(57)【要約】【課題】溶融金属を鋳造するための溶融金属槽のシステムの改良及び連続鋳造プロセスの品質を改良する方法の提供。【解決手段】溶融金属を鋳造するための溶融金属槽のシステムとして、（ａ）鋳造するための溶融金属（２）を含み、かつ鋳造のために該溶融金属（２）を送り出すように形成され、内壁を有し、収容した熔融金属（２）の表面が上部に形成される槽（１）と、（ｂ）熔融金属（２）の上部表面（９）の下方において吐出孔を備えた浸漬吐出ノズル（３）と、（ｃ）少なくとも１つの内壁表面（８）と浸漬吐出ノズル（３）との間に配置された表面、及び／又は、浸漬流路改変部材（７，１１）とを有するものとし、表面、及び／又は、浸漬流路改変部材（７，１１）で、溶融金属（２）の上部表面（９）内における波の形成を阻止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）鋳造用の溶融金属を収容し、かつ鋳造のために該溶融金属を送り出すように形成され、内壁を有し、収容した溶融金属の表面が上部に形成される槽と、
（ｂ）上記金属表面の下方に伸延する浸漬吐出ノズルと、
（ｃ）少なくとも１つの内壁と浸漬吐出ノズルとの間に、溶融金属の表面内における波の形成を阻止するために、溶融金属の表面に十分近接して配置された表面流路改変部材
とから構成される
溶融金属を鋳造するための溶融金属槽のシステム。
【請求項２】
前記浸漬吐出ノズルの片側のどちらかに、少なくとも１つの表面流路改変部材を備えている
請求項１に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの表面流路改変部材が、
前記溶融金属表面内に伸延する
請求項１に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項４】
前記溶融金属表面が、
フラックス層を有し、前記少なくとも１つの表面流路改変部材が、前記フラックス層内に伸延する
請求項１に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項５】
前記溶融金属表面が、
フラックス層を有し、前記少なくとも１つの表面流路改変部材が、前記フラックス層内と、前記溶融金属内に伸延する
請求項１に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの表面流路改変部材が、
前記フラックス層を貫いて伸延するように形成された比較的細い部分と、前記溶融金属内に伸延するように形成された比較的広い部分から構成される
請求項５に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの表面流路改変部材が、
複数の歯を有するフォーク状部材を有する
請求項５に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１つの表面流路改変部材が、
前記フラックス層を貫いて、前記溶融金属内へ伸延するように形成された複数の歯を有するフォーク状部材を有する
請求項５に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの表面流路改変部材が、
前記浸漬吐出ノズルから先細に形成された下部構造を有する
請求項１に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項１０】
前記浸漬吐出ノズルが、
溶融金属の流れを水平方向、水平の上方または水平のわずかに下方に向かう角度に方向付けるように形成されている
請求項１に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項１１】
（ａ）鋳造用の溶融金属を収容し、かつ鋳造のために該熔融金属を送り出すように形成され、内壁を有し、収容した溶融金属の表面が上部に形成される槽と、
（ｂ）上記金属表面の下方に伸延する浸漬吐出ノズルと、
（ｃ）溶融金属の上部表面内における波の形成を阻止する手段と
から構成される
溶融金属を鋳造するための溶融金属槽のシステム。
【請求項１２】
（ａ）鋳造用の溶融金属を収容し、かつ鋳造のために該熔融金属を送り出すように形成され、内壁を有し、収容した溶融金属の表面が上部に形成される槽を準備し、
（ｂ）溶融金属の上部表面の下方に溶融金属の流れを導くと共に溶融金属の上部表面内における波の形成を阻止し、
溶融金属を前記槽から抜き出して金属鋳造体を形成する、
ことからなる
連続鋳造するための溶融金属流を調整する方法。
【請求項１３】
前記溶融金属の上部表面内における波の形成の阻止が、
機械力により行われる
請求項１１に記載の溶融金属流を調整する方法。
【請求項１４】
前記溶融金属の上部表面内における波の形成の阻止が、
流体力により行われる
請求項１１に記載の溶融金属流を調整する方法。
【請求項１５】
前記溶融金属の上部表面内における波の形成の阻止が、
電磁力により行われる
請求項１１に記載の溶融金属流を調整する方法。
【請求項１６】
前記溶融金属が、
水平線方向、水平線方向の上方または水平線方向のわずかに下方に向かう角度に方向付けられる
請求項１１に記載の溶融金属流を調整する方法。
【請求項１７】
