(57)【要約】  ストッパロッドは上側第１端に入口および下側第２端に出口を有する細長い本体を備える。本体の第２端はタンディッシュ出口に挿入するためのノーズを画定する。連続する軸方向孔は入口から出口まで本体を貫通する。入口、出口、およびこれらの間の通路を有するリストリクタは、リストリクタの入口が第２端よりも第１端に近くなるように軸方向孔内に位置付けされている。ガス供給管はリストリクタの入口上方から軸方向孔内にガスを供給するように構成されている。
2011504419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側第１端に入口および下側第２端に出口を有する細長い本体であって、前記本体の前記第２端はタンディッシュ出口に挿入するためのノーズを画定する、細長い本体と、
前記入口から前記出口まで前記本体を貫通する連続する軸方向孔と、
入口、出口、およびこれらの間の通路を有するリストリクタであって、前記リストリクタの前記入口が前記第２端よりも前記第１端に近くなるように前記軸方向孔内に位置付けされている、リストリクタと、
前記リストリクタの前記入口上方から前記軸方向孔内にガスを供給するように構成されたガス供給管と、
を備える、ストッパロッド。
【請求項２】
前記リストリクタの軸方向の長さは、前記ストッパロッドの長さの１０％未満である、請求項１に記載のストッパロッド。
【請求項３】
前記リストリクタの前記出口は、前記ストッパロッドの前記第２端から距離をおいて配置されている、先行する請求項のいずれかに記載のストッパロッド。
【請求項４】
前記リストリクタは、前記軸方向孔内に挿入されたプラグにより構成されている、先行する請求項のいずれかに記載のストッパロッド。
【請求項５】
前記リストリクタは多孔質材料を含む、先行する請求項のいずれかに記載のストッパロッド。
【請求項６】
前記リストリクタは、非多孔質材料を含み、かつ、前記通路はこれを貫通する少なくとも１つの孔により構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のストッパロッド。
【請求項７】
前記通路は、前記ストッパロッドの前記軸方向孔と同軸の孔により構成されている、先行する請求項のいずれかに記載のストッパロッド。
【請求項８】
複数の通路が設けられている、先行する請求項のいずれかに記載のストッパロッド。
【請求項９】
前記リストリクタは、出口よりも狭い入口を有する、先行する請求項のいずれかに記載のストッパロッド。
【請求項１０】
動作深度まで溶融金属を収容し、かつ、溶融金属を放出するための少なくとも１つのタンディッシュ出口を有するように構成されたタンディッシュと、
先行する請求項のいずれかに記載のストッパロッドであって、当該ストッパロッドは、その第２端を前記少なくとも１つのタンディッシュ出口の上方に配置させた状態で垂直に向けられ、かつ、前記少なくとも１つのタンディッシュ出口の中へとおよび当該出口から外へと垂直に移動可能であり、これにより前記少なくとも１つのタンディッシュ出口を通る溶融金属の流れを制御する、ストッパロッドと、
使用中に前記リストリクタの前記出口が前記タンディッシュ内の前記溶融金属の表面よりも下方に配置されるように前記軸方向孔内で垂直に配置された前記ストッパロッド内の前記リストリクタと、
を備える、タンディッシュからの溶融金属の流れを制御するための装置。
【請求項１１】
前記リストリクタの前記出口は、前記第２端から測定して前記ストッパロッドの長さの７０％未満の距離に配置されている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
溶融金属を放出するための少なくとも１つのタンディッシュ出口を有するタンディッシュを提供することと、
前記少なくとも１つのタンディッシュ出口から溶融金属が流出することを一時的に防ぐために前記少なくとも１つのタンディッシュ出口内に第２端を配置させた状態で請求項１〜９のいずれかに記載のストッパロッドを垂直に向けることと、
