(57)【要約】【課題】本発明は、鋳造中に浸漬ノズルを回転させ、任意に溶融金属の吐出角度を変えて、スラブ用の鋳型内の溶融金属を旋回、撹拌させることである。【解決手段】本発明によるスラブ連続鋳造用装置は、タンディッシュ(1)から、少なくとも上ノズル(4)と、スライドバルブ(5)と、浸漬ノズル(10)を通じてスラブ用の鋳型(2)に溶融金属(3)を供給して凝固させるスラブ連続鋳造用装置において、前記スライドバルブ(5)を開閉させるスライドバルブ装置(8)と浸漬ノズル(10)の間に、鋳造中に任意に水平断面における前記溶融金属(3)の吐出角度を変更できる吐出方向変更機構(20)を設けた構成である。【選択図】図２
2015030013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンディッシュ(1)から、少なくとも上ノズル(4)と、プレートれんが(5a、5b、5c)からなるスライドバルブ(5)と、浸漬ノズル(10)を通じてスラブ用の鋳型(2)に溶融金属(3)を供給するスラブ連続鋳造用装置において、前記スライドバルブ(5)を開閉させるスライドバルブ装置(8)と浸漬ノズル(10)の間に、鋳造中に任意に水平断面における前記溶融金属(3)の吐出角度を変更できる吐出方向変更機構(20)を設けたことを特徴とするスラブ連続鋳造用装置。
【請求項２】
前記吐出方向変更機構(20)は、少なくとも前記浸漬ノズル(10)の上面(10a)に設けられた摺動面(21)と、前記摺動面(21)を上方に押付ける浸漬ノズル押付け機構(32)と、溶融金属(3)を吐出する方向を変更可能とするための吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構(50)と、前記浸漬ノズル(10)からの溶融金属(3)の吐出方向を変更させるための駆動機構(26)と、を備えたことを特徴とする請求項1記載のスラブ連続鋳造用装置。
【請求項３】
前記浸漬ノズル押付け機構(32)は、ホルダー(12)に１８０度対向して設けられた一対のホルダー支持部(34)と、前記浸漬ノズル(10)の上方に位置するシールケース(22)の下部に設けられた浸漬ノズル押付け装置(14)と、前記浸漬ノズル押付け装置(14)に設けられ前記各ホルダー支持部(34)の下部に係合する一対のアーム(13)とからなり、
前記吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構(50)は、
前記浸漬ノズル(10)を前記ホルダー(12)に組み込み、前記ホルダー(12)に設けられた前記ホルダー支持部(34)を介して前記アーム(13)によって保持する浸漬ノズル保持部(51)と，
前記浸漬ノズル(10)の上部外周に置かれ，前記浸漬ノズル(10)の中心軸(P)を中心とする回転面を側面および下面に有するノズル受け(17)と，
前記ノズル受け(17)と摺接し，前記中心軸(P)を中心とする回転面を内面に有するホルダー(12)とからなり，
前記浸漬ノズル押付け装置(14)の作動により前記浸漬ノズル(10)を上方へ押付けすると共に、前記駆動機構(26)の作動により前記浸漬ノズル(10)の中心軸Ｐを中心として左右に旋回するように構成したことを特徴とする請求項２記載のスラブ連続鋳造用装置。
【請求項４】
前記吐出方向を変更させるための前記駆動機構(26)は，方向を変更するための力を加える駆動装置(25)と，前記駆動装置(25)からの力を前記吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構(50)に伝える伝達部(40)からなることを特徴とする請求項２または３記載のスラブ連続鋳造用装置。
【請求項５】
前記浸漬ノズル(10)の上面(10a)は前記スライドバルブ装置(8)の下方に位置する下ノズル(9)の下面(9a)に摺接、または前記スライドバルブ装置(8)の一部を構成する下プレート(5c)の下面に摺接していることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のスラブ連続鋳造用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラブ連続鋳造用装置に関し、特に、鋳造中に任意に溶融金属の吐出角度を変えて、スラブ用の鋳型内の溶融金属を旋回、撹拌するための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼あるいは各種合金等の鋳塊（鋳片ともいう）を大量生産するには、溶融状態にある合金等を水冷された鋳型に連続的に注入すると共に、凝固した鋳塊を徐々に該鋳型から抜き出す所謂「連続鋳造方法」の使用が一般的である。
連続鋳造の実用化はビレット、ブルームの連続鋳造機に始まるが、その後、省エネルギーと生産性の向上の強い要請から、断面積が大きいスラブの連続鋳造が増大してきた経緯がある。
この連続鋳造によって、非金属介在物が少なく、且つ成分の偏析が少ない品質に優れた鋳塊を得るには、凝固途上にある溶融金属を適宜撹拌することが重要である。さらに断面積が大きくしかもその断面形状の縦横比が大きいスラブ（たとえば、長辺壁の長さ÷短辺壁の長さの比が５以上）での溶融金属攪拌は、ブルームやビレットのような断面積が小さくかつ断面形状がほぼ正方形の鋳片と異なり、中心偏析や中心断面割れの発生やならびに加工性の悪化という問題が起こりやすく、溶融金属を適宜撹拌することが求められていた。
それに対する連続鋳造における溶融金属撹拌の技術としては、例えば、冷却鋳型の近傍ないし冷却鋳型の背面に電磁撹拌装置を配設し、電磁力を利用して溶融金属を撹拌させる方法が知られている。しかし、電磁撹拌装置は極めて高価な装置であるためこれに代わる安価な装置により冷却鋳型内の溶融金属を撹拌する装置が要請されていた。
上記の安価な装置による解決策として、断面形状が正方形に近いブルームやビレットにおいては特許文献１〜６のような方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１では、浸漬ノズルの下部で回転対称に設けた４個の吐出孔から方形のモールド面に対し、斜め方向、より好ましくは（４５±１０）°とすることで、モールド内の溶融金属に水平方向の旋回流を発生させる方法が提示されている。この方法により、ブルームやビレットの鋳片において品質が向上したが、その効果の程度は必ずしも十分とは言えなかった。そこで、特許文献２では特許文献１に改良を加え、４個の吐出孔から出る溶融金属の吐出方向を、回転対称ではなく、方形モールドの各鋳型面に対して一定の角度、すなわち、浸漬ノズル中心から各辺に下ろした垂線に対して方形の対角線となす角度の約１／２の方向に傾斜させて吐出させることにより、鋳型内の溶融金属に水平方向の旋回流を起こして鋳型内の溶融金属を撹拌させる方法が提案されており、鋳片の品質が向上したとしている。しかし、これらは、ブルームやビレットの鋳型を想定しているため長辺側と短片側双方に溶融金属が供給し一定の成果を上げているが、スラブの場合には、長辺側端面まで溶融金属が供給され難く、溶融金属の充分な撹拌効果が得られないという問題があった。
【０００４】
また、特許文献３〜６では、浸漬ノズルを回転可能として、溶鋼を旋回させながら鋳型に注入することで、鋳型内溶鋼の攪拌をはかる方法が提案されている。
特許文献３では、ベアリングを介して浸潰ノズルを回転可能に支持し、タンディッシュノズルの下端と浸漬ノズルの上端部に隙間を設け、不活性ガスを導入することで隙間から大気中の酸素の溶鋼への取り込まれを防止しつつ、外部に設けた駆動袋置により所定の回転数で連続的に回転させる方法を提案している。これにより、水平方向の旋回流を起こして鋳型内の溶鋼を撹拌させ、鋳片の品質が向上したとしている。