（ａ）鋳造用の溶融金属を収容し、かつ鋳造のために該熔融金属を送り出ように形成され、内壁を有し、収容した溶融金属の表面が上部に形成される槽と、
（ｂ）上記金属表面の下方に伸延する浸漬吐出ノズルと、
（ｃ）少なくとも１つの内壁と浸漬吐出ノズルとの間に、溶融金属の表面内における波の形成を阻止するために、溶融金属の表面に十分近接して配置された少なくとも１つの浸漬流路改変部材と
からなる溶融金属を鋳造するための溶融金属槽のシステム。
【請求項１８】
前記浸漬吐出ノズルの片側どちらかにも、
少なくとも１つの浸漬流路改変部材を備えている
請求項１７に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの浸漬流路改変部材が、
浸漬吐出ノズルへ取り付けられて支持されている
請求項１７に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの浸漬流路改変部材が、
金属上部表面上方に所在する支持部材への取り付けによって支持されている
請求項１７に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項２１】
前記浸漬流路改変部材を支持部材へ取付けるための手段が、
金属上部表面を貫いて構成されている
請求項２０に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項２２】
前記浸漬流路改変部材を前記支持部材へ取付けるための手段が、
表面流路改変部材として作用する
請求項２１に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項２３】
前記溶融金属表面が、
フラックス層を含み、少なくとも１つの前記浸漬流路改変部材の一部分が、フラックス層に接触する
請求項１７に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項２４】
前記浸漬流路改変部材が、
監視機能も有する
請求項１７に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項２５】
前記浸漬流路改変部材が、
溶融金属の温度を監視するように形成されている
請求項２４に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項２６】
前記浸漬流路改変部材が、
槽内における溶融金属のレベルを監視するように形成されている
請求項２４に記載の溶融金属層のシステム。
【請求項２７】
前記浸漬流路改変部材が、
溶融金属中の酸素レベルを監視するように形成されている
請求項２４に記載の溶融金属ベセルシステム。
【請求項２８】
前記浸漬流路改変部材が、
少なくとも１つの表面流路改変部材と共に使用される
請求項１７に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項２９】
前記浸漬流路改変部材の横断面が、
多角形である
請求項１７に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項３０】
前記浸漬流路改変部材の横断面が、
台形である
請求項１７に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項３１】
前記浸漬流路改変部材の横断面が、
円形である
請求項１７に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項３２】
前記浸漬流路改変部材が、
円錐形である
請求項１７に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項３３】
前記浸漬吐出ノズルが、
溶融金属を水平、水平の上方または水平のわずかに下方に向かう角度に方向付けるように形成されている
請求項１７に記載の溶融金属槽のシステム。
【請求項３４】
（ａ）鋳造用の溶融金属を収容し、かつ鋳造のために該熔融金属を送り出すように形成され、内壁を有し、収容した溶融金属の表面が上部に形成される槽と、
（ｂ）溶融金属を、前記槽へ供給するための熔融金属上部表面下方に伸延する浸漬吐出ノズルと、
（ｃ）前記内壁表面の少なくとも１つと、浸漬吐出ノズルとの間に配置され、かつ前記槽内の溶融金属の自然流路模様を改変するように、浸漬配置された前記吐出ノズルから出る溶融金属の流れの流路内に位置決めされ、それによって、溶融金属内の乱流を減少させ、かつ前記溶融金属の上部表面内における波の形成を阻止する、少なくとも１つの浸漬流路改変部材と、
から構成される
溶融金属を鋳造するための溶融金属槽のシステム。
【請求項３５】
（ａ）鋳造用の溶融金属を収容し、かつ鋳造のために該熔融金属を送り出すように形成され、内壁を有し、収容した溶融金属の表面が上部に形成される槽を準備し、
（ｂ）浸漬吐出ノズルを用いて、溶融金属の上部表面の下方に溶融金属の流れを導き、
（ｃ）内壁表面と浸漬吐出ノズルとの間に配置され、かつ浸漬吐出ノズルから出る溶融金属の流れの通路内に、位置決めされた少なくとも１つの浸漬流路改変部材を準備し、
（ｄ）前記浸漬流路改変部材を使用して溶融金属内の乱流を軽減し、溶融金属の上部表面内における波の形成が阻止されるように、槽内における溶融金属の自然流路模様を改変し、
