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Title:
SLIDING NOZZLE DEVICE AND PLATE USED FOR THE DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/111508
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided are a sliding nozzle device and a plate used for the sliding nozzle device. In the sliding nozzle device, a plate is pressed and fixed by uniform force to suppress an occurrence of cracks around a nozzle hole, which improves durability of the plate. The sliding nozzle device has the plate (2) and a plate receiving metal frame (1) for fixedly holding the plate (2). The plate receiving metal frame (1) includes two holding sections (3), a movement block (6), and pressing means. The two holding sections (3) each have a set of pressing surfaces (31, 32), a vertical pressing surface and a lateral pressing surface, that are in contact with side faces of the plate (2). The two sets of pressing surfaces (31, 32) are erected separated from each other and arranged to be symmetric with respect to the longitudinal center axis of the receiving metal frame (1). The movement block (6) rotatably holds the holding sections (3). The pressing means presses the movement block (6) toward the plate. The angle between the vertical pressing surface (31) and the longitudinal center axis of the receiving metal frame (1) is not less than 60 degrees and not more than 90 degrees, and the angle between the lateral pressing surface (32) and the longitudinal center axis of the receiving metal frame (1) is not less than one degree and not more than 30 degrees.

Inventors:
FUNATO JUNICHI (JP)
NAKAMURA HITOSHI (JP)
KAYASHIMA TAKASHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/054145
Publication Date:
September 18, 2008
Filing Date:
March 07, 2008
Export Citation:
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Assignee:
KROSAKIHARIMA CORP (JP)
FUNATO JUNICHI (JP)
NAKAMURA HITOSHI (JP)
KAYASHIMA TAKASHI (JP)
International Classes:
B22D41/34; B22D11/10; B22D41/22
Foreign References:
JPH10314927A1998-12-02
JPH08164475A1996-06-25
JPS56131966U1981-10-06
JP2000233274A2000-08-29
JPS5527468U1980-02-22
JPH07116825A1995-05-09
Other References:
See also references of EP 2133166A4
Attorney, Agent or Firm:
KOHORI, Susumu et al. (1-1 Hakataekimae 1-chome,Hakata-ku, Fukuoka-shi, Fukuoka 11, JP)
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Claims:
 プレートとこのプレートを固定保持するプレート収納金枠を備えたスライディングノズル装置において、
 プレート収納金枠が、プレートの側面と接する縦押さえ面と横押さえ面の2つの押さえ面がそれぞれ離れて突設されしかも収納金枠の長手方向中心軸に対して対象に配置される2つの把持部と、
 把持部を回転可能に保持する移動ブロックと、
 移動ブロックをプレート方向に押し付ける押圧手段とを具備し、
 縦押さえ面と収納金枠の長手方向中心軸との角度が60度以上90度以下、横押さえ面と収納金枠の長手方向中心軸との角度が1度以上30度以下であるスライディングノズル装置。
 把持部をノズル孔を挟んで前後に2個づつしかも収納金枠の長手方向中心軸に対して対象位置になるように計4個配置した請求項1に記載のスライディングノズル装置。
 2個の把持部は金属製の固定ブロックの両端に、他の2個の把持部は金属製の移動ブロックの両端にそれぞれ回動自在に保持され、固定ブロックは、収納金枠の壁に壁面との間に隙間を有するように長手方向中心軸上で収納金枠に固定され、移動ブロックは、収納金枠の壁に壁面との間に隙間を有するように長手方向中心軸上で収納金枠に移動可能に固定されている請求項2に記載のスライディングノズル装置。
 プレートが、平面視が略8角形をしており、摺動方向と平行な対角線とこの対角線Aに垂直な対角線Bを有し、この2つの対角線の比A/Bが1.5以上である請求項1または2に記載のスライディングノズル装置。
 請求項4のプレートにおいてこの対角線の上の頂点部をカットしたスライディングノズル装置。
 プレートは、平面視の外形が長手軸方向両側の曲率半径rの曲線と長手軸と垂直方向両側の曲率半径Rの曲線とを含む線で構成され、しかもプレートのノズル孔の直径をDとすると、D<r<3D、かつ3r<R<10rとなる請求項1または5に記載のスライディングノズル装置。
 連続鋳造に使用される請求項4、5または6に記載のスライディングノズル装置。
 請求項4、5、6または7に記載のスライディングノズル装置に使用されるプレート。
Description:
スライディングノズル装置及び の装置に使用されるプレート

