(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯が流れ出るノズル状の流出部の下端に嵌着する環状の嵌着面を有するノズル本体と、
該ノズル本体の上側に保持され該流出部の下端から挿入されて該流出部と該ノズル本体の嵌着面との間隙にガスを吹き込むためのポーラス材と該ポーラス材へ該ガスを供給するソケットとを有するノズル頭部と、
該ノズル本体の外周を覆う保護皮と、
前記ノズル頭部と前記ノズル本体とを着脱可能に固定する固定具とを有することを特徴とするロングノズル。
【請求項２】
前記固定具は、前記ノズル頭部の外周面と前記ノズル本体を覆う前記保護皮の外周面とを一体的に締め付けるベルト状の締結具である請求項１に記載のロングノズル。
【請求項３】
前記ベルト状の締結具は、前記ノズル頭部の外周面と前記ノズル本体を覆う前記保護皮の外周面とに当接する内周面を有する請求項２に記載のロングノズル。
【請求項４】
前記固定具は、前記ソケットとの干渉を避けるための切り欠きを有する請求項２−３の何れか一項に記載のロングノズル。
【請求項５】
前記固定具は、前記ノズル頭部の外周面から径方向に突出し、前記ノズル本体方向に延伸する断面コ字状の複数の爪部材と、
前記爪部材と対をなし、前記ノズル本体を覆う前記保護皮の外周面に径方向に突出する複数の係止部材とからなり、
前記爪部材と前記係止部材との嵌め合わせにより、前記頭部と前記ノズル本体とを一体的に固定する請求項１に記載のロングノズル。
【請求項６】
前記爪部材と前記係止部材との嵌合面には、前記ノズル本体の周方向にテーパー状の傾斜が設けられており、
前記爪部材と前記係止部材との嵌め合わせの際に、前記ノズル頭部と前記ノズル本体との締め付け固定を行う請求項５に記載のロングノズル。
【請求項７】
前記爪部材と前記係止部材との対は、設置個数に基づき等角度に離隔されて配置され、複数の箇所に配設される請求項５−６の何れか一項に記載のロングノズル。
【請求項８】
前記ノズル頭部は、少なくとも前記ポーラス材を断面略コ字状の把持材で環形状に把持すると共に前記ソケットを前記把持材の外周面から径方向に突出させて一体的に形成したポーラスリングである請求項１−７の何れか一項に記載のロングノズル。
【請求項９】
前記ポーラスリングの下側端面と前記ノズル本体の上側端面とは密着して当接する請求項８に記載のロングノズル。
【請求項１０】
前記ポーラスリングの内周面には、前記ポーラス材が露出する請求項８−９の何れか一項に記載のロングノズル。
【請求項１１】
前記把持材は、前記ポーラス材を挟んで上下に対峙する互いに平行な平坦面を構成する上部平坦部と下部平坦部とを有し、
前記上部平坦部の径方向長さは、前記下部平坦部の径方向長さより大きく、
前記ポーラスリングの内周面に露出する前記ポーラス材の一部表面が、前記上部平坦部と前記下部平坦部とに連なって露出している請求項１０に記載のロングノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶鋼等の溶融金属（溶湯）が流れるロングノズルのノズル頭部の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶鋼等の溶融金属（溶湯）を扱う連続鋳造等では、溶湯を所定の設備へ受け渡すための様々な工夫がなされている。例えば、取鍋内の溶鋼をタンディッシュ内に注入する際には、ノズル内を流下する溶鋼の酸化やスプラッシュの飛散を防止するためにロングノズルが用いられている。さらにロングノズルの頭部では、不活性ガス（窒素やアルゴンガス等）の吹き付け構造が、ロングノズルを覆う保護皮内に一体的に形成されており、ノズル内孔内を流下する溶湯の動圧によって生じた負圧に起因する酸化（周辺空気の巻き込み）を防止している。
【０００３】
従来のロングノズルの構造（側方断面図）が図５に示されている。ロングノズル１は、環状の嵌着面１ａを有し、取鍋の下側に配設された下部ノズル３に嵌着される。ロングノズル１のノズル頭部２ａには、溶湯の酸化を防止するための不活性ガスの吹き付け構造が設けられている。不活性ガスを供給するソケット５及び保護皮４内に保持されたポーラス材６は、該構造の要部であり、ロングノズル１を覆う保護皮と一体的に形成されることにより、気密性を高めている。そして、保護皮４から径方向に突出しているソケット５から不活性ガスを流入させる（図５中、太矢印方向で示す）ことで、嵌着された下部ノズル３と該ノズル３を囲む環状の嵌着面１ａとの間隙１ｂから生ずる空気の巻き込みを防止している（このような頭部構造を有するロングノズルに関し、例えば特許文献１−６に示す）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５６−１６５５５号公報
