特開 2024-7115 ノズル状耐火物

(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】P2024007115

(43)【公開日】2024-01-18

(54)【発明の名称】ノズル状耐火物

(51)【国際特許分類】

   B22D 11/10 20060101AFI20240111BHJP

   B22D 41/28 20060101ALI20240111BHJP

   B22D 41/50 20060101ALI20240111BHJP

【ＦＩ】

B22D11/10 340Z

B22D11/10 320D

B22D41/28

B22D41/50 520

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022108345

(22)【出願日】2022-07-05

(71)【出願人】

【識別番号】000001971

【氏名又は名称】品川リフラクトリーズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】濱本 直秀

(72)【発明者】

【氏名】馬場 浩樹

【テーマコード（参考）】

4E004

4E014

【Ｆターム（参考）】

4E004FA10

4E014DB00

4E014MA04

(57)【要約】

【課題】エッジ亀裂を抑制するとともに、溶融金属の流量制御性を長期間維持する。
【解決手段】上ノズル１０、互いに摺動可能な複数のプレートを含むスライドプレートユニット２０、および下ノズルが、この順で設けられ、内側に内孔４０を有するノズル状耐火物であって、上ノズル１０とスライドプレートユニット２０との接続部、および、スライドプレートユニット２０と下ノズルとの接続部、の少なくとも一方に、目地５０が設けられ、目地５０の内孔４０に接する部分の少なくとも一部である内側領域５３における、目地５０の平均厚さが、内側領域５３以外における目地５０の平均厚さより大きい。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上ノズル、互いに摺動可能な複数のプレートを含むスライドプレートユニット、および下ノズルが、この順で設けられ、内側に内孔を有するノズル状耐火物であって、
前記上ノズルと前記スライドプレートユニットとの接続部、および、前記スライドプレートユニットと前記下ノズルとの接続部、の少なくとも一方に、目地が設けられ、
前記目地の前記内孔に接する部分の少なくとも一部である内側領域における、前記目地の平均厚さが、前記内側領域以外における前記目地の平均厚さより大きいノズル状耐火物。

【請求項2】

前記内側領域における前記目地の平均厚さが、前記内側領域以外における前記目地の平均厚さの１．３倍以上３．０倍以下である請求項１に記載のノズル状耐火物。

【請求項3】

前記内側領域の径方向の幅が、前記内孔の直径の０．１倍以上であり、かつ、前記目地の径方向の幅の０．５倍以下である請求項１または２に記載のノズル状耐火物。

【請求項4】

前記プレートとして、前記目地が接している第一プレート、および、当該第一プレートと摺動する第二プレート、が設けられ、
前記内側領域が、前記目地の前記内孔に接する部分のうち、前記内孔を閉鎖する際に前記第二プレートが前記第一プレートに対して相対移動する方向の側の部分に設けられている請求項１または２に記載のノズル状耐火物。

【請求項5】

少なくとも、前記目地が接する前記内孔の中心を原点とし前記相対移動の方向を０°とする極座標系における偏角が－４５°以上４５°以下の領域に、前記内側領域が設けられている請求項４に記載のノズル状耐火物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ノズル状耐火物に関する。

【背景技術】

【0002】

取鍋やタンディッシュなどの容器から溶融金属を流出させる際の流出口として、スライドプレートユニットを備えるノズル状耐火物が汎用される。この種の耐火物では、スライドプレートユニットを構成するプレートをスライドすることによって流路の開度を調整して、溶融金属の流量調整を実現する。スライドプレートユニットの上下には筒状の耐火物が配置され、スライドプレートユニットと隣接する耐火物との間隙には耐火モルタルが充填されたモルタル目地が設けられることが一般的である。

【0003】

ノズル状耐火物では、その内孔を高温の溶融金属が流通するため、外周側と内孔側との間に温度差が生じ、熱応力によって耐火物に亀裂が生じる場合がある。このような亀裂のうち、内孔面と摺動面との峰部（エッジ部）を起点とする亀裂をエッジ亀裂といい、エッジ亀裂は溶融金属の流通方向に沿う耐火物の熱膨張に起因して発生する。エッジ亀裂が発生した部位がスライドプレートユニットの摺動に伴って欠落するおそれがある上、欠落部を起点としてさらなる破損が進行するおそれがあるため、エッジ亀裂の防止について種々の検討がなされている。

