(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火物内部へのガス導入孔にガス供給用パイプを接続するためのソケットを含むガス導入孔ソケット部の構造であって，
前記ガス導入孔の耐火物本体外部方向側（以下単に「外側」という。）端部周囲には，耐火物本体の一部又は全部を囲繞する金属板を備えており，
前記ソケットは，前記外側端部と耐火物本体内部方向側（以下単に「内側」という。）端部との間に鍔を備えており，
前記鍔の前記内側端部側の面はシール材を介して前記耐火物本体に接着しており，
前記鍔の前記外側端部側の面は，室温における熱伝導率４０（Ｗ／（ｍ・Ｋ））以下の低熱伝導材からなる層（以下「低熱伝導材層」という。）を介して前記金属板又は前記耐火物本体の外側端部側に設置した他の鍔に面しており，
前記金属板と前記ソケット外周の一部又は全部は接合されている，ガス導入孔ソケット部の構造。
【請求項２】
前記低熱伝導材層の厚さをＬ（ｍｍ），前記低熱伝導材の室温における熱伝導率をλ  （Ｗ／（ｍ・Ｋ））とするときに次の式１を満たす，請求項１に記載のガス導入孔ソケット部の構造。
λ  ≦  ０．１３５９Ｌ２−０．７８４９Ｌ＋１．４７９３  ・・・式１
【請求項３】
前記低熱伝導材は，室温における熱伝導率が２．５（Ｗ／（ｍ・Ｋ））以下の材料である，請求項１又は請求項２に記載のガス導入孔ソケット部の構造。
【請求項４】
前記低熱伝導材は，室温における熱伝導率が０．５（Ｗ／（ｍ・Ｋ））以下の材料である，請求項１又は請求項２に記載のガス導入孔ソケット部の構造。
【請求項５】
前記低熱伝導材は空気である，請求項１又は請求項２に記載のガス導入孔ソケット部の構造。
【請求項６】
前記外側端部と前記内側端部との間の鍔の前記内側端部側の面及びシール材を介して当該面に接する耐火物本体の面は，前記ガス導入孔中心軸に対して内側方向を起点として前記ガス導入孔外側方向に０度を超え９０度未満の角度を有する円錐状である，請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のガス導入孔ソケット部の構造。
【請求項７】
前記式１を満たす低熱伝導材層の厚さＬ（ｍｍ）は，前記ソケットの内側の鍔の，シール材を介して耐火物本体と接する面のソケット軸方向に対する角度θ（度）と前記鍔の前記内側端部側の耐火物との間のシール材の前記面に対し直角方向厚さの変動長さΔｔ（ｍｍ）に応じて決定されるソケット軸方向の変動長さΔＬ（ｍｍ）以下を加えた長さである，請求項２に記載のガス導入孔ソケット部の構造。
【請求項８】
前記のΔＬは次の式２を満足する，請求項７に記載のガス導入孔ソケット部の構造。
ΔＬ  ≦  ５．７６×Δｔ／ｓｉｎθ  ・・・式２
【請求項９】
前記のΔＬは２３ｍｍ以下，かつ前記Ｌは４３ｍｍ以下である，請求項７又は請求項８に記載のガス導入孔ソケット部の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，溶融金属にガスを吹き込む機能又は特定の部位にガスを吹き出す機能を有する，耐火物等からなるノズル，プラグ等の，ガス導入孔ソケット部の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
本体を構成する耐火物の内部にガスの流通・貯留，均圧化等のためのスリット等の空間，多孔質の耐火物等（以下単に「ガスプール」ともいう。）を配置したノズル，プラグ等（以下単に「本体」又は「耐火物本体」ともいう。）においては，そのガスプールにガスを導入するために，耐火物本体又は耐火物本体を囲繞する金属ケース等にソケットを設置して，そのソケットにガス導入パイプを接続することが一般的である。【０００３】
