浸漬ノズル支持交換機構及び下ノズル/浸漬ノズルのシール方法
【課題】本発明は、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、シール材により下ノズルと浸漬ノズルのシール性を向上させることを目的とする。
【解決手段】本発明による浸漬ノズル支持交換機構及び下ノズル/浸漬ノズルのシール方法は、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)の下面に対し、浸漬ノズル(6)の上面をクランパー(5)により接合させる場合、下ノズル(4)の輪状テーパ部(4A)に受け体(3)の受け用テーパ部(3A)を接合させることにより、縦亀裂を抑制する構成である。
【解決手段】本発明による浸漬ノズル支持交換機構及び下ノズル/浸漬ノズルのシール方法は、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)の下面に対し、浸漬ノズル(6)の上面をクランパー(5)により接合させる場合、下ノズル(4)の輪状テーパ部(4A)に受け体(3)の受け用テーパ部(3A)を接合させることにより、縦亀裂を抑制する構成である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、浸漬ノズル支持交換機構及び下ノズル/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。
【背景技術】
【0002】
従来、タンディッシュからモールドへの流量制御装置であるスライドバルブ装置に対して浸漬ノズルを迅速に交換するための浸漬ノズル支持交換機構における下ノズルの構造としては、次の従来構造1〜4が採用されていた。
【0003】
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及び下プレート1cからなるスライドバルブ装置1の下部フレーム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には、クランパー5によって上方へ付勢された浸漬ノズル6が接合されている。
【0004】
前記下ノズル4の輪状段部7は、前記受け体3上に載置される状態で接合され、この輪状段部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及び新浸漬ノズル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)に流下するように構成されている。
【0005】
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志で図9の構成と同一である。
【0006】
また、図12の従来構造3において、図11と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略するが、下プレート1cと下ノズル4が一体となると共に、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で示されるシール材を塗布し、このシール材を介して浸漬ノズルと下ノズルとを蜜合させていた。
【0007】
【特許文献1】特許公報第3834741号公報
【特許文献2】特開10−99947号公報
【特許文献3】実登3009112号公報
【特許文献4】特許第3108372号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
従来の浸漬ノズル支持交換機構は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
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)に応じた力で下ノズル4に加わる。この結果、図10に示す、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内を通過する溶融金属が酸化され品質が劣化する等悪影響がある。
(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、上方から面圧負荷力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)に応じた力で下プレート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と同様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より耐火物間の接合面が1ケ所少なくシール性が良いと考えられるが、従来構造1より支持スパンL’が広い為、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、上方から面圧負荷力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)に応じた力で下プレート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&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と同様に支持スパンL’が広く、且つ高さ寸法が大きい為より大きな亀裂が発生し易い。
但し、本構造では、下プレート1cのノズル部1c’の周囲を強度のある鉄ケース4G等で拘束す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がある。
(4)従来構造4、
浸漬ノズル接合面に該シール材を塗布して使用した結果、図9の亀裂17が小さい場合にはシール性が良く吸気防止効果があったが、該亀裂が少し大きくなると外気を吸気し効果がなくなった。
又、該シール材により浸漬ノズル上面外周部と下ノズルの下面外周部が固着して、浸漬ノズルの上面外周部が剥離し下ノズル側に付着する現象が発生し、多数回使用出来ない欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【0009】
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構成であり、また、前記輪状テーパ部の傾斜角度は、30°〜60°である構成であり、また、前記下ノズルの形状は、最大直径と、軸方向の全高を示す第1軸方向高さと、前記第1軸方向高さのうちの前記輪状テーパ部から前記上面迄の第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状溝と、前記輪状溝に設けられたシール材と、よりなる構成であり、また、本発明による下ノズル/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設けら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。
【発明の効果】
【0010】
本発明による浸漬ノズル支持交換機構及び下ノズル/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、前記浸漬ノズル上面の輪状溝に設けら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っているため、浸漬ノズルの上面が下ノズルの下面と固着して接合し、且つ剥離することがなく、シール性が確保できるため、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、下ノズルでは曲げ応力が発生し、ノズル孔内に縦亀裂が発生したが、前述の本発明による構成及び方法により、下ノズルでは曲げ応力の発生が緩和され、ノズル孔内の縦亀裂を極めて効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明は、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、下ノズルにおけ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ようにした浸漬ノズル支持交換機構及び下ノズル/浸漬ノズルのシール方法を提供することを目的とする。
【実施例】
【0012】
以下、図面と共に本発明による浸漬ノズル支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号を用いて説明する。
【0013】
図1において符号1で示されるものは、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に形成された開口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。
