(57)【要約】  鋳造用ノズル本体の破壊を抑制又は防止することを目的として，ノズル本体３上端部をメタルケース４で囲繞しており，ノズル本体３上端部の外周面とメタルケース４の内周面との間にガスプール２を備えている鋳造用ノズルにおいて，ガスプール２の少なくとも一部に，ノズル本体３上端部の外周面とメタルケース４の内周面とを架橋する部分１を設けた。
2018235801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル本体上端部をメタルケースで囲繞しており，前記ノズル本体上端部の外周面と前記メタルケースの内周面との間にガスプールを備えている鋳造用ノズルにおいて，
前記ガスプールの少なくとも一部に，前記ノズル本体上端部の外周面と前記メタルケースの内周面とを架橋する部分を備えている，鋳造用ノズル。
【請求項２】
前記の架橋する部分は鉄製の丸棒若しくは角棒又はこれらの組み合わせである，請求項１に記載の鋳造用ノズル。
【請求項３】
前記の架橋する部分は縦方向に延在し，各架橋部分の一部又は全部が前記メタルケースに溶接されている，請求項２に記載の鋳造用ノズル。
【請求項４】
前記の架橋する部分は耐熱性粒子の充填により形成されている，請求項１に記載の鋳造用ノズル。
【請求項５】
前記耐熱性粒子は，相互に接着しておらず，かつ，ガスプール内のいずれの面とも接着していない状態でガスプール内に充填されている，請求項４に記載の鋳造用ノズル。
【請求項６】
前記耐熱性粒子は，粒径が０．６５ｍｍ以上である，請求項４又は請求項５に記載の鋳造用ノズル。
【請求項７】
前記耐熱性粒子は，略球状又は略長球状である，請求項４から請求項６のいずれかに記載の鋳造用ノズル。
【請求項８】
前記耐熱性粒子は，無機物，又は鉄系金属若しくは銅系金属の中から選択するいずれか１以上の材料からなる，請求項４から請求項７のいずれかに記載の鋳造用ノズル。
【請求項９】
前記無機物は，アルミナ系，シリカ系，スピネル系，マグネシア系，ジルコニア若しくはジルコン系，Ｃａ含有セメント系，炭素系，炭化物系，サイアロン系セラミクス又はガラス系の中から選択するいずれか１以上である，請求項８に記載の鋳造用ノズル。
【請求項１０】
前記ガスプールは，ガス導入口，ガス吐出口又はガス吐出口に連通する経路としての孔（以下，総称して「ガス導入口等」という。）を１つ以上備えており，前記ガス導入口等のガス流通方向に垂直な断面内の少なくともガスプール内面位置の最小寸法が，前記耐熱性粒子の最小粒径未満である，請求項４から請求項９のいずれかに記載の鋳造用ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，溶鋼の連続鋳造において使用する鋳造用ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
溶鋼の連続鋳造において，取鍋からタンディッシュに溶鋼を排出するにあたっては，溶鋼の酸化やタンディッシュ内上面に存在するスラグの溶鋼内への巻き込み等を抑制するために，鋳造用ノズルとしてのロングノズルを使用することが一般的である。また，タンディッシュから鋳型への注湯においてはタンディッシュの下部に取り付けられた下部ノズルの下方に鋳造用ノズルとしての浸漬ノズルを接合することが一般的である。【０００３】
以下，これら鋳造用ノズルのうち主としてロングノズルを例に挙げて述べる。
ロングノズルは取鍋の底部に設置された下部ノズルとパッキング材等を介して接合される。このロングノズルと下部ノズルとの間は，（ａ）溶鋼中への空気（酸素等）の混入，（ｂ）接合部からの溶鋼の漏れ，（ｃ）炭素を含む材料からなるロングノズル及び下部ノズルの接合部付近の酸化等による損耗等，を抑制するため，高度な密着性（シール性）が要求される。また，ロングノズルは，取鍋の交換の都度，下部ノズルへの着脱が行われるので，この着脱は取鍋の交換回数分繰り返される。
