(57)【要約】【課題】スライディングノズル用プレートにおいて、溶損の激しい箇所を経済的で問題を解決可能な形状に形成し、耐久性を延ばすことにより長期的にコスト削減を図ることを目的とする。【解決手段】溶鋼の注湯量を制御するためのノズル孔を有したスライディングノズル用プレートであって、ノズル孔の中心位置をＸ、プレートのストロークをＳ、プレート全閉位置をＹ、最大ノズル孔径をａ、としたとき、上記ノズル孔中心Ｘとした半径ｄ１を最大ノズル孔径ａの１．５倍の長さとし、この仮想円上からプレートの最も近い端までの距離ｄ３を最大ノズル孔径ａの０．５倍の長さとし、更にプレート全閉位置Ｙからプレートの最も近い端までの距離ｄ２を最大ノズル孔径ａの長さとし、且つプレートの長短辺方向の外寸法公差を±２０ｍｍとする。【効果】プレートを溶鋼の漏れを起さない範囲で、経済的な形状にさせたので、スライド方向に耐久性を持たることができる。【選択図】        図１
2004174582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶鋼容器の底部に装着され、溶鋼の注湯量を制御するためのノズル孔を有したスライディングノズル用プレートであって、
上記ノズル孔の中心位置をＸ、
上記スライディングノズル用プレートのストロークをＳ、
上記スライディングノズル用プレート全閉位置をＹ、
ＳＮ機器設計上の使用可能な最大ノズル孔径をａ、  としたとき、
上記ノズル孔中心をＸとした半径ｄ１を最大ノズル孔径ａの１．５倍の長さとして、
この仮想円上からプレートの最も近い端までの距離ｄ３を最大ノズル孔径ａの０．５倍の長さとし、
更にプレート全閉位置Ｙからプレートの最も近い端までの距離ｄ２を最大ノズル孔径ａと同等の長さとし、
且つ、プレートの長短辺方向の外寸法公差を±２０ｍｍとしたことを特徴とするスライディングノズル用プレート。
【請求項２】
上記プレートの外形を多角形とすることを特徴とする請求項１に記載のスライディングノズル用プレート。
【請求項３】
位置Ｘを中心とする半径ｄ１（最大ノズル孔径ａの１．５倍の長さ）の仮想円を内接円とする正８角形の線分長さの３片を上記プレートの外形の一部に使用し、位置Ｙを中心とする半径ｄ２（最大ノズル孔径ａと等しい長さ）の仮想円を内接円とする正８角形の３片を上記プレートの外形の一部とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスライディングノズル用プレート。
【請求項４】
前記多角形状の各角部を、円弧で置き換えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のスライディングノズル用プレート。
【請求項５】
前記ノズル孔周囲の厚さを、他の部分の板厚より厚くすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のスライディングノズル用プレート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、取鍋やタンディッシュのような溶鋼容器の底部に装着され、摺動プレートをスライドさせて固定プレートとのノズル孔の開口度を調節し、溶鋼等の注湯量を制御するためのスライディングノズル用プレートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スライディングノズル装置は、転炉から出鋼された溶鋼を受けて運搬したり、鋳型に注入したりする取鍋や、取鍋から溶鋼を受けて鋳型に注入するタンディッシュ等の湯量調節の装置として広く使用されている。
【０００３】
一般に使用されているスライディングノズル装置は、取鍋の底部に装着された基盤に取鍋からの上ノズルを受けて固定プレートが固定され、その下にスライド可能な摺動プレートが固定プレートに圧着するように挿着されて金枠内に格納される２枚プレート方式のものである。
