(57)【要約】  本発明は、外壁によって画定された細長い本体を備える鋳造用ノズルであって、前記本体は、孔壁によって画定されかつ長手軸線Ｘ１に沿って孔入口（１ｕ）から下流の孔端部（１ｄ）まで延びている孔（１）を備え、前記孔は、２つの対置された側部ポート（２）を備え、当該２つの側部ポートは、前記下流の孔端部（１ｄ）に隣接するポート入口（２ｕ）を画定する前記孔壁の開口部から、前記孔を外部雰囲気と流体接続するポート出口（２ｄ）を画定する前記外壁の開口部まで、前記長手軸線Ｘ１を横切るようにそれぞれ延びている、鋳造用ノズルにおいて、各ポート入口（２ｕ）の上流及び直上で、１つ又は２つの偏流器（３）が、孔壁から突出して、ポート入口から離れた上流の偏流器端部からポート入口に近い下流の偏流器端部まで、長手軸線Ｘ１と平行に測定した偏流器高さＨｄにわたって延びており、各偏流器の長手軸線Ｘ１と直交する断面の面積は、上流の偏流器端部から下流の偏流器端部に向かって延びる方向において、偏流器高さＨｄの少なくとも５０％にわたって連続的に増大することを特徴とする、鋳造用ノズルに関連する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外壁によって画定された細長い本体を備える鋳造用ノズルであって、
前記本体は、孔壁によって画定されかつ長手軸線Ｘ１に沿って孔入口（１ｕ）から下流の孔端部（１ｄ）まで延びている孔（１）を備え、
前記孔は、２つの対置された側部ポート（２）を備え、
当該２つの側部ポートは、前記下流の孔端部（１ｄ）に隣接するポート入口（２ｕ）を画定する前記孔壁の開口部から、前記孔を外部雰囲気と流体接続するポート出口（２ｄ）を画定する前記外壁の開口部まで、前記長手軸線Ｘ１を横切るようにそれぞれ延びている、鋳造用ノズルにおいて、
各ポート入口（２ｕ）の上流及び直上で、１つ又は２つの偏流器（３）が、前記孔壁から突出して、前記ポート入口から離れた上流の偏流器端部から前記ポート入口に近い下流の偏流器端部まで、前記長手軸線Ｘ１と平行に測定した偏流器高さＨｄにわたって延びており、
各偏流器の前記長手軸線Ｘ１と直交する断面の面積は、前記上流の偏流器端部から前記下流の偏流器端部に向かって延びる方向において、前記偏流器高さＨｄの少なくとも５０％にわたって連続的に増大することを特徴とする、鋳造用ノズル。
【請求項２】
各偏流器の前記長手軸線Ｘ１と直交する前記断面の前記面積は、前記偏流器高さＨｄの少なくとも５０％にわたって三角形又は台形であり、かつこの形状が維持されている、請求項１に記載の鋳造用ノズル。
【請求項３】
各偏流器の前記長手軸線Ｘ１と直交する前記断面の前記面積は、前記上流の偏流器端部から、前記偏流器高さＨｄの少なくとも８０％にわたって、好ましくは少なくとも９０％にわたって、より好ましくは１００％にわたって連続的に増大し、前記面積は好ましくは、前記偏流器高さＨｄの少なくとも８０％にわたって、好ましくは少なくとも９０％にわたって、より好ましくは１００％にわたって三角形又は台形であり、かつこの形状が維持されている、請求項１又は２に記載の鋳造用ノズル。
【請求項４】
各偏流器の前記下流の偏流器端部は、前記ポート入口から距離ｈに置かれており、ｈは、前記長手軸線Ｘ１に沿って測定されたものであり、０〜Ｈ、好ましくは０〜Ｈ／２に含まれており、ここでＨは、前記孔壁に沿って前記長手軸線Ｘ１と平行に測定された対応するポート入口の最大高さである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の鋳造用ノズル。
【請求項５】
