(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取鍋からの溶融金属注入ノズル、鋳型への流出口、受湯室、出湯室並びにこれらをつなぐチャンネルおよび前記チャンネルに誘導電流を流す誘導加熱装置を有するタンディッシュ装置用スリーブであって、
前記タンディッシュ装置用スリーブは、前記出湯室内にスリーブ突出部を有し、
前記スリーブ突出部の側面部と端部は耐火物で覆われ、
前記スリーブ突出部の側面部の一部には前記スリーブの中心軸に対して９０［°］の向きに開口部を有し、
前記スリーブの内断面積をＳｃ、ｋを実数、とするとき、前記開口部総面積Ｓが、
ｋ・Ｓｃ≦Ｓ              …（式１）
を満足する、
ことを特徴とするタンディッシュ装置用スリーブ。
【請求項２】
前記ｋが２以上の実数であることを特徴とする請求項１に記載のタンディッシュ装置用スリーブ。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２に記載のタンディッシュ装置用スリーブを具備し、取鍋からの溶融金属注入ノズル、鋳型への流出口、受湯室、出湯室並びにこれらをつなぐチャンネルおよび前記チャンネルに誘導電流を流す誘導加熱装置を有するタンディッシュ装置であって、
当該スリーブ突出部から見て出湯口の反対側にある出湯室側壁（以下、「反対壁」という。）の法線方向を第２基準方向とし、
当該スリーブの中心軸と当該反対壁と出湯室の天井面とが交わる陵線（以下、「上部コーナー」という。）と結ぶ方向を第１基準方向とし、
前記スリーブ突出部の開口面の法線と、当該第２基準方向とのなす角度β（以下、「仰角」という。）を第２方向基準から第１方向基準に向いた方向を正とした場合、
β  ＞  ０［°］                …（式２）
であることを特徴とするタンディッシュ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のタンディッシュ装置であって、
前記スリーブ突出部の開口面の法線と、当該第１基準方向とのなす角度α（以下、「交差角」という。）を第１方向基準から第２方向基準に向いた方向を正とした場合、
０  ［°］  ≦α  ≦  ４５［°］  …（式３）
であることを特徴とするタンディッシュ装置。
【請求項５】
前記出湯室底面に形成され、前記スリーブ突出部を下方から支持する下堰を有することを特徴とする請求項４に記載のタンディッシュ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非金属介在物の少ない鋳片の連続鋳造を行うことができるタンディッシュ装置用スリーブおよびこれを用いたタンディッシュ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造設備とは、溶融金属を鋳造してスラブ、ビレット等を製造する設備である。
連続鋳造においては、溶融金属の温度低下を防止するために、タンディッシュ装置内において溶融金属を攪拌する技術や鋳型に一定温度範囲の溶融金属を注入するために誘導加熱により溶融金属を加熱する技術が利用されている。
【０００３】
非特許文献１には、鋳型に注入する溶融金属の温度を一定範囲とすることを目的として誘導加熱とプラズマ加熱を施す方法が開示されている。
【０００４】
特許文献１には、タンディッシュ装置内の受湯室と出湯室との間にチャネルを設けて溶融金属を移動させ、かつ、誘導電流により誘導加熱を行うことで、溶融金属の温度低下を抑制し、非金属介在物の巻き込みを抑制する方法を開示している。
特許文献１に開示された従来のタンディッシュ装置の概要およびその問題点について、図６〜図９を用いて説明する。
【０００５】
図６は、従来のタンディッシュ装置内の溶融金属の主な流れ（以下、「主流」という。）２０を説明する図である。
図６（ａ）は従来のタンディッシュ装置を上から見た断面図であり、図６（ｂ）は従来のタンディッシュ装置を側面から見た断面図である。
図６（ａ）および図６（ｂ）において、１はタンディッシュ装置、１３は受湯室、１４は出湯室、１５は取鍋からの溶融金属注入ノズル、１６は鉄心、１７は誘導コイル、１８は鋳型への流出口、２０は溶融金属の主流、１０１は従来スリーブ、１０２は従来チャネルである。
【０００６】
図６（ａ）および（ｂ）に示すように、溶融金属の主流２０は、溶融金属は取鍋からの溶融金属注入ノズル１５から受湯室１３に投入され、２つの従来チャネル１０２を経由して出湯室１４に流れ、鋳型への流出口１８から鋳造に必要な量の溶融金属が供給されている。一定量の溶融金属が流出口１８から鋳型に供給することを目的として、例えば、受湯室１３の溶融金属の湯面は出湯室１４の溶融金属の湯面より少し高くなっているが、設備全体からみれば、図６（ｂ）のようにほぼ水平として取り扱うことができる。