また、特許文献４と特許文献５は、特許文献３の改良になるものである。特許文献４では、浸漬ノズルの保持回転機構は特許文献３と同一で、駆動装置の代わりに、中心軸から放射方向に対して周方向に角度を待った浸漬ノズルの吐出孔から吐出する溶鋼の反作用によってノズルを連続的に回転させる方法を提案している。溶鋼の流速に応じた回転数で回転させることで溶鋼を撹拌させる方法により、水平方向に旋回流を起こして鋳型内の溶鋼を撹拌させ、鋳片の品質が向上したとしている。さらに、特許文献５では、吐出孔の位置を左右で異なる高さに設け鋳型に異なる高さで溶鋼を注入し、浸漬ノズルを回転可能に支持し、駆動袋置により所定の回転数で連続的に回転させることで溶鋼を効率よく撹拌させる方法を提案している。これにより、水平方向と上下方向とに旋回流を起こして鋳型内の溶鋼を撹拌させ、鋳片の品質が向上したとしている。
【０００５】
これらの場合、溶鋼がタンディッシュノズルから浸漬ノズルへと流れる際、タンディッシュノズルと浸漬ノズルの間の隙間ではベルヌイの法則に従って減圧となり、不活性ガスがこの隙間を通じて溶鋼中に多量に吹き込まれ、鋳片には多量の気泡が取り込まれるという問題点があった。一方、溶鋼攪拌の面からは効果を上げているものの、この場合も、スラブに適用する場合には、長辺側端面まで溶鋼が供給され難く、溶鋼の充分な撹拌効果が得られないという問題があった。
【０００６】
一方、特許文献６では、ツインロール型の連続鋳造機で、ノズル延設部下部にフランジを設け、浸漬ノズル上部に設けたフランジと摺接させ、スプリングなどによって押しつけ、駆動装置を設けることで浸漬ノズルを所定の回転数で連続的に回転させる装置が提案されている。これによってタンディシュからの熱い溶鋼を鋳型内で均一に噴出させ、鋳型内の溶鋼温度を均一にすることによって、壁シェルの発生を防止し、鋳片品質が向上しているとしている。しかし、これをそのまま製鉄用のスラブ連続鋳造機に応用しようとすると、上記摺接部の摩耗が問題になる。潤滑性を確保するために固体潤滑剤などの使用も考えられるが、必ずしも効果的でない。
さらには、特許文献３〜６のような連続的に吐出方向を回転することで鋳型内の溶鋼に旋回流を与える方法をスラブ用連続鋳造機に適用しようとした場合、長辺側と短片側双方に溶鋼が供給することが困難であり、特に、長辺側端面まで溶鋼が供給され難く、溶鋼の充分な撹拌効果が得られないという問題があった。
【０００７】
それに対し、特許文献７では、スラブ用連続鋳造機において、２孔式浸漬ノズルによる溶鋼の吐出方向を、浸漬ノズルの中心軸から鋳型短辺に下ろした垂線と鋳型の対角線との間になるように取り付け設置することで、溶鋼を集中して長辺側端面に溶鋼が供給し、かつ、溶鋼を円滑に撹拌する方法を提供している。長辺壁面に当たる吐出流の供給過多を無くし、ブレークアウトを防止し、且つ品質の優れた鋳塊を製造可能とする溶鋼の連続鋳造方法を提供し、鋳片の品質はかなり向上したとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５８−７７７５４号公報
【特許文献２】特公平１−３０５８３号公報
【特許文献３】特開昭６２−２５９６４６号公報
【特許文献４】特開昭６２−２７０２６０号公報
【特許文献５】特開昭６２−２７０２６１号公報
【特許文献６】実開平１−７２９４２号公報
【特許文献７】特開２０００−２６３１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のスラブ連続鋳造用装置は、以上のように構成されているため、次のような課題が存在している。
すなわち、前述の特許文献１〜６のスラブ連続鋳造用装置の課題を克服するとして登場している特許文献７のスラブ連続鋳造用装置においても、次のような課題が存在している。
すなわち、鋳込み中に浸漬ノズルの吐出孔周辺に介在物が堆積することはしばしば発生するが、堆積位置は吐出方向に対して必ずしも対称でなく、堆積位置が対称でない場合、吐出流の方向が初期の取り付け方向に対し鋳込み途中で変化することがしばしば起こり、このため鋳込み途中から十分な旋回流が得られなくなるという問題点があった。さらに、最近では、浸漬ノズル等の高寿命化に伴い、浸漬ノズル等の使用寿命が、複数鍋の鋳造に耐えられる様になり、そのため、異鋼種や冷却鋳型の幅の異なった鋳片を連続して鋳造することが可能となった。これにより、鋳造中に鋳型の巾や厚さを変えて連続鋳造する方法がしばしば採用されているが、文献７の方法では、幅変更や厚さの偏向に際して、溶融金属の旋回流を得るに最適な角度を確保できないという問題点があった。
このように一定の角度で浸漬ノズルを取付けたのでは、初期には十分な旋回流を得たとしても、途中からは十分な溶融金属の撹拌効果得られなくなる場合が発生するという問題があった。
【００１０】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、鋳造中に任意に溶融金属の吐出角度を変えて、スラブ用鋳型内の溶融金属を安定して旋回、撹拌するようにしたスラブ連続鋳造用装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によるスラブ連続鋳造用装置は、タンディッシュ(1)から、少なくとも上ノズル(4)と、プレートれんが(5a、5b、5c)からなるスライドバルブ(5)と、浸漬ノズル(10)を通じてスラブ用の鋳型(2)に溶融金属(3)を供給するスラブ連続鋳造用装置において、前記スライドバルブ(5)を開閉させるスライドバルブ装置(8)と浸漬ノズル(10)の間に、鋳造中に任意に水平断面における前記溶融金属(3)の吐出角度を変更できる吐出方向変更機構(20)を設けた構成であり、
また、前記吐出方向変更機構(20)は、少なくとも前記浸漬ノズル(10)の上面(10a)に設けられた摺動面(21)と、前記摺動面(21)を上方に押付ける浸漬ノズル押付け機構(32)と、溶融金属(3)を吐出する方向を変更可能とするための吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構(50)と、前記浸漬ノズル(10)からの前記溶融金属(3)の吐出方向を変更させるための駆動機構(26)と、を備えた構成であり、
また、前記浸漬ノズル押付け機構(32)は、ホルダー(12)に１８０度対向して設けられた一対のホルダー支持部(34)と、前記浸漬ノズル(10)の上方に位置するシールケース(22)の下部に設けられた浸漬ノズル押付け装置(14)と、前記浸漬ノズル押付け装置(14)に設けられ前記各ホルダー支持部(34)の下部に係合する一対のアーム(13)とからなり、
前記吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構(50)は、前記浸漬ノズル(10)を前記ホルダー(12)に組み込み、前記ホルダー(12)に設けられた前記ホルダー支持部(34)を介して前記アーム(13)によって保持する浸漬ノズル保持部(51)と，
前記浸漬ノズル(10)の上部外周に置かれ，前記浸漬ノズル(10)の中心軸(P)を中心とする回転面を側面および下面に有するノズル受け(17)と，前記ノズル受け(17)と摺接し，前記中心軸(P)を中心とする回転面を内面に有するホルダー(12)とからなり，
前記浸漬ノズル押付け装置(14)の作動により前記浸漬ノズル(10)を上方へ押付けすると共に、前記駆動機構(26)の作動により前記浸漬ノズル(10)の中心軸Ｐを中心として左右に旋回するようにした構成であり、
また、前記吐出方向を変更させるための前記駆動機構(26)は，方向を変更するための力を加える前記駆動装置(25)と，前記駆動装置(25)からの力を前記吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構(50)に伝える前記伝達部(40)からなる構成であり、
さらには、前記浸漬ノズル(10)の上面(10a)は前記スライドバルブ装置(8)の下方に位置する下ノズル(9)の下面(9a)に摺接、または前記スライドバルブ装置(8)の一部を構成する下プレート(5c)の下面（5cA）に摺接する構成である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるスラブ連続鋳造用装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、タンディッシュから、少なくとも上ノズルと、プレートれんがからなるスライドバルブと、浸漬ノズルを通じてスラブ用の鋳型に溶融金属を供給するスラブ連続鋳造用装置において、前記スライドバルブを開閉させるスライドバルブ装置と浸漬ノズルの間に、鋳造中に任意に水平断面における前記溶融金属の吐出角度を変更できる吐出方向変更機構を設けたことにより、鋳造中に浸漬ノズルからの吐出流を特定の方向に任意に向けることができ、溶融金属に旋回流を与え、さらには、吐出孔への介在物の堆積による吐出角度の変化や、鋳型の厚さや幅の変更に際しても、適切な吐出角度を確保できる。
