(57)【要約】  冶金用レードル、より具体的には、レードルボトム、又はレードルボトムにおけるレードルブロックは、溶融金属を流出することができる流出孔を有する。レードルボトムは、流出孔の入口の中心と壁の中心とをつなぐ線に対して垂直な主要寸法を有する少なくとも１つの壁によって境界が定められる開放端チャネルを含む。選択された構成では、開放端チャネルの境界を定める壁の対向する面は、それぞれ、水平面において凸状及び水平面において凹状である。
2014526386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱レードルブロックであって、
上面を有し、レードルブロック本体上面の平面に中心を有する流出孔を画定するレードルブロック本体と、
主要水平軸及び前記流出孔に隣接する内面を有する壁であって、前記主要水平軸が中心点を有する壁と、を備え、
前記流出孔の中心及び前記主要水平軸の中心点を通る線が、前記主要水平軸に対して垂直であり、
前記レードルブロック本体上面の平面における前記流出孔の主寸法がＤであり、
前記レードルブロック本体上面の平面における前記流出孔の前記中心から前記壁内面までの距離がＷ／２であり、
１／２Ｄ≦Ｗである、耐熱レードルブロック。
【請求項２】
Ｄ≦Ｗである、請求項１に記載の耐熱レードルブロック。
【請求項３】
１／２Ｄ≦Ｗ≦３．５Ｄである、請求項１に記載の耐熱レードルブロック。
【請求項４】
前記壁内面が中心及び末端部を有し、
前記壁内面の中心及び前記壁内面の前記末端部が、ベベル及び面取りを考慮せずにチャネル出口角度を形成し、
前記チャネル出口角度の値が０°以上４０°以下である、請求項１に記載の耐熱レードルブロック。
【請求項５】
前記チャネル出口角度の値が０°以上３０°以下である、請求項４に記載の耐熱レードルブロック。
【請求項６】
前記チャネル出口角度の値が０°以上２５°以下である、請求項４に記載の耐熱レードルブロック。
【請求項７】
前記チャネル出口角度の値が０°以上２０°以下である、請求項４に記載の耐熱レードルブロック。
【請求項８】
前記チャネル出口角度の値が５°以上２０°以下である、請求項４に記載の耐熱レードルブロック。
【請求項９】
Ｌが各壁の一端から他端までの直線距離を示し、
Ｄ≦Ｌ≦５Ｄである、請求項１に記載の耐熱レードルブロック。
【請求項１０】
主要水平軸及び前記流出孔に隣接する内面を有する第２の壁を更に備え、前記主要水平軸が中心点を有し、前記壁が前記流出孔の両側に配置される、請求項１に記載の耐熱レードルブロック。
【請求項１１】
第１の流出壁が前記流出孔に面する水平面に凸面を有し、第２の流出壁が前記流出孔に面する水平面に凹面を有する、請求項１０に記載の耐熱レードルブロック。
【請求項１２】
各壁の両端が前記主要水平軸の両端に近接して配置され、
Ｄが前記レードルブロック本体上面における前記孔の直径を示し、
Ｌが各壁の一端から他端までの直線距離を示し、
Ｄ≦Ｌ≦５Ｄである、請求項１０に記載の耐熱レードルブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、耐熱物品、より具体的には、連続注型成形作業において溶融金属の移送に用いられる耐熱成形物に関する。
【背景技術】
【０００２】
（米国特許法施行規則１．９７及び１．９８に基づいて開示された情報を含む関連技術の説明）
レードル（容器）は、冶金作業中に金属溶湯のバッチを入れたり、移送したりするために用いられる容器である。例えば、鋼の製造等では、スラグの層が金属溶湯の上面を覆っていることが多い。必要に応じて、レードルの底部に配置された流出口を通してレードルから金属溶湯を流出してもよい。流出している間、スラグを金属に混入させることなくレードルから金属を完全に流出しきることが望ましく、また有利である。スラグ混入は、望ましくなく、また、中間又は最終の金属製品における欠陥に加えて、注型成形又は精錬作業において問題を引き起こすこともある。
【０００３】
スラグの混入は、浮遊スラグ及び巻き込みスラグの両方から生じ得る。スラグは、通常、金属溶湯よりも密度が低く、一般的に、金属溶湯の静止バッチの表面上に別個の層として浮いている。金属溶湯を注入している間、スラグが流動流内に巻き込まれる場合がある。巻き込みとは、溶融鋼中にスラグ粒子が存在することである。巻き込みは、多くの場合、溶融金属とスラグとの間の界面が乱流によって乱されたときに生じる。このような乱流は、溶融金属とスラグとを混合してしまう場合がある。静止状態では、巻き込みスラグは、徐々に表面に浮かぶが、注型成形の乱流により、溶融金属中にかなりの量の巻き込みスラグが保持される場合がある。
【０００４】
