(57)【要約】      （修正有） 【課題】  溶湯容器の溶融金属の流量制御のために広く用いられているスライディングノズルプレートについて、その溶融金属の排出口付近およびストップゾーンまでの範囲のプレート主要部とその外周部とを２部材で形成して、軽量化、コストダウンをはかるとともに、限りある資源を有効に使用することにある。  【解決手段】  溶融金属の流量制御のスライディングノズルプレート１の溶融金属の排出口付近およびストップゾーン４までの範囲のプレート主要部５をアルミナカーボンを主成分とする焼成耐火物で形成し、上記焼成耐火物の外側のスライディングノズルプレートの外周部６をキャスタブル耐火物で形成している。特に、外周部６のキャスタブル耐火物の５００〜８００℃の間での熱膨張がプレート主要部５のアルミナカーボン質耐火物の値の−５０〜＋５０％の範囲のものとし、プレート主要部５の側面の全周または一部に段差７を設けるようにしている。さらに段差７をプレート厚みｄに対して摺動面側から１／３〜２／３×ｄの位置に設け、その段差幅を１／１０〜１×ｄとしている。【選択図】図３
2005034883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属の流量制御のスライディングノズルプレートの溶融金属の排出口付近および
ストップゾーンまでの範囲のプレート主要部をアルミナカーボンを主成分とする焼成耐火
物で形成するとともに、
上記焼成耐火物の外側のスライディングノズルプレートの外周部をキャスタブル耐火
物で形成したことを特徴とする溶融金属用スライディングノズルプレート。
【請求項２】
スライディングノズルプレートの外周部のキャスタブル耐火物の５００〜８００℃の
間での熱膨張がプレート主要部のアルミナカーボン質耐火物の値の−５０〜＋５０％の範
囲のものとし、プレート主要部の側面の全周または一部に段差を設けた請求項１に記載の
溶融金属用スライディングノズルプレート。
【請求項３】
スライディングノズルプレートの外周部のキャスタブル耐火物とプレート主要部の側
面の全周または一部とに設けた段差をプレート厚みｄに対して摺動面側から１／３〜２／
３×ｄの位置に設け、その段差幅を１／１０〜１×ｄとした請求項１または２に記載の溶
融金属用スライディングノズルプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶湯容器の溶融金属の流量制御に用いられるスライディングノズルの一部
であるスライディングノズルプレートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、スライディングノズルプレートは、溶湯容器の溶融金属の流量制御の
ために広く用いられている。そのほとんどは、溶鋼による溶鋼流通過孔近傍およびストッ
プゾーンまでの範囲に損傷がみられ、この部分以外の損傷は極めて少ない。損傷の少ない
部分においては、高い耐食性、摩耗性は必要なく、そのために形状の小型化や形状変更が
過去から現在にわたって各種検討されている。
【０００３】
このようなスライディングノズルプレートの作製技術としては、公知のものがあり、
その一つに特開昭５８−１８８５５９号公報がある。作業中における小判型スライディン
グノズルプレートと外周部の相互のずれを防止するため、小判型スライディングノズルプ
レートに対して焼嵌め等の手段で外側にスタッドのついた金具を装着している。スタッド
を介して小判型スライディングノズルと外周を接合することにより、異材質間の接合力を
強化している。
【特許文献１】特開昭５８−１８８５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来例である特開昭５８−１８８５５９号公報の手段では、スタッドを介して
接合をするため接合強度は向上するが、キャスタブルを乾燥させた際にスタッド部分に亀
裂が入るため、実用化されていない。また、実機使用中においては、溶鋼流通過孔近傍は
鉄の溶解する温度に達すると考えられ、使用中において小判型スライディングノズルと外
周部との接合強度は低下すると考えられる。本発明は、このような事情を鑑み、小判型ス