また、前記吐出方向変更機構は、少なくとも前記浸漬ノズルの上面に設けられた摺動面と、前記摺動面を上方に押付ける浸漬ノズル押付け機構と、溶融金属を吐出する方向を変更可能とするための吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構と、浸漬ノズル保持機構に設けられた浸漬ノズルの前記溶融金属の吐出方向を変更させるための駆動機構と、を備えたことにより、浸漬ノズルの回転が容易となる。
また、前記浸漬ノズル押付け機構は、ホルダーに１８０度対向して設けられた一対のホルダー支持部と、前記浸漬ノズルの上方に位置するシールケースの下部に設けられた浸漬ノズル押付け装置と、前記浸漬ノズル押付け装置に設けられ前記各ホルダー支持部の下部に係合する一対のアームとからなり、
前記吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構は、前記浸漬ノズルを前記ホルダーに組み込み、前記ホルダーに設けられたホルダー支持部を介してアームによって保持する浸漬ノズル保持部と，
前記浸漬ノズルの上部外周に置かれ，前記浸漬ノズルの中心軸を中心とする回転面を側面および下面に有するノズル受けと，前記ノズル受けと摺接し，前記中心軸を中心とする回転面を内面に有するホルダーとからなり，
前記浸漬ノズル押付け装置の作動により前記浸漬ノズルを上方へ押付けすると共に、前記駆動機構(26)の作動により前記浸漬ノズルの中心軸を中心として左右に旋回するように構成したことにより、浸漬ノズルの保持と回転とを容易に行うことができる。
また、吐出方向を変更させるための前記駆動機構は，方向を変更するための力を加える駆動装置と，前記駆動装置からの力を前記吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構に伝える伝達部からなることにより、駆動装置の作動のみで伝達部を介して浸漬ノズルの回転を簡単に行なうことができる。
また、前記浸漬ノズルの上面は前記スライドバルブ装置の下方に位置する下ノズルの下面に摺接していることにより回転を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一般的な鉄鋼スラブ用の連続鋳造用装置におけるタンディッシュから水冷鋳型までの溶融金属流通経路を示す模式図である。
【図２】下ノズルと浸漬ノズルの間に本発明による吐出方向変更機構を設置したスラブ連続鋳造用装置を示す正面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】図２の浸漬ノズル押付け機構の拡大図である。
【図６】図３の浸漬ノズルの吐出方向変更機構の駆動装置におけるレバーの拡大平面図である。
【図７】図３の浸漬ノズルの吐出方向変更機構の駆動装置における回転駆動による構造例である。
【図８】図６の他の形態を示す拡大平面図である。
【図９】下ノズルの供回り防止のためのノズル形状を示す平面図である。
【図１０】下ノズルの供回り防止のための他の形態を示す断面図である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】下ノズルの供回り防止のための他の形態を示す平面図である。
【図１３】ホルダー支持部の他の形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、鋳造中に任意に溶融金属の吐出角度を変えて、スラブ用鋳型内の溶融金属を旋回、撹拌して溶融金属を凝固した鋳塊の品質を向上させるようにしたスラブ連続鋳造用装置を提供することである。
【実施例】
【００１５】
以下、図面と共に本発明によるスラブ連続鋳造用装置の好適な実施の形態について説明する。
まず、本発明によるスラブ連続鋳造用装置の説明を行う前に、本出願人が本発明を開発するに到った状況について説明する。すなわち、本発明者らは、スラブ連鋳機において浸漬ノズルからの吐出流によって溶融金属の旋回流を得る方法を特許文献２と特許文献７を参考にして、水モデル実験により検討した。水モデル実験のサイズは実機と同等とし、スラブ厚さ２５０ｍｍ、スラブ幅２０００ｍｍのものを用いた。
その結果、以下のことを見出した。
（１）  特許文献２のような吐出孔が４孔のノズルより、特許文献７のような２孔のノズルがより優れる。
（２）  ２孔ノズルを用いた場合、吐出流を長辺側に当てる方が好ましい。特許文献７のように短辺側へ向けることはあまり好ましくない。
（３）  吐出方向は鋳型短辺と長辺の交点から長辺の中心方向へ長辺長さの１５％から４０％の範囲に向けることが好ましい。換言すれば、特許文献２のように４５°か、それ以上となることは好ましくなく、また、対角線の方向へ近付け過ぎることも好ましくない。
この知見を基に実機への適用を検討した。
【００１６】
上述の（２）について、特許文献７では、特許文献2を引用し、長辺に吐出流が当たることで、凝固遅れや凝固殻の再溶解が起こり、著しい場合にはブレークアウトが発生するとしていることを懸念している。しかし、特許文献２を詳細に検討すると、検討に用いている方形モールドの縦横比は約２：３であり、吐出方向と各辺がなす角度は約６０°と７５°である。また、特許文献２の基の発明になる特許文献１では、（４５±１０）°としている。それに比較し、当知見の技術を適用した場合、長辺側に吐出流が当たるとしても、特許文献２と異なり平行流に近い角度となるため、大きな影響はないものと、発明者らは考えた。
以上の検討の基、実機への適用を試みたところ、良好な旋回流を得た。しかし、鋳込み初期には十分な旋回流が得られていたものが、鋳込み途中から十分な旋回流が得られないという問題が発生した。その原因を検討したところ、要因は２つ有り、ひとつは浸漬ノズル上部にあるスライドバルブの開度によって浸漬ノズル内で起こる偏流の影響であった。スライドバルブは通常、長辺方向へ移動することで流量調整を行う。その結果、スライドバルブを通過した溶融金属流は浸漬ノズル内の片側に寄る傾向があり、吐出方向が長辺に対して傾いているためにスライドバルブの開度によって吐出流の角度が微妙に変化する。そのため、十分な旋回流が得られないのであった。もう一つはノズル内部に付着する介在物の影響であった。通常、鋳造開始後しばらくすると溶融金属中の介在物が浸漬ノズルの吐出孔周辺に堆積し、溶融金属の吐出流が変化することがある。特に、吐出孔の片側に介在物が堆積すると吐出流の方向が鋳込み途中で変化し、十分な旋回流が得られなくなった。
この様な場合においても、鋳型内の溶融金属に十分な撹拌効果得が要求される。これらより、鋳込み途中に吐出方向を変えることのできる装置が必須と考え、本発明に至った。
【００１７】
図１に、一般的な鉄鋼スラブ用の連続鋳造機におけるタンディッシュ１から水冷の鋳型２までの溶融金属流通経路の模式図を示す。タンディッシュ１内に貯められた溶融金属３は、上ノズル４を通じて上プレート５ａ、スライドプレート５ｂ及び下プレート５ｃとからなるスライドバルブ５に供給される。このスライドバルブ５は、孔の空いた２枚ないし３枚のプレートれんが５ａ、５ｂ、５ｃからなり、その各プレートれんが５ａ、５ｂ、５ｃの内の一枚を摺動させることで、重なり合う孔５ａＡ、５ｂＡ、５ｃＡの大きさを調節し、上記孔５ａＡ、５ｂＡ、５ｃＡを通過する溶融金属３の流通量を制御する。このスライドバルブ５を通過した溶融金属３は、シールケース２２に設けられた下ノズル受け２３に支持された下ノズル９を経由して、浸漬ノズル１０に供給されるが、下ノズル９を用いないで直接スライドバルブ５から浸漬ノズル１０に溶融金属３が供給される場合もある。浸漬ノズル１０の吐出孔10bから吐出された溶融金属３の吐出流３ｂは、水冷の鋳型２内で凝固される。
