(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属容器の底または側壁に付設される開閉自在な溶融金属出湯用ノズルを開放して、この容器内に貯留している溶融金属を容器外へ出湯するに際し、
出湯前および／または出湯時に、容器外から付与するエネルギーによって、前記ノズルに凝固層が形成されることを妨げるように、前記ノズル近傍の溶融金属を流動させることを特徴とする溶融金属容器に付設される溶融金属出湯用ノズルの開孔方法。
【請求項２】
前記容器外から付与するエネルギーとして、容器外から溶融金属出湯用ノズル近傍に貯留している溶融金属中へガスを噴出させるか、または同じくノズル近傍に貯留している溶融金属を電磁誘導して、ノズル近傍に貯留している溶融金属を流動させることを特徴とする請求項１記載の溶融金属容器に付設される溶融金属出湯用ノズルの開孔方法。
【請求項３】
溶融金属容器の底に付設される開閉自在な溶融金属出湯用ノズルのノズル孔内に充填材を充填したのち、この容器内に注入され貯留している溶融金属を、このノズルを開放して容器外へ出湯するに際し、
出湯前および／または出湯時に、容器外の底から溶融金属出湯用ノズル近傍に貯留している溶融金属中へ不活性ガス、窒素ガス、またはこれらの混合ガスを噴出させることを特徴とする請求項１または２に記載の溶融金属容器に付設される溶融金属出湯用ノズルの開孔方法。
【請求項４】
前記溶融金属容器が、溶融金属を貯留する取鍋、または溶融金属を貯留し精錬に用いられる精錬取鍋である請求項１から３までのいずれか１項に記載の溶融金属容器に付設される溶融金属出湯用ノズルの開孔方法。
【請求項５】
前記溶融金属出湯用ノズルが、スライディングノズルである請求項１から４までのいずれか１項に記載の溶融金属容器に付設される溶融金属出湯用ノズルの開孔方法。
【請求項６】
溶融金属容器の底または側壁に付設される開閉自在な溶融金属出湯用ノズルを開放して、この容器内に貯留している溶融金属を容器外へ出湯させる装置において、
前記容器自体に溶融金属出湯用ノズルの近傍でガスを噴出させるガス吹込用ノズルを設けるか、または容器外に溶融金属出湯用ノズル近傍に貯留している溶融金属を電磁誘導させる電磁誘導装置を近設して、出湯前および／または出湯時に、前記ノズルに凝固層が形成されることを妨げるように、前記ノズル近傍に貯留している溶融金属を流動させることを特徴とする溶融金属容器に付設される溶融金属出湯用ノズルの開孔装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、鉱石や合金を含む金属の溶融かつ溶解や製錬や精錬の各工程で使用される種々の溶融金属容器に付設されている溶融金属出湯用ノズルを開放（開口）した際に、溶融金属（金属溶湯）等を自然に出湯させるためのノズルの開孔方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鉱石や合金や金属スクラップなどを含む金属等の溶融かつ溶解や製錬や精錬の各工程では、たとえば製錬炉や電気炉や取鍋や精錬取鍋といった溶融金属容器が使用される。
【０００３】
このような溶融金属容器内に原料を投入あるいは溶融金属を注入して生成され貯留している主として溶融金属（以下、金属溶湯あるいは単に溶湯ということがある）はいずれにしても容器外へ排出または流出（以下、簡単に単に出湯という）される。このために、容器の底や側壁には、溶融金属等を出湯するための出湯装置または流量調整出湯装置、たとえばスライディングノズル装置やストッパノズル装置が付設されている。
【０００４】
以下、このような各種の容器や装置に関して、溶融金属を貯留し次工程へ運搬する取鍋、または単に次工程へ運搬するだけでなく貯留している溶融金属を精錬するために用いられる精錬取鍋とこれらに付設されているスライディングノズル装置の事例を利用して説明していく。
【０００５】
