(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属流出孔に不活性ガスを吹込むガスチャンネルと、上プレート耐火物間にガスプール部を設けたガス吹込み用上プレートを備え、
前記上プレート耐火物に設けられ、その側面から前記ガスプールまで貫通するガス導入パイプ挿入孔と、
このガス導入パイプ挿入孔に空隙部が形成されるように挿入され、不活性ガスを吹込むためのガス導入パイプと、
前記上プレート耐火物に設けられかつ、前記ガス導入パイプ挿入孔に連通し、前記空隙部にシール剤を充填するためのシール剤充填孔と、
前記空隙部に充填されたシール剤を有し、
前記ガス導入パイプには、前記ガスプール側の開口部近傍及び前記ガス導入パイプ挿入孔入口近傍に位置するように外周に、前記ガス導入パイプ挿入孔の周壁に当接して前記空隙部を閉止する２個の環状突条が設けられることを特徴とするガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造。
【請求項２】
溶融金属流出孔に不活性ガスを吹込むガスチャンネルと、上プレート耐火物間にガスプール部を設けたガス吹込み用上プレートを備え、
前記上プレート耐火物に設けられ、その側面から前記ガスプールまで貫通するガス導入パイプ挿入孔と、
このガス導入パイプ挿入孔に空隙部が形成されるように挿入され、不活性ガスを吹込むためのガス導入パイプと、
前記上プレート耐火物に設けられかつ、前記ガス導入パイプ挿入孔に連通し、前記空隙部にシール剤を充填するためのシール剤充填孔と、
前記空隙部に充填されたシール剤を有し、
前記ガス導入パイプには、前記ガスプール側の開口部近傍に位置するように外周に、前記ガス導入パイプ挿入孔の周壁に当接して前記空隙部を閉止する環状突条が設けられかつ、前記ガス導入パイプ挿入孔入口に位置して、
この入口及び前記空隙部を閉止するフランジ部が設けられることを特徴とするガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造。
【請求項３】
前記ガス導入パイプ挿入孔の開口部には、金網が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造。
【請求項４】
溶融金属流出孔に不活性ガスを吹込むガスチャンネルと、上プレート耐火物間にガスプール部を設けたガス吹込み用上プレートを備え、
前記上プレート耐火物に設けられ、その側面から前記ガスプールまで貫通するガス導入パイプ挿入孔と、
このガス導入パイプ挿入孔に空隙部が形成されるように挿入され、不活性ガスを吹込むためのガス導入パイプと、
前記上プレート耐火物に設けられかつ、前記ガス導入パイプ挿入孔に連通し、前記空隙部にシール剤を充填するためのシール剤充填孔と、
前記空隙部に充填されたシール剤を有し、
前記ガス導入パイプのガスプール側の開口部に、前記ガス導入パイプ挿入孔の周壁に当接して前記空隙部を閉止する金網が設けられかつ、前記ガス導入パイプ挿入孔入口近傍に位置するように、外周に前記ガス導入パイプ挿入孔の周壁に当接して前記空隙部を閉止し、ガス導入パイプの半径方向の動きを抑制することができるような幅広の環状突条が設けられることを特徴とするガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造。
【請求項５】
前記ガス導入パイプ挿入孔の入口側の環状突条あるいはフランジ部の外周の少なくとも一部は、前記ガス導入パイプ挿入孔の入口近傍に設けられ、外側に拡径する段部に当接することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造に係わり、特にガス導入パイプのパイプ挿入孔への挿入または固定時に、シール剤がパイプ挿入孔から流出することを防止し、ガス導入パイプの位置決めが容易になるように改良したガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造に関する。
【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】
図６に示すように、溶融金属排出装置２１は、固定して使用され、溶融金属流出孔２２ａが設けられた上プレート２２と、この上プレート２２に一面に摺動自在に取付けられ、流出孔２３ａが設けられた摺動プレート２３で構成され、上プレート２２は、溶融金属流出孔２２ａが形成されたガスチャンネル２４と、このガスチャンネル２４が一体的に取付けられる上プレート耐火物２５とで構成され、摺動プレート２３を摺動させることにより、上プレート２２の溶融金属流出孔２２ａを適宜開閉し、溶融金属の流量を調整するものである。
【０００４】
このような溶融金属排出装置２１において、図７に示す上プレート２２の溶融金属流出孔２２ａの周壁部２２ａ１にガス導入小孔２４ａ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（特許文献１参照）。