尚、前記スライドバルブ５は、スライドバルブ装置８に装着され、スライドバルブ装置８は、ハウジング16、スライドケース15、シールケース22、スライド用油圧シリンダー11により構成され、孔の空いた２枚ないし３枚のプレートれんが5a、5b、5cはハウジング16、スライドケース15、シールケース22にそれぞれ固定される。２枚ないし３枚のプレートれんが5a、5b、5cの内１枚はハウジング16側に固定されたスライド用油圧シリンダー11により摺動できるように構成され、前記浸漬ノズル１０は、ホルダー１２、アーム１３、及び浸漬ノズル押付け用油圧シリンダー１４によって下ノズル９側へ押付けられるように構成されている。
【００１８】
次に、本発明の構成とその基本作用について、図１を用いて説明する。
本発明は、スライドバルブ装置８と浸漬ノズル１０の間に鋳造中に任意に水平断面における溶融金属３の吐出角度を変更できる吐出方向変更機構２０（図２）を設けたことを特徴とするが、鋳造中での角度変更を可能とすることで、旋回流を得るために必要な吐出方向を確保できるという効果があり、良好な旋回流を継続的に得ることが可能となる。特に溶融金属３の吐出方向を変える必要が発生する場合は主として以下の三つの場合である。
【００１９】
一つ目は、鋳込み途中で吐出孔１０ｂ付近に介在物が堆積し、吐出孔１０ｂからの吐出方向が鋳込み中に変化する場合である。この吐出方向の変化をモールド内の湯面観察、湯面レベルの変化、鋳型２に設置した温度の変化などから検知し、変化があった場合、吐出孔１０ｂの向きを適切な角度へ変更させることで、吐出方向を修正し、適切な吐出方向を維持することが可能となる。
前記鋳型２内の溶融金属３の流れは直接観察することはできないが、鋳型２内の溶融金属３の表面（通常はモールドパウダーが有るためその表面）を観察する事で鋳型２内の溶融金属３の流れを推察する事が可能である。例えば、溶融金属３の表面高さの変動や表面の流れ方（回転の状態）で判断できる。それらを目視で確認する事によって、最適な吐出方向になる様、浸漬ノズル１０の取付け角度を調整する。
【００２０】
また、溶融金属３の表面高さの変動は、図示しない超音波変位センサーや赤外線変位センサー等の非接触型変位測定装置によって知ることができるし、鋳型２にはブレークアウトを感知する為の図示しない温度計（熱電対等）が設置されており、その温度変化によって現状の吐出方向を知ることもできる。それらの情報を元に吐出角度を変更することも可能であり、自動制御とすることもできる。
【００２１】
二つ目は、鋳造中に鋳型２の巾や厚さを変える場合である。鋳型２の幅や厚さが変化すると、それに伴い旋回流を得るための適切な吐出方向も変化する。鋳造中に角度変更を可能とすることで、鋳型２の幅や厚さを変えた場合にも、適切な吐出方向を確保することが可能となる。
三つ目は、非定常な鋳込み状態と定常的な鋳込み状態とで吐出方向を変化させることである。たとえば、鋳込み初期には、鋳型２内では旋回流が発生していない。その状態で旋回流を発生させる場合には、旋回流をより起こしやすい角度にすることで、早期に定常状態に達することが可能となる。一方、一旦鋳型内に旋回流が発生すると溶融金属の慣性力によっても旋回流は維持される。この場合には、ブレークアウトなどがより起こりにくい角度に調整する方がよい。また、連続鋳造時における取鍋交換時や、異鋼種連々の際の鋼種変更時などでは、鋳込み速度を遅くする。この際も非定常となるので、上述の方法によって吐出方向を変化させることでより早く定常状態に達するように操作することもできる。具体的な角度調整方法としては、例えば、鋳込み初期の非定常な状態では、長辺と吐出方向がなす角を大きく取り、その後順次該角度を小さくしていくなどの方法が採用できる。
上述の際に吐出角度を変更するが、それらに限らず必要に応じて鋳込み途中で吐出角度を変更しても差し支えない。
【００２２】
本発明によるスラブ連続鋳造用装置を図２から図１３を用いて説明するが、図は例示図であり本特許はこれに限定されるものではない。
前記吐出方向変更機構２０は、吐出方向変更可能となる浸漬ノズル１０の摺動面２１と、前記摺動面２１を押し付ける浸漬ノズル押し付け機構３２と、吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構５０と、浸漬ノズルの溶融金属３の吐出方向を変更させるための駆動機構２６によって構成される。
前記吐出方向変更機構２０を設ける位置は、スライドバルブ装置８と浸漬ノズル１０の間に設けることが望ましい。上述のようにスライドバルブ装置８と浸漬ノズル１０の間には、下ノズル９を設置する場合があり、その場合は、下ノズル９と浸漬ノズル１０の間に設置することが好ましいが、スライドバルブ装置８と下ノズル９の間に設けることも可能である。また、下ノズル９が無い場合、スライドバルブ装置８と浸漬ノズル１０の間に設けても良い。図２、図３、図４は、下ノズル９と浸漬ノズル１０の間に設置した場合を示す。
尚、前記浸漬ノズル１０の上部の外周には、周知のように、金属製の浸漬ノズルケース１０Ａが設けられている。
【００２３】
次に、浸漬ノズル１０における吐出方向変更可能に用いる摺動面２１は、浸漬ノズル１０の上面１０ａと、下ノズル９の下面９ａとによって構成される。下ノズルを用いない場合、前記摺動面２１は、下プレートの下面５ｃＢとによって構成される。溶融金属３の吐出方向を変更する場合、浸漬ノズル１０は浸漬ノズル１０の中心軸Ｐを中心に左右に旋回するように角度を変え、上記摺動面２１で回転摺動する。摺動面２１とすることで、気密を保ちながら吐出方向の向きを変えることが可能となる。気密が保たれないと、溶融金属３が下ノズル９から浸漬ノズル１０へと流れる際、ベルヌイの法則に従ってその付近では減圧となり、溶融金属３中に空気が多量に吸い込まれ、溶融金属３の酸化が起こり、また冷却後の鋳片には多量の気泡が取り込まれるという問題点が発生するので好ましくない。さらには、気密が保たれないと、カーボン含有耐火物を使用した場合、吸気によりカーボンが酸化した状態の耐火物が損傷され、著しい場合には漏鋼にいたる場合もあるので好ましくない。
【００２４】
前記摺動面２１は、平面と平面、図示していないが雄型をなす凸だぼと雌型をなす凹だぼの形状、雄型と雌型をなす円錐面、あるいは雄型と雌型をなす曲面、などによって構成される。図２、図４は平面の場合を示す。吐出孔１０ｂの向きを変える頻度はそれほど多くなく、摺動面２１が大きく摩耗することはない。このため、摺動面２１を構成する耐火物は特には限定されないが、カーボンを含有する耐火物の場合、カーボンが固体潤滑剤としても機能するのでより好ましい。適宜、パッキン、モルタル等を挿入しても良い。しかし、パッキンやモルタル等によって浸漬ノズル１０と下ノズル９とが固着することは好ましくない。
下ノズル９は浸漬ノズル吐出孔１０ｂの角度変更によって同時に供回りしない様、図９のように円形状に平面部９ｂを設けている。また、円形状を角形状にして回転防止をしても良い。図９にその例を示す。
【００２５】
次に、浸漬ノズル押し付け機構３２について説明する。前記摺動面２１を押し付ける浸漬ノズル押し付け機構３２によって、摺動面２１を適度な力で垂直方向上方に押し付け、摺動面２１間の気密を保つ。図５に図２に示した浸漬ノズル押付け機構３２の拡大図を示す。この浸漬ノズル押し付け機構３２は、上下移動可能かつ押し付け圧を維持できる浸漬ノズル押し付け装置１４とその先に取り付けられたアーム１３とからなる。また、浸漬ノズル押し付け装置１４には、例えば、エアーシリンダーまたは油圧シリンダーなどがある。
前記シールケース２２に取り付けられた浸漬ノズル押付け装置１４によって、その先端にあるアーム１３が上下し、アーム１３は、ホルダー１２に設けられたホルダー支持部３４を下から支えるように凹部１３ａが形成され、このホルダー支持部３４を介してホルダー１２は、浸漬ノズル１０の上部に設けたノズル受け１７を介して浸漬ノズル１０を下側から支える。このホルダー支持部３４は突起状に限らず、図１３のようにホルダー底部を切り欠いたものでも良い。この浸漬ノズル押付け装置１４によって発生する上側にかかる力をアーム１３に加えることで浸漬ノズル１０の上面１０ａを下ノズル９の下面９ａに押し付ける。この上面１０ａと下面９ａで摺動面２１が形成されている。
