JP7345368B2 - スライディングゲートのコレクターノズル及びその使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気炉、転炉等の溶融金属を収容する容器に取り付けられるスライディングゲートのコレクターノズル及びその使用方法に関する。

溶融金属を収容する容器には、スライディングゲートが取り付けられる（特許文献１参照）。スライディングゲートは、通常、容器の底部に取り付けられ、垂直方向に溶融金属を出湯する。しかし、図６に示すように、電気炉、転炉等の容器２１の側壁２１ａにスライディングゲート２２を取り付ける場合がある。容器２１の側壁２１ａにスライディングゲート２２を取り付ける場合、容器２１を傾動させて、スライディングゲート２２から斜め方向に溶融金属を出湯し、又は容器２１を傾動させることなく、スライディングゲート２２から水平方向に溶融金属を出湯する。これにより、例えば容器２１から取鍋２３に溶融金属のみを出湯し、スラグを出湯しないようにすることができる。

図６において、３１が上ノズル、３２が上プレート、３３がスライドプレート、３４がコレクターノズルである。上ノズル３１、上プレート３２、スライドプレート３３、及びコレクターノズル３４には、溶融金属を流出させる流出孔が形成される。上ノズル３１と上プレート３２に対して、スライドプレート３３とコレクターノズル３４をスライドさせることによって、溶融金属の流出孔を開閉したり、溶融金属の流量を制御したりすることができる。

特開２０１２－５５９４８号公報

しかし、図６に示すように、スライディングゲート２２から斜め方向又は水平方向に溶融金属を出湯する場合、溶融金属の流れによってコレクターノズル３４の先端部の下側が損耗する。損耗が大きくなると、コレクターノズル３４の先端部から溶融金属が垂れ、溶融金属が取鍋２３の上部金物２３ａに付着する。取鍋２３に付着した地金を除去する作業は、高温下での作業であるので、危険であり、作業者への負担が大きい。

溶融金属の垂れを防止するため、コレクターノズル３４の交換が行われる。しかし、コレクターノズル３４の先端部の下側のみの損耗だけでコレクターノズル３４の全体を交換するのは不経済である。また、コレクターノズル３４とスライドプレート３３が一体物になっている場合もあり、その場合、コレクターノズル３４とスライドプレート３３の両方を交換しなければならない。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、交換が容易であり、寿命も長くすることができるコレクターノズル及びその使用方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、溶融金属を収容する容器の側壁に取り付けられるスライディングゲートのコレクターノズルにおいて、前記コレクターノズルが、ノズル本体と、前記ノズル本体に対して着脱可能な先端部と、を備え、前記ノズル本体から取り外した前記先端部を回転させて、損耗した部分が損耗していない部分よりも上側にくるように前記ノズル本体に取り付けるコレクターノズルである。
本発明の他の態様は、溶融金属を収容する容器の側壁に取り付けられるスライディングゲートのコレクターノズルの使用方法において、前記コレクターノズルが、ノズル本体と、前記ノズル本体に対して着脱可能な先端部と、を備え、前記ノズル本体から取り外した前記先端部を回転させて、損耗した部分が損耗していない部分よりも上側にくるように前記ノズル本体に取り付けるコレクターノズルの使用方法である。

本発明によれば、コレクターノズルが、ノズル本体と、ノズル本体に対して着脱可能な先端部と、を備えるので、コレクターノズルの損耗した先端部のみを交換することができる。また、先端部の損耗した部分を回転させて損耗していない部分を使用するので、コレクターノズルの寿命を長くすることができる。

本発明の一実施形態のスライディングゲートを電気炉、転炉等の容器に取り付けた状態を示す図である。 本実施形態のコレクターノズルの詳細図である（図２（ａ）はコレクターノズルの縦断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のｂ矢視図）。 本実施形態のコレクターノズルの詳細図である（図３（ａ）はコレクターノズルの縦断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のｂ矢視図）。 図４（ａ）は３個の連結手段をコレクターノズルの円周方向に等配した例を示し、図４（ｂ）は４個の連結手段をコレクターノズルの円周方向に等配した例を示す。 連結手段の他の例を示す図である（図５（ａ）はコレクターノズルの縦断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のｂ矢視図）。 従来のスライディングゲートを電気炉、転炉等の容器に取り付けた状態を示す図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態のコレクターノズルを詳細に説明する。ただし、本発明のコレクターノズルは種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。

図１は、本発明の一実施形態のスライディングゲートを電気炉、転炉等の容器に取り付けた状態を示す。１はスライディングゲート、２は電気炉、転炉等の容器、３は取鍋である。

容器２は、鉄製の容器本体２ａと、容器本体２ａの内側に配設されるマスれんが等の耐火物２ｂと、を備える。容器２の側壁２ａ１には、筒状の上ノズル４が取り付けられる。上ノズル４には、溶融金属の流出孔が形成される。上ノズル４は、耐火物である。