ライディングノズルとの接合強度を向上させることが課題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記のような点に鑑みたもので、上記の課題を解決するために、溶融金属
の流量制御のスライディングノズルプレートの溶融金属の排出口付近およびストップゾー
ンまでの範囲のプレート主要部をアルミナカーボンを主成分とする焼成耐火物で形成する
とともに、上記焼成耐火物の外側のスライディングノズルプレートの外周部をキャスタブ
ル耐火物で形成したことを特徴とする溶融金属用スライディングノズルプレートを提供す
るにある。
【０００６】
また、上記スライディングノズルプレートの外周部のキャスタブル耐火物の５００〜
８００℃の間での熱膨張がプレート主要部のアルミナカーボン質耐火物の値の−５０〜＋
５０％の範囲のものとし、プレート主要部の側面の全周または一部に段差を設けた溶融金
属用スライディングノズルプレートを提供するにある。
【０００７】
またさらに、上記スライディングノズルプレートの外周部のキャスタブル耐火物とプ
レート主要部の側面の全周または一部とに設けた段差をプレート厚みｄに対して摺動面側
から１／３〜２／３×ｄの位置に設け、その段差幅を１／１０〜１×ｄとした溶融金属用
スライディングノズルプレートを提供するにある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の溶融金属用スライディングノズルプレートは、溶融金属の流量制御のスライ
ディングノズルプレートの溶融金属の排出口付近およびストップゾーンまでの範囲のプレ
ート主要部をアルミナカーボンを主成分とする焼成耐火物で形成するとともに、上記焼成
耐火物の外側のスライディングノズルプレートの外周部をキャスタブル耐火物で形成した
ので、溶融金属に接触する部分等のプレート主要部は十分に高い耐食性、耐摩擦性を有し
てスライディングノズルプレート全体として軽量化、コストダウンがはかれるとともに、
外周形状を容易に変更でき、また限りある資源を有効に使用できる。
【０００９】
また、スライディングノズルプレートの外周部のキャスタブル耐火物の５００〜８０
０℃の間での熱膨張がプレート主要部のアルミナカーボン質耐火物の値の−５０〜＋５０
％の範囲のものとし、プレート主要部の側面の全周または一部に段差を設けることによっ
て、溶融金属の流通による高温状態に対しても、プレート主要部の側面の全周または一部
に設けた段差でスライディングノズルプレートのずれ防止ができ、漏鋼の危険性を回避で
きて従来の一材質の一体成形のものと同等の耐用性を有する。
【００１０】
また、スライディングノズルプレートの外周部のキャスタブル耐火物とプレート主要
部の全周または一部とに設けた段差をプレート厚みｄに対して摺動面側から１／３〜２／
３×ｄの位置に設け、その段差幅を１／１０〜１×ｄとすることによって、有効にずれ防
止の効果を奏するようにできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の溶融金属用スライディングノズルプレートは、溶融金属の流量制御のスライ
ディングノズルプレートの溶融金属の排出口付近およびストップゾーンまでの範囲のプレ
ート主要部をアルミナカーボンを主成分とする焼成耐火物で形成するとともに、上記焼成
耐火物の外側のスライディングノズルプレートの外周部をキャスタブル耐火物で形成した
ことを特徴とし、図１以下はその実施例を示すものである。
【００１２】
スライディングノズルプレート１は、上プレートと下プレートを接合して形成される
が、これらについて同様に適用できるもので、図１〜図３のように下プレート２について
説明する。スライディングノズルプレート１は、図１〜図３のように溶鋼流通制御用の突
出部３の半径ａ、ストップゾーン４の大きさ（半径ｂ）、摺動距離ｃ、プレートの厚みｄ
の４つの値から大きさが決められる。
【００１３】
このようなスライディングノズルプレート１は、上記突出部３の半径ａ、ストップゾ
ーンの大きさ（半径ｂ）、摺動距離ｃ部分のプレート主要部５をアルミナカーボンを主成
分とする焼成耐火物で形成し、上記焼成耐火物の外側のスライディングノズルプレート１
