(57)【要約】【課題】連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、ノズル下部領域の内壁面全体から不活性ガスを均一に吹き込み、ノズル内壁面への非金属介在物の付着・堆積を効果的に抑制する。【解決手段】ノズル本体の下端に底部１を有し、その直上の側壁部に溶鋼吐出孔２が貫設された浸漬ノズルであって、ノズル本体の内部に、ノズル軸線方向に沿ったガス通路３と、少なくとも底部１から溶鋼吐出孔２の上部部位までのノズル本体下部領域ｘに形成され、ガス通路３と連通する網状連続細孔４とを有する浸漬ノズルにおいて、ノズル本体の網状連続細孔４に面した内壁部材５をガス透過性の多孔質体で構成し、網状連続細孔４の孔端を溶鋼吐出孔２の内壁面２０に開口させない構造とする。不活性ガスの吹き込みが溶鋼吐出孔内壁面に偏ることがなく、網状連続細孔４に面した内壁部材５を通じて、ノズル下部領域の内壁面全体から不活性ガスを均一に吹き込むことができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル本体の下端に、底部（１）を有するとともに、その直上の側壁部に溶鋼吐出孔（２）が貫設された浸漬ノズルであって、ノズル本体の内部に、ノズル軸線方向に沿ったガス通路（３）と、少なくとも底部（１）から溶鋼吐出孔（２）の上部部位までのノズル本体下部領域（ｘ）に形成され、ガス通路（３）と連通する網状連続細孔（４）とを有する浸漬ノズルにおいて、
ノズル本体の網状連続細孔（４）に面した内壁部材（５）をガス透過性の多孔質体で構成するとともに、網状連続細孔（４）の孔端を溶鋼吐出孔（２）の内壁面（２０）に開口させないことを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項２】
ノズル本体周方向において、網状連続細孔（４）を溶鋼吐出孔（２）の内壁面（２０）から１０ｍｍ以上離間させることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造設備において鋳型内に溶鋼を注湯するための浸漬ノズルに関するものである。
【０００２】
溶鋼の連続鋳造においては、浸漬ノズルを使用して鋳型内に溶鋼が注湯される。一般に、この浸漬ノズルは、筒状のノズル本体の下端に底部を有するとともに、その直上の側壁部に溶鋼吐出孔が貫設された構造を有する。
このような浸漬ノズルを用いた溶鋼の連続鋳造では、溶鋼中に懸濁しているアルミナ（脱酸生成物）などの非金属介在物（以下、「アルミナ」を例に説明する）が浸漬ノズルを通過する際に、ノズル内壁面に付着・堆積するという問題がある。このようにノズル内壁面にアルミナが付着・堆積すると、溶鋼が通過するノズル内径が小さくなり、鋳片引き抜き速度を低下させる必要があるため生産性が低下する。また、ノズル内壁面に付着・堆積したアルミナが剥離して鋳型内に排出され、鋳片の製品欠陥につながることもある。
【０００３】
このため従来では、ノズル本体内部に形成された中空部に不活性ガスを導入し、この不活性ガスをノズル内壁面から溶鋼中に吹き込むことにより、アルミナのノズル内壁面への付着・堆積を防止するようにした浸漬ノズルが使用されている。
特許文献１には、そのような浸漬ノズルの一つとして、ノズル本体内部に、ノズル軸線方向に沿ったガス通路（ガス吹込用中空部）を設けるとともに、溶鋼吐出孔が形成されたノズル下部領域に、孔端が溶鋼吐出孔の内壁面およびノズル本体内壁面に開口する網状連続細孔を形成し、この網状連続細孔を前記ガス通路に連通させた構造のものが示されている。このような浸漬ノズルでは、ガス通路内に導入された不活性ガスを、網状連続細孔の孔端が開口した溶鋼吐出孔内壁面およびノズル本体内壁面から溶鋼中に吹き込むものである。
【０００４】
また、特許文献２には、ノズル本体内部に、上記特許文献１と同様のガス通路を設けるとともに、溶鋼吐出孔が形成されたノズル下部領域に、孔端が溶鋼吐出孔内壁面に開口する網状連続細孔を形成し、この網状連続細孔を前記ガス通路に連通させた構造のものが示されている。このような浸漬ノズルでは、ガス通路に導入された不活性ガスを、網状連続細孔の孔端が開口した溶鋼吐出孔内壁面から溶鋼中に吹き込むものである。
【特許文献１】特開昭６２−２０３６６３号公報