このようなソケットにガス導入パイプを接続する場合，耐火物本体とソケットの間からガスがリークすることが問題となっている。ガスリークが生じると，ノズル閉塞，ガスによる溶融金属撹拌能力の低下等，ひいては生産性の低下や鋳片品質の低下等をも惹き起こす。【０００４】
例えば特許文献１では，ソケットを金属板に溶接する時にソケットが膨張するため溶接後にソケットとシール材との間に隙間が発生すること，溶接熱により金属板が変形したり，溶接熱によりシール材中の残水分やシール材中の結晶水が気化するためシール材が発泡することによるリークが発生することを指摘している（段落０００７）。
このようなガスリークを防止するために特許文献１は，ガス導入パイプを接続する後端側に鍔（つば）または段差部を有するソケットをソケット孔にシール材を介して取り付けたガス吹き連続鋳造用耐火物のソケット取り付け構造を提案している。
そして特許文献１には，「ソケットのつばまたは段差部とシール材との接触面積が大きくなるため，ガスパイプを螺合する際の外的応力に対して抵抗となり，シール材に亀裂が入りにくくなり，使用時のリークを抑制する効果がある。また，つばまたは段差部を有するソケットを取り付けるので，溶接する必要がなく，溶接時のソケットの膨張によるシール材への亀裂やシール材の発泡もなくなる。たとえ，ソケットの螺合部のシール材に亀裂が発生しても，つばまたは段差部とシール材が強く密着しているためリークを抑制する効果がある」との記載もある（段落００１５）。【０００５】
また特許文献２では特許文献１を基礎として，とくに金属補強板とソケットとの溶接による悪影響をなくし，ガス導入に際してリークをなくすために，金属補強板の鋳造ノズルのソケット取り付け用穴の上面位置に貫通孔を設け，この貫通孔からシール材を注入することによって，鋳造用ノズルの側面に設けたソケット取り付け用穴に，シール材を介してソケット及び金属補強板を取り付ける方法が示されている。【０００６】
さらに特許文献３には，円筒状穴に差込まれる第二支持要素（９ｂ）は，第一支持要素（１３）と伴に，ガスケット（１４）を挟み込み，ロッド（９ａ）は，ガスケットを圧縮するために，二つの支持要素をより近接させることが示されている。
この特許文献３は，鍔に相当する「支持要素」を，ソケットに相当する「ロッド（９ａ）」の先端側すなわち本体内部方向側（「第二支持要素（９ｂ）」）と本体外部方向側（「第一支持要素（１３）」）とに設置し，これら鍔の間に挟み込んだガスケット（１４）を圧縮することで，ガスケットがソケットの半径方向に延びる部分で耐火物本体との間を密着させてガスリークを防止しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１４９８号公報
【特許文献２】特開２００１−８７８４５号公報
【特許文献３】特表２００６−５１６４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１，特許文献２の構造においては，ソケット外周部のシール材（例えば特許文献１の図中符号５２，又は特許文献１及び２の図中符号８のソケット外周部）ではガスリークは防止できないことは，これら特許文献自体からも明白である。
また特許文献１，２では，ソケット外周面に設置したシール材ではなく，ソケット後端側すなわち本体最外周付近に設置した鍔又は段差部と耐火物本体との間にシール材を配置し，このシール材によりガスリークを防止しようとする。しかし，これら特許文献１，２の構造，方法等をノズル等に適用しても，依然ガスリークを十分に防止することはできない。【０００９】