（ｅ）金属鋳造体を形成するように槽から溶融金属を抜き出す、
ことからなる
金属連続鋳造プロセスの品質を改良する方法。
【請求項３６】
前記少なくとも１つの浸漬流路改変部材が、
前記浸漬吐出ノズルに取り付けられて支持されている
請求項３５に記載の金属連続鋳造プロセスの品質を改良する方法。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの浸漬流路改変部材が、
前記溶融金属の上部表面の上方に所在する支持部材へ取り付けられて支持されている
請求項３５に記載の金属連続鋳造プロセスの品質を改良する方法。
【請求項３８】
前記浸漬流路改変部材を前記支持部材に固定するために用いられる手段が、
前記溶融金属の上部表面を貫いて構成されている
請求項３７に記載の金属連続鋳造プロセスの品質を改良する方法。
【請求項３９】
前記浸漬流路改変部材を前記支持部材に固定するために用いられる手段が、
表面流路改変部材として作用する
請求項３８に記載の金属連続鋳造プロセスの品質を改良する方法。
【請求項４０】
１つ又は複数の表面流路改変部材が、
少なくとも１つの前記浸漬流路改変部材と共に用いられる
請求項３７に記載の金属連続鋳造プロセスの品質を改良する方法。
【請求項４１】
１つ又は複数の表面流路改変部材が、
その表面又は内部に、１つ又は複数のセンサを配置する構成を有する
請求項３７に記載の金属連続鋳造プロセスの品質を改良する方法。
【請求項４２】
前記センサが、
溶融金属の温度を監視する
請求項４１に記載の金属連続鋳造プロセスの品質を改良する方法。
【請求項４３】
前記センサが、
溶融金属の酸素レベルを監視する
請求項４１に記載の金属連続鋳造プロセスの品質を改良する方法。
【請求項４４】
前記センサが、
槽内の溶融金属のレベルを監視する
請求項４１に記載の金属連続鋳造プロセスの品質を改良する方法。
【請求項４５】
前記溶融金属が、
浸漬吐出ノズルによって水平線、水平線の上方または水平線のわずかに下方に向かう角度に方向付けられる
請求項４１に記載の金属連続鋳造プロセスの品質を改良する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼の連続鋳造の分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼の連続鋳造においては、浸漬吐出ノズル（「ＳＥＮ」）を使用して、溶融金属は、「タンデッシュ」と称する大きい容器から水冷銅製モールドに注がれる。
鋼は、銅製モールドの壁と接触すると凝固し始め、スラブは、鋳造速度に従って連続的に降下する。スラブ鋳造用モールドの厚さは通常約９〜１２インチであるが、薄いスラブ鋳造用では、厚さは僅かに約２〜４インチである。スラブの幅は一般的に非常に大きく、通常６０〜７２インチである。
金属の自由表面（ｆｒｅｅ ｓｕｒｆａｃｅ；上部に制限を受けない表面）に維持されるモールドフラックスの層は、高温金属を大気による酸化作用から保護すると共に、降下するスラブとモールド壁との間に薄い潤滑層を形成する。
【０００３】
これまでに行われた、スラブ鋳造用モールドにおける流体流研究によれば、モールド内における溶融金属の流れが、鋳造された金属の表面および表面下の品質に大きく影響することが実証されている。浸漬吐出ノズルから流出する溶融金属は、水平方向に対してある角度を保ち、狭い壁体に衝突する。この結果として、図１に全体的フローパターンとして概略的に示す、上側および下側の再循環流が形成される。上側再循環流は、自由表面に定常波を生じさせる。波（ｗａｖｅ）の高さは、一般に時間と共に変動する。自由表面における変動する常波およびそれに伴う乱流は、この方法によって調製される、鋳造スラブに生じる欠陥の多くの主たる原因であると推察されている。
【０００４】
他の物理的係数（例えば、スライドゲート及び不均一ノズルの堰など）および乱流に起因して、モールド内の２つの側部におけるパターンは対称的でなく、時間と共に絶えず変化するものと推測される。波高は、ＳＥＮ深度に依存し、浸漬深度が浅くなれば、一般に波は高くなる。波の高さは、吐出孔の角度および開口部の面積にも依存し、吐出孔の角度が小さくなり、開口面積が小さくなるにつれて、生じる波の高さは一般にさらに高くなる。表面乱流および定常波は、鋳造の品質に影響する最も重要な因子であるものと推察される。
波および再循環流は、一方の側部と、もう一方の側部との間で振動し、鋳造品の品質に悪影響を及ぼす。
【０００５】
スライドゲート又は主ノズルの堰に影響されて流れは、さらに偏向される。偏向された流れは、モールドフラックスをスラグが巻き込む機会を増大させる。
水平方向に対する下向きの噴射角度を大きくすれば、衝突点をモールド内のさらに深い方へ押し下げることによって、表面乱流および波の高さを減少させることができる。
しかし、衝突点が低くなれば、モールドの出口に薄い凝固した外殻が発生し、この外殻の発生と関連してモールドが破壊される危険を生じる。さらに、再循環流がさらに深くなれば、さらに深い所まで包有物が運ばれ、鋳造金属の品質に影響するという別の問題が生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、より平坦かつ乱流の少ない自由表面を提供し、フラックス流を効果的なものとすると共に、包有物のさらに効率的な除去を可能にし、モールド破壊の潜在的危険性を減少させることのできる、金属連続鋳造のための装置および方法を提供することにある。