このようなロングノズルと下部ノズルとの接合部では，着脱作業や溶鋼・スラグ等の付着，ノズルの損傷等によっての密着性が低下して隙間を生じることがある。このような隙間が生じると，シール性が低下してノズル内に空気を引き込んで溶鋼の酸化や炭素含有耐火物からなるノズルの酸化による損傷等を惹き起こす危険性が高まる。【０００４】
この対策の一つとして，ロングノズル上端部付近から不活性ガスを吹き出す方法が採用されている。例えば特許文献１から３には，ロングノズルの耐火物からなるノズル本体上端部の外周をメタルケースで囲繞し，ノズル本体上端部とメタルケースの隙間等からガスを吹き出す構造を有するロングノズルが開示されている。これら特許文献では，ガス流通のための空隙（以下「ガスプール」ともいう。）をノズル本体上端部の外周面とメタルケースの内周面との間に設けている。【０００５】
また例えば特許文献４には，ロングノズルの耐火物からなるノズル本体上端部の外周をメタルケースで囲繞し，接合部より下方の内孔の一部からガスを吹き出す構造を有するロングノズルが開示されている。この特許文献４でも，ガスプールをノズル本体上端部の外周面とメタルケースの内周面との間に設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２１２７２１号公報
【特許文献２】特開２０１４−１３３２４１号公報
【特許文献３】特開平５−２３８０８号公報
【特許文献４】特開昭６２−１３０７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これら特許文献のようなノズル本体上端部の外周面とメタルケースの内周面との間にガスプールとしての空隙を設けたロングノズルでは，この空隙が存在する領域のいずれかのノズル本体上端部に亀裂等の破壊を生じることがある。このような破壊が生じると，ガスの吹き出しが不均一になって内孔に外気（酸素）を巻き込んだり，漏鋼を生じる危険性が高まる。
タンディッシュと鋳型間に設置する浸漬ノズルにおいても同様な課題がある。
本発明が解決しようとする課題は，このような鋳造用ノズル本体の破壊を抑制又は防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は，次の１から１０の鋳造用ノズルである。
１．
ノズル本体上端部をメタルケースで囲繞しており，前記ノズル本体上端部の外周面と前記メタルケースの内周面との間にガスプールを備えている鋳造用ノズルにおいて，
前記ガスプールの少なくとも一部に，前記ノズル本体上端部の外周面と前記メタルケースの内周面とを架橋する部分を備えている，鋳造用ノズル。
２．
前記の架橋する部分は鉄製の丸棒若しくは角棒又はこれらの組み合わせである，前記１に記載の鋳造用ノズル。
３．
前記の架橋する部分は縦方向に延在し，各架橋部分の一部又は全部が前記メタルケースに溶接されている，前記２に記載の鋳造用ノズル。
４．
前記の架橋する部分は耐熱性粒子の充填により形成されている，前記１に記載の鋳造用ノズル。
５．
前記耐熱性粒子は，相互に接着しておらず，かつ，ガスプール内のいずれの面とも接着していない状態でガスプール内に充填されている，前記４に記載の鋳造用ノズル。
６．
前記耐熱性粒子は，粒径が０．６５ｍｍ以上である，前記４又は前記５に記載の鋳造用ノズル。
７．
前記耐熱性粒子は，略球状又は略長球状である，前記４から前記６のいずれかに記載の鋳造用ノズル。
８．
前記耐熱性粒子は，無機物，又は鉄系金属若しくは銅系金属の中から選択するいずれか１以上の材料からなる，前記４から前記７のいずれかに記載の鋳造用ノズル。
９．
