(57)【要約】ノズルを通して溶融金属を放出する間に、溶融金属からスラグを分離する改良された渦抑制装置（２２）は、略テーパ形状を有し、かつ本体内の中空チャンバ（３０）と、長尺状の犠牲部材（３２）とを有する均一なキャスタブル耐火物本体（２４）を備える。中空チャンバは、犠牲部材または犠牲部材のための取り付けを受容する。溶融金属中の耐火物本体（２４）と犠牲部材（３２）との組み合わせは、溶融金属の比重よりも小さい比重を有し、かつ溶融金属内に支持されたときに、狭端部を下向きにした状態に自己配向する。中空チャンバ（３０）は溶融金属を充填して、本体をその狭端部が下向きになった状態に配向させる補助をするコアを形成し得る。犠牲部材は、本体を渦が形成する領域に整合させ、かつ放出ノズル（１４）を通る流れの妨害を最小にする。本体（２４）は、旋回遮断面を備えることが好ましい。
2004523650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放出ノズルから流出する溶融金属の渦抑制装置であって、
長手方向軸線に沿って基部から狭端部に向かって略テーパ形状を有する均一なキャスタブル耐火物本体であって、かつ該本体の長手方向に配置されて該本体内に延びる中空チャンバを備える、均一なキャスタブル耐火物本体と、
前記中空チャンバによって保持されて一体的本体を形成する、長尺状の犠牲部材とを備え、
それにより前記耐火物本体と前記犠牲部材とを組み合わせた一体的本体は、溶融金属の比重よりも小さい比重を有し、かつ溶融金属内に支持されたときに、狭端部を下向きにした状態に自己配向する渦抑制装置。
【請求項２】
前記犠牲部材から外側に延びる突出部を前記中空チャンバ内に取り付けて一体的本体を形成する、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項３】
前記犠牲部材から外側に延びる襞部を中空チャンバ内に取り付けて一体的本体を形成する、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項４】
前記中空チャンバは、金属容器内に導入されると金属のコアを保持する、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項５】
前記犠牲部材は中空である、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項６】
前記犠牲部材は中実棒体である、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項７】
前記犠牲部材の露出表面は耐火物材料により被覆されている、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項８】
前記犠牲部材は耐火物材料により被覆されている、請求項４に記載の渦抑制装置。
【請求項９】
前記犠牲部材は耐火物材料により充填されている、請求項３に記載の渦抑制装置。
【請求項１０】
前記本体は複雑な多角形の基部を有する、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項１１】
前記基部は六角形である、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項１２】
前記基部は八角形である、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項１３】
放出ノズルから流出する溶融金属のための渦抑制装置であって、
長手方向軸線に沿って基部から狭端部に向かって略テーパ形状を有する均一なキャスタブル耐火物本体であって、該本体の長手方向に配置されて該本体内に延びるシャフトを備える、均一なキャスタブル耐火物本体と、
前記シャフトによって保持されて一体的本体を形成する、長尺状の犠牲部材とを備え、
それにより前記耐火物本体と前記犠牲部材とを組み合わせた一体的本体は、溶融金属の比重よりも小さい比重を有し、かつ溶融金属内に支持されたときに、狭端部を下向きした状態に自己配向する渦抑制装置。
【請求項１４】
前記シャフトは中空である、請求項１３に記載の渦抑制装置。
【請求項１５】
前記シャフトは中実である、請求項１３に記載の渦抑制装置。
【請求項１６】
