(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳込み流路（４）を形成する管状部分（６）と、鋳込み流路の下流構成要素との接触を提供するプレート（７）とからなる、冶金容器用の一体型内部ノズル（２）であって、プレート（７）が、多角形の底面を有するほぼ垂直な多角柱として形造られていて、前記多角形の底面が、上底（２２）と、この上底（２２）に平行な下底（２１）と、上底（２２）の対向する側に、上底（２２）に対して鈍角（α）を成すように斜めにされた二つの辺（２３、２３´）とを備えており、前記上底を含む前記多角柱の表面が管状部分（６）との境界面を形成している一体型内部ノズル（２）において、
前記多角柱が、前記二つの辺（２３、２３´）をそれぞれ含んで形成される二つの傾斜面を、これら二つの傾斜面に作用するクランプ装置と協働するために、備えていることを特徴とする一体型内部ノズル（２）。
【請求項２】
前記多角形の底面が、鋭角部を持たないように、少なくとも二つの追加の辺（２４、２４´）を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の内部ノズル。
【請求項３】
前記多角柱の二つの多角形の底面の各々の上底（２２）に対応する、プレート（７）の稜が、面取りされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内部ノズル。
【請求項４】
内部ノズルのプレート（７）が対称ではないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内部ノズル。
【請求項５】
プレート（７）の非対称性が、このプレートのコーナの先端を切り落とすことにより実現されることを特徴とする請求項４に記載の内部ノズル。
【請求項６】
プレート（７）の非対称性が、このプレートのコーナ（２５、２５´、２６、２６´）を各々の対に関して異なる曲率半径で丸くすることにより実現されることを特徴とする請求項４に記載の内部ノズル。
【請求項７】
冶金容器の内部ノズル用のクランプ装置であって、水平軸（１１）の周りで回動するクランプ（１０）から各々が構成される少なくとも二つの組立体を前記内部ノズルの対向する両側に含むクランプ装置において、前記クランプ（１０）には概ね円筒形状のシュー（１３）にして、前記円筒の軸線と平行な平坦面（１４）を含んでいるシュー（１３）を収容する溝（１２）が設けられており、前記シュー（１３）が、請求項１〜６のいずれか一項に記載された内部ノズルの前記二つの傾斜面と協働するために、溝（１２）の中で回動できることを特徴とするクランプ装置。
【請求項８】
クランプ（１０）の溝（１２）が概ね円筒形状であって、溝（１２）の軸線が、前記クランプの表面から前記円筒の半径より少なくとも大きい距離に置かれることを特徴とする請求項７に記載のクランプ装置。
【請求項９】
クランプ（１０）が、溝（１２）の軸線に対して直角な穴（１７）を含んでいて、穴（１７）が溝（１２）の面と接して設けられていることと、シュー（１３）が、シュー（１３）の軸線と直角な方向にあってクランプの穴（１７）と同じ寸法である溝（１８）を含んでおり、この溝（１８）がシュー（１３）の平坦面（１４）の反対側に位置していて、クランプの穴（１７）とシューの溝（１８）とが、概ね管形状の要素（１９）を受け入れることができることとを特徴とする請求項８に記載のクランプ装置。
【請求項１０】
クランプ（１０）が、スロット（２０）を備えていて、このスロット（２０）の中に、垂直軸（１６）の周りで回動するカム（１５）の偏芯部分の傾斜端部（５０）が係合することを特徴とした請求項７〜９のいずれか一項に記載のクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、冶金容器の内部ノズル用クランプ装置と共に使用するようになっている特有な内部ノズルと、この新しい装置とに関するものである。
【０００２】
