【手続補正書】
【提出日】平成16年5月14日(2004.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  熔融金属誘導ノズル及び熔融金属誘導方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用時に、実質的に垂直に配置される管状のノズルであって、
少なくとも１個の上部流入孔と、
軸に対して傾斜している少なくとも２個の下部傾斜注出孔と、
前記傾斜注出孔の間に略軸方向に設けられている少なくとも１個の下部軸周注出孔、及び、前記下部軸周注出孔の上に設けられている受容部(receptacle)とを有し、
前記受容部は、上部に開口部を有し、実質的に平行な側壁、及び／又は、ノズルの下端方向に収束傾向の側壁とにより構成され、熔融金属がノズルを通過し排出される前に、その一部を、受け入れる機能を有し、
前記ノズルの下部傾斜注出孔の断面積の和の最小値が、前記下部軸周注出孔の断面積の和の最小値の少なくとも２倍である、
ベセルからモールドへ熔融金属を誘導する熔融金属誘導ノズル。
【請求項２】
前記溶融金属は、
使用時に、少なくも５５％が前記下部傾斜注出孔から流出し、４５％を超えない量が、下部軸周注出孔から流出する
請求項１に記載の熔融金属誘導ノズル。
【請求項３】
前記溶融金属は、
使用時に、少なくも６０％が前記下部傾斜注出孔から流出し、４０％を超えない量が下部軸周注出孔から流出する
請求項２に記載の熔融金属誘導ノズル。
【請求項４】
前記下部軸周注出孔は、
２個存在し、それらがノズルの軸の反対側に殆ど対照的に位置する
請求項１〜３のいずれかに記載の熔融金属誘導ノズル。
【請求項５】
前記下部傾斜注出孔は、
少なくもその長さ部分において実質的に一定の断面積を有する
請求項１〜４のいずれかに記載の熔融金属誘導ノズル。
【請求項６】
前記下部傾斜注出孔は、
それぞれが、その実質的な最奥端に、流路制限部位を有し、該流路制限部位を超えた最外端方向における孔径が、流路制限部位における孔径より大きい
請求項１〜５のいずれかに記載の熔融金属誘導ノズル。
【請求項７】
使用時に、実質的に垂直に配置される管状のノズルであって、
少なくとも１個の上部流入孔と、
軸に対して傾斜している少なくとも２個の下部注出孔、及び、該注出孔の間に、実質的に軸方向に設けられている受容部(receptacle)とを有し、
前記受容部が、上部に開口部を有し、実質的に平行な側壁、及び／又は、ノズルの下端方向に収束傾向の側壁とにより構成され、熔融金属がノズルを通過し排出される前に、その一部を、受け入れる機能を有するものである、
ベセルからモールドへ熔融金属を誘導する熔融金属誘導ノズル。
【請求項８】
前記受容部は、
その側壁を構成する少なくとも２面は、ノズルの下端方向への収束傾向を有している
請求項１〜７に記載の熔融金属誘導ノズル。
【請求項９】
前記受容部は、
４面の側壁により構成されるものである
請求項１〜８に記載の熔融金属誘導ノズル。
【請求項１０】
前記受容部は、
側壁を構成する４面のすべてが、ノズルの下端方向への収束傾向を有している
請求項９に記載の熔融金属誘導ノズル。
【請求項１１】
前記受容部は、
２個存在する下部軸周注出孔の上部に設けられている
請求項１〜１０のいずれかに記載の熔融金属誘導ノズル。
【請求項１２】
前記傾斜注出孔は、
その断面積の和の最小値が、少なくとも１個存在する下部軸周注出孔の断面積の和の、最小値の少なくとも２倍である、
請求項１〜１１のいずれかに記載の熔融金属誘導ノズル。
【請求項１３】
前記傾斜注出孔は、
その断面積の和の最小値が、少なくとも１個存在する下部軸周注出孔の断面積の和の最小値の少なくとも４倍である、
請求項１〜１２のいずれかに記載の熔融金属誘導ノズル。
【請求項１４】
前記傾斜注出孔は、
前記ノズルの軸に対して４０°〜６０°の角度で下向きに傾斜している
