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Title:
DIPPED NOZZLE SUPPORTING-REPLACING MECHANISM, AND LOWER-NOZZLE/DIPPED-NOZZLE SEALING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/087884
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed are a dipped nozzle supporting-replacing mechanism and a lower-nozzle/dipped-nozzle sealing method, for relaxing a bending stress to be applied to a lower nozzle, by joining the ring-shaped taper portion of the lower nozzle to the receiving taper portion of a receiving member, thereby to prevent the occurrence of a vertical cracking, and for improving the sealing properties of the lower nozzle and a dipped nozzle with a seal member. The dipped nozzle supporting-replacing mechanism and the lower-nozzle/dipped-nozzle sealing method are constituted to suppress the vertical cracking by joining the receiving taper portion (3A) of the receiving member (3) to the ring-shaped taper portion (4A) of the lower nozzle (4), when the upper face of the dipped nozzle (6) is joined by a clamper (5) to the lower face of the lower nozzle (4) supported by the receiving member (3) of the lower frame (2) of a slide valve device (1).

Inventors:
YAMAMOTO KENJI (JP)
OSADA MOTOTSUGU (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/073190
Publication Date:
July 16, 2009
Filing Date:
December 19, 2008
Export Citation:
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Assignee:
SHINAGAWA REFRACTORIES CO (JP)
YAMAMOTO KENJI (JP)
OSADA MOTOTSUGU (JP)
International Classes:
B22D11/10; B22D41/56
Foreign References:
JP4050100B22008-02-20
JP2006515803A2006-06-08
JPH0733453U1995-06-20
JPH0133259Y21989-10-09
JPH10305357A1998-11-17
JP2007069254A2007-03-22
Attorney, Agent or Firm:
SOGA, Michiharu et al. (8th Floor Kokusai Building, 1-1, Marunouchi 3-chome, Chiyoda-k, Tokyo 05, JP)
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Claims:
 スライドバルブ装置(1)の下部フレーム(2)の受け体(3)に支持された下ノズル(4)の下部接合面(4a)に対し、浸漬ノズル(6)の平面からなる上面(28)を各クランパー(5)を介して押し付けると共に、前記浸漬ノズル(6)を摺動させることにより次の新浸漬ノズル(6A)に交換するようにした浸漬ノズル支持交換機構において、
 前記下ノズル(4)に形成された輪状テーパ部(4A)と、前記受け体(3)に形成された受け用テーパ部(3A)と、よりなり、前記輪状テーパ部(4A)が前記受け用テーパ部(3A)上に接合していることを特徴とする浸漬ノズル支持交換機構。
 前記輪状テーパ部(4A)の傾斜角度は、30°~60°であることを特徴とする請求項1記載の浸漬ノズル支持交換機構。
 前記下ノズル(4)の形状は、最大直径(φD)と、軸方向の全高を示す第1軸方向高さ(H)と、前記第1軸方向高さ(H)のうちの前記輪状テーパ部(4A)から前記上面(28)迄の第2軸方向高さ(H1)と、よりなり、前記最大直径(φD)を1とした場合に前記第1軸方向高さ(H)は0.15~0.5とし、前記第1軸方向高さ(H)を1とした場合に前記第2軸方向高さ(H1)は0.15~0.5としたことを特徴とする請求項1又は2記載の浸漬ノズル支持交換機構。
 前記浸漬ノズル(6)の前記上面(28)に形成された輪状溝(40)と、前記輪状溝(40)に充填されたシール材(41)と、よりなることを特徴とする請求項1記載の浸漬ノズル支持交換機構。
 スライドバルブ装置(1)の下部フレーム(2)の受け体(3)に支持された下ノズル(4)の下部接合面(4a)に対し、浸漬ノズル(6)の平面からなる上面(28)を各クランパー(5)を介して押し付けると共に、前記浸漬ノズル(6)を摺動させることにより次の新浸漬ノズル(6A)に交換するようにした浸漬ノズル支持交換機構を用い、
 前記下ノズル(4)に形成された輪状テーパ部(4A)を前記受け体(3)に形成された受け用テーパ部(3A)に接合させ、前記上面(28)の輪状溝(40)に充填されたシール材(41)を有する前記浸漬ノズル(6)を前記下ノズル(4)に接合させて前記下ノズル(4)と浸漬ノズル(6)間のシールを行なうことを特徴とする下ノズル/浸漬ノズルのシール方法。
 前記輪状テーパ部(4A)の傾斜角度は、30°~60°であることを特徴とする請求項5記載の下ノズル/浸漬ノズルのシール方法。
Description:
浸漬ノズル支持交換機構及び下 ズル/浸漬ノズルのシール方法