【0014】
前記下部フレーム2の下面には、挿入位置26に向けてテーパ面22が形成された位置決めライナー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が設けられ、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がフランジ部25を介して押出し装置9の押し部9aによって水平方向に押出し移動できるように構成されている。
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又は図示しないタンディッシュ等の溶融金属容器に着脱自在に取付けることができる。尚、浸漬ノズル6、6Aの上面28の接合面と下ノズル4の下部接合面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。尚、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の外面に接合している。
【0015】
前記フレーム24の下面には、前記各ガイドレール8の長手方向と直交する方向に沿って前記浸漬ノズル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、すなわち、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、図4に示されるように、その先端上部5bが前記フランジ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。
【0016】
前記各クランパー片5aは、前記下部フレーム2に支持されたピン30によって揺動自在に軸支されており、前記下部フレーム2に垂下して設けられた支持突起31に設けられた圧縮型のバネ32が前記クランパー片5aの後部を押すため、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に当接するように構成されている。
【0017】
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40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が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3108372号公報に開示された本出願人による周知のシ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、例えば、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。
【0018】
次に、前述の構成において、本発明による浸漬ノズル支持交換機構を作動させる場合について説明する。
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を示しており、出湯口20に連通する下ノズル4の下部接合面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。
【0019】
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、押出し装置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、移動する新浸漬ノズル6Aに押されて浸漬ノズル6が前記各クランパー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が下ノズル4と対応して各クランパー5、5によって上方へ押圧され、交換作業が完了する。
【0020】
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ル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より上方に行かないように、前記位置決めライナー23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発生を防止した状態でノズル交換を行うことができる。
【0021】
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が当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に加わる曲げ応力は、図4の矢印で示されるように、多方向に分散されて緩和され、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。
【0022】
また、前記下ノズル4の前記輪状テーパ部4Aは、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に中心方向の拘束力が作用する。テストの結果、この拘束力により亀裂は発生しても拡大しない効果が認められた。
また、このテスト結果より、より効果的な形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のように、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は全体の軸方向高さを示す第1軸方向高さ、H1は輪状テーパ部4Aから上部の軸方向高さを示す第2軸方向高さ、θは輪状テーパ部4Aの傾斜角度である。
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、溶融金属が通る孔に達することなく、且つ外周部に達することがない中間部にリング状の輪状溝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 外周に鉄ケースをセット
H=60 テーパ角度=45°
H1=15
本形状で使用すると、極細い亀裂が発生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設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2〜10mmである。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明による浸漬ノズル支持交換機構を示す断面図である。
【図2】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3】図2の交換経過状態を示す説明図である。
【図4】図1の側断面図である。
【図5】図4の底面図である。
【図6】図1の下ノズルを示す模式的形状寸法図である。
【図7】図1の浸漬ノズルを示す拡大斜視図である。
【図8】図7の断面図である。
【図9】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10】図9の下ノズル4の縦亀裂を示す説明図である。
【図11】従来構造2の浸漬ノズル支持交換機構を示す断面図である。
【図12】従来構造3の浸漬ノズル支持交換機構を示す断面図である。
【符号の説明】
【0024】
1 スライドバルブ装置
2 下部フレーム
1a 上プレート
1b スライドプレート
1c 下プレート
3 受け体
4 下ノズル
4a 下部接合面
5 クランパー
5a クランパー片
3A 受け用テーパ部
4A 輪状テーパ部
4G 鉄ケース
6 浸漬ノズル
6A 新浸漬ノズル
8 ガイドレール
9 押出し装置
20 出湯口
23 位置決めライナー
22 テーパ面
24 フレーム
25 フランジ部
26 挿入位置
27 排出位置
40 輪状溝
41 シール材
φD 最大直径
H 第1軸方向高さ
H1 第2軸方向高さ
θ 傾斜角度
【技術分野】
【0001】
本発明は、浸漬ノズル支持交換機構及び下ノズル/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。
【背景技術】
【0002】
従来、タンディッシュからモールドへの流量制御装置であるスライドバルブ装置に対して浸漬ノズルを迅速に交換するための浸漬ノズル支持交換機構における下ノズルの構造としては、次の従来構造1〜4が採用されていた。
【0003】
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及び下プレート1cからなるスライドバルブ装置1の下部フレーム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には、クランパー5によって上方へ付勢された浸漬ノズル6が接合されている。
【0004】
