(57)【要約】      （修正有）【課題】浸漬ノズルの吐出方向変更時に吐出方向を安定させる装置を提供する。【解決手段】スライドバルブ機構の下側のベース１１に設けた移動連結空間Ｄを介してノズル交換時に浸漬ノズル６が移動するとともに、稼動時に浸漬ノズル６とスライドバルブ機構との連結性を保持するノズル交換保持機構を備え、更に、前記ノズル交換保持機構の前記ベース１１を回動させる回動機構をそなえるスラブ連続鋳造用装置にて、前記ノズル交換保持機構で保持された浸漬ノズル６を前記ベース１１の移動連結空間Ｄの浸漬ノズル６の交換時の移動方向と直角な方向の両方もしくは他方の内側に押し付けて固定する固定機構を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンディッシュから、スライドバルブ機構と、当該スライドバルブ機構からの溶融金属を鋳型に導く浸漬ノズルを、スライドバルブ機構の下側のベースに設けた移動連結空間Ｄを介してノズル交換時に浸漬ノズルが移動するとともに、稼動時に浸漬ノズルを上側に持ち上げてスライドバルブ機構との連結性を保持するノズル交換保持機構を備え、更に、前記ノズル交換保持機構の前記ベースを回動させる回動機構をそなえるスラブ連続鋳造用装置において、
前記ノズル交換保持機構で保持された浸漬ノズルを前記ベースの移動連結空間Ｄの浸漬ノズルの交換時の移動方向と直角な方向の内側に押し付けて固定する固定機構を備えたことを特徴とするスラブ連続鋳造用装置。
【請求項２】
前記固定機構は、前記移動連結空間Ｄを構成する２つのピースのうちの一方のピースに弾性材またはアクチュエータを配設し、当該弾性材またはアクチュエータで、移動連結空間Ｄに保持された浸漬ノズルのフランジの一方の側面を付勢し、他方の側面を他方のピースの内側に圧接することで浸漬ノズルの位置を固定する請求項１に記載のスラブ連続鋳造用装置。
【請求項３】
前記固定機構は、前記移動連結空間Ｄを構成する２つのピースの両方のピースに弾性材またはアクチュエータを配設し、当該弾性材またはアクチュエータで、移動連結空間Ｄに保持された浸漬ノズルのフランジの側面を両方から付勢することで浸漬ノズルの位置を固定する請求項１に記載のスラブ連続鋳造用装置。
【請求項４】
前記弾性材またはアクチュエータの先端には浸漬ノズルの移動方向に平行な方向の固定部材が取り付けられ、当該固定部材が浸漬ノズルのフランジの一方の側面を圧接する請求項２または３に記載のスラブ連続鋳造用装置。
【請求項５】
前記固定機構の付勢力が、３００〜５０００N（30kgf〜500kgf）である請求項１〜４のいずれかに記載のスラブ連続鋳造用装置。
【請求項６】
前記固定部材の浸漬ノズルとの当接面に、浸漬ノズルの移動方向の両端に、前記移動方向と直角方向に飛び出た突起を設け、更に、当該突起は、移動方向上流側および下流側にテーパーが設けられている請求項３又は４に記載のスラブ連続鋳造用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラブ連続鋳造用装置に関し、特に、鋳造中に任意に溶融金属の吐出角度を変えて、スラブ用の鋳型内の溶融金属を旋回、撹拌するスラブ連続鋳造用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼あるいは各種合金等の鋳塊（鋳片ともいう）を大量生産するには、溶融状態にある溶融金属を水冷された鋳型に連続的に注入すると共に、凝固した鋳塊を徐々に該鋳型から抜き出す、いわゆる「連続鋳造法」の使用が一般的である。
【０００３】
この連続鋳造によって、非金属介在物が少なく、且つ成分の偏析が少ない品質に優れた鋳塊を得るには、凝固途上にある溶融金属を適宜撹拌することが重要である。さらに断面積が大きくしかもその断面形状の縦横比が大きいスラブ（たとえば、長辺壁の長さ÷短辺壁の長さの比が５以上）での溶融金属攪拌は、ブルームやビレットのような断面積が小さくかつ断面形状がほぼ正方形の鋳片と異なり、中心偏析や中心断面割れの発生やならびに加工性の悪化という問題が起こりやすく、溶融金属を適宜撹拌することが求められていた。
