(57)【要約】【課題】ノズル本体の縦方向の割れや溶鋼漏れを防止し得る連続鋳造用浸漬ノズルの提供。【解決手段】耐スポール性に優れた耐火物からなり、上面に嵌合凹部３を設けたノズル本体１と、耐食性に優れた耐火物からなり、下面に突設した嵌合凸部６をノズル本体の嵌合凹部に嵌合してノズル本体に接合され、上面にストッパー・ロッドの下端部が係合される円錐面状のロッドシート７を形成したシート部材４とを備え、鋳造用容器の底部に上方から挿着される連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、前記ノズル本体とシート部材との嵌合部分における周面の上下端を結ぶ直線とノズル本体、シート部材の軸線とのなす角度が２３°以上４５°未満で、周面の上下端の間隔が２０〜４０ｍｍである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐スポール性に優れた耐火物からなり、上面に嵌合凹部を形成したノズル本体と、耐食性に優れた耐火物からなり、下面に突設した嵌合凸部をノズル本体の嵌合凹部に嵌合してノズル本体に接合され、上面にストッパー・ロッドの下端部が係合される円錐面状のロッドシートを形成したシート部材とを備え、鋳造用容器の底部に上方から挿着される連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、前記ノズル本体とシート部材との嵌合部分における周面の上下端を結ぶ直線とノズル本体、シート部材の軸線とのなす角度が２３°以上４５°未満で、周面の上下端の間隔が２０〜４０ｍｍであることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項２】
前記ノズル本体のノズル孔の孔径がシート部材のノズル孔の孔径の１．３〜２．０倍であることを特徴とする請求項１記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項３】
前記ノズル本体のノズル孔が上部ストレート部、上部ストレート部に連なってテーパ角度１０〜３０°で下方へ拡径するテーパ部及びテーパ部に連なる下部ストレート部からなり、ノズル本体のノズル孔における上部ストレート部の孔径がシート部材のノズル孔の孔径の１．１〜１．３倍であり、ノズル本体のノズル孔における下部ストレート部の孔径が上部ストレート部の孔径の１．５〜１．９倍であることを特徴とする請求項１記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンディッシュ等の鋳造用容器の底部に上方から挿着され、ストッパー・ロッドの下端部の係脱によって開閉される連続鋳造用浸漬ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の連続鋳造用浸漬ノズルとしては、アルミナ−グラファイト（Ａｌ２Ｏ２−Ｃ）質等の耐スポール性に優れた耐火物からなり、上面に嵌合凹部を形成したノズル本体と、ストッパー・ロッドの係合時の衝撃や溶鋼によるノズル孔上端部の損耗を防止するため、ジルコニア質等の耐食性に優れた耐火物からなり、下面に突設した嵌合凸部をノズル本体の嵌合凹部に嵌合してノズル本体に接合され、上面にストッパー・ロッドの下端部が係合されるラッパ状のロッドシートを形成したシート部材とを備え、鋳造用容器としてのタンディッシュの底部に上方から挿着されるものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−００５９４２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の連続鋳造用浸漬ノズルでは、ノズル本体とシート部材との熱膨張差によって、ノズル本体におけるシート部材との接合部に押し割りによる横（径）方向の亀裂が発生し、この亀裂から漏鋼を起こすのを防止するため、ノズル本体とシート部材との接合面を含む領域の外周部に鉄皮を嵌着しているものの、依然として、ノズル本体におけるシート部材との接合部に縦（軸）方向の割れが発生したり、ノズル本体とシート部材との接合界面からの漏鋼が発生する不具合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、ノズル本体の縦方向の割れや溶鋼漏れを防止し得る連続