前記犠牲部材は外側スクリューねじを備える、請求項１４に記載の渦抑制装置。
【請求項１７】
前記犠牲部材は外側スクリューねじを備える、請求項１５に記載の渦抑制装置。
【請求項１８】
前記シャフトの端部は内側スクリューねじを備え、前記犠牲部材上の外側スクリューねじと該内側スクリューねじとは螺合可能である、請求項１６に記載の渦抑制装置。
【請求項１９】
前記犠牲部材は内側スクリューねじを備え、前記シャフトの端部は内側スクリューねじを備える、請求項１４に記載の渦抑制装置。
【請求項２０】
両端部に外側スクリューねじを備えるニップルをさらに備え、該ニップルは前記犠牲部材と前記シャフトとを連結させる、請求項１９に記載の渦抑制装置。
【請求項２１】
前記シャフトの端部は外側スクリューねじを備える、請求項１７に記載の渦抑制装置。
【請求項２２】
内側スクリューねじを有する継手を備え、該継手が前記犠牲部材と前記シャフトとを連結させることにより、前記本体と前記犠牲部材との組み合わせが一体的な渦抑制装置を形成する、請求項２１に記載の渦抑制装置。
【請求項２３】
前記犠牲部材は中空である、請求項１３に記載の渦抑制装置。
【請求項２４】
前記犠牲部材は前記シャフトの周囲にぴったりと配置されている、請求項２３に記載の渦抑制装置。
【請求項２５】
前記シャフトは耐火物本体内において部分的に延びる、請求項１３に記載の渦抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属が容器（receptacle）から移送される間に、溶融金属からスラグを分離するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属の製造工程において、炉、タンディッシュ、または取鍋等の金属用容器に収容される溶融金属の表面上に、金属不純物からなるスラグの層が形成される。容器から溶融金属が排出されるにつれて、放出ノズルを通る溶融金属の流れが、放出ノズルの上方にて旋回を発生させる。この旋回のエネルギーは臨界に達すると渦を形成し、この渦によってスラグ層がノズル内に吸い込まれて、流出物を汚染する。スラグと溶融金属とを分離することによって、放出物の品質が向上する。
【０００３】
ノズルの吸い込み効果によるノズル内へのスラグの導入を抑制するいくつかの装置が知られている。放出ノズルを通るスラグ流を制限するための、周知の装置の多くは、耐火物本体と延長ロッドとの組み合わせ形態である。例えば、スティルケリーグ（Ｓｔｉｌｋｅｒｉｅｇ）によるドイツ特許公開第１９８２１９８１Ａ１号の要約書には、閉塞体と、翼体を有する案内棒とを備えたスラグ維持装置が開示されている。翼体要素は、好ましくは耐火物コンクリートである耐火物材料から構成されている。閉塞体は、閉塞体の基部から上方向に鉛直に突出した棒体も有する。この棒体は、スラグ維持装置をタップチャネルの上部に配置するアームと連結可能である。意図する目的に適するが、この翼体要素の製造には高額なコストがかかる。従って、翼体を備えた案内棒を使用することによって、金属製造のコストがかなり上昇する。さらに、流出工程中に、延長ロッドがタップ孔に入り込み、ノズルを通る溶融金属の流れを妨害する。その結果、この耐火物本体と延長ロッドとの組み合わせを使用する金属流出操作は、処理時間を延長させ、従って製造コストが上昇する。
【０００４】
ラベート（ＬａＢａｔｅ）に付与された米国特許第４，７９９，６５０号には、テーパ形状の、正六面体形状の耐火物延長部を有する、テーパ形状の円形の耐火物閉塞具から構成されたスラグ維持装置が開示されている。円形の閉塞具は、タップ孔を閉塞するのに十分な大きさを有する。円形の閉塞具の中心を金属製ロッドが貫通して、長尺状の正六面体の延長部内へ下方向に延びて、円形の閉塞具と正六面体の延長部とを連結させている。正六面体の延長部は、放出ノズルを通る溶融金属の流れを過早に絞る（抑制する）。その結果、流出が停止された後に、容器内にかなりの量の使用可能な溶融金属が残留するため、一回の流出によって放出される溶融金属の総量がかなり減少し、従って操作コストが上昇する。
【０００５】
