(57)【要約】【課題】蓄圧タンクをガス供給管と並列に配管することにより、ガス供給源を切り離した際にも蓄圧タンクからガスを少量づつ長時間にわたって流し、溶融金属の浸透を防ぐ。【解決手段】蓄圧式ボンベを有するガス吹込み装置を備えたスライディングノズルであって、前記蓄圧式ガス吹込み装置（３３）は、独立したガス供給源からガス吹込みプラグを介してガス吹込みを行う主配管と、前記主配管から供給されるガスを蓄圧する機能を有する蓄圧ボンベ（２４）と、前記主配管を通してガス吹込みの開始時に、または前記ガス吹込み中に、前記蓄圧ボンベ（２４）にガスを蓄圧し、前記主配管を通してガス吹込みの終了時に、前記蓄圧ボンベ（２４）に蓄圧されたガスのガス吹込みが可能な機能を有する制御部（３３）とを備える。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄圧式ボンベを有するガス吹込み装置を備えたスライディングノズルであって、
前記蓄圧式ガス吹込み装置（３３）は、独立したガス供給源からガス吹込みプラグを介してガス吹込みを行う主配管と、
前記主配管から供給されるガスを蓄圧する機能を有する蓄圧ボンベ（２４）と、
前記主配管を通してガス吹込みの開始時に、または前記ガス吹込み中に、前記蓄圧ボンベ（２４）にガスを蓄圧し、前記主配管を通してガス吹込みの終了時に、前記蓄圧ボンベ（２４）に蓄圧されたガスのガス吹込みが可能な機能を有する制御部（３３）と、を備える。
【請求項２】
前記蓄圧式ボンベ（２４）を有するガス吹込み装置は、前記スライディングノズル（３２）に脱着可能に設けられてい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。
【請求項３】
前記蓄圧式ボンベ（２４）を有するガス吹込み装置は、取鍋の底部又は側面に取付けられていることを特徴とする請求項１、又は２に記載のスライディングノズル。
【請求項４】
前記主配管には、吹込みプラグ用の方向に設けた逆止弁（１６）と、スライディングノズル用のガス吹込開閉弁（１４）とが備えられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスライディングノズル。
【請求項５】
前記制御部（１５）は、前記主配管と前記蓄圧ボンベ（２４）に接続した配管を備え、前記配管には、少なくとも吹き込みプラグ方向へのガス流れのみを許容する第１逆止弁（２１）と、前記第１逆止弁（２１）に続いて減圧弁とを備えたことを特徴とする請求項１〜４に記載のスライディングノズル。
【請求項６】
更に、前記減圧弁（２１）に続いて圧力計（１９）と流量計（１８）を前記ガス吹込みプラグ方向に備えたことを特徴とする請求項５に記載のスライディングノズル。
【請求項７】
更に、前記圧力計（１９）と流量計（１８）とに続いて、流量調節弁（１７）と第２の逆止弁（１６）とを備えた請求項６記載のスライディングノズル。
【請求項８】
前記スライディングノズルが、溶鋼、溶銑、溶銅、溶融アルミニウムなどの溶融金属であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のスライディングノズルのガス吹き込み装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スライディングノズルのポーラスプラグを通して底吹きするガスを供給する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノズル内での溶鋼の凝固防止、溶鋼中の介在物の減少、ノズルの閉塞防止を目的として、スライディングノズル（以下ＳＮと略す）に設けられたガス吹込み口から溶鋼内に不活性ガスを吹き込む方法が実施されている。
【０００３】
上記ガスを吹き込む方法について図２（ａ）、および図２（ｂ）を用いて説明する。図２（ａ）に示したＳＮ５０は、例えば、溶鋼等を鋳造する際の取鍋の底部に溶鋼流量を調節するために設けられる。