かかる取鍋に付設されているスライディングノズル装置は、図６に示すように上部ノズル１、上部プレート２、下部プレート３、下部ノズル４などを含んで構成され、下部プレート３を摺動させることによって取鍋内の溶融金属（以下溶湯と記すこともある）の出湯を流量調整または停止するものである。このようなスライディングノズル装置を備えた取鍋に溶湯を注入する際に、上部ノズル１および上部プレート２のノズル孔内に侵入した溶湯は、たとえ容器自体が予熱されていても冷却され、凝固するので、下部プレート３を摺動してノズル孔を開放しても溶湯がこのスライディングノズル装置を介して取鍋外へ出湯しないいわゆるスライディングノズル装置の不開孔状態が発生する。このため、従来上部ノズル１および上部プレート２のノズル孔に粒状充填材５を充填してノズル孔を封止し、溶湯の侵入を防止する方法が採用されている。
【０００６】
この粒状充填材５としては、硅砂、クロム鉄鉱石粒、カーボン粒、アルカリ酸化物（Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ）粒等が使用されている。しかしながらこの粒状充填材５では、▲１▼取鍋内に外部から溶湯を注入する際の初期の溶湯流によって、粒状充填材５上部が流される、▲２▼溶融金属の熱によって粒状充填材５がノズル孔内で焼結し、焼結層を形成する、▲３▼粒状充填材５の粒子間に溶融金属が侵入し、侵入凝固層を形成するという問題がある。特に最近普及の著しい真空脱ガス等の二次精錬を行う場合には、溶湯温度の上昇や精錬時間の長時間化や二次精錬処理と連続鋳造処理とをマッチングさせるための二次精錬後の待ち時間の長時間化等がやむを得ず生じることが多いので、溶湯が精錬取鍋から出湯されるまでの滞留時間が非常に長くなる。このため前記焼結層または、侵入凝固層の形成は著しく促進される。このようになると、精錬取鍋中の溶湯を出湯するのにスライディングノズルを開放状態にしても、溶湯静圧によって前記焼結層または侵入凝固層が自然に破れなくなり、溶湯静圧で自然に開孔させるいわゆる自然開孔が困難になる。その場合には、下部ノズル４から酸素ランスを挿入し、酸素ガスを吹付けて前記焼結層または侵入凝固層を溶融させてノズル孔を強制的に開孔させるいわゆる酸素開孔を行わねばならない。酸素開孔は危険な作業であるばかりでなく、高価な溶湯の放出（捨て去る）による歩留の低下や計画溶湯量の確保不能、溶湯出湯の遅延とこのための溶湯温度の低下（管理温度外れ）などによって次工程の処理作業にも多大な悪影響を与えるので、安全上、品質上ならびに経済上の損失が非常に大きい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題点に対処するために、従来より多数の先行技術が開示されている。特公昭４６−２１８３０号公報に開示されている先行技術は、ノズル孔内の溶湯の凝固を防止するため、下部プレート３が閉状態にあるとき下部プレート３に設けた細孔から不活性ガスをノズル孔内に供給する粒状充填材を用いない方法である。この方法は、途中で溶湯の注湯を停止し、再注湯する場合においては、有効な方法であるけれども、溶湯滞留時間が長時間に及ぶ真空脱ガス等の二次精錬を行う場合には、不活性ガスによってノズル内溶湯が冷却され、凝固するおそれがあるので適用することができない。
【０００８】
特開昭５５−１０３７４号公報に開示されている先行技術は、スライディングノズルのノズル孔内に溶融金属と接する上部には、有機質バインダを含む粒状充填材を、下部には通常の粒状充填材を充填する方法である。この方法は、溶融金属の流動による粒状充填材の流失、浮上に対しては効果を有するけれども、溶融金属の温度が高く、取鍋内の滞留時間が長い二次精錬が行われる場合には効果が認められなくなる。
【０００９】
特開昭５２−１４７５２３号公報に開示されている先行技術は、スライディングノズルのノズル孔内に溶融金属と接する上層には、高粘性ガラスを生じる耐火性材料粉末を充填して溶湯の侵入を防止し、下層には炭素を混合した耐火性材料粉末を充填して焼結を防止する方法である。
【００１０】
特開昭５５−９４７７６号公報に開示されている先行技術は、スライディングノズルのノズル孔内に、下層には粗度の粗い粒状充填材を充填して焼結を防止し、その表面を焼結層を形成しやすい不定形耐火物で被覆して溶湯の侵入を防止する方法である。
【００１１】