請求項１〜１３のいずれかに記載の熔融金属誘導ノズル。
【請求項１５】
少なくとも１個存在する下部軸周注出孔が、
その出口方向に向かって広がっている
請求項１〜１４のいずれかに記載の熔融金属誘導ノズル。
【請求項１６】
少なくとも１個存在する下部軸周注出孔が、
前記ノズルの軸に対して０°〜３０°の角度で下向きに傾斜している
請求項１〜１５のいずれかに記載の熔融金属誘導ノズル。
【請求項１７】
少なくとも１個存在する下部軸周注出孔が、
前記ノズルの軸に対して５°〜２５°の角度で下向きに傾斜している
請求項１〜１６のいずれかに記載の熔融金属誘導ノズル。
【請求項１８】
上記請求項１〜１７のいずれかに記載のノズルを用いる、
ベセルからモールドへ熔融金属を誘導する熔融金属誘導方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熔融金属、例えば熔鋼を誘導するためのノズルに関するものである。より詳しくは、鉄鋼製品を生産する連続鋳造法で用いられ、鋳造ノズルとしても知られている、いわゆる、浸漬吐出ノズルに関するものである。
また、この発明は、そのようなノズルを用い、熔融金属を誘導する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造による鉄鋼製品の製法において、熔融した鉄鋼は、レードル(ladle)からタンディッシュとして知られている大きなベセル(vessel)に注入される。
タンディッシュは１個以上の注出孔を有し、熔鋼はタンディッシュの注出孔から１つ又はそれ以上のモールドのそれぞれに流入され、モールドのなかで冷却固形化し、切れ目のない長さの金属の鋳造物が連続的に形成される。
浸漬吐出ノズルは、長い管体を有する一般的な形状で、通常、硬質パイプやチューブのような外観を有するもので、タンディッシュとモールドの間に配設され、それを経由して、熔鋼をタンディッシュからモールドに誘導するものである。
【０００３】
理想的な浸漬吐出ノズルの主な機能は、以下のとおりである。
第１に、ノズルは熔鋼がタンディッシュからモールドに流入する際に、望ましくない鉄鋼の酸化を引き起こす空気との接触を防止する機能を発揮するものである。
第２に、ノズルにとり、より望ましいことであるが、熔鋼をモールドに、できる限り滑らかに、かつ乱流を起さないような状態で導入することである。何故ならば、モールド内の乱流は、吸込み(entrainment)として知られている、熔鋼表面のフラックスの鉄鋼内への引き込みを起こし、鉄鋼鋳造品に不純物を発生させるからである。
モールド内の乱流は、また、モールドの内壁の滑性を阻害するものである。
モールドにおけるフラックスの機能の一つとして、鉄鋼表面が空気に接触するのを防止するという機能以外に、モールド内壁面を滑性化し、鉄鋼がモールドの壁面で接着し固化することを防止する機能がある。
また、フラックスは、その結果として形成される、鉄鋼鋳造品の表面欠陥の形成を防止するものである。
したがって、浸漬吐出ノズルにより乱流を最小にすることは、この発明にとり重要な目的である。加えて、乱流は、モールドに損傷を与える危険性を有するストレスを発生させる。さらに、モールドにおける乱流は、モールド内における熱分布を不均一にして、鋼の均一な固形化を阻害し、鋳造された鋼製品の品質と組成を不均一にする。
この後者の問題は、熔鋼をモールド内へ均一に誘導し、モールドの壁面に近接した熔鋼が、最も早く固形化して形成する外殻を均一に形成させ、鋳造された鋼製品の品質と組成を均一にするという、浸漬吐出ノズルの第３の機能に関連するものである。
理想的な浸漬吐出ノズルの第４の機能は、モールド内の鋼のメニスカス表面における定常波が、変動することを防止し又は減少させることである。モールド内への熔鋼の導入は、鋼の表面に通常定常波を発生させ、モールド内に導入される鋼の流れにおける不均一性、あるいは変動が定常波の変動を発生させる。