ラベート（ＬａＢａｔｅ）らに付与された米国特許第４，４９４，７３４号には、変更された円錐形状の耐火物本体とロッドとを備えたスラグ保持装置が開示されている。ロッドは、本体中心部の下方に延びており、かつ耐火物スリーブにより包囲されている。上部延長部はスイベル機構を備え、このスイベル機構は、スラグ維持装置をタップ孔の上部に配置する機械的装置との係合に使用される。本特許はさらに、放出ノズルに吸引されるスラグを最小限にする方法も含み、この方法は、複数の概ね凹凸状の表面と案内手段とを有する本体を制限領域内に落下させる工程と、炉の中味を排出する工程と、燃焼の連続を検知する工程と、タップ孔を通る流れを遮断する工程とを含む。残念なことに、案内手段の連続的な妨害によって金属の放出に要する時間が延長されて、オペレータによる溶融金属の流れの過早な終了を奨励し得る。さらに、下方向の延長部に耐火物スリーブを形成し付着させる工程は、スラグ維持装置の製造コストをかなり上昇させる。
【０００６】
ラベート（ＬａＢａｔｅ）に付与された米国特許第４，７０９，９０３号には、樽形の耐火物本体とロッドとから構成されるスラグ維持装置が開示されている。ロッドは、樽形の本体を通って鉛直に延び、かつ本体の上方向および下方向に延びている。上方向延長部は、スラグ維持装置をタップ孔の上部に配置するために使用される機械的装置に係合されている。下方向延長部は、耐火物スリーブで包囲されている。しかしながら、下方向延長部はタップ孔に入り込み、放出ノズルを通る溶融金属の流れを過早に連続的に制限する。その結果、前述したように、流出の過早な終了の問題が生じる。前述した形状および組立ての問題にも直面する。
【０００７】
ラベート（ＬａＢａｔｅ）らに付与された米国特許第４，６１０，４３６号には、スラグ維持閉塞具が開示されており、スラグ維持閉塞具はテーパ状の本体と長尺状の案内手段とを備え、長尺状の案内手段は長尺状の案内部材と閉鎖体から突出する先端部とから構成されている。凹部またはキャビティを有する案内部材の先端部は、案内部材のタップ孔への整合を加速する。閉鎖具のテーパ付けされた端部の下方に延びる案内部材の一部分は、耐火物スリーブにより被覆されている。他の開示と同様に、過早な絞りおよび流出の終了が操作コストを上昇させる。さらに、複雑な長尺状の案内手段の使用によって、製造上の複雑性が増大し好まれていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
周知である耐火物本体と延長ロッドとの組み合わせは、更なる不都合を有する。これらの組み合わせは、予備組立てを必要とする。予備組立てされたロットは、特別な包装を施して、配送中に延長ロッドが折れないことを確実にする必要がある。さらに、現存する本体とロッドとの組み合わせは、嵩張る形状を有するために、任意の空間内にて出荷され得るユニットの数量が少ない。さらに、現存する装置の長尺状ロッドは、ロッドの意図する位置をタップ孔内に入れる代わりに、容器の壁を叩き得る。タップ孔の上方にて渦が形成されるので、装置の配置が不正確だと、装置は渦を抑制する効果を殆ど有さないかまたは全く有さない。出荷上および作用上の問題点を原因として、本体とロッドとの組み合わせの渦抑制装置は、工業上受け入れ難いものとなっている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上述の不都合を、犠牲部材を受容するよう適合された中空チャンバを備えた耐火物本体を使用した、渦抑制装置を提供することによって克服した。この渦抑制装置は、溶融金属の比重よりも小さい比重を有し、かつ溶融金属槽内で狭端部を下向きにした状態に自己配向する。犠牲部材は金属槽内に導入された直後に分解（ｄｉｓｓｉｐａｔｅ）し得るので、溶融金属の流れを妨害しない。さらに、犠牲ロッドが容器の壁に衝突しても、ロッドは容器内に入った直後に分解し得るので、本体は自由に、渦が形成される領域に再配置される。さらに、犠牲部材は、先行技術による複雑で高価な案内システムから構成される代わりに、安価な金属製のロッド、棒体、竿体、またはチューブ等、他の種類の長尺状部材から構成され得る。
【００１０】
一般に本発明の渦抑制装置は、テーパ状のキャスタブル耐火物本体と、耐火物本体のテーパリングの軸線に対して長手方向に配置された中空チャンバと、中空チャンバに取り付けられた長尺状の犠牲部材とを備える。用語「キャスタブル耐火物」は、均一な混合物であるが、均一は材料の完全なる同質を必要とするものではなく、キャスタブル耐火物の材料と均質に混合されて本体の比重を調整することが可能である、ショット、鋼繊維、または他の材料の混合物を含むと理解するべきである。いずれにしても、本体と犠牲部材との組み合わせが、スラグ層と溶融金属層との界面において浮遊して支持されるように、均一混合物の比重が選択される。さらに、本発明の渦抑制装置は、出荷前に組立てる必要がないために、周知である案内部を備えた本体の出荷に伴う困難およびコストが減少する。
