特開 2024-22005 鋳造設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024022005

(43)【公開日】2024-02-16

(54)【発明の名称】鋳造設備

(51)【国際特許分類】

   B22D 7/06 20060101AFI20240208BHJP

【ＦＩ】

B22D7/06 R

B22D7/06 G

B22D7/06 T

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022125268

(22)【出願日】2022-08-05

(71)【出願人】

【識別番号】000180070

【氏名又は名称】山陽特殊製鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大嶌 裕二

(57)【要約】

【課題】鋳型の湯口穴にノズルが容易に挿入されうる鋳造設備の提供。
【解決手段】鋳造設備２は、底２０に湯口穴２４を有する鋳型６と、湯口穴２４に挿入される胴部及び先端部を有し、先端部と湯口穴２４との隙間が胴部と湯口穴２４との隙間より大きいノズル８とを備える。好ましくは、鋳造設備２、先端部及び胴部のそれぞれの形状が円筒形であり、先端部の外径が胴部の外径より小さい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

底に湯口穴を有する鋳型と、
前記湯口穴に挿入される胴部及び先端部を有し、前記先端部と前記湯口穴との隙間が前記胴部と前記湯口穴との隙間より大きいノズルと
を備える、鋳造設備。

【請求項2】

前記先端部及び前記胴部のそれぞれの形状が円筒形であり、前記先端部の外径が前記胴部の外径より小さい、請求項１に記載の鋳造設備。

【請求項3】

前記先端部と前記湯口穴との隙間が１ｍｍ以上５ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の鋳造設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、下注ぎ造塊法に使用される鋳造設備を開示する。

【背景技術】

【0002】

鋼材の製造の一例では、鋼材が鋼塊から得られる。この鋼塊は、溶鋼の鋳造によって得られる。この溶鋼の鋳造方法の一例として、下注ぎ造塊法が知られている。下注ぎ造塊法では、鋳型に溶鋼が下方から注入される。この鋳造に使用される鋳型が特許文献１に記載されている。この鋳型では、底に湯口穴が形成されている。この湯口穴にノズルが挿入されている。このノズルを通って溶鋼が鋳型に注入される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開昭５３－１２５７１７公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この鋳型は溶鋼の鋳造に繰り返し使用される。ノズルは、湯口穴に繰り返し挿入され取り外される。鋳型で溶鋼の鋳造が繰り返されることで、湯口穴に変形が生じる。湯口穴の変形に合わせて、ノズルの形状が修正される。ノズルの形状修正には手間がかかる。

【0005】

本出願人の意図するところは、鋳型の湯口穴にノズルが容易に挿入されうる鋳造設備の提供にある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書が開示する鋳造設備は、
底に湯口穴を有する鋳型と、
前記湯口穴に挿入される胴部及び先端部を有し、前記先端部と前記湯口穴との隙間が前記胴部と前記湯口穴との隙間より大きいノズルと
を備える。

【0007】

好ましくは、前記先端部及び前記胴部のそれぞれの形状が円筒形である。前記先端部の外径は前記胴部の外径より小さい。

【0008】

好ましくは、前記先端部と前記湯口穴との隙間は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。

【発明の効果】

【0009】

この鋳造設備では、鋳型の湯口穴にノズルが容易に挿入されうる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、一実施形態に係る鋳造設備が示された正面断面図である。

【図2】図２は、図１の鋳造設備が備える鋳型の断面図である。

【図3】図３（Ａ）は図１の鋳造設備が備えるノズルの平面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の線分IIIB－IIIBに沿った断面図である。

【図4】図４は、図１の鋳造設備の鋳型の湯口穴にノズルが取り付けられた状態が示された説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態が詳細に説明される。

【0012】

図１に、鋳造設備２が示されている。この鋳造設備２は、注入管４、鋳型６、ノズル８及び定盤１０を備える。注入管４は、定盤１０の上で起立している。鋳型６は、定盤１０の上に置かれている。ノズル８は鋳型６に取り付けられている。

【0013】

注入管４は、鉛直方向に延在している。注入管４は、上端に開口１２を有している。注入管４は、第一湯道１４を有している。第一湯道１４は、注入管４の開口１２から下端１６にまで至っている。