の外周部６をキャスタブル耐火物で形成している。そして、このプレート主要部５とその
外周部６との側面に、図３、図４のように所要の段差７を設けて接合するのが好ましい。
【００１４】
異なる２材質からなる１つの構造体が加熱されると膨張差が生じ、材質の熱膨張率が
大きく異なる場合は、材質境界面での剥離、構造体内部での応力集中による亀裂が発生す
る。具体的に例を示して説明すると、長さ５００ｍｍのアルミナカーボン材質とキャスタ
ブル耐火物からなる複合型スライディングノズルプレートの場合、アルミナカーボン材質
の８００℃における熱膨張率の一般的な値は０．５％程度である。
【００１５】
そこで、８００℃におけるアルミナカーボン材質の熱膨張率Ａを０．５％とし、８０
０℃におけるキャスタブル耐火物の熱膨張率をＢとする。Ｂ＝０．９％のとき、熱膨張率
差（Ｂ−Ａ）は０．４％であり、０．４％はアルミナカーボン材質の熱膨張率Ａに対して
０．８倍（８０％）に相当する。熱膨張率差０．４％では、５００ｍｍ長さ当たりで考え
ると２ｍｍに相当する。すなわち、通常の１材質プレートと比較して、プレート外周部分
が２ｍｍ多く膨張することになり、２材質の境界面で外周部から小判型スライディングノ
ズルプレート部に向かって応縮応力がかかる。圧縮強さの低い外周部分に亀裂が入り、２
ｍｍ分の隙間を作るために外周部が破壊してしまい、小判型スライディングノズルの固定
ができなくなるものと考えられる。
【００１６】
Ｂ＝０．１％のとき、熱膨張率差（Ｂ−Ａ）は−０．４％であり、−０．４％はアル
ミナカーボン材質の熱膨張率Ａに対して−０．８倍（−８０％）に相当する。熱膨張率差
−０．４％では、５００ｍｍ長さ当たりで考えると−２ｍｍに相当する。すなわち、通常
の１材質プレートと比較して、プレートの外周部分が２ｍｍ多く収縮することになり、２
材質の境界面に隙間が生じる。２ｍｍの隙間ができると、小判型スライディングノズルプ
レート１がずれて溶鋼通過孔が偏溶損する可能性がある。
【００１７】
キャスタブル耐火物の熱膨張率Ｂとアルミナカーボン材質の熱膨張率Ａの差には、許
容範囲があると考えられ、次のように考えた。Ａ＝０．５とし、膨張率差（Ｂ−０．５）
と５００ｍｍ長さ当たりの膨張量Ｃの関係を図５に示した。Ｂ−０．５≧０では、外周部
の膨張の影響を受け、Ｂ−０．５＜０では、外周部の収縮の影響を受ける。複合型スライ
ディングノズルプレートを実用する上で外周部が破壊しない限度は、膨張量が約１ｍｍ以
下が好ましく、収縮による小判型スライディングノズルのずれが発生しない限度は約１ｍ
ｍ以下が好ましい。以上のことから、キャスタブル耐火物の熱膨張（５００〜８００℃の
間）は、主要部５を構成するアルミナカーボン質耐火物の値の±５０％以内とすることが
望ましい。
【００１８】
上記小判型スライディングノズルプレート１の側面の段差７には、図２、図３に示し
たようにｄ／２の位置に段差巾ｅ（ｄ／１０≦ｅ≦ｄ）で、スライディングノズルプレー
ト１の外周線に沿って一周、もしく一部に段差７をつけることができる。段差幅ｅがｄ／
１０より小さいとずれ防止効果が小さく、ｄよりも大きいと外周部と小判型スライディン
グノズルプレートとの間で肌分かれが生じるおそれがある。段差７の位置は、プレート２
の摺動面側からｄ／３〜２ｄ／３の位置、好ましくはｄ／３〜ｄ／２である。
【００１９】
一部に段差７をつけるときは、図１のように面圧を受けた状態でずれ防止の効果が発
揮されるだけの段差を設ける必要があり、ｆ≧ａ／４を満たすような段差をつけるのがよ
く、段差距離ｆがａ／４より小さいとずれ防止効果が小さい。また、一部に段差７をつけ
るときは、側面に２ヶ所以上段差をつけるのが好ましい。
【００２０】
上記スライディングノズルプレート１の製造にあっては、たとえばキャスタブルで構
成するスライディングノズルプレート外周線と同じ形をした鋳込み枠を準備し、小判型ス
ライディングノズルプレートを所定の位置に設置し、その外周部にアルミナカーボン材質
耐火物の熱膨張（５００〜１２００℃）に対し±５０％以内のキャスタブル耐火物を流し
込み、乾燥させて、成形できる。そして、この成形体の摺動面を研磨し、平滑に仕上げる
ものである。
【００２１】