【０００４】
また固定プレートと摺動プレートは、圧着面からの溶鋼の漏れを防ぐために金枠の外部より面圧が相互に加わる機構を備えている。固定プレートにはノズル孔が開けられ、上ノズルと整合する位置で金枠に固定されている。また摺動プレートは金枠内の対面にスライド面を備え、スライド方向が決定されている。摺動プレートの端部はピンジョイントで連結され、操作ロッドとカムを介して、油圧シリンダーなどを使用して遠隔操作でスライディングさせる方法としている。
【０００５】
このような構成のスライディングノズル装置の固定プレート及び摺動プレートは、高温の溶鋼の通過により溶損し、溶鋼等の漏洩するおそれがあるため消耗品的に取扱われている。しかしこれらの固定プレート及び摺動プレートは高価な耐火物からなっているため形状や構造に研究を余儀なくされていた。そこで先行技術として特許第３２４７９４１号（スライディングノズル用プレート）が考え出されている。
【０００６】
操業経験から、溶鋼漏れは、そのほとんどがノズル孔の半開位置で発生し、ノズル孔の全閉位置では殆ど起こらない。これは半開位置では溶鋼の通過流量をコントロールする機能が必要であるのに対して、全閉位置では単に溶鋼の流れを停止するだけの機能があれば良いためである。即ち半開位置での流量調整時では溶鋼が流れる際のプレート触突面や溶鋼の通過方向の変換部が溶損の激しい箇所となっている。
【０００７】
特許第３２４７９４１号では図９に示すように、溶損の激しい箇所において経験上の余肉率を勘案してノズル中心Ｘ１より長辺方向にノズル孔直径ａ１の略１．５倍の長さｄ４と、ノズル孔直径ａ１の略３倍の長さｄ５を持った１０角形のスライディングノズル用プレートを特徴としたものである。しかしこの多角形プレート２２は一般に長辺方向のノズル孔に対して溶損が激しく、耐久性においてノズル孔直径ａ１の略１．５倍の長さｄ４では課題があることが明らかとなった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来発明の課題の理由を述べると、図１０ａにより、スライディングノズル用の固定プレート２６と摺動プレート２７が全開状態の正面図として模式的に示されている。また矢印は面圧機構の圧着方向を示している。
そこで図１０ａに於て、摺動プレート２７のスライド操作により固定プレート２６との偏心距離ｂが大きくなると面圧機構の圧着力に偏心作用が加わり、傾きが生じ、隙間２８が発生し易い。この状態は固定プレート２６と摺動プレート２７が最大にズレた場合のノズル孔が全開時に顕著に現れる。
【０００９】
図１０ｂは、ノズル孔が全開状態の固定プレート２６と摺動プレート２７を右側面図として模式的に示したものである。また３２は面圧機構に装備されたスプリングを示し、矢印は面圧機構の圧着方向を示している。
そこで図１０ｂに於て、固定プレート２６と摺動プレート２７は面圧機構の圧着力で密着されるが、面圧機構はプレート２６、２７の外側で加圧されるので短辺幅が長いと固定プレート２６と摺動プレート２７とが楕円状の弓反り状態となり隙間２９が発生し易い。
【００１０】
図１０ａ、図１０ｂに於て、発生した隙間２８、２９は鋳造中に多大な影響を及ぼす。即ち鋳造中の溶鋼は隙間２８、２９より外部エアーＲを取込む作用があるためプレートの周囲の酸化を早めてしまい、損傷を激しくさせ、著しく寿命を低下させる原因にもなっている。したがって上記図９における長さｄ４の数値が極めて重要であることが証明されたのである。
【００１１】
上記図１０ａ、図１０ｂにおける課題に鑑み本発明は、スライディングノズル用プレートの形状による著しい溶損部を解決可能な形状に形成することで、耐久性を延ばすことにより長期的なコスト削減を図ることを目的としたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨とするところは、溶鋼容器の底部に装着され、溶鋼の注湯量を制御するためのノズル孔を有したスライディングノズル用プレートであって、