これにより、表面波および乱流により発生する、鋳造スラブにおける表面および表面下における欠陥発生の期待されるのである。
【０００７】
鋼鋳造の分野について記述したが、本発明の他の適用分野においても、多の利点と共に表面波減衰についても利点が得られることが理解されるはずである。
この種の利点は、本開示の観点から観察することにより、又は、本発明を実施することによって当該技術分野における当業者にとって明白になるであろう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、溶融金属を鋳造するための溶融金属槽のシステム及び連続鋳造のための溶融金属流の調整方法を含むものである。
概念的には、本発明の装置は鋳造用の溶融金属槽のシステムを包含し、そのシステムは、
（ａ）鋳造用の溶融金属を収容し、かつ分配するように形成され、内壁を有し、上部に収容した熔融金属の表面を形成させる槽、
（ｂ）上記表面の下方において伸延する浸漬吐出ノズル、及び
（ｃ）少なくとも１つの内壁と浸漬吐出ノズルとの間に配置された流路改変部材（ｆｌｏｗ ｍｏｄｉｆｉｅｒ）
から構成されるものである。
前記の表面流路改変部材（ｓｕｒｆａｃｅ ｆｌｏｗ ｍｏｄｉｆｉｅｒ）は、
溶融金属の上部表面における波の形成を阻止するように、溶融金属の上部表面に十分に近接して使用される。
また、浸漬流路改変部材（ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｆｌｏｗ ｍｏｄｉｆｉｅｒ）は、
溶融金属の上部表面の下方においてある程度の深さに完全に浸漬配置され、上部及び下部再循環フローパターン及びその結果として発生する乱流および波に影響を及ぼすように、浸漬吐出ノズルに十分に近接して配置され使用される。
また、浸漬流路改変部材は、連続鋳造モールド内の熔融金属の表面における定常波を減衰させる効果を発揮する。
【０００９】
表面又は浸漬流路改変部材は、浸漬吐出ノズルのどちらの側部にも配置されることが好ましく、一連の表面または浸漬流路改変部材は、浸漬吐出ノズルのどちら側にも配置して使用することができる。
表面流路改変部材は、金属上部表面内における波の形成を阻止するために、溶融金属の自由表面の直ぐ上方に設置するように形成されてはいるが、通常、溶融金属内に伸延するように設置される。
浸漬流路改変部材は、通常、溶融金属表面の下方において、浸漬吐出ノズルからの溶融金属流による上側および下側再循環流の発生を阻止する位置に配置される。
通常、溶融金属表面はフラックス層によって覆われ、幾つかの実施形態においては、表面流路改変部材又は、そのための支持物の少なくとも一部分は、フラックス層及び／又は溶融金属を貫いて伸延するように配置される。
他の実施形態においては、浸漬流路改変部材部材全体が、フラックス層の下方の溶融金属中に配置される。
【００１０】
一般に、本発明は、表面または浸漬流路改変部材の幾何学的形状によって制限されことはなく、例えば、一実施形態において、表面流路改変部材は、フラックス層を貫いて伸延するように形成された、比較的薄い部分および溶融金属内に伸延するように形成された、比較的広い部分を提供するような形状であっても差し支えない。
別の実施形態において、表面流路改変部材は、フラックス層を貫いて伸延するように形成された、フォーク状部材および溶融金属内に伸延するように形成された比較的広い部分を備えている。
さらに別の一実施形態において、表面流路改変部材は、概略台形であるように浸漬吐出ノズルから離れる方向に先細であって、内壁表面に向かう下側部分を備えている。
いくつかの代替実施形態においては、流路改変部材は、フラックス層の下方において溶融金属中に配置されており、浸漬吐出ノズルから出る溶融金属に起因する乱流および、波の生成を軽減するために様々な幾何学的形状を採用することができる。
この種の一実施形態において、浸漬流路改変部材は、例えば、多角形、台形、または、円錐形などの幾何学的形状であっても差し支えない。
ただし、これらの幾何学的形状は、本発明に従って、乱流および波の作用を満足できる程度に阻止し、自由金属表面上で、自由かつ均一なフラックスの流れを可能にする形状の、様々な幾何学的形状の数例に過ぎないものであることを理解されたい。同様に、他の幾何学的形状であっても、表面または浸漬流路改変部材を作成するために、利用して良い結果が得られるはずである。
【００１１】
表面流路改変部材は、例えば、鋳造モールドへ取り付けられたブラケットを介して、任意の適切な機械的手段により、自由金属表面へ接触させられるか、または、機能的に近接して支持されることも可能である。
鋳造モールド以外の構造物への付属体で、表面流路改変部材を同様に支持することもできる。
本発明のいくつかの実施形態において、浸漬流路改変部材は、浸漬吐出ノズルに取り付けることも可能である。
材料および取り付け要領は、例えば、耐火セラミックスのような耐温度材料の取り扱いに適した任意のものが採用される。
