JPS62224472A - ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属の連続鋳造、ガスまたは水アトマイズ法
などの分野で使用される主に長尺小径ノズル、詳しくは
内径２０鰭以下かつ長さが内径の１０倍以上の長尺小径
ノズルに関するものである。

〔従来の技術〕

鋼の連続鋳造においては、ノズル内径４０〜２０１璽長
さ４００〜１０００ｍ程度の第６図に示すいわゆる浸漬
ノズルが常用されており、長時間の溶鋼の流下に耐えか
つ試験的な強度を必要とするための、肉厚２５ｆ１以上
の石英質、アルミナ−黒鉛質などの一体焼成耐火物で構
成されている。

また後述のノズル詰り対策としては例えば特開昭５９−
１０７７５５、特開昭５９−１３３９５５に通電加熱法
による予熱強化法およびその装置の開示があるが設備的
に大規模かつ作業性が煩雑な難点をもつ。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記の浸漬ノズル等は耐火物の一体構造
となっているため、以下の問題点があった。

１、製造過程および使用中の機械的な強さを確保する必
要上、外径が太く４０鰭以下の外径のものかえられない
。このためビレット連続鋳造においては１００ｍｍ角以
下の浸漬ノズル鋳造が不可能である。

２、　さらに、ノズルの肉厚下限に限界があり、流下中
の溶鋼のノズル壁への熱損失のため、２０龍以下のノズ
ルでは、鋳造初期のノズル閉塞を起し、小径ノズルの使
用が不可能である。

本発明は、以上の問題を解決すべく、ノズル内を流下す
る溶湯からノズル壁への熱損失を極力減すことを目的に
研究を重ね発明に至ったものである。

すなわちノズル壁への熱損失を減すためには、ノズル壁
を薄くかつ熱伝導性の極力小さな物質で構成することが
必要であるが、ノズル壁を薄くすればノズル自体の機械
的強さに問題を生じ、また低熱伝導性とすることは、耐
火性、耐食性をそこなう難点がある。本発明は、これら
の難点を解消し、長時間の使用に耐える小径長尺ノズル
を提供せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、第５図に一実施態様を示すごと（、（１）ノ
ズル本体が溶湯に耐える物質から構成され、かつその肉
厚が内径の０．４倍以下であり、（２）外径が補強部材
３、により補強され、（３）かつノズル本体ｌ、補強部
材３の間を耐火断熱性であり、かつ各層間の熱膨脹差を
吸収する中間層２を配置または充填した３層構造を有す
る構造とする ことにより前記の問題点を解決したものである。

〔作用〕

すなわち、本発明のノズルにおいて、ノズル本体および
中間Ｎ２は、ノズル本体１の肉厚を薄くしかつその外周
を該ノズル本体より熱伝導率の十分小さい断熱層で被う
ことにより、溶湯流からノズル内壁への熱損失を極力低
減し、ノズル閉塞を防止するとともに、ノズル本体１の
内外温度差を縮小して、熱応力による破損を防止する作
用をもつ。また、ノズル本体１にかかる外力に対しては
、最外層の補強部材３によって保護するとともに、中間
層２はそれ自体の変形により外的な衝撃あるいは振動を
吸収しノズル本体１を保護する作用を有する。さらに、
ノズル本体１と補強部材３との間に中間層を配置または
充填することにより中間層の変形および摺動により熱膨
張を吸収し、ノズル本体を温度の応力から保護するもの
である。

またノズル本体１を、補強部材３および中間層２からノ
ズル内径の１倍以上突出させることによって噴出溶湯の
ノズル先端部の飛散によるノズル本体と補強部材との固
着を防止しうる。

〔実施例〕 以下に実施例により詳細を説明する。

実施例１ 第１〜第４図に溶融石英、再結晶アルミナ、ジルコニア
、炭化珪素管から作製した直管ノズルの溶湯流下試験結
果を示す。各ノズルの長さは、内径の２０倍長である。

ノズルは厚み１０龍のセラミンクファイバーフェルトで
断熱した。

実験はノズルを埋めたタンディツシュを１１００℃×１
時間バーナー加熱した後、液相線温度＋１０℃に温度を
保った１％Ｃ鋼を２分間流下させ、閉塞の有無によって
判定した。２分以内に閉塞した場合を×、２分間流下可
能であった場合を○で示す。

ノズル本体１の肉厚は、長時間使用中の浸食、機械的な
強さの点からは厚肉が望ましいが、初期の詰り防止のた
めには第１〜４図から判るように、内径の０．４倍以下
が必要である。すなわち、各図の直線は肉厚ｔ　＝　Ｑ
、４　Ｘ内径の関係を表すもので、この関係を保持する
ことにより炭化珪素の場合（第４図）以外について閉塞
を防止できることが判る。よってノズルの肉厚は、内径
の０．４倍以下と限定した。そして炭化珪素の場合溶解
温度をやや上昇することにより閉塞を防止可能であるこ
とが確認された。