前記溶融金属を前記タンディッシュ内に動作深度まで流し込むことと、
前記少なくとも１つのタンディッシュ出口から外へとおよび当該出口の中へと前記ストッパロッドを垂直に移動させ、これにより前記少なくとも１つのタンディッシュ出口を通る前記溶融金属の流れを制御することと、
を備え、
前記ストッパロッドが前記少なくとも１つのタンディッシュ出口から外へとおよび当該出口の中へと移動する際に、前記リストリクタの前記出口が前記タンディッシュ内の前記溶融金属の表面より下方にあるように、前記リストリクタは前記ストッパロッドの前記軸方向孔内に垂直に配置されている、
タンディッシュからの溶融金属の流れを制御するための方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、ストッパロッドに関する。特に、本発明は連続鋳造プロセス中のタンディッシュから鋳型への溶融金属の流れを調節するためのストッパロッドに関するが、これに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造製鋼プロセスにおいて、溶鋼は、取鍋からタンディッシュとして知られる大きい保持容器へと注入される。タンディッシュは、溶鋼を１つ以上の各鋳型へと流入させる１つ以上の流出口を有する。溶鋼は、鋳型の中で冷却し、凝固し始め、連続鋳造一体長さの金属を形成する。浸漬入口ノズルは、各タンディッシュ流出口と各鋳型との間に配置され、溶鋼がタンディッシュから鋳型へとこれを通って流れるように誘導する。ストッパロッドは、浸漬入口ノズルを通る溶鋼の流量を制御する。
【０００３】
ストッパロッドは、その一端に丸みを帯びたノーズを有する細長い本体を通常備える。使用中、ストッパロッドの上昇および降下により浸漬入口ノズルの流入口を開閉し、これによりノズルを通る金属の流れを制御するように、ロッドは軸に沿って垂直に向けられ、かつ、浸漬入口ノズルのスロートにノーズを隣接させて配置されている。ストッパロッドのノーズは、浸漬入口ノズルのスロート内の着座位置へ降下した際に浸漬入口ノズルの流入口を完全に閉じる大きさに作られている。
【０００４】
溶融金属の鋳造に関連する特有の問題は、溶融金属がタンディッシュから鋳型へと流れる際に、溶融金属内に含有物（例えばアルミナ）がしばしば存在するということである。この様な含有物は、鋳造路内の流れの状態によって、ストッパロッドのノーズ上、または、浸漬入口ノズル内部に堆積する傾向がある。従って、時間の経過と共に、含有物の蓄積は、システムの流れ制御特性が変えられ、かつ、連続鋳造シーケンスの中断が必要となり得る程度にまで、構成要素の幾何学的形状に影響を及ぼし得る。
【０００５】
ストッパの中心を通り下方へ、そしてストッパのノーズ内の放出ポートから外へと、アルゴン等の不活性ガスを注入することにより、アルミナの蓄積および目詰まりが緩和される。しかし、ストッパを過ぎてノズルのスロート内を流れる溶融金属のベンチュリ効果により、放出ポートを介してストッパロッドへと伝わり得る負圧が生成され、いずれかの接合部が気密でない場合にストッパを介して空気が金属内へと吸引されてしまう可能性がある。これまで、この問題は、ストッパロッドの本体とノーズとの間のインターフェースに制限を付与することにより対処されてきた。この制限は、単に孔を狭くするものであってもよく、または、ストッパ孔内に固定された貫通する狭い孔を有するプラグ（多孔質プラグ）により構成されてもよい。制限により背圧が生成され、ストッパロッド内の制限の上流側で正内圧を生じさせることになる。この正内圧は、アルゴン供給路への空気侵入を抑制し、これにより鋳造されている金属内の汚染物の量を低減させる。
【０００６】
圧力に関する全ての言及は、大気圧に対するものであるため、負圧は大気圧より低い圧力に関連し、また、正圧は大気圧より高い圧力に関連することが理解されよう。
【０００７】