金属の凝固およびフラックス流の、鋳造モールド内への流入の両方が中断することを避けるために、表面または浸漬流路改変部材は、モールドの内壁表面には接触していない方が好ましい。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、流路改変部材または他の乱流及び／又は波動阻止手段を用いると、浸漬吐出ノズルにより、溶融金属流を一般的な下方に向かう流れにするよりも、水平方向または水平の上方に向かう角度に方向付けることを可能にする。
この特徴は、鋳造プロセスの実施に際して、さらに効率的な包含物除去の促進を支援し、また、方向付けされた位置が余りに低く、かつ鋳造モールドの下流末端部に余りに近過ぎる方向に向けられた、高温溶融金属による新規凝固層の出現に伴って高温が発生する危険性の回避を可能にする。
【００１３】
また、本発明の、溶融金属を鋳造するための溶融金属槽のシステムは、
（ａ）鋳造用溶融金属を含み、かつ分配するように形成され、内壁表面を備え、かつ、上部に収容した熔融金属の表面を形成させる槽と、
（ｂ）上記表面の下方において伸延する浸漬吐出ノズルと、
（ｃ）溶融金属の上部表面内における波の形成を妨げるための手段と
を包含するものである。
【００１４】
溶融金属の上部側表面内における、波の形成を阻止する手段は、機械力（例えば、表面または浸漬流路改変部材、又は、同等の機械的構成体として、又は、装置）、流体力（例えば、自由金属表面に対向するように方向付けされた気体流）、又は、電磁力（例えば、産業界において溶融金属を制御する他の目的のために用いられる電磁用外部電極の使用）の適用によって達成可能である。
【００１５】
また、本発明は、連続鋳造のための溶融金属流の調整方法を含み、本方法は、
（ａ）鋳造用溶融金属を含み、かつ分配するように形成され、内壁表面を備え、かつ上部に収容した熔融金属の表面を形成させる槽を準備し、
（ｂ）溶融金属の上部表面の下方に溶融金属流を導き、溶融金属の上部側表面内における波の形成を阻止し、
（ｃ）溶融金属を前記槽から抜き出して金属鋳造を完成させること
からなるものである。
【００１６】
溶融金属の上部表面内における波の形成阻止は、既に述べたように機械装置、流体力、または、電磁力の適用によって達成可能である。
【００１７】
浸漬吐出ノズルは、水平方向又は水平の上方、又は、水平の僅かに下方に向かう角度で、溶融金属を流出させることができる。ただし、その角度は、水平方向のわずかに下方に向けられた角度（即ち、水平方向の下方１から２０度）であることが好ましい。
【００１８】
したがって、本発明は、連続金属鋳造プロセスで、通常、固有のものとされる乱流および波動作用を軽減する簡単な方法を提供する。
一実施形態においては、１個の耐火またはその他の耐温度部材（概念的に「表面流路改変部材」と称する）が挿入されるか、又は、そうでなければ、好ましくは最上面から、かつ近接して、好ましくは浸漬吐出ノズルの、どちらの側部上においても（両側において）自由表面と接触させられる。
このようにすると、表面流路改変部材は、最上面の再循環流およびそれによって形成される波の形成を阻止し、ひいては表面速度を著しく減速し、かつ自由表面をほぼ平坦にする。
これを図２に概略的に示す。本発明の、他の幾つかの実施形態においては、１個の耐火又はその他の耐温度部材（概念的に「浸漬流路改変部材」と称する）が溶融金属表面の下方に配置され、溶融金属の正常な再循環フローパターンを、浸漬吐出ノズルから遮断し、こうすることによって、生成された定常波の大きさを減少させる。
この種の配置構成を、図１３〜１８に示す。本発明の方法および装置を使用することによって、自由表面波または乱流に起因する欠陥を、軽減または実質的に除去することができる。
【００１９】
金属は、モールドの壁と接触すると凝固するので、表面または浸漬流路改変部材はモールドの壁に接触しないことが好ましい。したがって、一般に、表面又は浸漬流路改変部材の壁との間の間隙を、維持することが必要である。
【００２０】
図６は、既に述べた、表面流路改変部材を備えたモールドの側面図である。
この構想は、試験され、小縮尺水性模型で作動することが実証済みである。表面流路改変部材の形状、寸法、及び、設置場所は、個々のシステムに依存するであろう。
表面または浸漬流路改変部材のいずれも、自由表面に近接している金属が、過度に凝結する程度まで流れを減速するものであってはならない。
表面流路改変部材システムの全体的な三次元概略図を図７に示す。表面流路改変部材は、自由表面乱流を軽減するので、流れは、浸漬吐出ノズルの両側部において対称的になり、偏向流を著しく減少させる。
【００２１】
本発明の方法および装置は、連続鋳造プロセス全体に亙り著しく良好に制御すること、及び製造される鋳造金属の品質を、それによって著しく改良することが期待されるものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
上述した特徴に加えて、本発明の他の態様は、図面および典型的実施形態に関する、以下の記述から容易に明白であろう。ここに、同じ参照番号は、幾つかの図面を通じて同じであるか、又は同等の構造体を表す。
【００２３】
前述の概要に従い、本発明の最良の態様が含まれる、と現時点において考えられる好ましい実施の形態について、以下に詳細に説明する。
【００２４】