特開昭５２−１４７５２３号公報および特開昭５５−９４７７６号公報に開示されている先行技術は、いずれも従来技術の問題点を解決するために開発されたものであるけれども、本発明者等の調査によると、いずれも充分な効果が得られない。本発明者等の調査では、図６に示すようにスライディングノズルの粒状充填材５には溶湯との界面に従来知られている焼結層６の他に凝固層７の形成が認められる。凝固層７は、溶湯の取鍋内滞留時間が長い場合に形成されやすく、焼結層６の上層に凝固金属が焼結層６と絡み合った状態で形成される。この凝固層７の熱間強度は、焼結層６よりも高いので、凝固層７の形成によって自然開孔の成功率を表す自然開孔率は大幅に低下する。また凝固層７の熱間強度は溶湯成分にも依存するので、たとえば高温強度が高く靭性の優れたチタンおよびニオブ添加ステンレス鋼の自然開孔率は低い。以上のように先行技術はいずれも問題点を有しており、特に溶湯の精錬取鍋内における滞留時間の長い場合には、スライディングノズルの自然開孔率は低い水準に留どまっている。
【００１２】
本発明の目的は、前記従来技術の諸問題点を解消し、溶融金属容器に付設されている溶融金属出湯用ノズルの開孔時に、たとえ溶融金属すなわち溶湯が容器内に長く滞留したとしても、開孔困難あるいは不能に陥ることなく、容易に自然開孔し容器外へ出湯させることができる溶融金属出湯用ノズルの開孔方法および装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、溶融金属容器の底または側壁に付設される開閉自在な溶融金属出湯用ノズルを開放して、この容器内に貯留している溶融金属を容器外へ出湯するに際し、
出湯前および／または出湯時に、容器外から付与するエネルギーによって、前記ノズルに凝固層が形成されることを妨げるように、前記ノズル近傍の溶融金属を流動させることを特徴とする溶融金属容器に付設される溶融金属出湯用ノズルの開孔方法である。
また本発明は、前記容器外から付与するエネルギーとして、容器外から溶融金属出湯用ノズル近傍に貯留している溶融金属中へガスを噴出させるか、または同じくノズル近傍に貯留している溶融金属を電磁誘導して、ノズル近傍に貯留している溶融金属を流動させることを特徴とする。
また本発明は、溶融金属容器の底に付設される開閉自在な溶融金属出湯用ノズルのノズル孔内に充填材を充填したのち、この容器内に注入され貯留している溶融金属を、このノズルを開放して容器外へ出湯するに際し、
出湯前および／または出湯時に、容器外の底から溶融金属出湯用ノズル近傍に貯留している溶融金属中へ不活性ガス、窒素ガス、またはこれらの混合ガスを噴出させることを特徴とする。
また本発明は、前記溶融金属容器が、溶融金属を貯留する取鍋、または溶融金属を貯留し精錬に用いられる精錬取鍋であることを特徴とする。
また本発明は、前記溶融金属出湯用ノズルが、スライディングノズルであることを特徴とする。
さらに本発明は、溶融金属容器の底または側壁に付設される開閉自在な溶融金属出湯用ノズルを開放して、この容器内に貯留している溶融金属を容器外へ出湯させる装置において、
前記容器自体に溶融金属出湯用ノズルの近傍でガスを噴出させるガス吹込用ノズルを設けるか、または容器外に溶融金属出湯用ノズル近傍に貯留している溶融金属を電磁誘導させる電磁誘導装置を近設して、出湯前および／または出湯時に、前記ノズルに凝固層が形成されることを妨げるように、前記ノズル近傍に貯留している溶融金属を流動させることを特徴とする溶融金属容器に付設される溶融金属出湯用ノズルの開孔装置である。
【００１４】
【作用】
本発明に従えば、溶融金属容器の底または側壁に付設される開閉自在な溶融金属出湯用ノズルを開放（開孔）して、この容器内に貯留しておりたとえば２０００℃近くにもなる溶融金属（金属溶湯または単に溶湯）を容器外へ出湯するに際し、出湯前および／出湯時に、容器外から付与するエネルギーによって、前記ノズルに凝固層が形成されることを妨げるように、前記ノズル近傍に貯留している溶融金属を流動させる方法で行われる。容器外から付与する物理的な撹拌エネルギーや電気エネルギーによって、この容器自体に直接振動を加えたりあるいは容器自体を揺すったりするのではなくて、前記ノズル近傍（ノズルの周囲）に存在しほぼ静止状態にある溶湯を撹拌させたりあるいは流動させたりする方法、基本的にはかかる溶湯そのものを流動させる方法で行われる。これによって、たとえ溶湯が容器内に長く滞留している場合であっても、前記凝固層の形成が阻害され、特に凝固層の厚みが厚くならず、強固な凝固層が形成されないので、溶融金属出湯用ノズルの開孔時に、それらが容器内の溶湯静圧によって容易に自然に破壊され、ノズルが自然に開孔され易くなり、ノズル自然開孔率が大幅に向上する。
