(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の壁面に金属溶湯が介在する上下方向に延びる耐火物壁を形成する、下端部が当接部となる上方壁部材と該当接部と当接する上端部が当接部となる下方壁部材とからなる２個の壁部材の該当接部の少なくとも一部に配置されるガスシール装置であって、
一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定される第１板状金属部材と、
該第１板状金属部材の下端より上方向に間隔を隔てた位置に下端を持ち、該第１板状金属部材を覆うように設けられ、上端が前記一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定され、該当接部の延びる下方向に開口するガス吐出口を持つスリット状のガス通路と該ガス通路に連通し該ガス通路の上方に位置しガス導入口を持つガス室とを該第１板状金属部材と共に区画する第２板状金属部材と、
からなる耐火金属製のガスシール装置。
【請求項２】
２個の前記壁部材は筒状であり、前記ガス通路および前記ガス室はリング状である請求項１に記載のガスシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳造等の溶湯が介在する耐火物壁部材同士の当接部における不活性ガスによるガスシール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に鋼材等の鋳造において、トリベの底にはスライディングノズル（以下、ＳＮという）が設けられている。このＳＮは、図４に示すように、コレクタノズル１とロングノズル２を備えている。これらのコレクタノズル１とロングノズル２との当接面におけるエアーの侵入を阻止するため、例えば当接面の外周側にパッキン６を介在させるとともにロングノズル２の当接部３を多孔質に形成すると共に、この多孔質に形成した当接部３にアルゴンガス等の不活性ガスのガス導入部材５を固定している。
【０００３】
そして、このガス導入部材５より不活性ガスを当接部３に吹き込み、コレクタノズル１とロングノズル２との当接面をアルゴンガスでガスシールし、コレクタノズル１からロングノズル２へ流れる溶湯がエアーと接触しないようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の不活性ガスが吹込まれる多孔質に形成された当接部３は、ロングノズル２の交換等によって損傷を受ける。特に多孔質の場合には接合面の損傷が激しく短期間で表面性状が崩れてしまい、ガスシール機能を果さなくなるという問題があった。
【０００５】
具体的には図４に示すように多孔質に形成されたロングノズル２における当接部３の表面部分３ａが符号４にて示すように崩れると、ロングノズル２の当接部３の外周に取付けられた導入口部材５からのシール用ガスは、この崩れた隙間から大半が漏れてシール機能を果さなくなってしまう。
また、ロングノズルに多孔質部分を形成することは、ロングノズルの製造工程が複雑になるという欠点もある。
【０００６】
そこで本発明は、鋳造等の溶湯が介在する耐火物壁部材同士の当接部ににおいて、長期間安定してシール機能を維持できるガスシール装置を提供することを解決すべき課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明の発明者等は種々検討を重ね、耐火物の多孔質体で形成された壁部材の当接部の崩れは避けられない。そこで、機械的衝撃等に強い金属を用いることに思い至り本発明を完成したものである。
すなわち、本発明のガスシール装置は、一方の壁面に金属溶湯が介在する上下方向に延びる耐火物壁を形成する、下端部が当接部となる上方壁部材と該当接部と当接する上端部が当接部となる下方壁部材とからなる２個の壁部材の該当接部の少なくとも一部に配置されるガスシール装置であって、一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定される第１板状金属部材と、該第１板状金属部材の下端より上方向に間隔を隔てた位置に下端を持ち、該第１板状金属部材を覆うように設けられ、上端が前記一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定され、該当接部の延びる下方向に開口するガス吐出口を持つスリット状のガス通路と該ガス通路に連通し該ガス通路の上方に位置しガス導入口を持つガス室とを該第１板状金属部材と共に区画する第２板状金属部材と、からなる耐火金属製であることを特徴とする。
【０００８】
