(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレートれんがに設けた内孔に筒状の通気性耐火物が配置されたバブリングプレートであって、プレートれんがの内孔の内周面と通気性耐火物の外周面との間に、シール材を介して筒状の金属ケースが配置され、金属ケースの内周面と通気性耐火物の外周面との間にガスプールが設けられ、プレートれんがの内孔からプレートれんがの側面に貫通するパイプ導入孔の内部に、シール材を介してガス導入パイプが配置され、ガス導入パイプの先端部と金属ケースに設けた開口部とが接合され、ガス導入パイプから導入されたガスが金属ケースの開口部を通ってガスプールに導入され、通気性耐火物からプレートれんがの内孔内に吹き込まれるバブリングプレートにおいて、
金属ケースの開口部にソケットが設けられ、このソケットにガス導入パイプの先端部が螺合され、ガス導入パイプの先端部と、金属ケースの内周面またはソケットの内周面とが溶接接合されており、
プレートれんがの内孔は内周面に段差を有し、この段差より下側の内周面は下方に向けて内径が縮小するテーパー状に形成され、金属ケースは、下方に向けて内径が縮小するテーパー状に形成されるとともに、内孔の段差より下側にのみ配置され、通気性耐火物は外周面に段差を有し、この段差より下側の外周面は下方に向けて外径が縮小するテーパー状に形成されていることを特徴とするバブリングプレート。
【請求項２】
金属ケースの下端部が、通気性耐火物の下端面を抱え込むように内方に向けて折り込まれている請求項１に記載のバブリングプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、おもに溶融金属の流量制御を行うためのスライディングノズル装置の上プレートとして使用され、内孔を通過する溶融金属中にガスを吹き込むバブリングプレートに関する。  
【背景技術】
【０００２】
スライディングノズル装置の上プレートには、溶融金属中にガスを吹き込むために内孔に通気性耐火物を配置したバブリングプレートが多用されている。このバブリングプレートは鋳造中に、各プレート、下部ノズル、浸漬ノズル等の内孔（ノズル孔）にアルミナ等の介在物が付着することを防止するために、アルゴンガス等の不活性ガスを吹き込む。
【０００３】
このようなバブリングプレートとして、特許文献１には、図３に示すように上プレート耐火物１０（プレートれんが）に環状のダボ部１０ａを形成し、このダボ部１０ａの内側にガス導入小孔１１ａを有するガスチャンネル１１（筒状の通気性耐火物）を配置したガス吹込み用上プレートが開示されている。
【０００４】
具体的に説明すると、上プレート耐火物１０には、その周側面からガスチャンネル１１に連通するように、摺動面と平行に形成されたパイプ導入孔１０ｂが設けられるとともに、パイプ導入孔１０ｂにシール材を充填するためのシール材充填孔１０ｃが設けられている。パイプ導入孔１０ｂには、センター合わせのための環状突起１２ａが設けられたガス導入パイプ１２が挿入されている。ガス導入パイプ１２の先端部は、ガスチャンネル１１と上プレート耐火物１０との間に形成された環状空隙からなるガスプール１３に連通している。このような構成において、ガス導入パイプ１２をパイプ導入孔１０ｂに挿入した後に、シール材充填孔１０ｃからパイプ導入孔１０ｂにシール材を充填することで、シール材の充填不良が改善されシール性が向上するとされている。
【０００５】
また、特許文献２には、ボトムプレート（プレートれんが）の内孔にガス吹き用リング（筒状の通気性耐火物）を配置したガス吹込み装置が開示されている。このガス吹込み装置において、ガス吹き用リングの外周面には鉄製の筒体が焼きばめによってはめられている。焼きばめによりガス吹き用リングにはその径方向内方への緊締力が作用することで、使用中のガス吹き用リングの亀裂が広がることを防止され、ガス漏れを防止できるとされている。
【特許文献１】特開２００４−２６８１０６号公報
【特許文献２】実開平６−４１９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、パイプ導入孔の内径やガス導入パイプの環状突起の外径の製造時のバラツキによる隙間、あるいはシール材の充填性のバラツキ等により、どうしてもガス漏れを止めることが難しい。
【０００７】