【0004】

たとえば特開平１１－２４５０１９号公報（特許文献１）のプレートれんがでは、スライドプレート摺動面と内孔の境界となるエッジ部に切り欠きを設けることで、内孔中心軸方向の熱膨張によって発生する応力を緩和し、エッジ亀裂の発生が抑制されている。なお、特開平１１－５７９８９号公報（特許文献２）にはエッジ部に凹みを設けたプレートれんがが開示されており、ここには特許文献１と同様の技術的思想が見られる。また、特開平２－１７５０６８号公報（特許文献３）のスライディングノズルプレートでは、内孔部にリング状の耐火物が配置され、該リングを内嵌する母体をリング材質よりも高熱膨張率の材質で形成することで、内孔部加熱による応力が緩和され、内孔から外周に向けて生じる放射状亀裂の発生が抑制されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１１－２４５０１９号公報

【特許文献2】特開平１１－５７９８９号公報

【特許文献3】特開平２－１７５０６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１および特許文献２の技術では、熱応力の緩和に必要な目地空間が内孔に隣接しているため、その空間に溶鋼が侵入して地金差しが生じる場合がある。これは、スライドプレートのエッジ部が亀裂損傷によって欠落した場合と同様の状態であるため、溶融金属の流量制御性の低下を招き、湯止め不良や漏鋼などのトラブルの原因となりうる。また、特許文献３の技術では、エッジ亀裂の抑制効果を期待できなかった。

【0007】

そこで、エッジ亀裂を抑制するとともに、溶融金属の流量制御性を長期間維持できるノズル状耐火物の実現が求められる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るノズル状耐火物は、上ノズル、互いに摺動可能な複数のプレートを含むスライドプレートユニット、および下ノズルが、この順で設けられ、内側に内孔を有するノズル状耐火物であって、前記上ノズルと前記スライドプレートユニットとの接続部、および、前記スライドプレートユニットと前記下ノズルとの接続部、の少なくとも一方に、目地が設けられ、前記目地の前記内孔に接する部分の少なくとも一部である内側領域における、前記目地の平均厚さが、前記内側領域以外における前記目地の平均厚さより大きいことを特徴とする。

【0009】

この構成によれば、内孔周辺の目地を厚くすることで熱応力を緩和し、これによってエッジ亀裂を抑制できる。また、熱応力を緩和する必要性が小さい部分では目地を薄くして溶鋼および外気の進入を防いであるので、溶融金属の流量制御性を長期間維持できる。

【0010】

以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。

【0011】

本発明に係るノズル状耐火物は、一態様として、前記内側領域における前記目地の平均厚さが、前記内側領域以外における前記目地の平均厚さの１．３倍以上３．０倍以下であることが好ましい。

【0012】

この構成によれば、熱応力の緩和とガスシール性とを両立しやすい。

【0013】

本発明に係るノズル状耐火物は、一態様として、前記内側領域の径方向の幅が、前記内孔の直径の０．１倍以上であり、かつ、前記目地の径方向の幅の０．５倍以下であることが好ましい。

【0014】

この構成によれば、熱応力の緩和とガスシール性とを両立しやすい。

【0015】

本発明に係るノズル状耐火物は、一態様として、前記プレートとして、前記目地が接している第一プレート、および、当該第一プレートと摺動する第二プレート、が設けられ、前記内側領域が、前記目地の前記内孔に接する部分のうち、前記内孔を閉鎖する際に前記第二プレートが前記第一プレートに対して相対移動する方向の側の部分に設けられていることが好ましい。

【0016】

この構成によれば、熱応力を緩和する必要性が特に大きい部分に内側領域を設けるので、エッジ亀裂をより確実に抑制しうる。

【0017】

本発明に係るノズル状耐火物は、一態様として、少なくとも、前記目地が接する前記内孔の中心を原点とし前記相対移動の方向を０°とする極座標系における偏角が－４５°以上４５°以下の領域に、前記内側領域が設けられていることが好ましい。