【００１１】
本体は、長手方向軸線に沿って基部から狭端部に向かって略テーパ形状を有する。用語「略テーパ状」は、耐火物本体が、放出ノズルの上方にて旋回する溶融金属により形成された渦の形状と概ね一致することを意味する。基部の断面積は、狭端部の断面積よりも大きい。本願で使用するように、用語「狭端部」は、任意の特定形状を定義するものと理解するべきではなく、尖った端部、丸い端部、または平面を含み得る。基部は、単純な多角形または複雑な多角形、あるいは丸形もしくは円形から形成され得る。複雑な多角形の基部は、平面、凹部、または切り欠きを備え得る。これらの形状は、本体の長さに沿って延び得る。テーパは、本体の長さに沿って一定であることが好ましい。耐火物本体は、略テーパ形状の鋳型を形成することにより構成されることが好ましい。
【００１２】
中空チャンバは、本体の長手方向の軸線に対して長手方向に配置され、かつ本体内に延びている。耐火物本体を構成するのに使用される鋳型はインサートを有し、インサートは固化工程中に中空チャンバを形成するシャフトの形態であることが好ましい。用途に応じて、シャフトは成形された混合物が固化したら、耐火物本体から分離されても、耐火物本体内に保持されてもよい。シャフトが耐火物本体から分離される場合は、結果となる空の中空チャンバは、長尺状の犠牲部材を滑り嵌めする。構成後にシャフトが保持される場合は、犠牲部材はシャフトの端部に取り付けられる。どちらの場合でも、溶融金属容器内に導入されたときに、中空チャンバは耐火物本体内にコアを形成する溶融金属により充填され得る。金属のコアは、耐火物本体を、その狭端部を下向きにした状態に配向させる補助をする。
【００１３】
長尺状の犠牲部材は、中空金属または中実金属から構成され得、かつ耐火物材料により被覆されてもよい。長尺状部材が中空である場合は、その空洞もまた耐火物材料で充填され得る。渦抑制装置が溶融金属容器内に配置されるとき、犠牲部材は、渦抑制装置を、渦が形成する可能性のある領域に整合し得る。流出工程が続くにつれて、犠牲部材は溶融金属槽内に分解し得るので、放出ノズルを通る溶融金属の流れを妨害しない。
【００１４】
このように本発明は、耐火物本体と、耐火物本体内の中空チャンバと、犠牲部材とを備える渦抑制装置を提供する。これらの形状は、耐火物本体の狭端部が溶融金属容器の放出ノズルに向かって下方向へ延びる一方で、放出ノズルを通る溶融金属の流れを減少させないような、耐火物本体の配向を補助をする。結果となる本体と犠牲部材との組み合わせは、溶融金属内に入れられると、溶融金属の比重よりも小さい比重を有する。ロッドが分解した後でさえも、耐火物本体は、重心を浮力支持の中心よりも狭端部に近接した位置に保持することが好ましい。さらに、長尺状部材は犠牲的であるために、放出流に対して絞り効果を発揮する前に溶解し得る。
【００１５】
結果として、本発明によって、スラグと溶融金属層との混合が最小である、炉のほぼ完全な排出が可能となる。さらに、本発明は、金属を容器から流出する間に溶融金属からのスラグの分離が維持されなければならない、取鍋およびタンディッシュ等の、他の溶融金属容器にも使用し得ることが理解されよう。
【００１６】
本発明は、図面を通して同様の参照文字が同様の部分を示す、添付の図面と共に読まれるときに、以下の本発明の実施態様の詳細な説明を参照にして、より明白に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１を参照すると、放出ノズル１４とノズル開口１６とを有する底部壁１２を備えた溶融金属容器１０が示されている。溶融金属容器１０は、炉、取鍋、貯蔵器、タンディッシュまたは他の容器であり得、溶融金属容器１０からノズル１４を介して溶融金属が放出される。容器の種類とは関係なく、容器１０は溶融金属１８の層を収容するものとして示されている。溶融金属１８の層の頂部には、溶融金属１８の比重よりも小さい比重を有するスラグ２０の層がある。本発明による渦抑制装置２２は、容器１０内にてスラグ層２０と溶融金属１８との界面において支持されているものとして示されている。