上述したような典型的な制限を使用することの欠点としては、時間の経過と共に内圧の上昇が生じ、これによりストッパロッドの亀裂、または分裂さえ引き起こし得るということが挙げられる。
【０００８】
従って、本発明の目的は前述した問題に対処するストッパロッドを提供することである。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の第１の態様によると、上側第１端に入口および下側第２端に出口を有する細長い本体であって、本体の第２端はタンディッシュ出口に挿入するためのノーズを画定する細長い本体と、第１端における入口から第２端における出口まで本体を貫通する連続する軸方向孔と、入口、出口、およびこれらの間の通路を有するリストリクタであって、リストリクタの入口が第２端よりも第１端に近くなるように軸方向孔内に位置付けされているリストリクタと、リストリクタの入口上方から軸方向孔内にガスを供給するように構成されたガス供給管と、を備える、ストッパロッドが提供されている。
【００１０】
ストッパロッドの一実施形態では、リストリクタは、タンディッシュからの溶融金属の流れを制御するためにストッパロッドが採用される場合、リストリクタの出口がタンディッシュ内の溶融金属の液位よりも下方に位置付けされる。
【００１１】
本発明の第２の態様によると、動作（定常）深度まで溶融金属を収容し、かつ、溶融金属を放出するための少なくとも１つのタンディッシュ出口を有するように構成されたタンディッシュと、本発明の第１の態様に係るストッパロッドであって、当該ストッパロッドは、その第２端を少なくとも１つのタンディッシュ出口の上方に配置させた状態で垂直に向けられ、かつ、少なくとも１つのタンディッシュ出口の中へとおよび当該出口から外へと垂直に移動可能であり、これにより少なくとも１つのタンディッシュ出口を通る溶融金属の流れを制御する、ストッパロッドと、使用中にリストリクタの出口がタンディッシュ内の溶融金属の表面よりも下方に配置されるように軸方向孔内で垂直に配置されたストッパロッド内のリストリクタと、を備える、タンディッシュからの溶融金属の流れを制御するための装置が提供されている。
【００１２】
リストリクタの出口は、第２端から測定してストッパロッドの長さの７０％未満の距離に配置され得る。
【００１３】
定常鋳造状態の間、タンディッシュ内の溶融金属の液位は、実質的に一定の動作深度で維持される。つまり、取鍋から流入する金属の流れは、１つまたは複数の鋳型へ流出する流れにより均衡が保たれるということが理解されよう。使用中、１つのスラグ層（または複数のスラグ層）が溶鋼の表面に形成され得るということも理解されよう。通常、溶融金属の表面上に直接液体スラグ層があるが、液体スラグの頂面に追加のパウダー層があってもよい。本発明において、特段の記載がない場合には、タンディッシュ内の溶鋼の表面への言及は、実際、任意の液体スラグ層の表面を指す。個々のタンディッシュ／ストッパアセンブリで異なるものの、通常、使用中は溶鋼（およびスラグ層）の表面は、ストッパロッドの長さの下方６０〜７０％以下が通常タンディッシュ内の溶融金属内に浸漬した状態で、タンディッシュの底から約７０〜８０％のところにある。
【００１４】
出願人は、ストッパロッドの浸漬（高熱）部分からのガス放出が、多数の追加の化学種を軸方向孔に導入し得ると推定した。
【００１５】
また、出願人は、ストッパロッドのノーズに隣接して配置された典型的なリストリクタに約２６０℃の断熱冷却効果（温度降下はリストリクタの領域内のガス温度の関数であり、ノーズ内の温度は約１５６０℃である）が生じ、リストリクタ内のガスの断熱膨張がガスを著しく冷却し、これがさらにリストリクタ自体も冷却することを特定した。従って、出願人は、典型的なリストリクタ内に発生すると思われる閉塞が、リストリクタ内で凝縮し、堆積物を形成するガス物質（つまり、ガス放出種の反応生成物）により引き起こされ、これによりリストリクタを通るガスの流れが制限され背圧の上昇が引き起こされることとなり、ストッパロッドの亀裂または分裂を引き起こし得ると推定した。しかし、故障したストッパロッドの検査において、リストリクタ内に閉塞の形跡がない場合があり、出願人は、これは、リストリクタを通るガスの流れが停止すると、孔内の温度が上昇し、そのためあらゆる堆積物が検出される前に蒸発すると考えていることに留意されたい。