【０００４】
ＳＮ５０は、耐火物で構成され、溶鋼を流すため中央部にほぼ円錐状の開口部を有する上ノズル５１を備えている。上ノズル５１は、上ノズル内での溶鋼の凝固、溶鋼中の介在物の浮上とを防止するために、ほぼ中央部の円錐状開口部を囲むように、円周に形成された上ノズルポーラス部５６を備えている。また、上ノズル５１は、ポーラス部５６にガスを導通できるように、上ノズルポーラス部５６から外部に至る導管部５９を有している。
【０００５】
上ノズル５１の下側には、耐火物で構成され、溶鋼を流すため中央部にほぼ円柱状の開口部を有する固定板５２を備えている。固定板５２は、ノズル閉塞防止と溶鋼の凝固防止のために、ほぼ中央部に円柱状の開口部を囲むように円周に形成された固定板ポーラス部５７を備えている。固定板５２は、また、固定板ポーラス部５７にガスが導通できるように、固定板ポーラス部５７から外部に至る導管部６０を備えている。
【０００６】
固定板５２の下側には、耐火物で構成され、溶鋼を流すため左側にほぼ円柱状の開口部６２と、右側上面に開口部６２とほぼ同じ直径で円形状に設けられたポーラス部５８を有するスライド板５３を備える。このポーラス部５８は、ノズル内での溶鋼の凝固防止のために設けるものである。
【０００７】
さらに、スライド板５３は、ポーラス部にガスが導通できるように、固定板５２のポーラス部５８から外部に至る導管部６１を有している。スライド板５３は、図面では、左右に摺動可能になっており、上ノズル５１の開口部、固定板５２の開口部、スライド板５３の開口部６２が連通した状態で溶鋼が流される。
【０００８】
スライド板５３の下側には、耐火物で構成され溶鋼を流すため中央部にほぼ円柱状の開口部を有した下ノズル５５を備えている。下ノズル５５から溶鋼が排出される。なお、下ノズル５５には、溶鋼に浸漬されるロングノズルが接続される場合もある。
【０００９】
図２（ｂ）は、スライド板をずらして開口部６２が連通しない閉の状態とし、ポーラス部からガスを流している状態である。図２（ｂ）には、上ノズル５１のポーラス部５６は図示していない。通常、ＳＮからの溶鋼内へのガスの吹き込みは、目的に応じて上ノズル５１、固定板５２およびスライド板５３に設けられたポーラスレンガのうちのいずれか又はそれらの組合わせで行われる。
【００１０】
ガス吹込み時期は目的によって鋳込開始までと鋳込中とに分けられる。前者は固定板５２とスライド板５３から、後者は上ノズル５１と固定板５２からである。例えば、固定板５２およびスライド板５３の右側上面に設けられたポーラス部５８から、導管部６１を通じてＡｒガスを適量ノズル内に流すことによって、Ａｒガス６３を溶鋼内に吹き込み、溶鋼の凝固を防止することができる。
【００１１】
ところで、このような方法では、ガス供給源と切り離したさいには、ガスが供給されないので、溶鋼の凝固を来たす等のトラブルがあった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題を解決するためのもので、蓄圧タンクをガス供給管と並列に配管することにより、ガス供給源を切り離した際にも蓄圧タンクからガスを少量づつ長時間にわたって流し、溶融金属の浸透を防ぐことを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の第１の態様は、蓄圧式ボンベを有するガス吹込み装置を備えたスライディングノズルであって、
前記蓄圧式ガス吹込み装置（３３）は、独立したガス供給源からガス吹込みプラグを介してガス吹込みを行う主配管と、
前記主配管から供給されるガスを蓄圧する機能を有する蓄圧ボンベ（２４）と、
前記主配管を通してガス吹込みの開始時に、または前記ガス吹込み中に、前記蓄圧ボンベ（２４）にガスを蓄圧し、前記主配管を通してガス吹込みの終了時に、前記蓄圧ボンベ（２４）に蓄圧されたガスのガス吹込みが可能な機能を有する制御部（３３）とを備える。
【００１４】