鋳造用浸漬ノズルの提供を主課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の第１の連続鋳造用浸漬ノズルは、耐スポール性に優れた耐火物からなり、上面に嵌合凹部を形成したノズル本体と、耐食性に優れた耐火物からなり、下面に突設した嵌合凸部をノズル本体の嵌合凹部に嵌合してノズル本体に接合され、上面にストッパー・ロッドの下端部が係合される円錐面状のロッドシートを形成したシート部材とを備え、鋳造用容器の底部に上方から挿着される連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、前記ノズル本体とシート部材との嵌合部分における周面の上下端を結ぶ直線とノズル本体、シート部材の軸線とのなす角度が２３°以上４５°未満で、周面の上下端の間隔が２０〜４０ｍｍであることを特徴とする。
【０００７】
第２の連続鋳造用浸漬ノズルは、第１のものにおいて、前記ノズル本体のノズル孔の孔径がシート部材のノズル孔の孔径の１．３〜２．０倍であることを特徴とする。
【０００８】
又、第３の連続鋳造用浸漬ノズルは、第１のものにおいて、前記ノズル本体のノズル孔が上部ストレート部、上部ストレート部に連なってテーパ角度１０〜３０°で下方へ拡径するテーパ部及びテーパ部に連なる下部ストレート部からなり、ノズル本体のノズル孔における上部ストレート部の孔径がシート部材のノズル孔の孔径の１．１〜１．３倍であり、ノズル本体のノズル孔における下部ストレート部の孔径が上部ストレート部の孔径の１．５〜１．９倍であることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
本発明の第１の連続鋳造用浸漬ノズルにおいては、ノズル本体とシート部材との熱膨張差によってノズル本体におけるシート部材との嵌合部分に生じる応力が緩和されると共に、ノズル本体とシート部材との接合面におけるノズル孔から外周へ至る距離が長くなる。
【００１０】
ノズル本体とシート部材との嵌合部分における周面の上下端を結ぶ直線とノズル本体、シート部材の軸線とのなす角度が２３°未満で、かつ、周面の上下端の間隔（嵌合深さ）が４０ｍｍを超えると、ノズル本体とシート部材との熱膨張係数の違いによりノズル本体におけるシート部材との嵌合部分に縦方向の割れが生ずる。
一方、ノズル本体とシート部材との嵌合部分における周面の上下端を結ぶ直線とノズル本体、シート部材の軸線とのなす角度が４５°以上で、かつ、周面の上下端の間隔が２０ｍｍ未満であると、ノズル本体とシート部材との接合面の距離が短くなり、溶鋼漏れが発生し易くなる。
ノズル本体とシート部材との嵌合部分における周面の上下端の間隔は、２５〜３５ｍｍがより好ましい。
ノズル本体とシート部材との嵌合部分における周面は、一様なテーパ形状であっても、あるいは２段階以上のテーパ形状であってもよい。
【００１１】
第２の連続鋳造用浸漬ノズルにおいては、第１のものによる作用の他、ノズル本体のノズル孔内の上部における溶鋼流の滞留が低減する。
【００１２】
ノズル本体のノズル孔の孔径が、シート部材のノズル孔の孔径の１．３倍未満であると、ノズル本体のノズル孔の孔径が小さくなり、付着物により閉塞し易くなる。一方、２．０倍を超えると、ノズル本体のノズル孔内の上部とシート部材下面に囲まれた部分に溶鋼流の滞留が生じ、付着物の生成又はシート部材下面の溶損等の不具合が生じる。
【００１３】
又、第３の連続鋳造用浸漬ノズルにおいては、第１のものによる作用の他、ノズル本体のノズル孔内の上部における溶鋼流の滞留が無くなる。
【００１４】
ノズル本体のノズル孔におけるテーパ部のテーパ角度が、１０°未満であるとノズル本体のノズル孔の径小部が長くなるので、付着物により閉塞し易くなる。一方、３０°を超えると、ノズル本体のノズル孔の断面積が急激に大きくなるため、ノズル孔の下部ストレート部の上部において溶鋼が充満し難くなり、ノズル孔内の溶鋼流の流速が不均一となる。
ノズル本体のノズル孔における上部ストレート部の孔径が、シート部材のノズル孔の孔径の１．１倍未満であると、ノズル本体とシート部材とを接合する際に両者の軸線がずれると、所定量の溶鋼が流下しない不具合が生じる。一方、１．３倍を超えると、ノズル本体のノズル孔の上部とシート部材下面に囲まれた部分に溶鋼の滞留が生じ易くなる。