【０００５】
このガス撹拌の目的は、第１には溶融金属流出孔２２ａの閉塞防止であり、鋳込み中における溶融金属の凝固、酸化物の付着による溶融金属流出孔２２ａの閉塞を防止するもので、溶融金属流出孔２２ａにガス導入小孔２４ａから不活性ガスを吹込むものである。第２にはガス開孔であり、このガス開孔は溶融金属流出孔２２ａを摺動プレート２３で閉塞し溶融金属を溶融金属流出孔２２ａ内およびタンディッシュに溜めている間、溶融金属流出孔２２ａ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流出孔２２ａが閉塞されるおそれがあるので、溶融金属流出孔２２ａにガス導入小孔２４ａから不活性ガスを吹込むものである。
【０００６】
不活性ガスを吹込むための上プレート２２は、図７に示すようなガス洩れ防止構造が一般的に用いられており、溶融金属流出孔２２ａが設けられた上プレート２２には、溶融金属流出孔２２ａと同心に上プレート耐火物２５から上方に突出した環状のダボ部２６が設けられ、このダボ部２６の内側に装着され、下部にガス導入小孔２４ａを有するリング形状のガスチャンネル２４が一体的に挿入されている。さらに、上プレート耐火物２５には、パイプ挿入孔２７が設けられており、このパイプ挿入孔２７内にモルタル２８を介してガス導入パイプ２９が装着されている。さらに、ガス導入パイプ２９の外周に、環状溝，環状突起，凹凸，細径部等の変形部２９ａを設けて、シール用モルタル２８と係合密着して、使用中に亀裂が入るのを防止し、気密性を維持し、この部分からのガス洩れを防止している。しかしながら、従来のガス洩れ防止構造において、そのガス導入パイプ２９の上プレート耐火物２５への装着は、図８に示すように、変形部２９ａが形成されたガス導入パイプ２９にモルタル２８を付着させ、モルタル２８が付着されたガス導入パイプ２９をパイプ挿入孔２７に挿入して行うものであり、ガス導入パイプ２９の変形部２９ａと周壁２７ａとの間に十分な空隙部が設けられていないので、モルタル２８の充填量が不十分であり、シール効果が十分期待できない。また、ガス導入パイプ２９の外周に設けられた変形部２９ａは、いずれも、パイプ挿入孔２７の周壁２７ａに当接するほど突出しておらず、モルタル２８を圧送、充填しようとすると、パイプ挿入孔２７の端部よりモルタル２８が流れ出てしまう。さらに、ガス導入パイプ２９の外周とパイプ挿入孔２７の周壁２７ａが当接していないために、パイプ挿入孔２７に同心位置でガス導入パイプ２９を固定することが困難で、モルタル２８の厚さが不均一となり、十分にシール効果を発揮できない問題があった。
【０００７】
また、ガス導入パイプを挿入するパイプ挿入孔の中間部にシール剤の溜まり部を形成し、モルタルの圧送充填方法により、充分にモルタルを充填して、シール性を向上させるものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、このガス洩れ防止構造は、耐火物にパイプ挿入孔とシール剤の溜まり部を形成する必要があるため、製造工程が複雑になる問題があった。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−３００１４２号公報（段落番号［０００８］、［００１５］、図５）
【０００９】
【特許文献２】
特開平５−１６９２４１号公報（段落番号［００１１］、図２）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、ガス導入パイプをパイプ挿入孔に挿入し、シール剤を充填する場合、ガス導入パイプの外周とパイプ挿入孔の周壁間にシール剤が充填される十分な空隙部が形成されても、ガス導入パイプの位置決めが容易で、かつ、製造が容易なガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造が要望されていた。
【００１１】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、ガス導入パイプをパイプ挿入孔に挿入し、シール剤を充填する場合、ガス導入パイプの外周とパイプ挿入孔の周壁間にシール剤が充填される十分な空隙部が形成されても、ガス導入パイプの位置決めが容易で、かつ、製造が容易なガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、溶融金属流出孔に不活性ガスを吹込むガスチャンネルと、上プレート耐火物間にガスプール部を設けたガス吹込み用上プレートを備え、前記上プレート耐火物に設けられ、その側面から前記ガスプールまで貫通するガス導入パイプ挿入孔と、このガス導入パイプ挿入孔に空隙部が形成されるように挿入され、不活性ガスを吹込むためのガス導入パイプと、前記上プレート耐火物に設けられかつ、前記ガス導入パイプ挿入孔に連通し、前記空隙部にシール剤を充填するためのシール剤充填孔と、前記空隙部に充填されたシール剤を有し、前記ガス導入パイプには、前記ガスプール側の開口部近傍及び前記ガス導入パイプ挿入孔入口近傍に位置するように外周に、前記ガス導入パイプ挿入孔の周壁に当接して前記空隙部を閉止する２個の環状突条が設けられることを特徴とするガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造であることを要旨としている。