 本発明は、鋼の連続鋳造における取鍋や ンディシュのような容器から流出する溶鋼 を制御するために用いるスライディングノ ル装置及びこの装置に使用されるプレート 関する。

 スライディングノズル装置は、一般的に 複数の耐火物製のプレートと、これを固定 持するそれぞれの収納金枠と、収納金枠を 動するための駆動装置と、プレートどうし 挟んで面間に圧力を掛ける圧力付与手段と らなる。そしてプレートを相対的にスライ させ、ノズル孔を開閉することによって溶 流量を制御するもので、使用中はプレート の隙間からの溶鋼の漏れを防止するために プレートの面間に大きな圧力がかけられて る。スライディングノズル装置においては プレートはそれぞれ収納金枠に固定保持さ ている。通常、プレートはノズル孔を有す プレートれんがを主体とし、その側面が金 製のバンドで締め付けられているタイプあ いは、金属製の箱型のケースが装着されて るタイプなどが一般的である。

 スライディングノズル装置の一例として 、図7に示すように、上プレート72および下 レート75と、溶融金属用容器71の底に設けら れた上ノズルの下に設置されて上プレート72 保持する固定金枠73と、この固定金枠73に対 して開閉可能に設けた開閉金枠74と、固定金 73と開閉金枠74との間に設けた下プレート75 保持するスライド金枠76と、下プレート75を 上プレート72に対して押圧する図示しない弾 体と、スライド金枠76をスライドするため 駆動装置79とからなる。スライド金枠76をス イドすることで上プレート72と下プレート75 のそれぞれに形成されたノズル孔77、78の位 による開口の程度を調整して溶融金属の流 を調整するものである。また、上下のプレ ト72,75はそれぞれ収納金枠として固定金枠73 スライド金枠76に固定保持されている。さ に、3枚のプレートを使用するタイプ、下部 ズルと下部プレートが一体となったもの、 部プレートと浸漬ノズルが一体になったも 等もある。

 これらのスライディングノズル装置にお て、プレートの収納金枠への固定手段とし 、縦押さえ方式と横押さえ方式がある。こ うち、縦押さえ方式は、主としてプレート 直線的な摺動力に対するずれ防止を目的と るものである。しかしながらプレートは使 時に高温となり膨張するため、長手方向に 縮する圧縮力となって作用し、プレートに 手方向に伸延する大きな亀裂が発生するお れがある。また、使用時にはプレートの熱 張に対して、押さえ装置は熱膨張せずに相 的に押圧力が上昇し、これによる亀裂の危 性が増加する。

 この縦押さえの欠陥である長手方向の亀 の発生を防止するために、例えば特許文献1 では、前記の縦押さえと横押さえを同時に行 う方法であり、横押さえはコッター方式で他 方に押し付け力を与えている。これによって 、縦方向の押しつけによる長手方向の亀裂発 生を、幅方向の押しつけ力で抑え込み、ノズ ル孔からの長手方向への亀裂の発生を防止す る効果があると考えられている。このように 、通常、横押さえは、縦押さえだけの欠陥を 補完するために縦押さえと併用される。