図１は、連続鋳造モールド内における、総括的に流路模様を示す連続鋳造システムの立面の断面図である。図１は、連続鋳造モールド１および浸漬吐出ノズル３から吐出されて連続鋳造モールド１に流入する溶融金属２を示す。
溶融金属は、通常、流線４に示されるように、連続鋳造モールド１に流入し、部分的に凝固し、モールドの形状（一般に矩形）にしたがって、モールドから流出する。
溶融金属２がモールドを通って前進するにつれて、モールド１の内壁表面８に沿って凝固した鋼６の層が形成され、新規に鋳造されるスラブ全体の外殻が形成される。
内壁表面８と凝固した鋼６の層（外殻）との間に、溶融金属の自由表面１０に存在するフラックス９の層（溶融金属の自由最上表面１０）が延伸することにより（厚さは図示されていない）、金属は、モールドを通って下方に向い動き易くなる。
【００２５】
図２は、本発明の一実施形態に従った、連続鋳造モールド内における総括的な流路模様及び、１対の表面流路改変部材１１を示す連続鋳造システムの正面立面の断面図である。
本発明の他の一実施形態においては、１対の第２の表面流路改変部材７が、浸漬吐出ノズル３の各側部に１個ずつ配置されている。
表面流路改変部材について、その使用個数と配置構成を、本発明の範囲から逸脱することなしに、変更して使用することが可能である。
【００２６】
図２は、フラックス層９を表面に有する溶融金属２の、自由表面１０に影響を及ぼす乱流を発生させる流線を示すものである。
表面流路改変部材１１は、フラックス層９を貫いて金属表面１０内に伸延するが、例えば、溶融金属２の表面下方において、内壁表面８として示される、内壁表面に接触しないことが好ましい。
表面流路改変部材１１は、溶融金属２内の乱流を減少させて、自由表面１０における波の生成を減少させると共に、フラックスの自由流を自由表面１０の外側縁の位置に維持して、フラックスが凝固した金属層を阻害することなしに、モールドの側面に沿って均一に流れることを可能とする。
【００２７】
図３は、浸漬吐出ノズル３の、他の一実施形態の分解組立図である。図３に示す実施形態において、浸漬吐出ノズルの吐出孔は、溶融金属がノズルから実質的に水平な方向４に出るように形成されている。
【００２８】
図４は、浸漬吐出ノズル３の、他の一実施形態の分解組立図である。図４に示す実施形態において、浸漬吐出ノズルの開口部は、溶融金属が水平から上向き方向４にノズルから出るように形成されている。
【００２９】
図５は、表面流路改変部材１１の別の一実施形態を描写する連続鋳造システムの正面立面の断面図を示す。図５に示すように、表面流路改変部材１１は、それぞれ吐出ノズル３から離れるように、外側に向かって伸延する下側部分１６を備えるように形成されている。
【００３０】
図６は、図２の連続鋳造システムの、側部立面の断面図である。図６は、モールド１の側部の取り付け位置に配置された表面流路改変部材部材１１を示す。
図６に示すように、表面流路改変部材１１はフラックス層９を貫いて伸延し、かつ溶融金属２の液面下に配置されるに充分な長さの下側部分１６を備えるように形成されている。
表面流路改変部材１１の下側部分１６は、さらに、下側部分１６の外側端縁部と、連続鋳造モールド１の内壁表面８との間に空間を維持するに充分な狭さで形成されている。下側部分とモールドの内壁表面８との間に空間を維持することによって、溶融金属表面１０上のフラックス層９が、金属の凝固を阻害することなしに、より連続性をもって流れることを可能にする。
【００３１】
図７は、図２の連続鋳造システムにおける側面の部分斜視断面図である。また図７は、他の一実施形態の、追加の表面流路改変部材７を示すものである。
【００３２】
図８は、図２の連続鋳造システムにおける他の一実施形態の側部切断立面図である。図８に示すように、表面流路改変部材１１は、三次元的に安定で、適当な外部部材に固定されている上体部分１２を備え、またそれにより外部的に支持されている。
この一実施形態において、複数の形状の異なる表面流路改変部材を、外部的に支持されるように形成することが可能である。
【００３３】
図９は、図２の連続鋳造システムにおける他の一実施形態の、側部立面の切断図である。図９に示すように、表面流路改変部材１１はフラックス層９を貫き、かつ溶融金属２内に伸延する、比較的薄い部分１３を備えるように形成されている。
表面流路改変部材１１は、さらに、比較的薄い部分１３に一体的に形成された比較的広い部分１７を備えるように形成されている。図に示す一実施形態において、表面流路改変部材１１は、比較的広い部分１７が、溶融金属２に完全に浸漬されるように配置されている。
【００３４】
図１０は、図２における連続鋳造システムの、別の一実施形態の、側部立面の切断図である。図１０に示すように、表面流路改変部材１１は、上側部分はフラックス層９の上側に位置し、下側部分はフラックス層９を貫いて、溶融金属２内に伸延するように形成された複数の歯を有するフォーク状部１８を備える。
【００３５】
図１１は、本発明の別の一実施形態を示す、連続鋳造システムの正面立面の切断図である。図２に示された表面流路改変部材は、表面流路改変部材１５によって置き換えられている。
図１１に示すように、各表面流路改変部材は、浸漬吐出ノズル３のどちらか一方の側部上に位置し、かつ浸漬吐出ノズル３とモールド１の内壁面８との間に配置されている。