【００１３】
これにより、ガス導入パイプをパイプ挿入孔に挿入し、シール剤を充填する場合、ガス導入パイプの外周とパイプ挿入孔の周壁間にシール剤が充填される十分な空間部が形成されても、ガス導入パイプの位置決めが容易で、かつ、製造が容易なガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造が実現される。
【００１４】
また、本発明の他の態様によれば、溶融金属流出孔に不活性ガスを吹込むガスチャンネルと、上プレート耐火物間にガスプール部を設けたガス吹込み用上プレートを備え、前記上プレート耐火物に設けられ、その側面から前記ガスプールまで貫通するガス導入パイプ挿入孔と、このガス導入パイプ挿入孔に空隙部が形成されるように挿入され、不活性ガスを吹込むためのガス導入パイプと、前記上プレート耐火物に設けられかつ、前記ガス導入パイプ挿入孔に連通し、前記空隙部にシール剤を充填するためのシール剤充填孔と、前記空隙部に充填されたシール剤を有し、前記ガス導入パイプには、前記ガスプール側の開口部近傍に位置するように外周に、前記ガス導入パイプ挿入孔の周壁に当接して前記空隙部を閉止する環状突条が設けられかつ、前記ガス導入パイプ挿入孔入口に位置して、この入口及び前記空隙部を閉止するフランジ部が設けられることを特徴とするガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造が実現される。
【００１５】
これにより、ガス導入パイプをパイプ挿入孔に挿入し、シール剤を充填する場合、ガス導入パイプの外周とパイプ挿入孔の周壁間にシール剤が充填される十分な空間部が形成されても、ガス導入パイプの位置決めが容易で、かつ、製造が容易なガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造であることを要旨としている。
【００１６】
好適には、前記ガス導入パイプの開口部には、金網が設けられる。
また、本発明の他の態様によれば、溶融金属流出孔に不活性ガスを吹込むガスチャンネルと、上プレート耐火物間にガスプール部を設けたガス吹込み用上プレートを備え、前記上プレート耐火物に設けられ、その側面から前記ガスプールまで貫通するガス導入パイプ挿入孔と、このガス導入パイプ挿入孔に空隙部が形成されるように挿入され、不活性ガスを吹込むためのガス導入パイプと、前記上プレート耐火物に設けられかつ、前記ガス導入パイプ挿入孔に連通し、前記空隙部にシール剤を充填するためのシール剤充填孔と、前記空隙部に充填されたシール剤を有し、前記ガス導入パイプのガスプール側の開口部に、前記ガス導入パイプ挿入孔の周壁に当接して前記空隙部を閉止する金網が設けられかつ、前記ガス導入パイプ挿入孔入口近傍に位置するように、外周に前記ガス導入パイプ挿入孔の周壁に当接して前記空隙部を閉止し、ガス導入パイプの半径方向の動きを抑制することができるような幅広の環状突条が設けられることを特徴とするガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造であることを要旨としている。
【００１７】
また、好適には、前記ガス導入パイプ挿入孔の入口側の環状突条あるいはフランジ部の外周の少なくとも一部は、前記ガス導入パイプ挿入孔の入口近傍に設けられ、外側に拡径する段部に当接する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係わるガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造の実施形態について説明する。
【００１９】
図１は本発明に係わるガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造の第１の実施形態の概念図である。
【００２０】
図１に示すように、本第１の実施形態に係るガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造１は上プレート２を備え、この上プレート２は、溶融金属流出孔２ａが形成されたガスチャンネル６と、このガスチャンネル６が一体的に取付けられる上プレート耐火物７とで構成されている。上プレート耐火物７には、周側面からガスチャンネル６に連通するように、摺動面と平行に形成された同一直径を有するパイプ挿入孔４と、摺動面と対向する面に外周を鉄皮で補強された円錐筒状の凸部であるダボ部が設けられている。