 さらに、特許文献2では、湾曲した外周円を 有する耐火板に適用した実施例であり、楕円 もしくは長円形耐火板の周囲に配置された押 さえ金具がそれぞれピンをもって相互にリン ク結合されており、このリンク結合に引張力 を加えることにより押さえ金具が耐火板を多 方向から締め付け固定し得るようになってい る。少数の引き装置で耐火板を多方向から締 め付け固定でき、作業が簡便となり極めて短 時間内にでき、従来装置のごとく多数方向の 締付機構を必要としないため構造が簡単とな り、また締付けを忘れる部分等を生ずるおそ れがなくなる。また、締め付けが耐火板の全 周にわたりほぼ均等に行われるので、従来方 に比べ局部的な応力を低減することができる 等の利点を有していると記載されている。

特開2000-233274号公報

実開昭56-131966号公報

 特許文献1の方法は、縦と横との押し付け 力のバランスが調整しにくいことがあり、亀 裂を完全に抑えることができない。また、縦 押さえのための締結手段と横押さえのための 締結手段が独立で構成されておりプレートの 着脱に手間を要する。

 特許文献2の方法では、プレートの摺動力 を一方側ではチェーン状の金具のみで受ける 事になり、チェーン状の金具がゆるみ易く、 プレート摺動力でずれる場合ある。チェーン がのびてしまうと、プレートれんががずれる ため上部ノズルや下部ノズルとの接続部に隙 間が発生し漏鋼の危険がある。さらに、上部 ノズルや下部ノズルとの嵌合部で耐火物自体 の割れが発生する可能性もある。

 本発明が解決しようとする課題は、プレ トを均一な力で押圧し固定することで使用 にノズル孔周りの亀裂の発生を抑制するこ であり、プレートの耐用性を向上すること できるスライディングノズル装置とこれに 用されるプレートを提供することである。

 本発明は、プレートとこのプレートを固 保持するプレート収納金枠を備えたスライ ィングノズル装置において、プレート収納 枠が、プレートの側面と接する縦押さえ面 横押さえ面の2つの押さえ面がそれぞれ離れ て突設されしかも収納金枠の長手方向中心軸 に対して対象に配置される2つの把持部と、 持部を回転可能に保持する移動ブロックと 移動ブロックをプレート方向に押し付ける 圧手段とを具備し、縦押さえ面と収納金枠 長手方向中心軸との角度が60度以上90度以下 横押さえ面と収納金枠の長手方向中心軸と 角度が1度以上30度以下であることを特徴と る。

 本発明の把持部とその配置により、プレ トの亀裂の発生を抑制することができるの 、プレートの耐用性が向上する。

 本発明を実施例により説明する。

 図1に本発明のプレートとプレート収納金 枠の平面図を示す。図1ではプレート収納金 としてスライディングノズル装置に使用さ るスライド金枠を示す。

 図1において、収納金枠1は平面視が長矩 をしており、長矩形の底壁の周縁に摺動方 に対して前後に前壁11と後壁12と左右の横壁1 3とを連設することによって形成されている そして、収納金枠1のほぼ中央部にプレート2 が4つの把持部3によって固定され、収納金枠1 の長手方向の一端には駆動装置との連結部4 有している。この収納金枠1は、スライディ グノズル装置内で矢印A方向に摺動する。

 プレート2は、平面視が8角形の4つの角部 切り落とした12角形である。そして12個の側 面のうち8個の側面が4つの把持部3の8つの押 え面で固定されている。図1のプレート2にお いて摺動方向(矢印A)と平行な2つの側面21と摺 動方向に直角な2つの側面22以外の8つの側面 縦押さえ面31と横押さえ面32で固定されてい 。

 把持部3は、プレートの摺動方向にノズル 孔23を挟んで前後に2個ずつしかも収納金枠1 長手方向中心軸Cに対して対象位置になるよ に収納金枠内に合計4個配置されている。こ の把持部3は、L字型をしており、そのほぼ中 部にプレートの摺動面と垂直方向に貫通孔 有し、この貫通孔に回転軸33が挿入され、 動面と平行面で回転自在に固定ブロック5ま は移動ブロック6に軸支されている。なお、 図1においては、4つの把持部3は同じ形状をし ている。