 本発明は、浸漬ノズル支持交換機構及び ノズル/浸漬ノズルのシール方法に関し、特 に、下ノズルの輪状テーパ部を受け体の受け 用テーパ部に接合させることにより、下ノズ ルに加わる曲げ応力を緩和して縦亀裂の発生 を防止し、さらに、輪状溝に設けたシール材 により下ノズルに対する浸漬ノズルを蜜合す るための新規な改良に関する。

 従来、タンディッシュからモールドへの 量制御装置であるスライドバルブ装置に対 て浸漬ノズルを迅速に交換するための浸漬 ズル支持交換機構における下ノズルの構造 しては、次の従来構造1~4が採用されていた

 例えば、特許文献1~3に示される図9の従来 構造1において、主として、基枠1Aの内側に位 置する上プレート1a、スライドプレート1b及 下プレート1cからなるスライドバルブ装置1 下部フレーム2に設けられた受け体3により下 ノズル4が支持され、この下ノズル4の下面4a は、クランパー5によって上方へ付勢された 漬ノズル6が接合されている。

 前記下ノズル4の輪状段部7は、前記受け体3 に載置される状態で接合され、この輪状段 7は直角状の角形で形成されると共に、前記 受け体3も直角状の角形で形成されている。
 前記下部フレーム2の下方に位置するガイド レール8上には、前記浸漬ノズル6及び新浸漬 ズル6Aが押出し体9によって、図9の右方向に 押出し可能に構成されている。
 従って、図9の状態で、スライドバルブ装置 1、下ノズル4及び浸漬ノズル6を経て溶融金属 が下方のモールド(図示せず)に流下するよう 構成されている。

 また、図11の従来構造2において、図9と同 一部分には同一符号を付し、その説明は省略 するが、下ノズル4を保持する構成は平面同 で図9の構成と同一である。

 また、図12の従来構造3において、図11と同 部分には同一符号を付し、その説明は省略 るが、下プレート1cと下ノズル4が一体とな と共に、鉄ケース4Gによって一体的に保持さ れている。
 また、従来構造4としては、図示していない が、前述の浸漬ノズル6の上面に、特許文献4 示されるシール材を塗布し、このシール材 介して浸漬ノズルと下ノズルとを蜜合させ いた。

特許公報第3834741号公報

特開10-99947号公報

実登3009112号公報

特許第3108372号公報

 従来の浸漬ノズル支持交換機構は、以上の うに構成されていたため、次のような課題 存在していた。
 すなわち、
 (1)図9の従来構造1の場合、
  下ノズル4は支点である受け体3により支持 され、上方から面圧負荷力15が、一方下から 漬ノズル6の押付け力16が加わっている。そ 上下の力は、煉瓦の熱膨張により図示した クトル(上向き矢印、下向き矢印)に応じた で下ノズル4に加わる。この結果、図10に示 、縦亀裂17が入り、吸気・溶損し寿命に至る のが早く、最悪漏鋼に至ることもある。更に 吸気することにより、孔13内を通過する溶融 属が酸化され品質が劣化する等悪影響があ 。
 (2)図11の従来構造2の場合、
  下プレート1cは受け体3により支持され、 方から面圧負荷力15’が、一方下から浸漬ノ ズル6の押付け力16’が加わっている。その上 下の力は、煉瓦の熱膨張により図示したベク トル(上向き矢印、下向き矢印)に応じた力で プレート1cに加わる。この結果、縦亀裂17’ が入り、吸気・溶損し寿命に至るのが早く、 最悪漏鋼に至ることもある。従来構造1と同 な問題が発生する欠点がある。
 この従来構造2は、従来構造1より耐火物間 接合面が1ケ所少なくシール性が良いと考え れるが、従来構造1より支持スパンL’が広 為、より大きな亀裂が発生し易い。
 (3)図12の従来構造3、
  下プレート1cは受け体3により支持され、 方から面圧負荷力15’’が、一方下から浸漬 ノズル6の押付け力16’’が加わっている。そ の上下の力は、煉瓦の熱膨張により図示した ベクトル(上向き矢印、下向き矢印)に応じた で下プレート1cに加わる。この結果、縦亀 17’’が入り、吸気・溶損し寿命に至るのが 早く、最悪漏鋼に至ることもある。従来構造 1&2と同様な問題が発生する課題がある。
 この従来構造3は、従来構造2と同様に支持 パンL’が広く、且つ高さ寸法が大きい為よ 大きな亀裂が発生し易い。
 但し、本構造では、下プレート1cのノズル 1c’の周囲を強度のある鉄ケース4G等で拘束 ることで亀裂を減少させる効果はだせるが 強度のあるケースはコストが高くなる欠点 ある。
 (4)従来構造4、
  浸漬ノズル接合面に該シール材を塗布し 使用した結果、図9の亀裂17が小さい場合に シール性が良く吸気防止効果があったが、 亀裂が少し大きくなると外気を吸気し効果 なくなった。
 又、該シール材により浸漬ノズル上面外周 と下ノズルの下面外周部が固着して、浸漬 ズルの上面外周部が剥離し下ノズル側に付 する現象が発生し、多数回使用出来ない欠 があった。