前記無機物は，アルミナ系，シリカ系，スピネル系，マグネシア系，ジルコニア若しくはジルコン系，Ｃａ含有セメント系，炭素系，炭化物系，サイアロン系セラミクス又はガラス系の中から選択するいずれか１以上である，前記８に記載の鋳造用ノズル。
１０．
前記ガスプールは，ガス導入口，ガス吐出口又はガス吐出口に連通する経路としての孔（以下，総称して「ガス導入口等」という。）を１つ以上備えており，前記ガス導入口等のガス流通方向に垂直な断面内の少なくともガスプール内面位置の最小寸法が，前記耐熱性粒子の最小粒径未満である，前記４から前記９のいずれかに記載の鋳造用ノズル。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば，ガスプールの少なくとも一部に，ノズル本体上端部の外周面とメタルケースの内周面とを架橋する部分を備えていることで，ノズル本体上端部の外周面とメタルケースの内周面との間にガスプールを設置した鋳造用ノズルの，当該ノズル本体上端部の破壊の発生を抑制することができる。ひいては，鋳造用ノズルの内孔や下部ノズルとの接合部付近の酸化や，鉄酸化物等による浸食を防止又は減少させることができ，接合部付近からの漏鋼や鋼の品質低下を防止することができる。【００１０】
また，前記の架橋する部分として，ガスプールの少なくとも一部に耐熱性粒子が充填されている形態では，この耐熱性粒子が応力を分散する作用効果を奏するので，ノズル本体上端部の破壊を抑制又は防止することができる。
また耐熱性粒子相互，又は，耐熱性粒子とノズル本体若しくはメタルケースとの間に接着していない部分を備える場合にはガスプールの変形等が生じても耐熱性粒子自ら移動して応力集中を抑制又は防止する効果を得ることができる。
さらに耐熱性粒子をガスプール内に充填し，充填した部分を押さえる等の機械的な外力により拘束するだけでよいので，ガスプール内に部品を複数箇所に固定して設置する場合等に比較して製造工程が簡素かつ容易であり，短時間，低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態である鋳造用ノズルのうちロングノズルの例の縦方向断面図である（下部ノズルとの接合部が角度を有する構造の例）。
【図２】図１の例において接合部にかかる力と，半径方向の反力を示すイメージ図である。
【図３】本発明の第１の実施形態である鋳造用ノズルのうちロングノズルの例の縦方向断面図である（下部ノズルとの接合部が横方向で角度が無い構造の例）。
【図４】従来のロングノズルの一例を，下部ノズルとの接合構造と共に示す縦方向断面図である。なお，この例は接合部にセラミックスシート又はシール材を設置している例である。
【図５】本発明の架橋する部分の配置の一例を，メタルケース内周面側又はロングノズル本体外周面側を展開して示す，イメージ図である。この例は柱状の架橋する部分を縦方向に延在して複数配置した例であり，架橋する部分の横方向断面は限定する必要はない。
【図６】本発明の架橋する部分の配置の他の例を，メタルケース内周面側又はロングノズル本体外周面側を展開して示す，イメージ図である。この例は図５に示す柱状の架橋する部分を斜めに配置した例である。
【図７】本発明の架橋する部分の配置の他の例を，メタルケース内周面側又はロングノズル本体外周面側を展開して示す，イメージ図である。この例は図６に示す柱状の架橋する部分を斜めに配置し，交差させた例である。
【図８】本発明の架橋する部分の配置の他の例を，メタルケース内周面側又はロングノズル本体外周面側を展開して示す，イメージ図である。この例は柱状の架橋する部分の長尺側を横方向に配置した例である。
【図９】本発明の架橋する部分の配置の他の例を，メタルケース内周面側又はロングノズル本体外周面側を展開して示す，イメージ図である。この例は柱状の架橋する部分を縦方向に，かつ分断して分散配置した例である。
