで構成せず、たとえば、晒される温度域又は溶鋼流によって周壁２ａに生じる応力分布に応じて、ノズル本体２のスラグライン近傍の部分中空断熱層２０ｃとモールド内に挿入されるノズル先端部にある部分中空断熱層２０ｄの厚さを拡げ、それ以外の部分は薄くしたりと、部分中空断熱層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄそれぞれの厚さを別個に変更しても良い。
【００４１】
第２実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズル１Ａの製造方法については、第１実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズル１の製造方法に準ずるので説明を省略する。
本実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズル１Ａによれば、部分中空断熱層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの位置によって厚さを変えたり、配置される間隔を容易に調整することができる。これによって、連続鋳造中にノズル本体２に伝導される熱を周壁２ａの全域で均すことができる。
【実施例３】
【００４２】
本実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルを添付した図面にしたがって説明する。図８は、本実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの部分中空断熱層の構成の概略を示す斜視図である。図９は、本実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの部分中空断熱層を形成する消失性型材を説明する説明図である。図１０は、本実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの側面を説明する側面展開図である。図１１乃至図１３は、本実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの部分中空断熱層の他の形状の一例をそれぞれ示した側面展開図である。
【００４３】
連続鋳造用浸漬ノズル１Ｂは、たとえば、図１０に示すような筒状に形成されたノズル本体２を有しており、当該ノズル本体２、ノズル内孔３、吐出口４ａ，４ｂ、首部５は、第１実施例と同様の構成であるため説明を省略する。ノズル本体２のノズル内孔３を区画形成する周壁２ａ内部に、複数個の部分中空断熱層３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄが形成され、当該部分中空断熱層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、、隔壁３１によって、互いに隔てられている。
【００４４】
部分中空断熱層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの概略については、第２実施例で説明した部分中空断熱層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄと同様に形成されているので、説明を省略する。
第３実施例に係る部分中空断熱層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄと、第２実施例で説明した部分中空断熱層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの相違点は、連結部３２の有無である。
【００４５】
連結部３２は、ノズル本体２の周壁２ａ内部で部分中空断熱層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを区画形成する内壁部側と外壁部側とを連結するように形成され、部分中空断熱層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ内部に複数個形成されている。当該連結部３２は、部分中空断熱層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが潰れないように支える役割を果たすため、ノズル本体２の剛性の低下を招くことなく、部分中空断熱層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの厚さを拡げて断熱性能を高くすることができる。
なお、連結部３２は、図１に示し第１実施例で説明した縦長の部分中空断熱層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに形成しても良いし、また図６に示した従来の断熱スリット内に形成しても良い。
【００４６】
部分中空断熱層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、図９に示す消失性型材３５によって形成される。すなわち、第１実施例で説明したように、消失性型材３５が焼成工程で消失して、部分中空断熱層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが形成される。
消失性型材３５は、図９に示すように、周壁３５ａの厚さが３ｍｍ〜１０ｍｍの筒体からなる。周壁３５ａには、孔部３６が形成されている。孔部３６は、周壁３５ａに沿った断面視形状が半径５ｍｍ〜５０ｍｍの円形状に形成されている。
ここで、図９に示した消失性型材３５の周壁３５ａに沿った展開図を図１０に示す。当該図１０に示すように、周壁３５ａには、複数個の孔部３６が配置されている。図９及び図１０に示す孔部３６は、一列ごとに互い違いになるように配置されている。これによって、中央に配置された孔部３６ａの周囲を４つの孔部３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅが等間隔で囲むように配置された、いわゆる千鳥状に整列配置されている。
【００４７】
上記の消失性型材３５を利用した、連続鋳造用浸漬ノズル１Ｂの製造方法は、第１実施例で説明した製造方法と略同じであるから、共通する点については説明を省略する。
成形工程において、たとえば図４に示したように、ノズル成形型１６内に配合土１５を充填するとき、消失性型材３５の孔部３６に配合土１５が充填される。そして、焼成工程において、消失性型材３５が消失すると、ノズル本体２の周壁ａ内部に部分中空断熱層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが形成される共に、孔部３６の跡には、連結部３２が形成される。
【００４８】
ここで、消失性型材３５の孔部３６は、周壁３５ａに沿った断面視形状を任意の形に形成し、また任意の位置へ整列配置することができる。図１１から図１３に配列パターンの一例を示す。これによって、孔部３６の跡に形成される連結部３２の大きさ、位置を任意に設定することができるので、ノズル本体２の周壁２ａに加わえられた熱又は溶鋼流による歪等に応じた周壁２ａの応力分布に応じて、連結部３２の配置を調整することができる。