特許文献２では、通気性耐火物にあらかじめメタルケースとガス吹込みパイプが付属しているため、製造時このパイプを配置するためにプレートれんがの非摺動面側に内孔から側面まで連続した溝を形成する必要がある。このような溝を形成すると、プレートれんがの強度が低下する問題がある。また、内孔部に溝を設けると漏鋼の危険性が高くなる。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、内孔部に溝を形成する必要がなく、しかもガス漏れを確実に防止できるバブリングプレートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のバブリングプレートは、プレートれんがに設けた内孔に筒状の通気性耐火物が配置されたバブリングプレートであって、プレートれんがの内孔の内周面と通気性耐火物の外周面との間に、シール材を介して筒状の金属ケースが配置され、金属ケースの内周面と通気性耐火物の外周面との間にガスプールが設けられ、プレートれんがの内孔からプレートれんがの側面に貫通するパイプ導入孔の内部に、シール材を介してガス導入パイプが配置され、ガス導入パイプの先端部と金属ケースに設けた開口部とが接合され、ガス導入パイプから導入されたガスが金属ケースの開口部を通ってガスプールに導入され、通気性耐火物からプレートれんがの内孔内に吹き込まれるバブリングプレートにおいて、金属ケースの開口部にソケットが設けられ、このソケットにガス導入パイプの先端部が螺合され、ガス導入パイプの先端部と、金属ケースの内周面またはソケットの内周面とが溶接接合されており、
プレートれんがの内孔は内周面に段差を有し、この段差より下側の内周面は下方に向けて内径が縮小するテーパー状に形成され、金属ケースは、下方に向けて内径が縮小するテーパー状に形成されるとともに、内孔の段差より下側にのみ配置され、通気性耐火物は外周面に段差を有し、この段差より下側の外周面は下方に向けて外径が縮小するテーパー状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
このように本発明では、プレートれんがの内孔の内周面と筒状の通気性耐火物の外周面との間に筒状の金属ケースが配置されるとともに、金属ケースの開口部にガス導入パイプの先端部が接合され、さらにシール材が充填されているため、ガス導入パイプ周りからのガス漏れを確実に防止できる。また、プレートれんがに溝を設ける必要がないので、内孔部に溝が形成されることもなく、強度の低下や漏鋼の問題が生じることもない。
【００１２】
本発明において、金属ケースの開口部とガス導入パイプの先端部との接合は、金属ケースの開口部にソケットを設け、このソケットにガス導入パイプの先端部を螺合させ、さらに、ガス導入パイプの先端部と、金属ケースの内周面またはソケットの内周面とを溶接接合することによって行う。このような接合方法とすることで、接合部の気密性を向上させることができ、より確実にガス漏れを防止できる。
【００１３】
また、金属ケースの下端部は、通気性耐火物の下端面を抱え込むように内方に向けて折り込まれていることが好ましい。これによって、金属ケースの下端部からのガス漏れを確実に防止できる。
【００１４】
さらに、本発明においては、プレートれんがの内孔の内周面に段差を設け、この段差より下側の内周面は下方に向けて内径が縮小するテーパー状に形成し、これに合わせて金属ケースも下方に向けて内径が縮小するテーパー状に形成して、内孔の段差より下側にのみ配置し、さらに通気性耐火物の外周面にも段差を形成し、この段差より下側の外周面は下方に向けて外径が縮小するテーパー状に形成する。このように、プレートれんがの内孔の内周面にテーパー部を設け、これに合わせて金属ケース及び通気性耐火物にもテーパー部を設けることで、シール材を介して通気性耐火物を配置する際に、シール材が剪断力により強く押し付けられるので、シール材の充填不良によるガス漏れを確実に防止できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、プレートれんがの内孔の内周面と筒状の通気性耐火物の外周面との間に筒状の金属ケースが配置されるとともに、金属ケースの開口部にガス導入パイプの先端部が接合され、さらにシール材が充填されているため、ガス導入パイプ周りからのガス漏れを確実に防止できる。また、プレートれんがに溝を設ける必要がないので、内孔部に溝が形成されることもなく、強度の低下や漏鋼の問題が生じることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は本発明のバブリングプレートの全体構成を示す断面図、図２は図１の要部の拡大断面図である。このバブリングプレートは、スライディングノズル装置の上プレートに適用されるものである。