この押付け力の大きさは、面圧として１００〜２０００Paであることが好ましい。押付け力が１００Ｐａ未満であれば、気密が十分には保てず、また、漏鋼の危険性が増すので好ましくない。押付け力が２０００Ｐａより大きければ、摺動面での抵抗が大きくなりすぎ角度を変えることができなくなるので好ましくない。一方、通常時は強く押圧し、角度変更時に緩め、再度強く押圧固定する事も可能である。
また、押付け力は鋳造中、気密を保つように適度な圧力を保つことが望ましい。圧力を保つ方法としては、バネ、油圧、空圧などを利用できる。
また、浸漬ノズル押付け機構３２は、後述の吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構５０と一体状に構成することができる。図２、図３、図４，図５は、吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構５０を一体状に設けた場合である。
【００２６】
次に、吐出方向を変更可能な浸漬ノズル保持機構５０について説明する。前記吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構５０は、浸漬ノズル保持部５１と浸漬ノズル１０を浸漬ノズル１０の中心軸Ｐを中心に角度を変えることを可能とするノズル受け１７とホルダー１２とからなる。
前記浸漬ノズル保持部５１は、図３と図４に示すように、浸漬ノズル１０をホルダー１２に組み込み、ホルダー１２に設けられたホルダー支持部３４を介してアーム１３によって保持するものである。また、浸漬ノズル押し付け装置１４とアーム１３との間に、浸漬ノズル１０を取り付けるまたは取り外す際に有効に働くアーム回転装置(図示せず)を付けても良い。
このホルダー１２の内面のノズル受け１７と面する部分と、ノズル受け１７の側面および下面とは、それぞれ中心軸Ｐを中心として摺接する回転面で形成される。後述する角度変更のための駆動装置２５からの力を受けた際、アーム１３によって固定されたホルダー１２の内側にあるノズル受け１７が浸漬ノズル１０と共に中心軸Ｐを中心とする回転方向に摺動して吐出孔１０ｂの吐出方向を変更することが可能となる。前記ホルダー１２とノズル受け１７の摺動面には、適当な潤滑剤を塗布しても差し支えない。また、この面にベアリング等を設置しても良い。
前記ホルダー１２の外周側には図３のようにホルダー平面部１２ａを設け、アーム１３と接触させることにより、上述の回転時に供回りしないようにしている。
【００２７】
次に、吐出方向を変更させるための駆動機構２６について説明する。前記浸漬ノズル１０の溶融金属３の吐出方向変更機構２０を駆動させる為の駆動機構２６は、角度変更のための力を加える駆動装置２５と、この駆動装置２５からの力を浸漬ノズル１０に伝える伝達部４０からなる。
まず、上記伝達部４０から説明する。前記伝達部４０は、ノズル受け１７とノズル受け１７に固定されたレバー４０ａで構成される（図６）。
前記ノズル受け１７と浸漬ノズル１０とには、雄と雌となるだぼ部４１が設けられており、角度変更の際に浸漬ノズル１０とホルダー１２がずれるのを防止する。このずれ防止構造はだぼに限らず、浸漬ノズル１０上部側面に平面加工、穴あけ等、又、浸漬ノズル上部形状が円形で無く角形状としても良い。
前記レバー４０ａはノズル受け１７に固定されている。レバー４０ａの大きさ（幅や長さ）は特には限定されない。レバー４０ａの先端に水平方向の力、あるいは浸漬ノズル１０の中心軸Ｐを中心に回転する方向の力を加えることで、ホルダー１２に支えられたノズル受け１７が中心軸Ｐを中心に回転することで角度を変え、それと同時にノズル受け１７とずれないように接続された浸漬ノズル１０も角度を変え、吐出方向を変えることが可能となる。
【００２８】
前記駆動装置２５からの力をレバー４０ａ先端に加えることで、吐出角度が変更できる（図７）。
この駆動装置２５としては、例えば、油圧シリンダーが利用できる。油圧シリンダーはシールケース２２に固定され、ロッド部２５ａの先端には連結部材２５ｂによってスライダ４３が取り付けられ、前記ロッド部２５ａの先端とスライダ４３は同時にスライドする。このスライダー４３は、ガイド４６によってシールケース２２に支持されている。スライダー４３には、ピン４５が設けてあり、浸漬ノズル１０のノズル受け１７に固定されたレバー４０ａのＵ字溝４０ｂに連結する様配置してある為、駆動装置２５を駆動させることで吐出角度を変更することが出来る。この連結方法は、実施例の構造に限らず、駆動装置２５の運動が浸漬ノズル１０の回転運動に伝達される連結方法であれば良い。
【００２９】
前記駆動装置２５は、油圧シリンダーに限らず、図７のネジ棒４７の回転動により、ガイド４６を有したメネジブロック４８を介してスライダ４３をスライドさせても良い。この場合、駆動装置２５は油圧シリンダーではなく回転するモーター、減速機等が使用される。
また、前記レバー４０ａの代わりに、ノズル受け１７の上部外周の一部に円状のギヤ４９（図８）を設けて、駆動装置２５にウォームギア、ベルト、減速機、モーター等を使用しても良い(ウォームギア、ベルト、減速機、モーターは図示せず) 。
吐出の可変角度はすくなくとも３０°以上であることが好ましい。最適位置に調整すれば、操業中の角度変更は±１０°程度とすることも可能である。しかし、様々な使用方法
を考えた場合、６０°程度とすることもできる。
【００３０】
次に、浸漬ノズル１０の上面１０ａには、上述の摺動面２１を設ける。
この浸漬ノズル１０は、上部に溶融金属流入口１０ｃを持ち、下部に軸対象に対向する一対の吐出孔１０ｂを有し、短片側壁面方向に溶融金属３の吐出流３ｂを吐出する形状であって、溶融金属流入口１０ｃ、吐出孔１０ｂの形状に特に制限はなく、角型、丸型形状等が使用できる。吐出孔数については、前述の通り対向する方向に２孔を有するものが好ましい。また、上記２孔に加えて浸漬ノズル１０の下側にもう一つの吐出孔１０ｂを設けた３孔式の浸漬ノズル１０も、使用できる。
【００３１】
前記溶融金属３は上記の対向する２孔の浸漬ノズル１０からの長辺に向かって吐出し、吐出方向が鋳型短辺と長辺の交点から長辺の中心方向へ長辺長さの１５％から４０％の範囲に向けることが好ましい。１５％未満では、流れの一部が短辺に当たるようになり効率的に旋回流を生むことができない。４０％より大きいと、吐出流が長辺に当たった後、長辺に沿って短辺まで流れる吐出流の流れが継続されず、この場合も効率的に旋回流を生むことができない。より好ましくは２０％〜３５％の範囲である。
【００３２】
前記浸漬ノズル１０の取り付け、取り外し、交換は以下のような方法が採用できる。しかし、これに類した方法であれば他の方法を採用しても問題がない。
前記浸漬ノズル１０の取り外しは、浸漬ノズル押し付け装置１４によって下ノズル９の下部接合面に所定の面圧力で上方に押し付けられた浸漬ノズル１０とホルダー１２の面圧力を解除する事でアーム１３と共に下降させる。浸漬ノズル押し付け装置１４の中心軸Ｐ１を中心としてアーム１３を旋回させ浸漬ノズル１０とホルダー１２を下ノズル９やシールケース２２と干渉しない位置まで移動させ、当該位置で浸漬ノズル１０とホルダー１２を取外す。
前記浸漬ノズル１０の取り付けは、浸漬ノズル押し付け装置１４の中心軸Ｐ１を中心としてアーム１３を旋回させ下ノズル９やシールケース２２と干渉しない位置まで移動させ、当該位置で浸漬ノズル１０とホルダー１２を取り付け、浸漬ノズル１０とホルダー１２は、浸漬ノズル押し付け装置１４の中心軸Ｐ１を中心としてアーム１３を旋回させ、下ノズル９やシールケース２２下部まで移動させ、ノズル受け17に設けられたレバー４０ａのＵ字溝４０ｂとピン４５とを位置合わせした後、下ノズル９の下部接合面に浸漬ノズル押し付け装置１４によって所定の面圧力で上方に押し付けられ、鋳造を開始する。
【００３３】