 本発明による浸漬ノズル支持交換機構は スライドバルブ装置の下部フレームの受け に支持された下ノズルの下部接合面に対し 浸漬ノズルの平面からなる上面を各クラン ーを介して押し付けると共に、前記浸漬ノ ルを摺動させることにより次の新浸漬ノズ に交換するようにした浸漬ノズル支持交換 構において、前記下ノズルに形成された輪 テーパ部と、前記受け体に形成された受け テーパ部と、よりなり、前記輪状テーパ部 前記受け用テーパ部上に接合している構成 あり、また、前記輪状テーパ部の傾斜角度 、30°~60°である構成であり、また、前記下 ズルの形状は、最大直径と、軸方向の全高 示す第1軸方向高さと、前記第1軸方向高さ うちの前記輪状テーパ部から前記上面迄の 2軸方向高さと、よりなり、前記最大直径を1 とした場合に前記第1軸方向高さは0.15~0.5とし 、前記第1軸方向高さを1とした場合に前記第2 軸方向高さは0.15~0.5とした構成であり、また 前記浸漬ノズルの前記上面に形成された輪 溝と、前記輪状溝に充填されたシール材と よりなる構成であり、また、本発明による ノズル/浸漬ノズルのシール方法は、スライ ドバルブ装置の下部フレームの受け体に支持 された下ノズルの下部接合面に対し、浸漬ノ ズルの平面からなる上面を各クランパーを介 して押し付けると共に、前記浸漬ノズルを摺 動させることにより次の新浸漬ノズルに交換 するようにした浸漬ノズル支持交換機構を用 い、前記下ノズルに形成された輪状テーパ部 を前記受け体に形成された受け用テーパ部に 接合させ、前記上面の輪状溝に充填されたシ ール材を有する前記浸漬ノズルを前記下ノズ ルに接合させて前記下ノズルと浸漬ノズル間 のシールを行なう方法であり、また、前記輪 状テーパ部の傾斜角度は、30°~60°である方法 である。

 本発明による浸漬ノズル支持交換機構及び ノズル/浸漬ノズルのシール方法は、以上の ように構成されているため、次のような効果 を得ることができる。
 すなわち、請求項1の構成においては、スラ イドバルブ装置の下部フレームの受け体に支 持された下ノズルの下面に対し、浸漬ノズル の平面からなる上面を各クランパーを介して 押し付けると共に、前記浸漬ノズルを摺動さ せることにより次の新浸漬ノズルに交換する ようにした浸漬ノズル支持交換機構において 、前記下ノズルに形成された輪状テーパ部と 、前記受け体に形成された受け用テーパ部と 、よりなり、前記輪状テーパ部が前記受け用 テーパ部上に接合しているため、縦亀裂を防 ぐ様中心方向の力が作用し、かつ、曲げ応力 が緩和されて亀裂の拡大防止が可能となり、 シール性が向上する。
 また、請求項4及び5のようにスライドバル 装置の下部フレームの受け体に支持された ノズルの下面に対し、浸漬ノズルの平面か なる上面を各クランパーを介して押し付け と共に、前記浸漬ノズルを摺動させること より次の新浸漬ノズルに交換するようにし 浸漬ノズル支持交換機構を用い、前記下ノ ルに形成された輪状テーパ部を前記受け体 形成された受け用テーパ部に接合させ、前 浸漬ノズル上面の輪状溝に充填されたシー 材を有する前記浸漬ノズルを前記下ノズル 接合させて前記下ノズルと浸漬ノズル間の ールを行っているため、浸漬ノズルの上面 下ノズルの下面と固着して接合し、且つ剥 することがなく、シール性が確保できるた 、多数回の使用が可能となった。
 従って、従来構成においては、下ノズルで 曲げ応力が発生し、ノズル孔内に縦亀裂が 生したが、前述の本発明による構成及び方 により、下ノズルでは曲げ応力の発生が緩 され、ノズル孔内の縦亀裂を極めて効果的 抑制することができる。