【図１０】本発明の架橋する部分の配置の他の例を，メタルケース内周面側又はロングノズル本体外周面側を展開して示す，イメージ図である。この例は円柱状の架橋する部分を円の面をロングノズル本体外周面方向に向けて分散配置した例である。
【図１１】本発明の架橋する部分の形状の種類と配置の例を，ロングノズル本体外周面とメタルケース内周面との間のガスプールとしての空間の横方向断面で示す，イメージ図であり，（ａ）は円柱である丸棒の長辺側を縦方向に配置した例，（ｂ）は四角柱である角棒の長辺側を縦方向に配置した例，（ｃ）は円柱又は角柱の長辺側を横方向に，かつ曲率に合致するように配置した例である。
【図１２】本発明の第２の実施形態である鋳造用ノズルのうちロングノズルの例の縦方向断面図である（下部ノズルとの接合部が角度を有する構造の例）。
【図１３】本発明の鋳造用ノズルの，ガスプールに球状の耐熱性粒子を充填する場合の耐熱性粒子間の空間を，内接円として模式化した，イメージ図である。
【図１４】本発明の鋳造用ノズルの，ガスプールに球状の粒子を充填した状態の例を示す，イメージ図である。
【図１５】本発明の鋳造用ノズルのうちロングノズルについて，粒子を充填したガスプールのガス導入口，ガス吐出口又はガス吐出口に連通する経路としての孔（ガス導入口等）の配置及び相対的な大きさ等の例を示す，イメージ図である。
【図１６】本発明の鋳造用ノズルのうちロングノズルについて，粒子を充填したガスプールのガス導入口等から耐熱性粒子が流出することを防止するためのフィルター等を設置した例を示す，イメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下，図面を適宜参照しつつ本発明の実施形態と実施例を，ロングノズルを例に説明する。
【００１３】
＜第１の実施形態＞
図４に示す従来のロングノズルを参照して説明すると，ロングノズル本体３外周面（本明細書では，単に「本体外周面」ともいう）とメタルケース４内周面間にガスプール２を設置したロングノズル本体３（本明細書では，単に「本体」ともいう）に亀裂等の破壊が生じるのは，下部ノズル７との接合部で，ロングノズルの通鋼方向（鉛直方向であり，以下，単に「縦方向」ともいう。）中心軸から外周側方向すなわち半径方向（以下，単に「横方向」ともいう。）に力が加わることに起因する。
【００１４】
この半径方向の力は，主に（１）下部ノズルとロングノズルとの接合における圧着，又は（２）接合部での下部ノズルとロングノズルとの部分接触若しくは局部加圧の２つの形態のいずれか一若しくはこれらの複合作用によって発生する。
【００１５】
前記（１）の下部ノズルとロングノズルとの接合における圧着の形態では，下部ノズルとロングノズルとの接合部が，図１に示す接合部１０のようにロングノズル横方向に対して角度を有している場合，すなわち接合面が縦方向に対して９０°の方向以外の場合に，図２に示すように上下方向の接合時の圧着力が半径方向のベクトルを生じ，ロングノズル本体が円周方向に引っ張られることによって主に縦方向の亀裂ないし破壊を生じる。
【００１６】
前記（２）の接合部での下部ノズルとロングノズルとの部分接触又は局部加圧の形態では，下部ノズルとロングノズルとの中心軸がずれた位置で接合する等，円周方向の接触が一部分のみとなってその接触部分に局部的な半径方向の力が加わって，ロングノズル本体の縦方向の引っ張り又は接合部付近の横方向の曲げの力が働くことにより，亀裂ないし破壊を生じる。（図３のロングノズル中心軸に対する下部ノズル中心軸がずれる場合の矢印による図示を参照。）
【００１７】
従来技術の構造では図４に示すようにガスプール２部分は単なる空間なので，ロングノズル本体を拘束するものはない。このような従来技術の構造において前述の（１），（２）の現象が存在すると，ロングノズル本体が破壊する。