また特許文献３においてはソケットの軸方向に挟み込んで圧縮されたガスケットが半径方向に延びることで耐火物本体との間を密着させてガスリークを防止しようとするものであるが，特許文献１，２と同様に，このようなソケット外周面のみでの，しかもこのようなソケット軸方向に圧縮した力をソケット半径方向に変換する程度のガスケットの接触では十分な密着度を得ることができず，しかも，２つの鍔それぞれと耐火物本体との間にはシール材が存在しないので，十分にガスリークを防止することはできない。【００１０】
本発明が解決しようとする課題は，ガス導入孔ソケット部でのガスリークを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
特許文献１〜３の構造，方法等でも，依然ガスリークを十分に防止することはできない原因としては次のようなことが考えられる。
（１）鍔部又は段差部を本体外周の金属ケース等に溶接する際に，依然，その熱により鍔部又は段差部が変形して，シール材に隙間を生じる。
（２）しかも金属ケースは本体外周表面を囲繞する形態で存在することから，外周側すなわち本体半径方向外側にはほぼ非拘束の状態であり，さらに変形し易い。
（３）前述の（１），（２）は溶接を行う場合のほか，溶融金属に起因する使用時の本体内部側から，又は配置環境（例えば本体外周やソケット部外部の雰囲気，断熱材配置構造等）による外周側からの受熱，さらにはそれらの不均一な温度分布が，鍔部又は段差部の変形等を招来する。
（４）鍔部又は段差部を本体外周の金属ケース等に溶接する際に，依然，その熱によりシール材の一部の不均一な変質により，シール材内部に隙間等を生じる。
（５）前述（１），（４）での溶接の他，乾燥工程における１００℃を超える高温度に，特に急加熱により曝されて，シール材内部の水分等が急激に気化してシール材内部や周囲に隙間等を生じる。【００１２】
本発明は，これらの原因を排除するためのソケット部の構造を提供する。すなわち，本発明の要旨は次の１〜９のガス導入孔ソケット部の構造である。  
１
耐火物内部へのガス導入孔にガス供給用パイプを接続するためのソケットを含むガス導入孔ソケット部の構造であって，
前記ガス導入孔の耐火物本体外部方向側（以下単に「外側」という。）端部周囲には，耐火物本体の一部又は全部を囲繞する金属板を備えており，
前記ソケットは，前記外側端部と耐火物本体内部方向側（以下単に「内側」という。）端部との間に鍔を備えており，
前記鍔の前記内側端部側の面はシール材を介して前記耐火物本体に接着しており，
前記鍔の前記外側端部側の面は，室温における熱伝導率４０（Ｗ／（ｍ・Ｋ））以下の低熱伝導材からなる層（以下「低熱伝導材層」という。）を介して前記金属板又は前記耐火物本体の外側端部側に設置した他の鍔に面しており，
前記金属板と前記ソケット外周の一部又は全部は接合されている，ガス導入孔ソケット部の構造。
２
前記低熱伝導材層の厚さをＬ（ｍｍ），前記低熱伝導材の室温における熱伝導率をλ  （Ｗ／（ｍ・Ｋ））とするときに次の式１を満たす，前記１に記載のガス導入孔ソケット部の構造。
λ  ≦  ０．１３５９Ｌ２−０．７８４９Ｌ＋１．４７９３  ・・・式１
３
前記低熱伝導材は，室温における熱伝導率が２．５（Ｗ／（ｍ・Ｋ））以下の材料である，前記１又は前記２に記載のガス導入孔ソケット部の構造。
４
前記低熱伝導材は，室温における熱伝導率が０．５（Ｗ／（ｍ・Ｋ））以下の材料である，前記１又は前記２に記載のガス導入孔ソケット部の構造。
５
前記低熱伝導材は空気である，前記１又は前記２に記載のガス導入孔ソケット部の構造。
６
前記外側端部と前記内側端部との間の鍔の前記内側端部側の面及びシール材を介して当該面に接する耐火物本体の面は，前記ガス導入孔中心軸に対して内側方向を起点として前記ガス導入孔外側方向に０度を超え９０度未満の角度を有する円錐状である，前記１から前記５のいずれか１つに記載のガス導入孔ソケット部の構造。
