(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属を収納する容器の底部に取付けられ溶融金属通過孔が設けられた緻密質耐火物の固定盤と、この固定盤の一面に摺動自在に設けられ前記溶融金属通過孔を開閉する摺動盤を有する溶融金属排出装置において、
前記固定盤には、その内部に前記溶融金属通過孔の周壁部に沿って、その全周に渡ってリング形状のガス均圧帯が設けられ、
前記ガス均圧帯は、前記摺動盤の溶融金属通過孔閉塞方向側に位置する閉塞方向側ガス均圧帯と、前記摺動盤の反溶融金属通過孔閉塞方向側に位置する反閉塞方向側ガス均圧帯とに隔壁によって分割され、
前記閉塞方向側ガス均圧帯および反閉塞方向側ガス均圧帯には、不活性ガスを導入するガス導入路と、前記溶融金属通過孔と連通する複数のガス供給用の小孔とが設けられ、
前記溶融金属通過孔が全開および半開状態では、前記反閉塞方向側ガス均圧帯の前記小孔から前記溶融金属通過孔に不活性ガスが吹き込まれ、
前記溶融金属通過孔の閉塞状態では、前記閉塞方向側ガス均圧帯および前記反閉塞方向側ガス均圧帯の前記小孔から前記溶融金属通過孔に不活性ガスが吹き込まれる
ことを特徴とする溶融金属排出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶融金属排出装置に係わり、特に溶融金属通過孔に不活性ガスを吹込み溶融金属の凝固により溶融金属通過孔が閉塞されるのを防止しかつモールド製品の品質低下をきたさない溶融金属排出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に連続鋳造設備では、溶融金属を収納する取鍋あるいはタンディッシュの底部に溶融金属の流量を調整する溶融金属排出装置が設けられている。
【０００３】
この溶融金属排出装置は耐火物製で別個に形成され溶融金属通過孔が設けられた固定盤と、連通孔が設けられた摺動盤とで構成されている。
【０００４】
この摺動盤は固定盤の一面に摺動自在に取り付けられ、摺動盤を摺動させることにより固定盤の溶融金属通過孔を適宜開閉し、溶融金属の流量を調整するものである。
【０００５】
このような溶融金属排出装置においては、固定盤の溶融金属通過孔の周壁部に小孔を設け不活性ガスを吹込み溶融金属をガス撹拌することが行われている。
【０００６】
このガス撹拌には２つの目的がある。
【０００７】
第１のガス撹拌の目的は閉塞防止であり、鋳込み中溶融金属の凝固、酸化物の付着による溶融金属通過孔の閉塞を防止するもので、溶融金属通過孔に小孔から不活性ガスを吹込むものである。
【０００８】
第２のガス撹拌の目的はガス開孔であり、このガス開孔は溶融金属通過孔を摺動盤で閉塞し溶融金属を溶融金属通過孔内およびタンディッシュに溜めている間、溶融金属通過孔内で溶融金属や溶融金属中に含まれる他の金属の酸化物の凝固により溶融金属通過孔が閉塞されるので、溶融金属通過孔に小孔から不活性ガスを吹込むものである。
【０００９】
上述した第１の目的の閉塞防止は、溶融金属通過孔が開孔した鋳込み中にも行われるので、過剰なガス吹込み量あるいは小孔の開孔位置によっては鋳込み中に気泡が侵入し溶鋼等にピンホールと呼ばれる不具合が発生する場合がある。従って、この閉塞防止の場合にはガス量と小孔の設置位置を適切に設定する必要があり、５〜１０  ｌ／ｍｉｎと比較的少量のガス量が必要とされている。
【００１０】
上述した第２の目的のガス開孔は、溶融金属通過孔を閉塞した状態で溶融金属排出装置の任意の場所に設置されたガス吹込み用小孔より不活性ガスを吹込み溶融金属が凝固しないようにガス撹拌を行い、溶融金属通過孔を開放したとき溶融金属がスムーズに排出されるようにしたものである。
【００１１】