またノズル材質としては、熱伝導率が低いことが望まし
く、熱伝導率の高い（０，０４ｃａｌ　／ａｍ　・ｓｅ
ｃ　　・’ｃ）炭化珪素質よりは、より低い（０，０１
〜０．０２ｃａｌｌ／ｃｒｎ−ｓａｃ−”ｃ”）溶融石
英、アルミナ、ジルコニアなどが望ましい。

実施例２ 表に、第１図と同様の構成からなる装置を用いた長時間
ノズル流下試験の一例を示す。

ノズルとしては溶融石英Ｌｏｗ■内径、２．５龍肉厚、
２００鶴長のものを使用し、中間充填層の変化に対する
３０分間以内のノズル閉塞との関係を実験した。３０分
間以上流下可能であった条件を０１３０分以内に閉塞し
た場合を×で示す。

表から中間充填層の厚みは少な（とも４　ｍｓ以上、つ
まりノズル内径の０．４倍以上が必要であり、３倍より
大きい場合には長時間の使用中に充填層の「ゆるみ」を
生ずることがあり、実用上もノズル外形が大きくなるた
め内径の０．４以上３倍以下と限定した。

〔発明の効果〕

本発明によれば５〜１５＋ｎ内径の小径ノズルによる長
時間安定鋳造が可能となり、１０（Ｉｎ角以下のビレッ
ト連続鋳造、１００鶴厚以下のスラブ連続鋳造における
浸漬ノズル鋳造を可能とすることができる。

また流下する溶湯をガスまたは液体ジェットで飛沫化す
るアトマイズ法においても、閉塞を生ずることなく小径
の流下溶湯流を得ることができ、小粒径の金属粉末の製
造を容易にすることができる。また長尺のノズルを使用
でき設備設計上の制約を緩和しうる。

なお本発明を溶鋼用ノズルを中心に述べたが、銅合金等
の溶湯に対してもその効果は同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜４図は、各種ノズル本体材質について、ノズル
内径およびノズル肉厚を変化させた場合の２分間以内の
ノズル閉塞発生の有無を調べた結果を示す図、第５図は
本発明のノズルの実施例を示す図、第６図は従来の浸漬
ノズルの断面図である。 １：ノズル本体、２：中間層、３：補強部材、４：不安
定形耐火物層、５：タンディツシュ、６：モールド、７
：１体ノズル体、８：耐スラグ保ｉ１層。 第１図　　　第２図 ノズル内筒内径（咽）　　　　　　ノズル内筒内径（ｆ
ｉ）第３図　　　第４図 ノズル内筒内径（順）　　　　　　ノズル内筒内径（電
）第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属溶湯を噴射するノズルにおいて、耐火物でなり
   肉厚が内径の０．４倍以下であるノズル本体１、該ノズ
   ル本体１を包む補強部材３、ならびに前記ノズル本体お
   よび補強部材間に耐火断熱性でありかつ前記ノズル本体
   および補強部材間の膨脹差を吸収する中間層２を配量ま
   たは充填したことを特徴とするノズル。 ２、ノズル内径が２０ｍｍ以下、かつノズル長さが内径
   の１０倍以上であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のノズル。 ３、ノズル本体１が、熱伝導率０．０２ｃａｌ／ｃｍ・
   ｓｅｃ・℃以下の耐火物からなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第２項記載のノズル。 ４、ノズル本体１が、溶融石英、再結晶アルミナ、ジル
   コニア、ジルコン、または７０％以上のアルミナを含む
   高アルミナ質のいずれからなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第３項記載のノズル。 ５、中間層２の厚みが、ノズル内径の０．４倍以上かつ
   ３倍以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第４項記載のノズル。 ６、中間層２が、粒径１ｍｍ〜０．１ｍｍ、かつ耐火度
   １２００℃以上の粒状耐火物からなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第５項記載のノズル。 ７、中間層２が、見掛け熱伝導率０．００５ｃａｌ／ｃ
   ｍ・ｓｅｃ・℃以下かつ耐火度１０００℃以上の不定形
   繊維耐火物、綿状耐火物または繊維状耐火物の成形体か
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ５項記載のノズル。 ８、補強部材３が、鋼管からなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第７項記載のノズル。 ９、ノズル本体１の噴出側先端が、内径の１倍以上補強
   部材から突出してなることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第８項記載のノズル。