【０００４】
近年、浸漬ノズル等の高寿命化に伴い、浸漬ノズル等の使用寿命が、複数鍋の鋳造に耐えられるようになり、そのため、異鋼種や冷却鋳型の幅の異なった鋳片を連続して鋳造することが可能になった。
【０００５】
溶融金属を適宜撹拌する構成は従来から種々提案されているが、鋳型の幅や厚さの変更があったときの対応にはなお不十分であった。
【０００６】
本願出願人は、特許第５７４２９９２号において、浸漬ノズルをスライドノズル機構に連結する機構（以下ノズル交換保持機構という）を据え付けるプラットホーム（以下ベースという）を、浸漬ノズルとともに所定角度回動させる回動機構を設けたスラブ連続鋳造用装置を提案している。この構成によって、浸漬ノズルの下端の吐出口からの溶融金属の吐出方向を、長辺方向の目的とする方向に向けて保持することで旋回流を得るとともに、前記長辺の長さや厚みに対応した回動角を保持できることになる。
【０００７】
図１は前記特許第５７４２９９２号で開示されたスラブ連続鋳造装置の正面図、図２は下から見た平面図（底面図）である。
【０００８】
一般のスラブ連続鋳造装置は、鋳型への溶融金属の流入量を調整するスライドバルブ機構と、当該スライドバルブ機構からの溶融金属を鋳型に導く浸漬ノズルを、スライドバルブ機構の下側で保持するとともに、使用済みの浸漬ノズルと、未使用の浸漬ノズルとを交換するノズル交換保持機構を備える。当該特許第５７４２９９２号の装置もそれ等の構成を備えているが、更に、以下に説明するノズル回動機構を設けている。
【０００９】
前記スライドバルブ機構は、タンディッシュ１の下面のハウジング５とシールケース９の間に配設されるが、既に公知の構成であるので、ここでは必要な部分の説明に止める。すなわち、上プレート３ａと、下プレート３ｃの間にスライドプレート３ｂを配設し、当該スライドプレート３ｂを油圧シリンダ７で摺動させることによって、各プレートに開けられた溶鋼孔の大きさを変化させる。これによってタンディッシュ１から上ノズル２を介して供給される溶融金属の流量を調整して下ノズル４を介して浸漬ノズル６に供給することができる。
【００１０】
シールケース９の前記下プレート３ｃの溶鋼孔に対応する位置には下ノズル４が配設され、上記スライドバルブ機構と浸漬ノズル６とを繋ぐ機能を担っている。
【００１１】
前記ノズル交換保持機構は前記シールケース９の下側に配設されたベース１１に組み込まれる。
【００１２】
前記ベース１１は浸漬ノズル交換時の浸漬ノズル６の移動方向（以下ノズル移動方向という：図２の矢印方向）に直角な方向（以下左右方向、あるいは左右という場合がある）の両側の２つのピース１１ａ、１１ｂが連結片１１ｃで連結されて一体となって構成されている。当該左右のピース１１ａ、１１ｂの中央部は浸漬ノズル６の交換時に、当該浸漬ノズル６の移動が可能な、かつ、浸漬ノズル６の固定時（稼動時）に前記下ノズル４との接続が可能な空間（以下移動連結空間Ｄという）が設けられている。当該移動連結空間Ｄの左右幅は浸漬ノズル６の上端のフランジ１５の左右幅に対応し、その内側にはノズル移動方向に沿ってスライドガイド１４が設けられるとともに、前記移動連結空間Ｄを介して、以下の構成で浸漬ノズル６の上端のフランジ１５が、下ノズル４の下面に押し付け保持される。
【００１３】
前記ベース１１の左右のピース１１ａ、１１bの下面であって前記移動連結空間Ｄの左右の両側に、ノズル移動方向に沿って、かつ、浸漬ノズル６のフランジ１５の下面に先端が位置するように、クランパーピンでクランパ１３を複数支持する。当該クランパ１３の後端には、ベース１１に取り付けられたコイルばね１２が設けられ、前記クランパ１３の先端が上に付勢される。これによって、前記クランパ１３の先端で浸漬ノズル６のフランジの下側が上方に付勢され、浸漬ノズル６の上端面が下ノズル４の下面と密着するようになっている。