【００１８】
図２および図３を参照すると、渦抑制装置２２は、基部２６と狭端部２８とを有する本体２４と、中空チャンバ３０と、長尺状の犠牲部材３２とを備える。図２および図３にて上方向矢印で示すように、犠牲部材３２は、中空チャンバ３０内に摺動して一体的な渦抑制装置を形成する。これに代わって、犠牲部材３２の周囲に耐火物本体２４を成形してもよい。犠牲部材３２は、耐火物本体２４が固化したら、中空チャンバ３０内に犠牲部材３２を取り付ける襞部２５または突出部２７を備えるよう変更されてもよい。
【００１９】
基部の最外点は、基部の周りに描かれた円３３と交差する。円３３の直径はノズル開口１６の直径よりも大きいため、本体の一部のみがノズル内に入り込む。炉内における過酷な環境条件により本体が侵食されることによって、基部の最外点の最大直径がノズル開口の直径よりも小さくならないように、円の直径はノズル開口１６の直径よりもかなり大きいものであり得る。
【００２０】
本体２４は、基部２６から狭端部２８に向かって下方向に略テーパ形状になっている。結果として得られた略テーパ形状は、ほぼ規則的であるため、基部２６から下方向へ、基部２６に直交して薄く切った断面形状は、ほぼ合同である。しかしながら、断面形状の幾分かの変動を斟酌し得る。
【００２１】
本体２４と犠牲部材３２との組み合わせが、スラグ層２０と溶融金属層１８との界面において支持されているとき、本体２４と犠牲部材３２との組み合わせは、狭端部を下向きにした状態に自己配向する。本実施態様において、この配向は、中空チャンバ３０と犠牲部材３２とにより補助され得る。詳細には、渦抑制装置２２が溶融金属容器１０内に落下された後、中空チャンバ３０はコアを形成する溶融金属で充填され得る。コアは、渦抑制装置がスラグ−金属界面において浮遊するときに狭端部２８が下方向を指向するように、溶融金属内において渦抑制装置２２の状態を安定化させるよう作用する。さらに、犠牲部材３２は、犠牲部材が分解する前の限られた時間の間、放出ノズル１４に入り込み得る。犠牲部材は、分解前であるこの初期期間中、狭端部２８を下向きにした状態に渦抑制装置２２を安定させる。さらに犠牲部材３２は、初期において渦抑制装置２２を渦が形成すると思われる領域内に整合し得る。犠牲ロッドが融解しても、耐火物本体は、その重心２９を浮力支持の中心３１よりも狭端部に近接した位置に保つ。
【００２２】
犠牲部材３２は、金属製のパイプ、棒体、または竿体が好ましい。犠牲部材の長さおよび幅は、結果である渦抑制装置の構成体の比重が溶融金属の比重よりも小さく、かつ溶融金属内に支持されたときに狭端部を下向きにした状態に自己配向する範囲で、大きく変動し得る。耐火物被膜３４が任意にて犠牲部材３２の表面に付着される。犠牲部材が中空の場合、中空の犠牲部材内に耐火物被膜またはコア３５を設けてもよい。溶融金属容器の作動状況によって、内側または外側の耐火物被膜は、犠牲ロッド３２の寿命を延長し得る。長尺状部材の犠牲的性質は、放出ノズル１４を通る溶融金属の流れに悪影響を及ぼさない。
【００２３】
図４を参照して、中空チャンバ３０の別例３７を備え、耐火物本体４０に長尺状の犠牲部材３８を取り付けるシステムが変更された渦抑制装置３６を示す。図示する実施態様において、例えば、耐火物材料の注入中に、鋳型のインサートとしてスリーブを使用することによって、中空チャンバ３０内に中空シャフト４２がぴったりと配置されている。シャフト４２は、渦抑制装置３６の基部４４を越えて延びている。中空シャフト４２の露出部分４６は、位置決めアーム（図示せず）を受容するよう適合された切り欠き４５を有する。位置決めアームは、渦抑制装置３６を、渦が形成すると思われる領域の上部に配置して、渦抑制装置を溶融金属容器内に選択的に落下させる役目をする。図示する実施態様において、犠牲部材３８は、両端に外側スクリューねじ５０を備えたニップル４８によって、中空シャフト４２に取り付けられている。ニップル４８は、内側スクリューねじ５２を備えた中空シャフト４２と螺合し、かつ内側スクリューねじ５４を備えた犠牲部材３８の端部と螺合する。
【００２４】
図５を参照すると、中空シャフト６０に犠牲部材５８を取り付けるシステムがさらに変更された渦抑制装置５６が示されている。犠牲部材５８は、スクリューねじを介して中空シャフト６０に連結しているが、他の連結具も使用し得る。長尺状の犠牲部材の端部上に設けられた外側スクリューねじ６２は、中空シャフト６０上の内側スクリューねじ６４と螺合する。図４に示す実施態様と同様に、中空シャフト６０は、位置決めアーム（図示せず）を受容する切り欠き６８を有し得る露出部分６６を備える。