表面流路改変部材１５は、フラックス層９と接触するようにフラックス層９に十分近接して配置されており、フラックス層９を貫いて伸延することのないように形成されている。
表面流路改変部材１５は、その横断面がＵ字形で、かつ溶融金属２の自由表面１０上に波が形成される際に、これらの波を抑えることができる程度に、十分な平坦度をもつ平面を備えた下側接触部分１９を備えている。
【００３６】
図１１において、表面流路改変部材１５は、外部支持部材２１に一体的に固定されることが可能であるように形成された支持部材２０を備えている。外部支持部材２１は、三次元的に安定した任意の外部支持手段で構成されている。
【００３７】
図１２は、図２の表面流路改変部材の代わりに、表面流路改変部材２０を備えた図１１の連続鋳造システムの、側部立面の断面図である。
図１２に示すように、表面流路改変部材２０の側部は、モールド１の側部に、十分近接してはいるが、接触しないように配置されている。
【００３８】
本発明の他の実施形態は、図１３〜１５までを参照することによって、確認可能である。特に、この実施形態においては、浸漬流路改変部材２２は、溶融金属２の自由表面１０の下方、かつフラックス層９の下方に所在する。
各浸漬流路改変部材２２は、浸漬吐出ノズル３のどちらか一方側に配置され、かつ、吐出ノズルから出て来る溶融金属２の自然流４を、改変するように位置決めされている。
図１との比較によって分かるように、浸漬流路改変部材２２は、浸漬吐出ノズル３から実質的に水平な角度であり、最適条件でない方向に溶融金属流４が向けられている場合であってさえも、連続鋳造プロセスにおいて、浸漬吐出ノズルによって通常引き起こされる、上向き及び下向きの強い再循環流路模様４’の発生を抑制する。
【００３９】
浸漬流路改変部材２２の位置は、種々の手段によって固定することが可能である。図１３及び１４に示すように、浸漬流路改変部材２２は、溶融金属２の高温度に耐えることのできる、任意の適当な取り付け手段２３によって、浸漬吐出ノズル３の一部で固定されていても差し支えない。
例えば、融点の高い鋼またはセラミック製ブラケットが、利用可能である。図１５に示すように、浸漬流路改変部材２２は、溶融金属２の自由表面１０上に位置する、十分に安定した支持部材２４に取り付けることによって、その位置を固定することが同様に可能である。これら各々の場合に、既に述べた理由により、モールド１の内壁表面８と浸漬流路改変部材２２との間に間隙を保持することが好ましい。
【００４０】
本発明のさらに別の実施形態を、図１６〜１８までに示す。本発明の、この実施形態においては、図５の浸漬吐出ノズル３のほかに、図１３〜１５で示される浸漬流路改変部材２２および取り付け手段２３が用いられている。
既に述べたように、定常波および乱流を最小限にするためには、一般的に、浸漬吐出ノズル３から流れる溶融金属の流路４を、わずかに下方に向けるようにすることが望ましい。
本発明の浸漬流路改変部材２２は、同等の効果又はさらに大きい効果を得るために、浸漬吐出ノズル３と共に使用することができることを、図１６〜１８は示している。
図１３〜１５における浸漬流路改変部材２２の取り扱いと同様に操作することにより、図１６〜１８に示される浸漬流路改変部材２２は、浸漬吐出ノズル３から出る溶融金属の流れを、当然に発生する再循環流路模様を減少させ、乱流および定常波の強度を低下し、又は、実質的に除去するように、有効に改変することができる。
【００４１】
図１３〜１５及び１６〜１８における浸漬流路改変部材２２は、実質的に断面正方形であるように図示されている。
しかしながら、本発明の趣旨に従って使用される浸漬流路改変部材２２を調製する際、多くの幾何学図形を使用することもできる。
例えば、浸漬流路改変部材２２としては、多角形、台形、円筒形、球形、円錐形、さらには、浸漬吐出ノズル３からの溶融金属流４を効果的に改変し、乱流又は定常波を減少さるか、あるいは除去できる、実際的な任意の他の形状とすることもできる。
また、浸漬流路改変部材２２は、特定の寸法に限定されるものではなく、それらが適用される個々の用途に基づいて選定されるべきである。同様に、適用される物の特性・条件に応じて、浸漬吐出ノズル３および溶融金属の自由表面１０との関連で、浸漬流路改変部材２２の適正位置は最良の結果が得られるように変更することも可能である。
例えば、浸漬流路改変部材２２は、溶融金属２の上側表面１０とフラックス層９よりも明らかに下方に位置するように図示されているが、浸漬流路改変部材の一部分は、フラックス層及び／又は溶融金属の上側表面と接触することもあり得る。
【００４２】
浸漬流路改変部材２２は、追加的な機能を発揮するようにも考慮されているもので、例えば、ある種のセンサ又は他のデバイスを浸漬流路改変部材２２に取り付け、又は、組み込むことが可能である。
これらのセンサ及びデバイスを例示すれば、温度監視、酸素検知、モールド内における溶融金属のレベルの決定および制御するための手段が挙げられる。
この種のセンサ又はデバイスは、個々に又は様々に組合わせて使用することができる。センサ及び／又は他のデバイスは、例えば、特殊導管を介するか、浸漬流路改変部材２２の位置を固定するために使用されている手段を介して、さらに外部装置に接続可能である。
【００４３】