本発明の第２の態様は、前記蓄圧式ボンベ（２４）を有するガス吹込み装置は、前記スライディングノズル（３２）に脱着可能に設けられていることを特徴とするスライディングノズルである。
【００１５】
本発明の第３の態様は、前記蓄圧式ボンベ（２４）を有するガス吹込み装置は、取鍋の底部又は側面に取付けられていることを特徴とするスライディングノズルである。
【００１６】
本発明の第４の態様は、前記主配管には、吹込みプラグ用の方向に設けた逆止弁（１６）と、スライディングノズル用のガス吹込開閉弁（１４）とが備えられていることを特徴とするスライディングノズルである。
【００１７】
本発明の第５の態様は、前記制御部（１５）は、前記主配管と前記蓄圧ボンベ（２４）に接続した配管を備え、前記配管には、少なくとも吹き込みプラグ方向へのガス流れのみを許容する第１逆止弁（２１）と、前記第１逆止弁（２１）に続いて減圧弁とを備えたことを特徴とするスライディングノズルである。
【００１８】
本発明の第６の態様は、更に、前記減圧弁（２１）に続いて圧力計（１９）と流量計（１８）を前記ガス吹込みプラグ方向に備えたことを特徴とするスライディングノズルである。
【００１９】
本発明の第７の態様は、更に、前記圧力計（１９）と流量計（１８）とに続いて、流量調節弁（１７）と第２の逆止弁（１６）とを備えた請求項６記載のスライディングノズルである。
【００２０】
本発明の第８の態様は、前記スライディングノズルが、溶鋼、溶銑、溶銅、溶融アルミニウムなどの溶融金属であることを特徴とするスライディングノズルのガス吹き込み装置である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１（ａ）、図１（ｂ）を用いて説明する。図１（ａ）には、ＳＮ及びＳＮ用ガス吹込装置の概略図を示した。
【００２２】
例えば、取鍋の底に設けたＳＮは、耐火物で構成され、溶鋼を流すため中央部に円筒状の開口部を有する上ノズル１を備える。上ノズル１は、開口部を囲むように、開口部の周囲に形成された上ノズルポーラス部６を備えている。また、上ノズル１は、上ノズルポーラス部６にガスが導通できるように、上ノズルポーラス部６から外部に至る導管部（図示せず）を備えている。
【００２３】
上ノズル１の下側には、耐火物で構成され、溶鋼を流すため中央部に開口部を有する固定板２を備える。固定板２は、ほぼ中央部の円筒状開口部を囲むように円筒状に形成された固定板ポーラス部７を備えている。固定板２は、また、固定板ポーラス部７にガスが導通できるように、固定板ポーラス部７から外部に至る導管部（図示せず）を有している。
【００２４】
固定板２の下側には、耐火物で構成され、溶鋼を流すため中央部にほぼ円柱状の開口部１２と、開口部１２とほぼ同じ直径で円柱状に設けられたポーラス部８を有するスライド板３を備えている。さらに、スライド板３は、ポーラス部８にガスが導通できるように、ポーラス部８から外部に至るガス導管部１１を有している。スライド板３のポーラス部８に接続されたガス導管部１１には接続端１３が設けられている。
【００２５】
スライド板３は、例えば図面では左右に摺動可能に設けられており、上部ノズル１の開口部、固定板２の開口部、スライド板３の開口部１２が連通した状態で溶鋼が流される。
【００２６】
スライド板３の下側には、中央部にほぼ円柱状の開口部を有した下ノズル５を備えている。下ノズル５から溶鋼が排出される。なお、下ノズル５には溶鋼に浸漬されるロングノズルが接続される場合もある。
【００２７】
スライド板３のポーラス部８に接続されたガス導管部１１に設けられた接続端１３に、本発明のガス吹込装置が接続される。
【００２８】
ガス吹込装置３３は、接続端１３に接続される配管の途中に設けられた開閉バルブ１４と、ガス流量を制御する制御部１５と、安全弁２３と一体となった蓄圧タンク２４と、ガス供給原と接続させるための接続端２２とで構成されている。
【００２９】