そのような変動は、モールドにおける乱流と同様な効果を有し、鋳造される鋼内にモールド用フラックスの吸込み(entrainment)を生じ、モールド用フラックスによるモールド側面の滑性効果を阻害し、モールド内の熱分布に悪影響を与えるものである。
【０００４】
上記の機能の全てを、でき得る限りよく発揮する浸漬吐出ノズルを設計し製造することは、極めて困難なことと認識されるものである。熔鋼の速い流れに伴う応力と、熱に耐える浸漬吐出ノズルを設計し製造することのみならず、モールド内における熔鋼の均一分散に対する要求と組み合わされた乱流の抑制についての要求は、流体力学上の極めて複雑な問題を提起するものである。
【０００５】
米国特許第５，７８５，８８０は、流路分割材により、底部の注出孔が二つの吐出口に分割されているノズルを開示している。このノズルの形状は、熔鋼流を分割し、減速させるためで、吐出口の幅と長さに沿って殆ど、均一な流速分布を与えるものであるとされている。
このノズルの形状は、モールド内の熔鋼のメニスカス表面における定常波の変動割合を、減少させるという結果を有するとされている。
【０００６】
米国特許第５，７８５，８８０の部分継続出願である米国特許第５，９４４，２６１は、２個の注出口のそれぞれが、整流板により二つに分割されている浸漬注入ノズルを開示している。
それでは、ノズルから排出される熔鋼流量の大部分が、中心にある２個の注出口から排出されるとされている。
この特定の形状と配置による整流板は、主流を分割すると共に、ノズルから排出される際に、その主流と外側の流れとを合流させ、それによりノズルから流出する熔融金属の速度を低下させ、モールド内での乱流の発生を抑えるものであるとされている。
【０００７】
米国特許第５，９４４，２６１の部分継続出願である米国特許第６，０２７，０５１は、米国特許第５，９４４，２６１に開示の形状の改変物を開示するもので、熔鋼の外側流の効果的な放出角度は、流量によって変更されるとし、一定の流量範囲において、滑らかで静止状態のメニスカス表面を調整する効果を有するものとされている。
【０００８】
上記の特許を検討することにより、きわめて容易に導き出される結論の一つは、浸漬注入ノズルの形状において、小さなことと思われるもの、あるいは無意味なものと思われるものですら、ノズルからの、あるいはノズルを通る熔鋼の流路模様について劇的な効果を持つとされ、液体を輸送する管体の僅かな設計変更でさえ、流体の流路模様に甚大な影響を与え、流体の流路特性を完全に変更することができ、流体力学の無秩序性の結果が示されることである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記記載の理想的なノズルの主要機能を、できる限り良く発揮する浸漬注入ノズルを提供すべく検討されたものである。
この発明は、下記に述べるように、上記記載の特許の教示とは全く異なる方法で、この目的を達成するべく検討されたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、その第１の態様によれば、ベセルからモールドへ熔融金属を誘導するノズルであって、使用時に、実質的に垂直に配置される管状のノズルであって、少なくとも１個の上部流入孔と、軸に対して傾斜している少なくとも２個の下部傾斜注出孔と、前記傾斜注出孔の間に略軸方向に設けられている少なくとも１個の下部軸周注出孔、及び、前記下部軸周注出孔の上に設けられている受容部(receptacle)とを有し、前記受容部は、上部に開口部を有し、実質的に平行な側壁、及び／又は、ノズルの下端方向に収束傾向の側壁とにより構成され、熔融金属がノズルを通過し排出される前に、その一部を、受け入れる機能を有し、前記ノズルの下部傾斜注出孔の断面積の和の最小値が、前記下部軸周注出孔の断面積の和の最小値の少なくとも２倍であるものである。