【０００７】
ここで、従来チャネル１０２の耐火物はモールド等の型を使用して形成された角型のブロックの中を円柱状にくり抜いたものを使用する。円柱状にくり抜かれて形成された空間がチャンネルの主要部分となる。
一方、タンディッシュは、主に耐火物を積み上げて製造され、入湯室、出湯室及び前記二室を隔てる隔壁などが形成される。前記隔壁がある高さまで形成された時点で隔壁に、溝加工を施し、前記溝に、チャンネルが形成されたスリーブを埋め込み、その上に更に耐火物を積み上げることでタンディッシュは製造される。即ち、タンディッシュの前記隔壁内には、従来スリーブ１０１が装備される。
【０００８】
図８は、従来スリーブ１０１を説明する図である。
スリーブは適正な発熱量となるように小径のノズル状の円筒耐火物が使用され、その内径は発熱量が最大となるように設計され、図６あるいは図７に記載され従来チャネル３２として使用される。
【０００９】
図７は、従来のタンディッシュ装置を上から見たときの断面図に基づいて電流の流れを説明する図である。
図７において、１はタンディッシュ装置、１５は取鍋からの溶融金属注入ノズル、１３は受湯室、１４は出湯室、１０１は従来スリーブ、１０２は従来チャネル、１８は鋳型への流出口、３は電流が流れる方向であり、鉄心１６に巻かれた誘導コイル１７により誘導される交流電流が矢印のように受湯室１３、出湯室１４、チャネル１０２を双方向に流れる。このように交流電流が双方向に流れることで溶融金属が加熱される。
【００１０】
しかしながら、従来タンディッシュ装置に従来チャネル１０２を設けて、一定量の溶融金属を鋳型に供給しながら、交流電流を通電することで誘導加熱を行う方法を実施すると、鋳型内に流入する溶融金属に含まれる非金属介在物を強く攪拌することになり、非金属介在物を湯面近傍に浮き上がらせて溶融金属から分離させる（以下、「非金属介在物の浮上分離」という。）ことを阻害するという問題（以下、「非金属介在物の浮上分離阻害問題」という。）を生じさせる。
【００１１】
以下、図９を用いてこの非金属介在物の浮上分離阻害問題について説明する。
図９（ｃ）は、従来のスリーブ１０１を用いて従来チャネル１０２を形成したときに外向流２１が作られるつくるメカニズムを説明するためのイメージ図である。
図９（ｃ）において、従来スリーブ１０１の内部には強い電流が流れることにより、スリーブ１０１の内部にはピンチ力Ｐ３が発生する。また、スリーブ１０１の両端は受湯室３あるいは出湯室４のような広い空間につながっているため、スリーブ１０１の両端に強い噴射力をＰ２作る。この強い噴射力Ｐ２が外向流２１発生の根源となる。
【００１２】
図９（ｂ）は、外向流２１と侵入流２２を説明する図である。
図９（ｂ）において、主流２０はチャネル内部の溶融金属の流れであり、２１は外向流のイメージを表し、２２は侵入流のイメージを表す。
さて、受湯室１３の溶融金属の湯面は出湯室１４の溶融金属の湯面より高くなっていることから、一定量の溶融金属を鋳型に供給しており、溶融金属は受湯室１３側のチャネル開口部（以下、「チャネル入口」という。）から出湯室１４側のチャネル開口部（以下、「チャネル出口」という。）に向かって一定の流量で流れる。
その結果、チャネル入口およびチャネル出口においてその中心軸近傍では、チャネルの外側に向けた流れである外向流２１をつくり、チャネル入口およびチャネル出口においてその中心軸から離れたチャネルの外周近傍ではチャネルの内側に向けた流れである侵入流２２をつくる。
さらに、外向流２１が発生すると、従来のスリーブ１０１を用いて従来チャネル１０２を形成したときには、溶融金属の「支流」を作り出すこととなる。ここでいう「支流」とは外向流により生じる主流とは異なる溶融金属の流れをいい、図９（ａ）の支流２９に相当する流れである。
【００１３】
図９（ａ）は、図６ないし図７に示すタンディッシュ装置の半分を模式的に描いたものであり、受湯室１３と出湯室１４が従来チャネル１０１を形成する従来スリーブ１０１により接続され、当該従来チャネル１０２に流入する前および流出した後の溶融金属の支流２９が描かれている。
ここで、外向流２１の速度は侵入流に比して大きく、電磁流体解析によれば、外向流の速度は１〜２［ｍ／ｓ］程度となり、外向流２１に起因して発生する支流２９は非金属介在物の浮上分離を阻害する。
【００１４】
すなわち、図９（ａ）に示すように、チャネル入口では、外向流２１が側壁に衝突後に支流２９は湯面に向かい、湯面に浮遊するスラグなどの酸化物を巻き込み、非金属介在物の浮上分離を阻害し、チャネル出口では、外向流２１から分岐した支流２９が鋳型内に流入する非金属介在物を強く攪拌し、非金属介在物の浮上分離を阻害するという現象を生じさせる。
【００１５】