【００１６】
上記の点を踏まえて、出願人は、リストリクタへの入口をストッパロッドのより低温（より上方）の端部に向けて設けることで、ガスがリストリクタを通過する時にはガス放出種が存在しないため、リストリクタの通過する時に冷却および凝縮されるガス放出種から生じる化学堆積物の可能性が低減すると推定した。
【００１７】
リストリクタの軸方向の長さ（つまり、入口と出口との間の距離）は、ストッパロッドの長さ（つまり、第１端と第２端との間の距離）の１０％未満、通常は、約２％〜５％の長さとすることができる。
【００１８】
リストリクタの出口は、ストッパロッドの第２端から距離をあけて配置されるのが好ましい。使用中、リストリクタの入口から出口にわたって圧力が下がることを理解されたい。ガスがリストリクタの出口から出ると、ガスは低圧領域を形成しながら広がることになる。この低圧は、ストッパロッドの第２端まで実質的に一定に維持されることになる。従って、リストリクタが比較的短い場合、ストッパロッドの浸漬部分の大部分は過剰圧力（つまり、正圧）にさらされず、浸漬部分への機械的圧力は低減する（これは、別体のノーズがストッパロッドの下端に取り付けられている、または、より一般的には圧縮接続されたノーズ／本体アセンブリを有する二部分ストッパが採用される場合に特に有益である）。更に、リストリクタは、ストッパロッドの上半分にある場合には、より低い熱にさらされるため、より多くの種類の材料から形成することができる。また、ストッパロッドの多孔質壁を介した空気侵入を防ぐために、低圧領域（つまり、リストリクタの出口）は溶融金属の表面よりも下方に配置すべきであることにも留意されたい。
【００１９】
リストリクタに求められることは、その上流側の圧力を上昇させるように流れの抵抗を増大させることであるということが理解できよう。
【００２０】
ストッパロッドの内部形状は、リストリクタを構成してもよく、または、リストリクタは軸方向孔内に挿入されたプラグ状の別体の構成要素であってもよい。
【００２１】
特定の実施形態において、リストリクタは耐火性物質や金属等の非多孔質材料から形成され、かつ、これを貫通する少なくとも１つの孔を有する。単一の孔が設けられる場合は、この孔はストッパロッドの軸方向孔と同軸とすることができる。複数の孔が設けられる（好ましくは各孔がそれぞれ入口および出口を有する）場合は、これらの孔は軸方向孔の軸まわりに均一に分散され得る。複数の孔のそれぞれは、軸方向孔に対して平行または傾斜してよい。各孔の断面形状は特に制限されず、また、各孔は個々に例えば円形、楕円形、または長方形であってよい。更に、各孔の断面形状はその長さによって変化し、各孔の断面積はその長さによって増加、減少、または一定のままであってよい。
【００２２】
あるいは、リストリクタは、耐火性物質または金属等の多孔質材料から形成されてもよい。好適な多孔質構造の例には、気泡体および部分的に焼結した固体が含まれる。
【００２３】
少なくとも１つの孔が円形断面の単一の孔から構成される場合、最も狭い部分で０．５ｍｍ〜４ｍｍ、好ましくは０．７５ｍｍ〜３ｍｍの直径を有し得る。しかし、制限のサイズ（つまり、孔の断面積）はストッパロッドを通る特定の流量に対する所望の背圧を付与するように選択されることが理解されよう。
【００２４】
とりわけ好ましい配置では、リストリクタは、例えば段付き孔を備えるように形成され、出口よりも狭い入口を有する。
【００２５】