【0014】

定盤１０は、第二湯道３２を有している。第二湯道３２は水平方向に延在する。第二湯道３２は第一湯道１４と連通している。

【0015】

図２には、鋳型６の断面が示されている。鋳型６は、側壁１８と底２０とを有している。鋳型６は、側壁１８と底２０とで囲まれたキャビティ２２を有する。側壁１８は、円錐台状の外形形状を有する。側壁１８は、上方ほど外径が大きい形状を有する。また、側壁１８は、上方ほど内径が大きい形状を有する。底２０は湯口穴２４を有している。

【0016】

湯口穴２４は、底２０の上面から下面にまで至っている。湯口穴２４の断面形状は円形である。湯口穴２４を形成する内周面は、テーパ面３４及び通し面３６を含む。テーパ面３４は、底２０の下面に開口している。テーパ面３４は、底２０の下面から通し面３６にまで至っている。テーパ面３４は、通し面３６に向かって先細りである。通し面３６は、テーパ面３４から底２０の上面にまで至っている。通し面３６の内径は、一定である。

【0017】

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示される様に、ノズル８は、先端に開口２６を有している。ノズル８は後端に開口２８を有している。ノズル８は湯道３０を有する。湯道３０は、開口２６から開口２８にまで至っている。ノズル８は、頭部３８、胴部４０及び先端部４２を有する。胴部４０は、頭部３８から先端部４２にまで至っている。湯道３０は、頭部３８、胴部４０及び先端部４２を貫通している。ノズル８の材質は、特に限定されないが、例えば煉瓦である。

【0018】

頭部３８は円錐台状の形状を有する。頭部３８の外径は、胴部４０に向かって先細りである。胴部４０は、円筒形の形状を有する。図３（Ｂ）の両矢印Ｄａは、胴部４０の外径を表している。先端部４２は、円筒形の形状を有する。図３（Ｂ）の両矢印Ｄｂは、先端部４２の外径を表している。両矢印Ｌｂは、先端部４２の長さを表している。胴部４０の外径Ｄａは一定である。先端部４２の外径Ｄｂは一定である。頭部３８の外径は、胴部４０の外径Ｄａより大きい。胴部４０の外径Ｄａは先端部４２の外径Ｄｂより大きい。

【0019】

図４では、ノズル８が湯口穴２４に挿入されている。湯口穴２４のテーパ面３４の半径方向内側に、ノズル８の頭部３８が位置している。湯口穴２４の通し面３６の半径方向内側に、胴部４０と先端部４２とが位置している。図４の両矢印Ｇは、湯口穴２４と先端部４２との隙間の大きさを表している。この隙間Ｇは、湯口穴２４の半径と先端部４２の半径（Ｄｂ／２）との差として算出される。

【0020】

ノズル８と湯口穴２４とでは、頭部３８がテーパ面３４に当接している。先端部４２と湯口穴２４（通し面３６）との隙間Ｇは、胴部４０と湯口穴２４（通し面３６）との隙間より大きい。ノズル８が湯口穴２４に挿入された状態では、湯道３０は第二湯道３２に連通している（図１参照）。

【0021】

図１の鋳造設備２で鋼塊が製造されるとき、溶鋼が開口１２から注入管４に注入される。溶鋼は、第一湯道１４を下降し、第二湯道３２に至る。溶鋼が、継続して注入管４に注入される。溶鋼が、ノズル８の湯道３０からキャビティ２２に注入される。溶鋼は鋳型６に下方から注入される。鋳型６に注入された溶鋼が凝固する。この様にして、溶鋼から鋼塊が得られる。鋼塊が鋳型６から引き抜かれる。

【0022】

使用された鋳型６から、ノズル８が取り外される。この鋳型６が、整備される。この鋳型６に、ノズル８が取り付けられる。この鋳型６は、定盤１０の上に置かれる。この様にして、鋳造設備２は、図１の状態に戻される。この鋳造設備２で、更に、鋼塊が製造される。この鋳型６とノズル８とは、繰り返し使用される。

【0023】

この鋼塊の製造では、繰り返し使用される鋳型６に、磨耗、亀裂などが生じることがある。磨耗、亀裂などが生じた鋳型６は、整備される。この様にして、鋳型６が繰り返し使用されることで、湯口穴２４に凹凸等の変形が生じる。この変形は、湯口穴２４のキャビティ２２に近い部分に生じ易い。また、キャビティ２２に近い部分での変形量は、キャビティ２２から離れた部分での変形量より、大きい。