前記下ノズル4の輪状段部7は、前記受け体3上に載置される状態で接合され、この輪状段部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及び新浸漬ノズル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)に流下するように構成されている。
【0005】
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志で図9の構成と同一である。
【0006】
また、図12の従来構造3において、図11と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略するが、下プレート1cと下ノズル4が一体となると共に、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で示されるシール材を塗布し、このシール材を介して浸漬ノズルと下ノズルとを蜜合させていた。
【0007】
【特許文献1】特許公報第3834741号公報
【特許文献2】特開10−99947号公報
【特許文献3】実登3009112号公報
【特許文献4】特許第3108372号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
従来の浸漬ノズル支持交換機構は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
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)に応じた力で下ノズル4に加わる。この結果、図10に示す、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内を通過する溶融金属が酸化され品質が劣化する等悪影響がある。
(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、上方から面圧負荷力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)に応じた力で下プレート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と同様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より耐火物間の接合面が1ケ所少なくシール性が良いと考えられるが、従来構造1より支持スパンL’が広い為、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、上方から面圧負荷力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)に応じた力で下プレート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&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と同様に支持スパンL’が広く、且つ高さ寸法が大きい為より大きな亀裂が発生し易い。
但し、本構造では、下プレート1cのノズル部1c’の周囲を強度のある鉄ケース4G等で拘束す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がある。
(4)従来構造4、
浸漬ノズル接合面に該シール材を塗布して使用した結果、図9の亀裂17が小さい場合にはシール性が良く吸気防止効果があったが、該亀裂が少し大きくなると外気を吸気し効果がなくなった。
又、該シール材により浸漬ノズル上面外周部と下ノズルの下面外周部が固着して、浸漬ノズルの上面外周部が剥離し下ノズル側に付着する現象が発生し、多数回使用出来ない欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【0009】
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構成であり、また、前記輪状テーパ部の傾斜角度は、30°〜60°である構成であり、また、前記下ノズルの形状は、最大直径と、軸方向の全高を示す第1軸方向高さと、前記第1軸方向高さのうちの前記輪状テーパ部から前記上面迄の第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状溝と、前記輪状溝に設けられたシール材と、よりなる構成であり、また、本発明による下ノズル/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設けら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。
【発明の効果】
【0010】
本発明による浸漬ノズル支持交換機構及び下ノズル/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、前記浸漬ノズル上面の輪状溝に設けら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っているため、浸漬ノズルの上面が下ノズルの下面と固着して接合し、且つ剥離することがなく、シール性が確保できるため、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、下ノズルでは曲げ応力が発生し、ノズル孔内に縦亀裂が発生したが、前述の本発明による構成及び方法により、下ノズルでは曲げ応力の発生が緩和され、ノズル孔内の縦亀裂を極めて効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明は、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、下ノズルにおけ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ようにした浸漬ノズル支持交換機構及び下ノズル/浸漬ノズルのシール方法を提供することを目的とする。
【実施例】
【0012】
以下、図面と共に本発明による浸漬ノズル支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号を用いて説明する。
【0013】
図1において符号1で示されるものは、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に形成された開口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。
【0014】
前記下部フレーム2の下面には、挿入位置26に向けてテーパ面22が形成された位置決めライナー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が設けられ、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がフランジ部25を介して押出し装置9の押し部9aによって水平方向に押出し移動できるように構成されている。
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又は図示しないタンディッシュ等の溶融金属容器に着脱自在に取付けることができる。尚、浸漬ノズル6、6Aの上面28の接合面と下ノズル4の下部接合面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。尚、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の外面に接合している。
【0015】
前記フレーム24の下面には、前記各ガイドレール8の長手方向と直交する方向に沿って前記浸漬ノズル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、すなわち、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、図4に示されるように、その先端上部5bが前記フランジ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。
【0016】
前記各クランパー片5aは、前記下部フレーム2に支持されたピン30によって揺動自在に軸支されており、前記下部フレーム2に垂下して設けられた支持突起31に設けられた圧縮型のバネ32が前記クランパー片5aの後部を押すため、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に当接するように構成されている。
【0017】