制御部１５は、例えば、ガスの流れる方向を制御するための逆止弁２１と、ガス圧を下げるための減圧弁２０、ガス圧力を表示するための圧力計１９、ガス流量を表示するための流量計１８と、ガス流量を調整するためのニードル弁１７と、ガスの流れる方向を制御するための逆止弁１６とで構成されている。蓄圧タンク２４の安全弁２３の反対側は逆止弁２１と減圧弁２０との間で制御部１５に接続されている。
【００３０】
図１（ｂ）を用いてさらに説明する。取鍋３０が所定位置にあり、ＳＮにガスを供給するための固定配管が付近にある場合は、接続端２２にガス供給源を接続し、ガス供給管の開閉弁を開くことによってガスを吹き込むことができる。
【００３１】
ところで、取鍋３０が移動式の場合、あるいは移動する必要がある場合には、ガス供給源から切り離して取鍋３０を移動できる状態とする必要がある。そうした場合、移動中にもガスの吹き込みが停止しないようにしたものが本願発明のガス吹込み装置３３である。
【００３２】
例えば、取鍋３０の底にはガス吹込み装置３３が配置されている。ガス吹込み装置３３は、取鍋３０の底に、例えばガスを圧縮状態で蓄えるための蓄圧タンク２４と、制御部１５とを備えている。接続端２２から制御部１５へ、制御部１５から蓄圧タンク２４へ、制御部１５とスライド板ポーラス部８はそれぞれ配管３４で接続されている。
【００３３】
使用方法について図１（ａ）、図１（ｂ）を用いて以下に説明する。まず蓄圧タンク２４にガスを蓄圧する。蓄圧タンク２４は、配管により逆止弁２１と減圧弁２０の間に接続されているので、接続端２２を、ガス源である工場内に設置されたガス配管に接続すれば良い。すると、逆止弁２１を介して、ガスは蓄圧タンク２４に供給される。これにより、所定圧力のガスが蓄圧タンク２４に溜められる。
【００３４】
蓄圧タンク２４に蓄圧されるガス圧力としては、ガス源の圧力と同一又は低い範囲で適宜選択すれば良い。例えば４〜１０ｋｇｆ／ｃｍ２にできる。ただし、これに限定されるものではない。なお、ガスは減圧弁２０以降、開閉弁１４の間にも所定の圧力で蓄えられる。また、必要により例えばコンプレッサにより圧縮して必要な量のガスを蓄圧タンクに貯蔵しても良い。
【００３５】
蓄圧タンク２４に蓄圧したガスを利用するには以下のように行う。蓄圧タンク２４は、配管により逆止弁２１と減圧弁２０の間に接続されている。逆止弁２１は、ガス供給源を外したとき、ガス供給管内への大気の侵入を防止するために設けたものである。そのため、ガスは減圧弁２０の方向に流れる。減圧後のガスの圧力は圧力計１９により、流量は流量計１８により測定される。
【００３６】
ガス流量の調整はニードル弁１７によって行われる。ニードル弁の先には逆止弁１６を設ける。逆止弁１６は、ＳＮとガス吹込み装置を切り離した際、制御部１５に大気が流れ込まないようにするためのものである。このようにして、蓄圧タンク２４に蓄圧されていたガスは、減圧弁２０、二ードル弁１７、逆止弁１６、開閉バルブ１４を通して、ＳＮに供給される。
【００３７】
取鍋の移動中は一定圧力でガスを供給することが望ましい、そのため減圧弁２０を通して蓄圧タンク２４からガスを一定の圧力で供給する。これにより、蓄圧タンク２４内のガスを有効に長時間にわたってポーラス部６、７、８に供給できる。また、流量調整弁１７を設けることにより、蓄圧タンク２４内のガスを有効に長時間にわたってポーラス部６、７，８に供給することができる。
【００３８】
用いるガスは、溶融金属に対して影響を与えないガスであればいずれのガスを使用してもよい。通常、溶鋼に対しては、窒素ガス、アルゴンガスが経費の点，あるいは鋼の品質に影響を与えない点で望ましい。
【００３９】
この状態で、ガス源から切り離して取鍋３０を次工程に移送することができる。移送の際には、ガス源からＳＮヘガスを供給できない。ところが、取鍋３０をガス源から切り離して移送させても、蓄圧タンク２４からＳＮにガスが供給されるため、移送途中においてもＳＮのポーラス部８に金属溶湯が侵入することを抑え、詰まりを抑えることができる。なお、本発明のガス吹き込み装置は、すべての溶融金属に使用できるが、最も効果を発揮するのは、溶融金属が溶鋼又は溶銑である場合である。