【００１１】
この発明の第１の態様は、傾斜している下部傾斜注出孔の断面積の和の最小値が、略垂直に設けられた下部軸周注出孔の、断面積の和の最小値の少なくも２倍であることにより、下部傾斜注出孔から流出する、熔融金属のノズルを通過する熔融金属全量に対する比が、下部軸周注出孔から流出するものの比に比較して、実質的に意義ある大きさを有する点に利点を有するものである。
好ましくは、下部傾斜注出孔から、流出する熔融金属の少なくも５５％が流出し、熔融金属の４５％を超えない量が、下部軸周注出孔から流出することである。より好ましくは、下部傾斜注出孔から少なくも６０％が流出し、熔融金属の４０％を超えない量が、下部軸周注出孔から流出することである。
下部傾斜注出孔の垂直に対しての傾斜により、この注出孔から流出する熔融金属の下向き垂直速度は、垂直に向けて伸ばされた注出孔の場合よりも小さくなっている。これは、モールドに注入される金属の多くの下向き速度を減少する効果を生み、結果としてモールド内に発生する乱流を減少させる。
これは、米国特許第５，９４４，２６１や第６，０２７，０５１の教示、すなわち、総熔融金属量の多くが上部（外側）出口よりも下部（中央）出口から流出、特に５５〜８５％が中央出口から、１５〜４５％が外側出口から流出すべきとする教示とは全く相反するものである。
【００１２】
ノズルの軸に傾斜している下部傾斜注出孔、すなわち外部又は側部注出孔は、例えば、ノズルの軸に対して実質的に直角でも、ノズルの軸、すなわち使用するために展延されたノズルに対して、上向きに傾斜させることもできる。
しかしながら、好ましくは、下部傾斜注出孔は、ノズルの軸、すなわち使用するために伸ばされたノズルに対して、下向きに傾斜させることであり、より好ましくは、下部傾斜注出孔は、下向きに、ノズルの軸に対して４０〜６０°の角度で傾斜させることであり、特に好ましくは、ノズルの軸に対して４５〜５５°の角度、例えばノズルの軸に対して略５０°の角度にすることである。
【００１３】
下部傾斜注出孔の間に、略軸方向に設けられた下部軸周注出孔は、一つの場合も、複数の場合も、それぞれが注出孔の出口に向かって広がっているのが好ましい。  これには、注出孔を出る熔融金属の速度を降下させ、モールド内の熔融金属に与える衝撃を弱め、モールド内に生じる乱流を最小限にするという利点を有する。
【００１４】
この発明の好ましい態様としては、下部傾斜注出孔の間に下部軸周注出孔を少なくも２個（好ましくは２個のみ）設け、その２個の、あるいは全ての注出孔を、その出口に向かって広げたものである。そのような２個の注出孔を設けた態様においては、それらは、ノズルの軸の反対側に対称的に位置させるのが好ましい。
【００１５】
下部軸周注出孔の軸は、又２個以上あるときは、その各々の軸は、ノズルの軸と実質的に同軸にするか、実質的に平行にすることができる。
しかしながら、好ましくは、少なくとも下部軸周注出孔が、複数ある態様においては、そのような注出孔の各々の軸が、ノズルの軸に対して傾斜しているのが好ましい。好適には、下部軸周注出孔はノズルの軸に対して、０〜３０°の角度で、より好ましくは５〜２５°の角度で、特に好ましくは１０〜２０°、例えば軸に対して略１５°の角度で下向きに傾斜しているものである。
【００１６】
好ましくは、下部傾斜注出孔と下部軸周注出孔の方向と間隔は、下部軸周注出孔から流出した熔融金属流が、使用中に、下部傾斜注出孔から流出した熔融金属流と、モールド内で全ての熔融金属による通常の混合以外には、結合しないようになされる。
【００１７】
各注出孔の最小断面積は、各注出孔の軸の垂直面を測定したものであり、下部傾斜注出孔と、下部軸周注出孔の、各断面積の和の最小値は、そのようにして測定されたものを加算したものである。
既述したように、下部傾斜注出孔の、断面積の和の最小値は、１個又はそれ以上の下部軸周注出孔の、断面積の和の最小値の少なくも２倍である。