【００１５】
また本発明に従えば、出湯前および／または出湯時に、溶融金属出湯用ノズル近傍に貯留している溶湯を流動させるために、容器外からエネルギーが付与される。この容器内には２０００℃近くにもなる高温溶湯が通常所定温度範囲に管理されており、この温度範囲を外れて低下させたくないので、このような高温溶湯中にたとえばインペラやガス吹込みランスなどの撹拌装置（手段）などを直接浸漬し作動させることが非常に困難である。
【００１６】
したがって、このような高温溶湯中に撹拌・流動装置（手段）を直接浸漬し作動させることなく、容器外からエネルギーを付与することが必要である。このためには、ノズル近傍に貯留している溶湯中へ容器外から供給されるガスを噴出させるか、または容器外から電気エネルギーを付与して同溶湯を電磁誘導させて、同溶湯を流動させることが諸々の問題点を生じることもなく好適である。
【００１７】
また本発明に従えば、容器の底に付設される開閉自在な溶融金属出湯用ノズルのノズル孔内に充填材を充填したのち、この容器内に注入され貯留している非常に高温の溶融金属（溶湯）を容器外へ出湯するためにノズル開孔時に、この出湯前および／または出湯時に、容器の底からノズル近傍に貯留している溶湯中へ不活性ガス、窒素ガス、またはこれらの混合ガスを噴出させ、この溶湯を流出させる方法で行われる。これによって、たとえ非常に高温の溶湯が容器内に長く滞留した場合であっても、前記凝固層や焼結層が厚く生長し強固に形成されるのが妨げられ、各層の高温化および軟化が実現できるので、溶湯の静圧によって容易に自然に破壊することができ、格別に支障なくノズルを自然開孔し出湯することができる。
【００１８】
【実施例】
図１は、本発明の一実施例である取鍋底部に設けられている溶融金属出湯用ノズルの開孔装置の簡略化された構成と、このノズル開孔方法とを示す断面図であり、図２は図１に示すノズル開孔装置を構成するガス吹込用ノズルの簡略化された構成を示す断面図であり、図３は図２における切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。
【００１９】
図１に示すように、溶融金属容器の一つである取鍋１０の底部に設けられているノズル開孔装置１１は、スライディングノズル１２とその近傍に設けられているガス吹込用ノズル１３とを含んで構成される。スライディングノズル１２は、上部ノズル１４とその下部に嵌合されている上部プレート１５と、上部プレート１５に対し水平に摺動自在の下部プレート１６と、下部プレート１６の下部に嵌合されている下部ノズル１７とを含んで構成される。前記上部ノズル１４は、取鍋１０の底部に配設されているマスれんが１８に嵌合されており、前記上部プレート１５は取鍋１０の最外層を形成する鉄皮１９に図示を省略する固定治具によって固定されている。これらの上部ノズル１４と、上部プレート１５とは同一直径のノズル孔を有しており、両者のノズル孔は共通の鉛直軸線を有する。また前記下部プレート１６と、下部ノズル１７のノズル孔についても全く同様である。前記下部プレート１６は、図示を省略する油圧シリンダによって水平方向に摺動される。図１には、上部ノズル１４と、上部プレート１５とによって形成されるノズル孔２４が下部プレート１６の上面で閉塞している状態を示している。前記下部プレート１６を摺動して各ノズル孔の軸線を一致させれば、スライディングノズル１２は開放（開孔）状態となり、取鍋１０内の溶湯２０を出湯（排出）することができる。
【００２０】