【特許文献２】特開昭５９−２２５８６２号公報
【特許文献３】実告平０１−０２３６５７号公報
【特許文献４】特開昭６２−２７９０７２号公報
【特許文献５】実開平０１−１００６５６号公報
【特許文献６】特許第２９３４１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ロングノズルの頭部を覆う保護皮は同時にノズル本体を覆う保護皮である。該ノズル本体とノズル頭部を共通に覆っている保護皮内にポーラス材（多孔質耐火材）を一体的に保持・固定させることにより、ロングノズルとしての気密性を確保し、周辺空気との不要な干渉を防いでいる（特許文献１−３）。
【０００６】
そして、保護皮の外周囲に設けられたソケットを通じて流入された不活性ガスは、ポーラス材を介することで、下部ノズルと嵌着面との隙間に対して均一に吹き込まれる。下部ノズルと嵌着面との隙間に充填されたガス圧により下部ノズルの周囲のガス圧が高められる。ノズル内孔を流下する溶湯の動圧によってノズル内孔内に負圧が生じても、間隙に充填された不活性ガスのガス圧により負圧を緩和させるので、溶湯がノズル内を流下する際の空気の巻き込みが防止される。ロングノズルとしての安定的なシール性が確保される。（特許文献４−５）。
【０００７】
このように、溶湯を扱う連続鋳造等では、各ノズル内を流下する溶湯によって生じた負圧に起因する空気の巻き込みへのシール性の維持・確保が必須である。連続鋳造の運用中においても、残湯が少なくなった取鍋から溶湯に満ちた取鍋への入れ換え作業（換装作業）時には所定の整備作業（例えば、ロングノズル頭部の嵌着面に付着した残鋼の除去作業や固着した地金を洗浄するための酸素ガス洗浄作業等）を施し、ロングノズルとしての機能の維持・確保を行っている。
【０００８】
しかしながら、上記整備作業を施してもロングノズルの機能は、嵌着される取鍋の交換頻度に伴い徐々にシール性が劣化し、交換寿命を迎えることとなる。特に、ロングノズル頭部に設けられた不活性ガスの吹き込み構造に関し、ノズルを一体的に覆う保護皮と該保護皮内に保持・固定されたポーラス材との間（例えば図５、４ｂ）で顕著である。
【０００９】
つまり、保護皮内に保持・固定されるポーラス材とノズル本体の耐火材、保護皮との線膨張率は異なるため、取鍋交換毎に繰り返される加熱冷却によって熱履歴が繰り返される。結果、ポーラス材と当接する保護皮と該ポーラス材との間（例えば図５、４ｂ）にガタ、ゆるみ等が生じていた。そして、このポーラス材と保護皮との隙間から不規則に漏れ出るガスにより、下部ノズルと嵌着面との間隙のガス圧が低下し、空気の巻き込みが生ずる等の機能劣化が生じていた。このように、安定的なシール性が確保できなくなったロングノズルは新たなロングノズルに交換され、連続鋳造に必要なシール性を確保していた。
【００１０】
換言すれば、従来のロングノズルの構造において、不活性ガスの吹き込み構造のシール性の劣化がロングノズルの寿命を決定しているのであり、例えばタンディッシュへ延伸するノズル本体部分が健常状態であってもロングノズルとしての機能を維持・確保するためにはロングノズル全体を交換せざるを得ず、連続鋳造のランニングコストが割高であるという課題があった。
【００１１】
特許文献６（特２９３４１８７号公報）では、ロングノズルの上部と下部に、それぞれ独自に不活性ガスの吹き込み流量を任意に設定できる不活性ガス吹き込み流路を設け、シール性の劣化が生じても、供給するガス流量を調整することでガスシール性の安定性を確保する工夫が施されている。しかし、例えば前述した線膨張率の差異に起因するシール性の劣化を招いた状態でガス圧を高めようとすれば、自ずと供給する不活性ガスのガス流量を増大させなければならない。
【００１２】
つまり、ロングノズルの機能を維持・確保するためには、不活性ガスの消費量を増大させなければならず、ノズル自体の使用寿命は若干延命するものの、総じて、連続鋳造のランニングコストの削減には到らない。
【００１３】