７
前記式１を満たす低熱伝導材層の厚さＬ（ｍｍ）は，前記ソケットの内側の鍔の，シール材を介して耐火物本体と接する面のソケット軸方向に対する角度θ（度）と前記鍔の前記内側端部側の耐火物との間のシール材の前記面に対し直角方向厚さの変動長さΔｔ（ｍｍ）に応じて決定されるソケット軸方向の変動長さΔＬ（ｍｍ）以下を加えた長さである，前記２に記載のガス導入孔ソケット部の構造。
８
前記のΔＬは次の式２を満足する，前記７に記載のガス導入孔ソケット部の構造。
ΔＬ  ≦  ５．７６×Δｔ／ｓｉｎθ  ・・・式２
９
前記のΔＬは２３ｍｍ以下，かつ前記Ｌは４３ｍｍ以下である，前記７又は前記８に記載のガス導入孔ソケット部の構造。
【発明の効果】
【００１３】
まず，最も直接的にガスリーク挙動に影響を及ぼすシール部を，本体外周から遠い位置，すなわち耐火物本体内部方向側に設置する。言い換えると，ソケットの外側端部と内側端部との間の，できるだけ内側端部側に鍔を設置し，前記鍔の内側端部側の面の耐火物本体との間にシール材を設置する。
すなわち，変形し易い耐火物本体外側端部周囲（以下「本体外周側」ともいう。）の金属板との間には実質的にシール機能を付与又は強化しないこととする。しかも鍔が本体内部に存在することで，内側（以下「内部側」ともいう。）又は外側（以下「外周側」ともいう。）から或る程度受熱しても，鍔はほぼ均一にその半径方向に膨張するので不均一な変形は生じ難くなり，鍔とシール材が接する面に隙間を形成し難くなると共に，半径方向でのシール性を高めると同時に鍔を強固に固定する効果もある。
同時にシール材の局部受熱ないしはその局部受熱による部分的変質も生じ難くなる。
また，本体外周側表面付近でソケットに，その軸に対し半径方向の機械的な力が加わっても，シール部が本体外周面から遠い本体内部側にあり，しかもソケット断面よりも広いシール部の面積を備えていて強固に固定されていることから，ソケットにかかるモーメント等の外力によるシール部の剥離等も発生し難い。【００１４】
さらに前記鍔の外側端部側の面は，低熱伝導材の層を介して本体外周側の金属板又は本体外周側端部に設置した他の鍔に面していることで，本体外部側から前記鍔までの熱伝導を極小化する。これにより，前記鍔部の不均一な変形をさらに抑制することができる。特に溶接作業，ソケット装着後の乾燥工程での１００℃を超える温度に，特に急激に曝される等の外部の高温又は不均一な雰囲気環境，不均一な断熱材配置環境等による局部的な高温状態等が発生しても，前記鍔部への不均一又はその内部に存在する水分等が急激に気化するようなシール部の急激な温度上昇等の伝熱の作用を抑制することができる。【００１５】
なお，本発明によって，ソケットと耐火物本体間のシール性は高まるので，低熱伝導材層を介した耐火物本体外周側の金属ケースとの間で厳格なシール性を確保する必要は低くなる。
そのため，ソケット（又はその耐火物本体外周側の鍔）周囲の全周を耐火物本体外周側の金属ケースに溶接する必要性は低くなる。すなわち，例えば１〜３箇所以上等，ソケット（又はその耐火物本体外周側の鍔）が耐火物本体外周側の金属ケースに固定できて，変形やずれ等を生じさえしない程度の最少限の溶接にすることを可能とする。これにより，さらにシール部への熱負荷を軽減でき，ソケット（又はその耐火物本体外周側の鍔）及び耐火物本体外周側の金属ケースの変形等も少なくすることができ，ソケット取り付け作業能率も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】シール部がソケット軸方向に直角面の構造である本発明のガス導入孔ソケット部の構造の一例で，ガス導入孔中心軸を通過する面の断面を示すイメージ図である。  （ａ）は，内側の鍔部を耐火物本体外周近くに設置し，ソケットの耐火物本体内側端部を耐火物本体中に存在させた例  （ｂ）は，内側の鍔部を耐火物本体外周近くに設置し，ソケットの耐火物本体内側端部を耐火物本体中のガスプール部にまで延在せた例  （ｃ）は，前記（ｂ）と同様の構造であって，内側の鍔部をさらに耐火物本体内側近くに設置して低熱伝導材層の長さをより長くした例