リストリクタが長いほど、タンディッシュ内の溶融金属の表面に対するストッパロッドの位置における変化の許容度は大きくなり、リストリクタの出口は、確実にスラグ層の表面よりも下方に配置される（つまり、空気侵入が防止されるように、スラグ層上の全ての点に確実に正圧が付与される）ことが理解されよう。しかし、リストリクタの長さの増加は、背圧の上昇を引き起こすこととなる。更に、孔の断面積の減少もまた、背圧の上昇を引き起こすこととなる。このため、リストリクタの長さと孔の断面積は、所望の背圧を達成するために注意深く選択されるべきである。
【００２６】
ストッパロッドは、ストッパの軸方向孔内に固定された固定ロッドにより通常固定されている。ガス供給管は、固定ロッドを通る通路により構成され得る。あるいは、ガス供給管は、ストッパロッドの外面から軸方向孔へと延在する１つのまたは複数の追加孔であってよい。
【００２７】
ある実施形態において、ストッパロッド本体は、第２端に丸みを帯びたまたは円錐台形状ノーズが備えられている。本体は一体品として形成されてもよいし、または、ノーズ部分と相互プレスされた細長いチューブ部分を備えてもよい。
【００２８】
使用中、アルゴンは軸方向孔を介して与えられる。
【００２９】
本発明の第３の態様によると、溶融金属を放出するための少なくとも１つのタンディッシュ出口を有するタンディッシュを提供することと、少なくとも１つのタンディッシュ出口から溶融金属が流出することを一時的に防ぐために少なくとも１つのタンディッシュ出口内に第２端を配置させた状態で第１の態様に係るストッパロッドを垂直に向けることと、溶融金属をタンディッシュ内に動作深度まで流し込むことと、少なくとも１つのタンディッシュ出口から外へとおよび出口の中へとストッパロッドを垂直に移動させ、これにより少なくとも１つのタンディッシュ出口を通る溶融金属の流れを制御することと、を備え、ストッパロッドが少なくとも１つのタンディッシュ出口から外へとおよび出口の中へと移動する際に、リストリクタの出口がタンディッシュ内の溶融金属の表面より下方にあるように、リストリクタはストッパロッドの軸方向孔内に垂直に配置されている、タンディッシュからの溶融金属の流れを制御するための方法が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
以下、添付の図面を単なる例として参照し、本発明を説明する。
【図１】図１は、動作深度まで溶融金属を含むタンディッシュ内に位置決めされた場合のストッパロッドに沿ったガス流の温度変動を示す。
【図２】図２は、先行技術のように、制限がストッパノーズに隣接して位置決めされる場合、および、本発明の一実施形態に従い、リストリクタがタンディッシュ内の溶融金属の表面近くに位置決めされる場合に関する、ガス温度対ストッパロッドに沿った距離のグラフを示す。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係るストッパロッドの縦軸に沿った断面図を示す。
【図４】図４は、図３のストッパロッドの長さに沿った相対圧力の変動を示すグラフを示す。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の一実施形態に係るリストリクタの上面図を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａのリストリクタの側面断面図を示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ｂの図と類似の拡大断面図を示す。
【図６】図６は、４、６、１０、および１２標準リットル／分（つまり、１ｂａｒ圧力および２０℃）の各流入速度で図３のストッパロッドを通ってアルゴンが流れる場合の圧力対ガス温度の算出されたプロットを示し、プロットされた温度により位置決めされたリストリクタ内で達成される背圧を表す。