【００１８】
図１に示すようにバブリングプレートのフレートれんが１には、溶鋼を通過させるために略円形の内孔１ａが設けられている。図２に示すように、この内孔１ａの内周面１ｂには段差１ｃが設けられており、この段差１ｃより下側の内周面１ｂは、下方に向けて内径が縮小するテーパー状に形成されている。
【００１９】
そして、この段差１ｃより下側の内周面１ｂに沿って、円筒状の金属ケース２が配置され、その内周側に内孔１ａの内周面１ｂの全体に沿って、円筒状の通気性耐火物３が配置されている。すなわち、金属ケース２は、段差１ｃより下側の内周面１ｂの形状に倣って下方に向けて内径が縮小するテーパー状に形成されている。また、通気性耐火物３は、内孔１ａの内周面１ｂ全体の形状に倣って、外周面３ａに段差３ｂを有し、この段差３ｂより下側の外周面３ａは下方に向けて外径が縮小するテーパー状に形成されている。
【００２０】
これらの金属ケース２及び通気性耐火物３は、ガス漏れを防止するため、それぞれシール材４を介して配置されている。言い換えれば、プレートれんが１の内孔１ａの内周面１ｂと通気性耐火物３の外周面３ａとの間に、シール材４を介して金属ケース２が配置されている。ただし、バブリングプレートとしてガス吹込み機能を発揮させるために、通気性耐火物３の外周面３ａと金属ケース２の内周面との間には、後述するガス導入パイプ６の先端開口部と連通するようにガスプール５が全周にわたって帯状に形成されている。
【００２１】
ガス導入パイプ６は、プレートれんが１の内孔１ａから側面１ｄに貫通するように設けられたパイプ導入孔１ｅに挿入され、その先端部は、金属ケース２の開口部２ａの外周縁に取り付けられたソケット２ｂに螺合されている。そして、ガス漏れを確実に防止するために、ガス導入パイプ６の先端部と、金属ケース２の内周面またはソケット２ｂの内周面とが溶接され、気密性をもって接合されている。なお、ガス導入パイプ６のプレートれんが１の側面１ｄ側は、金属製の焼きばめフープ７に溶接固定されている。
【００２２】
このように、ガス導入パイプ６はプレートれんが１の内孔１ａに開口するパイプ導入孔１ｅに設置されるため、上記特許文献２のように溝に設置される場合と比較すると、プレートれんが１の内孔１ａ周囲の強度が格段に向上する。
【００２３】
また、プレートれんが１には、その非摺動面１ｆからからパイプ導入孔１ｅに貫通するシール材充填孔１ｇが設けられている。そして、このシール材充填孔１ｇからシール材４を充填することにより、金属ケース２とソケット２ｂの接合部、あるいはソケット２ｂとガス導入パイプ６の接続部から、パイプ導入孔１ｅを通ってガスが漏れることを確実に防止するようにしている。
【００２４】
なお、図２の符号８は、プレートれんが１のダボ部１ｈを補強するダボ鉄皮である。
【００２５】
以上の構成において、ガス導入パイプ６から導入されたガス（不活性ガス）は、金属ケース２の開口部２ａを通ってガスプール５に導入され、通気性耐火物３からプレートれんが１の内孔１ａに吹き込まれる。そして本実施例では、プレートれんが１の内孔１ａの内周面１ｂと通気性耐火物３の外周面３ａとの間に金属ケース２が配置され、さらに金属ケース２のソケット２ｂとガス導入パイプ６の先端部が螺合されて溶接接合され、しかもシール材４が充填されていることから、ガス導入パイプ６周りからのガス漏れを確実に防止できる。加えて、本実施例では、金属ケース２の下端部２ｃが、通気性耐火物３の下端面を抱え込むように内方に向けて折り込まれていることから、金属ケース２の下端部２ｃからのガス漏れも確実に防止できる。
【００２６】
次に、図１及び図２に示す本発明のバブリングプレートの製造方法を説明する。
【００２７】
まず、プレートれんが１、通気性耐火物３、金属ケース２等を上述したような所定の形状に作製しておく。本発明に使用するプレートれんが１や通気性耐火物３は一般的な耐火物であり公知の製造方法で製造できる。プレートれんが１の内孔１ａ及びその段差１ｃや通気性耐火物３の外周面３ａの段差３ｂ等は、成形時の金型の形状、あるいは成形後の加工によって形成することができる。
【００２８】
また、プレートれんが１には成形後あるいは熱処理後に、その側面１ｄから内孔１ａに貫通するパイプ導入孔１ｅを設け、このパイプ導入孔１ｅに通じるシール材充填孔１ｇをプレートれんが１の非摺動面１ｆ側（背面側）に形成する。シール材充填孔１ｇは成形後あるいは熱処理後にボーリング加工等によって形成することができる。
【００２９】