本発明による浸漬ノズル支持交換機構 示す断面図である。 図1における浸漬ノズルの交換開始状態 を示す説明図である。 図2の交換経過状態を示す説明図である 。 図1の側断面図である。 図4の底面図である。 図1の下ノズルを示す模式的形状寸法図 である。 図1の浸漬ノズルを示す拡大斜視図であ る。 図7の断面図である。 従来構造1の浸漬ノズル支持交換機構を 示す断面図である。 図9の下ノズル4の縦亀裂を示す説明図 ある。 従来構造2の浸漬ノズル支持交換機構 示す断面図である。 従来構造3の浸漬ノズル支持交換機構 示す断面図である。

 本発明は、下ノズルの輪状テーパ部を受 体の受け用テーパ部に接合させることによ 、下ノズルにおける曲げ応力を緩和して縦 裂の発生を防止し、さらに、輪状溝に設け シール材により下ノズルに対する浸漬ノズ を蜜合するようにした浸漬ノズル支持交換 構及び下ノズル/浸漬ノズルのシール方法を 提供することを目的とする。

 以下、図面と共に本発明による浸漬ノズル 持交換機構及び下ノズル/浸漬ノズルのシー ル方法の好適な実施の形態について説明する 。
 尚、従来例と同一又は同等部分には同一符 を用いて説明する。

 図1において符号1で示されるものは、主 して、基枠1Aの内側に位置する上プレート1a スライドプレート1b及び下プレート1cからな る周知のスライドバルブ装置であり、このス ライドバルブ装置1の下部フレーム2に形成さ た開口2aには、出湯口20に連通する下ノズル 4が設けられている。

 前記下部フレーム2の下面には、挿入位置26 向けてテーパ面22が形成された位置決めラ ナー23が設けられると共に、この下部フレー ム2の下面から垂下して形成されたフレーム24 の下部には、一対のガイドレール8が設けら 、このガイドレール8上には、浸漬ノズル6及 び次の交換用の新しい新浸漬ノズル6Aがフラ ジ部25を介して押出し装置9の押し部9aによ て水平方向に押出し移動できるように構成 れている。
 前記新浸漬ノズル6Aは挿入位置26に位置し、 前記浸漬ノズル6は排出位置27で排出すること ができるように構成されており、前記押出し 装置9は前記スライドバルブ装置1又は図示し いタンディッシュ等の溶融金属容器に着脱 在に取付けることができる。尚、浸漬ノズ 6、6Aの上面28の接合面と下ノズル4の下部接 面4aとは同等の大きさに構成されている。
 また、前記下ノズル4の下部外周に形成され た輪状テーパ部4Aは、前記受け体3の内周に形 成された受け用テーパ部3Aに接合している。 、実際には、前記下ノズル4の外周に形成さ れた鉄製のカバー4Bが前記受け用テーパ部3A 外面に接合している。

 前記フレーム24の下面には、前記各ガイド ール8の長手方向と直交する方向に沿って前 浸漬ノズル6を挟む状態で対向して一対の第 1、第2クランパー5、5が配設されている。
 前記各クランパー5、5は、各々複数個、す わち、三個のクランパー片5aが互いに並設さ れた構成であり、各クランパー片5a、5aは、 4に示されるように、その先端上部5bが前記 ランジ25の下面に当接及び摺接することがで きるように構成されている。

 前記各クランパー片5aは、前記下部フレ ム2に支持されたピン30によって揺動自在に 支されており、前記下部フレーム2に垂下し 設けられた支持突起31に設けられた圧縮型 バネ32が前記クランパー片5aの後部を押すた 、前記先端上部5bが前記フランジ25のフラン ジ下面に当接して付勢されるため、前記フラ ンジ25は下ノズル4の下部接合面4aに当接する うに構成されている。

