(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火材により形成されたノズル本体の上部大径部の下端の顎部を下向きのテーパー面とするとともに、このノズル本体の外周にモルタル等の接着材を介して嵌着されるメタルケースの前記顎部に対応する部位をノズル本体の軸線に対し直角な下向きの水平面をなす懸吊部に形成し、前記ノズル本体の顎部のテーパー面と前記メタルケースの懸吊部との間の断面三角形状の間隙内に金属製リングを介在させたことを特徴とする鋳造用ノズル。
【請求項２】
前記金属製リングは前記間隙を充足する断面三角形状とされている請求項１記載の鋳造用ノズル。
【請求項３】
前記金属製リングの傾斜面部は表面粗さＲが５μｍ以上の粗面とされている請求項２記載の鋳造用ノズル。
【請求項４】
前記金属製リングの上端角部を切除して断面略台形状とされ、切除により形成された上辺の水平部の幅が少なくとも１mm以上とされている請求項２または３記載の鋳造用ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鋳造において用いられるノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造において取鍋からタンディッシュに溶鋼を注入するコレクタノズルやロングノズル、あるいはタンディッシュからモールドに溶鋼を注入する浸漬ノズル等の鋳造用ノズルは、ノズル本体を構成する耐火物に亀裂が発生することを抑制するため耐火物製ノズル本体の外周面に鋼板等からなるメタルケースをモルタルを介して嵌着したものが一般に用いられている。また上記の亀裂発生の抑制効果を一層高める意味で、ノズル本体の外周に金属製フープを焼ばめしたうえメタルケースにセットするようになされたもの（特開昭５７−１９９５５０号公報）がある。
【０００３】
上記鋳造用ノズルは、図６にコレクタノズルの場合を例示するように、図示しない取鍋の下部に取付けられるスライドバルブ装置１の下プレート２の下部にコレクタノズル３が金属製のノズルケース４により支えられてコレクタノズル３の上面を下プレート２の下面に図示しない支持手段により支持して密接させるようになされている。
【０００４】
上記ノズルケース４によるコレクタノズル３の支持は、そのコレクタノズル３の上部大径部３ａの下端の顎部３ｂの下面がノズルケース４の内周の周方向に形成されたショルダ部４ａに圧接することにより支持されるようになっている。
【０００５】
上記ショルダ部４ａには大きな荷重が掛るためこの部分がコレクタノズル３の亀裂発生の起点となっており、集中荷重による亀裂の拡大を抑制するために前記顎部３ｂおよびショルダ部４ａが所要角度のテーパー面３ｃ、４ｂ（角度θ）やアールが付されている。なお図６では分かりやすくするためテーパー３ｃ、４ｂ間を離して画かれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに上記のようにコレクタノズル３の顎部３ｂおよびショルダ部４ａにテーパー面３ｃ、４ｂが付されているため、使用中に溶鋼からの受熱によって金属製のノズルケース４が膨張し、それに伴ってコレクタノズル３がテーパー面３ｃ、４ｂにそって下方へずれてしまうことが起こる。このコレクタノズル３の下方へのずれにより下プレート２とコレクタノズル３の上端との接合面の目地部にゆるみが生じ、ここから溶鋼中に空気が混入するという問題が発生する。
【０００７】
また前記ショルダ部４ａでは、前述のようにテーパー面同士が接触しているため滑りが生じやすいことからもずれの原因となっている。
【０００８】
一方、多数回の使用により加熱・冷却が繰返されると、加熱時にノズルケース４内に深く入り込んだコレクタノズル３が、冷却時にはノズルケース４の収縮により強く締付けられることになり、それに伴いコレクタノズル３に亀裂を発生させる一因となっている。
【０００９】
最近では、前記コレクタノズル３を構成する耐火材として耐用性に優れたアルミナ・カーボン質のノズルが主流となっており、そのため熱伝導率が従来のジルコニア質やハイアルミナ質に較べてかなり高く、このこともメタルケースやノズルケースが熱変形を生じやすい原因となっている。
【００１０】
本発明は、アルミナ・カーボン質のような耐食性、耐スポーリング性に優れかつ熱伝導率の高い材質からなるノズルであっても、これを長期間安定して使用することができる鋳造用ノズルを提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として本発明は、耐火材により形成されたノズル本体の上部大径部の下端の顎部を下向きのテーパー面とするとともに、このノズル本体の外周にモルタル等の接着材を介して嵌着されるメタルケースの前記顎部に対応する部位をノズル本体の軸線に対し直角な下向きの水平面をなす懸吊部に形成し、前記ノズル本体の顎部のテーパー面と前記メタルケースの懸吊部との間の断面三角形状の間隙内に金属製リングを介在させたことを特徴とする。
【００１２】
上記ノズルを支持するノズルケースのショルダ部を水平な面構造とすることにより、加熱・冷却の繰返しによりノズルとノズルケースとが相対的に膨張収縮してもノズルのメタルケースとノズルケースとの水平面同士の滑りにより吸収され、ノズルを軸方向にずらす力が作用することがなく、目地部がゆるむことがない。
【００１３】
前記金属製リングは前記間隙を充足する断面三角形状とするのがよく、またその傾斜面部は表面粗さＲが５μｍ以上の粗面とすることがノズル本体のずれを防ぐうえで好ましい。