金属がレードルから流出されるときには、浮遊スラグが流出口に接近するので、金属流にスラグが混入する可能性が高まる。オペレータは、レードルから出ていく溶融金属流中にスラグを見つけた場合、注入を停止する。オペレータは、レードル流出物中にスラグが混入するのを避けるために、早めに注入を停止する場合さえある。レードル内に残ったスラグ及び金属は、廃棄される。金属の廃棄は収量を低下させるので、コストがかかり且つ非効率であるが、同時に、スラグの混入を低減するためには必要である。
【０００５】
レードル内又はレードル流出物中のスラグを検出するための様々な方法及び物品が存在する。これらの方法は、多くの場合、オペレータによる操作を必要とし、レードルの内側及び外側に配置された電子及び音波検出装置を含む。例えば、レードル内に配置された検出器は、浸漬した検出器を浮遊スラグが横切ったときの電気抵抗の変化を測定することによって、溶融金属の液位低下を検出することができる。同様に、音波パルスは、レードル流出物中のスラグの存在を同定することができる。両技術は、スラグの存在を検出するのみであり、流出物中のスラグの存在を能動的に減少させるものではない。
【０００６】
渦動の現象は、レードル流出物中にスラグを巻き込む原因となる。渦動は、渦巻においてみられるように、空間中の孤立曲線の周囲の回転によって支配される流体運動の発生である。レードルでは、この運動は、レードルの流出口を貫通する曲線の周囲で生じる。渦は、一旦生じると、持続する傾向がある。
【０００７】
先行技術では、渦動を低減するための様々な構成が開示されている。１つのこのような構成は、流出口に近接する細長いキャスタレーションを含む。１つの実施形態は、流出口から対称に放射状に広がるキャスタレーションを示す。対称なキャスタレーションは、渦動を低減すると記載されている。しかし、この構成は、渦動を低減するために最適化されてはいない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
渦動及びその結果生じるスラグ巻き込みを最小化する物品が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
その結果、渦動が最小化されているレードルボトムの構成が開発された。廃棄される金属の量を低減し、流出口を通じてスラグが早期に流れ出すのを防ぎ、溶融金属流出液へのスラグの混入を低減することを含むこの構成は、レードル流出作業の効率を高める。
【００１０】
本発明は、冶金用レードル、溶融金属を流出することができる流出口を有するかかる冶金用レードルの底部、特に流出ブロック、及びスラグを金属に混入させることなく流出口を通してレードルから流出され得る金属溶湯の割合を増加させる方法に関する。
【００１１】
本発明は、レードルボトム、及び流出チャネルを有する流出ブロックを含む。チャネルは、距離Ｗだけ離れている２枚の壁によって形成される。壁は、レードルブロック流出口を含むブロックによって支持されていてもよく、又はそのブロックの延長部分であってもよい。あるいは、第１の壁は、レードルブロック流出口を含むブロックによって支持されていてもよく、又はそのブロックの延長部分であってもよく、また、レードルブロックは、使用中に、レードルボトムの別の部分又はレードルボトムに取り付けられている別個の構造が、レードルブロック流出口の第１の壁とは反対側において第２のチャネル壁として機能するようになっていてもよい。特定の実施形態では、第１の壁は、流出チャネルの入口の中心と壁の中心とをつなぐ線に対して垂直な主要寸法を有する。レードルボトム流出口は、２枚の壁の間に存在する。２枚の壁は、長さＬを有する。レードルボトム流出口は、その入口において主寸法Ｄを有する。Ｄ≦Ｌ≦５Ｄ、１／２Ｄ≦Ｗ≦３．５Ｄ、且つ０．８≦Ｌ／Ｗ≦２．５である構成が、渦動を低減することが見出された。特定の実施形態では、Ｄ≦Ｗ≦３．５Ｄである。特定の実施形態では、Ｈ＞Ｄである。また、壁が水平断面において凸状又は凹状である構成、及び流出ポートによって隔てられている、対向する壁が凸／凹対を形成する構成も、渦動を低減することが見出された。これら壁における凸面及び凹面は、平滑曲面を形成するために突き出ている平滑曲線の形態であってもよく、平面状小面を形成するために突き出ている一連の線の形態をとってもよく、又は平滑曲線部分及び平面状小面部分の両方を含む表面を形成するために突き出ている、１以上の平滑曲線と１以上の線との組み合わせであってもよい。更に、壁のうちの１つ又は各壁は、その中点に湾曲したくぼみを含んでいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のレードルブロックの概略図である。
【図２】本発明のレードルブロックの選択された構成要素の概略図である。
【図３】本発明のレードルブロックの選択された構成要素の概略図である。