好ましくは、下部傾斜注出孔の、断面積の和の最小値が１個又はそれ以上の下部軸周注出孔の、断面積の和の最小値の少なくも３倍、より好ましくは少なくも４倍あるものである。
【００１８】
この発明における第１の態様の好ましい具体例においては、少なくもノズルの下部傾斜注出孔が、夫々の軸に直交する、実質的に一定の断面積を、少なくもその長さ部分に沿って有する。
特に好ましい具体例においては、下部傾斜注出孔は、その実質的な最奥端に、流路制限部位を有し、その流路制限部位を越えた最外端方向では、夫々の下部傾斜注出孔の孔は広くなっているものである。
流路制限部位が存在するときは、流路制限部位を越えた夫々の下部傾斜注出孔の孔は、その断面積が実質的に一定であるのが好ましい。
【００１９】
この発明の第２の態様によれば、ベセルからモールドへ熔融金属を誘導するノズルであって、使用時に、実質的に垂直に配置される管状のノズルであって、少なくとも１個の上部流入孔と、軸に対して傾斜している少なくとも２個の下部注出孔（下部傾斜注出孔）、及び、該注出孔の間に、実質的に軸方向に設けられている受容部(receptacle)とを有し、前記受容部が、上部に開口部を有し、実質的に平行な側壁、及び／又は、ノズルの下端方向に収束傾向の側壁とにより構成され、熔融金属がノズルを通過し排出される前に、その一部を、受け入れる機能を有するものである、
【００２０】
この発明の第２の態様は、熔融金属がノズルから排出される前に、ノズルを通過する熔融金属の一部を収容する、ノズルに設けられた受容部が、ノズルを通過する熔融金属流の流速の変動や動揺を鎮める緩衝部材として、通常機能するという利点を有するものである。
これは、ノズルを流出する熔融金属の流速の変動や動揺を鎮め、または少なくとも或る環境下においては除去するものであり、それによりモールド内における熔鋼のメニスカス表面における定常波に起こり得る変動を低減させるものである。
結果として、これは、定常波の変動により引き起こされ悪化する、鋳造される鋼へのモールドフラックスの吸込み、モールドの滑性の阻害、モールド内における不良な熱分散などの可能性を、全体的に且つ実質的に低減するという利点を有することになるものである。
【００２１】
ノズルに設けられた受容部の減衰効果は、その受容部の実質的に平行な側壁、及び／又は収束傾向の側壁で形成される形状と、実質的に軸方向に設けられていることにより生じるものである。
受容部は、下部傾斜注出孔の間に実質的に垂直に位置することによって、通常、ノズルを通過する熔融金属の、かなりの部分の全荷重を受け、その平行な、及び／又は収束傾向の側壁の故に、それが受ける熔融金属の、運動量のかなりの部分を吸収するものである。
この発明の具体例においては、受容部は、ノズルを通過して流れる熔融金属の一部をノズルから排出する、１個又はそれ以上の注出孔を有していてもよいものである。
他の具体例においては、受容部はそのような注出孔を有さず、その上部開口部を除いて完全に密閉されたものである。
しかしながら、いずれの例においても、受容部の奏する効果は、受容部から下部傾斜注出孔への熔融金属の流れを、通常、一定の形式にするもので、受容部から流出する熔融金属の流れは、ノズルの延長した管体から直接傾斜した注出孔に流れる熔融金属に影響を与え、この部分の金属流の、流速の変動を鎮めるものである。
さらに、１個又はそれ以上のノズル注出孔を有する受容部から構成される具体例においては、通常、これらの注出孔から流出する熔融金属が有する流速の変動を鎮めるものである。
この発明の第２の態様によるノズル受容部の概念と実体のいずれも、液体金属の流れを外側と内側に分割するための整流板により、液体金属の下部の流れを分散させるために下面を分割することを開示する、米国特許第５，９４４，２６２や６，０２７，０５１の教示とは全く相反するものである。