【００１８】
そこで本発明のロングノズルは，図１に例示しているようにガスプール２の少なくとも一部に，本体３外周面とメタルケース４内周面とを架橋する部分１を備える。この架橋部分１が本体３外周面の半径方向を拘束することで，前述の（１），（２）のような現象によりロングノズル本体への力が加わった際にそのガスプール２側への変形や移動ができにくいように拘束して，ロングノズル本体３に亀裂ないし破壊が生じることを防止又は抑制する。
【００１９】
したがって本発明のロングノズルにおいては，少なくとも下部ノズルとの接合部分に対応する，すなわち下部ノズルとの接合部分をロングノズル本体外周側に投影した，ガスプールの領域の一部又は全部に前記の架橋する部分が設置されていることが好ましい。
例えば，下部ノズルの上方に設置されるスライディングノズルプレートの摺動方向のみやロングノズル取り付け装置の特定の動作方向のみ等の特定の方向又は特定の部分にのみ力が加わって，その方向又は部分のロングノズル本体に亀裂や破壊が生じる場合などは，その特定の方向又は部分のガスプール領域にのみ前記架橋する部分を設置すればよい。
ロングノズル本体の円周方向全体に力が及ぶ場合には，円周上に少なくとも３箇所以上ほぼ均等に配置して設置することが好ましく，できるだけ多数箇所又は広い領域に設置することがより好ましい。
【００２０】
なお，ガスプールが不活性ガスをガス吐出口（例えば図１の符号６部分）に流通させることを目的とする空間であることから，架橋する部分がガスの流通を阻害しないように，必要なガス流通経路内において，空間すなわち不連続な部分を設ける必要はある。但し，ガス流通経路が，例えば接合部の縦方向領域の上方のみに存在していればよく，下方のガスプール領域での流通は不要である場合などの，ガス流通機能が不要な空間部分については，円周方向全体に亘って連続する架橋部分を設置してもよい。
【００２１】
架橋する部分とロングノズル本体外周面又はメタルケース内周面との接触部若しくは接合部は，ロングノズル本体外周面とメタルケース内周面との間を拘束する機能が得られる限り，点，線又は面のいずれでもよい。但し，破壊が生じ難いように応力分散効果を高める観点からは接触部又は接合部はできるだけ広い方がよく，点よりも線，線よりも面がより好ましい（図１１（ａ）から（ｃ）参照）。
一部に面を有する場合，その形状は円，長円，多角形，又は扇状形等の様々な形状が許容でき，柱状でも錐状でもよい。
なお，ガスプールがロングノズル本体の円周方向に延在するので，ロングノズル本体外周面及びメタルケース内周面と接する架橋する部分の面は，それら曲率に合致した曲面となる。
【００２２】
架橋する部分は，ロングノズル本体と同質若しくは同一の耐火物，又は通気性耐火物等の異材質でもよく，金属でもよい。ガスプール部は流通ガスによる冷却効果もあるので操業時の温度は一般的に概ね１２００℃以下（〜数百℃の間）である。したがって，このような操業時の温度域で存在することができる材質であればよい。具体的な耐火物としては，アルミナ質，アルミナ−シリカ質，アルミナ−黒鉛質等の鋳造用に使用される一般的な耐火物の他，シャモット質，ガラス質等の低耐火性の材質でもよい。また，普通鋼等の，例えばメタルケース等に使用される金属や市販の建築資材その他の用途の鉄製の丸棒，角棒等を使用することができる。
【００２３】
架橋する部分は，ロングノズル本体外周面又はメタルケース内周面と，接触又は接合すなわち固定状態のいずれかでよい。但し，設置位置を維持できるようにする点からはロングノズル本体外周面又はメタルケース内周面のいずれか一方には固定されていることが好ましい。したがって架橋する部分は，ロングノズル本体又はメタルケースと一体の構造物である形態でもよく，別個の物を設置する形態でもよい。ロングノズル本体又はメタルケースと一体の構造物の形態とは，ロングノズル本体又はメタルケースから突出した凸状部を含む。メタルケースからの凸状部は，メタルケースをプレス加工又は絞り加工によって形成することもできる。