【００４９】
図１１は、孔部３８を有する消失性型材３５の周壁３５ａの展開図を示したものである。孔部３８は、周壁３５ａに沿った断面視形状が、楕円形状に形成されている。
図１１に示すように、孔部３８ａ，３８ｂ，３８ｃは、上下方向に沿って一列で等間隔配置され、孔部３８ａ，３８ｄ，３８ｅ，３８ｆは、左右方向に沿って一行で等間隔配置されている。そして、孔部３８ａを基準として、他の孔部３８が縦横の行列に合せて等間隔配置されている。すなわち、孔部３８は、いわゆる碁盤目状に整列配置されている。
図１２は、孔部３９を有する消失性型材３５の周壁３５ａの展開図を示したものである。孔部３９は、周壁３５ａに沿った断面視形状が、四角形状に形成されている。
図１２に示すように、孔部３９ａを中心として、孔部３９ａの対角延長線上に、孔部３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ，３９ｅが等間隔で配置されている。当該配置パターンが繰り返されて、孔部３９は、いわゆる千鳥状に整列配置されている。
図１３は、孔部４０を有する消失性型材３５の周壁３５ａの展開図を示したものである。孔部４０は、周壁３５ａに沿った断面視形状が、四角形状に形成されている。
図１３に示すように、孔部４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、上下方向に沿って一列で等間隔配置され、孔部４０ａ，４０ｄ，４０ｅ，４０ｆ，４０ｇは、左右方向に沿って一行で等間隔配置されている。そして、孔部４０ａを基準として、他の孔部４０が縦横の行列に合せて等間隔配置されている。すなわち、孔部４０は、いわゆる碁盤目状に整列配置されている。
【００５０】
なお、消失性型材３５の周壁３５ａに設ける孔部の形状、又は配置パターンは、これらに限定されない。孔部の形状は、たとえば、三角形状としても良い。三角形状の孔部の配置パターンは、たとえば、当該三角形の頂点が上下互い違いとなるように上下反転させて配置することができる。また、孔部の形状は、たとえば、六角形状としても良い。六角形状の孔部の配置パターンは、たとえば、ハニカム状に配置することができる。
【００５１】
上記したように、ノズル本体２の周壁２ａ内部には、部分中空断熱層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを互いに隔てる隔壁３１と、部分中空断熱層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを区画形成する内壁部側と外壁部側とを連結する連結部３２が形成されている。
これによって、部分中空断熱層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ内では、封入された空気の流動性、熱伝導性を維持したうえで、ノズル本体２の剛性を高く維持することができる。
【実施例４】
【００５２】
第４実施例に示す連続鋳造用ノズル１Ｃが有する部分中空断熱層は、第３実施例で説明し、図８に示した部分中空断熱層３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄと、連結部３２の構成を逆にして、連結部３２に相当する部分が複数個の部分中空断熱層４５を形成するようにしたものである。そのため、図示と詳細な説明を省略する。
連続鋳造用浸漬ノズル１Ｃの製造方法において、ノズル本体２を成形する場合に、ノズル本体用配合土１５をノズル成形型１６へ充填するとき、上記の孔部３６，３８，３９，４０の形状と同様な円形状、楕円形状、四角形状等の所定形状の薄板からなるチップ状の消失性型材を、配合土１５内の所定の位置へ、たとえば、互い違いに配置したり、上下左右に等間隔となるように埋め込む。
そして、ノズル本体２を焼成したとき、たとえば、図８に示した複数個の連結部３２の位置には、周壁２ａに沿った断面視形状が円形状である部分中空断熱層４５が複数個形成されることになる。
すなわち、連結部３２の位置、大きさを任意に設定することができるのと同様に、部分中空断熱部４５の大きさ、位置を任意に設定することができる。これによって、ノズル本体２の周壁２ａに加わえられた熱又は溶鋼流による歪等に応じた周壁２ａの応力分布に応じて、部分中空断熱部４５の配置を調整することができる。
【００５３】
第１実施例乃至第４実施例に記載した連続鋳造用浸漬ノズル１，１Ａ，１Ｂによれば、ノズル本体２の周壁２ａ内部に設けた部分中空断熱層１０，２０，３０，４５の厚さを従来の断熱スリットよりも拡げることができる。これによって、当該部分中空断熱層は、多くの空気を保持することができるので、ノズル内孔３に接する内壁部側の熱が外壁部から放熱され難くすることができる。
【００５４】
また、周壁２ａ内部に複数個形成した部分中空断熱層を互いに隔てる隔壁と、当該各部分中空断熱層を区画形成する内壁側と外壁側とを連結する連結部が、各部分中空断熱層を支えるようにした。これによって、各部分中空断熱層の厚さを拡げてもノズル本体２の剛性を高く維持することができるので、予熱終了後に搬送したり、また連続鋳造中にノズルが折損することを防止することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１，１Ａ，１Ｂ…連続鋳造用浸漬ノズル、２…ノズル本体、３…ノズル内孔部、４ａ，４ｂ…吐出口、５…首部、
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ…第１実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの部分中空断熱層、
１１，２１，３１…隔壁、
１５…配合土、１６…ノズル成形型、１７…ノズル内孔成形型、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ…消失性型材、１９…有底孔部、
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ…第２実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの部分中空断熱層、
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ…第３実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの部分中空断熱層、
３２…連結部、
３５…第３実施例に係る連続鋳造用浸漬ノズルの消失性型材、
３６，３８，３９，４０…孔部。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2019141857.tif 000016
【図１５】
2019141857.tif 000017
【図１６】
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