本願発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、連続鋳造に使用されるロングノズルに関し、複雑な構造を必要とせずに耐用性を向上させ、連続鋳造におけるランニングコストの削減が可能なロングノズルの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願発明者は、ロングノズルの寿命が主にノズル頭部に設けられた不活性ガスの吹き込み構造の劣化に起因すること、特に、シール性の劣化はノズル本体とノズル頭部とを一体的に覆う保護皮と、該保護皮内に保持されたポーラス材との間で顕著であること、ノズル本体及びポーラス材の耐用性は高いこと、に着目し、ノズル頭部に設けられていた、ポーラス材を介した不活性ガスの吹き込みのための構造（ポーラス材、ガス注入用ソケット等）を該ノズル本体から着脱可能に分離させることを想い立ち、本願発明に到った。
【００１５】
上記目的を達成するために成された請求項１に記載の発明は、溶湯が流れ出るノズル状の流出部の下端に嵌着する環状の嵌着面を有するノズル本体と該ノズル本体の上側に保持され該流出部の下端から挿入されて該流出部と該ノズル本体の嵌着面との間隙にガスを吹き込むためのポーラス材と該ポーラス材へ該ガスを供給するソケットとを有するノズル頭部と、該ノズル本体の外周を覆う保護皮と、前記ノズル頭部と前記ノズル本体とを着脱可能に固定する固定具とを有することを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロングノズルにおいて、
前記固定具は、前記ノズル頭部の外周面と前記ノズル本体を覆う前記保護皮の外周面とを一体的に締め付けるベルト状の締結具である。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のロングノズルにおいて、
前記ベルト状の締結具は、前記ノズル頭部の外周面と前記ノズル本体を覆う前記保護皮の外周面とに当接する内周面を有する。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項２−３の何れか一項に記載のロングノズルにおいて、
前記固定具は、前記ソケットとの干渉を避けるための切り欠きを有する。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のロングノズルにおいて、
前記固定具は、前記ノズル頭部の外周面から径方向に突出し、前記ノズル本体方向に延伸する断面コ字状の複数の爪部材と、前記爪部材と対をなし、前記ノズル本体を覆う前記保護皮の外周面に径方向に突出する複数の係止部材とからなり、前記爪部材と前記係止部材との嵌め合わせにより、前記頭部と前記ノズル本体とを一体的に固定する。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のロングノズルにおいて、
前記爪部材と前記係止部材との嵌合面には、前記ノズル本体の周方向にテーパー状の傾斜が設けられており、前記爪部材と前記係止部材との嵌め合わせの際に、前記ノズル頭部と前記ノズル本体との締め付け固定を行う。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項５−６の何れか一項に記載のロングノズルにおいて、
前記爪部材と前記係止部材との対は、設置の数に基づき等角度に離隔されて配置され、複数の箇所に配設される。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項１−７の何れか一項に記載のロングノズルにおいて、
前記ノズル頭部は、少なくとも前記ポーラス材を断面略コ字状の把持材で環形状に把持すると共に前記ソケットを前記把持材の外周面から径方向に突出させて一体的に形成したポーラスリングである。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のロングノズルにおいて、
前記ポーラスリングの下側端面と前記ノズル本体の上側端面とは密着して当接する。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項８−９の何れか一項に記載のロングノズルにおいて、
前記ポーラスリングの内周面には、前記ポーラス材が露出する。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のロングノズルにおいて、