【0018】

この構成によれば、エッジ亀裂を一層抑制しうる。

【0019】

本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】実施形態に係る連続鋳造用ノズルの縦断面図である。

【図2】実施形態に係る連続鋳造用ノズルのモルタル目地の構造を示す縦断面図である。

【図3】変形例に係る連続鋳造用ノズルのモルタル目地の構造を示す縦断面図である。

【図4】変形例に係る連続鋳造用ノズルのモルタル目地の配置を示す図である。

【図5】実施例２および８のモルタル目地の構造を示す縦断面図である。

【図6】実施例３および９のモルタル目地の構造を示す縦断面図である。

【図7】実施例４のモルタル目地の構造を示す縦断面図である。

【図8】比較例のモルタル目地の構造を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明に係るノズル状耐火物の実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係るノズル状耐火物を、取鍋（不図示）から出湯した溶鋼をタンディッシュ（不図示）に注ぐための連続鋳造用ノズル１（図１）に適用した例について説明する。

【0022】

〔連続鋳造用ノズルの基本構成〕
本実施形態に係る連続鋳造用ノズル１は、上ノズル１０、スライドプレートユニット２０、および下ノズル３０を、上からこの順で備える（図１）。なお、本書における「上下方向」は、特記しない限り、図１における上下方向を表す。また、本書における「水平方向」は、特記しない限り、図１における左右方向を表す。

【0023】

上ノズル１０、スライドプレートユニット２０、および下ノズル３０を構成する各単位部材の内側には貫通孔が設けられており、これらの貫通孔が連なって内孔４０を形成している。スライドプレートユニット２０は、上ノズル１０に接続されている固定盤２１（プレートの一例である。）と、下ノズル３０に接続されている摺動盤２２（プレートの一例である。）と、を含む。上ノズル１０とスライドプレートユニット２０（固定盤２１）との接続部、および、スライドプレートユニット２０（摺動盤２２）と下ノズル３０との接続部には、モルタル目地５０（５１、５２）（目地の例である。）が設けられている。

【0024】

連続鋳造用ノズル１は、取鍋の下側に設けられている。そのため、取鍋から出湯した溶鋼は重力によって下方に移動し、連続鋳造用ノズル１（内孔４０）を経てタンディッシュに注がれる。詳細は後述するが、連続鋳造用ノズル１では、スライドプレートユニット２０を構成する摺動盤２２を摺動させることによって溶鋼の流通を制御できるスライドゲート装置が形成されている。なお本実施形態では摺動盤２２が下ノズル３０と接続されているので、スライドゲート装置を開閉操作する際には、摺動盤２２と下ノズル３０とが一体に動く。

【0025】

上ノズル１０、スライドプレートユニット２０、および下ノズル３０は、いずれも耐火物製である。ここで用いられる耐火物としては、連続鋳造用ノズルに従来適用されている緻密質耐火物を使用できる。当該緻密質耐火物としては、当分野において通常用いられる緻密質耐火物を使用でき、その基材としては、アルミナ質、ムライト質、スピネル質、マグネシア質、ジルコニア質等の耐火物として一般に使用される酸化物系材質およびそれら酸化物と炭素等の非酸化物とを組み合わせた材質などの諸材質を例示できる。

【0026】

モルタル目地５０（５１、５２）は、連続鋳造設備において従来適用されているモルタル材料によって構成される。かかるモルタル材料としては、たとえば熱硬化性耐火モルタルを使用できる。

【0027】

上ノズル１０は、取鍋の下側に接続された筒状体であり、上ノズル１０の下端部に凸部１１が設けられている。また、固定盤２１は、板状の部材の一部に貫通孔が設けられた形状を有し、固定盤２１の上面に凹部２３が設けられている。そして、凸部１１と凹部２３とが嵌合する態様で上ノズル１０と固定盤２１とが接続されている。なお、凸部１１と凹部２３との間にモルタル目地５１が形成されている。