ノズル本体のノズル孔における下部ストレート部の孔径が、上部ストレート部の孔径の１．５倍未満であると、下部ストレート部の孔径が小さくなり、付着物により閉塞し易くなる。一方、１．９倍を超えると、下部ストレート部の外周の耐火物肉厚が薄くなり、耐久性が低下する不具合が生じる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る連続鋳造用浸漬ノズルの第１の実施の形態を示す要部の断面図である。
【００１６】
図中１は耐スポール性に優れたアルミナ−グラファイト質の耐火物からなり、軸心部にノズル孔２を設けたノズル本体で、このノズル本体１の上端部は、図示しない鋳造用容器としてのタンディッシュの底部に上方からの挿着を可能とすべく、下方に向って縮径する截頭円錐体状に設けられており、又、ノズル本体１の上面には、嵌合凹部３がノズル孔２と同軸をなして形成されている。
ここで、ノズル本体１のノズル孔２の孔径は、アルミナ介在物の付着によるノズル閉塞を低減するため、後述するシート部材のノズル孔の孔径の１．３〜２．０倍（図１においては約１．８倍）とされている。
又、ノズル本体１の嵌合凹部３の周面は、下方に向って縮径する２段階のテーパ状をなし、かつ、その上下端を結ぶ直線とノズル本体１の軸線とのなす角度が２３°以上４５°未満（図１においては２３°）とされている一方、周面の上下端の間隔（嵌合凹部の深さ）が２０〜４０ｍｍ（図１においては３０ｍｍ）程度とされている。
【００１７】
４は耐食性に優れたマグネシア安定化ジルコニア（ＺｒＯ２９５ｗｔ％以上）質の耐火物からなり、軸心部にノズル孔５を設けたシート部材で、このシート部材４は、ノズル本体１の上端部に連なる截頭円錐体状に設けられており、その下面には、嵌合凸部６がノズル孔５と同軸をなして突設され、又、上面には、図示しないストッパー・ロッドの下端部が係合される円錐面状のロッドシート７がノズル孔５と同軸をなして形成されている。
ここで、シート部材４の嵌合凸部６の周面は、ノズル本体１の嵌合凹部３と嵌合可能とすべく、下方に向って縮径する２段階のテーパ状をなし、かつ、その上下端を結ぶ直線とシート部材４の軸線とのなす角度が２３°以上４５°未満（図１においては２３°）とされている一方、周面の上下端の間隔（嵌合凸部の高さ）が２０〜４０ｍｍ（図１においては３０ｍｍ）程度とされている。
そして、ノズル本体１とシート部材４とは、嵌合凹部３と嵌合凸部６を嵌合し、かつ、両者間にモルタル８を介在させて接合されていると共に、両者の接合部分の外周に鉄皮９を同様にモルタル１０を介在させて嵌着されている。
【００１８】
上記構成の連続鋳造用浸漬ノズルを用いて鋼を連続鋳造したところ、ノズル本体１とシート部材４との熱膨張差によってノズル本体１におけるシート部材４との嵌合部分に生じる応力が緩和され、縦方向の割れを格段に低減することができ、又、ノズル本体１とシート部材４との接合面におけるノズル孔２から外周へ至る距離が長くなり、溶鋼の漏れを完全に防止でき、更に、ノズル本体１のノズル孔２の上部における溶鋼流の滞留が低減され、ノズル閉塞を減少させることができた。
【００１９】
図２は本発明に係る連続鋳造用浸漬ノズルの第２の実施の形態を示す要部の断面図である。
【００２０】
図中１１は耐スポール性に優れたアルミナ−グラファイト質の耐火物からなり、軸心部にノズル孔１２を設けたノズル本体で、このノズル本体１１の上端部は、前述したものと同様に、図示しない鋳造用容器としてのタンディッシュの底部に上方からの挿着を可能とすべく、下方に向って縮径する截頭円錐体状に設けられており、又、ノズル本体１１の上面には、嵌合凹部１３がノズル孔１２と同軸をなして形成されている。
ここで、ノズル本体１１のノズル孔１２は、嵌合凹部１３の底面中央部に開口する上部ストレート部１２ａ、上部ストレート部１２ａに連なってテーパ角度１０〜３０°（図２においては１５°）で下方へ拡径するテーパ部１２ｂ及びテーパ部１２ｂに連なる下部ストレート部１２ｃからなり、かつ、上部ストレート部１２ａの孔径が後述するシート部材のノズル孔の孔径の１．１〜１．３倍（図２においては約１．２倍）で、下部ストレート部１２ｃの孔径が上部ストレート部１２ａの孔径の１．５〜１．９倍（図２においては１．７倍）であるように設けられている。