液体金属の連続鋳造は一般的に、連続する二つの冶金容器の間に流路を形作るる様々な耐火構成要素を具備する設備を用いて実行されることが知られている。これらの構成要素は様々な働き、すなわち、液体金属の移送と、周囲の空気による冷却及び化学的侵食から液体金属を保護することと、適切な場合には液体金属の注入流量の調節とを行っている。これらの構成要素は、例えば、通常は上方の冶金容器の底と一体の穴ブロックに支えられた内部ノズル、又は浸漬入口ノズルもしくは鋳込みシュラウド、又はコレクタノズル、又はスライド弁の固定板か可動板であろう。
【０００３】
近年、鋳込み流路を形作っている様々な耐火構成要素の最大限の簡素化を図るために、相当の努力が為されてきた。ゆえに、耐火構成要素間の接続面（それら全てが空気進入の可能性を持った部分である）の数を削減するために、例えば事前組立された構成要素もしくは単一ブロックから形作られた構成要素から作られたものを使用することがますます多くなってきており、この構成要素は、内部ノズルと、内部ノズルの直下に位置する固定上部プレートとを構成しており、前記固定上部プレートに接して、スライド弁可動板もしくは交換可能な板（これは浸漬入口ノズルと組立体を形作るか、後者（浸漬入口ノズル）と一体の構成要素を形作ることがある）のどちらかが配置される。このような一体の構成要素は例えば、国際特許出願公開第８８０６５００号（ＷＯ８８／０６５００）に記載されている。
【０００４】
鋳込み流量を調整すること、または鋳造工程を中断することなしに浸漬入口ノズルを取り付けたり交換すること、またはさらにこの二つの工程を兼ね備えることが可能な様々な装置が公知になっている。これらの装置は、二つの範疇に分けられる。第一のタイプは、固定上部プレート（内部ノズルと一体の組立体を形作るか否かはともかく）が上方に押され、そしてその上面に作用する手段により所定の位置に保持されるものである（例えば、米国特許第４５７３６１６号を参照）。一般に、上方への押し付け力は下流に位置する耐火構成要素（スライド弁の可動板もしくは浸漬入口ノズル）によって伝えられ、この耐火構成要素はそれ自身が上方に、様々なばね機械装置によって直接的にもしくは別な方法で押される。第二のタイプの装置では、固定上部プレートは下方に押され、そして固定上部プレートの下面が接して位置する固定停止板によって所定の位置に保持される（例えば、国際特許出願公開第９１０３３３９号（ＷＯ９１／０３３３９）を参照）。この固定停止板は、きわめて正確に、固定上部プレートの直下に置かれた可動耐火構成要素（スライド弁の可動板、又は浸漬入口ノズルに結合された板）が滑動する基準面を形成する。鋳込み流路を構成している別個の耐火構成要素の間を完全気密接続にすることが必要なことは知られている。そのため、下方の構成要素を固定上部プレートの方へ押す圧力が、一定であり、且つ高精度に定められることが可能であることが重要である。これら構成要素に作用する上方への押し付け力が、ばね作動装置の使用によって実現されることを考えると、これら構成要素の相対高さは、圧力に対して相当な影響を与え得るパラメータである。第一のタイプの装置において、全ての構成要素に含まれる寸法は、それらにより形作られる積重ね組立体においてそれらの相対高さが正確に形成されるように、非常に厳しい公差を設定される。第二のタイプの装置では、寸法公差、特に固定上部プレートの寸法公差は、下流に設置された構成要素が接して置かれる基準面が前記プレートから独立して形成されるので、様々な耐火構成要素の間に作用する圧力に対していかなる影響も与えない。このため、この第二のタイプの装置は、確実に緩められ、それ故、煩わしさがより少ない寸法公差を有する固定上部プレート（内部ノズルと一体の組立体を形作るか否かはともかく）を理論上提供することができる。
【０００５】
しかし実際上は、固定上部プレートを下方に（それを所定の位置で保持する固定停止板に接するまで）押すことが可能な機械的解決方法は、非常に大きな寸法的不揃いのあるプレートの使用とは完全には両立できない。特に、厚さに対してある一定の公差が容認されたとしても、固定上部プレートの上面が完全に平坦でありまた下面に対して平行であることが必要である。それ故、本発明の一つの目的は、広い寸法公差を持った固定上部プレートを収容する固定上部プレート（内部ノズルと一体の組立体を形作るか否かはともかく）用クランプ装置を提供することである。
【０００６】