スライディングゲート１は、上プレート５、スライドプレート６、及びコレクターノズル７を備える。上プレート５は、板状に形成される。上プレート５は、容器２に固定される。スライドプレート６は、板状に形成される。スライドプレート６は、上プレート５の下にスライド可能に重ねられる。スライドプレート６には、コレクターノズル７が取り付けられる。コレクターノズル７は、筒状に形成される。上プレート５、スライドプレート６、及びコレクターノズル７には、溶融金属の流出孔が形成される。スライドプレート６とコレクターノズル７は、図示しないケースによって一体化される。上プレート５、スライドプレート６、及びコレクターノズル７は、耐火物である。

スライドプレート６とコレクターノズル７は、上プレート５に対してスライド可能である。スライド装置によってスライドプレート６とコレクターノズル７を上プレート５に対してスライドさせることによって、溶融金属の流出孔を開閉したり、溶融金属の流量を制御したりすることができる。

図１に示すように、容器２を傾動させ、上プレート５の流出孔とスライドプレート６とコレクターノズル７の流出孔を連通させると、容器２内の溶融金属がスライディングゲート１から斜め方向に出湯される。なお、容器２を傾動させることなく、スライディングゲート１から溶融金属を水平方向に出湯してもよい。

コレクターノズル７の先端部１２の損耗が小さければ、図１の実線で示すように、取鍋３の適正位置に溶融金属が出湯される。しかし、コレクターノズル７の先端部１２の損耗が大きくなると、図１の点線で示すように、コレクターノズル７の先端部１２から溶融金属が垂れ、取鍋３の上部金物３ａに溶融金属が付着する。

図２は、コレクターノズル７の詳細図を示す。図２（ａ）はコレクターノズル７の縦断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のｂ矢視図である。コレクターノズル７は、ノズル本体１１と、ノズル本体１１に着脱可能な先端部１２と、を備える。すなわち、コレクターノズル７は、ノズル本体１１と先端部１２とに分割される。ノズル本体１１は、耐火物１１ａ（例えばジルコニア製の耐火物１１ａ１とキャスタブル１１ａ２からなる２層式の耐火物１１ａ）と、鉄製のケース１１ｂ（鉄皮）と、を備える。先端部１２も、耐火物１２ａ（例えばジルコニア製の耐火物１２ａ１とキャスタブル１２ａ２からなる２層式の耐火物１２ａ）と、ケース１２ｂと、を備える。ノズル本体１１の耐火物１１ａと先端部１２の耐火物１２ａは、モルタル１３によって接合される。ノズル本体１１のケース１１ｂと先端部１２のケース１２ｂは、後述する連結手段１４（図３参照）によって接合される。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、溶融金属の流れによって、コレクターノズル７の先端部１２の下側が損耗する。８が損耗部である。コレクターノズル７の先端部１２が損耗したら、ノズル本体１１から先端部１２のみを取り外す。そして、先端部１２をコレクターノズル７の中心線の回りに回転させてノズル本体１１に取り付ける。

図３（ａ）（ｂ）は、先端部１２を１８０°回転させてノズル本体１１に取り付けた例を示す。先端部１２を１８０°回転させれば、先端部１２の損耗した部分８が上側に、先端部１２の損耗していない部分９が下側にくる。このため、溶融金属の湯切りを良くすることができ、地金垂れを防止することができる。

この例の連結手段１４は、ボルト固定式である。すなわち、連結手段１４は、ケース１１ｂ，１２ｂ間に跨る連結プレート１５と、ケース１１ｂ，１２ｂに連結プレート１５を固定するためのボルト１６ａ，１６ｂと、を備える。ケース１１ｂ，１２ｂには、ボルト１６ａ，１６ｂに螺合する雌ねじが形成される。連結プレート１５をケース１１ｂ，１２ｂ間に跨らせ、ケース１１ｂ，１２ｂにボルト１６ａ，１６ｂを螺合することで、ケース１１ｂ，１２ｂ同士を連結することができる。なお、連結プレート１５をケース１１ｂ，１２ｂのいずれか一方に溶接してもよい、

この例では、２個の連結手段１４がコレクターノズル７の円周方向に等配される。すなわち、２個の連結手段１４がコレクターノズル７の円周方向に１８０°（θ１＝θ２＝１８０°）の間隔を開けて配置される。これにより、ノズル本体１１から取り外した先端部１２を、１８０°回転させてノズル本体１１に取り付けることができる。

図４（ａ）は、３個の連結手段１４をコレクターノズル７の円周方向に等配した例を示す。この場合、３個の連結手段１４がコレクターノズル７の円周方向に１２０°（θ１＝θ２＝θ３＝１２０°）の間隔を開けて配置される。これにより、ノズル本体１１から取り外した先端部１２を、１２０°回転させてノズル本体１１に取り付けることができ、損耗した部分８を除いて先端部１２を最大で２回使用できる。