図２に示すように、ガス吹込用ノズル１３の一種であるポーラスプラグは、ポーラス質耐火物体２５と、ガス供給管２９と、ガス分配器２８と、連結管２７と、不定形耐火物体２６とを含んで構成される。ポーラス質耐火物体２５は、テーパ付き円柱状多孔質体であり、その下端部の直径は上端部の直径よりも大きい。ガス分配器２８は、鋼製の円盤状容器であり、その下端部にはガス供給管２９が設けられており、その上端部には図３に示すように複数の連結管２７が均等に設けられている。このガス分配器２８は、連結管２７を介してポーラス質耐火物体２５にガスを均等に供給する。これらポーラス質耐火物体２５、連結管２７およびガス分配器２８は、ポーラス質耐火物体２５の上端部を除いて不定形耐火物体２６の内部に埋め込まれて固定される。ポーラス質耐火物体２５の下端部中央には、凹部３０が設けられており、それは不定形耐火物体２６の内部において内部空間を形成する。連結管２７の遊端部は、この内部空間に突出するように設けられる。不定形耐火物体２６の形状は、テーパ付き円柱体であり、その下端部の直径は上端部の直径より大きい。これらの不定形耐火物体２６、ポーラス質耐火物体２５およびガス分配器２８は共通の鉛直軸線を有する。ガス吹込用ノズル１３、たとえばポーラスプラグは、図１に示すように取鍋１０の底部に配設されているポーラスプラグ取付れんが２１に嵌合される。
【００２１】
本実施例では、この開閉自在な溶湯の出湯用ノズルの開孔は次のようにして行われる。スライディングノズル１２を閉状態にした後、取鍋１０内に溶湯２０が注入される。溶湯注入後、溶湯２０の貯留されている取鍋（精錬取鍋）１０は次工程へ送られるため単に所定位置の各装置や設備まで運搬され出湯されるか、または２次精錬などにおいて精錬取鍋１０として精錬装置内に配置され所定の取鍋精錬処理が行われてからたとえば連続鋳造設備に運搬され、連続鋳造するために出湯される。いずれにしても、このように出湯前および／または出湯時に、スライディングノズル１２の近辺に設けられたガス吹込用ノズル１３より不活性ガス、窒素ガス、またはこれらの混合ガス、たとえばアルゴンガスが溶湯２０中に吹込まれる。吹込まれるガスとして、安価な窒素ガス、窒素ガスと不活性ガスとの混合ガスを用いる場合は、溶湯２０が窒化されても組成成分上で許容される範囲内に限られるが、経済性を有する。溶湯２０中に吹込まれたたとえばアルゴンガスは、ガス供給管２９、ガス分配器２８、連結管２７、ポーラス質耐火物体２５を経て溶湯２０中に細かいアルゴンガス気泡として吹込まれる。溶湯２０は、吹込まれたアルゴンガス気泡によって局部的に撹拌されるので、溶湯２０内に矢符２２方向の溶湯の流動が生ずる。この溶湯２０の流動は、前記ノズル孔２４内にも波及して、取鍋１０内の高温の溶湯２０が前記ノズル孔２４内に流入するので、前記ノズル孔２４内に形成されていた凝固層２３が再溶融し、熱量バランスで定まる値まで凝固層２３の厚みが減少する。このため、この凝固層２３の厚みはアルゴンガスの吹込み中、厚く形成されない。したがって、スライディングノズル１２を開放（開孔）状態にすれば、溶湯２０の静圧によって凝固層２３は容易に破壊され、いわゆる自然開孔によってスライディングノズル１２の開孔が行われる。また、特公昭４６−２１８３０号公報に開示されているスライディングノズル１２の下部プレート１６に設けられた細孔より不活性ガスを前記ノズル孔２４内に吹込む方法と、本実施例の方法とを併用すれば、ノズル孔２４内の流動は激しくなるので、より一層凝固層２３の厚みを減少させることができる。
【００２２】
図４は、本発明の他の実施例である溶融金属出湯用ノズルの開孔方法を示す説明図である。図１と対応する部分には同一の参照符号を付す。本実施例では、図１と同一のノズル開孔装置１１が使用され、ノズル開孔は次のようにして行われる。スライディングノズル１２を閉状態にした後、上部ノズル１４と、上部プレート１５とによって形成されるノズル孔２４内に粒状充填材２５を充填し、取鍋１０に、溶湯２０が注入される。二次精錬等によって溶湯２０の取鍋１０内滞留時間が長い場合、粒状充填材２５には、溶湯との界面に焼結層２６と、凝固層２７とが形成される。凝固層２７は焼結層２６に侵入した溶融金属が凝固して焼結層２６と絡み合った状態で形成されるので、非常に強固な層であり、自然開孔を著しく阻害する。このような取鍋１０から溶湯２０を通常出湯する場合、あるいはスライディングノズル１２を開放状態にしても自然開孔に至らない場合は、スライディングノズル１２の近辺に設けられたガス吹込用ノズル１３より不活性ガス、窒素ガス、あるいはこれらの混合ガス、たとえばアルゴンガスが溶湯２０中に吹込まれる。