【００２２】
受容部は、好ましくは、４面の側壁で規定される。
少なくも側壁の２面は、ノズルの下端に向かって収束傾向にあるのが好適で、より好ましくは、すべての側壁が収束傾向にあるものである。
受容部の対向する２面の側壁は、ノズル自身の側壁によって形成されるのが好ましく、他の２面の側壁は、ノズル内に設けられる構成体により形成されるのが好ましい。最も好ましいのは、後者の２面の側壁が、この発明の第１の態様について上述した、下部傾斜注出孔に設けられた流路制限部位ともなる構成体で形成されることである。
【００２３】
この発明の最も好ましい具体例は、この発明の第１と第２の実施態様が、１個の、および同じノズルに結合されているものである。
【００２４】
好ましくは、受容部は、２個の実質的に垂直な注出孔の上に設けられることである。受容部の２面の収束する側壁は、好ましくは、下部傾斜注出孔と実質的に垂直に設けられた注出孔の、夫々のあいだに分割体として規定される構成体によって形成される。
【００２５】
この発明におけるノズルは耐熱性材料から形成される。
耐熱性材料としては、好ましくは、例えば炭素結合セラミック材料などのセラミック材料から構成される。
炭素結合セラミック材料はこの業界で良く知られているものであり、当業者であれば、この発明のノズルを調製するのに適切な材料を選択することができる。ノズルは、好ましくは、炭素結合セラミック製品を調製する、一般的な技術である等圧プレスにより形成される。
【００２６】
この発明の第３の態様は、この発明の第１の態様におけるノズルを使用する、ベセルからモールドへ熔融金属流を誘導する方法である。
【００２７】
この発明の第４の態様は、この発明の第２の態様におけるノズルを使用する、ベセルからモールドへ熔融金属流を誘導する方法である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
この発明の詳細を、添付された図面を参照しながら、実施例に基づいて以下に説明する。
【００２９】
この発明によるノズル１０が図面に示され、このノズル１０は、使用時に実質的に垂直に向けられる軸に沿って延長する管体１１、上部流入孔１２、軸に対して傾斜している２個の下部傾斜注出孔１７、下部注出孔１７の間に略軸方向に設けられる２個の下部軸周注出孔２３から構成されている。
下部傾斜注出孔１７の、断面積の和の最小値が、略軸方向に設けられた下部軸周注出孔２３の、断面積の和の最小値の略４倍である。
受容部４５は、略軸方向に設けられた下部軸周注出孔２３の上部に位置し、２個の傾斜している下部傾斜注出孔１７の間に、実質的に軸方向に設けられている。受容部４５は上部開口部２１を有し、ノズルの下端１３に向かって収束傾向の側壁１４と３６によって規定されている。
受容部４５は使用中にノズルを通過する熔融金属の流れの一部を、熔融金属がノズルから排出される前に受けるものである。
【００３０】
ノズル１０は、本質的に３つの構成部からなる。ノズルは上部構造に、流入孔１２の最上端を末端とする、実質的に断面円形の管を有する。上部構造に続いてノズルの軸に平行な平面で下向き方向に広がり、直交する平面で平に形成されている中部構造１１がある。中部構造１１の下の下部構造１６は、注出孔１７、２３及び受容部４５から構成されている。
【００３１】
管体１１は、参照番号１６により概略的に示されているように、底部に近接して下向きに広がって、それぞれ排出中央点１８を有する２個の外側注出孔１７を規定し、仮想中央点１８を通る仮想中央線は、図３に見られるように、水平線に対し角度αを形成する。
角度αは好ましくは約３５〜４５°であり、角度αの反対角度、即ち、延長方向１５に関する中央線の角度は約４５〜５５°である。
【００３２】
ノズル１０は、さらに、参照番号４５で概略的に示される受容部を規定する外側の注出孔１７の間に、参照番号２０で示される構成体から構成される。