各偏流器（３）は、第１の側面（３Ｒ）及び第２の側面（３Ｌ）を備え、当該第１の側面と第２の側面は、平面状でありかつ三角形又は台形の外周を有し、７０〜１６０°に含まれる角度αを互いに形成する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の鋳造用ノズル。
【請求項６】
●中間平面Ｐ１が、前記長手軸線Ｘ１を含みかつ前記２つの対置された側部ポート（２）の前記ポート入口の質量中心を通る線と直交する平面として定義され、
●前記第１の側面及び前記第２の側面のそれぞれは、前記孔壁から離れた自由縁部を備え、
●前記長手軸線Ｘ１と直交しかつ偏流器の側壁を横切る平面に沿ったどのような断面に関しても、
各偏流器の前記第１の側面及び前記第２の側面の少なくとも一方の前記自由縁部を起点として当該側面と直交するように延びている直線が、前記長手軸線Ｘ１と前記鋳造用ノズルの前記外壁によって画定される外周部との間に含まれる区域において前記中間平面Ｐ１を横切る、請求項５に記載の鋳造用ノズル。
【請求項７】
各偏流器（３）は、中央表面（３Ｃ）を備え、当該中央表面は、平面状でありかつ三角形、矩形、又は台形の外周を有し、両側に前記第１の側面（３Ｒ）及び前記第２の側面（３Ｌ）が配置されており、それら側面の自由縁部においてそれら側面に接続している、請求項５又は６に記載の鋳造用ノズル。
【請求項８】
前記平面状の中央表面（３Ｃ）と直交しかつ前記長手軸線Ｘ１と平行な平面Πｎに沿った断面において、前記平面状の中央表面（３Ｃ）は、前記平面Πｎ上への前記長手軸線Ｘ１の垂直投影線と角度βを形成し、βは、１〜１５°、好ましくは２〜８°に含まれる、請求項７に記載の鋳造用ノズル。
【請求項９】
前記第１の側面（３Ｒ）及び前記第２の側面（３Ｌ）の前記自由縁部同士が接続して直線状の尾根を形成する、請求項５又は６に記載の鋳造用ノズル。
【請求項１０】
前記直線状の尾根を備えかつ前記第１の側面（３Ｒ）と前記第２の側面（３Ｌ）によって形成される角度αを二分する平面Πｂに沿った断面において、前記直線状の尾根は、前記平面Πｂ上への前記長手軸線Ｘ１の垂直投影線と角度γを形成し、γは、１〜１５°、好ましくは２〜８°に含まれる、請求項９に記載の鋳造用ノズル。
【請求項１１】
各ポート入口（２ｕ）の上流に、好ましくはこれらと一続きの、２つの偏流器（４）を備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の鋳造用ノズル。
【請求項１２】
前記長手軸線Ｘ１と直交しかつ偏流器の前記第１の側壁及び前記第２の側壁を横切る平面に沿ったどのような断面に関しても、
●各偏流器の前記第１の側面の前記自由縁部を起点として前記第１の側面と直交するように延びている第１の直線は、前記長手軸線Ｘ１と前記外周部との間に含まれる区域において前記中間平面Ｐ１を横切り、
●各偏流器の前記第２の側面の前記自由縁部を起点として前記第２の側面と直交するように延びている第２の直線が、前記長手軸線Ｘ１と前記外周部との間に含まれる区域において中央平面Ｐ２を横切り、
前記中央平面Ｐ２は、前記長手軸線Ｘ１を含みかつＰ１と直交している、請求項６〜１１のいずれか一項に記載の鋳造用ノズル。
【請求項１３】
各ポート入口（２ｕ）の上流に、好ましくはこれらと一続きの、単一の偏流器（４）を備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の鋳造用ノズル。
【請求項１４】