この現象は、特にチャネル出口側の溶融金属プールの長さが短い連続鋳造機の場合において、チャネル出口側の流れが側壁に衝突して生じる支流２９、あるいは、電磁力により生じた噴流を起因とする外向流２１が生じさせる支流２９が、湯面に浮遊するスラグを巻き込み、非金属介在物の浮上分離を阻害する。
支流２９により、湯面に浮遊するスラグを巻き込むことで、製造されたスラブは、介在物を含んだものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平０７−２３６９５２号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】「鋼のスラブ連続鋳造技術の最近の動向」    社団法人日本鉄鋼協会編、第１５３、１５４回西山記念技術講座
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、溶融金属の支流が湯面に浮遊するスラグを巻き込む現象を考慮し、電磁力により溶融金属を攪拌するにあたり、チャネル入口とチャネル出口における外向流の流速を緩和することで、非金属介在物の浮上分離阻害を抑制し、製造されたスラブが含む介在物の量を低減しうるタンディッシュ装置用スリーブおよび当該タンディッシュ装置用スリーブを有するタンディッシュ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
発明者らは、出湯室内部の溶鋼の流れについて計算機シミュレーションによる評価行い、溶湯中の非金属介在物の浮上分離効果を検討した。
その結果、チャンネルから出湯室に誘導された溶湯の噴流を緩和し、更に溶湯流が激しくタンディッシュ内壁に衝突するのを緩和することで、溶湯流が非金属介在物を巻き込むことを防止する効果があることを発明者らは見出した。
【００２０】
また、発明者らは、出湯室に誘導された溶湯は出湯室底部にある出湯口から出湯される前に一度湯面に上昇させることが、非金属介在物の浮上効果を促進すること、即ち、噴流の緩和、壁面衝突の緩和、湯面への上昇流の形成が重要であることを見出した。
【００２１】
これらの知見を踏まえて、更なる研究開発を行った結果、チャネル出口から出湯室に溶融金属を直接流入させるのではなく、チャネル出口を有する出湯室壁（以下、「出口壁」という。）と相対する位置に存在する出湯室壁（以下、「相対壁」という。）との間にスリーブ突出部（以下、「スリーブ突出部」という。）を配置し、当該スリーブ突出部の側面に開口部（以下、「開口部」という。）を設け、溶融金属を当該開口部から出湯室に流入させることで、溶融金属の支流が湯面に既に浮上分離している非金属介在物を巻き込む現象が発生することを抑制できることを発明者らは見出した。
【００２２】
加えて、開口部を鋳型への流出口の方向に向けると、非金属介在物が湯面に浮上分離する前に鋳型への流出口に流れ込んでしまう傾向にあることから、開口部は、鋳型への流出口とは反対の方向に設置することで、非金属介在物を湯面に浮上分離することを促進できることを発明者らは見出した。
本発明は上記の知見に基づいてなされたものであって、その要旨は以下の通りである。
【００２３】
（１）取鍋からの溶融金属注入ノズル、鋳型への流出口、受湯室、出湯室並びにこれらをつなぐチャンネルおよび前記チャンネルに誘導電流を流す誘導加熱装置を有するタンディッシュ装置用スリーブであって、
前記タンディッシュ装置用スリーブは、前記出湯室内にスリーブ突出部を有し、
前記スリーブ突出部の側面部と端部は耐火物で覆われ、
前記スリーブ突出部の側面部の一部には前記スリーブの中心軸に対して９０［°］の向きに開口部を有し、
前記スリーブの内断面積をＳｃ、ｋを実数、とするとき、前記開口部総面積Ｓが、
ｋ・Ｓｃ≦Ｓ              …（式１）
を満足する、
ことを特徴とするタンディッシュ装置用スリーブ。
【００２４】
（２）前記ｋが２以上の実数であることを特徴とする（１）に記載のタンディッシュ装置用スリーブ。
【００２５】
（３）（１）あるいは（２）に記載のタンディッシュ装置用スリーブを具備し、取鍋からの溶融金属注入ノズル、鋳型への流出口、受湯室、出湯室並びにこれらをつなぐチャンネルおよび前記チャンネルに誘導電流を流す誘導加熱装置を有するタンディッシュ装置であって、
当該スリーブ突出部から見て出湯口の反対側にある出湯室側壁（以下、「反対壁」という。）の法線方向を第２基準方向とし、
当該スリーブの中心軸と当該反対壁と出湯室の天井面とが交わる陵線（以下、「上部コーナー」という。）と結ぶ方向を第１基準方向とし、
前記スリーブ突出部の開口面の法線と、当該第２基準方向とのなす角度β（以下、「仰角」という。）を第２方向基準から第１方向基準に向いた方向を正とした場合、
β  ＞  ０［°］                …（式２）
であることを特徴とするタンディッシュ装置。
【００２６】