【００１４】
また、このスラブ連続鋳造用装置は、前記ノズル交換保持機構によって使用済みの浸漬ノズル６eと未使用の浸漬ノズル６ｎを交換できるようになっている。
【００１５】
ノズル交換保持機構によって、ノズル移動方向上流側のガイドレール１６から挿入された未使用の浸漬ノズル６ｎは、移動方向の下流側に向かって移動し、使用済みの浸漬ノズル６eを下流側のガイドレール１６に押し出すようになっている。このとき前記ベース１１の連結片１１ｃは図１に示すように、前記浸漬ノズル６の移動と干渉しない構成となっている。
【００１６】
通常のスラブ連続鋳造用装置では前記ベース１１は、前記シールケース９に固定した構成となっているが、本願が前提とする特許第５７４２９９２号の装置では、回動機構によって所定角度の回動が許容されるようになっている。
【００１７】
すなわち、前記ベース１１はシールケース９に支持ガイドローラ２２と支持ガイド２３とで前記浸漬ノズル６の軸を中心として回動可能に吊り下げられており、この状態でシールケース９に固定された駆動装置（油圧シリンダ）２３で駆動することによって、所定の角度回動することができる構成となっている。これによって、前記ノズル交換保持機構に保持された浸漬ノズル６も回動し、吐出孔からの溶融金属の吐出方向も状況に応じて変更できることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特許第５７４２９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
スラブ連続鋳造装置を上記特許第５７４２９９２号に開示の構成にすると、浸漬ノズル６の吐出方向は任意に変更することができる。そのとき、理想的には駆動装置２３の動きに正確に追随して吐出方向が変更されることが望ましい。しかしながら、浸漬ノズル６と下ノズル４はガスシール性を確保しつつ摺動するように設計されているので、前記回動時に摺動面で摩擦抵抗を受け、浸漬ノズル６は駆動方向とは逆の方向の応力を受けることになる。他方、前記浸漬ノズル６を交換するときに、円滑に未使用の浸漬ノズル６が左右のスライドガイド１４間（移動連結空間Ｄ）に挿入される必要があるところから、浸漬ノズル６は左右のスライドカイド１４の間で、若干のクリアランスを持っている。このクリアランスを小さくすると、浸漬ノズル６のフランジサイズの製造起因のばらつきなどによって、スライドガイド１４（ピース１１ａ、１１ｂ）の間に浸漬ノズル６を挿入できないなどの問題が発生する。
【００２０】
本発明は、上記従来の事情に鑑みて提案されたものであって、浸漬ノズルのスライドガイド間（移動連結空間Ｄ）への挿入をスムーズに行うことができ、かつ、吐出方向変更のための駆動装置の動きに正しく追随するための装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本願の対象となるのは、タンディッシュから、スライドバルブ機構と、当該スライドバルブ機構からの溶融金属を鋳型に導く浸漬ノズルを、スライドバルブ機構の下側のベースに設けた移動連結空間を介してノズル交換時に浸漬ノズルが移動するとともに、稼動時に浸漬ノズルを上側に持ち上げてスライドバルブ機構との連結性を保持するノズル交換保持機構を備え、更に、前記ノズル交換保持機構の前記ベースを回動させる回動機構を備えるスラブ連続鋳造用装置である。
【００２２】
前記スラブ連続鋳造用装置において、固定機構は、ノズル交換保持機構で保持された浸漬ノズルを前記ベースの移動連結空間の浸漬ノズルの交換時の移動方向と直角な方向の他方の内側に押し付けて固定する構成としている。
【００２３】