【００２１】
上記パイプ挿入孔４には、不活性ガスを吹込むためのガス導入パイプ３が外周に空隙部４ａを形成するように挿入されている。また、シール剤を充填するためのシール剤充填孔４ｂが設けられている。シール剤充填孔４ｂは上プレート耐火物７に形成されたダボ部の外周近傍に設けられていることが好ましく、また、パイプ挿入孔４のガス吹込み側の環状突条３ｂよりガス吹出し側の近傍に設けられていることが好ましい。
【００２２】
ガス導入パイプ３には、ガス吹出し側の開口部３ｃ近傍及びガス吹込み側の端部近傍に、各々上記環状突条３ａ，３ｂが互いに離間して形成されており、パイプ挿入孔４の周壁４ｃに当接して、ガス導入パイプ３を２点支持で周壁４ｃと平行に支持し、さらに、空隙部４ａを閉止するように構成されている。環状突条３ａ，３ｂは、ガス導入パイプを切削して形成するか、環状部材を溶着するか、ガス導入パイプから膨出させて形成するのが好ましい。
【００２３】
上記空隙部４ａには、シール剤充填孔４ｂからシール剤としてモルタル５が充填されている。
【００２４】
シール剤充填孔４ｂとガス吹出し側の環状突条３ａの間に形成される空隙部４ａの長さＬは、２０〜２００ｍｍであるのが好ましい。２０ｍｍより短いと、モルタル５によるガス洩れ防止効果が不十分であり、２００ｍｍを超えると、穿孔作業が困難になる。
【００２５】
ガスチャンネル６は、底部に溶融金属流出孔２ａが設けられて無底皿形状をなし、その周壁部には、溶融金属流出孔２ａに不活性ガスを吹込むためのガス導入小孔６ａが穿設されており、ガス導入小孔６ａは、ガスチャンネル６と上プレート耐火物７の間に形成された環状空隙からなるガスプール部８を介して、ガス導入パイプ３の開口部３ａに連通している。開口部３ａには金網９が設けられてもよい。
【００２６】
パイプ挿入孔４は同一直径を有するので、その形成は容易である。また、パイプ挿入孔４にガス導入パイプ３を挿入する際に、ガス導入パイプ３の外周面に設けられた環状突条３ａ、３ｂがパイプ挿入孔４の周壁４ｃに当接して、図１に示すように、ガス導入パイプ３を２点支持するので、ガス導入パイプ３がパイプ挿入孔４内で偏心することなく挿入されるため、半径方向の動きは抑制され、位置合わせ（センター合わせ）が極めて容易に行える。
【００２７】
さらに、シール剤充填孔４ｂから空隙部４ａにシール剤であるモルタル５を圧送、充填する際に、空隙部４ａは環状突条３ａ，３ｂにより閉止されているので、パイプ挿入孔４のガス吹出し側の開口部３ｃ近傍またはガス吹込み側の端部からモルタル５が流れ出すことなく、十分に充填することができる。
【００２８】
上述のように本発明の第１の実施形態によれば、ガス導入パイプ３には、パイプ挿入孔４の周壁４ｃに当接する環状突条３ａ，３ｂが設けられているので、ガス導入パイプ３の位置合わせが容易であり、また、離間して設けられた環状突条３ａと３ｂの間に空隙部４ａが形成されるので、この空隙部４ａにモルタル５が充填されて、シール効果が向上し、さらに、モルタル５がパイプ挿入孔４外に流出することがない。よって、ガス導入パイプの位置決めが容易で、かつ、製造が容易なガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造を得ることができる。
【００２９】
次に、図２を参照して、本発明に係わるガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造の第２の実施形態について説明する。本発明の第２の実施形態は、上記第１の実施形態がガス導入パイプの外周に２個の環状突条が設けられるのに対して、ガス吹込み側の環状突条に代えて、ガス導入パイプのガス吹込み側端部近傍にフランジ部を設けた構造である。ガス吹出し側の環状突条３Ａａが長く、すなわち、図１に示すガス導入パイプを２点支持する環状突条の幅より幅広であり、具体的には、ガス導入パイプの半径方向の動きを抑制することができるように幅広に形成されており、ガス導入パイプ３Ａのガス吹込み側の端部近傍にフランジ部３Ａｄが設けられている。
【００３０】
従って、ガス導入パイプ３Ａをパイプ挿入孔４Ａにフランジ部３Ａｄ位置まで挿入するが、ガス導入パイプ３Ａには、幅広（長め）の環状突条３Ａａが設けられているので、環状突条３Ａａがパイプ挿入孔４Ａの周壁４Ａｃに当接して、図２に示すように、環状突条３Ａａによるガス導入パイプ３Ａの片持ち支持と、フランジ部３Ａｄと上プレート耐火物７に側面の当接により、ガス導入パイプ３Ａの半径方向の動きは抑制され、容易に位置合わせが行える。また、空間部４Ａａが形成されているので、この空間部４Ａａにモルタル５Ａが充填されて、シール効果が向上し、さらに、フランジ部３Ａｄが設けられているので、モルタル５Ａがパイプ挿入孔４Ａ外に流出することがない。なお、フランジ部によりガス導入パイプ３Ａの半径方向の動きが十分に抑制される場合には、環状突条を幅広に形成する必要はない。