（４）（３）に記載のタンディッシュ装置であって、
前記スリーブ突出部の開口面の法線と、当該第１基準方向とのなす角度α（以下、「交差角」という。）を第１方向基準から第２方向基準に向いた方向を正とした場合、
０  ［°］  ≦α  ≦  ４５［°］  …（式３）
であることを特徴とするタンディッシュ装置。
【００２７】
（５）前記出湯室底面に形成され、前記スリーブ突出部を下方から支持する下堰を有することを特徴とする（４）に記載のタンディッシュ装置。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のタンディッシュ装置用スリーブおよびこれを用いたタンディッシュ装置を使用して連続鋳造を実施することにより、タンディッシュ装置内の溶融金属の温度低下を防ぎつつ、非金属介在物の巻き込みを大幅に抑制できるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のタンディッシュ用スリーブを説明する図である。図１（ａ）は、スリーブを端部から見たときの概形図である。図１（ｂ１）は、小さな円状の開口部を複数有するスリーブを側面から見たときの概形図である。図１（ｂ２）は、耐火物で覆われた部分の半分程度の長さの長方形状の開口部を有するスリーブを側面から見たときの概形図である。図１（ｂ３）は、耐火物で覆われた部分の長さの長方形状の開口部を有するスリーブを側面から見たときの概形図である。
【図２】本発明のタンディッシュ用スリーブを用いたタンディッシュ装置における受湯室内を溶融金属が流れるイメージを説明する図である。図２（ａ）は、下堰がない場合に、スリーブから流れ出た溶融金属が壁、天井を辿って流れでる様子を模式的に表した図である。図２（ｂ）は、下堰がある場合に、スリーブから流れ出た溶融金属が壁、天井を辿って流れでる様子を模式的に表した図である。
【図３】開口部の仰角βと交差角αを説明する図である。
【図４】本発明のタンディッシュ装置用スリーブを装備したタンディッシュ装置内の溶融金属の流れを説明する図である。図４（ａ）は、本発明のタンディッシュ装置用スリーブを装備したタンディッシュ装置を上部から見たときの断面を説明するための図である。図４（ｂ）は、本発明のタンディッシュ装置用スリーブを装備したタンディッシュ装置を側面から見たときの断面を説明するための図である。
【図５】本発明のタンディッシュ装置内の電流の流れを説明する図である。
【図６】従来のタンディッシュ装置内の溶融金属の主流を説明する図である。図６（ａ）は従来のタンディッシュ装置を上部から見たときの断面を説明するための図である。図６（ｂ）は従来のタンディッシュ装置を側面から見たときの断面を説明するための図である。
【図７】従来のタンディッシュ装置内の電流の流れを説明する図である。
【図８】従来のタンディッシュ装置に装備されるスリーブを説明する図である。
【図９】従来のタンディッシュ装置内の溶融金属の支流を説明する図である。図９（ａ）は、従来のタンディッシュ装置を用いた場合の溶融金属の支流の流れを説明する図である。図９（ｂ）は、外向流２１と侵入流２２を説明する図である。図９（ｃ）は、従来のスリーブ１０１を用いて従来チャネル１０２を形成したときの外向流２１が作られるつくるメカニズムを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態は、タンディッシュ装置用スリーブである。
前記タンディッシュ装置は、取鍋からの溶融金属注入ノズル、鋳型への流出口、受湯室、出湯室並びにこれらをつなぐチャンネルおよび前記チャンネルに誘導電流を流す誘導加熱装置を有するタンディッシュ装置ある。
【００３１】
本発明のタンディッシュ装置用スリーブは、スリーブの一方の側面と端部は耐火物で覆われ、前記耐火物で覆った部分に開口部を、前記スリーブの内断面積をＳｃ、ｋを実数とするとき、当該スリーブの耐火物で覆われた側面に開口部を、開口部総面積Ｓが、
ｋ・Ｓｃ≦Ｓ        …（式１）
を満足する。
【００３２】
ここで、開口部総面積Ｓとは、ひとつの開口部がある場合にはその面積を、複数の開口部がある場合には、それらの面積の合計値を意味する。
従来スリーブは、図８、図９に示されるように、タンディッシュ内で入湯室と出湯室を分離する隔壁内部にチャンネルを形成するのみであるが、本発明のスリーブは、チャンネルを形成するのみではなく、出湯室の内部に突き出しており、その側面に、前記開口部が形成されており、スリーブのうち出湯室内に突き出している部分（以下、「スリーブ突出部」という。）を有する。
【００３３】
図１は、本発明のタンディッシュ装置用スリーブを説明する図である。
図１（ａ）は、スリーブを端部から見たときの概形図である。