【図２】シール部が傾斜構造である本発明のガス導入孔ソケット部の構造の一例で，ガス導入孔中心軸を通過する面の断面を示すイメージ図である。  （ａ）は，内側の鍔部を耐火物本体外周近くに設置し，ソケットの耐火物本体内側端部を耐火物本体中に存在させた例  （ｂ）は，内側の鍔部を前記図２（ａ）よりも耐火物本体内側に設置して低熱伝導材層の長さを長くし，ソケットの耐火物本体内側端部を耐火物本体中のガスプール部にまで延在せた例
【図３】シール部が傾斜構造で端部まで延在している本発明のガス導入孔ソケット部の構造の他の例で，ガス導入孔中心軸を通過する面の断面を示すイメージ図である。  （ａ）は，内側の鍔部を耐火物本体外周近くに設置し，ソケットの耐火物本体内側端部を耐火物本体中に存在させた例  （ｂ）は，内側の鍔部を前記図３（ａ）よりも耐火物本体内側に設置して低熱伝導材層の長さを長くし，ソケットの耐火物本体内側端部を耐火物本体中のガスプール部にまで延在せた例
【図４】ソケットの外側端部側に鍔がない本発明のガス導入孔ソケット部の構造の例で，ガス導入孔中心軸を通過する面の断面を示すイメージ図である。
【図５】耐火物本体外部方向側のソケット端部付近の外周にネジ部を設置した本発明のガス導入孔ソケット部の構造の例で，ガス導入孔中心軸を通過する面の断面を示すイメージ図である。
【図６】シール材が１００℃になるときの低熱伝導材の室温における熱伝導率λ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））を，低熱伝導材層のソケットの軸方向厚さＬｍｍとの関係で示す図（式３の図示）である。
【図７】シール面の角度θ（度）とソケット軸方向のシール材の厚さの変動長さΔＬ（ｍｍ）との関係を，当該シール面に直角方向の厚さの変動長さΔｔ（ｍｍ）ごとに示す図である。
【図８】前記図８で，角度θ（度）が１０（度）の場合の，Δｔ（ｍｍ）に対するΔＬ（ｍｍ），すなわちΔＬ（ｍｍ）が最大になる場合を示す図である。
【図９】従来のガス導入孔ソケット部の構造の例で，ガス導入孔中心軸を通過する面の断面を示すイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
前述のようにソケット部付近のガスリークの原因の一つとしては，ソケット取り付け時のソケットの一部の変形やシール材の変質等がある。特にソケットの最外部外周を耐火物本体外周に設置した金属板に溶接する場合には，その溶接時の熱によってソケットの一部が変形してシール材との間に隙間等を生じたり，水を含むシール材の温度が前記水の気化温度すなわち１００℃以上に急上昇することで，気泡等のガスが通過可能な欠陥をシール材中に生じる，等がある。
シール材を設置した後には，一般的にその水分除去又は強度向上等の目的で耐火物本体（ノズル等の構造体となったものを含む）に乾燥等の熱処理を施す。
前記のような溶接に起因する原因の他，このような乾燥等の熱処理時の外周部からの急激な熱伝導も原因となることがある。
【００１８】
本発明は，このような溶接等の耐火物本体外周側，すなわちソケット外側からの熱による，水等の揮発性物を含むシール材中の揮発分の，その組織を破壊する程度の急激な揮発を防止する。
【００１９】