【００２５】
図６を参照すると、中空チャンバ３０の別例７２と、符号７４および符号７６で示す、耐火物本体に長尺状の犠牲部材を取り付けるシステムの別例とを備えた渦抑制装置７０が示されている。図示する実施態様において、中空チャンバ３０内に中実シャフト７８がぴったりと配置されており、中実シャフトは、渦抑制装置７０の基部８０および狭端部８２を越えて延びている。基部８０を越えて延びる中実シャフト７８の一部分８４は、位置決めアーム（図示せず）を受容するよう適合された孔８６を有する。位置決めアームは、渦抑制装置７０を、渦が形成すると思われる領域の上部に配置して、渦抑制装置を溶融金属容器内に選択的に落下させる役目をする。図示する実施態様において、中実シャフト７８の狭端部８２を越えて延びる一部分８８は、外側スクリューねじ９１を備える。同様に、犠牲部材７４の端部は外側スクリューねじ９０を備えるが、他の連結具も使用し得る。継手９２は、外側スクリューねじ９１を備えた中実シャフト７８と、外側スクリューねじ９０を含む犠牲部材７４の端部とを連結させて、耐火物本体と犠牲部材との組み合わせを形成する。
【００２６】
図７を参照して、中空チャンバ３０の別例９６を備え、耐火物本体に長尺状の犠牲部材を取り付けるシステムが変更された渦抑制装置９４を示す。図示する実施態様において、中実シャフト９８は、中空チャンバ３０内にぴったりと配置されており、かつ渦抑制装置９４の基部１００および狭端部１０２の双方を越えて延びている。代わりに、中実シャフト９８は、渦抑制装置９４の狭端部１０２のみを越えて延びて、ボルト１０１を形成してもよい。基部１００を越えて延びる中実シャフト９８の一部分１０４は、位置決めアーム（図示せず）を受容するよう適合された孔１０６を有する。ボルト１０１を使用する場合、基部１００は、位置決めアーム（図示せず）を受容するよう適合されたフック（図示せず）が装着されていてもよい。位置決めアームは、渦抑制装置９４を、渦が形成すると思われる領域の上部に配置して、渦抑制装置を溶融金属容器内に選択的に落下させる役目をする。
【００２７】
図示する実施態様において、狭端部１０２を越えて延びる中実シャフト９８、即ちボルト１０１の一部分１０８は、中空の犠牲部材９７をぴったりと受容するのに適した直径を有する。この滑り嵌めは、延長部分１０８の直径を変更するか、または延長部分１０８の表面上に、例えば突出部１０９のような表面把持機能を形成することによって達成し得る。どのように滑り嵌めが行なわれたとしても、結果として得られるものは一体的な耐火物本体と犠牲ロッドとの組み合わせである。
【００２８】
犠牲部材がシャフトに連結される方法と関係なく、渦抑制装置の比重は、渦抑制装置をスラグ層２０と溶融金属１８との界面において支持する。さらに、連結方法と関係なく、犠牲部材の外側面は耐火物材料により被覆され得る。さらに、中空の犠牲部材の内側面は、耐火物材料により被覆されていてもよい。
【００２９】
図８および図９を参照して、八角形基部１１２と平側面１１４とを有する、変更された本体１１０を備えた渦抑制装置を示す。図２に示す実施態様と同様に、八角形基部の頂点１１６は、基部の周りに描かれた円と交差し、かつノズル開口１４の直径を越えるように寸法が決められた直径を有する。さらに、本体１１０は、狭端部１２０に向かって下方向に、ほぼ一定なテーパ形状を有する。
【００３０】
図１０および図１１は、渦抑制装置の略テーパ状の本体１２０の更なる変更を示す。図に示すように、本体１２２は、略円形の基部１２４を有する。しかしながら、図２および図８に各々示す本体２４および本体１１０の平坦な側面とは異なり、耐火物本体１２２の側面に沿って延びる凹部１２６によって、渦を抑制する流体との接触を高める面が形成されている。
【００３１】