一体型内部ノズルが使用されるところでは、鋳込み作業順序が完了したとき、及び前述の機械装置の保守作業を容易にするために取り外しに着手すること、もしくは古くなった耐火構成要素を交換すること、もしくは上方の冶金容器を、それが使われるであろう次の作業順序のために修理することが必要とされるとき、前述の機械装置を取り外すことが、簡単ではないことがある。実際には、作業順序の終了時に液体金属が内部ノズルの中で凝固し後者（内部ノズル）を上の冶金容器の底に固着させるという難問が生じる。固定上部プレート／内部ノズル組立体の場合、必要とされることの全ては、内部ノズルを完全に上の冶金容器の底壁に残したまま機械装置を取り外すためにこれら二つの構成要素を分離することであるので、前記組立体はいかなる実際上の問題も引き起こさない。一体型内部ノズルについては、これは既に不可能である。なぜなら前に示したように、固定上部プレートは、上端で保持されている（第一のタイプの装置）か下方へ押されている（第二のタイプの装置）かのいずれかであるためである。両方の場合に、固定プレートの上面に働く装置の存在が、機械装置の分離を妨げる。更に、制限された有効スペースが、固定上部プレートの保持または下方押し付け装置を分解する作業を相当に遅らせ、あるいは更に妨げる。
【０００７】
本発明の目的は、内部ノズルが穴ブロックの中の所定の場所で確実に且つ正確に保持される内部ノズル用の正確で斬新なクランプ装置であるが、このクランプ装置は、クランプ装置の簡単で素早い取り外しを可能とする。この斬新な装置の長所により、流量調節もしくは管交換装置、またはこれら二つの工程を実行する機械装置を、非常に簡単にタンディッシュから取り外すことが可能である。
【０００８】
本発明によると、クランプ装置は、クランプから各々成る少なくとも二つの組立体を含んでいて、前記クランプは、水平軸の回りで回動し、またシューを収容する溝が設けられており、前記シューは、形状が概ね円筒形で、そしてこの円筒の軸に平行な平坦面を含んでおり、溝の中で回動することができる。シューは、従って、滑動もしくはクランプの溝の中だけで滑動するように配置されている。
【０００９】
ピボットシューの存在の効力により、クランプとこのクランプに向いた内部ノズルの面との間の接触が、シューの平坦面を内部ノズルのプレートの上面に平行な面に合わせるという操作者の介入なしに、自動的に得られる。このことは、内部ノズルに大きな局部応力が生じない十分に改良されたノズルのクランプ固定に帰着する。また、本発明によるクランプ装置が、互いに完全に独立しているいくつかの組立体（クランプ／シュー）から成っていて、その結果、クランプ装置が非常に広い公差を持つ内部ノズルに、そこで内部ノズルの管状断面の寸法（厚さ）が公差の一方の側から他方の側へ変化したとしても、適応することも注目されるであろう。
【００１０】
好ましくは、溝は概ね円筒形状であって、その軸は、前記円筒の半径より少なくとも大きい距離で位置を定められる。この方法で、シューは溝の中に保持され、そして側方の開口からのみ取り外すことができる。非常に好ましい方法では、円筒の軸は前記円筒の半径よりほんの僅か（例えば、ほぼ１から１０％程度）大きい距離で位置を定められる。
【００１１】
好ましい実施例によると、クランプは、溝の軸に対して直角方向の穴を含んでいて、この穴は溝の面と接して設けられており、またシューはその軸に対して直角方向で且つクランプの穴と同一サイズの溝を含んでいて、この溝はシューの平坦面と反対側にある。この方法で、キーもしくはねじのような概ね円筒形状の要素を挿入して、クランプの穴とシュー溝を通すことにより、クランプ溝の中でのシューの横の動きが防止される。実際に、機械装置が取り扱われている時にシューの落下に至るそのような動きは、好ましくは、避けられなければならない。同様に、シューは、溝の中で完全な回転運動をすることが防止される。実際に、シューの過度な回転を避けることは好ましく、もし平坦面の位置が偶然溝の内側に来ると、シューはもはや、内部ノズルの接触面に自動的になじむことが不可能となる。
【００１２】
クランプとこのクランプに向いたノズルの面との間の接触は、クランプの水平軸周りの回動運動によって生み出される。好ましい実施例によると、ピボット運動は、ピボットクランプのスロットに係合しているカムの偏芯部分によって引き起こされる。カムがスロットの中で前方へ移動したとき、カムは、クランプを強制的に回動させ、同時にシューを前記クランプの溝の内側で回転させ、その結果シューが内部ノズルの上部プレート面になじむ。