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40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が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3108372号公報に開示された本出願人による周知のシ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、例えば、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。
【0018】
次に、前述の構成において、本発明による浸漬ノズル支持交換機構を作動させる場合について説明する。
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を示しており、出湯口20に連通する下ノズル4の下部接合面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。
【0019】
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、押出し装置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、移動する新浸漬ノズル6Aに押されて浸漬ノズル6が前記各クランパー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が下ノズル4と対応して各クランパー5、5によって上方へ押圧され、交換作業が完了する。
【0020】
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ル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より上方に行かないように、前記位置決めライナー23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発生を防止した状態でノズル交換を行うことができる。
【0021】
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が当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に加わる曲げ応力は、図4の矢印で示されるように、多方向に分散されて緩和され、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。
【0022】
また、前記下ノズル4の前記輪状テーパ部4Aは、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に中心方向の拘束力が作用する。テストの結果、この拘束力により亀裂は発生しても拡大しない効果が認められた。
また、このテスト結果より、より効果的な形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のように、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は全体の軸方向高さを示す第1軸方向高さ、H1は輪状テーパ部4Aから上部の軸方向高さを示す第2軸方向高さ、θは輪状テーパ部4Aの傾斜角度である。
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、溶融金属が通る孔に達することなく、且つ外周部に達することがない中間部にリング状の輪状溝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 外周に鉄ケースをセット
H=60 テーパ角度=45°
H1=15
本形状で使用すると、極細い亀裂が発生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設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2〜10mmである。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明による浸漬ノズル支持交換機構を示す断面図である。
【図2】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3】図2の交換経過状態を示す説明図である。
【図4】図1の側断面図である。
【図5】図4の底面図である。
【図6】図1の下ノズルを示す模式的形状寸法図である。
【図7】図1の浸漬ノズルを示す拡大斜視図である。
【図8】図7の断面図である。
【図9】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10】図9の下ノズル4の縦亀裂を示す説明図である。
【図11】従来構造2の浸漬ノズル支持交換機構を示す断面図である。
【図12】従来構造3の浸漬ノズル支持交換機構を示す断面図である。
【符号の説明】
【0024】
1 スライドバルブ装置
2 下部フレーム
1a 上プレート
1b スライドプレート
1c 下プレート
3 受け体
4 下ノズル
4a 下部接合面
5 クランパー
5a クランパー片
3A 受け用テーパ部
4A 輪状テーパ部
4G 鉄ケース
6 浸漬ノズル
6A 新浸漬ノズル
8 ガイドレール
9 押出し装置
20 出湯口
23 位置決めライナー
22 テーパ面
24 フレーム
25 フランジ部
26 挿入位置
27 排出位置
40 輪状溝
41 シール材
φD 最大直径
H 第1軸方向高さ
H1 第2軸方向高さ
θ 傾斜角度
【特許請求の範囲】
【請求項1】
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。
【請求項2】
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。
【請求項3】
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。
【請求項4】
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)に設けられたシール材(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。
【請求項5】
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)に設けられたシール材(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。
【請求項6】
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。
【請求項1】
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。
【請求項2】
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。
【請求項3】
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。
【請求項4】
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)に設けられたシール材(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。
【請求項5】
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)に設けられたシール材(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。
【請求項6】
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。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2009−160609(P2009−160609A)
【公開日】平成21年7月23日(2009.7.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−507(P2008−507)
【出願日】平成20年1月7日(2008.1.7)
【出願人】(000001971)品川白煉瓦株式会社 (112)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年7月23日(2009.7.23)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年1月7日(2008.1.7)
【出願人】(000001971)品川白煉瓦株式会社 (112)
【Fターム(参考)】
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