このアルゴンガスの吹込みにより溶湯２０は撹拌され、溶湯２０内に矢符２２方向の溶湯２０の流動が生ずる。この溶湯２０の流動によって、流動する高温の溶湯２０が前記凝固層２７および焼結層２６の形成を妨げ、一方これらの温度を上昇させ、これらの強度を大幅に低下させるので、溶湯２０の静圧によってこれらの層が破壊され、短時間でいわゆる自然開孔によって溶湯２０の出湯（流出）が開始される。なおこの粒状充填材２５の粒径は、０．５〜２．５ｍｍに調整するのが好ましい。その直径を０．５〜２．５ｍｍに限定したのは、粒径が２．５ｍｍを超えると粒子間に溶湯２０が深く侵入し、深い侵入凝固層を形成し、前記溶湯２０の流動によっても自然開孔を行うことが困難になり、一方０．５ｍｍ未満では焼結層２６が著しく厚く形成し、前記溶湯２０の流動によっても自然開孔を行うことが困難になるからである。本実施例では、この粒状充填材２５の粒径を前記適正範囲に調整することによって適度な厚みの焼結層２６を形成させ、それによって深い（厚い）侵入凝固層２７の形成を防止しているので、前記溶湯２０の流動によって自然開孔率を大幅に向上することができる。
【００２３】
図５は、本発明のさらに他の実施例である溶融金属出湯用ノズルの開孔方法を示す説明図である。図１および図４と対応する部分には同一の参照符号を付す。
【００２４】
本実施例では、図１および図４と同一のノズル開孔装置１１が使用され、ノズル開孔は図４により前述したのと同様にして行われる。出湯するに際し、出湯前に、取鍋１０の最外層を形成する鉄皮１９で溶融金属出湯用ノズル１２に近設された電磁誘導装置４０に通電し、ノズル１２近傍の溶湯２０を電磁誘導させる。この電磁誘導により取鍋１０内の溶湯２０は、溶湯２０内に矢符２２方向の流動が生じる。この溶湯２０の流動によって、流動し供給される高温の溶湯２０が前記凝固層２７および焼結層２６の形成を妨げ、一方これらの温度を上昇させて、これらの厚さおよびその強度を大幅に低下させるので、溶湯２０の静圧によって、容易に自然に破壊され、短時間でいわゆる自然開孔によって溶湯２０の出湯（排出）が開始される。
【００２５】
次に、本実施例の優れたノズル開孔特性を具体的に説明する。本実施例で使用した溶湯はステンレス鋼を溶製する溶湯であり、その鋼種としては、代表的なフェライト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４３０と、高温強度と靭性が高く、従来法では自然開孔率の低いＳＵＳ４４４（１９Ｃｒ−２Ｍｏ−０．４Ｎｂ）とを選定した。図１に示すノズル開孔装置１１を底に設けた精錬取鍋１０を用い、そのスライディングノズル１２のノズル孔２４に平均粒径１．０ｍｍの粒状充填材を充填した後、精錬取鍋内にステンレス鋼を溶製する溶湯を注入した。受湯した精錬取鍋１０は、真空脱ガス装置において二次精錬された後、連続鋳造装置に搬送された。本実施例で使用した粒状充填材の成分組成は、ＳｉＯ２  ９２ｗｔ．％、Ａｌ２Ｏ３４．０ｗｔ．％、アルカリ酸化物（Ｋ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ）４．０ｗｔ．％である。連続鋳造装置においては、スライディングノズル１２を開放状態にしてタンディッシュ内にステンレス溶鋼を流量調節しながら出湯した。なお、ステンレス鋼を溶製する溶湯の精錬取鍋内の平均滞留時間は約９０分間であった。表１には、各鋼種各々２０チャージ分の従来法による自然開孔率と、従来法では自然開孔に至らなかったチャージについて引き続き本発明法を適用した場合の自然開孔率とを各鋼種について示している。本発明法では、スライディングノズル１２の近辺に設けられたガス吹込用ノズル（ポーラスプラグ）１３からアルゴンガスをステンレス溶鋼中に１５秒間吹込み、ノズル１２近傍に貯留している溶鋼を撹拌し流動させた。表１から従来法では自然開孔率が全般に低く、特にＳＵＳ４４４においては著しく低いけれども、本発明法を適用すれば自然開孔率は著しく向上して１００％になることがわかる。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明によれば、取鍋や炉底出銑機構を有する電気炉などの溶融金属容器に付設される溶融金属出湯用ノズル、たとえばスライディングノズルの開孔は、出湯前および／または出湯時に、容器外から付与されるエネルギーによって、ノズル近傍に貯留している溶湯を流動させる方法で行われる。