【００１４】
さらに金属製リングの上端角部を切除して断面略台形状とし、切除により形成された上辺の水平部の幅を少なくとも１mm以上とすることにより、金属製リングが水平方向に膨張しても上記水平部がセットモルタルにかかるため垂直方向へのノズル本体のずれを防ぐことができるので好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明による鋳造用ノズル１０の一実施形態の断面を示し、図２は図１のＡ部を拡大して示している。
【００１７】
アルミナ・カーボン系等の耐火材により形成されるノズル本体１１はその上部に大径部１１ａを有し、その大径部１１ａの下端の顎部１１ｂの下面は下向きのテーパー面１１ｃとされている。そのテーパー角は３０°〜６０°の範囲がよく、好ましくは４５°乃至その前後の角度を選択するのがよい。
【００１８】
上記ノズル本体１１の外周にはその外形状に倣う形状を有する鋼材製のメタルケース１２が接着材としてモルタル１３を介在して嵌着されている。前記メタルケース１２の前記ノズル本体１１の顎部１１ｂと対応する部位は、ノズル本体１１の軸線に対し直角な下向きの水平面をなす懸吊部１４が形成されており、前記ノズル本体１１の顎部１１ｂのテーパー面１１ｃと前記懸吊部１４の内面との間に形成される断面三角形状の間隙１５内には図２に示すように該間隙１５を充足する断面三角形状の鋼材等からなる金属製リング１６が介在されている。
【００１９】
上記鋳造用ノズルを嵌挿して支持するノズルケース１７のショルダ部１７ａは、図３に前記図６と対応した図としてこれと共通する部材には同一符号を付して嵌合完了直前の状態を、図４に図３のＢ部を拡大して嵌合状態時の断面を示すように、前記懸吊部１４と平面接触する棚状の平坦面１７ｂとされ、ノズル本体１１およびノズルケース１７の膨張収縮時には図４の矢印Ｂで示す水平方向へのみずれ動くようになされている。
【００２０】
前記金属製リング１６は、図５に拡大して示すようにその傾斜面部の角部は前記ノズル本体１１のテーパー面１１ｃと対応する角度（３０°〜６０°、好ましくは４５°）とされる。またこの傾斜面部の表面粗さＲがＲ≧５μｍの粗面１６ａとされ、ノズル本体１１に対しずれが生じにくくされている。
【００２１】
また前記金属製リング１６の上端角部は水平に削落され、この削落されて形成された上辺１６ｂの幅Ｌは少なくとも１mm以上とされており、金属製リング１６の水平方向への膨張時の逃げをとっている。
【００２２】
したがって本発明による鋳造用ノズル１０によれば、加熱冷却の繰返しによりノズル本体１１とノズルケース１７とが相対的に水平方向に膨張収縮しても、ノズル本体１１はそのメタルケース１２の水平な懸吊部１４部分で水平方向の滑りにより吸収されるので、ノズル本体１１をその軸線方向にずり動かす力が発生せず、ノズル本体１１の上端の目地部にゆるみを生じさせることがなく、空気の吸込み等の不具合の発生がない。
【００２３】
またノズル本体１１の顎部１１ｂとメタルケース１２の懸吊部１４の内面との間に金属製リング１６が介挿されているので、懸吊部１４の熱変形が抑えられ、ノズルケース１７による支持の安定性が保たれる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ノズルケースの水平方向の熱変形の影響が水平な懸吊部の水平方向への動きにより吸収されるので、ノズル本体を軸線方向にずらすことがなく、そのためノズル上端の目地部にゆるみを生じることがなく、空気の流入を防ぐことができる。またノズルケースの冷却時における収縮によるノズル本体への影響も緩和され、ノズル本体の折損も解消することができる。
【００２５】
またノズル本体の顎部下面はテーパー面としてあることにより応力の集中がなく、この部分からの亀裂の発生を減少させることができる。
【００２６】
そして上記ノズル本体の顎部のテーパー面とメタルケースの懸吊部の内面との間の断面三角形状の間隙内に請求項２のように断面三角形状の金属製リングを介在させることにより、メタルケースの懸吊部の熱変形が抑制され、鋳造用ノズルの支持の安定性を維持することができる。
【００２７】
請求項３のように金属製リングの傾斜面部をＲ≧５μｍの粗面とすればノズル本体のずれ動きを防ぐうえで有効であり、また請求項４のように金属製リングの上端角部を切除して平坦な上辺を形成することにより、金属製リングが水平方向に熱膨張した際にその上端部分のモルタルを介してノズル本体が水平方向に動かされることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による鋳造用ノズルの一実施形態を示す断面図。
【図２】図１のＡ部の拡大図。
【図３】図１の鋳造用ノズルとノズルケースとの関係を示す嵌合途中の状態の略示断面図。
【図４】同、嵌合完了時の状態を示す図３のＢ部の拡大図。
【図５】図４における金属製リングの変形例を示す一部の断面図。
【図６】従来の技術を示す略示断面図。
【符号の説明】
１  スライドバルブ装置
３  コレクタノズル
４、１７  ノズルケース
１０  本発明の鋳造用ノズル
１１  ノズル本体
１１ａ  大径部
１１ｂ  顎部
１１ｃ  テーパー面
１２  メタルケース
１４  懸吊部
１５  間隙
１６  金属製リング
１７ａ  ショルダ部
【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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