【００３１】
他の構成は図１に示すガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造と異ならないので、同一符号を付して説明は省略する。
【００３２】
次に、図３を参照して、本発明に係わるガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造の第３の実施形態について説明する。本発明の第３の実施形態は、上記第１の実施形態がガス導入パイプの外周に２個の環状突条が設けられているのに対して、ガス吹出し側の環状突条をなくし、ガス導入パイプのガス吹込み側端部に環状突条のみを設けた構造である。
【００３３】
ガス導入パイプのガス吹出し側の先端にはガス導入パイプ挿入孔の周壁に当接して前記空隙部を閉止する金網が設けられており，この例ではガス吹込み側の環状突条３Ｂｂが長く、すなわちガス導入パイプの半径方向の動きを抑制することができるような幅広に形成されている。
【００３４】
したがって、ガス導入パイプ３Ｂをパイプ挿入孔４Ｂに所定の長さ挿入するが、ガス導入パイプ３Ｂには、ガス導入パイプの半径方向の動きを抑制することができるような幅広（長く）環状突条３Ｂｂが設けられているので、環状突条３Ｂｂがパイプ挿入孔４Ｂの周壁４Ｂｃに当接して、図３に示すように、片持ちでガス導入パイプ３Ｂを支持するので、ガス導入パイプ３Ｂの半径方向の動きは抑制され、容易に位置合わせが行える。ガス導入パイプ３Ｂの吹出し側には、前記環状突条に近いモルタルを停止させる機能をも有する金網が設置されていることにより、モルタルのガスプール側への漏れはある程度防止することができる。しかし，環状突条が設けられていないので、充填するモルタル量を正確に制御して、モルタル５Ｂがパイプ挿入孔４Ｂ外に流出しないようにすることが好ましい。
【００３５】
なお、図５に示すように、第４実施形態として、環状突条３Ｃｂの径をより大きくし、パイプ挿入孔４Ｃを段部４Ｃａが設けられた段付き孔にし、環状突条３Ｃｂの外周の少なくとも一部が段部４Ｃａに当接するようにしても、上記第３実施形態と同様の効果が得られる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明に係わるガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造によれば、ガス導入パイプをパイプ挿入孔に挿入し、シール剤を充填する場合、ガス導入パイプの外周とパイプ挿入孔の周壁間にシール剤が充填される十分な空間部が形成されても、ガス導入パイプの位置決めが容易で、かつ、製造が容易なガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わるガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造の第１実施形態の概念図。
【図２】  本発明に係わるガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造の第２実施形態の概念図。
【図３】  本発明に係わるガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造の第３実施形態の概念図。
【図４】本発明に係わるガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造の第１実施形態の製造方法の概念図。
【図５】  本発明に係わるガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造の第４実施形態の概念図。
【図６】  従来の溶融金属排出装置の概念図。
【図７】  従来のガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造の概念図。
【図８】  従来のガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造の製造方法の概念図。
【符号の説明】
１  ガス吹込み用上プレートのガス洩れ防止構造
２  上プレート
２ａ  溶融金属流出孔
３  ガス導入パイプ
３ａ，３ｂ  環状突条
３ｃ  開口部
４  パイプ挿入孔
４ａ  空隙部
４ｂ  シール剤充填孔
４ｃ  周壁
５  モルタル
６  ガスチャンネル
６ａ  ガス導入小孔
７  上プレート耐火物
８  ガスプール部
９  金網
１０  ダボ鉄皮
１１  ガス供給パイプ
【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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