図１（ａ）において、１１１はスリーブ管、１１２は耐火物、１１３はスリーブ突出部である。スリーブのバリエーションを説明するために、図１（ａ）のＡ−Ａ断面の異なる態様を図１（ｂ１）、図１（ｂ２）、図１（ｂ３）に記載する。
【００３４】
図１（ｂ１）は、小さな円状の開口部を複数有するスリーブを側面から見たときの概形図である。図１（ｂ１）において、１１１はスリーブ管、１１２は耐火物、４は開口部である。
【００３５】
図１（ｂ２）は、耐火物で覆われた部分の半分程度の長さの長方形状の開口部を有するスリーブを側面から見たときの概形図である。図１（ｂ２）において、１１１はスリーブ管、１１２は耐火物、４は開口部である。
【００３６】
図１（ｂ３）は、耐火物で覆われた部分の長さの長方形状の開口部を有するスリーブを側面から見たときの概形図である。図１（ｂ３）において、１１１はスリーブ管、１１２は耐火物、４は開口部である。
【００３７】
本願発明のタンディッシュ装置用スリーブは、耐火物材料から、角柱状のスリーブを型を用いて作り込み、側面開口部を機械加工し、該スリーブを、従来のスリーブと同じ工法でタンディッシュの隔壁部（入湯室と出湯室の間の隔壁部）に埋め込むことで本願発明のタンシュシュ装置用スリーブを有するタンディッシュ装置を構成する。
【００３８】
本実施形態は、製造容易性から、角柱状としたが、円柱状としてもよい。また、チャンネル１２を形成する、スリーブ１１の内部の空間は、型を用いて成形する時に作り込んでもよいし、内部の詰まった形状に成形した後に機械加工で内部空間を形成してもよい。
本発明のタンディッシュ装置用スリーブを用いた場合の作用、効果は、第２の実施形態において詳述される。
【００３９】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、第１の実施形態で製造された本発明のスリーブを設置したタンディッシュ装置である。
【００４０】
[受湯室内の溶融金属の流れ]
本発明のタンディッシュ装置用スリーブを使用するタンディッシュ装置における受湯室内の溶融金属の流れについて図２を用いて説明する。
図２は、本発明のタンディッシュ用スリーブを用いたタンディッシュ装置内を溶融金属が流れるイメージを説明する図である。
図２において、１１はスリーブであり、１１３はスリーブ突出部であり、１２はチャネルであり、１３は受湯室であり、１４は出湯室であり、１５は取鍋からの溶融金属注入ノズルであり、１８は鋳型への流出口であり、１９は下堰であり、太い矢印は溶融金属の流れる方向を示している。
図２（ａ）は、下堰１９がない場合について、図２（ｂ）は、下堰１９がある場合について、スリーブから流れ出た溶融金属が壁、天井を辿って流れでる様子を模式的に表した図である。
下堰１９の有無にかかわらず、溶融金属は、スリーブ突出部１１３から流れ出たのちに、出湯室の壁および天井に沿って流れ、鋳型への流出口１８に流れ込むことで、いわゆる噴流が緩和され、図９（ａ）に描かれるような溶融金属の支流２９が既に湯面に浮上分離している非金属介在物を巻き込む現象が発生することを抑制できることを見出した。
【００４１】
[噴流の緩和]
発明者らは、流速は概ね断面積に反比例することに着目し、開口部から溶融金属が流出する構造とすることで、図９（ｂ）に描かれるような外向流２１とこれに起因する支流２９の発生を抑制し、溶融金属の支流が既に湯面に浮上分離している非金属介在物を巻き込む現象が発生することを抑制できることを見出した。
すなわち、従来、図９（ｂ）に描かれるようなスリーブの出口においては外向流２１および侵入流２２を生じていたが、本発明のタンディッシュ装置用スリーブを装着することで、図９（ｂ）に描かれるような当該外向流２１および侵入流２２の発生を激減させる。即ち、溶湯流れの噴流を和らげることができる。
【００４２】
チャンネルのスリーブを延長し、前記スリーブ突出部を設け、当該スリーブ突出部側面に溶融金属の出口となる開口部を設け、当該開口部総面積をスリーブ断面面積よりも大きくすることで流速を低減することで、外向流２１を緩和することを見出した。
このような観点から、発明者らは鋭意研究開発の結果、スリーブ突出部の開口部総面積はスリーブ内断面積Ｓｃの２倍以上、好ましくは、４倍以上であり、総面積が前記条件を満たせば、開口部の数と形状は、任意でよいことを見出した。
【００４３】
すなわち、当該スリーブの耐火物で覆われた側面に開口部を、開口部総面積Ｓが、
ｋ・Ｓｃ≦Ｓ        …（式１）
を満足するならば、ｋは好ましくは２以上の実数であり、さらに好ましくは、ｋは４以上の実数である。kの上限は、特に設けないが、スリーブ突出部内部で溶湯流速の緩和が充分になされるためには、１０を上限とする。好ましい上限は７である。
【００４４】
また、開口部の形態は、図１（ｂ１）のように、円形開口を多数設けてもよいし、図１（ｂ１）乃至（ｂ２）のようにスリット状に単一の開口を設けてもよい。