【図４】本発明のレードルブロック（実施形態Ａ）の斜視図である。
【図５】本発明のレードルボトム（実施形態Ａ）の斜視図である。
【図６】本発明のレードルボトム（実施形態Ａ）の斜視図である。
【図７】本発明のレードルボトム（実施形態Ｂ）の斜視図である。
【図８】本発明のレードルボトム（実施形態Ｂ）の斜視図である。
【図９】本発明のレードルボトム（実施形態Ｃ）の斜視図である。
【図１０】本発明のレードルボトム（実施形態Ｃ）の斜視図である。
【図１１】本発明のレードルボトム（実施形態Ｄ）の耐熱構成要素の斜視図である。
【図１２】先行技術及び実施形態Ａのレードルボトムの性能を表したグラフである。
【図１３】先行技術並びに実施形態Ｂ及びＣのレードルボトムの性能を表したグラフである。
【図１４】流れの流線を示す本発明のレードルボトム（実施形態Ａ）の透視ワイヤフレーム図である。
【図１５】流れの流線を示す本発明のレードルボトム（実施形態Ａ）の透視ワイヤフレーム図である。
【図１６】流れの流線を示す本発明のレードルボトム（実施形態Ｂ）の透視ワイヤフレーム図である。
【図１７】流れの流跡線を示す本発明のレードルボトム（実施形態Ｂ）の透視ワイヤフレーム図である。
【図１８】流れの流線を示す本発明のレードルボトム（実施形態Ｂ）の透視ワイヤフレーム図である。
【図１９】流れの流線を示す本発明のレードルボトム（実施形態Ｂ）の透視ワイヤフレーム図である。
【図２０】流れの流線を示す本発明のレードルボトム（実施形態Ｂ）の透視ワイヤフレーム図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明のレードルブロック１０の１つの実施形態を示す。レードルブロック１０は、レードルブロック本体上面２３から下方に流出孔２１が貫通しているレードルブロック本体２０を備える。壁２５は、レードルブロック本体２０から上方に延在する。壁２５は、流出孔２１の両側に配置されている。壁２５は、幅Ｗを有する流出チャネルによって隔てられている。壁２５は、ｈによって示される高さを有する。壁２５は、Ｌによって示される長さを有する。流出孔２１は、Ｄによって示される主寸法を有する。壁内面２６は、流出孔２１の上方の体積部に面する壁２５の部分である。
【００１４】
流出孔２１は、レードルブロック本体上面２３に円形又は楕円形の入口を有してよい。流出孔２１の入口は、円形であってもよく、楕円形に描いてもよい。流出孔２１の主寸法Ｄは、壁２５の長さＬに対して平行であってよい。レードルブロック本体上面２３から下に傾斜する流出孔２１の表面は、円錐台形部分を有してもよい。通常、流出口は、レードルの低点に存在する。
【００１５】
本発明の特定の実施形態では、単一の壁がレードルブロック本体２０から上方に延在する。このような構成では、流出チャネルは、レードルブロック本体上面２３、壁２５、及び単一の壁から流出孔を越えて位置する共働表面によって画定される。単一壁構成の場合、壁内面から孔の中心点までの距離は、Ｗ／２である。単一の壁又は２枚の壁を有する本発明の特定の実施形態は、上面を有し、レードルブロック本体上面の平面に中心を有する流出孔を画定するレードルブロック本体を備える耐熱レードルブロックであって、主要水平軸２７及び流出孔に隣接する内面２６を有する壁２５を更に備え、主要水平軸が中心点２８を有し、レードルブロック本体上面の平面における流出孔の中心３０及び主要水平軸の中心点２８を通過する線２９が、主要水平軸に対して垂直であり、レードルブロック本体上面の平面における流出孔の中心３０から壁内面までの距離３１がＷ／２であり、１／２Ｄ≦Ｗである、耐熱レードルブロックとして定義され得る。特定の実施形態では、Ｄ≦Ｗ又はＤ≦Ｗ≦３．５Ｄである。壁の両端は、主要水平軸の両端に近接して配置される。
【００１６】
Ｄ≦Ｌ≦５Ｄ、Ｄ≦Ｗ≦３．５Ｄ、且つ０．８≦Ｌ／Ｗ≦２．５である構成が、渦動を低減することが見出された。特定の構成では、１≦Ｌ／Ｗ≦１．５である。
【００１７】
使用中は、レードルブロック本体をレードルボトムに設置し、レードルボトムによって取り囲んでよい。金属溶湯及びスラグを収容するためにレードルボトムから上方に延在するレードルの壁は、図１には図示されていない。流出孔２１は、通常、レードルの低点に存在する。
【００１８】
露出している壁表面は、金属溶湯に曝される水平面、水平面に対してある角度をなす面、及び側壁を有し得る。側壁は、レードルボトムに対して垂直又は実質的に垂直であってよい。側壁は、湾曲していてもよく、面取りされていてもよく、又は別の方法で流出口の上方の流れに対する上部圧力を可能にし、スラグ混入を低減するような形状であってよい。
【００１９】