前記把持材は、前記ポーラス材を挟んで上下に対峙する互いに平行な平坦面を構成する上部平坦部と下部平坦部とを有し、前記上部平坦部の径方向長さは、前記下部平坦部の径方向長さより大きく、前記ポーラスリングの内周面に露出する前記ポーラス材の一部表面が、前記上部平坦部と前記下部平坦部とに連なって露出している。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に記載の構成によれば、ノズル頭部とノズル本体とを着脱可能に固定する固定具とを有する。ポーラス材はノズル頭部に有るため、劣化部位を交換単位として取り扱うことができる。劣化部位の分離交換により、ロングノズルとしての耐用性を高めることができるので、ランニングコストの削減が可能となる。耐用性の高いノズル本体、ポーラス材のリサイクル使用が可能となる。
【００２８】
請求項２の構成によれば、ノズル頭部とノズル本体との当接部の外周面を一体的に同時に覆い、締結できるので、固定性が確保できる。請求項３の構成によれば、ノズル頭部とノズル本体との接合部の外周面に当接する内周面を有するので、接合時の気密性を高めることができる。請求項４に記載の構成によれば、ベルト状の締結具は、固定具とソケットとの干渉を回避すると同時に、取鍋交換時のガス供給方向への位置決めとして機能する。
【００２９】
請求項５に記載の構成によれば、ノズル頭部及びノズル本体の外周面に設けられた係止部材による固定が可能となる。請求項６に記載の構成によれば、例えば、爪部材が設けられたノズル頭部をノズル本体に設けられた係止部材に嵌め合わせた上で、周方向に回転させることにより、ノズル頭部とノズル本体との当接面を締結することができる。密着・当接時の気密性を高めることができる。また、締結時の締結力の調整が行える。請求項７に記載の構成によれば、係止部材の対は、係止部材の対の設置数に基づいて等角度の離隔されて配置できるので、締結圧を均等に分散できる。
【００３０】
請求項８に記載の構成によれば、環形状のポーラスリングとしてソケット及びポーラス材を一体化できるので、ガス吹き付け構造を交換単位として提供することが可能となる。請求項９に記載の構成によれば、当接・固定時の気密性を高めることが可能となる。請求項１０に記載の構成によれば、環状の嵌着面に対して均一に不活性ガスの吹き込みが提供できるので、ソケットから流入されたガス流量を増大させずに効果的に使用できる。請求項１１に記載の構成によれば、ノズル本体とノズル頭部との当接部周辺に対してガス吹き込みが行えるので該当接部のシール性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のロングノズルに係る実施態様を示す側面断面図である。
【図２】本発明のロングノズルに係る実施態様を示す正面図である。
【図３】本発明のロングノズルに係る他の実施態様を示す一部断面を含む側面図である。
【図４】ポーラスリングの実施形態を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）図中におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】従来のロングノズルの構造を示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照にして詳細に説明する。尚、本明細書中の全図において、相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述する説明において適宜省略する。
【実施形態】
【００３３】
図１−２には、本発明のロングノズルに係る実施態様であり、ノズル本体２の上部に着脱可能に固定されたポーラスリング１０を備えたロングノズル１が示されている。
【００３４】
溶湯が流れ出るノズル状の流出部として機能する下部ノズル３は、緻密材で構成され、本実施態様では取鍋下方に配設されている。ノズル本体２は、下部ノズル３の下端３ｃに嵌着する環状の嵌着面１ａを有している。ポーラスリング１０は、ノズル本体２の上側に保持されており、下部ノズル３とノズル本体２の嵌着面１ａとの間隙１ｂに不活性ガスを吹き込むためのポーラス材１３と該ポーラス材１３に該ガスを供給するソケット１２とを有している。ポーラスリング１０は、不活性ガスの吹き込み構造を有するノズル頭部２ａとして機能し、該ポーラスリング１０とノズル本体２とは固定具１４により分離可能に組み込まれている。
【００３５】