このように、作製した複合型スライディングノズルプレートは、小判型スライディン
グノズルプレート側面に段差がつけられているため、使用時のプレート間の面圧によって
小判型スライディングノズルプレートが非摺動面側へずれることは起こらない。従来の方
法では、溶融金属が溶鋼通過孔を通過すると、複合型スライディングノズルプレートが金
属の溶融する温度まで達する可能性があるため、スタッドの役目を十分果たさないことが
考えられた。プレート使用時に小判型スライディングノズルプレートがずれると、隙間か
ら非摺動面側へ溶融金属が漏れる可能性があったが、本発明では金属の溶融する温度にお
いてもずれ防止の効果が十分に発揮でき、漏鋼の危険性も回避できる。
【実施例】
【００２２】
本発明の実施例について次に述べる。スライディングノズルプレート１の下プレート
２は、使用条件に合わせて次のように値を決めた。図１〜図４のようにｇ＝５００ｍｍ、
ｈ＝２００ｍｍのスライディングノズルプレートを設計するにあたり、ａ＝５０ｍｍ、ｂ
＝３５ｍｍ、ｃ＝２２０ｍｍ、ｄ＝４５ｍｍとした。ａ、ｄは、ユーザーの操業条件に合
わせた大きさとなっている。ｂは溶鋼通過孔の大きさよりも大きく設定し、ｃはプレート
が摺動する距離を参考に設定した。小判型スライディングノズルプレート１は、プレート
主要部５をアルミナカーボンを主成分とする原料を使用した焼成耐火物で作製し、外周部
６をキャスタブル耐火物で作製し、外周部６をキャスタブル耐火物で作成した。なお、上
プレートの場合は、ストップゾーン４が必要ないため、ｃ＝１００ｍｍとできる。
【００２３】
特に、図２、図３のように小判型スライディングノズルプレート１の側面に段差７を
つけているもので、段差７は高さ方向の真ん中付近につける。ｄ＝４５ｍｍの場合、２２
．５ｍｍの位置とする。段差７をつける範囲は、固定する強度（スライディングノズルプ
レ）とした。
【００２４】
図中の２ヶ所の鋳込み枠の大きさは、ｇ＝５００ｍｍ、ｈ＝２００ｍｍに合わせ、図
２に示した不定形スライディングノズルプレートの外周線にあわせた形状とした。鋳込方
向は、摺動面側、非摺動面側のどちらでも構わない。今回、摺動面側から鋳込んだが、凸
ダボプレートのため、半径ａ＝５０ｍｍより大きい７０ｍｍの穴を開けた底板を作製し鋳
込枠とした。その後、溶鋼通過孔、ストップゾーンの位置を正確に合わせ、小判型スライ
ディングノズルプレートを設置し、固定した。振動をかけながらキャスタブル耐火物を鋳
込み面が水平になるように固定し、乾燥させた。乾燥後、摺動面を研磨加工し、摺動面が
平滑になるようにした。
【００２５】
上記手順によって得られた複合型スライディングノズルプレートについて、酸素プロ
パンバーナーによる加熱試験を実施した。加熱後においても、小判型スライディングノズ
ルプレートははずれることなく固定されており、加熱後の小判型スライディングノズルプ
レート摺動面には亀裂はみられたが、１材質プレートと同程度であった。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のスライディングノズルは、上記した趣旨にもとづいて上プレートと下プレー
トを作製し、冶金分野における転炉、タンディッシュ等の溶湯容器の溶融金属流通の流量
制御の用途に耐久性よく適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例のスライディングノズルの下プレート底面図、
【図２】同上の平面図、
【図３】同上の上下を反転した側断面図、
【図４】同上の段部の拡大断面図、
【図５】キャスタブル耐火物とアルミナカーボン材質の熱膨張量と膨張率差との関係図。
【符号の説明】
【００２８】
１…スライディングノズル        ２…下プレート          ３…突出部
４…ストップゾーン              ５…プレート主要部      ６…外周部
７…段差
【図１】
2005034883.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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