また、開口部から流出する溶湯は、スリーブ突出部の根元の方の流速が速く、スリーブ突出部先端側に寄るほど流速は緩和される。即ち、開口部から流出する溶湯流は、不均一な流れである。溶湯流の均一性を高めることは、介在物除去や、タンディッシュの寿命などの観点から好ましい。溶湯流の均一性を高めるために、（式１）を満たす範囲内でスリーブ突出部の根元の開口を大きく先端に寄るほど小さくしてもよい。
【００４５】
[下堰による循環流の緩和]
次に、下堰がある場合について説明する。
溶融金属の一部は、鋳型への流出口１８から流出せずに、再度上昇流に乗って循環する流れ（以下、「循環流」という。）が生じる場合があり、循環流は、スリーブ突出部１１３から吐出される溶湯に含まれる非金属介在物を新たに巻き込んでしまう場合があり、溶湯の清浄性が下がってしまう。
そこで、このような循環流を下堰によって阻害することで、より清浄な溶湯を鋳型に速やかに流出させることができることを発明者らは見出した。
【００４６】
[本発明のタンディッシュ装置用スリーブの設置手順]
第１の実施形態で説明された本発明のスリーブはタンディッシュ装置に装備されるが、そのスリーブ突出部側面に設けられた開口部を、後述する開口部仰角βを
β  ＞  ０［°］                …  （式２）
とし、
後述する開口部交差角αを、当該チャネル出口と当該反対壁の上部コーナーとを結ぶ方向を基準として
０  ［°］  ≦α  ≦  ４５［°］  …（式３）
の角度に装備する。
【００４７】
以下、図３を用いて説明する。
図３は、開口部の仰角βと交差角αを説明する図である。
【００４８】
［開口部仰角β］
図３において、１４は出湯室であり、１４２は反対壁であり、１１は本発明のスリーブであり、１１４は開口部断面中心であり、４３は開口部の法線方向であり、５２は反対壁に対する法線方向を示す第２基準方向であり、４４は開口部仰角βである。
開口部仰角βは、第２方向基準から第１方向基準に向いた方向を正として計測するものとする。即ち、開口部法線方向４３が第２基準方向１４１に一致した場合が、β＝０[°]となり、β＞０とすることで、本発明の効果を奏する。
開口部仰角βが少しでも上向きになっていればよい。即ち、開口部法線４３が第２基準方向と第２基準方向の間にあればよい。この時、上向きの流れが生じるために介在物分離効果が発現するのである。従って、開口部仰角βは、β＞０°が望ましい。
【００４９】
［開口部交差角α］
さらに、図３において、１４は出湯室であり、１４１は反対壁と天井面との陵線からなる上部コーナーであり、１１は本発明のスリーブであり、１１４は開口部断面中心であり、４３は開口部の法線方向であり、５１は、開口部から、上部コーナーの方向を示す第一基準方向であり、４２は開口部交差角αである。
開口部交差角αは、仰角βとは反対に、第１方向基準から第２方向基準に向いた方向を正として計測するものとする。即ち、開口部法線方向４３が第１基準方向１４１に一致した場合が、α＝０[°]となる。α≧０とすることで、本発明の効果は、さらに増加することが確認されている。
開口部交差角４２（α）は、０[°]〜４５[°]とするが、その理由は以下の通りである。
【００５０】
まず、下限値について説明する。
開口部交差角α受湯室の壁のコーナーの方向を基準として０［°］よりも小さい値、すなわち、開口部を受湯室の天井に相当する天井壁１４３の方向を向けると、介在物の浮上を阻害することになるからである。
【００５１】
次に、上限値について説明する。
基本的に、開口部が直接反対壁に向いていなければよく、少しでも上向き角度があればよい。開口部が直接反対壁に向いている場合が、開口部交差角による効果が最大となりうることが知られている。
出湯室の寸法が異なれば、この最大の角度は異なる。また、出湯室内の溶湯の流れも異なるため、開口部が上向きであるだけでは、介在物除去効果が劣る場合があるが、開口部交差角αを、大きくすると介在物が鋳型への出口の方向に流れる傾向が高くなる。
そこで、開口部交差角αは、出湯室の寸法に拘わらず、４５[°]以下とする。
【００５２】
このように、開口部から流出する溶湯流は、該交差角の効果によって、流速の上向き成分を持つことになり、タンディッシュ内壁に、垂直に衝突する流れの割合が減少する。即ち、タンディッシュ内壁への衝突の激しさが緩和される。これにより、乱流や渦の形成が抑制され、非金属介在物の巻き込みが抑制される。
【００５３】
また、湯面近傍に到達した溶湯は、その後、下降流になり、鋳型への流出口１８から鋳型へ向けて流出することから、交差角αが０[°]〜４５[°]であるために、上昇流の形成が促進され、当該上昇流の形成により、湯面近傍に達する溶湯流れの割合が増加し、湯面近傍での非金属介在物分離効果が促進されるという効果を奏する。
【００５４】
[下堰]