図１からも明らかなように、ポーラス材１３を含むガス吹き付け構造はポーラスリング１０としてノズル本体２から分離されている。つまり、ノズル本体２を覆う保護皮４内にはポーラス材１３が含まれないため、従来、ポーラス材と保護皮との間（例えば図５、４ｂ）に生じていた線膨張係数の差異によるシール性の劣化は生じない。そして、ロングノズル１としての劣化要因である不活性ガスの吹き込み構造（少なくともポーラス材を含む）は、ノズル本体２に組み込み可能な交換単位として取り扱うことができる。
【００３６】
ノズル頭部２ａであるポーラスリング１０とノズル本体２とは固定具１４によって一体的に締め付け固定され、ロングノズル１として機能する。該ロングノズル１は下部ノズル３へ嵌着し、大気による二次酸化を防止しつつ、取鍋内の溶融金属（溶湯）をタンディッシュ（図示せず）へと導通させる。ポーラスリング１０のソケット１２からは不活性ガス（窒素、アルゴン等）が所定のガス流量で供給される。流入された不活性ガスは、該ポーラスリング１０に把持・固定されたポーラス材１３を介し、下部ノズル３と環状の嵌着面１ａとのリング状の間隙１ｂに万遍なく均一に吹き込まれる（図１中、太矢印方向で示す）。
【００３７】
嵌着面１ａ周辺の大気圧は、吹き込まれ充填された不活性ガスのガス圧により、ロングノズル１の周辺大気圧よりも高くなり、下部ノズル３の内孔３ａからノズル本体２の内孔２ｃ内に流下する溶融金属（溶湯）を起因とする負圧が生じても緩和できるので、周辺空気の巻き込みは抑圧され、溶湯の酸化が防止できる。
【００３８】
このように、少なくとも耐用性の高いノズル本体２とポーラス材１３とが互いに分離可能となるので、劣化部位を交換単位として取り扱うことができ、ノズル本体２のリサイクル使用が可能となる。保護皮４に覆われたノズル本体２の内部には、該保護皮４と当接するポーラス材を含まないため、ノズル本体２の耐用性は向上する。劣化部位の分離交換が可能となったロングノズル１は、ランニングコストを削減できる。
【００３９】
下部ノズル３は、取鍋（図示せず）の下方側に突出して配設し、取鍋内の溶湯である溶融金属をロングノズル１へと導通する。下部ノズル３とロングノズル１との嵌着時には、下端３ｃがノズル本体２の環状の嵌着面１ａに嵌着する。下部ノズル３の外壁面３ｂは、ポーラスリング１０に把持・固定されたポーラス材１３と対峙する。取鍋内の溶湯は、下部ノズル３の内孔３ａを流下し、空気に曝されること無く、ノズル本体２の内孔２ｃへ導通される。
【００４０】
ポーラスリング１０は、図４に示されるように、ポーラス材（多孔質耐火材）１３とガス供給用のソケット１２とを含んでいる。ポーラス材１３は、把持材１１によって環形状に一体的に形成されている。
【００４１】
把持材１１は、断面略コ字状の部材であり、径方向に幅を有する環状の上部平坦部１１ａと下部平坦部１１ｂと、上下方向に幅を有する環状の外側環状面１０ｂとからなる。尚、把持材１１の下部平坦部１１ｂは、ポーラスリング１０の下側端面であり、外側環状面１０ｂは、ポーラスリング１０の外周面を兼ねている。
【００４２】
ポーラス材１３の表面は、下部ノズル３とロングノズル１との嵌着時において、下部ノズル３の外壁面３ｂに対峙する。不活性ガスを供給するためのソケット１２は、ポーラスリング１０の外周面１０ｂの一端に径方向に突出している。
【００４３】
本実施形態においては、ポーラスリング１０の外周面（外側環状面）１０ｂとノズル本体２を覆う保護皮４の上部外周面４ａとは面位置が粗同一面となるように形成されている。ポーラスリング１０の下側端面（下部平坦部）１１ｂは、ノズル本体２の上部端面２ｂに密着して当接している。ポーラスリング１０の構成については後に詳述する。
【００４４】
本実施形態では、ポーラスリング１０がノズル本体２と分離可能な交換単位として提供できる。例え線膨張率の差異に起因するガタ、ゆるみ等がポーラス材１３と把持材１１の上部平坦部１１ａとの間に生じても、取鍋交換時の整備作業時にノズル本体２から着脱させ、新たなポーラスリングと置き換えることにより、安定的なシール性が提供できる。そしてシール性の劣化に伴いガス流量を増大させる必要もないので、ランニングコストの抑制が可能となる。
【００４５】
固定具１４は、上下方向に幅を持つ帯形状を有するベルト状の締結具である。固定具１４は、ポーラスリング１０とノズル本体２との当接部位の外周面（１０ｂ、４ａ）を覆い、上下方向に当接された両者を一体的に固定する。外周囲を覆った後の固定具１４は、例えばベルト状の端部同士をボルト締めによって固定しても良いし、溶接しても良い。ノズル本体２とポーラスリング１０とが分離可能であればこれに限定されない。