上記ノズル孔の中心位置をＸ、
上記スライディングノズル用プレートのストロークをＳ、
上記スライディングノズル用プレート全閉位置をＹ、
ＳＮ機器設計上の使用可能な最大ノズル孔径をａ、  としたとき、
上記ノズル孔中心をＸとした半径ｄ１を最大ノズル孔径ａの１．５倍の長さとして、
この仮想円上からプレートの最も近い端までの距離ｄ３を最大ノズル孔径ａの０．５倍の長さとし、
更にプレート全閉位置Ｙからプレートの最も近い端までの距離ｄ２を最大ノズル孔径ａと同等の長さとし、
且つ、プレートの長短方向の外寸法公差を±２０ｍｍとしたことを特徴とするスライディングノズル用プレートに関し、更に上記プレートの外形を多角形とすることを特徴とするスライディングノズル用プレートに関し、及び位置Ｘを中心とする半径ｄ１（最大ノズル孔径ａの１．５倍の長さ）の仮想円を内接円とする正８角形の線分長さの３片を上記プレートの外形の一部に使用し、位置Ｙを中心とする半径ｄ２（最大ノズル孔径ａと等しい長さ）の仮想円を内接円とする正８角形の３片を上記プレートの外形の一部とするスライディングノズル用プレートに関し、並びに前記多角形状の各角部を、円弧で置き換えるスライディングノズル用プレート関し、並びに前記ノズル孔周囲の厚さを、他の部分の板厚より厚くするスライディングノズル用プレートに関するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に於て、多角形プレート１に設けられたノズル孔６の中心位置をＸ、最大ノズル孔６の直径をａとし、Ｘを中心とした半径ｄ１の仮想円上から多角形プレート１の最も近い端までの距離をｄ３、ノズル孔６の中心位置Ｘから多角形プレート１の摺動距離をＳ（ストロークをＳ）だけ隔てた位置をＹとし、この位置Ｙから多角形プレート１の最も近い端までの距離ｄ２としたとき、
多角形プレート１の形状は、ｄ１を最大ノズル孔径ａの１．５倍の長さ、ｄ２を最大ノズル孔径ａと同等の長さ、ｄ３を最大ノズル孔径ａの０．５倍の長さ、ストロークＳを最大ノズル孔径ａの２倍の長さに安全代βを加えた長さとする。またノズル孔の中心位置Ｘからのプレート端までの寸法公差は±２０ｍｍとする。
【００１４】
図１に於て、更に詳しく多角形プレート１を説明すると、位置Ｘを中心にして半径ｄ１の仮想円周を内接円７とする正８角形１７の線分Ｅを位置Ｘから距離ｄ１＋ｄ３の位置に取り、さらに正８角形１７の対面２片の線分Ｆの位置より線分Ｅに向かって直線Ａ、Ｂを結ぶ。また位置Ｙを中心にして最大ノズル孔径ａを半径とした仮想円周を内接円７ａとする正８角形１７ａの３片の線分Ｇと前記の線分Ｆとを直線Ｃ、Ｄで結んだ１０角形の多角形プレート１の形状となる。
【００１５】
図２に於て、多角形プレート１の片面には摺動をスムーズにし、密着性を維持し、漏洩を防ぐためにセラミックシートまたはアルミニウムシートでできたシート薄板９が貼着される。また多角形プレート１の高温による変形や亀裂を保護するため外形を環装させた鉄製バンド１０が固縛される。そしてそれらが装備された固定プレート２と摺動プレート３としてスライディングノズル装置の設置場所へ夫々配設される。尚スライディングノズル装置への挿着の説明は後述とする。
【００１６】
また、一般に固定プレート２と摺動プレート３は消耗品のメンテナンス性を考慮して同一の形状で構成されることが好ましいが、必ずしも同一形状を限定するものではない。
【００１７】
図２に於て、プレート２、３は１０角形としたがプレートが固定できる範囲で、任意の形状としても良く、多角形の夫々の角部を円弧８で置き換えても構わない。
【００１８】