次に、プレートれんが１の内孔１ａの内周面１ｂの段差１ｃよりも下側（溶鋼通過方向の下流側）に金属ケース２をシール材４を介して配置する。この金属ケース２は、上述のとおり下方に向けて内径が縮小するテーパー状に形成されており、ガスを導入するための開口部２ａを有している。また、この開口部２ａの外周縁に開口部２ａに通じるソケット２ｂが取り付けられている。このソケット２ｂは金属ケース２に対して溶接によって取り付けることができる。溶接作業を行いその後にガス漏れチェックをすることで接合部からのガス漏れを確実に防止することができる。なお、このソケット２ｂの内周面には雌ネジ溝を形成する。
【００３０】
金属ケース２をプレートれんが１の内孔１ａに配置するにあたっては、ソケット２ｂがパイプ導入孔１ｅへ嵌合できるように少し斜めに傾けて挿入することができる。
【００３１】
次に、ガス導入パイプ６をプレートれんが１の側面１ｄ側からパイプ導入孔１ｅに挿入し、雄ネジ溝が形成されたガス導入パイプ６の先端部を金属ケース２のソケット２ｂに螺合させる。そして、ガス導入パイプ６の先端部と金属ケース２の内周面またはソケット２ｂの内周面とを溶接する。このように、ソケット２ｂにガス導入パイプ６の先端部を螺合させ、溶接して接合することで、ガス導入パイプ６の緩みと接合部からのガス漏れを防止できる。この溶接は、ガス導入パイプ６（ソケット２ｂ）の全周にわたって施すことで、ガス漏れをより確実に防止できる。
【００３２】
この後、プレートれんが１の内孔１ａに、あらかじめ作製しておいた通気性耐火物３を挿入する。この挿入時には、通気性耐火物３と金属ケース２との間、及び通気性耐火物３とプレートれんが１の内孔１ａの内周面１ｂとの間にシール材４を充填する。シール材４は、通気性耐火物３と金属ケース２、及び通気性耐火物３とプレートれんが１の内孔１ａの内周面１ｂの何れか一方あるいは両方にあらかじめ塗布しておく。ただし、通気性耐火物３と金属ケース２との間には、金属ケース２の開口部２ａすなわちガス導入パイプ６の先端開口部に連通するようにガスプール５を全周にわたって帯状に形成する。このガスプール５はシール材４の塗布範囲を限定することで形成することができる。このガスプール５を形成する方法としては、加熱によって消失するパラフィン等をあらかじめ塗布しおく方法、あるいは通気性耐火物３の外周面に加熱によって消失するテープ等を巻く方法など、公知の方法を採用することもできる。なお、シール材４としては、耐火物に一般的に使用されているモルタル等を使用することができる。
【００３３】
ここで、通気性耐火物３をプレートれんが１の内孔１ａに挿入する際、上述のとおり通気性耐火物３の下側がテーパー状に形成されているため、剪断力により充填材４を強く押し付けることができ、充填材４の充填不要によるガス漏れを確実に防止できる。
【００３４】
そして、この通気性耐火物３挿入の前でも後でも何れでも良いが、シール材充填孔１ｇからパイプ導入孔１ｅにシール材４を充填する。パイプ導入孔１ｅにシール材４を充填することで、金属ケース２とソケット２ｂの接合部、あるいはソケット２ｂとガス導入パイプ６の接続部からのガス漏れを確実に防止できる。
【００３５】
なお、実施例では、金属ケース２と通気性耐火物３の形状を円筒状としたが、円筒状には限定されず、角筒状や楕円筒状としてもよく、要するに筒状であればよい。ただし、強度等の点から円筒状が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のバブリングプレートの全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の要部の拡大断面図である。
【図３】従来のバブリングプレートを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  プレートれんが
１ａ  内孔
１ｂ  内周面
１ｃ  段差
１ｄ  側面
１ｅ  パイプ導入孔
１ｆ  非摺動面
１ｇ  シール材充填孔
１ｈ  ダボ部
２  金属ケース
２ａ  開口部
２ｂ  ソケット
２ｃ  下端部
３  通気性耐火物
３ａ  外周面
３ｂ  段差
４  シール材
５  ガスプール
６  ガス導入パイプ
７  焼きばめフープ
８  ダボ鉄皮
１０  上プレート耐火物
１０ａ  ダボ部
１０ｂ  パイプ導入孔
１０ｃ  シール材充填孔
１１  ガスチャンネル
１１ａ  ガス導入小孔
１２  ガス導入パイプ
１２ａ  環状突起
１３  ガスプール
【図１】
0005144331.tif 000002
【図２】
0005144331.tif 000003
【図３】
0005144331.tif 000004