【００２４】
架橋する部分が鉄製の丸棒，角棒等の場合，メタルケースにその一部又は全部を溶接して固定することもできる。これら棒状の部材の長手方向を縦方向に設置して溶接する方法は，広く流通する素材を利用すること，及び円周に合致した曲面を形成する必要がないこと等から，比較的低コストであり，製造もし易い。すなわち，コストや製造のし易さ等の点からは，架橋する部分は鉄製の丸棒若しくは角棒又はこれらの組み合わせであることが好ましく，さらにこの架橋する部分は縦方向に延在し，各架橋部分の一部又は全部がメタルケースに溶接されていることがより好ましい。ここで，「架橋する部分は縦方向に延在する」とは，ガスプールがテーパ状に設けられている場合などに，架橋する部分が半径方向には傾斜しているが円周方向には傾斜していない形態を含むものとする。
【００２５】
＜第１の実施形態に係る実施例＞
［実施例Ａ］
実施例Ａは，図１の構造において，架橋する部分を鉄製の丸棒とし，メタルケース内周面の円周上８箇所，溶接によりロングノズル縦方向に平行な方向(縦方向)に延在させて配置した例である。
実操業において，架橋する部分を有しない従来構造（比較例（図１の構造（実施例Ａ）から架橋する部分１を除いた構造））ではロングノズル本体に縦亀裂ないしはその亀裂から分離する破壊が生じたが，実施例Ａの本発明のロングノズルを供した結果，ロングノズル本体の亀裂を含む破壊の発生が皆無となった。
【００２６】
なお，例えば図６〜図８，図１０に示すような縦方向に不連続部分１４が貫通しない若しくは縦方向の不連続部分１４が狭い，又は横方向に延在する部分を含んでいる等の，横方向の拘束ないしは横方向への応力分散効果が高い他の構造の場合では，実施例Ａの構造よりもさらに亀裂等破壊の抑制又は防止効果が高いと考えられる。
しかし，架橋する部分とロングノズル本体外周面とがロングノズル縦方向に線状に接触していて，また縦方向に不連続部分が貫通している実施例Ａの構造では前述の亀裂等破壊の抑制又は防止効果がさらに高い構造よりもロングノズル本体の縦方向の亀裂は比較的発生し易いとも考えられるものの，この実施例Ａでもほぼ完璧な亀裂等破壊の抑制又は防止効果が得られている。
したがって，前述の抑制又は防止効果がさらに高い構造は，例えばロングノズルと下部ノズルとの間の圧着力が大きい場合等の，操業におけるロングノズル本体にかかる力の程度等の亀裂等破壊の原因に関係する個別の条件に応じて適宜選択すればよい。
【００２７】
＜第２の実施形態＞
この実施形態では，図１２に例示しているようにガスプール２の少なくとも一部（一部又は実質的に全部）の領域に耐熱性粒子１Ａを充填しており，この耐熱性粒子１Ａの充填により前述の架橋する部分（架橋部分）１が形成されている。そして，この架橋部分１が前述のとおり本体３外周面の半径方向を拘束するとともに，この架橋部分１を構成する耐熱性粒子１Ａが応力を分散する作用効果を奏するので，ノズル本体３の破壊を抑制又は防止することができる。
【００２８】
本発明において耐熱性粒子１Ａは，相互に接着しておらず，かつガスプール内のいずれの面とも接触はしているものの接着（接合）していない状態でガスプール内（ガスプールの実質的に全部の領域）に充填（拘束）されていることが好ましい。すなわち，耐熱性粒子１Ａは，粒子相互又はガスプール内面との間では拘束されているものの相対的に可動となっていることが好ましい。そうすると内孔側から発生する外力を主とする応力の変化に応じて耐熱性粒子が自らずれるように移動するので，常時自動的に耐熱性粒子を充填したガスプール領域全体に応力を均一に分散することができ，応力集中によるノズル本体の破壊を防止することができる。さらには，受熱時ないし受熱後等にメタルケースの変形等によってガスプールの変形等があっても，耐熱性粒子がガスプール内でガスプールの形状に合わせて移動することができるので，応力を全体に分散する機能が維持され易い。