このガス開孔は特にタンディッシュやインゴット鋳造で行われ、タンディッシュでは鋳片中に異物が混入することによる製品の品質低下や、インゴット鋳造においては溶融金属通過孔の全閉、全開を安全にするため、あるいは生産歩留を向上させるために行われている。従って、このガス開孔を目的としたガス撹拌には、一般的に８０〜１５０  ｌ／ｍｉｎと大量のガス量が必要とされている。
【００１２】
従来よりガス撹拌のために固定盤の溶融金属通過孔に小孔から不活性ガスを吹込む方法は種々なされている。
【００１３】
例えば図６に示すように固定盤６０の内部に溶融金属通過孔６１の周方向に沿って設けられたリング形状の均圧帯６２を設け、この均圧帯６２の連通し溶融金属通過孔６１に開孔する複数個の不活性ガス吹出用の小孔６３を溶融金属通過孔６１の周壁部６４の全体に設けた溶融金属排出装置６５がある。この溶融金属排出装置６５は溶融金属通過孔６１の全周壁６４から不活性ガスを吹き出すものであり、上述したガス開孔の場合には効率よく溶融金属は攪拌されるが、不活性ガスが溶融金属に過剰に供給され、鋳片中に気泡が侵入したピンホールが発生する問題がある。
【００１４】
また、図７に示すように特許第１６８５４９３号（特開平３−３８０１７号）公報には摺動盤７０の溶融金属通過孔７１の反溶融金属通過孔閉塞方向側Ａ（図７中溶融金属通過孔７１の右側）の壁面部７２のみに複数個の不活性ガス吹出用の小孔７３ａが設けられた溶融金属排出装置７４が開示されている。
【００１５】
この溶融金属排出装置７４は摺動盤７０の反溶融金属通過孔閉塞方向側Ａの壁面部７２にのみ複数個の小孔７３ａが設けられているので、鋳片中に気泡が侵入したピンホールなどの不具合が発生する可能性は少ないが、不活性ガスの吹き出しは反溶融金属通過孔閉塞方向側Ａの壁面部７２からのみで溶融金属通過孔７１の周壁部７２全体から吹き出されず、ガス開孔の場合に効率よく溶融金属は撹拌されない。
【００１６】
さらに、図８に示すように特許第１７１３５４３号（特開昭６１−３３７５７号）公報には、小孔８１から吹き出される不活性ガスにより効率的にガス撹拌を行うために、不活性ガスが旋回流をなして溶融金属通過孔８２に吹き出すように小孔８１が径方向に対し傾斜して溶融金属通過孔８２の周壁部８３の全周に穿設された溶融金属排出装置８４が開示されている。
【００１７】
この溶融金属排出装置８４は小孔８１が溶融金属通過孔８２の周壁部８３全体に径方向に対し傾斜して設けられており、上述した第１の従来例と同様に摺動盤８５の溶融金属通過孔閉塞方向側Ｃにもガス供給用の小孔８１ｃが設けられているので、鋳片中に気泡が侵入したピンホールなどの不具合が発生する可能性が高くなっている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、溶融金属のガス撹拌が行われる溶融金属排出装置において、溶融金属の凝固による溶融金属通過孔の閉塞防止とモールド製品の品質低下防止が可能な溶融金属排出装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた本願請求項１の発明は、溶融金属を収納する容器の底部に取付けられ溶融金属通過孔が設けられた緻密質耐火物の固定盤と、この固定盤の一面に摺動自在に設けられ前記溶融金属通過孔を開閉する摺動盤を有する溶融金属排出装置において、前記固定盤には、その内部に前記溶融金属通過孔の周壁部に沿って、その全周に渡ってリング形状のガス均圧帯が設けられ、前記ガス均圧帯は、前記摺動盤の溶融金属通過孔閉塞方向側に位置する閉塞方向側ガス均圧帯と、前記摺動盤の反溶融金属通過孔閉塞方向側に位置する反閉塞方向側ガス均圧帯とに隔壁によって分割され、前記閉塞方向側ガス均圧帯および反閉塞方向側ガス均圧帯には、不活性ガスを導入するガス導入路と、前記溶融金属通過孔と連通する複数のガス供給用の小孔とが設けられ、前記摺動盤による前記溶融金属通過孔が全開および半開状態では、前記反閉塞方向側ガス均圧帯の前記小孔から不活性ガスを前記溶融金属通過孔に不活性ガスが吹き込まれ、前記摺動盤による前記溶融金属通過孔の閉塞状態では、前記閉塞方向側ガス均圧帯および前記反閉塞方向側ガス均圧帯の前記小孔から不活性ガスを前記溶融金属通過孔に不活性ガスが吹き込まれることを特徴とする溶融金属排出装置であることを要旨としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる溶融金属排出装置の一実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２１】