前記固定機構は、前記移動連結空間を構成するベースの２つのピースのうちの一方のピースに弾性材またはアクチュエータを配設し、当該弾性材またはアクチュエータで、移動連結空間に保持された浸漬ノズルのフランジの一方の側面を付勢し、他方の側面を他方のピースの内側に圧接することで浸漬ノズルの位置を固定する。
【００２４】
前記弾性材またはアクチュエータの先端には浸漬ノズルの移動方向に平行な方向の固定部材が取り付けられ、当該固定部材が浸漬ノズルのフランジの一方の側面を圧接する。前記固定部材の浸漬ノズルとの当接面には、浸漬ノズルの移動方向の両端に、前記移動方向と直角方向に突出した突起を設け、更に、当該突起は、移動方向上流側および下流側にテーパーが設けられた構成とする。
【００２５】
前記固定機構の付勢力は、３００〜５０００N（30kgf〜500kgf）であることが望ましい。
【発明の効果】
【００２６】
上記構成により、鋳込み中、浸漬ノズルの吐出方向を変更しようと、回動機構によって浸漬ノズルを所定角度回動したとき、浸漬ノズルは固定機構で固定されているため、意図する吐出方向に対し、吐出方向を変化させることができるようになる。
【００２７】
また、当該固定機構での押し付け力を、浸漬ノズル交換時に、固定部材が、押し付け方向とは逆の方向に逃げることができる程度の力（３００〜５０００N（30kgf〜500kgf））とすることによって、浸漬ノズルの交換が容易にできるようになる。
【００２８】
さらに、鋳造中に浸漬ノズルからの吐出流を特定の方向に任意に意図する方向に向けることができ、溶融金属に旋回流を与え、さらには、吐出孔への介在物の堆積による吐出角度の変化や、鋳型の厚さや幅の変更に際しても、適切な吐出角度を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来の浸漬ノズル交換機構と浸漬ノズル回動機構を具備したスライドバルブ装置の正面図である。
【図２】図１に示すスライドバルブ装置の平面図（底面図）である。
【図３】本発明の実施の形態の１例を示す正面図である。
【図４】本発明の下側から見た平面図（底面図）である。
【図５】本発明の浸漬ノズル固定部の断面図である。
【図６】固定部材とスライドガイドの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図３は本発明の実施の形態の１例を示す正面図であり、図４は、本発明の下側から見た平面図（底面図）であり、更に、図５は浸漬ノズル固定部の断面図である。  
【００３１】
図１の従来技術では、支持ガードローラー２２によってノズル交換保持機構の前記ベース１１をシールケース９に保持する構成としているが、本実施の形態では以下の構成とする。
【００３２】
基本的には、ベース１１の上端にリング状の支持ガイド２１ａが固定され、シールケース９の下面には前記支持ガイド２１ｂが、前記支持ガイド２１ａに一部が噛み合う状態で固定され、両ガイド２１ａ、２１ｂが相互に摺動することでベース１１が回動可能になっている。
【００３３】
すなわち、ベース１１の中央上部の下ノズル３ｃに被る部分の移動連結空間Ｄの幅は、浸漬ノズル１１のフランジの幅より広くなっており、その部分にシールケース９の中央部が覗く状態になっている。更に、前記ベース１１の上面にはリング状の支持ガイド２１ａが固定され、前記シールケース９の下面から前記支持ガイド２１ａを受ける状態（噛み合う状態）で、リング状の支持ガイド２１ｂが突き出されるように固定される。これによって、前記ベース１１は、支持ガイド２１ａと支持ガイド２１ｂによって回動自在に保持される。従来と同様、ベース１１に対する回転力は、シールケース９に固定された油圧シリンダー２３からレバー２７を介してベース１１に与えられる。
【００３４】