前記浸漬ノズル１０の交換は、浸漬ノズル１０を取り外した後に浸漬ノズル１０の取り付けを行えば良く、浸漬ノズル押し付け装置１４によって下ノズル９の下面９ａに所定の面圧力で上方に押し付けられた浸漬ノズル１０とホルダー１２の面圧力を解除する事でアーム１３と共に下降させる。浸漬ノズル押し付け装置１４の中心軸Ｐ１を中心としてアーム１３を旋回させ、浸漬ノズル１０とホルダー１２を下ノズル９やシールケース２２と干渉しない位置まで移動させ、当該位置で浸漬ノズル１０とホルダー１２を交換する。交換された浸漬ノズル１０とホルダー１２は、浸漬ノズル押し付け装置１４の軸中心Ｐ１を中心として交換時と逆方向にアーム１３を旋回させ、下ノズル９やシールケース２２下部まで移動させ、ノズル受け17に設けられたレバー４０ａのＵ字溝４０ｂとピン４５とを位置合わせした後、下ノズル９の下面９ａに浸漬ノズル押し付け装置１４によって所定の面圧力で上方に押し付けられ、鋳造を開始する。
【００３４】
また、前述の下ノズル９の固定構造としては、図１０及び図１１に示される他の形態のように、一対の平面部９ｂを形成すると共に、シールケース２２から螺入した固定ボルト６０でアタッチメント６１を介して締め込んで固定することもできる。
また、図１２に示されるように、図１１で示す固定ボルト６０を用いることなく、下ノズル９の外周の一対の平面部９ｂを下ノズル受け２３またはシールケース22に形成された受け用平面部２４に嵌合させることにより、下ノズル９の回り止めを行うことができる。また、平面部は1箇所以上、望ましくは3箇所以上が良い。
【００３５】
次に、本発明に用いられる前述のスライドバルブ５を形成するための各プレートれんが５ａ、５ｂ、５ｃは、特殊なものは必要とせず一般的なものが使用できる。すなわち、材質としては、アルミナ・カ−ボン質、アルミナ・ジルコニア・カーボン質、スピネル・カーボン質、マグネシア・カーボン質などが利用でき、アルミナ、マグネシア、ジルコン、ジルコニア等のカーボンを含まない材質を用いる事ができる。
【００３６】
前記下ノズル９には、市場で知られている一般的なものが使用でき、例えば、アルミナ・カーボン質の耐火物が使用できる。また、アルミナ・カ−ボン質、アルミナ・ジルコニア・カーボン質、スピネル・カーボン質、マグネシア・カーボン質などが利用でき、アルミナ、マグネシア、ジルコン、ジルコニア等のカーボンを含まない材質を用いる事ができる。
それら形状は、前述の摺動面２１と供回り防止の対策以外は、特には限定されない。
【００３７】
前記浸漬ノズル１０に使用できる耐火物の材料には、特に限定はなく、Aｌ2O3、SiO2、MgO、ZrO2、CaO、TiO2、Cr2O3等からなる酸化物単独もしくは鱗状黒鉛や人造黒鉛、カーボンブラック等のカーボンとを組み合わせた耐火物が使用できる。出発原料としては、前記酸化物の１種を主体とする、例えばアルミナやジルコニア等を用いることができるし、２種以上からなるもの、例えばAｌ2O3とSiO2からなるムライトやAl2O3とMgOからなるスピネル等を用いて、これらを浸漬ノズルの各部位の特性を満足させるように調整、配合して耐火物が製造される。また、SiCやTiCやCr2O3等の炭化物やZrBやTiB等の酸化物を酸化防止や焼結調整の目的で添加されることもある。
溶融金属中の介在物が浸漬ノズルの吐出孔周辺に堆積するのを防止するため、浸漬ノズル１０内から吐出孔１０ｂまでの溶融金属３の偏流を防止し、浸漬ノズル１０の内管に段差を設けるものや、複数の突起部を配設し浸漬ノズルの吐出孔周辺に堆積する原因となる浸漬ノズル１０内から吐出孔１０ｂまでの溶融金属３の偏流を防止するものを併用する事で、堆積物による溶融金属３の吐出流の変化を抑制する技術が知られており、本件特許と併用して使用する事が出来る。
【００３８】
次に、溶融金属３の連続鋳造を、本発明に係わる方法および従来の方法とで行い、鋳片を製造した。使用した鋳型は長辺壁が２０００mm、短片壁が２５０ｍｍで、平断面が長方形のものであった。浸漬ノズルは軸対象の２孔のノズルを用いた。溶融金属３にはＣが５０ｐｐｍ、Ｓが２０ｐｐｍ、Ｐが１０ｐｐｍの極低炭素鋼を選び、鋳造速度はいずれも１．６ｍ／分とした。
水冷鋳型２内における溶旋回流は、鋳型２表面を観察し、旋回流が発生し連々中も継続して安定した旋回流があった場合を◎、旋回流が発生したが途中で旋回流が安定しなくなった場合を○、旋回流の発生が十分でない場合を△、旋回流が全く発生しない場合を×と評価した。
ブレークアウト発生指数は、鋳型２に取り付けたブレークアウト検知器によって、ブレークアウトの警報が出た回数で評価し、比較例７を１．０とし、警報回数に比例した値とした。
また、表面欠陥発生指数は、鋳片の手入れ状況から表面欠陥の数を求め、比較例７の２チャージ目を１．０とした指数を示し、欠陥数に比例した値とした。なお、連々最初のチャージは、鋳込み開始時のトラブルや欠陥がおきやすく、本発明と従来方法との災害の原因によって欠陥が発生する場合があったので、差が明確となる２チャージで評価した。また、ノズル閉塞などの影響を見るために、連々５ｃｈ目の鋳片でも同様に表面欠陥発生指数を評価した。この場合も、比較例７の２チャージ目を１．０とした指数である。
【００３９】
【表１】
2015030013.tif 000003
【００４０】
表１に、鋳型幅を一定とした場合の結果を示す。実施例１〜３では、吐出方向をそれぞれ鋳型交点からの距離を長辺長さの割合で、３５％、３０％、２０％へと変化させた。途中、鋳型表面の溶融金属流を観察し、吐出方向を±５°程度変化させて鋳造を行った。いずれの場合も、旋回流は安定してえられた。鋳型内ではブレークアウト発生指数は従来と変化無く、表面欠陥発生指数がいずれも低い値となった。
比較例１は、吐出方向を４５％に固定した場合であり、文献１に準拠したものであるが、旋回流は全く発生しなかった。さらに、ブレークアウト指数が悪化した。また、表面欠陥発生指数は比較例７に対してやや低下したがその度合いは大きいものではなかった。
比較例２〜４は、当初の吐出方向は本発明１〜３と同じであったが、鋳造中に吐出方向を変化させなかった場合である。旋回流は当初良好であったが、連々数が増加するに従って次第に不安定となった。ブレークアウト指数は、従来と比べて変化はなかった。また、鋳込み初期の２チャージ目での表面欠陥発生指数は小さい値であったが、５チャージ目では上昇する傾向にあった。鋳造後、浸漬ノズル内部には非対称な介在物の付着が認められた。このことから、非対称に付着した介在物によって偏流が発生し、鋳型内での溶融金属流の旋回が継続しなかったものと考えられた。
比較例５は、吐出方向を鋳型交点からの距離を長辺長さの割合で１０％としたものであり、比較例６は文献７に基づく例であるが、旋回流は発生したものの、十分な旋回流とは言えなかった。表面欠陥発生指数は比較例７に対してやや低下したがその度合いは大きいものではなかった。
比較例７は、通常で用いられるものであるが、旋回流は得られず、表面欠陥発生指数は他の例に比較して多かった。
【００４１】
【表２】
2015030013.tif 000004
【００４２】
表２は、上述の幅２０００ｍｍの鋳型を用いて５チャージ連々後、鋳型の幅を２０００ｍｍから２５００ｍｍに変更した場合の、幅変更後の結果を示す。
前述の旋回流は、幅変更後の結果を示し、評価方法は表１の場合と同様である。ブレークアウト指数は、表１と同等の比較例７を１００とする方法で評価した。表面欠陥発生指数は、表１の評価方法と同一で比較例７を１００とする方法で、幅変更後２チャージ目と５チャージ目を比較した。
実施例では幅変更に伴い、それぞれ吐出方向をそれぞれ鋳型交点からの距離を長辺長さの割合で、３５％、３０％、２０％へと追随させて吐出方向を変化させた。また、その後、±５°程度の角度調整を行っている。本発明では、安定した旋回流が確保され、ブレークアウト指数は従来と変化せず、また表面欠陥発生指数は低い値を示した。
それに対し、比較例８〜１７は、それぞれ比較例１〜７の鋳込み条件で、幅変更した場合である。吐出方向が幅２０００ｍｍのまま固定されていたので、幅２５００ｍｍに変化するに伴い、吐出方向も長辺に対し値が大きくなるように数値が変化した。