図３に於て、プレート２、３の厚さは略一定としているがノズル孔周囲部２３の板厚を他の部分より厚くする構造としても良い。その結果のズル孔６、６ａが補強され、上下ノズルへの嵌合が容易となり、外れ難い形状とさせることができる。
【００１９】
図４に於て、スライディングノズル装置３０にプレート２、３が取付けられた状態で摺動プレート３の摺動作用を模式図で説明すると、固定プレート２は取鍋１１の底部１２に固着された固定金枠１３に嵌着されている。また摺動プレート３は摺動金枠１４に嵌着され、摺動金枠１４の端部２４にピンジョイント１５で連結され、遠隔操作ロッド１６でスライド方向αに摺動させられる。取鍋１１の底部１２には上ノズル４が固着され、上ノズル４にはノズル孔２５が穿設されている。固定プレート２は、ノズル孔６と整合する位置でプレートと略同形の逆凹型の固定金枠１３に設置されている。また同様に摺動プレート３は、ノズル孔６ａと下ノズル５やジョイント３１のノズル孔２５ａとが整合する位置で摺動プレートと略同形の凹型の摺動金枠１４に設置されている。
【００２０】
また図４に於て、スライディングノズル装置３０の全開位置では固定プレート２のノズル孔６と摺動プレート３のノズル孔６ａとが整合しており、全く流量抵抗無く、取鍋からタンディシュなどへ溶鋼Ｗを流すことができ溶鋼の流速による各部の損傷は発生しない。
【００２１】
図５に於て、プレート２、３が半開状態を説明すると、遠隔操作ロッド１６を介して、摺動プレート３を方向αにスライドさせると、摺動プレート３のノズル孔６ａが固定プレート２のノズル孔６に対しスライド方向へズレ、ノズル孔６が閉塞し始める。溶鋼Ｗは摺動プレート３の閉塞部１８に触突して向きを変え、摺動プレート３のノズル孔６ａの開口部１９へ向かって進行していく。溶鋼Ｗの流量はこのノズル孔６、６ａの開口部１９で決定され、溶鋼Ｗの流速はこの開口部１９で速度を増ていく。溶鋼Ｗは固定プレート２の端部２０と摺動プレート３の端部２０ａの方向へ屈曲して、固定プレート２の端部２０に略円弧状の溶損部２１と摺動プレート３の端部２０ａに略円弧状の溶損部２１ａとして多く損傷を与える。
【００２２】
そこで、摺動プレート３の端部２０ａの溶損発生部を改善するものとして、図１に示すように、スライド方向αに対しストロークＳを最大ノズル孔径ａの２倍（Ｓ＝２ａ＋β）にした構造と同様にｄ１＋ｄ３の距離を経験的な数値として最大ノズル孔径ａの２倍の長さとするものである。尚βは安全代を示す。
【００２３】
図６に於て、取鍋の底部より眺めたプレート２、３のスライド状態と溶損状態を模式図で説明すると、固定プレート２に摺動プレート３が圧着され、方向αに摺動プレート３がスライドし、ノズル孔６、６ａとが半開状態を示している。
【００２４】
溶鋼は固定プレート２の端部２０に略円弧状の溶損部２１と摺動プレート３の端部２０ａに略円弧状の溶損部２１ａを形成する。この溶損部２１ａは摺動プレート３の端部の方がより発生し易く、スライド方向αに対し徐々に大きい円弧として形成される。
【００２５】
続いて図７に於て、プレート２、３が全閉状態を説明すると、更に遠隔操作ロッド１６が押動されると、摺動プレート３が更に方向αへ移動し、固定プレート２のノズル孔６を完全に閉塞させる。溶鋼Ｗの流速は完全に停止され、この状態において溶鋼漏れの発生は摺動プレート３の面圧装置に左右されるものとなる。
【００２６】
図８に於て、取鍋の底部より眺めたプレート２、３のスライド状態と溶損状態を模式図で説明すると、溶鋼は摺動プレート３でノズル孔６が密閉され、完全に閉鎖されることにより遮断される。固定プレート２のノズル孔溶損部２１が摺動プレート３のノズル孔溶損部２１ａ付近まで進行すると交換時期となる。図１により、この摺動プレート３のノズル孔位置Ｘまでの進行距離は、スライディングノズル装置１のストロークＳのスライド量を意味し、Ｓ＝２ａ＋βとしている。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１により、本発明のスライディングノズル用プレートは著しい溶損部を解決可能な形状にさせたので、スライド方向に耐久性を持たせることができ、外部エアーの吸い込みがなくなり、経済的な面で長期的にコスト削減を図ることができる。