本発明のガスシール装置では、一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定される第１板状金属部材と、該第１板状金属部材の下端より上方向に間隔を隔てた位置に下端を持ち、該第１板状金属部材を覆うように設けられ、上端が前記一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定され、該当接部の延びる下方向に開口するガス吐出口を持つスリット状のガス通路と該ガス通路に連通し該ガス通路の上方に位置しガス導入口を持つガス室とを該第１板状金属部材と共に区画する第２板状金属部材とをもつことにより、ガス導入口より導入されるシール用ガスは該ガス通路に沿って確実に耐火物壁の内部に向い、当接部が崩れてもエアシール機能は常に維持される。
また、本発明のガスシール装置では、金属材で形成されており、当接部に多孔質の部分を形成する必要がなくなるので、当接部が崩れにくくなると共に、壁部材の製造が容易になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のガスシール装置は一方の壁面に金属溶湯が介在する上下方向に延びる耐火物壁を形成する、下端部が当接部となる上方壁部材と該当接部と当接する上端部が当接部となる下方壁部材とからなる２個の壁部材の該当接部の少なくとも一部に配置される。この金属溶湯が介在する耐火物壁としては、鋼材等を鋳造する溶湯の通路となるノズルを形成する耐火物壁、内部を不活性ガスで置換する炉を形成する耐火物壁、エアーの侵入を嫌う耐火物装置を形成する耐火物壁等を挙げることができる。なお、本発明のガスシール装置は当接部の全てに設けることもできるが、当接部の一部に設け、他の部分はモルタル等でシールすることもできる。また、ガスシール装置は、２個の壁部材の一方の当接部に一体的に固定される。
【００１０】
本発明のガスシール装置は一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定される第１板状金属部材と、該第１板状金属部材の下端より上方向に間隔を隔てた位置に下端を持ち、該第１板状金属部材を覆うように設けられ、上端が前記一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定され、該当接部の延びる下方向に開口するガス吐出口を持つスリット状のガス通路と該ガス通路に連通し該ガス通路の上方に位置しガス導入口を持つガス室とを該第１板状金属部材と共に区画する第２板状金属部材と、からなる耐火金属製である。ガス通路は、当接部の延びる下方向に開口するガス吐出口を持つスリット状である。ガス室は、このガス通路に連通しガス通路の上方に位置しガス導入口を持つ。ガス通路及びガス室は、第１板状金属部材と該第１板状金属部材を覆うように設けられ、上端が前記一方の該壁部材の該当接部に一体的に固定された第２板状金属部材と共に区画される。ガス室は、ガス通路にシールガスを均一に供給する空間である。ガス導入口はこのガス室に開口し、シールガスをガス室に供給する。
第２板状金属部材は、該第１板状金属部材の下端より上方向に間隔を隔てた位置に下端を持つ。従って第１板状金属部材は、第２板状金属部材より更に突出した突出部を持つ。この突出部は、シールガスを耐火物壁の内部に導入するのに効果がある。
【００１１】
このガスシール装置は金属で形成されている。なお、部分的に金属以外の材料、例えばセラミツクスが使用されていてもよい。
当接する２個の壁部材が筒状である場合には、本発明のガスシール装置を構成するガス通路およびガス室をリング状とするのが好ましい。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。本発明のガスシール装置１１は、図１に示すように、図示しない溶融金属容器の出湯口に設けられるノズル装置部１２に配設される。このノズル装置部１２は、溶融金属容器の出湯口から出湯する溶融金属を下流に導く上部ノズル１３と、この上部ノズル１３に連結された流量調整用プレート部１４と、この流量調整用プレート部１４の吐出口に連通されるコレクタノズル１５と、このコレクタノズル１５とタンディシュ（図示略）との間を連通するロングノズル１６とから構成されている。ここで、コレクタノズル１５とロングノズル１６とは、本発明の壁部材に相当し、コレクタノズル１５の先端部を一方の当接部１５ａとして、該当接部１５ａに基端部を他方の当接部１６ａとするロングノズル１６の該当接部１６ａが当接される。
【００１３】
上記コレクタノズル１５とロングノズル１６の各当接部１５ａ、１６ａとは以下のように係合状態に当接される。コレクタノズル１５の当接部１５ａはほぼ台形円錐状に突出し、ロングノズル４の当接部１６ａがその逆の台形円錐状の受形に形成され、コレクタノズル１５の当接部１５ａにロングノズル１６の当接部１６ａを当接させたとき、両当接部１５ａと１６ａとの間に耐火物の表面性状によって間隙１７が形成される。この実施例のガスシール装置１１は、前記間隙１７からシール用ガスとしてのアルゴンガスをノズル内部（溶湯通路側）に送給するものである。