【００２８】
より具体的で好適な方法として、容器外からノズル近傍に貯留している溶湯中へガスを噴出させるか、または同じくノズル近傍に貯留している溶湯を電磁誘導して、同溶湯を流動させる方法で行われる。これによって、２０００℃近くにもなる高温溶湯の容器内滞留時間が長い場合でも、またこのような滞留時間の長い精錬取鍋でも、ノズル孔に金属凝固層が形成されるのを妨げられ、一方ノズル開孔時に金属凝固層が厚くならないように、また軟化することができるため、ノズルの自然開孔率が殆ど支障なく大幅に向上するので、作業性、能率および生産性が大幅に向上する。また、危険な酸素ランスによる強制的な酸素開孔作業回数が大幅に低減されるので、時間や組成成分や温度などの実作業管理上のバラツキもなくなり、作業性や安全性ならびに品質が大幅に向上する。
【００２９】
また、本発明によれば、溶融金属容器の底に付設されるノズルに粒状充填材を充填し、そのノズル近傍に貯留している溶湯に対して不活性ガスを底から噴出させるか、または同溶湯を電磁誘導し流動させて、粒状充填材表層の凝固層および焼結層を軟化させ、ノズル開孔が行われる。これによって溶湯の容器内滞留時間が長い場合でもノズルの自然開孔率が大幅に向上するので、能率および生産性が大幅に向上する。また、危険な酸素ランスによる酸素開孔回数が大幅に低減されるので、安全性並びに品質が大幅に向上する。
【００３０】
また本発明によれば、溶融金属容器のノズル開孔装置は、ノズルと、そのノズル近傍でガスを噴出させるたとえばポーラスプラグとを含む。これによって凝固層の薄層化並びに粒状充填材表層の凝固層および焼結層の軟化を図ることができるので、ノズルの自然開孔率が大幅に向上する。このため、能率、生産性、安全性および品質等が大幅に向上する。
【００３１】
また本発明によれば、溶融金属容器に設けられるノズルはスライディングノズルである。これによって溶融金属の流量調整を迅速かつ正確に行うことができるので、円滑な出湯作業を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である取鍋底部に設けられている溶融金属出湯用ノズルの開孔装置の簡略化された構成とノズル開孔方法とを示す断面図である。
【図２】図１に示すノズル開孔装置を構成するガス吹込用ノズルの簡略化された構成を示す断面図である。
【図３】図２における切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図である。
【図４】本発明の他の実施例である溶融金属出湯用ノズルの開孔方法を示す説明図である。
【図５】本発明のさらに他の実施例である溶融金属出湯用ノズルの開孔方法を示す説明図である。
【図６】スライディングノズルの簡略化された構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１，１４  上部ノズル
２，１５  上部プレート
３，１６  下部プレート
４，１７  下部ノズル
５，２５  粒状充填材
６，２６  焼結層
７，２７  凝固層
１０  取鍋（精錬取鍋）
１２  スライディングノズル
１３  ガス吹込用ノズル
１８  マスれんが
２０  溶融金属（溶湯）
２１  ガス吹込用ノズルの取付れんが
２４  ノズル孔
２５  ポーラス質耐火物体
２６  不定形耐火物体
２７  連結管
２８  ガス分配器
２９  ガス供給管
４０  電磁誘導装置
【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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【図６】
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