前記長手軸線Ｘ１と直交しかつ偏流器の前記第１の側壁及び前記第２の側壁を横切る平面に沿ったどのような断面に関しても、各偏流器の前記第１の側面及び前記第２の側面の前記自由縁部を起点として前記第１の側面及び前記第２の側面と直交するように延びている直線が、前記長手軸線Ｘ１の両側に位置しかつ前記長手軸線Ｘ１と前記外周部との間に含まれる第１の区域及び第２の区域において、前記中間平面Ｐ１を横切る、請求項６〜１３のいずれか一項に記載の鋳造用ノズル。
【請求項１５】
前記孔壁から突出して前記下流の孔端部（２ｄ）から前記ポート入口（２ｕ）の高さよりも上まで上流方向に延びている２つの縁部ポート（５）を更に備え、前記２つの縁部ポートは互いに対向しており、かつ前記２つの側部ポートの前記ポート入口（２ｕ）の間に配置されている、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の鋳造用ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続金属鋳造設備に関する。特に、本発明は、側部ポートから出る流量が従来の鋳造用ノズルよりも時間に関して均一であると共に側部ポート同士の間でも均一である、タンディッシュから鋳型の中に溶鋼を移送するための鋳造用ノズルに関連する。本発明による鋳造用ノズルを用いれば、バイアス流及び鋳型内でのメニスカスの高さの鉛直方向の変動が、実質的に低減される。
【背景技術】
【０００２】
連続金属成型工程においては、溶鋼が一方の冶金容器から、他方の冶金容器、鋳型、又はタンディッシュへと移送される。例えば、図１及び図２に示すように、レードル（１１）が溶鉱炉から出る溶鋼で満たされ、溶鋼はレードルシュラウドノズル（１１１）を通ってタンディッシュ（１０）へと移送される。溶鋼はその後、タンディッシュから鋳造用ノズル（１Ｎ）を通って、スラブ、ビレット、ビーム、又は薄スラブを形成するための鋳型に流し込まれる。タンディッシュから出る溶鋼の流れは、重力によって鋳造用ノズル（１Ｎ）を通じて駆動され、流量はストッパ（７）又はタンディッシュのスライドゲートによって制御される。ストッパ（７）は、鋳造用ノズルの入口開口の上方に移動可能に装着されたロッドであり、鋳造用ノズルと同軸に（すなわち鉛直方向に）延びている。ノズルの入口開口に隣接するストッパの端部がストッパ頭部であり、前記入口開口の幾何学形状と整合する幾何学形状を有し、この結果、これら２つが互いに接触しているときに、ノズルの入口開口は封止されるようになっている。タンディッシュから出で鋳型の中に入る溶鋼の流量は、ストッパ頭部とノズル開口との間の間隔を制御するようにストッパを連続的に上下移動させることによって制御される。
【０００３】
ノズルを通る溶鋼の流量Ｑの制御が非常に重要であるが、その理由は、流量のいかなる変動によっても、鋳型（１００）内に形成される溶鋼のメニスカス（２００ｍ）の高さの変動が誘発されるからである。メニスカスの定常的な高さを獲得しなければならない理由は、以下の通りである。構築中のスラブのメニスカス上に、特殊な粉末の溶融によって液体潤滑スラッグが人工的に形成され、これは流れが進むにつれ、鋳型の壁に沿って分散されていく。メニスカスの高さが過度に変動する場合、潤滑スラッグは波打ったメニスカスの最も窪んだ部分に集まる傾向があり、このためその頂部が露出されたままとなって、結果的に潤滑剤の分散が皆無又は不十分となるが、これは鋳型の損耗にとって、及びこうして生産される金属部品の表面にとって有害である。更に、メニスカスの高さが過度に変動することはまた、潤滑スラッグが鋳造中の金属部品内に封入されるリスクを高め、これは当然ながらこの製品の品質にとって有害である。最後に、メニスカスの高さの何らかの変動により、ノズルの難溶性の外壁の損耗速度が増し、この結果、その耐用寿命が短くなる。
【０００４】