又、ノズル本体１１の嵌合凹部１３の周面は、下方に向って縮径するストレートのテーパ状をなし、かつ、その上下端を結ぶ直線とノズル本体１１の軸線とのなす角度（テーパ角度）が２３°以上４５°未満（図２においては２３°）とされている一方、周面の上下端の間隔（嵌合凹部の深さ）が２０〜４０ｍｍ（図２においては３０ｍｍ）程度とされている。
【００２１】
１４は耐食性に優れたマグネシア安定化ジルコニア（ＺｒＯ２９５ｗｔ％以上）質の耐火物からなり、軸心部にノズル孔１４を設けたシート部材で、このシート部材１４は、ノズル本体１１の上端部に連なる截頭円錐体状に設けられており、その下面には、嵌合凸部１６がノズル孔１５と同軸をなして突設され、又、上面には、図示しないストッパー・ロッドの下端部が係合される円錐面状のロッドシート１７がノズル孔１５と同軸をなして形成されている。
ここで、シート部材１４の嵌合凸部１６の周面は、ノズル本体１１の嵌合凹部１３と嵌合可能とすべく、下方に向って縮径するストレートのテーパ状をなし、かつ、その上下端を結ぶ直線とシート部材１４の軸線とのなす角度（テーパ角度）が２３°以上４５°未満（図２においては２３°）とされている一方、周面の上下端の間隔（嵌合凸部の高さ）が２０〜４０ｍｍ（図２においては３０ｍｍ）程度とされている。
そして、ノズル本体１１とシート部材１４とは、前述したものと同様に、嵌合凹部１３と嵌合凸部１６を嵌合し、かつ、両者間にモルタル１８を介在させて接合されていると共に、両者の接合部分の外周に鉄皮１９を同様にモルタル２０を介在させて嵌着されている。
【００２２】
上記構成の連続鋳造用浸漬ノズルを用いて鋼を連続鋳造したところ、ノズル本体１１とシート部材１４との熱膨張差によってノズル本体１１におけるシート部材１４との嵌合部分に生じる応力がほぼ完全に緩和され、縦方向の割れを防止することができ、又、ノズル本体１１とシート部材１４との接合面におけるノズル孔１２から外周へ至る距離が長くなり、溶鋼の漏れを完全に防止でき、更に、ノズル本体１１のノズル孔１２の上部における溶鋼流の滞留が無くなり、ノズル閉塞を防止することができた。
【００２３】
なお、上述した両実施の形態においては、ノズル本体１，１１をアルミナ−グラファイト質の耐火物によって形成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、アルミナ−シリカ−グラファイト質、その他の耐火物によって形成するようにしてもよい。
又、シート部材４，１４は、マグネシア安定化ジルコニア（ＺｒＯ２９５ｗｔ％以上）質の耐火物によって形成する場合に限らず、他の安定化ジルコニア（安定化剤は問わない）、ハイアルミナ、その他の耐火物によって形成するようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１の連続鋳造用浸漬ノズルによれば、ノズル本体とシート部材との熱膨張差によってノズル本体におけるシート部材との嵌合部分に生じる応力が緩和されるので、ノズル本体の縦方向の割れを防止できる。
又、ノズル本体とシート部材との接合面におけるノズル孔から外周へ至る距離が長くなるので、溶鋼漏れを防止することができる。
【００２５】
第２の連続鋳造用浸漬ノズルによれば、第１のものによる作用効果の他、ノズル本体のノズル孔内の上部における溶鋼流の滞留が低減するので、アルミナ介在物の付着によるノズル閉塞を減少させることができる。
【００２６】
又、第３の連続鋳造用浸漬ノズルによれば、第１のものによる作用効果の他、ノズル孔内の上部における溶鋼流の滞留が無くなるので、アルミナ介在物の付着によるノズル閉塞を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る連続鋳造用浸漬ノズルの第１の実施の形態を示す要部の断面図である。
【図２】本発明に係る連続鋳造用浸漬ノズルの第２の実施の形態を示す要部の断面図である。
【符号の説明】
１  ノズル本体
２  ノズル孔
３  嵌合凹部
４  シート部材
５  ノズル孔
６  嵌合凸部
７  ロッドシート
１１  ノズル本体
１２  ノズル孔
１２ａ  上部ストレート部
１２ｂ  テーパ部
１２ｃ  下部ストレート部
１３  嵌合凹部
１４  シート部材
１５  ノズル孔
１６  嵌合凸部
１７  ロッドシート
【図１】
2004268112.tif 000003
【図２】
2004268112.tif 000004