【特許文献２】特開昭６２−５００７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１，２の浸漬ノズルは、溶鋼吐出孔内壁面やノズル本体内壁面に開口した網状連続細孔の孔端から溶鋼中に直接不活性ガスを吹き込むものであるため、内壁面の位置によってガス吹き込み量に偏りを生じやすい。このため不活性ガスが吹き込みされない或いは吹き込み量が不十分な内壁部分（例えば底部など）が生じ、アルミナの付着抑制効果が不十分となる恐れがある。また、不活性ガスを網状連続細孔の孔端から直接吹き込むために、ガスの気泡が大きくなり、モールドフラックス巻き込みによる鋳片品質低下の恐れもある。
また、特許文献２では、網状連続細孔が設けられた位置のノズル内壁部材をガス透過体で構成し、ノズル本体内壁面については、このガス透過体を介して不活性ガスを吹き込むようにしてもよいとしているが、このようにしても、不活性ガスの多くは溶鋼吐出孔内壁面に開口した網状連続細孔の孔端から吹き込まれるため、この場合も、不活性ガスが吹き込みされない或いは吹き込み量が不十分な内壁部分（例えば底部など）が生じてしまう。
【０００６】
したがって本発明の目的は、ノズル本体内壁面および溶鋼吐出孔内壁面を含めたノズル下部領域の内壁面全体から不活性ガスを均一に吹き込むことができ、ノズル内壁面への非金属介在物の付着・堆積を効果的に抑制することができる浸漬ノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の特徴は以下のとおりである。
［1］ノズル本体の下端に、底部（１）を有するとともに、その直上の側壁部に溶鋼吐出孔（２）が貫設された浸漬ノズルであって、ノズル本体の内部に、ノズル軸線方向に沿ったガス通路（３）と、少なくとも底部（１）から溶鋼吐出孔（２）の上部部位までのノズル本体下部領域（ｘ）に形成され、ガス通路（３）と連通する網状連続細孔（４）とを有する浸漬ノズルにおいて、
ノズル本体の網状連続細孔（４）に面した内壁部材（５）をガス透過性の多孔質体で構成するとともに、網状連続細孔（４）の孔端を溶鋼吐出孔（２）の内壁面（２０）に開口させないことを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
［2］上記［1］の浸漬ノズルにおいて、ノズル本体周方向において網状連続細孔（４）を溶鋼吐出孔（２）の内壁面（２０）から１０ｍｍ以上離間させることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の浸漬ノズルは、ノズル本体の網状連続細孔（４）に面した内壁部材（５）をガス透過性の多孔質体で構成するとともに、網状連続細孔（４）の孔端を溶鋼吐出孔（２）の内壁面（２０）に開口させない構造であるため、不活性ガスの吹き込みが溶鋼吐出孔内壁面に偏ることがなく、網状連続細孔（４）に面した内壁部材（５）を通じて、溶鋼吐出孔内壁面およびノズル本体内壁を含めたノズル下部領域の内壁面全体から不活性ガスを均一に吹き込むことができ、これによりノズル内壁面へのアルミナの付着・堆積を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】
【０００９】
図１〜図４は、本発明の浸漬ノズルの一実施形態を示すもので、図１は縦断面図、図２はノズル下部の側面図、図３は溶鋼吐出孔の形成位置での水平断面図、図４は図３の一部分を拡大した部分拡大水平断面図である。
この浸漬ノズルは、筒状のノズル本体Ａの下端に、底部１を有するとともに、その直上の側壁部に、１対の溶鋼吐出孔２が対向した状態で貫設されている。
ノズル本体Ａの内部には、ノズル軸線方向に沿ったガス通路３が、ノズル本体Ａの上部から前記溶鋼吐出孔２の上部部位にかけて形成されている。このガス通路３内には、ガス供給部６を通じて外部から不活性ガスが導入される。さらに、前記底部１から前記溶鋼吐出孔２の上部部位までのノズル本体下部領域ｘにおけるノズル本体Ａの内部には、当該領域ｘの周方向全体をカバーするように網状連続細孔４が形成され、この網状連続細孔４の上端は前記ガス通路３と連通している。網状連続細孔４の孔径は、大きすぎると底部１を含めた本体部分（外壁側の部分）と下記する内壁部材５との密着性が低下し、一方、小さすぎると不活性ガスが均一に通過しない恐れがあるため、０．２〜２ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００１０】