【0028】

下ノズル３０は、スライドプレートユニット２０の下側に接続された筒状体であり、下ノズル３０の上端部に凹部３１が設けられている。また、摺動盤２２は、板状の部材の一部に貫通孔が設けられた形状を有し、摺動盤２２の下面に凸部２４が設けられている。そして、凸部２４と凹部３１とが嵌合する態様で摺動盤２２と下ノズル３０とが接続されている。なお、凸部２４と凹部３１との間にモルタル目地５２が形成されている。

【0029】

モルタル目地５１は、凸部１１および凹部２３の形状に沿う形状を有している（図２）。モルタル目地５１のうち、内孔４０に接する部分に内側領域５３が設けられている。本実施形態では、内孔４０の全周にわたって内側領域５３が設けられている。なお、区別のため、モルタル目地５１のうちの内側領域５３以外の領域を通常領域５４と呼ぶ。

【0030】

モルタル目地５２は、凸部２４および凹部３１の形状に沿う形状を有している。内孔４０に接する部分に内側領域が設けられることは、モルタル目地５１と同様である。なお、モルタル目地５２によってもたらされる作用効果、およびモルタル目地５２の好ましい態様について、モルタル目地５１と同様である。ただし、モルタル目地５２における内側領域の平均厚さおよび幅に係る寸法条件は、モルタル目地５１における内側領域の平均厚さおよび幅に係る寸法条件と同一であってもよいし、異なっていてもよい。

【0031】

内側領域５３は、比較的大きな熱応力が問題になりやすい内側（内孔４０に接する部分）に設けられており、内孔４０が延びる方向（図１における上下方向）に沿う耐火物の熱膨張を吸収する役割を果たす。モルタル目地５０（５１、５２）を構成する耐火モルタルは、上ノズル１０、スライドプレートユニット２０、および下ノズル３０を構成する耐火物に比べて弾性を有するので、耐火物の熱膨張によってモルタル目地５０（５１、５２）を上下方向に圧縮する応力が発生しても、モルタル目地５０（５１、５２）が弾性変形して当該応力を緩和できるのである。この作用の発現を期待する上では、モルタル目地５０（５１、５２）が厚い方が有利である。

【0032】

一方、モルタル目地５０（５１、５２）を構成する耐火モルタルは、内孔４０を流通する溶鋼の進入（地金差し）、および、連続鋳造用ノズル１の外側からの外気の進入、を防ぐ作用については、上ノズル１０、スライドプレートユニット２０、および下ノズル３０を構成する耐火物に比べて劣る。そのため、溶鋼および外気の進入を防ぐ上では、モルタル目地５０（５１、５２）が薄い方が有利である。

【0033】

本実施形態に係る連続鋳造用ノズル１では、熱応力が問題になりやすい部分、すなわち内側領域５３において局所的にモルタル目地５０（５１、５２）を厚く設け、この部分の上下から加わる熱応力を緩和できるようにしてある。一方、熱応力が問題になりにくい部分、すなわち通常領域５４では、モルタル目地５０（５１、５２）を薄く設け、溶鋼および外気の進入を防いでいる。このように、各部位において必要とされる機能に応じた厚さでモルタル目地５１を設けることで、熱応力の緩和によるエッジ亀裂の抑制と、溶鋼および外気の進入の防止による長寿命化と、を両立している。

【0034】

内側領域５３におけるモルタル目地５０（５１、５２）の平均厚さは、通常領域５４におけるモルタル目地５０（５１、５２）の平均厚さより大きい。より詳細には、内側領域５３におけるモルタル目地５０（５１、５２）の平均厚さが、内側領域以外における前記モルタル目地の平均厚さの１．３倍以上３．０倍以下であることが好ましい。当該比率が１．３倍以上であると、内孔４０の周辺に生じる熱応力を緩和する効果が特に発現しやすい。また、当該比率が３．０倍以下であると、モルタル目地５０（５１、５２）のガスシール性を十分な水準で確保しやすい。加えて、溶鋼とモルタル材料との接触面積を抑制できるため、目地の溶損を抑制しやすい。