【００２９】
このような応力の均一分散のためには，耐熱性粒子を充填する際に耐熱性粒子を押しつけるように充填して，耐熱性粒子がガスプール内を自然には（外力が作用しない限り），流動しない程度にガスプール内に拘束することが好ましい。具体的には，耐熱性粒子は接着剤等を使用せずに乾燥状態でガスプール内に充填し，自然には流動をしないように蓋をする等により拘束すればよい。これに対して，例えば特定大きさの部品でガスプール内を固定する場合，ガスプール内側形状の精度によって調整しながら部品を設置する必要があるが，この実施形態ではそのような調整も不要なので製造が容易であり，短時間，低コストで製造することができる。
【００３０】
なお，耐熱性粒子が相互に接着していたり，ガスプール内のいずれかの面と接着していたりしていても，耐熱性粒子の充填により応力を分散する作用効果は少なからず得られるので，ノズル本体の破壊を抑制又は防止することはできる。また，耐熱性粒子はガスプールの一部のみの領域に充填されていても，少なくともその一部の領域において応力を分散する作用効果が得られるので，ノズル本体の破壊を抑制又は防止することはできる。
【００３１】
ガスプールはそれ自体がガス流路であり，また蓄圧又は均圧機能を有するものなので，耐熱性粒子相互の間，及び耐熱性粒子とガスプール内面との間にはガスが流通することができる空間を備えている。
耐熱性粒子間の空間は，例えば一般的なガス通過用のポーラス質耐火物の最大気孔径が概ね５０μｍ以上，その平均気孔径が１００μｍ前後であることを基準にすると，前記空間も最大空間径が概ね５０μｍ以上，平均空間径が概ね１００μｍ以上とすることでガスがスムーズに流通することができる空間を確保することができることになる。
この気孔の直径（空隙部の直径）は幾何学的に単純モデル化して算出すると，耐熱性粒子を球とみなした場合のその直径Ｄｓに対し，３つの球に囲まれた空間の内接円１７ｓ（図１３参照）の直径はＤｓの約０．１５５倍となる。これを１００μｍと仮定すると，耐熱性粒子の粒径（球の場合は直径）は約０．６５ｍｍ以上であることが好ましいことになる。
なお，実際にはこの内接円１７ｓの周囲にも空間があるので，また，耐熱性粒子とガスプール内面との間の空間は，耐熱性粒子相互の間の空間よりも大きいので実際の空間はこれ以上の大きさであることになる。
ここで耐熱性粒子の粒径が０．６５ｍｍ以上であるとは，耐熱性粒子が目開き０．６５ｍｍの仮想的な篩上に残る大きさであることを意味する。
【００３２】
このようにガスの通過性（通気性）を大きくする観点からは，ガスプール内に充填可能な最大近くの大きさの耐熱性粒子を充填することが好ましい。
また，耐熱性粒子は，粒子間に十分な空間１７（図１４参照）を確保するために表面形状が曲面であることが好ましく，略球状又は略長球であることがさらに好ましく，球状であることが最も好ましい。
【００３３】
一方，通気性の観点から耐熱性粒子間の空間の大きさを最大化するために，耐熱性粒子の大きさをガスプール内に充填することができる最大程度にすると，すなわち耐熱性粒子の大きさがガスプールの大きさに近い程，耐熱性粒子のガスプール内面との接点（図１４中の符号１８ｂ，１８ｃ）の数が少なくなるので，応力分散効果は小さくなる。
【００３４】
したがって耐熱性粒子の大きさは，操業条件すなわちガスプール内のガス圧，ガスプールの大きさ，ガス流路の長さ，ガス吐出口の面積，ガスの吐出量等に応じて，応力分散効果と通気性のバランスにより決定することが好ましい。