ノズル本体Ａの網状連続細孔４に面した内壁部材５は、ガス透過性の多孔質体で構成される。この内壁部材５を構成するガス透過性の多孔質体としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＳｉＣ−Ｃ系材料などを用いることができる。前記溶鋼吐出孔２は、この内壁部材５を含むノズル本体Ａに貫設されるので、溶鋼吐出孔２の内壁面２０の一部は内壁部材５で構成されることになり、この部位からも不活性ガスが吹き込まれる。
本発明の浸漬ノズルの構造では、前記網状連続細孔４の孔端を溶鋼吐出孔２の内壁面２０に開口させない。一般に、溶鋼吐出孔２は、前記網状連続細孔４および内壁部材５などを備えたノズル本体Ａを製作した後に、このノズル本体Ａの所定箇所を穿孔することにより形成されるので、この穿孔の際に、溶鋼吐出孔２の内壁面２０に切断された網状連続細孔４の孔端が開口しないように、網状連続細孔４の配置を考慮する必要がある。
【００１１】
また、溶鋼吐出孔２の内壁面２０に最も近い網状連続細孔４は、ノズル本体周方向において溶鋼吐出孔２の内壁面２０から１０ｍｍ以上離間させること、すなわち、図４に示すような網状連続細孔４の端部と溶鋼吐出孔２の内壁面２０とのノズル本体周方向での間隔Ｌを１０ｍｍ以上とすることが好ましい。この間隔Ｌが１０ｍｍ未満では、溶鋼吐出孔２の内壁面２０と内壁部材５の接合部から吹き出される不活性ガスが多くなる傾向があり、このため、非金属介在物の付着の多い内壁部材５の中央部から吹き出す不活性ガス量が少なくなる。
前記網状連続細孔４を形成する方法は任意であるが、例えば、ノズル本体Ａの製造時に、加熱によって消失または減量若しくは収縮する有機質材料を、網状連続細孔の形態でノズル本体用の耐火材原料に埋め込み、この耐火材原料の焼成などの加熱時に有機質材料を消失または減量若しくは収縮させることにより、容易に形成することができる。前記有機質材料としては、例えば、天然繊維や合成繊維などの有機繊維、有機樹脂、紙類などを用いることができる。
なお、ノズル本体Ａにおいて、前記内壁部材５の上部の内壁部材８をはじめとして、内壁部材５以外の部分は全てガス不透過性の部材若しくはガスを殆ど透過しない部材で構成される。また、ノズル本体Ａの外壁部のうち溶鋼の表面レベルとなる部位の外壁部材７は、モールドフラックスによる浸食を防止するためＺｒＯ２−Ｃ系材料などで構成されている。
【００１２】
以上のような浸漬ノズルによれば、ガス供給部６を通じてガス通路３内にＡｒガスなどの不活性ガスが導入され、この不活性ガスはガス通路３を経由して網状連続細孔４内に流れる。そして、この網状連続細孔４が面したガス透過性の多孔質体からなる内壁部材５を通じて、不活性ガスがノズル本体Ａの内壁面および溶鋼吐出孔２の内壁面２０から溶鋼中に吹き込まれる。
本発明の浸漬ノズルは、前記網状連続細孔４の孔端が溶鋼吐出孔２の内壁面２０に開口していないので、不活性ガスの吹き込みが溶鋼吐出孔２の内壁面２０に偏ることがなく、網状連続細孔４に面した内壁部材５を通じて、溶鋼吐出孔内壁面およびノズル本体内壁面を含めたノズル下部領域の内壁面全体から不活性ガスを均一に吹き込むことができ、これによりノズル内壁面へのアルミナの付着・堆積を効果的に抑制することができる。
【００１３】
図５は、本発明の浸漬ノズルを縦断面（切断）して半割の試験体（但し、この試験体の切断面には、切断された網状連続細孔の孔端が開口するので、当該切断面はコーティング材によりシールした）を作製し、水中にてガス吹き出し状況を調査した際の写真であり、これによれば、ノズル下部領域の内壁面全体からガスが均一に吹き出していることが判る。なお、この試験体について、リークガス量（ノズル下部領域の内壁面以外からリークしたガス量）を測定した結果、リークガス量は全体の僅か３％に止まった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の浸漬ノズルの一実施形態を示す縦断面図
【図２】図１の実施形態におけるノズル下部の側面図
【図３】図１の実施形態における溶鋼吐出孔の形成位置での水平断面図
【図４】図３の一部分を拡大した部分拡大水平断面図
【図５】本発明の浸漬ノズルの試験体について、水中にてガス吹き出し状況を調査した際の写真
【符号の説明】
【００１５】
Ａ  ノズル本体
１  底部
２  溶鋼吐出孔
３  ガス通路
４  網状連続細孔
５  内壁部材
６  ガス供給部
７  外壁部材
８  内壁部材
２０  内壁面
ｘ  ノズル本体下部領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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