さらに、必要な場合には、たとえば、図３の出湯室底面１４４に図２（ｂ）のような下堰１９を設ける。
図２に示すように、下堰１９の上端とスリーブ突出部１１３は、接していても、接していなくともよい。下堰１９の上端とスリーブ突出部１１３が接していない場合、循環流の遮断効果はある程度低下するものの、循環流への非金属介在物の巻き込みが減少させ、溶湯の清浄性を向上させる。
【００５５】
[タンディッシュ装置内の溶融金属の流れ]
第１の実施形態で説明された本発明のタンディッシュ用を装備したタンディッシュ装置における溶融金属の流れについて図４を用いて説明する。
【００５６】
図４は、本発明のタンディッシュ用スリーブを装備したタンディッシュ装置内の溶融金属の流れを説明する図である。
図４（ａ）は、本発明のタンディッシュ装置を上部から見たときの断面を説明するための図であり、図４（ｂ）は、本発明のタンディッシュ装置を側面から見たときの断面を説明するための図である。
【００５７】
図４において、１はタンディッシュ装置であり、１１は本発明のスリーブであり、１２はチャネルであり、１３は受湯室であり、１４は出湯室であり、１５は取鍋からの溶融金属注入ノズルであり、１６は鉄心であり、１７は誘導コイルであり、１８は鋳型への流出口であり、２０は溶融金属が流れる方向である。
取鍋からの溶融金属注入ノズル１５から受湯室１３に流れ込んだ溶融金属はチャネル１２に装備されたスリーブ１１を流れ、スリーブ突出部１１３から出湯室１４へと流れ出で、鋳型への流出口１８に流れ込む。
【００５８】
図４においては、スリーブ突出部１１３の先端が対向するタンディッシュ内壁に接触しているが、該スリーブ突出部がより短く、その先端が点ディッシュ内壁に接触していなくてもよい。
【００５９】
なお、図４には、２組のチャネル１２に装備されたスリーブ１１が描かれているが、図１には１組のチャネル１２に装備されたスリーブ１１しか描かれていないことについて説明する。
図４に描かれた２組のチャネル１２に装備されたスリーブ１１の各々は同じ機能を有することから、一方について説明すれば足りる。
そこで、図１においては、図４に描かれた２組のチャネル１２に装備されたスリーブ１１のうち一方に着目して説明をするために、図４に描かれている２組のチャネル１２に装備されたスリーブ１１のうち、一方を描いている。
【００６０】
[タンディッシュ装置内の電流の流れ]
図５を用いて本発明のタンディッシュ用スリーブを有するタンディッシュ装置内の電流の流れを説明する。
図５は、本発明のタンディッシュ用スリーブを有するタンディッシュ装置内の電流の流れを説明する図である。
図５において、１はタンディッシュ装置であり、１１は本発明のスリーブであり、１１はチャネルであり、１３は受湯室であり、１４は出湯室であり、１５は取鍋からの溶融金属注入ノズルであり、１６は鉄心であり、１７は誘導コイルであり、１８は鋳型への流出口であり、３は電流が流れる方向である。
本発明のタンディッシュ用スリーブを有するタンディッシュ装置内では、図５の電流が流れる方向３に示すように電流は流れる。
【００６１】
[ジュール熱の確保]
スリーブ内の電気抵抗値は、スリーブ断面積に反比例し、長さに比例するため、大きな抵抗値となる。したがって、電源電圧が固定の場合には、電流値が低くなり、ジュール熱が減少して、加熱能力が減少することが考えられる。
そこで、加熱能力減少を回避するために、スリーブ断面積程度の面積を有する開口部をスリーブ突出部の側面に設けることにより電流の迂回路を設けることが効果的であることを発明者らは見出した。
【００６２】
しかしながら、主流が通過するスリーブ突出部の開口部では、スリーブ断面積と同じ場合にはその流速が前記１〜２［ｍ／ｓ］となり、当該流速のままで湯面に向かった場合には、湯面での衝突流速が大きくなり、介在物浮上を阻害する恐れがある。
一方、溶鋼湯面に浮かぶ非金属介在物が溶鋼中に巻き込まれてしまう臨界流速は０．５〜０．７［ｍ／ｓ］程度といわれている。
そこで、開口部総面積が（式１）を満足させることで、ジュール熱を確保しつつ、主流の流速を０．５〜０．７［ｍ／ｓ］程度に抑えて介在物浮上を促進させる。
【実施例１】
【００６３】
［連続鋳造設備］
１ストランド鋳造用の３０[ｔ]タンディッシュには、長さ１[ｍ]、直径１２[ｃｍ]の円筒状の誘導加熱チャンネルのスリーブが２本設けられ、取鍋からノズルを通じて溶鋼が注入される受湯室と、溶鋼を鋳型に注入する側の出湯室を繋いでいる。
チャンネル周囲には鉄心と誘導コイルが図のように設置され、チャンネル内に誘導電流を流す構造となっている。０．７[ＭＷ]相当の電流を与え、受湯室から出湯室間に至る溶鋼温度を３０[℃]程度上昇させる。
【００６４】
［比較例］
比較例であるＮｏ．１は、延長スリーブ突出部を有しない従来のスリーブを用いて鋳造を行った場合である。
【００６５】