なお，耐熱性粒子の大きさが小さいと通気性の観点からは不利となるが，耐熱性粒子の大きさが小さい程，ガスプール内の内圧が高くなるので，各ガス吐出口からの通気量の均一化の観点からは有利となる。したがって，耐熱性粒子の大きさは，この通気量の均一化も考慮して決定することが好ましい。
【００３５】
さらにガスプールは，例えば図１５に示すようにガス導入口５ｐ，ガス吐出口６又はガス吐出口に連通する経路としての孔１２（以下，総称して「ガス導入口等」という。）を１つ以上備えているところ，このガス導入口等から耐熱性粒子がガスプール外に流出しないように，ガス導入口等のガス流通方向に垂直な断面内の少なくともガスプール内面位置の最小寸法は，耐熱性粒子の最小粒径未満であることが好ましい。
また，例えば図１６に示すように，ガス導入口等に耐熱性粒子が流出することを防止するためのフィルター１６等を設置するようにしてもよい。この場合，ガス導入口等のガス流通方向に垂直な断面内の少なくともガスプール内面位置の最小寸法は耐熱性粒子の最小粒径以上であってもよいが，このフィルターの目開きの寸法は，耐熱性粒子の最小粒径未満であることが好ましい。
【００３６】
ここで耐熱性とは，ガスプールの最高温度に曝された際に，軟化，溶融，消失等をしない性質をいう。具体的には，操業条件，ガスプールの構造・配置，ガスによる冷却効果（流量等）等々の条件によって変動する，個別のガスプールの温度に耐えることができればよい。
多くのロングノズルや浸漬ノズルの場合，ガス吐出中の温度は約８００℃以下，高くても約１２００℃以下程度である。
そこで本発明でいう耐熱性粒子とは，このような温度条件に耐えることができる物，例えば無機物，又は鉄系金属若しくは銅系金属又はこれらの各々の合金の中から選択するいずれか１以上の材料とすることができる。
前記無機物としては，アルミナ系，シリカ系，スピネル系，マグネシア系，ジルコニア若しくはジルコン系，炭素系，炭化物系，サイアロン系セラミクス又はガラス系等を挙げることができる。ガスプールには不活性ガスを流通させるので，耐熱性粒子が酸化することが少ないか，又は無いので炭素系等酸化し易い材料も使用することができる。
すなわち，一般的に溶融金属処理炉，容器，雰囲気炉，ノズル等の耐火物の原料として使用される材質であれば使用できる。
前記金属又は合金としては，個別の操業条件での最高温度を超える融点（例えば概ね８００℃以上）以上の金属又は合金を使用することができ，具体的には比較的低コストで高融点である鉄系が最も好ましい。
【符号の説明】
【００３７】
１  架橋する部分
１Ａ  耐熱性粒子
２  ガスプール
３  ロングノズル本体（本体）
３−１  ロングノズル本体（接合部以外の材料）
３−２  ロングノズル本体（接合部付近の材料）
４  メタルケース
５  ガス導入部
６  ガス吐出口
７  下部ノズル
８  内孔
９  中心軸
１０  下部ノズルとロングノズルの接合部
１１  充填材
１２  ガス吐出口に連通する経路としての孔
１３  セラミックスシート又はシール材
１４  不連続部分
１５ａ  ノズル本体上端面とその上部のメタルケースとの隙間
１５ｂ  ガス導入口のノズルメタルケース付近の隙間
１６  耐熱性粒子の流出防止用フィルター（金網，又は貫通孔若しくはスリット付き金属部品）
１７  空間（ガスの流通経路）
１７ｓ  耐熱性粒子間の空間における内接円
１８ａ  耐熱性粒子間の接点
１８ｂ  耐熱性粒子とガスプール内面（ノズル本体上端部の外周面）との接点
１８ｃ  耐熱性粒子とガスプール内面（メタルケースの内周面）との接点
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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