【００２８】
請求項２により、本発明のプレートはスライディングノズル装置への固定が容易となり、安定した作業が可能となる。
【００２９】
請求項３により、本発明のプレートは多角形の直線片を利用することができ、スライディングノズル装置へのプレート固定が容易となり、安定した作業が可能となる。
【００３０】
請求項４により、本発明のプレートは溶鋼の漏れを起さない範囲で、経済的な形状とさせることができる。
【００３１】
請求項５により、本発明のプレートは上下ノズルへの嵌合が容易となり、外れ難い形状とさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１０角形状のプレートを示す平面図である。
【図２】本発明のプレートの全開状態を示す参考平面図である。
【図３】本発明のプレートの図２におけるＺ−Ｚ線断面図である。
【図４】本発明のスライディングノズル装置に挿着されたプレートの全開状態を正面側より示した要部断面図である。
【図５】本発明のスライディングノズル装置に挿着されたプレートの半開作動状態を正面側より示した要部断面図である。
【図６】本発明のプレートの半開作動状態を示した参考平面図である。
【図７】本発明のスライディングノズル装置に挿着されたプレートの全閉作動状態を正面側より示した要部断面図である。
【図８】本発明のプレートの全閉作動状態を示した参考平面図である。
【図９】従来の１０角形状のプレートを示す参考平面図である。
【図１０】ａ  従来のプレートの隙間発生状態を正面側より模式的に示した説明図である。
ｂ  従来のプレートの隙間発生状態を右側面側より模式的に示した説明図である。
【符号の説明】
１  多角形プレート
２  固定プレート
３  摺動プレート
４  上ノズル
５  下ノズル
６  ノズル孔
６ａノズル孔
７  内接円
７ａ内接円
８  円弧
９  シート薄板
１０  鉄製バンド
１１  取鍋
１２  底部
１３  固定金枠
１４  摺動金枠
１５  ピンジョイント
１６  操作ロッド
１７  ８角形
１７ａ８角形
１８  閉塞部
１９  開口部
２０  端部
２０ａ端部
２１  溶損部
２１ａ溶損部
２２  多角形プレート
２３  ノズル孔周囲部
２４  端部
２５  ノズル孔
２５ａノズル孔
２６  固定プレート
２７  摺動プレート
２８  隙間
２９  隙間
３０  スライディングノズル装置
３１  ジョイント
３２  スプリング
ａ  ノズル孔直径
ａ１  ノズル孔直径
ｂ  偏心距離
ｄ１    中心Ｘとした半径
ｄ２  中心Ｙとした半径
ｄ３  距離
ｄ４  長さ
ｄ５  長さ
Ａ  線分
Ｂ  線分
Ｃ  線分
Ｄ  線分
Ｅ  線分
Ｆ  線分
Ｇ  線分
Ｓ  ストローク
Ｒ  外部エアー
Ｗ  溶鋼
Ｘ  位置
Ｘ１  位置
Ｙ  位置
α  方向
β  安全代
【図１】
2004174582.tif 000003
【図２】
2004174582.tif 000004
【図３】
2004174582.tif 000005
【図４】
2004174582.tif 000006
【図５】
2004174582.tif 000007
【図６】
2004174582.tif 000008
【図７】
2004174582.tif 000009
【図８】
2004174582.tif 000010
【図９】
2004174582.tif 000011
【図１０】
2004174582.tif 000012