溶融金属が流出孔を通ってレードルから出るとき、スラグが浮いている状態のレードル内の溶融金属の液位が低下する。レードルブロックの壁は、渦動を防ぐ、レードルブロックの要素の幾何学的関係は、渦動を生じさせる垂直軸の周囲の流れの回転を防ぐと考えられる。レードルブロック本体上面よりも高い高度を有する水平レードルボトム表面は、溶融金属を流出口に向かわせ続けながらスラグを回収又は捕捉するために、金属溶湯に比べてスラグの密度が低く、粘度が高いことを利用する。
【００２０】
図２は、本発明のレードルブロックの選択された要素の平面状断面を表す。この図では、流出孔２１は、一対の壁２５に隣接し、壁の一方は、流出孔２１に面する水平面に凸面を有し、壁の他方は、流出孔２１に面する水平面に凹面を有する。各壁は、この断面で見たとき直線状の中心部分、及びこの断面で見たとき隣接する曲線部分を有する。壁内面２６は、流出孔２１の上方にある体積部に面する壁２５の部分である。チャネル３２は、壁内面２６間の壁２５によって囲まれている空間である。チャネル中心線３４は、壁内面２６の末端部における丸み付け及びベベルを考慮せずに、壁内面２６から等距離にあるチャネル３２の中心である。チャネル中心線半径３６は、チャネル中心線３４の終点においてチャネル中心線３４に対して垂直な線であり、チャネル中心線によって描かれる角度（channel center line described angle）３８で交差する。チャネル中心線によって描かれる角度３８の値は、５〜１２０°、５〜１１０°、５〜１００°、又は５〜９０°の範囲内であってもよい。チャネル出口角度３９は、壁内面２６の中心の、壁内面２６の末端部に対する角度であり、その値は、０〜４０°、５〜３０°、０〜３０°、５〜２５°、０〜２５°、５〜２０°、又は０〜２０°の範囲内であってもよい。チャネル出口角度３９は、壁内面の末端部における面取り又は丸み付けを考慮せずに測定される。上述の範囲内のチャネル出口角度は、渦動の低減に寄与することが見出された。
【００２１】
図３は、本発明のレードルブロックの選択された要素の平面状断面を表す。この図では、流出孔２１は、流出孔２１に面する凸面である壁２５に隣接している。壁内面２６は、流出孔２１の上方にある体積部に面する壁２５の部分である。チャネル中心線３４は、流出孔２１の中心を通過する壁内面２６（壁内面２６の末端部の丸み付け及びベベルを考慮せずに）から一定の距離にある線である。チャネル中心線半径３６は、チャネル中心線３４の終点においてチャネル中心線３４に対して垂直な線であり、チャネル中心線によって描かれる角度３８で交差する。チャネル中心線によって描かれる角度３８の値は、５〜１２０°、５〜１１０°、５〜１００°、又は５〜９０°の範囲内であってもよい。チャネル出口角度３９は、壁内面２６の中心の、壁内面２６の末端部に対する角度であり、その値は、０〜４０°、５〜３０°、０〜３０°、５〜２５°、０〜２５°、５〜２０°、又は０〜２０°の範囲内であってもよい。チャネル出口角度３９は、壁内面の末端部における面取り又は丸み付けを考慮せずに測定される。
【００２２】
図４は、流出孔２１がレードルブロック本体上面２３から下方に貫通するレードルブロック本体２０を有する、本発明に係る単一壁レードルブロック４０を表す。流出孔２１は、レードルブロック本体２０から上方に突出している壁２５に隣接する。壁内面２６は、流出孔２１に隣接する壁２５の表面である。壁内面２６の各末端部は、壁張出部４３で終わる。レードルブロック本体２０の各末端部では、敷居４５が上方に突出している。レードルブロック嵌合面４７は、レードルブロック本体２０の壁２５の反対側の側面に配置され、レードルブロック嵌合面４７は、別個の耐熱片と嵌合してレードルブロック本体上面２３に隣接する壁を形成するように、又は壁の機能を果たし得るレードルボトムの内側径方向面と嵌合するようになっている。
【００２３】
図５は、単一壁レードルブロック４０が設置されているレードルボトム５０（実施形態Ａ）の斜視図である。金属溶湯及びスラグを収容するとみられるレードルボトムの部分から上方に延在するレードルの壁の上部は図示されていない。レードルボトム５０は、レードルボトム内側径方向面５２を有し、単一壁敷居レードルブロック４０は、レードルブロックの嵌合面（この図では見えない）が内側径方向面５２と接触するようにレードルボトム５０に設置されている。上方段丘部衝突領域５４及び上方段丘部隣接領域５６は、レードルボトム５０の底内面から上方に延在する。中間段丘部５８の高さは、上方段丘部衝突領域５４又は上方段丘部隣接領域５６よりも低い。パージプラグ６０は、中間段丘部５８と同じ高度又は中間段丘部５８よりも低い高度の位置でレードルボトム５０に設置され、この実施形態では、パージプラグ６０は、中間段丘部５８に隣接する領域に、中間段丘部５８よりも低い高度で設置される。図示する実施形態では、レードルブロック４０は、敷居４５が中間段丘部５８と同じ高度を有するようにレードルボトム５０に設置される。チャネル３２は、レードルブロック本体上面２３の上方、且つ壁２５とレードルボトム内側径方向面５２との間に形成される。図示する実施形態では、流出孔２１は、円形断面を有する。流出孔２１の内面の上部は、小さい方の半径を有する末端部で円筒形表面に接合する錐台の表面又は反転円錐台表面の形態をとる。