当該技術分野における当業者であれば、単一の浸漬吐出ノズル３に作用させるために、異なる形状の浸漬流路改変部材２２を用いることができることが認識されるものである。
同様に、本発明の技術範囲も、単一の用途に使用できる特定数の浸漬流路改変部材２２に限定されない。
すなわち、溶融金属の流れ４を変えるために、１つ又は幾つかの浸漬流路改変部材を使用することが可能である。浸漬流路改変部材２２は、乱流および定常波をさらに軽減するために、前述の表面流路改変部材１１と共に使用できることも考慮されている。所要効果を得るためには、浸漬流路改変部材２２と表面流路改変部材１１とのあらゆる組合わせが使用可能である。
【００４４】
ここに開示されている好ましい実施形態は、本発明の範囲を包括的に規定するものでも、不必要に限定することを意図するものではない。
好ましい実施形態は、当該技術分野における当業者が、本発明を実施可能であるように、本発明の趣旨を説明するために選定および記述されたものである。
本発明の好ましい実施形態について図示および記述されているので、当該技術分野における当業者の能力範囲内において、添付請求項、本文および参照によって、ここに組み込まれている教示よって示されている本発明の趣旨から逸脱することなしに、同等材料または配置構成の置換えによるか、又は、同等のプロセスステップを介して、本発明の代替例または改変例を作成し、本発明を実施することが可能である。したがって、本発明は、請求項の範囲およびその均等物に限定されないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
連続鋳造モールドにおける一般的な流路模様を示す、連続鋳造システムの正面立面の断面図である。
【図２】
連続鋳造モールド内における一般的な流路模様及び本発明の一実施形態に従った表面流路改変部材を示す、連続鋳造システムの正面立面の断面図である。
【図３】
図３は、本発明の一実施形態に従った、溶融金属水平放出部を備えた浸漬吐出ノズルの正面立面図の分解組立図である。
【図４】
図４は、本発明の一実施形態に従った上向きに流れる溶融金属放出部を備えた、浸漬吐出ノズルの正面立面における断面図の分解組立図である。
【図５】
図５は、連続鋳造モールド内における一般的な流路模様及び本発明の一実施形態に従った、外向きに先細になっている表面流路改変部材を示す、連続鋳造システムの正面立面における断面図の分解組立図である。
【図６】
連続鋳造モールド内における一般的な流路模様及び本発明の一実施形態に従った、表面流路改変部材を示す、連続鋳造システムの側面概略図である。
【図７】
図７は、連続鋳造モールド内における一般的な流路模様及び本発明の一実施形態に従った、少なくとも１つの表面流路改変部材を示す、連続鋳造システムの斜視概略図である。
【図８】
連続鋳造モールド及び本発明の一実施形態に従った、外部支持された表面流路改変部材を示す、連続鋳造システムの側面概略図である。
【図９】
連続鋳造モールド及び本発明の一実施形態に従った、パドル形表面流路改変部材を示す、連続鋳造システムの側面概略図である。
【図１０】
連続鋳造モールド及び本発明の一実施形態に従った、複数の歯を有するフォーク状部材を備えた表面流路改変部材を示す、連続鋳造システムの側面概略図である。
【図１１】
連続鋳造モールド及び本発明の一実施形態に従った表面流路改変部材を示す連続鋳造システムの正面立面の断面図である。
【図１２】
連続鋳造モールド及び本発明の一実施形態に従った、表面流路改変部材を示す連続鋳造システムの側面概略図である。
【図１３】
本発明の代替一実施形態の部分切断された分解組立図で、図中の浸漬流路改変部材は、図３の浸漬吐出ノズルからの溶融金属の流れを変えるために用いられている。
【図１４】
本発明の代替一実施形態の部分切断された分解組立図で、図中の浸漬流路改変部材は、図３の浸漬吐出ノズルからの溶融金属の流れを変えるために用いられている。
【図１５】
本発明の代替一実施形態の部分切断された分解組立図で、図中の浸漬流路改変部材は、図３の浸漬吐出ノズルからの溶融金属の流れを変えるために用いられている。
【図１６】
図５の浸漬吐出ノズルからの溶融金属の流れを変えるために用いられている、図１３の浸漬流路改変部材を示す図である。
【図１７】
図５の浸漬吐出ノズルからの溶融金属の流れを変えるために用いられている、図１４の浸漬流路改変部材を示す図である。
【図１８】
図５の浸漬吐出ノズルからの溶融金属の流れを変えるために用いられている、図１５の浸漬流路改変部材を示す図である。
【符号の説明】
１　　　　　連続鋳造モールド
２　　　　　溶融金属
３　　　　　浸漬吐出ノズル
４　　　　　溶融金属の流れ（流線）
６　　　　　凝固した鋼の外殻
７　　　　　流路改変部材
８　　　　　内壁表面
９　　　　　フラックス層
１０　　　　自由表面（溶融金属の液面）
１１， １５　表面流路改変部材
２２　　　　浸漬流路改変部材
【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】
2004512177.tif 000015
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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