【００１３】
クランプと接触するように設計されたカムの支持面は、前記カムの軸への剪断力あるいは曲げ力が低減されるように、カムの回転軸に対して平行ではないことが有利である。
【００１４】
本発明の実施例では、クランプは、カムとクランプスロットとの間の摩擦力によって、所定位置に単純に保持される。この実施例によると、カムは、例えば木槌を使用することによりクランプスロットの中に押し込まれる。別形体として、カムを十分延長する金属棒の金具を与えるための手段を偏芯した構成要素に備えることが可能で、その結果そのように形作られたレバーを操作することによって、カムをスロットの中に押し込むことが可能である。ピボットクランプを解放するためのカムの移動は、反対の手順で実行される。
【００１５】
本発明は、特にそのようなクランプ装置と共に使用するようにされた一体型内部ノズルにも関係している。一体型内部ノズルという用語は、単一のブロックから形作られた、内部ノズル／固定上部プレート組立体（これは、内部ノズルの直ぐ下に配置されたプレートであって、このプレートに接してスライド弁の可動板もしくは交換可能な浸漬入口ノズルの板のいずれかが配置されるものである）を表す。本発明による一体型内部ノズルは、鋳込み流路を形成している管状部分と、鋳込み流路の下流の構成要素との接触を提供する平坦な部分もしくはプレートと、から構成されている。本発明によるノズルの特徴は、プレートが概ね角柱として形作られることで、前記角柱は、その多角形底面と、この底面に直角に交差する角柱面とで形成され得るもので、前記多角形底面は、上底と、上底に平行な下底と、上底の両側に上底と鈍角をなす二つの辺と、を含んで成り、前記上底の角柱面の範囲内での変位が、管状部分との境界面を形成している。
【００１６】
一体型内部ノズルのこの特有な形は、いくつかの理由で特に好都合である。第一には、それが非常に正確で迅速な内部ノズルの固定を可能とすることである。本発明の詳細な実施例によると、実際において、クランプの一つを閉じた状態に固定してノズルをこのクランプに接するように滑動させることが可能であり、その結果ピボットシューが完全にノズルの傾斜面に寄りかかり、そして完全に定められた位置で後者（ノズル）の水平方向の移動を拘束する。次いで、反対側のクランプが、後者（ノズル）をそれ以上動かす必要なしに、ノズルのクランプを完結させるために閉じられることが可能である。
【００１７】
一体型ノズルの独創的形体により提供される他の注目に値する利点は、ピボットクランプが、管交換装置もしくは調整装置の取り外しの間は、人間の介入を必要とすることなしに自動的にたたんで片付けられることである。クランプを緩めた後は（例えば、カムを離すことにより）、前記装置を降ろすことは十分可能であり、またクランプはそれらの軸で回動して簡単に移動して離れる。そのような効果は、プレートの上面が完全に水平であるところの一体型内部ノズルでは得られないことが容易に理解されるかもしれない。この場合には、実際に、クランプは、プレートから離れるために大きな角度まで回動しなければならず、そして相当な空間が、この目的のためにプレートと冶金容器の底面との間に与えられなければならない。いずれにしても、連続する二つの冶金容器の間の間隔は通常は制限され、そのような空間はほとんど利用できない。
【００１８】
さらに、内部ノズルプレートの傾斜面の存在に結び付いた別の利点は、クランプ装置によって与えられた圧縮力が、鋳込み流路の周囲に集中した内部ノズルプレート下面の領域に向かって方向を定められることであり、前記領域は、耐火要素間の最大級の気密接触を保証することが必須である領域である。これらの圧縮力は、この領域での亀裂の発生を減少させる効果、もしくはそのような亀裂がそれでも発生した場合には、亀裂の拡大あるいは進展を防ぐ効果を持っている。
【００１９】
上記した定義に合致する最も簡単な多角形は台形である。しかし、簡単に壊れる鋭角部を避けることが、一般的には好ましい。従って、本発明の好ましい形態によれば、多角形底面は、多角形が少しの鋭角も持たないように、少なくとも二つの追加された辺を含んでいる。好ましくは、内部ノズルが、内部ノズルを縦に保持するように設計された停止板まで簡単に滑動できるように、また内部ノズルが後者（停止板）に最大限利用可能な表面積でよりかかれるように、これらの追加された辺は下底に対してほぼ垂直である。