 前述の構成では、前記浸漬ノズル6の上面は 平面のみで形成されている場合について述べ たが、図7及び図8で示されるように、輪状溝4 0が形成され、この輪状溝40内に柔軟性のある シール材41を充填し、この浸漬ノズル6を下ノ ズル4の下部接合面4aに接合させた時に、下ノ ズル4と浸漬ノズル6との蜜合状態を得ること できるように構成されている。
 尚、前記シール材41は、例えば、特許第31083 72号公報に開示された本出願人による周知の ール材料を用いることができる。
 また、前記輪状溝40の形状寸法としては、 えば、一例として、輪状溝40の溝幅は5~10mm、 溝深さは2~5mmが最適であった。

 次に、前述の構成において、本発明による 漬ノズル支持交換機構を作動させる場合に いて説明する。
 図1の状態では、図示しないタンディッシュ からモールドへの鋳造中の浸漬ノズル6を示 ており、出湯口20に連通する下ノズル4の下 接合面4aに浸漬ノズル6が各クランパー5、5に よって上方へ付勢された状態である。

 前述の状態において、前記下ノズル4に対し て、浸漬ノズル6から新浸漬ノズル6Aに交換す る場合、ガイドレール8と位置決めライナー23 との間に新浸漬ノズル6Aを挿入し、押出し装 9によりこの新浸漬ノズル6Aを図1において右 側に押すと、図2で示されるように、移動す 新浸漬ノズル6Aに押されて浸漬ノズル6が前 各クランパー5、5上を摺動する。
 前記押出し装置9により、引き続いて前記新 浸漬ノズル6Aを押すと、浸漬ノズル6は下ノズ ル4との対応からはずれ、排出位置27から下方 へ排出されると共に、新浸漬ノズル6Aが下ノ ル4と対応して各クランパー5、5によって上 へ押圧され、交換作業が完了する。

 前述の浸漬ノズル6の交換において、前記 ガイドレール8上を移動する前記新浸漬ノズ 6Aが下ノズル4の出湯口20まで移動する場合、 その上面28が下ノズル4の下部接合面4aより上 に行かないように、前記位置決めライナー2 3の内面はこの下部接合面4aと同一か又はわず かに下方に位置するように配設されているた め、新浸漬ノズル6Aの上面における損傷等の 生を防止した状態でノズル交換を行うこと できる。

 前述の場合、前記下ノズル4の輪状テーパ 部4Aには、前記受け体3の受け用テーパ部3Aが 接して接合するため、前記浸漬ノズル6から の押圧力により下ノズル4に加わる曲げ応力 、図4の矢印で示されるように、多方向に分 されて緩和され、下ノズル4の孔内に対する 縦亀裂の発生を抑制することができる。

 また、前記下ノズル4の前記輪状テーパ部4A 、実験の結果、45°のテーパ形状が最適値で あり、このテーパ形状により、垂直方向の面 圧負荷力が水平方向の力に変換されることに より、受け体3によって下ノズル4に中心方向 拘束力が作用する。テストの結果、この拘 力により亀裂は発生しても拡大しない効果 認められた。
 また、このテスト結果より、より効果的な 状の範囲があることが判明している。
 このより効果的な下ノズル4の形状は、図6 ように、次の範囲である。
     φD      1 (φDを基準)     θ=30~60 °
     H   0.15~0.5        1 (Hを基準)
     H1                0.15~0.5
 但し、φDは下ノズル4の最大直径、Hは全体 軸方向高さを示す第1軸方向高さ、H1は輪状 ーパ部4Aから上部の軸方向高さを示す第2軸 向高さ、θは輪状テーパ部4Aの傾斜角度であ 。
 また、角度が60°より大きくなると、亀裂拡 大防止効果は高くなるが、製品の角度のバラ ツキにより、上下方向の位置ズレが大きくな り、実用出来ない。
 また、浸漬ノズルの上面接合部平面内で、 融金属が通る孔に達することなく、且つ外 部に達することがない中間部にリング状の 状溝40を図7、図8のように配置し、該シール 材41を充填した。
 具体例
 (1)下ノズル形状実施例  φD=200  外周に鉄 ースをセット
                        H=60    ーパ角度=45°
                       H1=15
    本形状で使用すると、極細い亀裂が発 しても拡大しないことが確認された。
 (2)浸漬ノズル上面に、楕円の半断面の溝を け該シール材を充填し使用した。
    この溝の実施寸法は、幅10mm深さ5mmとし た。
    効果的な寸法範囲は、幅5~15mm、深さ2~10 mmである。