図１に示すような本発明に係わる溶融金属排出装置１は、平板形状で溶融金属通過孔２が設けられた上固定盤３と連通孔４が設けられた摺動盤５と溶融金属通過孔６が設けられた下固定盤７で構成されている。
【００２２】
図１および図２に示すように、上記上固定盤３は緻密質耐火物で形成されており、その内部には溶融金属通過孔２の周壁部１２に沿ってリング形状のガス均圧帯８が設けられている。このガス均圧帯８は複数個８ａ、８ｂに分割されており、例えば摺動盤５の移動方向と直交する溶融金属通過孔２の中心線Ｌにより２分割された半円弧形状で溶融金属通過孔閉塞時摺動盤５が移動する方向（矢印ｄ）すなわち摺動盤５の先進方向に対して溶融金属通過孔２の溶融金属通過孔閉塞方向側Ｃ（図１中溶融金属通過孔２の左側）の閉塞方向側ガス均圧帯８ｃと、溶融金属通過孔閉塞方向側Ｃとは反対側の反溶融金属通過孔閉塞方向側Ａすなわちすなわち摺動盤５の先進方向の反閉塞方向側ガス均圧帯８ａに例えばモルタル製の隔壁９により分割されている。また、上固定盤３にはガス均圧帯８ｃ、８ａに各々連通するガス導入路１０ｃ、１０ａが設けられ、ガス導入管１１ｃ、１１ａが接続されている。
【００２３】
さらに、上固定盤３には溶融金属通過孔２の周壁部１２に沿って開孔し、溶融金属通過孔２と閉塞方向側ガス均圧帯８ｃ、反閉塞方向側ガス均圧帯８ａを連通する小孔１３ｃ、１３ａが多数設けられている。
【００２４】
図３に示すように、上記溶融金属排出装置１は、従来の溶融金属排出装置と同様に溶融金属Ｍを収納する容器例えばタンディッシュ１４とモールド１５間に設けられ下固定盤３の下方に浸漬ノズル１６が取り付けられ溶融金属Ｍの流れを調整するために使用されるものである。
【００２５】
本発明に係わる溶融金属排出装置１は以上のような構造になっているから、図４（ａ）に示すように連通孔４が溶融金属通過孔２に連通した溶融金属通過孔２の全開状態あるいは図４（ｂ）に示すようにいわゆる絞り鋳込み時の半開状態のいずれも溶融金属通過孔２の開放状態では、溶融金属は溶融金属通過孔２、連通孔４および溶融金属通過孔６を介して流出する。
【００２６】
このような溶融金属通過孔２の開放状態、すなわち鋳込み中にも溶融金属の凝固および酸化物の付着が発生することがあり、特に反閉塞方向側Ａの周壁部１２に発生し易い。
【００２７】
このような溶融金属通過孔２の図４（ａ）に示す全開及び図４（ｂ）に示す半開である開放状態、すなわち鋳込み中にも溶融金属の凝固および酸化物の付着が発生することがあり、特に図４（ｂ）に示す半開状態では反閉塞方向側Ａの周壁部１２に発生し易い。
【００２８】
このため閉塞防止の目的で、ガス導入路１０ａを介して反閉塞方向側ガス均圧帯８ａにのみ不活性ガスを供給し、さらにこの不活性ガスを小孔１３ａを介して反閉塞方向側Ａの周壁部１２の部位から溶融金属通過孔２に適量の５〜１０  ｌ／ｍｉｎ供給する。
【００２９】
この不活性ガスの吹込みにより、鋳込み中溶融金属の凝固、酸化物の付着による溶融金属通過孔の閉塞を防止できる。またガス導入路１０ａを介して反閉塞方向側Ａの周壁部１２の部位からのみ不活性ガスを供給し、閉塞方向側Ｃからは不活性ガスを供給しないので、供給するガス量が過剰にモールド１６内に巻き込まれることがなく、モールドパウダーを巻き込んだり、不活性ガスによるピンホールを発生させたりすることもない。