ノズル交換保持機構のプラットホームであるベース１１の左右２つのピース１１ａ、１１ｂの一方のピース１１ａの移動連結空間Ｄの内側には、当該移動連結空間Ｄに向けてばね孔３３ａが、ノズル移動方向（図５の矢印方向）の上流側と下流側の２箇所に穿設される。当該ばね孔３３ａにはコイルばね３３が、ばね孔３３ａに内挿されたボルト（固定具の足３２）に嵌挿され、当該２つのコイルばね３３にはノズル移動方向に渡って、固定部材３１が配設される。図５に示すように、前記ボルト３２に前記コイルばね３３が嵌挿されて、固定部材３１が左右方向にある程度の幅を持って移動が可能なように動き代を持って装着される。これによって、前記固定部材３１は左右方向に付勢されていることになる。
【００３５】
一方、前記固定部材３１が装着された側に対向する側のベース１１のピース１１ｂの移動連結空間Ｄの内側には、従来と同様スライドガイド１４がベース１１ｂと一体に形成される。これによって移動連結空間Ｄに浸漬ノズル６が挿入されると、固定部材３１が、当該浸漬ノズル６のフランジ１５の側面を、左右方向に、対向する側のピース１１ｂの内面のスライドガイド１４に圧接するようになっている。これによって、浸漬ノズルの回動時には浸漬ノズル６は駆動装置２３の動きに応じた角度回動することになる。
【００３６】
また、浸漬ノズル交換時には、浸漬ノズル６は移動方向に押され、このとき前記固定部材３１は浸漬ノズル６を、以下に開示するような適度な力で押さえているだけなので、押し付け方向とは逆の方向に逃げることができ、浸漬ノズルの交換が容易にできるようになる。
【００３７】
前記固定具の足３２の数は、図５上は２本設けているが、１本または３本以上としてもかまわない。また、図５では、コイルばね３３を用いた場合を例示したが、コイルばね３３に限らず、板ばね、竹の子ばね、ねじりばねなどの弾性材を利用しても良い。さらには、様々なアクチュエータを利用して固定部材３１を押してもかまわない。アクチュエータの例としては、油圧シリンダー、水圧シリンダー、空圧シリンダー、ソレノイドバルブなどを使用することができる。
【００３８】
前記固定機構によって浸漬ノズル６のフランジ１５を押し付ける押し付け力は、３００〜５０００N（30kgf〜500kgf）であることが好ましい。３００Ｎ未満では、吐出方向変更のための駆動装置がベース１１を回動させたとき、下ノズル４との摺動面で摩擦抵抗を受け、駆動方向とは逆の方向に働く応力に対向できず、浸漬ノズルを固定できなくなってしまうために好ましくない。５０００Ｎより大きいと、浸漬ノズル交換時に浸漬ノズル６をノズル移動方向に押しても、固定部材３１が逃げず、ノズル交換ができなくなってしまうため好ましくない。より好ましくは、１０００〜３０００Ｎである。
【００３９】
図６は前記押し付け固定機構の固定部材３１の拡大図である。
【００４０】
固定部材３１の上流側および下流側には、突起３７を設けることが好ましい。また、突起３７の更に上流側、および下流側には、テーパー３７ａ、３７ｂを設けることが好ましい。従って、このテーパー３７ａ、３７ｂによって、浸漬ノズル６の進入側（退出側）の固定部材３１とスライドガイド１４との間に広がりが設けられることになり、移動方向上流側から進入してくる（移動方向下流側に退出する）浸漬ノズル６のフランジ１５が固定部材３１とスライドガイドの間に円滑に進入する（退出する）ことになる。
【００４１】
固定部材３１の中心から見て内側の当接面３７ｃは、浸漬ノズル６のフランジ１５の外周に沿うような形状とされ、浸漬ノズル交換時に浸漬ノズル６のフランジ１５の外周が当接面３７ｃに嵌り込んで浸漬ノズル６を強固に固定する。
【００４２】
前記固定部材３１の両端に設けられた突起部３７は、回動時に浸漬ノズル６が移動方向にずれることを防止する効果もある。このため、突起と突起との間の距離は、浸漬ノズルのフランジの移動方向の長さに近い値とする。突起間の当接面３７ｃの形状は特に規定されないが、フランジ１５の外周の角がＲ面とする場合はＲ面に沿った形が好ましく、また、Ｃ加工とした場合はＣ加工に沿った形状とすることが好ましい。