【0035】

内側領域５３の径方向の幅Ｗ１は、内孔４０の直径Ｄの０．１倍以上であることが好ましい。幅Ｗ１が直径Ｄの０．１倍以上であると、内孔４０の周辺に生じる熱応力を緩和する効果が特に発現しやすい。なお、内側領域５３の径方向の幅Ｗ１は、内側領域５３の内孔４０側の端部から、モルタル目地５０（５１、５２）の厚さが通常領域５４における厚さと同一になる位置までの、内孔４０の径方向に沿う幅をいう。

【0036】

また、内側領域５３の径方向の幅Ｗ１は、モルタル目地５０（５１、５２）全体の径方向の幅Ｗの０．５倍以下であることが好ましい。幅Ｗ１が幅Ｗの０．５倍以下であると、モルタル目地５１のガスシール性を十分な水準で確保しやすい。なお、換言すれば、モルタル目地５０（５１、５２）の幅の半分を限度として内側領域５３を設けることが好ましいといえる。

【0037】

なお、内側領域５３の平均厚さおよび幅Ｗ１に係る好適な寸法条件は、たとえば、凹部２３のうちの内側領域５３に対応する部分に、上記の条件を満たすように切り欠きを設ける、などの方法により実現されうる。

【0038】

〔変形例〕
次に、スライドプレートユニット２０の変形例を示す。上記の実施形態では、内孔４０の全周にわたって内側領域５３が設けられている構成を例示したが、内側領域が内孔の一部のみに面して設けられていてもよい。図３に示した変形例に係るスライドプレートユニット２０Ａでは、モルタル目地５５のうち、図中の左側にのみ内側領域５６が設けられており、図中の右側ではモルタル目地５５の厚さが均一になっている。この変形は、固定盤２５の形状が上記の実施形態（固定盤２１）と異なること、より詳細には凹部２６の形状が上記の実施形態（凹部２３）と異なること、により実現されている。なお、摺動盤２２の構成は、上記の実施形態と同一である。

【0039】

ここで、モルタル目地５５が接している固定盤２５（第一プレートの一例である。）に対して、これと摺動する摺動盤２２（第二プレートの一例である。）が、内孔４０を閉鎖する際に相対移動する方向Ｓ１の側の部分に、内側領域５６が設けられている。図４は、変形例における固定盤２５、摺動盤２２、およびモルタル目地５５の内側領域５６、の位置関係を、上方から下方に見通す視点で示した模式図である。内側領域５６は、モルタル目地５１が接する内孔４０の中心Ｏを原点とし、内孔４０を閉鎖する際の摺動盤２２の相対移動の方向Ｓ１を０°とする極座標系において、偏角θが±４５°の範囲に設けられている。

【0040】

摺動盤２２を方向Ｓに移動させて内孔４０を部分的に閉鎖すると、上記極座標系における偏角０°を中心とする領域において、固定盤２５の下面２７が内孔４０に露出する（図３）。そのためこの領域では、固定盤２５が内周面２８のみならず下面２７においても溶鋼と接触する。したがって固定盤２５のこの領域では、他の部分に比べて溶鋼から受ける熱量が大きく、熱応力が特に問題となりやすい。そのため、この領域において内側領域５６を設ける必要性が特に大きい。

【0041】

一方、その他の領域においては、モルタル目地５５の厚さを特に調整せずとも、熱応力が許容範囲に収まる場合がある。そのためその他の領域では、外気吸引の抑制を優先して、モルタル目地５５を厚くする措置を行っていない。

【0042】

なお、簡単のため摺動盤２２の構成を上記の実施形態と同一として説明したが、摺動盤と下ノズルとの間のモルタル目地についても、内側領域を部分的にのみ設ける措置を適用できる。ただし、摺動盤と下ノズルとの間のモルタル目地については、内孔を閉鎖するときの固定盤の相対移動の方向Ｓ２（図３）を極座標系の０°として取り扱うべきであり、したがって内側領域を設ける必要性が大きい箇所が上記変形例のモルタル目地５５とは左右反転して現れることに注意されたい。