受容部４５は、注出孔１７及び後述する注出孔から排出される熔融金属の流れを安定化するに十分な容量、形状及び配置を有するものである。
例えば、ノズル１０の全長２２が約５０．８〜７６．２ｃｍ（２０〜３０ｉｎｃｈｅｓ）である具体例においては、受容部４５は約１６．３９〜３２．７７ｃｍ３（１〜２ｃｕｂｉｃ  ｉｎｃｈｅｓ）の範囲の容量を有すればよい。
【００３３】
ノズル１０は、また、少なくとも１個、好ましくは２個の注出孔２３を低部１３に有し、注出孔２３は、それぞれ排出中心点２４を有し、受容部４５から注出孔２３のそれぞれに延伸する、少なくも１個の熔融金属輸送路２５から構成され、２個の溶融金属輸送路２５が図３に示されている。
【００３４】
２個の輸送路２５は、好ましくは、分割体２８（図３参照）と構成体２０で形成される。分割体２８と構成体２０は、輸送路２５が長手方向１５から外側に分散するように、例えば、中心点２４を通る仮想中心線が、水平線に対して形成する角度βが約７０〜８０°、逆に長手方向に対する角度が約１０〜２０°になるように規定する。好ましくは、角度βとαは少なくも約３０°異なるようにされ、またノズル１０は、外側の注出孔１７から排出される熔融金属の流れが、全ての流れがモールド内に分散される前に、注出孔２３から排出される流れと混合しないように構成される。
【００３５】
要素１３は、管体１１と別々に調製することもできるが、例えば、構成要素の全てが、同じ耐熱性材料から鋳造されるというように、それらは一体としてあるのが好ましい。
【００３６】
ノズル１０の効果を強めるためには、ノズルは、米国特許第５，２０５，３４３及び５，４０２，９９３、及びドイツ特許公報第１９５  ０５  ３９０及び４３  １９  １９５に概略的に示されている構成を有するのが好ましく、そこには、上部１２と通路１４の、中央部の間の、幾何的変更や断面形状の範囲の増加などが示されている。
すなわち、管体１１の第１部分３１は、図２や図３に示されるように、実質的に円形の断面積を有し、第２部分３２における通路１４の断面積は、図３や図４に示されるように、第１部分３１の通路１４より大きく、異なる断面形状を有している。
例えば、第２部分３２における通路１４は、図５に示されるように、実質的に長方形の断面を有し、あるいは図６に示されるように、競技用トラック形状をも含む、実質的な楕円形状を有している。
ノズル１０の第三部分３３は、図３や図４に示されるように、底部１３に近接した管体１１の外側に向かって開いた部位１６を有している。
【００３７】
図７及び図８は、受容部４５の直ぐ上、及び実質的に受容部４５位置におけるノズル１０の断面形状の例を示すものである。図７及び８においては、受容部４５は、注出孔１７に連なる開口部として、実質的に長方形の断面を有するように図示されているが、他の断面形状を取りうることもできる。
それらには、競技用トラック形状を含む楕円形状や長方形以外の多角形が含まれる。
【００３８】
側壁３６は、構成体２０の一部をなし、受容体４５を規定するもので、輸送路２５に向かって傾斜しているか、面取り(radiused)されていることが好ましい。  構成体２０に対する外側部分２７もまた、受容体４５を規定するもので、傾斜しているか、図３に示されるように面取りされ、注出孔１７を通過する熔融金属の流れを、適正に方向付けできるようにされている。
【００３９】
注出孔１７、２３は好ましくは、管体１１、構成体２０のそれぞれ、及び受容体４５に基づいて、大きさや位置が決定され、通路１４を通過する熔融金属流の約５５〜８０％、好ましくは約６０〜７０％が、注出孔１７を通ってノズル１０から排出されるようにされる。
同様に、好ましくは、通路１４を通過する熔融金属流の約２０〜４５％、より好ましくは約３０〜４０％が、注出孔２３を通ってノズル１０から排出されるようにされる。
【００４０】