【００２０】
別の実施例によると、角柱の多角形底面の各々の上底に対応する稜も先端を切り取られる。このような方法で、四個のクランプで内部ノズルをクランプすることが可能で、このことは、内部ノズルと機械装置との間のいかなる相対的移動も避けられるという点で有利である。この実施例において、プレートは、正方形又は長方形の底面を持つ角錐を載せている平行六面体として表されることが可能であり、前記角錐は、その底面に平行な平面で先端を切り取られた角錐である。しかし、便宜的理由で、プレートのこのタイプの形状は、一般的な術語の角柱（切り取られた先端の）として呼ばれるであろう。
【００２１】
機械装置に対してただ一つのノズルクランプ位置があるようにするために、内部ノズルのプレートは非対称であることが有利である。ただ一つのクランプ位置があるということは、内部ノズルが、例えば国際特許出願公開第９８１７４２０号（ＷＯ９８／１７４２０）及び第９８１７４２１号（ＷＯ９８／１７４２１）に記載されたようなガス供給装置または搬送流体のシール剤射出装置に接続されなければならないときに、特に有利である。内部ノズルプレートのこの非対称性は例えば、角柱の多角形底面が不等辺多角形であるところの角柱として概ね形作られたプレートを使用することにより得られる。しかし、好ましい形態によると、プレートの非対称性は、そのコーナの形を修正、例えば、コーナを切り落とす、又はコーナを丸くすることにより得られる。プレートの非対称性が、プレートのコーナが各々の対で異なる曲率半径で丸くされることにより実現されることが有利である。
【００２２】
さらに、クランプ装置と上述の一体型内部ノズルとの組合せが、それらの協働作用の効力により、特に重要な利点を与えることが注目されるであろう。実際において、一体型内部ノズルに金属のカバーもしくはケースを取り付けることは必須のこととして、これまでは常に考えられてきた。第一には、クランプ装置によって加えられる圧力のより広い表面積への分散を促進し、それによって耐火材料の中に局部応力が発生することを回避し、また第二には、事前に製作された正確な寸法のケースを使用することにより、ある程度は公差を縮小することが可能である。しかしながら、このケースの存在は、追加生産費用（ケースそのもの、取り付け、接合剤の使用、その他）を必然的に伴わせることから望ましいものではない。
【００２３】
本発明の長所により、そのような保護ケースを伴わない一体型内部ノズルを使用することが可能である。実際に、自己調整式ピボットシューの平坦面の存在が、プレートとクランプとの間にいかなる場合でも面接触を確立させることを可能とすることが分かる。したがって、圧力のための機能であって、タンディシュと同様のケースの機能はもはや必要とされない。同様に、クランプ装置は、より広い寸法公差をもっている耐火構成要素を使用することを可能とする。それ故、いくらかの公差を縮小できるケースの機能は、もはや必要とされない。
【００２４】
本発明のよりよい理解を助けるために、ここで本発明の詳細な実施例を示した図を参照ながら、しかし本発明を多少なりとも制限することなしに、発明を記述する。
【００２５】
図１及び２において、タンディッシュ（図示されない）の底壁１が描かれていて、このタンディッシュの底壁１は、穴ブロック３により保持された一体型内部ノズル２によって貫かれ、また内部ノズル２は連続鋳造型もしくは鋳塊鋳型（図示されない）の中へ液体金属を注ぐための流路４を形成している。いつもそうであるとは限らないが、内部ノズル２の下方部分に金属ケース５が取り付けられることがある（図４参照）。内部ノズル２は管状部分６とプレート７とからなり、前記プレート７の下面７´は、鋳込み流路４の下流構成要素８との接触面を提供する。この場合、内部ノズルの直接的な下流の構成要素は、浸漬入口ノズル８であり、その下端は、鋳塊鋳型において液体金属槽の中に挿入されている。
【００２６】