【0043】

上ノズルとスライドプレートユニットとの間のモルタル目地、および、スライドプレートユニットと下ノズルとの間のモルタル目地、のいずれについても、上記の変形例のように、モルタル目地が接している第一プレートに対して、これと摺動する第二プレートが、内孔を閉鎖する際に相対移動する方向の側に、内側領域が設けられていることが好ましい。また、少なくとも、当該相対移動の方向を０°とする極座標系における偏角が－４５°以上４５°以下の領域に、内側領域が設けられていることがさらに好ましい。

【0044】

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係るノズル状耐火物のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

【0045】

上記の実施形態では、スライドプレートユニット２０が固定盤２１と摺動盤２２との組合せである構成を例として説明した。しかし本発明に係るノズル状耐火物において、スライドプレートユニットを構成するプレートの枚数は、二枚以上の任意の枚数でありうる。たとえば、上から順に、固定盤、シール盤、および摺動盤の三枚のプレートを有するスライドプレートユニットを備えるノズル状耐火物としても、本発明を実施しうる。

【0046】

上記の実施形態では、上ノズル１０と固定盤２１との間のモルタル目地５１、および、摺動盤２２と下ノズル３０との間のモルタル目地５２、の双方に内側領域を設けた構成を例として説明した。しかし、本発明に係るノズル状耐火物において、上ノズルとスライドプレートユニットとの接続部、および、スライドプレートユニットと下ノズルとの接続部、の少なくとも一方に、内側領域を有する目地が設けられていれば足り、その双方に設けられていることを必ずしも要さない。

【0047】

上記の実施形態では、凹部２３の一部に切り欠きを設けて内側領域５３を形成した構成を例として説明した。しかし、本発明に係るノズル状耐火物において、内側領域を形成する方法は上記の例に限定されず、目地に接する上ノズルおよびスライドプレートユニット（またはスライドプレートユニットおよび下ノズル）の一方または双方に、切り欠きを設ければよい。

【0048】

上記の実施形態では、内側領域５３においてモルタル目地５１の厚さが均一である構成を例として説明した。しかし、内側領域の領域内において、目地の厚さが均一でなくてもよい。なお、通常領域の領域内においても、目地の厚さは均一であってもよいし、均一でなくてもよい。

【0049】

本発明における目地は、モルタル目地に限定されず、当分野において目地材として通常使用されている材料を用いた目地でありうる。かかる材料としては、耐火性セラミック繊維などが例示される。なお、モルタル目地を用いる場合であっても、その施工方法は限定されず、ノズル状耐火物を組み立てる際にノズルとスライドプレートユニットの接続部にモルタルを塗布してもよいし、あらかじめパッキン状の形状にしたモルタルを当該接続部に設置してもよい。

【0050】

上記の実施形態では、上ノズル１０の凸部１１と固定盤２１の凹部２３とが嵌合し、下ノズル３０の凹部３１と摺動盤２２の凸部２４とが嵌合している構成を例として説明した。しかし、本発明に係るノズル状耐火物において、上ノズルまたは下ノズルと、スライドプレートユニットと、の接続部分の形状は特に限定されない。たとえば、ノズルが凸でスライドプレートユニットが凹とする嵌合形状（上ノズル１０の凸部１１と固定盤２１の凹部２３との嵌合がその一例である。）、ノズルが凹でスライドプレートユニットが凸とする嵌合形状（下ノズル３０の凹部３１と摺動盤２２の凸部２４との嵌合がその一例である。）、ノズルおよびスライドプレートユニットの双方が平坦である構造、などが例示される。

【0051】

その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。

【実施例0052】

以下では、実施例を示して本発明をさらに説明する。ただし以下の実施例は本発明を限定しない。

【0053】

〔ノズル状耐火物〕
実施例および比較例の各例において、図１に即した形状のノズル状耐火物を作成した。ただし、いずれの例においても内孔の直径を９０ｍｍとし、上ノズルとスライドプレートユニットとの間のモルタル目地の形状を各例について変更した。各例におけるモルタル目地の形状については後述する。なお、上ノズル、スライドプレートユニット、および下ノズルを構成する耐火物、ならびにモルタル目地を構成するモルタル材料の条件について、上記の実施形態の通りである。また、スライドプレートユニットと下ノズルとの間のモルタル目地は、いずれの例においても一定の厚さとした。