図４（ｂ）は、４個の連結手段１４をコレクターノズル７の円周方向に等配した例を示す。この場合、４個の連結手段１４がコレクターノズル７の円周方向に９０°（θ１＝θ２＝θ３＝θ４＝９０°）の間隔を開けて配置される。これにより、ノズル本体１１から取り外した先端部１２を、９０°回転させてノズル本体１１に取り付けることができ、損耗した部分８を除いて先端部１２を最大で３回使用できる。なお、損耗した部分８が広範囲に渡る場合、１８０度回転を１回行ってもよい。連結手段１４の数が多い方がノズル本体１１に先端部１２をしっかりと固定でき、ノズル本体１１と先端部１２の境界から湯漏れなどのリスクが低くなり、安心感がある。

図５は連結手段の他の例を示す。図５（ａ）はコレクターノズル７の縦断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のｂ矢視図である。この例の連結手段１７は、バヨネット式である。すなわち、ノズル本体１１のケース１１ｂには、バヨネット式の爪１８が固定される。先端部１２のケース１２ｂには、連結プレート１９が固定される。連結プレート１９には、軸方向溝と円周方向溝からなるＬ字状の溝１９ａが形成される。爪１８を溝１９ａに嵌めたり、爪１８を溝１９ａから取り外したりすることで、ノズル本体１１に先端部１２を着脱することができる。バヨネット式の連結手段１７を用いれば、簡単に短時間で着脱することができる。なお、連結プレート１９をコレクターノズル７の円周方向に複数設けてもよいし、リング状の１つの連結プレート１９に複数の爪１８と複数の溝１９ａを設けてもよい。

なお、連結手段は、上記実施形態に限られるものではない。例えば、連結手段には、パチン錠、すなわち片方のレバーに支持されたアームを他方の突起に引っ掛けて、レバーを倒すことにより、ケース１１ｂ，１２ｂ同士を連結する機構を採用することができる。また、クランプ工具を用いて、ケース１１ｂ，１２ｂ同士を連結してもよい。

以上に本実施形態のコレクターノズル７の構成を説明した。本実施形態のコレクターノズル７によれば、以下の効果を奏する。

コレクターノズル７が、ノズル本体１１と、ノズル本体１１に対して着脱可能な先端部１２と、を備えるので、損耗した先端部１２のみを交換することができる。また、先端部１２の損耗した部分８を回転させて損耗していない部分９を使用するので、コレクターノズル７の寿命を長くすることができる。

先端部１２の耐火物１２ａをノズル本体１１の耐火物１１ａにモルタル１３を用いて取り付けるので、ノズル本体１１と先端部１２の繋ぎ目から溶融金属が漏れるのを防止することができる。また、先端部１２のケース１２ｂをノズル本体１１のケース１１ｂに連結手段１４，１７を用いて取り付けるので、ノズル本体１１と先端部１２の連結を強固にすることができる。

ｎ個（ただしｎは２以上の整数）の連結手段１４，１７をコレクターノズル７の円周方向に等配するので、ノズル本体１１と先端部１２の圧着を円周方向において均一にすることができる。また、先端部１２の損耗していない部分を最大でｎ回使用することができる。

１…スライディングゲート
２…容器
２ａ１…側壁
４…上ノズル
５…上プレート
６…スライドプレート
７…コレクターノズル
１１…ノズル本体
１１ａ…耐火物
１１ｂ…ケース
１２…先端部
１２ａ…耐火物
１２ｂ…ケース
１３…モルタル
１４，１７…連結手段

Claims (4)

1. 溶融金属を収容する容器の側壁に取り付けられるスライディングゲートのコレクターノズルにおいて、
   前記コレクターノズルが、ノズル本体と、前記ノズル本体に対して着脱可能な先端部と、を備え、
   前記ノズル本体から取り外した前記先端部を回転させて、損耗した部分が損耗していない部分よりも上側にくるように前記ノズル本体に取り付けるコレクターノズル。
2. 前記先端部の耐火物を前記ノズル本体の耐火物にモルタルを用いて取り付け、
   前記先端部のケースを前記ノズル本体のケースに連結手段を用いて取り付けることを特徴とする請求項１に記載のコレクターノズル。
3. 前記ノズル本体から取り外した前記先端部を３６０°／ｎ（ただしｎは２以上の整数）回転させて前記ノズル本体に取り付けられるように、ｎ個の前記連結手段を前記コレクターノズルの円周方向に等配することを特徴とする請求項２に記載のコレクターノズル。
4. 溶融金属を収容する容器の側壁に取り付けられるスライディングゲートのコレクターノズルの使用方法において、
   前記コレクターノズルが、ノズル本体と、前記ノズル本体に対して着脱可能な先端部と、を備え、
   前記ノズル本体から取り外した前記先端部を回転させて、損耗した部分が損耗していない部分よりも上側にくるように前記ノズル本体に取り付けるコレクターノズルの使用方法。

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