【００４３】
前記突起３７の高さは、１〜５ｍｍとすることが好ましい。５ｍｍより大きいと、固定部材３１の逃げが大きくなりすぎて、浸漬ノズルの交換がスムーズに行われなくなるため好ましくない。
【００４４】
未使用の浸漬ノズル６ｎをノズル交換保持機構のガイドレール１６にセットしたとき、スライドガイド１４のノズル移動方向の上流端と浸漬ノズル６のフランジ１５の下流端の間に若干のクリアランスがある方が、浸漬ノズル６のセットが容易となり、また浸漬ノズル６が移動しやすい。一方、稼動時に浸漬ノズル６が使用位置に保持された場合には、浸漬ノズルの中心位置が所定の場所に位置されることが好まく、これによって、浸漬ノズル６のフランジ１５は、固定機構によって、対向する側のスライドガイド１４に押し付けられて固定される。
【００４５】
以上のことから図６に拡大して示すように、前記スライドガイド１４は、中央部のフランジ１５との当接面１４ｃが若干移動連結空間Ｄ側に出っ張った形状となり、さらにスライドガイドの上流側と下流側にテーパを設けることで、浸漬ノズル６の移動がスムーズになるように構成されている。
【００４６】
また、図５、図６に示すように、固定部材３１の移動ガイド孔３６をベース１１のピース１１ａに設け、固定部材３１には、前記移動ガイド孔３６が嵌り込む突起である移動ガイド３５を設け、固定部材３１が浸漬ノズル交換時の浸漬ノズル６の動きに引っ張られ、下流方向へ移動することを防ぐ構成とすることが好ましい。
【００４７】
以上の記述では、固定部材３１がベース１１の一方のピース１１ａに設けられた構成としているが、両方のピース１１ａ、１１ｂのノズル移動空間Ｄに向かう側に設ける構成としてもよい。この場合、当然前記他方のピース１１ｂ側にもばね孔３３ａを設け、当該ばね孔３３ａにコイルばね３３を嵌挿し、当該コイルばね３３に固定部材３１が固定される構成とする。当然のことながらスライドガイド１４に代えて前記固定部材３１が設けられることになる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上説明したように、本発明によるスラブ連続鋳造用装置は、鋳造中（稼動時）に浸漬ノズルの吐出孔の方向を変更するときに、浸漬ノズルを強固に回動機構のプラットホームであるベースに固定できるので、正確な角度に方向変更ができ、鋳型の状況に応じて、溶融金属の攪拌を適性に行うことができるので、鋳片の品質を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１      タンディッシュ
２      上ノズル
３ａ    上プレート（プレートれんが）
３ｂ    スライドプレート（プレートれんが）
３ｃ    下プレート（プレートれんが）
４      下ノズル
５      ハウジング
６      浸漬ノズル
６ｅ    使用後の浸漬ノズル
６ｎ    未使用の浸漬ノズル
７      スライド用油圧シリンダー
８      スライドケース  
９      シールケース
１０      浸漬ノズル交換機構
１１      ベース
１２      コイルばね
１３      クランパー
１４      スライドガイド
１５      浸漬ノズルのフランジ
１６      ガイドレール
２１ａ    支持ガイド
２１ｂ    支持ガイド
２２      支持ガイドローラー
２３      駆動装置（油圧シリンダー）
２７      レバー
３１      固定部材
３２      固定具の足
３３      コイルばね
３５      移動ガイド
３６      移動ガイド孔
３７      突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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