【００２４】
図６は、単一壁レードルブロック４０が設置されているレードルボトム５０（実施形態Ａ）の斜視図である。レードルボトム５０は、レードルボトム内側径方向面５２を有し、単一壁敷居レードルブロック４０は、レードルブロックの嵌合面（この図では見えない）が内側径方向面５２と接触するようにレードルボトム５０に設置されている。上方段丘部衝突領域５４及び上方段丘部隣接領域５６は、レードルボトム５０の底内面から上方に延在する。中間段丘部５８の高さは、上方段丘部衝突領域５４又は上方段丘部隣接領域５６よりも低い。パージプラグ６０は、中間段丘部５８と同じ高度又は中間段丘部５８よりも低い高度の位置でレードルボトム５０に設置され、この実施形態では、パージプラグ６０は、中間段丘部５８に隣接する領域に、中間段丘部５８よりも低い高度で設置される。図示する実施形態では、レードルブロック４０は、敷居４５が中間段丘部５８と同じ高度を有するようにレードルボトム５０に設置される。チャネル３２は、レードルブロック本体上面２３の上方、且つ壁２５の内面２６とレードルボトム内側径方向面５２との間に形成される。内面２６は、張出部４３で終わる。図示する実施形態では、流出孔２１は、円形断面を有する。流出孔２１の内面の上部は、小さい方の半径を有する末端部、で円筒形表面に接合する錐台の表面又は反転円錐台表面の形態をとる。
【００２５】
図５〜６に記載する装置の特定の実施形態は、Ｄ（レードルブロック本体上面２３における孔２１の直径）、Ｌ（各壁２５の一端から他端までの直線距離）、Ｗ（チャネル壁２５（張出部４３を除く）とレードルブロック嵌合面４７との間の距離）、及びＨ（レードルブロック本体上面２３から壁２５の頂部までの距離）の観点で記載する幾何学的関係を有する。Ｄの値が２４６ｍｍである場合、Ｄ≦Ｗ≦３．５Ｄ（Ｗは２４６ｍｍ〜８６１ｍｍの範囲である）、Ｄ≦Ｌ≦５Ｄ（Ｌは２４６ｍｍ〜１２３０ｍｍの範囲である）、０．８≦Ｌ／Ｗ≦２．５、且つＨ≧１Ｄ（２４６ｍｍ以上）である構成は、渦動を低減する。Ｗの値が６７５ｍｍであり、Ｄが２４６ｍｍであり、Ｌが６１１ｍｍであり、Ｌ／Ｗ比が０．９であり、チャネル高さが２７２ｍｍであり、壁２５の中点におけるチャネルの中心線とチャネルの末端部におけるチャネルの中心線との間の角度が２０°であれば、これら基準を満たす。
【００２６】
図７は、二枚壁レードルブロック７０が設置されているレードルボトム５０（実施形態Ｂ）の斜視図である。レードルボトム５０は、レードルボトム内側径方向面５２を有し、二枚壁レードルブロック７０は、レードルブロックの嵌合面（この図では見えない）が内側径方向面５２と接触するように、レードルボトム５０に設置されている。中間段丘部５８は、レードルボトムの底部の内面から上方に延在し、敷居領域７２を部分的に取り囲む。敷居領域７２は、レードルボトム５０において、敷居領域７２が中間段丘部５８と同じ高度を有するように構成される。レードルブロック７０は、レードルブロック本体上面２３が各敷居領域７２よりも低い高度を有し、且つ各敷居領域７２に隣接するように、レードルボトム５０に設置される。
【００２７】
図７に示されている実施形態では、壁２５は、流出孔２１の両側においてレードルブロック本体上面２３から上方に延在する。チャネル３２は、レードルブロック本体上面２３の上方、且つ壁２５の内面２６間に形成される。この実施形態では、一方の内面２６は、小面を有する凹面であり、他方の内面２６は、小面を有する凸面である。この実施形態では、小面を有する凹面である内面２６は、張出部４３で終わる。図示する実施形態では、流出孔２１は、円形断面を有する。流出孔２１の内面の上部は、小さい方の半径を有する末端部で、円筒形表面に接合する錐台の表面又は反転円錐台表面の形態をとる。レードルブロック傾斜面７４は、流出孔２１から離れる方向に、小面を有する内側凸面を有する壁２５の側面から延在し、傾斜面は、流出孔２１から離れて延びるにつれて高度が低下する。中間段丘部５８における垂直開口部は、ポートプラグ７６に適合する。
【００２８】
図８は、二枚壁レードルブロック７０が設置されているレードルボトム５０（実施形態Ｂ）の斜視図である。レードルボトム５０は、レードルボトム内側径方向面５２を有し、二枚壁レードルブロック７０は、レードルブロックの嵌合面（この図では見えない）が内側径方向面５２と接触するように、レードルボトム５０に設置されている。中間段丘部５８は、レードルボトムの底部の内面から上方に延在し、各敷居領域７２を部分的に取り囲む。敷居領域７２は、レードルボトム５０において、各敷居領域７２が中間段丘部５８と同じ高度を有するように構成される。レードルブロック７０は、レードルブロック本体上面２３が各敷居領域７２よりも低い高度を有し、且つ各敷居領域７２に隣接するように、レードルボトム５０に設置される。