ソケットを構成する材料すなわち鉄系の金属は，室温における熱伝導率が約７０〜約８０（Ｗ／（ｍ・Ｋ））である。多くの従来技術のようにソケットは軸方向の両端部間でほぼその直径の大きさを維持しており，端部にシール材を有する場合にも，シール面はその直径の範囲内となっている。
これに対し本発明では，ソケット軸方向の両端部間に低熱伝導材層を形成して，ソケット軸方向の熱伝導を抑制することで，シール部の温度の急激な上昇を防止する。
この温度域では熱の移動は伝導が主であって，輻射や対流は無視することができる。
【００２０】
低熱伝導材は，ソケットを構成する材料すなわち鉄系の金属よりも低熱伝導率であればよいが，できるだけ低い方が熱的な条件変動の影響を受けにくく，より確実な効果が得られるので好ましい。
【００２１】
本発明者らは，耐火物本体の内側端部側に設置した鍔に接するシール材の温度が１００℃になるときの低熱伝導材の室温における熱伝導率λ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））が，低熱伝導材層のソケットの軸方向厚さＬ（ｍｍ）との間で次の式３を満たすことを非定常の熱計算により知見した。
λ  ＝  ０．１３５９Ｌ２−０．７８４９Ｌ＋１．４７９３  ・・・式３
この式３のλ以下のλ，すなわちλ≦式３の右辺の値の低熱伝導材を適用すればシール材の温度は１００℃を超えないことになる。この関係を表すのが前記式１である。
この式に基づくＬとλの関係を図６に示す。
【００２２】
なおこれは，ソケット周囲全周を耐火物本体外周側の金属ケースに溶接する実作業において測定した値を基礎としている。この溶接作業時間は方法等によっても違いがあるが，本発明では概ね１０秒程度，最大でも数十秒程度である。
【００２３】
この計算において，溶接部の温度は６００℃（サーモビューワでの測定値），低熱伝導材のかさ比重は３．０とした。かさ比重がこれより低い場合は同じＬの値に対してλはさらに小さくなる。
この結果を言い換えると，前記厚さＬは設計事項，すなわち耐火物本体の構造，形状等に応じて決定される，任意に設定することができる厚さであって，この厚さに応じた前記式１を満たす熱伝導率の材料を選択することで，シール材の温度を概ね１００℃以下にでき，シール材に欠陥を生じることなく，ソケットを設置することができるということである。
【００２４】
本発明では，耐火物の最大熱伝導率を４０（Ｗ／（ｍ・Ｋ））とした場合のこの低熱伝導材層の必要最大厚さを前記式２より概ね２０ｍｍとし，熱伝導率に応じて前記式１を満たす範囲で，厚さＬ（ｍｍ）を設定することができる。
【００２５】
なお，シール材に水以外の溶剤等の液体を使用する際には基本的に水の場合と同様にその溶剤の気化温度が基準になる。一般的に耐火物に用いる非水系の溶剤の気化温度は１００℃より高いので，非水系の場合に１００℃を基準とする前記式１を満たせば，シール材には欠陥をより生じ難いことになる。
【００２６】
シール材の温度上昇をより確実に抑制する観点からは，この低熱伝導材層に適用する材料の熱伝導率は低い方が好ましい。例えば金属，炭素，共有結合性の強い化合物等以外の，酸化物を主とする耐火物等で，設置の容易さ等をも考慮すると，アルミナ系，アルミナ−シリカ系，シリカ系等のモルタル等の，熱伝導率が室温において２．５（Ｗ／（ｍ・Ｋ））以下程度の材料がより好ましい。
この低熱伝導材層は構造体としてソケットを支持しているものではなく，機械的応力に耐える必要はないので，熱伝導率が室温において約０．５（Ｗ／（ｍ・Ｋ））以下程度の断熱材，無機繊維，これら混合物等の低強度の材料でもよい。
さらにこの低熱伝導材は，室温での熱伝導率が約０．０２４（Ｗ／（ｍ・Ｋ））と極めて低い空気であること，すなわち低熱伝導材層は空間であることが，最も断熱効果が高く，製造し易くかつ低コストであることから，最も好ましい。