図１２および図１３に示す実施態様は図１０と同様であるが、略円錐形の本体１２８の縁から外側方向に延びる突出部によって、渦抑制が向上されている。本体１２２内に図示する凹部１２６と同様に、突出部１３０は基部１３４から狭端部１３２に向かってテーパ付けされ得る。狭端部１３２は好ましくはテーパ状である。代わりに、本体１２２内の凹部１２６と同様に、突出部１３０は、基部１３４から狭端部１３２に想像線１３６で示すように延びている。さらに、凹部１２６または突出部１３０は、本体の全長に沿って基部から狭端部へ延びる場合に最も効果的であるが、想像線１３８に示すように、このような凹部および突出部は、本体の全長よりも短くてもよいことを理解し得るであろう。図１３において想像線１４０で示される一定の高さを有する突出部によって示されるように、突出部または凹部の幅と深さもまた、変動可能である。それに加えて、本発明の範囲を逸脱することなく、所望により例えば凹部と突出部との組み合わせ等の渦抑制面の組み合わせもまた使用し得る。更なる実施例として、平側面を備えた凹部１４２を、図１２に想像線１４２で示す。
【００３２】
前述の実施態様は単純な幾何学形状を備えるが、本発明による渦抑制装置の製造は、複雑な幾何学形状を使用することも可能であると理解するべきである。図１４および図１５に、複雑な多角形の基部１４６を備えた耐火物本体１４４を開示する。詳細には、基部１４６は、本体１４４の中心から外側に拡がる複数の単純な多角形を組み合わせている。矩形の多角形１４８の交線は平面１５０および平面１５２を形成し、平面１５０および平面１５２は交わって「Ｖ」形状をなして渦の活動を抑制するとともに、Ｖ形凹部の深さによって、本体がノズル開口１４に入り込んだ場合に流れを絞る効果が調節される。
【００３３】
図１６および図１７に示すように、略球面の本体１５４は、球面構造に対して規則的な凹部を切削することにより、渦抑制面を備えるよう変更されてもよい。図１６および図１７に示す別例は、正四面体と球面との交面にて球面を切断することによって形成されるが、他の切削部または突出部を追加してもよい。平側面１５６は、先端２８に向かって下方向にテーパ付けされている。
【００３４】
前述した耐火物本体の形状に為される全ての変更は、共通の特徴を有する。全ての形状は、放出ノズル１４の上方にて溶融金属の旋回動作を不活発にする。さらに、これらの耐火物本体の形状は、ノズルを通って流出する溶融金属中にスラグ不純物が引き込まれる原因となる現象、渦の吸い込み発生を抑制する。それにも関わらず、犠牲ロッドは、溶融金属の放出を抑制しないで付加的な制御と安定とを提供する。犠牲部材を本体に連結する前述した任意の取り付けまたは方法と、耐火物本体の前述した任意の形状とを組み合わせて、一体的な耐火物本体および犠牲ロッドの組み合わせを形成することが可能である。
【００３５】
本発明はこのように説明されているが、本発明の属する技術分野の当業者にとって、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲および趣旨から逸脱しない本発明に対する多数の変更が明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に従って構成された渦抑制装置を含む溶融金属容器の立面図。
【図２】図１に示す渦抑制装置の斜視図。
【図３】図２のほぼ線３−３に沿った断面図。
【図４】本発明に従って構成された、渦抑制装置の実施態様の断面図。
【図５】本発明に従って構成された、渦抑制装置の更なる実施態様の断面図。
【図６】本発明に従って構成された、渦抑制装置の更なる別の実施態様の断面図。
【図７】本発明に従って構成された、渦抑制装置の更なる実施態様の断面図。
【図８】本発明に従って構成された、変更された耐火物本体の上面平面図。
【図９】図８のほぼ線９−９に沿った断面図。
【図１０】本発明に従って構成された別の変更耐火物本体の上面図。
【図１１】図１０のほぼ線１１−１１に沿った断面図。
【図１２】本発明に従って構成された、耐火物本体の更なる変更の上面平面図。
【図１３】図１２のほぼ線１３−１３に沿った断面図。
【図１４】本発明に従って構成された、別の変更耐火物本体の上面平面図。
【図１５】図１４のほぼ線１５−１５に沿った断面図。
【図１６】本発明に従って構成された、更なる別の変更耐火物本体の上面平面図。
【図１７】図１６に示す本体の斜視図。
【国際公開パンフレット】
2004523650.tif 000003
2004523650.tif 000004
2004523650.tif 000005
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2004523650.tif 000022