 この把持部3は、少なくとも収納金枠の長 手方向中心軸に対して互いに対象になる位置 に2個使用し、他方は従来の一般的な保持機 とすることで縦方向の亀裂の抑制効果が十 得られる。またプレートの摺動方向に対し ノズル孔を挟んで前後に2個づつしかもプレ トの長手方向平行軸に対して対象位置にな ように合計4個配置するとより縦方向の亀裂 の抑制効果が高まる。

 固定ブロック5は収納金枠1の長手方向中 軸Cに対して対象位置に2つ配置され、一端が 収納金枠の前壁11に固定ボルト51で固定され おり、他端は把持部3の回転軸33を軸支して る。

 移動ブロック6は、平面視コの字型をして おり、2つの把持部3の回転軸33を両端部で保 し、後壁側には、押圧手段としての2本の締 付けボルト61を備えている。後壁12には、貫 通孔を有し、この締め付けボルト61が移動可 なように挿入され、後壁の両側にナット62 締め付けボルト61に螺合している。また移動 ブロック6は収納金枠1の底壁14に接している そして締付けボルト61のナット62を回転する とで締付けボルト61が進退するため、移動 ロック6を進退することができる。その結果 レート2を着脱したり、把持部3をプレート2 押圧したりすることができる。

 また、横壁13と把持部3との間、及び横壁1 3と移動ブロック6の間には1mm程度の隙間を設 ている。なお、本実施例では、押圧手段と てボルト方式を使用しているが、例えば特 平7-116825号公報で開示されているカムによ 押圧手段等、従来のプレートの着脱時に適 されている公知技術を採用することができ 。

 図2及び図1に示すように、把持部3には、 レート2を縦方向に押さえる縦押さえ面31と 方向に押さえる横押さえ面32との2つの面が 設されている。この実施例においては縦押 え面31と収納金枠の長手方向中心軸Cとの角 βは70度、横押さえ面32と収納金枠の長手方 中心軸Cとの角度γが10度となっている。尚 図2においては、長手方向中心軸Cを平行移動 して説明している。

 この縦押さえ面31と収納金枠の長手方向 心軸Cとの角度βは60度以上90度以下の角度を つことが好ましい。90度を超えるとプレー に応力が中央部に集中しやすくなるため縦 裂が入りやすくなる。60度未満の場合には押 さえ力が不足し摺動時にプレートのずれが発 生する場合がある。

 また、横押さえ面32と収納金枠の長手方 中心軸Cとの角度γは縦方向の亀裂の発生を 制するためにプレートの長手方向中心軸に して1度以上30度以下の角度を有することが ましい、1度未満では摺動方向とほぼ平行方 の締め付けになってしまうためプレートの 心側へ向う押し付け力が発生しにくい、30 を越えるとはプレート内部への押し付け力 弱くなり縦亀裂防止効果が少なくなる。

 把持部3は回転による応力緩和機能をより 効果的に発揮するため、図2に示すように把 部に突設するそれぞれの押さえ面31,32と回転 軸33との間に間隔を設けて配置することが好 しい。このため、回転軸33から縦押さえ面31 の端面との距離Xは20~100mm、及び回転軸33から 押さえ面32の端面との距離Yは50~200mmである とがより好ましい。

 把持部3はL字型をしているがその開き角 αは100度以上160度以下の範囲であれば均等に プレートを固定することができる点からより 好ましい。また回転軸33の位置は特に限定さ ないが、コーナー部付近であればバランス く保持することができる。

 図3は、図1の実施例に使用されているプ ート2を示す。このプレート2は平面視が8角 をしたプレートにおいて摺動方向と平行な 角線Aとこの対角線Aに対して直角に交わる対 角線Bでそれぞれの対角線上の4つの角部を切 したような12角形をしている。このプレー においては、この2つの対角線の長さの比A/B 2で、対角線Aの中心で対角線Bが交わってい 。

 このプレート2は本発明のプレートの固定 方法において、2つあるいは4つの把持部にお る縦押さえ面と横押さえ面とでプレートを 圧することができるので、プレートの縦方 の押さえ、縦方向の応力緩和、及び横方向 らの押圧力を効果的に与えることができる