比較例８と比較例１４は、比較例１と比較例７と同様の結果で、十分な旋回流は得られなかった。比較例９〜比較例１１では、幅２０００ｍｍでの鋳込みの後に既に十分な旋回流が得られない状態になっていたので、旋回流の評価は△とした。
比較例１３では、幅変更後の旋回流は得られなかった。
十分な旋回流が得られない場合、それに伴い表面欠陥発生率は連々チャージ数の増加に従い、増加した。
従って、比較例に対する本発明の優位性は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明によるスラブ連続鋳造用装置は、浸漬ノズルを浸漬ノズル押し付け機構により押し付けおよび押し付け解除自在であると共に、吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構および駆動機構により、浸漬ノズルを回転自在とし、鋳造中に浸漬ノズルからの吐出流の方向を任意に変えることにより、鋳片の品質を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１      タンディッシュ
２      水冷鋳型
３      溶融金属
３ｂ    吐出流
４      上ノズル
５      スライドバルブ
５ａ    上プレート（プレートれんが）
５ｂ    スライドプレート（プレートれんが）
５ｃ    下プレート（プレートれんが）
５ａＡ  上プレートの孔
５ｂＡ  スライドプレートの孔
５ｃＡ  下プレートの孔
５ｃＢ  下プレート下面
８      スライドバルブ装置
９      下ノズル
９ａ      下ノズル下面
９ｂ      平面部
１０      浸漬ノズル
１０ａ    浸漬ノズル上面
１０ｂ    吐出孔
１０ｃ    溶融金属流入口
１０Ａ    浸漬ノズルケース
１１      スライド用油圧シリンダー
１２      ホルダー
１２ａ    ホルダー平面部
１３      アーム
１３ａ    凹部
１４      浸漬ノズル押付け装置
１５      スライドケース
１６      ハウジング
１７      ノズル受け
２０      吐出方向変更機構
２１      摺動面
２２      シールケース
２３      下ノズル受け
２４      受け用平面部
２５      駆動装置（油圧シリンダー）
２５ａ    ロッド
２５ｂ    連結部材
２６      吐出方向を変更させるための駆動機構
３２      浸漬ノズル押付け機構
（浸漬ノズル保持機構５０と一体状に構成）
３４      ホルダー支持部
４０      伝達部
４０ａ    レバー
４０ｂ    Ｕ字溝
４１      だぼ部
４３      スライダー
４５      ピン
４６      ガイド
４７      ネジ棒
４８      メネジブロック
４９      円状のギア
５０      吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構
５１      浸漬ノズル保持部
６０      固定ボルト
６１      アタッチメント
Ｐ        浸漬ノズルの中心軸
Ｐ１      浸漬ノズル押し付け装置１４の中心軸
【図１】
2015030013.tif 000005
【図２】
2015030013.tif 000006
【図３】
2015030013.tif 000007
【図４】
2015030013.tif 000008
【図５】
2015030013.tif 000009
【図６】
2015030013.tif 000010
【図７】
2015030013.tif 000011
【図８】
2015030013.tif 000012
【図９】
2015030013.tif 000013
【図１０】
2015030013.tif 000014
【図１１】
2015030013.tif 000015
【図１２】
2015030013.tif 000016
【図１３】
2015030013.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月12日(2014.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明によるスラブ連続鋳造用装置は、タンディッシュ(1)から、少なくとも上ノズル(4)と、プレートれんが(5a、5b、5c)からなるスライドバルブ(5)と、浸漬ノズル(10)を通じてスラブ用の鋳型(2)に溶融金属(3)を供給するスラブ連続鋳造用装置において、前記スライドバルブ(5)を開閉させるスライドバルブ装置(8)と浸漬ノズル(10)の間に、鋳造中に任意に水平断面における前記溶融金属(3)の吐出角度を変更できる吐出方向変更機構(20)を設けた構成において、前記吐出方向変更機構(20)は、少なくとも前記浸漬ノズル(10)の上面(10a)に設けられた摺動面(21)と、前記摺動面(21)を上方に押付ける浸漬ノズル押付け機構(32)と、溶融金属(3)を吐出する方向を変更可能とするための吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構(50)と、前記浸漬ノズル(10)からの前記溶融金属(3)の吐出方向を変更させるための駆動機構(26)と、を備えた構成であり、
また、前記浸漬ノズル押付け機構(32)は、ホルダー(12)に設けられた一対のホルダー支持部(34)と、前記浸漬ノズル(10)の上方に位置するシールケース(22)の下部に設けられた浸漬ノズル押付け装置(14)と、前記浸漬ノズル押付け装置(14)に設けられ前記各ホルダー支持部(34)の下部に係合する一対のアーム(13)とからなると共に、一対の前記ホルダー支持部(34)が前記ホルダー(12)に対して１８０度対向しており、
前記吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構(50)は、前記浸漬ノズル(10)を前記ホルダー(12)に組み込み、前記ホルダー(12)に設けられた前記ホルダー支持部(34)を介して前記アーム(13)によって保持する浸漬ノズル保持部(51)と、
前記浸漬ノズル(10)の上部外周に置かれ、前記浸漬ノズル(10)の中心軸(P)を中心とする回転面を側面および下面に有するノズル受け(17)と、前記ノズル受け(17)と摺接し、前記中心軸(P)を中心とする回転面を内面に有する前記ホルダー(12)とからなり、
前記浸漬ノズル押付け装置(14)の作動により前記浸漬ノズル(10)を上方へ押付けすると共に、前記駆動機構(26)の作動により前記浸漬ノズル(10)の中心軸Ｐを中心として左右に旋回するようにした構成であり、
また、前記吐出方向を変更させるための前記駆動機構(26)は、方向を変更するための力を加える前記駆動装置(25)と、前記駆動装置(25)からの力を前記吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構(50)に伝える前記伝達部(40)からなる構成であり、
さらには、前記浸漬ノズル(10)の上面(10a)は前記スライドバルブ装置(8)の下方に位置する下ノズル(9)の下面(9a)に摺接、または前記スライドバルブ装置(8)の一部を構成する下プレート(5c)の下面（5cA）に摺接する構成である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明によるスラブ連続鋳造用装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、タンディッシュから、少なくとも上ノズルと、プレートれんがからなるスライドバルブと、浸漬ノズルを通じてスラブ用の鋳型に溶融金属を供給するスラブ連続鋳造用装置において、前記スライドバルブを開閉させるスライドバルブ装置と浸漬ノズルの間に、鋳造中に任意に水平断面における前記溶融金属の吐出角度を変更できる吐出方向変更機構を設け、前記吐出方向変更機構は、少なくとも前記浸漬ノズルの上面に設けられた摺動面と、前記摺動面を上方に押付ける浸漬ノズル押付け機構と、溶融金属を吐出する方向を変更可能とするための吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構と、浸漬ノズル保持機構に設けられた浸漬ノズルの前記溶融金属の吐出方向を変更させるための駆動機構と、を備えたことにより、鋳造中に浸漬ノズルからの吐出流を特定の方向に任意に向けることができ、溶融金属に旋回流を与え、さらには、吐出孔への介在物の堆積による吐出角度の変化や、鋳型の厚さや幅の変更に際しても、適切な吐出角度を確保できる。また、浸漬ノズルの回転が容易となる。