【００３０】
図４（ｃ）に示すように摺動盤５による溶融金属通過孔２の閉塞状態では溶融金属は溶融金属通過孔２およびタンディッシュ１４に溜められている。
【００３１】
このような溶融金属通過孔２の閉塞状態では、溶融金属通過孔２内で溶融金属や溶融金属中に含まれる他の金属の酸化物の凝固により溶融金属通過孔２が閉塞される虞がある。
【００３２】
そこで溶融金属通過孔２内での溶融金属の凝固を防止し初期開孔を容易にするガス開孔の目的で、ガス導入路１０ｃ、１０ａを介して両方のガス均圧帯８ｃ、８ａに不活性ガスを供給し、さらにこの不活性ガスを小孔１３を介して周壁部１２の全周から溶融金属通過孔２に適量の８０〜１５０  ｌ／ｍｉｎ供給する。
【００３３】
この周壁部２の全周から大量の不活性ガスの吹込みにより、溶融金属通過孔２内での溶融金属の凝固は確実に防止され、溶融金属通過孔２の初期開孔を極めて容易にすることができる。
【００３４】
上述のように本溶融金属排出装置１は溶融金属通過孔２の開放状態のときには、適量の不活性ガスを反閉塞方向側Ａの周壁部１２の部位の溶融金属通過孔２に供給することにより、溶融金属の凝固、酸化物の付着を防止し、さらに供給するガス量の過剰なモールド１５内への巻き込みをなくし、モールドパウダーを巻き込んだり、不活性ガスによるピンホールを発生させることも防止できる。
【００３５】
また、摺動盤３による溶融金属通過孔２の閉塞状態のときには、大量の不活性ガスを周壁部１２の全周から溶融金属通過孔２に吹込み、溶融金属通過孔２内での溶融金属の凝固を確実に防止し溶融金属通過孔２の初期開孔を極めて容易にする。
【００３６】
次に他の実施の形態について、図５を参照して説明する。
【００３７】
本溶融金属排出装置３０は溶融金属を収納する容器（図示せず）に取り付けられ平板形状で溶融金属通過孔３１が設けられた上固定盤３２と連通孔３３が設けられた摺動盤３４と溶融金属通過孔が設けられた下固定盤（図示せず）で構成されている。
【００３８】
前記固定盤３２には固定盤３２の内部に溶融金属通過孔３１の溶融金属流れ方向Ｄにおいて周壁部３５に沿い全周に亘ってリング形状に設けられた全周ガス均圧帯３６ｗと、周壁部３５に沿ってその一部に設けられた部分ガス均圧帯３６ｐが設けられている。この部分ガス均圧帯３６ｐは溶融金属通過孔３１の周壁部３５の反閉塞方向側Ａのほぼ半周に設けられている。
【００３９】
これらガス均圧帯３６ｗ、３６ｐにはガス均圧帯３６ｗ、３６ｐに不活性ガスを導入するガス導入路３７ｗ、３７ｐが溶融金属通過孔３１の反閉塞方向側Ａに集中して設けられており、また均圧室３６ｗ、３６ｐと溶融金属通過孔３１を連通するガス供給用の小孔３８ｗ、３８ｐが設けられている。
【００４０】
本実施の形態の金属排出装置３０は以上のような構造になっているから、溶融金属通過孔３１の開放状態では、溶融金属は溶融金属通過孔３１、連通孔３３を介して流出する。
【００４１】
このような状態では閉塞防止の目的で、ガス導入路３８ｐを介して部分ガス均圧帯３６ｐにのみ不活性ガスを供給し、さらにこの不活性ガスを小孔３８ｐを介して反閉塞方向側の周壁部３５の部位から溶融金属通過孔３１に適量の５〜１０  ｌ／ｍｉｎ供給する。
【００４２】
この不活性ガスの吹込みにより、鋳込み中溶融金属の凝固、酸化物の付着による溶融金属通過孔の閉塞を防止できる。また部分ガス均圧帯３６ｐを介して反閉塞方向側Ａの周壁部３５の部位からのみ不活性ガスを供給し、閉塞方向側Ｃからは不活性ガスを供給はしないので、供給するガス量が過剰にモールド内に巻き込まれることがなく、モールドパウダーを巻き込んだり、不活性ガスによるピンホールを発生させたりすることもない。
【００４３】
溶融金属通過孔３１の閉塞状態では溶融金属は溶融金属通過孔３１およびタンディッシュに溜められている。
【００４４】