【００２９】
図８に示されている実施形態では、壁２５は、流出孔２１の両側においてレードルブロック本体上面２３から上方に延在する。チャネル３２は、レードルブロック本体上面２３の上方、且つ壁２５の内面２６間に形成される。この実施形態では、一方の内面２６は、小面を有する凹面であり、他方の内面２６は、小面を有する凸面である。この実施形態では、小面を有する凹面である内面２６は、張出部４３で終わる。図示する実施形態では、流出孔２１は、円形断面を有する。流出孔２１の内面の上部は、小さい方の半径を有する末端部で、円筒形表面に接合する錐台の表面又は反転円錐台表面の形態をとる。レードルブロック傾斜面７４は、流出孔２１から離れる方向に、小面を有する内側凸面を有する壁２５の側面から延在し、傾斜面は、流出孔２１から離れて延びるにつれて高度が低下する。中間段丘部５８における垂直開口部は、ポートプラグ７６に適合する。
【００３０】
図９は、二枚壁レードルブロック７０が設置されているレードルボトム５０（実施形態Ｃ）の斜視図である。レードルボトム５０は、レードルボトム内側径方向面５２を有し、二枚壁、敷居レードルブロック７０は、レードルブロックの嵌合面（この図では見えない）が内側径方向面５２と接触するように、レードルボトム５０に設置されている。中間段丘部５８は、レードルボトムの底部の内面から上方に延在する。敷居領域７２は、壁２５の末端部に近接している、中間段丘部５８と同じ高度を有する領域である。レードルブロック７０は、レードルブロック本体上面２３が各敷居領域７２よりも低い高度を有し、且つ各敷居領域７２に隣接するように、レードルボトム５０に設置される。角度付き領域８２は、下方へ角度をなし、レードルボトムの内側径方向面５２から離れ、最低点において、隣接している中間段丘部５８の高度を有する。
【００３１】
図９に示されている実施形態では、チャネル３２は、レードルブロック本体上面２３の上方、且つ壁２５の内面２６間に形成される。この実施形態では、一方の内面２６は、小面を有する凹面であり、他方の内面２６は、小面を有する凸面である。この実施形態では、小面を有する凹面である内面２６は、張出部４３で終わる。図示する実施形態では、流出孔２１は、円形断面を有する。流出孔２１の内面の上部は、小さい方の半径を有する末端部で、円筒形表面に接合する錐台の表面又は反転円錐台表面の形態をとる。レードルブロック傾斜面７４は、小面を有する内側凸面を有する壁２５の側面から延在し、傾斜面は、流出孔２１から離れて延びるにつれて高度が低下する。中間段丘部５８における垂直開口部は、ポートプラグ７６に適合する。
【００３２】
図１０は、二枚壁レードルブロック７０が設置されているレードルボトム５０（実施形態Ｃ）の斜視図である。レードルボトム５０は、レードルボトム内側径方向面５２を有し、二枚壁、敷居レードルブロック７０は、レードルブロックの嵌合面（この図では見えない）が内側径方向面５２と接触するように、レードルボトム５０に設置されている。中間段丘部５８は、レードルボトムの底部の内面から上方に延在する。敷居領域７２は、壁２５の末端部に近接している、中間段丘部５８と同じ高度を有する領域である。レードルブロック７０は、レードルブロック本体上面２３が各敷居領域７２よりも低い高度を有し、且つ各敷居領域７２に隣接するように、レードルボトム５０に設置される。角度付き領域８２は、下方へ角度をなし、レードルボトムの内側径方向面５２から離れ、最低点において、隣接している中間段丘部５８の高度を有する。
【００３３】
図１０に示されている実施形態では、チャネル３２は、レードルブロック本体上面２３の上方、且つ壁２５の内面２６間に形成される。この実施形態では、一方の内面２６は、小面を有する凹面であり、他方の内面２６は、小面を有する凸面である。この実施形態では、小面を有する凹面である内面２６は、張出部４３で終わる。図示する実施形態では、流出孔２１は、円形断面を有する。流出孔２１の内面の上部は、小さい方の半径を有する末端部で、円筒形表面に接合する錐台の表面又は反転円錐台表面の形態をとる。レードルブロック傾斜面７４は、小面を有する内側凸面を有する壁２５の側面から延在し、傾斜面は、流出孔２１から離れて延びるにつれて高度が低下する。中間段丘部５８における垂直開口部は、ポートプラグ７６に適合する。
【００３４】