管交換装置９も略図的に図示されており、この装置は、古くなった浸漬入口ノズル８を、鋳造工程を中断する必要なしに、新しい浸漬入口ノズルと交換するために使用される。内部ノズル２は、所定の位置で保持され、そして、水平軸１１の周りで回動するクランプ１０を含むクランプ装置を使用することにより、管交換装置９に対して固定される。ピボットクランプ１０は、シュー１３を収容することができる溝１２を含んでいて、前記シュー１３は、溝１２の中で、少なくとも部分的に回転運動を行うことができる。ピボットシュー１３は平坦面１４を含んでいる。クランプが固定位置に移動したとき、シューの平坦面１４が内部ノズルのプレート７の上面と平行な面に方向を定めるように、ピボットシュー１３は溝１２の中で回転運動をする。クランプ１０は、垂直軸１６の周りで回動するカム１５の回転作用を受けて、クランプ位置に移動する。カム１５の偏芯部分の傾斜端部５０が、クランプ１０のスロット２０に係合し、そしてそれがスロット２０に沿って移動したときに後者（クランプ１０）を斜めにする。
【００２７】
クランプ１０の中で溝１２の面に接している穴１７も描かれている。ピボットシュー１３の中の溝１８も示されている。キー１９（図示されない）の穴１７と溝１８への挿入が、横の動きを防ぎまた溝１２の中でのピボットシュー１３の回転を減らす。
【００２８】
図３は、クランプ装置それ自身へのよりよい理解を提供する。この図は、内部ノズルのプレート７を示しており、このプレート７はノズル２の両側に配置された水平軸１１の周りで回動する二個のクランプと接触している。溝１２とピボットシュー１３は、この図では示されていない。クランプ１０のスロット２０に係合しているカム１５（クランプ１０に接するカム１５の支持面５０は軸１６に対して傾いている）のその軸１６周りの回転運動の作用を受けて後者（クランプ１０）は強力に傾き、その結果シュー１３が、溝１２の中で回動し、そして内部ノズルのプレート７の上面をしっかりと圧迫する。
【００２９】
図４は、管状部分６とプレート７とを含んでいる一体型内部ノズル２を示している。ノズルの下方部分は金属ケース５に取囲まれている。この図は、プレート７を通常形成する角柱の多角形底面の一つへの直接的な図を示している。この多角形は、下底２１（この下底２１の上に角柱面の輪郭が、プレートの下面７´から向かう）と、下底２１に平行な上底２２（この上底２２に角柱面の輪郭が、管状部分６の下端とプレート７の上端との間の接合部を切り取る面から向かう）と、上底の両側の、上底と鈍角（α）を成す二つの辺２３、２３´（この辺２３、２３´に角柱面の輪郭が、クランプ１０のピボットシュー１３が圧迫するように持ってこられるプレートの面から向かう）とを含んでいる。鋭角部の存在を避けるために（角度α）、下底２１は、下底２１にほぼ垂直な介在の辺２４、２４´を用いて、傾斜した辺２３、２３´に接続されている。
【００３０】
図３は、管状部分６とプレート７とが示されているノズル２も図示している。コーナ２５、２５´は、ノズル２がタンディッシュの底壁１にただ一つの位置で取り付けられ得るように、コーナ２６、２６´の曲率半径とは異なる曲率半径で丸くされている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、連続鋳造タンディッシュの底の下に固定されていて、本発明による内部ノズルクランプ装置を組み込んだ管交換装置の横断面図である。
【図２】  図２は、クランプ装置の詳細を示している、図１の拡大図である。
【図３】  図３は、クランプ装置の平面図である。
【図４】  図４は、本発明による内部ノズルの個別の軸方向断面図である。
【符号の説明】
１…タンディッシュ底壁
２…内部ノズル
３…穴ブロック
４…鋳込み流路
５…金属ケース
６…管状部分
７…プレート
７´…プレート下面
８…浸漬入口ノズル
９…管交換装置
１０…クランプ
１１…クランプ回転軸
１２…クランプ溝
１３…ピボットシュー
１４…シュー平坦部
１５…カム
１６…カム回転軸
１７…クランプ穴
１８…シュー溝
１９…キー
２０…クランプスロット
２１…下底
２２…上底
２３、２３´…傾斜辺
２４、２４´…中間辺
２５、２５´、２６、２６´…プレートコーナ
５０…カム傾斜端部
【図１】
0004602630.tif 000002
【図２】
0004602630.tif 000003
【図３】
0004602630.tif 000004
【図４】
0004602630.tif 000005