鋳造用ノズル（１Ｎ）は一般に、外壁によって画定された細長い本体を備え、この本体は、孔壁によって画定されかつ長手軸線Ｘ１に沿って孔入口（１ｕ）から下流の孔端部（１ｄ）まで延びている孔（１）を備える。鋳型を均等に充填するために、鋳造用ノズルは一般に、２つの対置された側部ポート（２）を備え、これらの側部ポートは、下流の孔端部（１ｄ）に隣接するポート入口（２ｕ）を画定する孔壁の開口部から、孔を外部雰囲気と流体接続するポート出口（２ｄ）を画定する外壁の開口部まで、前記長手軸線Ｘ１を横切るようにそれぞれ延びている。使用時、外部雰囲気は鋳型空洞部によって形成される。
【０００５】
金属の流れが孔壁から離れることに繋がる可能性のある、孔壁に隣接する境界層が不安定になるリスクと、流量が孔の他の部分におけるよりも実質的に低いデッドゾーンを孔内に形成するリスクとを伴う、鋳造用ノズル内の流体の複雑な流れ状態により、多くの場合、側部ポートから出る溶鋼の流量Ｑが時間の関数として変動し、またそれが一方の側部ポートと他方との間で生じることがしばしば観察されている。図３では、第１の側部ポートから出る流量Ｑ１（白色のコラム）を、反対側の側部ポートから出る流量Ｑ２（網がけされたコラム）と比較しており、また、相対的な変動、ΔＱ１−２＝｜Ｑ１−Ｑ２｜／ＭＩＮ（Ｑ１，Ｑ２）も示されており、この式においてＭＩＮ（Ｑ１，Ｑ２）は、所与の鋳造用ノズルに対するＱ１及びＱ２の最小値である。ＰＡと標示された鋳造用ノズル（横座標上の左から１番目）は、円筒形の孔を有する、従来の２側部ポート型の鋳造用ノズルである。Ｑ１＝３１８ｄｍ３／分はＱ２＝３３８ｄｍ３／分よりも実質的に低い（ΔＱ１−２＝６．２％）ことが分かる。２つの対置された側部ポートの間のかかる非対称な流れのパターンは、ノズル内の流れが不安定であるという問題を示している。この結果、鋳型の充填が不均衡になる可能性、及び、構築中のスラブのメニスカスが鋳造用ノズルの一方側で他方側よりも低くなる可能性があり、潤滑剤が固化中の金属スラブの中に運び込まれるリスクを伴う。沈下されたノズルの各側における流れのメニスカスが相違することにより、渦及び波が形成さされることになる。結果として、温度分布も不均衡になる。
【０００６】
本発明は、鋳造用ノズルの孔内に入る、特に側部ポートの中に入る溶鋼の流れの安定化を可能にする解決策を提案する。次のセクションには、本発明のこの利点及び他の利点が提示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、独立請求項において定義される。従属請求項では、好ましい実施形態が定義される。特に、本発明は、外壁によって画定された細長い本体を備える鋳造用ノズルに関連しており、この本体は、孔壁によって画定されかつ長手軸線Ｘ１に沿って孔入口から下流の孔端部（１ｄ）まで延びている孔を備え、この孔は、２つの対置された側部ポートを備え、これら側部ポートは、下流の孔端部に隣接するポート入口を画定する孔壁の開口部から、孔を外部雰囲気と流体接続するポート出口を画定する外壁の開口部まで、前記長手軸線Ｘ１を横切るようにそれぞれ延びている。本発明の鋳造用ノズルは、３つ以上の対置された側部ポートを備えてもよい。例えば、本発明の鋳造用ノズルは、２対２で対置された４つの側部ポートを備えてもよい。本発明の鋳造用ノズルは、各ポート入口の上流及び直上で、１つ又は２つの偏流器が、孔壁から突出して、ポート入口から離れた上流の偏流器端部からポート入口に近い下流の偏流器端部まで、長手軸線Ｘ１と平行に測定した偏流器高さＨｄにわたって延びており、各偏流器の長手軸線Ｘ１と直交する断面の面積は、上流の偏流器端部から下流の偏流器端部に向かって延びる方向において、偏流器高さＨｄの少なくとも５０％にわたって連続的に増大することを特徴とする。