【0054】

〔評価方法〕
実施例および比較例の各例のノズル状耐火物を、取鍋の下部に取り付けられるスライドバルブ装置として、それぞれ使用した。各例について、取鍋に満たされた溶鋼をすべて排出するまでの使用を一回と数えて複数回の使用を実施し、損傷が見られ使用不可と判断されるまでの使用回数を数えた。

【0055】

〔各例の形状〕
（実施例１）
モルタル目地の形状を、図２に示す形状（モルタル目地５１）とした。本例では、内側領域におけるモルタル目地の平均厚さを４．０ｍｍとし、通常領域におけるモルタル目地の平均厚さを２．０ｍｍとした。すなわち、内側領域におけるモルタル目地の平均厚さは、通常領域におけるモルタル目地の平均厚さの２．０倍だった。なお、本例においては、内側領域の全域においてモルタル目地の厚さを均一（４．０ｍｍ）とした。また、内側領域の径方向の幅を１５ｍｍとし、モルタル目地全体の径方向の幅を５０ｍｍとした。すなわち、内側領域の径方向の幅は、内孔の直径の０．１７倍であり、モルタル目地全体の径方向の幅の０．３０倍だった。

【0056】

（実施例２）
モルタル目地の形状を、図５に示す形状（モルタル目地５１Ａ）とした。実施例２は、上ノズルとスライドプレートユニットとの双方に切り欠きを設けてある点で、実施例１と異なる。本例では、内側領域におけるモルタル目地の平均厚さを５．０ｍｍとし、通常領域におけるモルタル目地の平均厚さを２．０ｍｍとした。すなわち、内側領域におけるモルタル目地の平均厚さは、通常領域におけるモルタル目地の平均厚さの２．５倍だった。なお、本例においては、内側領域の全域においてモルタル目地の厚さを均一（５．０ｍｍ）とした。また、内側領域の径方向の幅を１５ｍｍとし、モルタル目地全体の径方向の幅を５０ｍｍとした。すなわち、内側領域の径方向の幅は、内孔の直径の０．１７倍であり、モルタル目地全体の径方向の幅の０．３０倍だった。

【0057】

（実施例３）
モルタル目地の形状を、図６に示す形状（モルタル目地５１Ｂ）とした。実施例３は、スライドプレートユニットに二段階の切り欠きを設けてある点で、実施例１と異なる。本例では、内側領域におけるモルタル目地の平均厚さを４．８ｍｍとし、通常領域におけるモルタル目地の平均厚さを２．０ｍｍとした。すなわち、内側領域におけるモルタル目地の平均厚さは、通常領域におけるモルタル目地の平均厚さの２．４倍だった。また、内側領域の径方向の幅を２０ｍｍとし、モルタル目地全体の径方向の幅を５０ｍｍとした。すなわち、内側領域の径方向の幅は、内孔の直径の０．２２倍であり、モルタル目地全体の径方向の幅の０．４０倍だった。なお、本例では、内側領域が二つの区域に区分される。内孔に直接に接している領域は、径方向の幅が１０ｍｍであり、モルタル目地の厚さが６．０ｍｍである。これに続く領域は、径方向の幅が１０ｍｍであり、モルタル目地の厚さが３．５ｍｍである。

【0058】

（実施例４）
モルタル目地の形状を、図７に示す形状（モルタル目地５１Ｃ）とした。実施例４は、スライドプレートユニットに傾斜を有する切り欠きを設けてある点で、実施例１と異なる。本例では、内側領域におけるモルタル目地の平均厚さを３．５ｍｍとし、通常領域におけるモルタル目地の平均厚さを２．０ｍｍとした。すなわち、内側領域におけるモルタル目地の平均厚さは、通常領域におけるモルタル目地の平均厚さの１．８倍だった。また、内側領域の径方向の幅を２０ｍｍとし、モルタル目地全体の径方向の幅を５０ｍｍとした。すなわち、内側領域の径方向の幅は、内孔の直径の０．２２倍であり、モルタル目地全体の径方向の幅の０．４０倍だった。なお、本例では、内側領域におけるモルタル目地の厚さが、内孔に直接に接している部分から外側に向かうに従って漸減しており、内孔に直接に接している部分では５．０ｍｍであり、内側領域の外側の端部では２．０ｍｍである。