【図７】図７は、タンディッシュ内で使用される、本発明の一実施形態に係るストッパロッドを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、動作深度１０６まで（つまり、タンディッシュ１０２の底面上方の一定高さまで）溶融金属１０４を含むタンディッシュ内に位置決めされた際のストッパロッド１００に沿ったガス温度変動を示す。ストッパロッド１００は、その下（第２）端１１６に相互プレスされた丸みを帯びたノーズ部分１１４を有する細長いチューブ部分１１２を備える。連続する軸方向孔１１８はチューブ部分１１２の上（第１）端からノーズ１１４の先端１２２へと設けられている。孔１１８は、チューブ部分１１２の長さに沿って実質的に一定の円形断面を持ち、ノーズ１１４内で内側に向けて次第に細くなる。ストッパロッド１００は、固定ロッド１２６によりタンディッシュ内で垂直姿勢に保持されている。ストッパロッド１００は、タンディッシュ１０２の高さとおおよそ同じ長さである。図からわかるように、動作深度１０６での溶鋼１０４の表面は、ストッパロッド１００の下端１１６から約７０％（およびタンディッシュ１０２の底から約７０％）のところにあることがわかる。
【００３２】
使用中、タンディッシュ１０２内の溶鋼１０４の温度は約１５６０℃である。しかし、ストッパロッド１００の軸方向孔１１８内部のガスの温度（つまりストッパの孔１１８の内面の温度）は、その長さに沿って変化する。従って、ストッパロッド１００の上端１２０に隣接する位置で、ガスの温度は約２００℃であり、また、タンディッシュ１０２内の溶鋼１０４の動作液位１０６の真上では、温度は約５００℃である。溶鋼１０４の深度の約５分の１下った位置では、ガスの温度は約１４００℃であり、溶鋼１０４の深度の約半分の位置で温度は約１５００℃であり、溶鋼１０４の深度の約４分の３下った位置では温度は約１５５０℃である。
【００３３】
制限（図示せず）がストッパノーズ１１４に隣接して位置付け（図１において‘Ａ’と記された位置）された場合、および、リストリクタ３２（図３に図示）が溶鋼１０４の動作（スラグ）液位１０６（図１で‘Ｂ’と記された位置）に位置決めされた場合に関し、ストッパロッド１００に沿った様々な位置で算出されたガス温度を図２にグラフで示す。このようにして、出願人は、リストリクタが位置Ａにある状態で、軸方向孔１１８を通って流れるガスにストッパロッドノーズ１１４に隣接した位置で急激な温度降下が生じ、これにより（ストッパロッド１００の温度が約９００℃〜１４００℃である）先行するガス放出段階中に生成された物質の凝縮が引き起こされることを発見した。しかし、リストリクタ３２が溶鋼１０４の動作液位１０６に隣接して位置決めされている状態では、ガス放出物質が発生する上流側でガスに温度降下が生じ、そのためリストリクタ３２内に望まれない化学種が堆積する可能性がより少なくなる。従って、ストッパロッド１００のより温度の低い上端１２０に向かうより高い位置にリストリクタ３２を設けることにより、リストリクタ３２が化学種の物理的堆積により閉塞される可能性が低下する。
【００３４】
理論に固執する意図ではないが、出願人はストッパロッド１００内のガス放出の結果、以下の化学反応が発生すると考えている。９８３℃以上で一酸化炭素が形成される（式１）。次に二酸化炭素はケイ素と反応しシリカを形成する（式２）。更に、酸化マグネシウムが炭素と反応し、マグネシウムと一酸化炭素を形成し得る（式３）。次にマグネシウムとシリカからフォルステライトが形成され得る（式４および５）。
Ｃ（ｓ）＋Ｏ２（ｇ）→ＣＯ（ｇ）＋１／２  Ｏ２（ｇ）                                  式１
Ｓｉ（ｓ，ｌ）＋ＣＯ（ｇ）→ＳｉＯ（ｇ）＋Ｃ（ｓ）                                    式２
ＭｇＯ（ｓ）＋Ｃ（ｓ）→Ｍｇ（ｇ）＋ＣＯ（ｇ）                                      式３
Ｍｇ（ｇ）＋４ＳｉＯ（ｇ）→Ｍｇ２ＳｉＯ４（ｓ）＋３Ｓｉ（ｓ，ｌ）                      式４
２Ｍｇ（ｇ）＋ＳｉＯ（ｇ）＋３／２  Ｏ２（ｇ）→Ｍｇ２ＳｉＯ４（ｓ）＋３Ｓｉ（ｓ，ｌ）    式５
【００３５】