また、前記浸漬ノズル押付け機構は、ホルダーに設けられた一対のホルダー支持部と、前記浸漬ノズルの上方に位置するシールケースの下部に設けられた浸漬ノズル押付け装置と、前記浸漬ノズル押付け装置に設けられ前記各ホルダー支持部の下部に係合する一対のアームとからなると共に、一対の前記ホルダー支持部が前記ホルダーに対して１８０度対向しており、
前記吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構は、前記浸漬ノズルを前記ホルダーに組み込み、前記ホルダーに設けられたホルダー支持部を介してアームによって保持する浸漬ノズル保持部と、
前記浸漬ノズルの上部外周に置かれ、前記浸漬ノズルの中心軸を中心とする回転面を側面および下面に有するノズル受けと、前記ノズル受けと摺接し、前記中心軸を中心とする回転面を内面に有する前記ホルダーとからなり、
前記浸漬ノズル押付け装置の作動により前記浸漬ノズルを上方へ押付けすると共に、前記駆動機構(26)の作動により前記浸漬ノズルの中心軸を中心として左右に旋回するように構成したことにより、浸漬ノズルの保持と回転とを容易に行うことができる。
また、吐出方向を変更させるための前記駆動機構は、方向を変更するための力を加える駆動装置と、前記駆動装置からの力を前記吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構に伝える伝達部からなることにより、駆動装置の作動のみで伝達部を介して浸漬ノズルの回転を簡単に行なうことができる。
また、前記浸漬ノズルの上面は前記スライドバルブ装置の下方に位置する下ノズルの下面に摺接、または前記スライドバルブ装置の一部を構成する下プレートの下面に摺設していることにより回転を円滑に行うことができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
次に、浸漬ノズル押し付け機構３２について説明する。前記摺動面２１を押し付ける浸漬ノズル押し付け機構３２によって、摺動面２１を適度な力で垂直方向上方に押し付け、摺動面２１間の気密を保つ。図５に図２に示した浸漬ノズル押付け機構３２の拡大図を示す。この浸漬ノズル押し付け機構３２は、上下移動可能かつ押し付け圧を維持できる浸漬ノズル押し付け装置１４とその先に取り付けられたアーム１３とからなる。また、浸漬ノズル押し付け装置１４には、例えば、エアーシリンダーまたは油圧シリンダーなどがある。
前記シールケース２２に取り付けられた浸漬ノズル押付け装置１４によって、その先端にあるアーム１３が上下し、アーム１３は、図５のようにホルダー１２に対して１８０度対向して設けられた一対のホルダー支持部３４を下から支えるように凹部１３ａが形成され、このホルダー支持部３４を介してホルダー１２は、浸漬ノズル１０の上部に設けたノズル受け１７を介して浸漬ノズル１０を下側から支える。すなわち、一対の前記ホルダー支持部３４が、図３のように、前記ホルダー１２に対して１８０度対向している。このホルダー支持部３４は突起状に限らず、図１３のようにホルダー底部を切り欠いたものでも良い。この浸漬ノズル押付け装置１４によって発生する上側にかかる力をアーム１３に加えることで浸漬ノズル１０の上面１０ａを下ノズル９の下面９ａに押し付ける。この上面１０ａと下面９ａで摺動面２１が形成されている。
この押付け力の大きさは、面圧として１００〜２０００Paであることが好ましい。押付け力が１００Ｐａ未満であれば、気密が十分には保てず、また、漏鋼の危険性が増すので好ましくない。押付け力が２０００Ｐａより大きければ、摺動面での抵抗が大きくなりすぎ角度を変えることができなくなるので好ましくない。一方、通常時は強く押圧し、角度変更時に緩め、再度強く押圧固定する事も可能である。
また、押付け力は鋳造中、気密を保つように適度な圧力を保つことが望ましい。圧力を保つ方法としては、バネ、油圧、空圧などを利用できる。
また、浸漬ノズル押付け機構３２は、後述の吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構５０と一体状に構成することができる。図２、図３、図４、図５は、吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構５０を一体状に設けた場合である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンディッシュ(1)から、少なくとも上ノズル(4)と、プレートれんが(5a、5b、5c)からなるスライドバルブ(5)と、浸漬ノズル(10)を通じてスラブ用の鋳型(2)に溶融金属(3)を供給し、前記スライドバルブ(5)を開閉させるスライドバルブ装置(8)と浸漬ノズル(10)の間に、鋳造中に任意に水平断面における前記溶融金属(3)の吐出角度を変更できる吐出方向変更機構(20)を設けた構成よりなるスラブ連続鋳造用装置において、
前記吐出方向変更機構(20)は、少なくとも前記浸漬ノズル(10)の上面(10a)に設けられた摺動面(21)と、前記摺動面(21)を上方に押付ける浸漬ノズル押付け機構(32)と、溶融金属(3)を吐出する方向を変更可能とするための吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構(50)と、前記浸漬ノズル(10)からの溶融金属(3)の吐出方向を変更させるための駆動機構(26)と、を備えたことを特徴とするスラブ連続鋳造用装置。
【請求項２】
前記浸漬ノズル押付け機構(32)は、ホルダー(12)に設けられた一対のホルダー支持部(34)と、前記浸漬ノズル(10)の上方に位置するシールケース(22)の下部に設けられた浸漬ノズル押付け装置(14)と、前記浸漬ノズル押付け装置(14)に設けられ前記各ホルダー支持部(34)の下部に係合する一対のアーム(13)とからなると共に、一対の前記ホルダー支持部(34)が前記ホルダー(12)に対して１８０度対向しており、
前記吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構(50)は、
前記浸漬ノズル(10)を前記ホルダー(12)に組み込み、前記ホルダー(12)に設けられた前記ホルダー支持部(34)を介して前記アーム(13)によって保持する浸漬ノズル保持部(51)と、
前記浸漬ノズル(10)の上部外周に置かれ、前記浸漬ノズル(10)の中心軸(P)を中心とする回転面を側面および下面に有するノズル受け(17)と、
前記ノズル受け(17)と摺接し、前記中心軸(P)を中心とする回転面を内面に有する前記ホルダー(12)とからなり、
前記浸漬ノズル押付け装置(14)の作動により前記浸漬ノズル(10)を上方へ押付けすると共に、前記駆動機構(26)の作動により前記浸漬ノズル(10)の中心軸Ｐを中心として左右に旋回するように構成したことを特徴とする請求項１記載のスラブ連続鋳造用装置。
【請求項３】
前記吐出方向を変更させるための前記駆動機構(26)は、方向を変更するための力を加える駆動装置(25)と、前記駆動装置(25)からの力を前記吐出方向変更可能な浸漬ノズル保持機構(50)に伝える伝達部(40)からなることを特徴とする請求項１または２記載のスラブ連続鋳造用装置。
【請求項４】
前記浸漬ノズル(10)の上面(10a)は前記スライドバルブ装置(8)の下方に位置する下ノズル(9)の下面(9a)に摺接、または前記スライドバルブ装置(8)の一部を構成する下プレート(5c)の下面に摺接していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスラブ連続鋳造用装置。