図７〜１０に図示されている装置の特定の実施形態は、Ｄ（レードルブロック本体上面２３における孔２１の直径）、Ｌ（各壁２５の一端から他端までの直線距離）、Ｗ（チャネル３２の壁（張出部４３を除く）間の距離）、及びＨ（レードルブロック本体上面２３から壁２５の頂部までの距離）の観点で記載する幾何学的関係を有する。Ｄの値が１７７ｍｍである場合、Ｄ≦Ｗ≦３．５Ｄ（Ｗは１７７ｍｍ〜６１９ｍｍの範囲である）、Ｄ≦Ｌ≦５Ｄ（Ｌは１７７ｍｍ〜８８５ｍｍの範囲である）、０．８≦Ｌ／Ｗ≦２．５、及びＨ≧１Ｄ（２００ｍｍ以上）である構成が、渦動を低減する。Ｗの値が４８３ｍｍであり、Ｄが１７７ｍｍであり、Ｌが５９２ｍｍであり、Ｌ／Ｗ比が０．９であり、チャネル高さが２００ｍｍであり、壁２５の中点におけるチャネルの中心線とチャネルの末端部におけるチャネルの中心線との間の角度が１３．６°であれば、これら基準を満たす。
【００３５】
図１１は、二枚壁レードルブロック７０が設置されているレードルボトムの耐熱部分（実施形態Ｄ）の斜視図である。中間段丘部５８は、レードルボトムの底部の内面から上方に延在する。敷居領域７２は、壁２５の末端部に近接している、中間段丘部５８と同じ高度を有する領域である。レードルブロック７０は、レードルブロック本体上面２３が敷居領域７２よりも低い高度を有し、且つ敷居領域７２に隣接するようにレードルボトムに設置される。
【００３６】
図１１に示されている実施形態では、チャネル３２は、レードルブロック本体上面２３の上方、且つ壁２５の内面２６間に形成される。壁２５は、レードルブロック流出口を含むブロックによって支持されていてもよく、又はそのブロックの延長部分であってもよい。この実施形態では、一方の内面２６は、小面を有する凹面であり、他方の内面２６は、小面を有する凸面である。この実施形態では、内面２６は、張出部４３で終わる。図示する実施形態では、流出孔２１は、円形断面を有する。レードルブロック傾斜面７４は、小面を有する内側凸面を有する壁２５の側面から延在し、傾斜面は、流出孔２１から離れて延びるにつれて高度が低下する。各壁内面２６は、凹部８４を含み、この実施形態では、各凹部８４の表面は、孔２１の延長軸と同軸である円筒形の径方向面の一部の形態をとる。
【００３７】
本発明の特定の実施形態では、寸法Ｗ（チャネル幅）は、凹部８４の寸法を有する。本発明の他の実施形態では、寸法Ｗ（チャネル幅）が他の寸法に関連している場合、凹部８４の寸法は考慮されない。Ｗは、レードルブロック本体上面２３の高度で測定される。
【００３８】
図１１に図示されている装置の特定の実施形態は、Ｄ（レードルブロック本体上面２３における孔２１の直径）、Ｌ（各壁２５の一端から他端までの直線距離）、Ｗ（チャネル３２の壁（張出部４３又は凹部８４を除く）間の距離）、及びＨ（レードルブロック本体上面２３から壁２５の頂部までの距離として定義されるチャネル高さ）の観点で記載する幾何学的関係を有する。Ｄの値が２００ｍｍである場合、Ｄ≦Ｗ≦３．５Ｄ（Ｗは２００ｍｍ〜７００ｍｍの範囲である）、Ｄ≦Ｌ≦５Ｄ（Ｌは２００ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲である）、０．８≦Ｌ／Ｗ≦２．５、及びＨ≧１．１Ｄである構成が、渦動を低減する。Ｗの値が３１７ｍｍであり、Ｄが２００ｍｍであり、Ｌが６６０ｍｍであり、Ｌ／Ｗ比が２．０８であり、チャネル高さが２５０ｍｍであり、壁２５の中点におけるチャネルの中心線とチャネルの末端部におけるチャネルの中心線との間の角度が１０°であれば、これら基準を満たす。
【００３９】
図１２は、先行技術のレンガ製のレードルボトムで得られた結果と、本発明に係る単一壁レードルブロック（図５〜６に図示した実施形態Ａ）が設置されているレードルボトムで得られた結果とを比較したものである。本発明のこの実施形態では、流出孔上方のチャネルは、レードルブロック本体上面、レードルブロック壁、及びレードルボトム内側径方向面の一部によって画定される。グラフの横座標は、ミリメートルで測定される流出口の上方の鋼液位を示す。縦座標は、鋼の残留重量（トン）を示す。グラフの点１１０は、弱い渦動が始まる液位を示し、これは、先行技術の容器内に残る鋼４５００ｋｇ（５トン）、及び本発明の容器内に残る鋼２９００ｋｇ（３．２トン）に相当する。グラフの点１１２は、強い渦動が始まる液位を示し、これは、先行技術の容器内に残る鋼２３００ｋｇ（２．５トン）及び本発明の容器内の鋼７３０ｋｇ（０．８トン）に相当する。グラフの点１１４は、表面の崩壊が生じる液位を示す。先行技術のレードルボトムでは、表面の崩壊は、鋼の高さが３５ｍｍに達したときに始まる。これは、先行技術の容器内に残る鋼１３００ｋｇ（１．４トン）に相当する。本発明の容器では、表面の崩壊が生じるとき、容器内に残る鋼は４６０ｋｇ（０．５トン）である。線１２０は、先行技術のレードルボトム及びレードルブロックについて得られた値を示す。線１２２は、本発明のレードルボトム及びレードルブロック（実施形態Ａ）について得られた値を示す。