上記反応のいくつか、または、全ては、使用中に従来の制限を閉塞させる化学堆積物の原因になり得る。しかし、上述した理由により、本発明の実施形態はこの問題を克服すると考えられる。
【００３６】
図３を参照すると、本発明の一実施形態に係るストッパロッド１０が示されている。ストッパロッド１０は、下（第２）端１６に丸みを帯びたノーズ部分１４を有する細長いチューブ部分１２を有し、これら２つの部分を相互プレスすることにより形成される。連続する軸方向孔１８は、チューブ部分１２の上（第１）端２０からノーズ１４の端２２へと設けられている。軸方向孔１８はチューブ部分１２の長さに沿って約３８ｍｍの実質的に一定の円形断面を有する。ノーズ１４の上部において、孔１８の側壁２３は、先端２２で終わる内側へとゆるやかに細くなる円錐台形状噴出口を形成する前に、内側に湾曲している。通常、先端２２の出口における孔１８は、約３〜５ｍｍの直径を有する。
【００３７】
チューブ部分１２の上端２０は、使用中に固定ロッド２６を受けるように構成されている。従って、上端２０に向かって、ねじ込みセラミックインサート２８が、固定ロッド２６の端部と係合するために孔１８の側壁に設けられている。セラミックインサート２８の上流側では、固定ロッド２６とチューブ部分１２との間にガスケット３０が設けられ、これらの間に気密シールを生成している。固定ロッド２６は、ストッパロッドの軸方向孔１８の内へとアルゴンガスを供給することができる孔を有することにより、この実施形態でガス供給管として機能する。更に、固定ロッド２６の自由端は、使用中ストッパロッド１０の高さおよび位置を制御するように構成された支持機構（図示せず）に取り付けられている。
【００３８】
ストッパロッド１０の上半分で、「プラグ」状のリストリクタ３２が孔１８内に設けられている。図示される実施形態では、リストリクタ３２は、ストッパロッド１０の長さの約３０％だけ、ストッパロッド１０の上端２０から下流側に位置決めされている。リストリクタ３２は、これを貫通する一定断面である中心円形孔３８を有する円筒形の本体３６を備える。リストリクタ３２はアルミナから形成され、約１ｍｍの直径、および（ストッパロッド１０の長さの約３．５％に相当する）約３５ｍｍの長さ（つまり、入口３４と出口３５との間の距離）を有する孔３８を有する。
【００３９】
使用中、リストリクタ３２は軸方向孔１８を通る流れに対して増大した抵抗を引き起こし、これによりリストリクタの入口３４の上流側で圧力（つまり、背圧）が上昇することとなる。所定の背圧は、孔３８のサイズ（つまり、長さおよび断面積）、ならびに、軸方向孔１８を通るガス（例えば、アルゴン）の流量を注意深く選択することにより提供することができる。特定の実施形態では、リストリクタ３２の上流側圧力を正圧（つまり、大気圧を超える圧力）に、リストリクタ３２の下流側圧力を負圧にすることが望ましい。これは、この配置により、リストリクタ３２の上方への空気侵入は抑制され、リストリクタ３２の下方へ加えられる高圧による機械的応力が低減されるためである。ガスがストッパロッド１０の上端２０から流入する点と、ストッパロッド１０の下端１６から流出する点との間のこのような圧力降下を示すグラフを図４に示す。このように、リストリクタ３２の孔３８の入口３４と出口３５との間で（正から負への）大きい圧力降下が起こることがわかる。リストリクタ３２の出口３５の真下で、ガス圧力はわずかに上昇するが、負圧のままである。その後、ガス圧力はストッパノーズ１４まで実質的に一定のままである。ノーズ１４の孔１８が先端２２に向かって内側に次第に細くなるにつれて、ガス圧力はストッパロッド１０から流出する前にわずかに降下する。ストッパロッド１０の下端１６内の負圧のレベルは、ストッパノーズ１４を通過する溶融金属の流量、ならびにストッパロッド１０および使用されている浸漬入口ノズルの幾何学的形状に依存することは理解されよう。
【００４０】