図９は、熔融鋼のような熔融金属を、熔融金属の液面４１を形成するように、厚板鋳造機などのモールド４０に導入する方法に用いられる図１〜図８に示されるノズル１０の概略図である。
ノズル１０は、通常の位置決め機構により、ベセル４０内に位置決めされ、全ての注出孔１７、２３は、液面４１の下部に位置決めされており、熔融金属はノズルに導入され、下向きに流れる。
公知の栓４３は、タンディッシュ４４又は他のベセルからノズル１０の頂部１２へ、さらには厚板鋳造機のモールド４０、あるいは他のベセルへの熔融金属の流速を制御できるものである。
ついで、熔融金属は、金属を受ける受容部４５に、熔融溜４５を形成させられる。この受容部４５は、図３に示されるように、内部注出孔２３の上部、好ましくは外部注出孔１７の中心点１８の上に、実質的に通路１４と同心的に、注出孔１７、２３を通る熔融金属の流れを安定化するために設けられている。
それから、熔融金属は、注出孔１７、２３を通ってベセル４０に流れ込む。
この方法においては、ノズル１０を流出する熔融金属の約５５〜８０％、好ましくは約６０〜７０％が外部注出孔１７から流出し、内部注出孔２３から約２０〜４５％、好ましくは約３０〜４０％が流出するように行われる。
好ましくは、熔融金属は、内部注出孔２３から、水平に対して約７０〜８０°の角度βで、外部注出孔１７から水平に対して約３５〜４５°の角度αで流出されるようにされる。
【００４１】
この方法では、好ましくは、内部注出孔２３から流出する熔融金属の流速を、ノズル１０の実質的な流出直後において、著しく、例えば、受容部４５に流入直前の熔融金属の速度に比較して少なくも５０％減少させ、また、２個の内部注出孔２３から流出する熔融金属の流れを、ベセル４０の底部４６に達する前に、再結合させるものである。
この方法は、内部注出孔２３から流出する熔融金属の流れを、外部注出孔１７から流出する流れと混合しないようにし、それにより、ベセル４０に既に流入していた熔融金属と、新しく導入された熔融金属、がよく混合されるようにするものである。
さらに、この方法においては、注出孔１７、２３から流出する熔融金属流の角度は、流量が増加しても、変化させない、すなわち、好ましい具体例における、注出口１７の角度は、常に水平に対して約６０〜７０°で、流量に応じて変化しないものである。ただし、注出孔１７、２３から流出する熔融金属流の平均速度は、流量の増加に応じて、実質的に比例的に増加する。
【００４２】
ここには、この発明について、最も実際的であると確信されるもの、及びその好ましい態様を含めて、開示され説明されているが、当業者にとり、この発明についてなされるいかなる改変も、この発明の範囲内であり、この発明の範囲は、全ての均等物および方法を包含するように併記した特許請求の範囲を、最も広い解釈に応じてなされるものであることは自明なことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
この発明のノズルを等角図法で示した概略図である。
【図２】
図1のノズルの平面図である。
【図３】
図2の線３−３に沿っての長手方向断面図である。
【図４】
図2の線４−４に沿っての断面図である。
【図５】
図3の線５−５に沿っての断面図である。
【図６】
図５における通路と異なる構成の通路を有しているものを示す図である。
【図７】
図３の線７−７に沿っての断面図である。
【図８】
図３の線８−８に沿っての断面図である。
【図９】
モールド内に配置された図3のノズルの概略断面図で、ノズルの注出口は、浸漬、すなわち、モールド内の、熔融金属の液面下にあることを示している図である。
【符号の説明】
１０  ノズル
１１  管体
１２  上部流入孔
１３  ノズル下端
１４  側壁
１７  下部注出孔
２０  構成体
２１  開口部
２３  下部注出孔
２５  熔融金属輸送路
２８  分割体
３６  側壁
４０  モールド
４１  熔融金属液面
４５  受容部