【００４６】
ノズル頭部２ａであるポーラスリング１０とノズル本体２との当接部位の外周面（１０ｂ、４ａ）は、このようなベルト状の締結具である固定具１４によって、同時に一体的に覆い、且つ締結できるので、運用時におけるロングノズルとしての固定性が十分に確保できる。
【００４７】
ポーラスリング１０とノズル本体２との当接部位の気密性を確保するために、該ポーラスリング１０の外周面（外側環状面）１０ｂとノズル本体２を覆う保護皮４の上部外周面４ａとは面位置が粗同一面となるのが望ましい。さらに、この当接部位の両外周面（１０ｂ、４ａ）を跨いで覆う固定具１４の内周面は、該ポーラスリング１０の外周面（外側環状面）１０ｂとノズル本体２を覆う保護皮４の上部外周面４ａとに当接可能とするのが望ましい。
【００４８】
尚、ベルト状の締結具である固定具１４の内周面と、該ポーラスリング１０の外周面（外側環状面）１０ｂ及びノズル本体２の上部外周面４ａとの間にパッキン等のシール材を貼付・挿入し、当接部位の気密性を高めても良い。この場合、予め両者の面位置（１０ｂ、４ａ）を粗同一面とせずとも、シール材の厚みを各面（１０ｂ、４ａ）位置に合わせて調整することにより気密性を高めることができる。
【００４９】
また、図２の正面図に示されるように、ベルト状の固定具１４には、ノズル本体２方向に半円状の切り欠き１４ａが施されている。ポーラスリング１０とノズル本体２との当接・固定の際に、該ポーラスリング１０が有するソケット１２への干渉を避けるためである。同時に、ベルト状の固定具１４における切り欠き１４ａの配置位置は、ロングノズル１に対する不活性ガス供給時のソケット１２位置を決定するための位置決め機能を兼ねている。
【００５０】
ノズル本体２は、緻密質耐火材を主な構成とし、その上側に下部ノズル３の下端３ｃと嵌着する環状の嵌着面１ａを備え、周囲を筒状の外筒壁である保護皮４に覆われている。嵌着された下部ノズル３から流下した溶湯は、ノズル本体２の内孔２ｃをさらに流下し、タンディッシュ（図示せず）へと導通される。尚、ノズル本体２を覆う保護皮４内にはポーラス材は含まれず、保護皮４には該ポーラス材と当接する箇所も存在しない。
【００５１】
本実施形態において、保護皮４に連なりノズル本体２の上端部を径方向に延伸する保護皮（上部端面２ｂ）を有している。該上部端面２ｂと、ノズル本体２の上側に保持・固定されるポーラスリング１０の下側端面１１ｂとは密着して当接する。さらに、該ポーラスリング１０の外周面（外側環状面）１０ｂとノズル本体２を覆う保護皮４の上部外周面４ａとの面位置は、粗同一面となるように形成されている。
【００５２】
本実施形態では、従来のロングノズルの頭部に設けられていた不活性ガスの吹き込み構造（ポーラス材１３、把持材１１、ソケット１２）を一体的に形成することにより、従来のロングノズルが課題とした、主な劣化部位をノズル本体２から分離可能な交換単位（ポーラスリング１０）として提供できる。従って、取鍋交換毎に繰り返される加熱冷却により熱履歴を受け、シール性が劣化したポーラスリング１０を新たなポーラスリング１０と取り換えた後、ノズル本体２に組み込み固定すれば、ロングノズルとしてのランニングコストが削減できることとなる。ノズル本体２を覆う保護皮４内には、ポーラス材が含まれないのでノズル本体２の耐用性を損なうこともない。
【００５３】
ポーラス材１３もノズル本体２と同様に耐用性が高いのでリサイクル使用が可能である。例えば、劣化し分離・交換されたポーラスリング１０の把持材１１を切断後にポーラス材１３を取り外し、新たな把持材１１で環形状に一体的に把持・固定することにより、ポーラス材１３のリサイクル使用が実現できる。
【００５４】
ポーラスリング１０はノズル本体２の上側に保持・固定される。この際に、ポーラスリング１０の下側端面１１ｂとノズル本体２の上部端面２ｂとを密着して当接させることで、当接部位の気密性が高められる。ポーラスリング１０のソケット１２を通じて供給された不活性ガスはポーラス材１３を介して下部ノズル３と嵌着面１ａとの間隙１ｂに充填される。当接部位周辺のガス圧は、充填されたガス圧によってノズル本体周辺の大気圧より高い状態を維持できるので、ポーラスリング１０の下側端面１１ｂとノズル本体２の上部端面２ｂとの当接面から空気の巻き込みを生じることはない。該リング１０とノズル本体２との当接・固定時の気密性が確保できる。