 このプレート2は8角形の4つの角をカット ることでよりコンパクトな形状となってい が、角をカットしない8角形でも問題なく使 用することができる。また、角部をRとする とも可能である。さらに、ノズル孔を2つ以 設けたプレートとすることもできる。

 また、2つの対角線の長さの比を1.5以上と することで、プレートの長手方向に十分な摺 動範囲(ストローク)を確保することができる 1.5未満では必要なストロークを確保すると が広くなりすぎてプレートが大きくなり不 済となる。

 更に、プレートの対角線Bが対角線Aの中 、あるいは中心から±10mm以内に位置する時 、プレートの形状が前後左右が対象形に近 なるため、8箇所の押さえ面による応力がよ 均等に分散されるため、より亀裂が発生し くいプレートとなる。

 図4に本発明に使用可能なプレートの実施 例2と把持部の1例を示す。このプレート2aの 形は、長手軸方向両側の曲率半径rが65mmの2 の曲線と、長手軸と垂直方向両側の曲率半 Rが370mmの2本の曲線とそれぞれの曲線をつな 4本の短い直線とから構成されている。また 、ノズル孔の内径Dは35mmである。そして2つの 曲率半径Rの中心を通る直線S1は2つのプレー の曲率半径rの中心を通る直線S2の中心で直 に交わっている。また2つの曲率半径rの中心 を通る直線S2はプレートの長手方向中心軸に 致する。また、把持部は長手軸方向両側の 率半径rの曲線部分を縦押さえ面31とそれ以 の部分を横押さえ面32で押圧することもで る。

 このように、プレートは、長手軸方向両 の曲率半径rの曲線と長手軸と垂直方向両側 の曲率半径Rの曲線を含み、しかも長手軸方 両側の曲率半径をr、長手軸と垂直方向両側 曲率半径をR、プレートのノズル孔の直径を Dとすると、D<r<3D、かつ3r<R<8rとする とができる。そして曲率半径Rのそれぞれの 中心を通る直線は、曲率半径rのそれぞれの 心を通る直線の中心に対して±20mmの範囲で ぼ直角に交わるような形状とすることがで る。このような形状とすることで、長手軸 向両側の曲率半径rの曲線部分を縦押さえ面3 1とそれ以外の部分を横押さえ面32で押圧する ことができる。

 プレートの長手軸方向両側の曲率半径rが ノズル孔の直径D以下の場合には、プレート ノズル孔内面と側面との距離が小さくなる め強度が不足しノズル孔内面から側面へ伸 する亀裂が入りやすくなる。rが3D以上場合 はプレートが必要以上に大きくなりすぎ不 済である。

 プレートの長手軸と垂直方向両側の曲率 径Rが3r以下の場合には、プレートを摺動す ための必要なストロークに対してプレート んがの長さが小さくなりすぎ強度が不足し 用性が悪くなる。Rが8rを以上とプレートが 要以上に大きくなりすぎ不経済である。

 次に、プレートを収納金枠に固定するに 、図1においてまず締付けボルトのナット62 回転させると、移動ブロック6が連結部4側 移動し、把持部3が連結部に移動する。プレ トを挿入し、ナット61を締めることで把持 がプレートを押圧しプレートが保持固定さ る。プレートを取り外す時はナット61を緩め る。

 次に、図5において、本発明の使用時のプ レート2の縦亀裂抑制効果について説明する 図5において、収納金枠1を左側に移動すると 、摺動接触するする相手のプレートとの摩擦 力である矢印F方向の力を受ける。この力を2 の把持部3の縦押さえ面で受けるが、その力 の一部は矢印Gの方向へ逃げることができる そして回転軸33を支点としたてこの原理によ り横押さえ面には矢印H方向の力が働く。