【0024】

この鋳造設備２では、湯口穴２４に変形が生じる前の初期状態において、ノズル８の先端部４２と湯口穴２４との隙間Ｇは、胴部４０と湯口穴２４との隙間より大きい。これにより、湯口穴２４が変形した後でも、このノズル８は、湯口穴２４に容易に挿入されうる。このノズル８は、湯口穴２４の形状に合わせてノズル８の形状を修正する手間が省ける。これにより、鋳造設備２は、鋼塊の生産性の向上に寄与する。

【0025】

この湯口穴２４の変形は様々である。ノズル８の形状を修正する場合にも、その形状修正は様々である。このため、この形状修正は手作業を必要とする。この形状修正は、手作業によって、ばらつき易い。この形状修正が適切でないと、鋳型６の使用中に漏鋼が発生する恐れがある。この鋳造設備２では、この形状修正の頻度が低減される。鋳造設備２は、漏鋼の発生を抑制できる。

【0026】

胴部４０と湯口穴２４との隙間は、ノズル８の先端部４２と湯口穴２４との隙間Ｇより小さい。従って、胴部４０と湯口穴２４とによって、鋳造設備２は漏鋼の発生を抑制できる。この鋳造設備２は、鋼塊の生産性の向上に寄与しつつ、漏鋼の発生を抑制できる。

【0027】

このノズル８では、先端部４２及び胴部４０のそれぞれの形状は、円筒形である。先端部４２の外径Ｄｂは胴部４０の外径Ｄａより小さい。湯口穴２４の通し面３６の内径は一定にされている。この湯口穴２４にノズル８が挿入されている。このノズル８では、先端部４２と湯口穴２４との隙間Ｇの大きさが、容易に管理される。胴部４０と湯口穴２４との隙間の大きさが容易に管理される。この先端部４２及び胴部４０のそれぞれの形状は、好ましくは円筒形である。

【0028】

しかしながら、先端部４２及び胴部４０のそれぞれの形状は円筒形に限定されない。ノズル８と湯口穴２４とは、先端部４２と湯口穴２４との隙間Ｇが、胴部４０と湯口穴２４との隙間より大きければよい。例えば、先端部４２又は胴部４０の形状が円錐台状であってよいし、先端部４２及び胴部４０のそれぞれの形状が円錐台状であってよい。

【0029】

先端部４２と湯口穴２４との隙間Ｇが大きいノズル８は、湯口穴２４に挿入され易い。ノズル８の形状修正の頻度が低減される。これらの観点から、隙間Ｇは、好ましくは１ｍｍ以上であり、更に好ましくは１ｍｍより大きく、特に好ましくは２ｍｍ以上である。この隙間Ｇは、特に上限はないが、例えば５ｍｍ以下である。

【0030】

先端部４２の長さＬｂが大きいノズル８は、湯口穴２４に挿入され易い。ノズル８の形状修正の頻度が低減される。これらの観点から、この長さＬｂは、好ましくは５ｍｍ以上であり、更に好ましくは１０ｍｍ以上である。この長さＬｂに、特に上限はない。

【0031】

このノズル８では、頭部３８が湯口穴２４のテーパ面３４に当接している。この頭部３８によって、湯口穴２４の軸方向において、ノズル８は位置決めされている。この頭部３８によって、湯口穴２４の軸方向において、先端部４２及び胴部４０は位置決めされている。この位置決めは、先端部４２と湯口穴２４との隙間Ｇの管理を容易にする。また、この位置決めは、胴部４０と湯口穴２４との隙間の管理を容易にする。これらの観点から、ノズル８は、頭部３８を有することが好ましい。なお、頭部３８の形状は円錐台状に限定されない。頭部３８の形状は、例えば、円柱状であってよいし、多角柱形、又は多角すい形状であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0032】

以上説明された鋳造設備は、様々な下注ぎ造塊法の鋳造に適用できる。

【符号の説明】

【0033】

２・・・鋳造設備
６・・・鋳型
８・・・ノズル
２０・・・底
２４・・・湯口穴
４０・・・胴部
４２・・・先端部
Ｇ・・・隙間
Ｄａ、Ｄｂ・・・外径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】