なお，前記の熱伝導率は，ＪＩＳ  Ｒ  ２２５１による。
【００２７】
前記ソケットに設置した外側端部と内側端部との間の鍔の前記内側端部側の面及びシール材を介して当該面に接する耐火物本体の面は，ガス導入孔中心軸（ソケット軸に同じ）に対してガス導入孔外側方向に拡径する円錐状とすることもできる。すなわち，ガス導入孔中心軸に対し，本体内側方向を起点として０度を超え９０度未満の角度（以下単に「傾斜」ともいう。）を有する形状とすることもできる。
これにより，ソケットの軸方向に外力が加わった際にはソケットが耐火物本体のガス導入孔の中心軸側に移動するので，ソケット外周面と耐火物本体との間の厚さが均一化し，シール材の均一性も高まる。
さらには，使用中等の熱が加わった際にはソケットが膨張するが，その膨張は耐火物本体よりも大きいので，この傾斜面によりシール材の層の密着性をより高めることができると共に，局部的な応力集中を避けることができ，ソケット部周囲の耐火物本体の破壊の危険性をも低減することができる。
【００２８】
前記鍔の傾斜部は，耐火物本体内部側のソケット端部まで延在させることがより好ましい（図３参照）。これによりソケット外周面に直線部分が少なくなってソケットの設置も容易かつ高精度になり，またシール性に重要な部分である鍔の内側端部側の面と耐火物本体の面との間のシール材部分も広くなると共により均一化することから，シール性もさらに高めることができる。
【００２９】
低熱伝導材層部分のソケット軸方向の厚さＬは，断熱効果を高めるためにはできるだけ長い方がよく，耐火物本体内側の鍔はできるだけ耐火物本体内側方向に位置する方が好ましい。（図１（ｃ），図２（ｂ），図３（ｂ）参照）
また耐火物本体内側の鍔をできるだけ耐火物本体内側方向に位置させることで，ソケット外側からの外力に対するソケットの固定力も安定する。同様の理由で，ソケット自体の長さ，すなわち耐火物本体内側方向端部までの長さもできるだけ長くする方が好ましい。（図１（ｂ），図１（ｃ），図２（ｂ），図３（ｂ）参照）
【００３０】
この傾斜角度θ（度）は，鍔の大きさ，耐火物本体のソケット設置部分の径や精度，ソケットや耐火物本体のシール面等の精度等により，適宜任意に設定することができる。
【００３１】
シール材の厚さは，そのシール材の構成／性状，ソケットや耐火物本体の形状仕様における許容誤差，ソケット設置時の作業のバラツキ等により，変動することがある。
ソケットの耐火物本体外側端部側の鍔をソケットのそれ以外の部分と分離しておいて，前記それ以外の部分を設置した後に耐火物本体外側端部側の鍔を溶接等でソケット及び金属板に設置するような場合には特に，このような現象が生じ易い。
【００３２】
また，シール面が傾斜構造の場合，さらにはその傾斜角度θ（度）が小さいほど，シール材のシール面に直角な方向の厚さの変動Δｔ（ｍｍ）に対するソケット軸方向側の変動長さΔＬ（ｍｍ），すなわちソケットの耐火物本体半径方向の位置の変動は大きくなる。
これは，幾何学的に次式３の関係を有する。
ΔＬ  ＝  Δｔ／ｓｉｎθ  ・・・式４
Δｔを１，２，３，４ｍｍとした場合のそれぞれのΔＬを図７に示す。
【００３３】
例えば傾斜角度θを現実的には最小と考えられる１０（度）とし，シール材のシール面に直角方向の厚さの変動長さΔｔを現実的には最大と考えられる４（ｍｍ）とする場合，ソケット軸方向側の変動長さΔＬ（ｍｍ）は約２３（ｍｍ）となる。
例えば，この傾斜角度θが１０（度）でのΔｔが異なる場合のこのΔＬとの関係は，図８に示すように，概ね次の式４による。
ΔＬ  ＝  ５．７６  ×  Δｔ  ・・・式５
このように，Ｌ（ｍｍ）は前記式２による必要長さにこのように傾斜角度θとシール材のシール面に直角方向の厚さの変動長さΔｔの関係により算出されるΔＬ（ｍｍ）を加えた長さとすることが好ましい。