2004523650.tif 000023
2004523650.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成14年12月16日(2002.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放出ノズルから流出する溶融金属の渦抑制装置であって、
長手方向軸線に沿って基部から狭端部に向かって略テーパ形状を有する均一なキャスタブル耐火物本体であって、かつ該本体の長手方向に配置されて該本体内に延びる中空チャンバを備える、均一なキャスタブル耐火物本体と、
前記中空チャンバによって保持されて一体的本体を形成する、長尺状の犠牲部材とを備え、
それにより前記耐火物本体と前記犠牲部材とを組み合わせた一体的本体は、溶融金属の比重よりも小さい比重を有し、かつ溶融金属内に支持されたときに、狭端部を下向きにした状態に自己配向する渦抑制装置。
【請求項２】
前記犠牲部材から外側に延びる突出部を前記中空チャンバ内に取り付けて一体的本体を形成する、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項３】
前記犠牲部材から外側に延びる襞部を中空チャンバ内に取り付けて一体的本体を形成する、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項４】
前記中空チャンバは、金属容器内に導入されると金属のコアを保持する、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項５】
前記犠牲部材は中空である、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項６】
前記犠牲部材は中実棒体である、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項７】
前記犠牲部材の露出表面は耐火物材料により被覆されている、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項８】
前記犠牲部材は耐火物材料により被覆されている、請求項４に記載の渦抑制装置。
【請求項９】
前記犠牲部材は耐火物材料により充填されている、請求項３に記載の渦抑制装置。
【請求項１０】
前記本体は複雑な多角形の基部を有する、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項１１】
前記基部は六角形である、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項１２】
前記基部は八角形である、請求項１に記載の渦抑制装置。
【請求項１３】
金属流出容器の放出ノズルから流出される溶融金属の収量を向上させる方法であって、該方法は、
長手方向軸線に沿って基部から狭端部に向かって略テーパ形状を有する均一なキャスタブル耐火物本体であって、かつ該本体の長手方向に配置されて該本体内に延びる中空チャンバを備える均一なキャスタブル耐火物本体と、前記中空チャンバによって保持されて一体的本体を形成する長尺状の犠牲部材とを備え、それにより前記耐火物本体と前記犠牲部材とを組み合わせた一体的本体は、溶融金属の比重よりも小さい比重を有し、かつ溶融金属内に支持されたときに、狭端部を下向きにした状態に自己配向する渦抑制装置を導入する工程と、
金属流出の少なくとも一部の時間において、金属流出容器内に渦抑制装置を保持すると共に、長尺状の犠牲部材が放出ノズルを実質的に妨害する前に長尺状の犠牲部材を融解させる工程とからなる方法。
【請求項１４】
前記融解させる工程は、溶融金属の放出が終了する前に行われる請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記融解させる工程は、前記放出ノズルが閉鎖される前に行われる請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記融解させる工程は、前記長尺状の犠牲部材が前記放出ノズルに入り込む前に行われる請求項１３に記載の方法。
【国際調査報告】
2004523650.tif 000025
2004523650.tif 000026
2004523650.tif 000027