［本発明例］
本発明例であるＮｏ．２〜Ｎｏ．１５は、本発明のタンディッシュ装置用スリーブを用いて鋳造を行った場合である。
開口部総面積比１、２、３、４とは、それぞれ、その開口部総面積をスリーブ内断面積に対して１倍、２倍、３倍、４倍としたものをいう。
出口孔数とは、出口となる孔の数である。
すなわち、Ｎｏ．２〜Ｎｏ．１０の、開口部総面積比と出口孔数の関係は、以下の通りである。
Ｎｏ．２は、出口孔の個数を１つとし、出口孔の面積がスリーブ内断面積と等しい面積を有する場合である。
Ｎｏ．３は、出口孔の個数を１つとし、出口孔の面積がスリーブ内断面積の２倍の面積を有する場合である。
Ｎｏ．４は、出口孔の個数を２つとし、各々の出口孔の面積がスリーブ内断面積と等しい面積を有する場合である。
Ｎｏ．５は、出口孔の個数を１つとし、出口孔の面積がスリーブ内断面積の３倍の面積を有する場合である。
Ｎｏ．６は、出口孔の個数を３つとし、各々の出口孔の面積がスリーブ内断面積と等しい面積を有する場合である。
Ｎｏ．７は、出口孔の個数を１つとし、出口孔の面積がスリーブ内断面積の４倍の面積を有する場合である。
Ｎｏ．８は、出口孔の個数を４つとし、各々の出口孔の面積がスリーブ内断面積と等しい面積を有する場合である。
Ｎｏ．９は、出口孔の個数を１つとし、出口孔の面積がスリーブ内断面積の５倍の面積を有する場合である。
Ｎｏ．１０は、出口孔の個数を５つとし、各々の出口孔の面積がスリーブ内断面積と等しい面積を有する場合である。
また、Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１５は、開口部総面積比と出口孔数の関係は、出口孔の個数を１つとし、出口孔の面積がスリーブ内断面積の２倍の面積を有する場合において、開口部交差角［°］を、それぞれ、−５[°]、５０[°]、２０[°]、４０[°]、３０[°]とした場合である。
【００６６】
［評価方法］
効果は、サンプルの断面を顕微鏡観察して同じ視野面積にある１０[μｍ]径以上の非金属介在物の個数をカウントし、また、鋳型内で採取したサンプルの断面を同様に顕微鏡観察して１０[μｍ]径以上の非金属介在物の個数をカウントし、タンディッシュ内の浮上分離を評価した。ここで、介在物の径は、等価円直径として求めた。具体的には、スリーブ突出部を具備しない従来型タンディッシュを用いた場合のについて同様な方法でカウントした非金属物介在物の個数に対する比で、浮上分離の効果を評価した。
【００６７】
非金属介在物はスラグ系と呼ばれる低融点のため溶鋼中で溶融状態にあった球状のものと非球状で数[μｍ]径のアルミナが凝集したアルミナ系介在物に分類した。
スラグ系の介在物は受湯室に取鍋から流入し湯面に浮遊したスラグが溶鋼流動により溶鋼中に巻き込まれたものである。
Ｎｏ．１の比較例の場合のアルミナ系介在物個数と、スラグ系介在物個数とを基準「１」として、その量を比により表現した値が、それぞれ、アルミナ系介在物個数指標、スラグ系介在物個数指標である。
【００６８】
アルミナ系介在物個数指標、スラグ系介在物個数指標の両者ともに０．８以下である場合の評価を優良（◎）とした。アルミナ系介在物個数指標が０．８超０．９０以下、かつ、スラグ系介在物個数指標が０．８０以下の場合には評価を良（○）とした。それ以外は、不合格（×）とした。本発明例はいずれも◎あるいは○であった。
【００６９】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の製造方法により製造されるタンディッシュ装置用スリーブならびにタンディッシュ装置および本発明のタンディッシュ装置は、溶融金属の連続鋳造において利用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１：タンディッシュ装置、１１：本発明のスリーブ、１１１：スリーブ管、１１２：耐火物、１１３：スリーブ突出部、１１４：スリーブの中心軸、１２：チャネル、１３：受湯室、１４：出湯室、１４１：反対壁の上部コーナー、１４２：反対壁、１４３：天井壁、１４４：出湯室底面、１５：取鍋からの溶融金属注入ノズル、１６：鉄心、１７：誘導コイル、１８：鋳型への流出口、１９：下堰、２：溶融金属が流れる方向、２０：溶融金属の主流、２１：外向流、２２：侵入流、２９：溶融金属の支流３：電流が流れる方向、４：開口部、４２：開口部交差角α、４３：開口部の法線、４４：開口部仰角β、５：基準平面、５１：第１基準方向、５２：第２基準方向、１０１：従来スリーブ、１０２：従来チャネル、Ｐ１：溶融金属静圧、Ｐ２：噴射力、Ｐ３：電磁収縮力。
【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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