【００４０】
従って、本実施形態では、溶解炉で溶解した金属溶湯を取鍋３０の溶湯収容室に受ける出湯工程の後において、取鍋３０内の金属溶湯３１を収容したまま、金属溶湯に対して２次精錬する取鍋精錬工程、取鍋精錬後の金属溶湯に吸蔵されているガスを脱ガスする脱ガス工程、取鍋３０の金属溶湯３１を連続鋳造機のタンデイシュ注湯して、連続鋳造機で連続鋳造する連続鋳造工程等の各工程で実施できる。
【００４１】
そして、取鍋精錬工程、脱ガス工程、連続鋳造工程といった各工程を実施する工場内のステーションに、それぞれ設置されているガス源に接続端２２をその都度接続することにより、ガス源から蓄圧タンク２４にガスを蓄圧する蓄圧操作が自動的に実施できる。
【００４２】
その他、本発明は、上記しかつ図面に示す実施形態にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて適宜変更できるものである。例えば、ポーラス部は貫通孔であっても良い。また、本発明はタンデイッシュに適用できることはもちろんである。
【００４３】
【実施例】
図１（ａ）、図１（ｂ）に示したように、取鍋３０の底に設けたＳＮに接続端１３を介して、本発明のガス吹き込み装置３３を取り付け、ＳＮの使用回数を１か月にわたって調べた。ＳＮポーラス部は、ポーラス部８の（寸法が外形φ６０ｍｍで、材質をハイアルミナ質とした。
【００４４】
溶融金属は溶鋼であり、取鍋内の溶鋼の探さは約２ｍで、溶鋼の静圧は約１２Ｎ／ｃｍ２である。これに対して、ガスの元圧は１００Ｎ／ｃｍ２であり、蓄圧タンク容量は３８ｌである。蓄圧タンクからのガスは、２Ｎ／ｃｍ２に減圧してから１０ｌ／ｍｉｎの割合で流した。鋳造終了から排滓までの時間は、約２０分であった。
【００４５】
調査の結果、本発明のガスの吹き込み装置を使用した場合、ＳＮは５キャストの繰り返し使用ができた。これに対して、従来の装置では、繰り返し使用回数は３キャストを超えなかった。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように、ＳＮガスの供給管と本発明のガス供給設備を設け、通常操業では供給管を用いてガスを供給するが、終了後は充分に蓄圧した蓄圧タンクからガスを供給する。蓄圧時には、必要な圧力まで高めることができ、蓄圧タンクからのガス流量を微調整できるので、長時間にわたってガスを供給し続けることかできるので、溶融金属がポーラス部の通気細孔に漫透することを防ぐことができる。これにより、ポーラス部を取り替えることなく繰り返し使用することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス吹込み装置を取付けたＳＮの概略図である。
【図２】従来のガス供給管を備えたＳＮの概略図である。
【符号の説明】
１  上ノズル
２  固定板
３  スライド板
５  下ノズル
６  上ノズルポーラス部
７  固定板ポーラス部
８  スライド板ポーラス部
１１  スライド板ガス導管部
１２  開口部
１３  接続端
１４  開閉バルブ
１５  制御部
１６  逆止弁
１７  ニードル弁
１８  流量計
１９  圧力計
２０  減圧弁
２１  逆止弁
２２  接続端
２３  安全弁
２４  蓄圧タンク
３０  取鍋
３１  溶湯
３２  ＳＮ（スライディングノズル）
３３  ガス吹込み装置
３４  配管
５０  ＳＮ（スライディングノズル）
５１  上ノズル
５２  固定板
５３  スライド板
５５  下ノズル
５６  上ノズルポーラス部
５７  固定板ポーラス部
５８  スライド板ポーラス部
５９  上ノズルガス導管部
６０  固定板ガス導管部
６１  スライド板ガス導管部
６２  開口部
【図１】
2004223575.tif 000002
【図２】
2004223575.tif 000003