 このため縦方向に発生する圧縮応力の一 は矢印Gの方向へ緩和され、しかも矢印H方 からプレートを両側面から圧縮する力がか るためプレートの縦方向の亀裂を抑制する とができる。つまり把持部が回転軸を持つ とで、片方の押さえ面にかかる荷重を一方 押さえ面に分けることができる。

 また同じように、使用中の熱膨張によっ プレートが縦方向へ膨張した場合には、把 部の回転機構によって縦方向の圧縮応力を 和し、しかもその一部を縦方向の亀裂を抑 するための横方向の押し付け力に変換する とができる。

 このようなメカニズムによりプレートの 裂の発生を抑制することができ、プレート 耐用性が向上する。

 図6は本発明の把持部の別実施例を示す。 固定ブロック5は、金属製で、収納金枠1の壁 壁面との間に隙間5aを有するように長手方 中心軸上で収納金枠1の壁に固定されている そして両端に図1と同様に把持部3を回動自 に保持している。それぞれの把持部3には、 押え面31と横押さえ面32とが形成されている 。それぞれの把持部3も、収納金枠1の壁には 触しないように保持されている。

 移動ブロック6は、金属製で、収納金枠1 壁面との間に隙間6aを有するように長手方向 中心軸上でボルト6cによってねじブロック6b 保持されている。また移動ブロック6は両端 固定ブロック5と同様に把持部3を回動自在 保持している。この移動ブロック6に保持さ ている把持部3は固定ブロック5に保持され いる把持部3と同じものである。

 ねじブロック6bは収納金枠1に固定されて り、しかもボルト6cが螺合するための雌ね 溝が形成された貫通孔を有している。ねじ ロック6bの貫通孔の両側にはガイドが突設さ れており、移動ブロック6に嵌入している。

 ボルト6cは、雄ねじ溝を有しておりねじ ロック6bの貫通孔に螺合している。壁及び移 動ブロック6の貫通孔には雌ねじ溝はなくボ ト6cは回転自在に貫通している。ボルト6cの 端部には移動ブロック6を挟んで2つの鍔を している。

 ボルト6cを回転すると、ボルト6cが移動し 、ボルト6cの2つの鍔のうちどちらか一方が移 動ブロック6に当接することで移動ブロック6 移動することができる。つまりボルト6cを 転することで移動ブロック6が移動するので プレート2を着脱することができる。

 このプレート2の外形は、図4に示すr、R、 Dと同様に、長手軸方向両側の曲率半径rが80mm の2本の曲線と、長手軸と垂直方向両側の曲 半径Rが600mmの2本の曲線とを含む線で構成さ ている。このプレートのノズ孔の内径Dは60m mである。

 使用中の熱膨張によってプレートが膨張 ても、その膨張力を受けて固定ブロックあ いは移動ブロックが反る事でプレートに発 する応力を吸収し、プレートの亀裂を防止 ることができる。固定ブロック及び移動ブ ックと壁との間には隙間を有するため、固 ブロック及び移動ブロックが把持部からプ ートの熱膨張力を受けて反ることができる

プレート及びプレート収納金枠の実施 の平面図 図1における把持部の拡大図 実施例1のプレートの平面図 実施例2のプレートの平面図 応力緩和機構の説明図 実施例3のブロックの平面図 従来のスライディングノズル装置の一 を示す説明図

符号の説明

  1 収納金枠
 11 前壁
 12 後壁
 13 横壁
 14 底壁
  2 プレート
 2a プレート
 21 摺動方向に平行な側面
 22 摺動方向に直角な側面
 23 ノズル孔
  3 把持部
 31 縦押さえ面
 32 横押さえ面
 33 回転軸
  4 連結部
  5 固定ブロック
 5a:隙間
 51 固定ボルト
  6 移動ブロック
 6a:隙間
 6b:ねじブロック
 6c:ボルト
 61 締め付けボルト
 62 ナット
 71 溶融金属用容器
 72 上プレート
 73 固定金枠
 74 開閉金枠
 75 下プレート
 76 スライド金枠
 77 ノズル孔
 79 駆動装置