【0059】

（実施例５）
モルタル目地の形状を、図３および図４に示す形状（モルタル目地５５）とした。ただしθを６０°とした。本例では、内側領域におけるモルタル目地の平均厚さを４．０ｍｍとし、通常領域におけるモルタル目地の平均厚さを２．０ｍｍとした。すなわち、内側領域におけるモルタル目地の平均厚さは、通常領域におけるモルタル目地の平均厚さの２．０倍だった。なお、本例においては、内側領域の全域においてモルタル目地の厚さを均一（４．０ｍｍ）とした。また、内側領域の径方向の幅を１５ｍｍとし、モルタル目地全体の径方向の幅を５０ｍｍとした。すなわち、内側領域の径方向の幅は、内孔の直径の０．１７倍であり、モルタル目地全体の径方向の幅の０．３０倍だった。

【0060】

（実施例６）
θを４５°とした他は、実施例５と同様とした。

【0061】

（実施例７）
内側領域の径方向の幅を５．０ｍｍとした他は、実施例１と同様とした。本例では、内側領域の径方向の幅は、内孔の直径の０．０５６倍であり、モルタル目地全体の径方向の幅の０．１０倍だった。

【0062】

（実施例８）
内側領域の径方向の幅を２８ｍｍとした他は、実施例１と同様とした。本例では、内側領域の径方向の幅は、内孔の直径の０．３１倍であり、モルタル目地全体の径方向の幅の０．５６倍だった。

【0063】

（実施例９）
内側領域におけるモルタル目地の厚さを２．５ｍｍとした他は、実施例１と同様とした。本例では、内側領域におけるモルタル目地の平均厚さは、通常領域におけるモルタル目地の平均厚さの１．３倍だった。

【0064】

（実施例１０）
θを３０°とした他は、実施例５と同様とした。

【0065】

（比較例）
モルタル目地の形状を、図８に示す形状（モルタル目地５１Ｄ）とした。この例ではモルタル目地に内側領域を設けず、モルタル目地の厚さを均一に２．０ｍｍとした。

【0066】

〔評価結果〕
実施例および比較例の各例についての寸法条件、および各例の使用回数を表１に示す。なお、実施例５（θ＝６０°）、実施例６（θ＝４５°）、および比較例５（θ＝３０°）との比較のため、他の例についてθを１８０°として表１に示している。

【0067】

表１：実施例および比較例

【表1】

【0068】

表１に示すように、いずれの実施例においても、比較例に比べて使用回数が伸びた。なお、実施例１～６および８では使用回数の伸びが特に顕著だった。ただし実施例８は、実施例１～６に比べるとわずかに鋼の品質の低下が見られた。これは、実施例８では実施例１～６に比べて外気の吸引量が多かったためだと考えられる。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明は、たとえば連続鋳造または造塊に用いられるノズルとして利用できる。

【符号の説明】

【0070】

１ ：連続鋳造用ノズル
１０ ：上ノズル
１１ ：凸部
２０ ：スライドプレートユニット
２１ ：固定盤
２２ ：摺動盤
２３ ：凹部
２４ ：凸部
３０ ：下ノズル
３１ ：凹部
４０ ：内孔
５０ ：モルタル目地
５１ ：モルタル目地
５２ ：モルタル目地
５３ ：内側領域
５４ ：通常領域
２０Ａ ：スライドプレートユニット（変形例）
２５ ：固定盤（変形例）
２６ ：凹部（変形例）
２７ ：下面（変形例）
２８ ：内周面（変形例）
５５ ：モルタル目地（変形例）
５６ ：内側領域（変形例）
Ｓ ：固定盤に対する摺動盤の相対移動の方向
Ｓ２ ：摺動盤に対する固定盤の相対移動の方向
Ｏ ：内孔の中心
θ ：偏角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】