【００３４】
これら式４と式５を一つにまとめると，前記式２，すなわち，ΔＬ≦５．７６×Δｔ／ｓｉｎθとなる。
【００３５】
鍔の大きさは，（１）シール部の面積を広くする，（２）低熱伝導材層の断熱効果を確保ないしは高める，（３）ソケットにかかる外力に対する機械的安定性を高める等の観点から，できるだけ大きくすることが好ましい。
この場合，ノズル，プラグ等を構成する耐火物本体の前記鍔部分の湾曲程度等の形状，すなわち円形の場合の曲率，端部からの距離等との関係で，耐火物本体の破壊等を来さない程度の大きさにすればよい。また，円形の場合にはその曲率に合わせて鍔を湾曲させてもよい。
【００３６】
耐火物本体外周側の金属板とソケット外周の一部又は全部は接合されて，ソケットを固定することが必要である。
この接合方法は，ソケット外周の一部を点溶接する，全溶接する，ネジ構造として螺合する等の適宜な方法を採ることができる。耐火物本体外周側の金属板とソケット外周の間は必ずしも密閉された状態にする必要はなく，相互に固定されていればよい。
この固定位置は，ソケットの外周部（図４の符号７部分）でもよく，ソケット外周にさらに鍔を設置し，その鍔の最外周付近（図１〜３の符号７部分）でもよい。
【実施例】
【００３７】
［実施例Ａ］
図１に示す構造で，低熱伝導材層のソケット軸方向の厚さを１０ｍｍ，低熱伝導材を，室温の熱伝導率が約２．５（Ｗ／（ｍ・Ｋ））のアルミナ質モルタルとした実施例１，低熱伝導材を室温の熱伝導率が約０．５（Ｗ／（ｍ・Ｋ））の断熱材とした実施例２，低熱伝導材を空気とした実施例３につき，図９に示す従来構造である比較例１と共に，室温におけるラボ試験にて空気のリーク有無を比較した。
ソケットは耐火物本体外周側の金属板とソケット外周全部を溶接した。
リーク確認用の加圧空気の圧力は最高０．５ＭＰａとし，３時間放置後の圧力低下がある場合をリーク有り，圧力低下が無い場合をリーク無しとした。
その結果，比較例１はリークがあったのに対し，実施例１，実施例２及び実施例３はリークが無かった。【００３８】
［実施例Ｂ］
実施例Ｂは，前記実施例３につき実操業に供した結果である。耐火物本体は連続鋳造用の上ノズルとした。
その結果，従来構造である比較例１は約３％のリーク発生頻度であったのに対し，実施例３はリーク無し，すなわち０％であった。
【符号の説明】
【００３９】
１  シール材が存在する領域のうち，最も密着性を高めるシール部
２  シール材
３  耐火物本体内側に設置した鍔
４  低熱伝導材層
５  耐火物本体外側に設置した鍔
６  耐火物本体外周に設置した金属板
７  ソケットと耐火物本体外周に設置した金属板との接合部
８  ネジ部
９  ガス導入孔
１０  ガス導入孔及びソケットの軸
１１  ガスプール
２０  ソケット
３０  耐火物本体
Ｌ  低熱伝導材層の耐火物本体外側に設置した鍔又は耐火物本体外周側に設置した金属板からの厚さ
θ  耐火物本体内側に設置した鍔の，傾斜部の角度
【要約】
ガス導入孔ソケット部でのガスリークを防止することを目的として，ソケット２０の外側端部と内側端部との間に鍔３を設け，この鍔３の内側端部側の面はシール材２を介して耐火物本体３０に接着するようにした。さらに，鍔３の外側端部側の面は，室温における熱伝導率４０（Ｗ／（ｍ・Ｋ））以下の低熱伝導材からなる低熱伝導材層４を介して耐火物本体外側端部周囲の金属板６又は耐火物本体の外側端部側に設置した他の鍔に面するようにした。【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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