【００１４】
ガスシール装置１１は、図１の円内を拡大した図２に示すように、コレクタノズル１５の筒部分外周にガス室２１および該ガス室２１と連通するガス通路２２を形成した内ケース１８と外ケース１９とから構成されている。内ケース１８および外ケース１９は、図３からわかるようにそれぞれ金属製のリング状部材であり、内ケース１８を耐火モルタル２０でコレクタノズル１５に固着することによって、ガスシール装置１１はコレクタノズル１５に取付けられている。なお、外ケース１９にはアルゴンガスの導入口２４が形成される。また、内ケース１８と外ケース１９とは嵌合力にて一体化している。
【００１５】
内ケース１８と外ケース１９とは、前記ガス室２１およびガス通路２２を形成しつつ、それぞれ円錐状のテーパ間隙（間隙１７の一部）にそって延びるスカート部１８ａ、１９ａをもつ。スカート部１８ａとスカート部１９ａの各先端側に形成されるガス吐出口２０ａには、多孔質性のセラミックシート２２ａが嵌挿されている。スカート部１８ａはガス吐出口２０ａより更に下方に延びている。これらスカート部１８ａ、１９ａは、内ケース１８および外ケース１９全体の補強を兼ねている。
【００１６】
なお、ガス吐出口２０ａは、前記テーパ間隙の上側４分の１から下側４分の１の範囲の位置が好ましい。また、外ケース１９のスカート部１９ａが当接するロングノズル１６のテーパ面２３にはパッキン（図示略）を付着することが好ましい。更にガス室２１の径方向奥行は、２ｍｍ程度でよい。
上記構成において、ロングノズル１６は支持装置等で保持してコレクタノズル１５に当接させる。本ガスシール装置１１は金属で形成されているため、ロングノズル１６がコレクタノズル１５に当接される機械的衝撃に対して双方の当接部分を保護することができる。
【００１７】
また、本ガスシール装置１１は、コレクタノズル１５とロングノズル１６との当接面でのガスシール機能を確実に果すことができる。すなわち、ロングノズル１６が比較的新しく、受形のテーパ面が崩れていない間は、ガス吐出口２０ａから吐出するアルゴンガスは、外ケース側のスカート部１９ａとテーパ面２３との間隙に抜けやすく、シール機能を満足する。
【００１８】
また、ロングノズル１６のテーパ面２３が点線ａにて示すように崩れてきても、内ケース側のスカート部１８ａと崩れたテーパ面２３との間隙が広がるため、アルゴンガスは、スカート部１９ａとテーパ面２３との間隙に抜けるよりもノズル内部に向う量が多くなり、シール機能を損うことがない。なお、ガス吐出口２０ａには、多孔質のセラミックシート２１で塞がれているため、ノズル内部に向うアルゴンガスによってエアーが吸込まれることはない。
【００１９】
上記実施例のガスシール装置は、耐火物壁を構成する壁部材として、筒状のノズル部材同士を当接させるものであるが、本発明は、このようなノズル部材同士を当接する場合に限定することなく、例えば分離タイプの耐火ピース同士を当接して耐火物壁を形成するような使用形態等にも適用することができる。
また、上記実施例において、ガスシール装置は、コレクタノズル側に取付けられているが、ロングノズル側に取付けたり、両ノズルの当接部に跨って設けることができる。この場合、ガスシール装置は、一方のノズル当接部に嵌合可能に構成する。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明のガスシール装置は金属で形成されているため機械的な衝撃に強い。また、耐火物壁を構成する壁部材を多孔質とする必要がないため耐火物壁の損傷が少ない。このため本発明のガスシール装置を使用することにより当接部におけるガスシールを常に確実に行うことができ、かつ長期間の使用に耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のガスシール装置の一実施例を示す概略図である。
【図２】  図１の円内を拡大して示す断面図である。
【図３】  図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】  従来のガスシール装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１１…ガスシール装置、１２…ノズル装置部（耐火物壁）、１５…コレクタノズル、１５ａ、１６ａ…当接部、１６…ロングノズル、１７…間隙、１８…内ケース（板状金属部材）、１９…外ケース（板状金属部材）１８ａ…スカート部（突出部）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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