図５Ａ、ＢおよびＣは、本発明の一実施形態では、図３で示されるようなストッパロッド内で採用され得る別のリストリクタ４０を示す。リストリクタ４０は、本体４２の上端４４に向かってわずかに外側に次第に細くなる円錐台形状本体４２が設けられている。上端４４において、水平面に対して約４５°で内側に向けて細くなる更なる円錐台形状部分４６が設けられている。円錐台形状部分４６は、上端４４の幅の約半分の上部終端面４８を有する。浅い丸みを帯びた先端５０は、面４８から上に向けて延在する。狭い（直径１ｍｍ）孔５２は先端５０の中心を通って垂直に設けられている。面４８において、孔５２は、段付けされ、円錐台形状部分４６および本体４２の中心を通って延在するより大きい（３ｍｍ直径の）孔５４を形成する。従って、本実施形態では、入口５６は狭い孔５２の上端に設けられ、また、出口は大きい孔５４の下端に設けられる。
【００４１】
図６は、４、６、１０、および１２標準リットル／分の各速度で図３のストッパロッド１０（つまり、１ｍｍの直径の孔３８を有する）を通ってアルゴンが流れる場合に、リストリクタ３２の上流側で算出された圧力をガス温度に対してプロットしたグラフを示す。温度の目盛りは、ストッパロッドの軸方向孔内のリストリクタの位置を表す（つまり、より高い温度は、孔のより下方側に位置決めされたリストリクタを表す）。従って、従来のノーズ位置ではリストリクタを通る流量８リットル/分（１５００℃）は、１．５ｂａｒの相対背圧を生成する一方、スラグライン（５００℃）に位置決めされた場合では、流量１２リットル/分が同じ相対背圧で採用され得る。アルゴンの処理量が増加するということは、ストッパロッドがより大きい鋳型と共に使用できることを意味するため、これは好都合である。
【００４２】
図７は、タンディッシュ内で使用される、本発明の更なる実施形態に係るストッパロッド６０の断面図を示す。ストッパロッド６０は図３で示すものと実質的に類似しており、同一参照符号は同一の部分に対して使用される。図７からわかるように、ストッパロッド６０は、タンディッシュ６２のベース６６内の流出口６４の上方に垂直に位置決めされている。溶融金属を下方の鋳型（図示せず）へと誘導する浸漬入口ノズル６８は流出口６４を囲っている。浸漬入口ノズル６８の流入口は、凸状に湾曲したスロート領域７０を備える。使用中、ストッパロッド６０の丸みを帯びたノーズ１４は、スロート領域６８内で上昇および降下し、浸漬入口ノズル６８を通る溶融金属の流れを制御する。ストッパロッド６０から外れた位置で、取鍋シュラウド７２が設けられる。図示されていないが、取鍋シュラウド７２はその上方に配置された取鍋から金属を誘導するように構成されている。
【００４３】
図７からわかるように、溶融金属がタンディッシュ内の動作深度７４まで与えられた場合、取鍋シュラウドの下端はスラグ層７６よりも下である。更に、この実施形態では、リストリクタ４０は、スラグ層７６の頂面より下方に入口５６を、スラグ層７６の底面より上方に出口５７を有するストッパロッド５７内に設けられている。従って、使用中、リストリクタ４０の上方（つまり、スラグ層７６の上方）に正圧が付与され、リストリクタ４０の下方（つまり、スラグ層７６の下方）に負圧が付与されることになる。従って、リストリクタ４０の上方への空気侵入は防止され、リストリクタ４０がストッパロッド６０内でより高くかつより低温の位置にあるため、リストリクタ４０内の化学種の物理的堆積による閉塞のリスクは低減する。
【００４４】
本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に様々な変更を加え得ることは、当業者には容易に理解されよう。例えば、上記記載はタンディッシュ内で使用されるストッパロッドに関するが、本発明の態様は他の用途で使用されるストッパロッドにも同様に適用することができる。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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