【００４０】
図１３は、先行技術のレンガ製のレードルボトムで得られた結果と、本発明に係るレードルブロック（図７〜８及び９〜１０に図示）が設置されているレードルボトムで得られた結果との比較を示す。本発明のこの実施形態では、流出孔上方のチャネルは、レードルブロック本体上面、及び流出孔の両側の２枚のレードルブロック壁によって画定される。グラフの点１１０は、流出口の上方でレードル流出中に弱い渦動が始まり得る液位を示す。先行技術の構成では、弱い渦動は、残留鋼４７００ｋｇ（５．２トン）で生じる。図７〜８の実施形態Ｂの場合、残留鋼３４００ｋｇ（３．８トン）で弱い渦動が生じ、図９〜１０の実施形態Ｃの場合、残留鋼３０００ｋｇ（３．３トン）で生じる。グラフの点１１２は、流出口の上方でレードル流出中に強い渦動が始まり得る液位を示す。先行技術の構成では、８５ｍｍ又は２４００ｋｇ（２．６トン）の鋼で強い渦動が形成され得る。図７〜８の実施形態Ｂでは１００ｍｍ又は１７００ｋｇ（１．９トン）で早期渦動が生じ、図９〜１０の実施形態Ｃでは１００ｍｍ又は１４００ｋｇ（１．５トン）で生じる。グラフの点１１４は、流出口の上方でレードル流出中に表面の崩壊が生じる液位を示す。先行技術の構成では、表面の崩壊は、鋼の高さが３５ｍｍに達したときに始まり、これは、容器内に残る鋼９１０ｋｇ（１．０トン）に相当する。図９〜１０の実施形態Ｃでは４５ｍｍ又は３６０ｋｇ（０．４トン）で表面の崩壊が始まり、図７〜８の実施形態Ｂでは４５ｍｍ及び２７０ｋｇ（０．３トン）で始まる。線１３０は、先行技術のレードルボトム及びレードルブロックについて得られた値を示す。線１３２は、本発明のレードルボトム及びレードルブロック（実施形態Ｂ）について得られた値を示す。線１３４は、本発明のレードルボトム及びレードルブロック（実施形態Ｃ）について得られた値を示す。
【００４１】
図１４は、３６００ｋｇ／分（４Ｔ／分）の流出速度における流れの流線を示す本発明のレードルボトム（実施形態Ａ）の斜視ワイヤフレーム図である。流線は、液体速度のより速い領域における流体経路を表す。チャネルの入口における流線は、等間隔で離間している。使用中、流線は、レードルブロック壁の内面から離れてはならない。これは、（ａ）壁内面の中心と（ｂ）壁内面の末端部との間の角度を０〜４０°、０〜３０°、０〜２５°、５〜２０°、又は０〜２０°の範囲内に維持することによって達成される。図示する実施形態では、流線は、壁の垂直面に追従し、角度は、チャネル壁に沿って流線を脱離させて渦動を形成するのに十分な程大きくはない。
【００４２】
図１５は、３６００ｋｇ／分（４Ｔ／分）の流出速度における流れの流線を示す本発明のレードルボトム（実施形態Ａ）の斜視ワイヤフレーム図である。流線は、液体速度のより速い領域における流体経路を表す。図１５では、チャネル壁２６に追従する流れの流線は、壁から離れていない。角度がより大きくなると、流れの脱離を促進して渦動を引き起こす。
【００４３】
図１６は、３６００ｋｇ／分（４Ｔ／分）の流出速度における流れの流線を示す本発明のレードルボトム（実施形態Ｂ）の斜視ワイヤフレーム図である。流線は、液体速度のより速い領域における流体経路を表す。使用中、流線は、レードルボトムの内側径方向面に隣接するレードルブロック壁から離れてはならない。これは、（ａ）壁内面の中心と（ｂ）壁内面の末端部との間の角度を０〜４０°、０〜３０°、０〜２５°、５〜２０°、又は０〜２０°の範囲内に維持することによって達成される。
【００４４】
図１７は、１２０ｍｍの流体高さについて得られた流れの流跡線を示す本発明のレードルボトム（実施形態Ｂ）の斜視図である。
【００４５】
図１８は、１００ｍｍの流体高さについて得られた流れの流跡線を示す本発明のレードルボトム（実施形態Ｂ）の斜視図である。
【００４６】
図１９は、８０ｍｍの流体高さについて得られた流れの流跡線を示す本発明のレードルボトム（実施形態Ｂ）の斜視図である。
【００４７】
図２０は、６０ｍｍの流体高さについて得られた流れの流跡線を示す本発明のレードルボトム（実施形態Ｂ）の斜視図である。
【００４８】
本発明の耐熱ブロックは、レードルにおける使用に関して記載された。本発明の耐熱ブロックは、タンディッシュ等、溶融金属を収容したり移動したりするための他の容器でも使用することができる。
【００４９】
本発明は、多くの修正及び変形が可能である。したがって、以下の特許請求の範囲の範囲内で、具体的に説明しなくても本発明を実施することができると理解される。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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