【００５５】
また、前述したように、ベルト状の固定具１４は、ノズル本体２を覆う保護皮４の上部外周面４ａとポーラスリング１０の外周面（外側環状面）１０ｂとに当接する内周面を有するので、気密性はさらに高められる。ポーラスリング１０の保持・固定時に複雑な構造を用いずとも簡便な構造で気密性が確保できる。
【００５６】
図４には、ポーラスリング１０の実施態様が示されており、図４（ａ）にはポーラスリング１０の上面図が、図４（ｂ）にはＡ−Ａ側方断面図が示されている。
【００５７】
ポーラスリング１０は、ポーラス材（多孔質耐火材）１３と把持材１１とが環形状に一体的に形成されている。把持材１１は、断面略コ字状の部材であり、径方向に幅を有する環状の上部平坦部１１ａと下部平坦部１１ｂと、上下方向に幅を有する環状の外側環状面１０ｂとからなる。ポーラスリング１０の内周面には、把持されたポーラス材１３の表面（内側環状面１０ａ）が露出している。
【００５８】
把持材１１の外側環状面１０ｂは、ポーラスリング１０の外周面を兼ねている。そして、外側環状面１０ｂの一端には、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを供給するための筒状のソケット１２が径方向に突出している。
【００５９】
多孔質耐火材であるポーラス材１３は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）のうちの１種または２種以上を含み構成されている。高耐食性、高耐酸素洗浄性に優れている。
【００６０】
配合材の配合割合は、例えば、二酸化ケイ素系が４〜６パーセント、酸化アルミニウム系が８５〜８７パーセント、酸化ジルコニウム系が３〜５パーセント、酸化クロム系が３〜４パーセントの割合で粒度調節を行い混練させて生成する。但し、組成はこれに限定されない。
【００６１】
下部ノズル３とロングノズル１との嵌着時において、下部ノズル３の外壁面３ｂには、露出したポーラス材１３が対峙する。ソケット１２を通じて供給された不活性ガスは、露出したポーラス材１３を介しムラ無く均一に吹き出され、下部ノズル３の外壁面３ａと露出したポーラス材１３とのリング状の間隙１ｂに充填される。
【００６２】
略コ字状の断面形状を有する把持材１１の上部平坦部１１ａと下部平坦部１１ｂとは、径方向に互いに平行な平坦面を構成している。また、上部平坦部１１ａの径方向の長さ（図４（ｂ）中、Ｘで示す）は、下部平坦部１１ｂの径方向の長さ（図４（ｂ）中、Ｙで示す）より長大に形成されている。尚、下部平坦部１１ｂは、ポーラスリング１０の下側端面として、ノズル本体２の上部端面２ｂと密着して当接される。
【００６３】
図４（ｂ）に示されるＡ−Ａ側方断面図において、ポーラス材１３は、長方形の断面形状を備えている。ポーラス材１３の径方向の長さは、把持材１１の上部平坦部１１ａ及び下部平坦部１１ｂが有する径方向長さ（図４（ｂ）中、Ｚで示す）よりも長大である。
【００６４】
従って、上部平坦部１１ａ及び下部平坦部１１ｂに把持される該ポーラス材１３の一部表面は、各平坦部（１１ａ、１１ｂ）には完全に覆われずに、ポーラスリング１０の下側端面側及び上側端面側（上部平坦部１１ａ側）に露出することとなる。
【００６５】
ポーラスリング１０の下側端面１１ｂ側に露出されたポーラス材１３は、ポーラスリング１０とノズル本体２との当接部位（１１ｂ、２ｂ）の周辺に対し、均一なガス吹き込みを提供する。当接部位（１１ｂ、２ｂ）周辺のガス圧は、均一に充填されたガス圧によってノズル本体周辺の大気圧より高い状態を維持できるので、ポーラスリング１０の下側端面１１ｂとノズル本体２の上部端面２ｂとの当接面から空気の巻き込みを生じることはない。結果、不活性ガスによるシール性を高めることができる。
【００６６】
尚、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能であることは云うまでもない。ポーラスリング１０とノズル本体２との着脱・固定の形態に関し、例えば、ベルト状の固定具１４を使用しない実施形態が可能である。
【００６７】