このような状態ではガス開孔の目的で、ガス導入路３７ｗを介して全周ガス均圧帯３６ｗに不活性ガスを供給し、さらにこの不活性ガスを小孔３８ｗを介して周壁部３５の全周から溶融金属通過孔３１に適量の８０〜１５０  ｌ／ｍｉｎ供給する。
【００４５】
この周壁部３１の全周から大量の不活性ガスの吹込み、溶融金属通過孔３１内での溶融金属の凝固は確実に防止され、溶融金属通過孔３１の初期開孔を極めて容易にすることができる。なお、必要に応じガス開孔の目的でガス撹拌を行う場合には、全周ガス均圧帯３６ｗと部分ガス均圧帯３６ｐの両方のガス均圧帯３６ｗ、３６ｐを介して不活性ガスを溶融金属通過孔３１に供給してもよい。
【００４６】
本実施の形態の本溶融金属排出装置３０にあっては、上述した溶融金属排出装置１と同様に溶融金属通過孔３１内での溶融金属の凝固、酸化物の付着を防止し、さらに供給するガス量の過剰なモールド内への巻き込みをなくし、モールドパウダーを巻き込んだり、ガスによるピンホールを発生させることも防止できるとともに、ガス導入路３７ｗ、３７ｐが溶融金属通過孔３１の反閉塞方向側Ａに集中して設けられており、溶融金属排出装置３０をコンパクトにすることができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に係わる溶融金属排出装置は、溶融金属通過孔の開放、閉塞状態に応じ、不活性ガスの供給量と吹出位置を変えることにより、開放時には溶融金属の凝固、酸化物の付着を防止するとともに不活性ガスの過剰なモールド内への巻き込みをなくし、モールドパウダーを巻き込みや不活性ガスによるピンホールの発生を防止することができる、開放時には溶融金属の凝固を確実に防止し溶融金属通過孔の初期開孔を極めて容易にすることができる。
【００４８】
また、溶融金属通過孔の溶融金属流れ方向に全周ガス均圧帯と前記部分ガス均圧帯を各々設けた溶融金属排出装置にあっては、溶融金属の凝固、酸化物の付着を防止、ピンホールの発生の防止のほかに、ガス導入路が溶融金属通過孔の反閉塞方向側に集中して設けられており、溶融金属排出装置をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる溶融金属排出装置の一実施形態を示す断面図。
【図２】  図１のＸ―Ｘ線に沿う断面図。
【図３】  本発明に係わる溶融金属排出装置の使用状態を示す説明図。
【図４】  本発明に係わる溶融金属排出装置の動作説明図。
【図５】  従来の溶融金属排出装置の断面図。
【図６】  従来の他の溶融金属排出装置の断面図。
【図７】  従来の他の溶融金属排出装置の断面図。
【図８】  従来の他の溶融金属排出装置の断面図。
【符号の説明】
１  溶融金属排出装置
２  溶融金属通過孔
３  下固定盤
４  連通孔
５  摺動盤
６  溶融金属通過孔
７  下固定盤
８  ガス均圧帯
８ａ  反閉塞方向側ガス均圧帯
８ｃ閉塞方向側ガス均圧帯
９  隔壁
１０ａ  ガス導入路
１０ｃ  ガス導入路
１１ａ  ガス導入管
１１ｃ  ガス導入管
１２  周壁部
１３ａ  小孔
１３ｃ  小孔
１４  タンディッシュ
１５  モールド
１６  浸漬ノズル
３０  溶融金属排出装置
３１  溶融金属通過孔
３２  上固定盤
３３  連通孔
３４  摺動盤
３５  周壁部
３６ｗ  全周ガス均圧帯
３６ｐ  部分ガス均圧帯
３７ｗ  ガス導入路
３７ｐ  ガス導入路
３８ｗ  小孔
３８ｐ  小孔
【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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【図７】
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【図８】
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