図３には、ベルト状の固定具１４を使用しないロングノズルの他の実施形態が示されている。図３においては、ポーラスリング１０側（例えば把持材１１の外周面１０ｂ）とノズル本体２を覆う保護皮４側（例えば上部外周面４ａ）とに、互いに嵌合するクサビ・コマを設けている。このように、クサビ・コマの関係を有する係止部材の対（１５ａ、１５ｂ）を複数箇所に配設し、ポーラスリング１０とノズル本体２とを分離可能とする保持・固定が可能である。
【００６８】
ポーラスリング１０側（把持材１１の外周面１０ｂ）に設けられた係止部材は、断面コ字状の爪部材１５ｂである。爪部材１５ｂはコマとして機能し、ポーラスリング１０の外周面１０ｂから径方向に突出し、下方側に位置するノズル本体２方向に延伸している。
【００６９】
ノズル本体２を覆う保護皮４（上部外周面４ａ）に設けられた係止部材１５ａは、径方向に突出している。係止部材１５ａはコマと嵌め合わせが可能なクサビとして機能する。爪部材１５ｂと係止部材１５ａとは、嵌め合わせ可能な対をなしている。
【００７０】
爪部材１５ｂと係止部材１５ａとの嵌め合わせは、例えば、係止部材１５ａが設けられていないノズル本体２の外周領域に爪部材１５ｂが位置するようにポーラスリング１０を一旦、密着させて当接させる。次に、該当接面を滑らせながらポーラスリング１０を周方向（係止部材１５ａ側方向）に回転させ、コマである爪部材１５ｂの内側にクサビである係止部材１５ａが挿入されるように嵌め合わせる。
【００７１】
このような、係止構造を備えることにより、より簡便な構成で、ベルト状の固定具１４を必要とせずに、ポーラスリング１０とノズル本体２との着脱・固定が実現できる。この場合には、予め、ポーラスリング１０の外周面１０ｂとノズル本体２の保護皮４の上部外周面４ａとの面位置を粗同一面となるように形成する必要もない。
【００７２】
本実施形態において、クサビ・コマとして機能する係止部材（１５ａ、１５ｂ）の設置位置は、設置個数（例えば３箇所）に合わせ等角度（例えば１２０度）に離隔させ、複数箇所に設けられている。このように、対となる係止部材（１５ａ、１５ｂ）の設置個数に合わせて均等に角度分配を行い、各対を離隔して複数箇所に設けることにより、ポーラスリング１０の保持・固定時における当接面の押圧力（固定圧）を均等に分散することができる。等角度に分離しさえすれば、対となる係止部材（１５ａ、１５ｂ）の設置位置を更に増やし、当接面の押圧力を高め、気密性を高めることが可能である（例えば、９０度毎の離隔配置で４箇所設置等）。
【００７３】
図３に示された本実施形態においては、ポーラスリング１０の外周面１０ｂに設けられた爪部材１５ｂとノズル本体２の上部外周面４ａに設けられた係止部材１５ａとの嵌合面には、周方向に沿ってテーパー状の傾斜が設けられている。ポーラスリング１０の下側端面１１ｂとノズル本体２上側端面２ａとを当接させて周方向（係止部材１５ａ側方向）に回転させることにより、爪部材１５ｂと係止部材１５ａとを嵌め合わせと同時に、締め付け固定が可能なように構成されている。
【００７４】
このような係止構造を備えることにより、嵌め合わせと同時に、ポーラスリング１０の下側端面１１ｂとノズル本体２の上部端面２ｂとの当接面を緊密に締結できるので、気密性を一層向上できる。また、締め付け時の締結圧力を調整することも可能である。
【００７５】
その他の変形形態としては、図４に示すポーラス材１３の断面形状は長方形状であるが、下部平坦部１１ｂに連なって露出するポーラス材を下側端面側に凸状に突出させ、ノズル本体２との接合面積を広くする構成であっても良い。このような構成により、露出するポーラス材の表面がノズル本体２の上部端面２ｂ側に直に密着されるので、不活性ガスによるシール性をより高めることが可能となる。
【符号の説明】
【００７６】
１、ロングノズル      １ａ、嵌着面      １ｂ、間隙
２、ノズル本体      ２ａ、頭部      ２ｂ、上部端面      ２ｃ、内孔
３、下部ノズル      ３ａ、内孔      ３ｂ、外壁面
４、保護皮      ４ａ、上部外周面
５、ソケット      ６、ポーラス材
１０、ポーラスリング      １１、把持材      １１ｂ、下側端面
１２、ソケット      １３、ポーラス材      
１４、ベルト状の固定具      １４ａ、半円状の切り欠き
１５ａ、係止部材      １５ｂ、爪部材
【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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