【０００８】
好ましい実施形態では、各偏流器の長手軸線Ｘ１と直交する断面の面積は、偏流器高さＨｄの少なくとも５０％にわたって三角形又は台形であり、かつこの形状が維持される。各偏流器の長手軸線Ｘ１と直交する断面の面積は、好ましくは、上流の偏流器端部から、偏流器高さＨｄの少なくとも８０％にわたって、好ましくは少なくとも９０％にわたって、より好ましくは１００％にわたって、連続的に増大する。
【０００９】
偏流器の偏流機能を最適化するために、各偏流器の下流の偏流器端部はポート入口から距離ｈに位置することが好ましく、ｈは、長手軸線Ｘ１に沿って測定されたものであり、０〜Ｈ、好ましくは０〜Ｈ／２に含まれており、ここでＨは、孔壁に沿って長手軸線Ｘ１と平行に測定された対応するポート入口の最大高さである。
【００１０】
一実施形態では、各偏流器は、第１の側面及び第２の側面を備え、これら第１の側面と第２の側面は、平面状でありかつ三角形又は台形の外周を有し、７０〜１６０°に含まれる角度αを互いに形成する。この実施形態では、前記第１の側面及び第２の側面のそれぞれは、孔壁から離れた自由縁部を備え、偏流器の側壁を横切りかつ長手軸線Ｘ１と直交する平面に沿ったどのような断面に関しても、各偏流器の第１の側面及び第２の側面の少なくとも一方の自由縁部を起点としてその側面と直交するように延びている直線は、好ましくは、長手軸線Ｘ１と鋳造用ノズルの外壁によって画定される外周部との間に含まれる区域において中間平面Ｐ１を横切り、ここで中間平面Ｐ１は、長手軸線Ｘ１を含みかつ２つの対置された側部ポートのポート入口の質量中心を通る線と直交する平面として定義される。
【００１１】
この実施形態では、各偏流器は、中央表面を備えることができ、この中央表面は、平面状でありかつ三角形、矩形、又は台形の外周を有し、両側に第１の側面及び第２の側面が配置されており、それら側面の自由縁部においてそれら側面に接続している。平面状の中央表面と直交しかつ長手軸線Ｘ１と平行な平面Πｎに沿った断面において、平面状の中央表面は、前記平面Πｎ上への長手軸線Ｘ１の垂直投影線と角度βを形成し、ここでβは、１〜１５°、好ましくは２〜８°に含まれる。
【００１２】
代替の実施形態では、第１の側面及び第２の側面の自由縁部同士が接続して、直線状の尾根を形成する。前記直線状の尾根を備えかつ第１の側面及び第２の側面によって形成される角度αを二分する平面Πｂに沿った断面において、直線状の尾根は、好ましくは、前記平面Πｂ上への長手軸線Ｘ１の垂直投影線と角度γを形成し、ここでγは、１〜１５°、好ましくは２〜８°に含まれる。
【００１３】
好ましい実施形態では、鋳造用ノズルは、各ポート入口の上流に２つの偏流器を備える。２つの偏流器は好ましくは、各側部ポートと一続きである。偏流器の第１の側壁及び第２の側壁を横切りかつ長手軸線Ｘ１と直交する平面に沿ったどのような断面に関しても、
●各偏流器の第１の側面の自由縁部を起点としてこの第１の側面と直交するように延びている第１の直線は、好ましくは、長手軸線Ｘ１と外周部との間に含まれる区域において中間平面Ｐ１を横切り、ここでＰ１は上で定義した通りであり、
●各偏流器の第２の側面の自由縁部を起点としてこの第２の側面と直交するように延びている第２の直線は、好ましくは、長手軸線Ｘ１と外周部との間に含まれる区域において中央平面Ｐ２を横切り、ここで中央平面Ｐ２は長手軸線Ｘ１を含みかつＰ１と直交している。
【００１４】
代替の実施形態では、鋳造用ノズルは、各ポート入口の上流に単一の偏流器を備える。前記単一の偏流器は好ましくは、対応する流れポートと一続きである。偏流器の第１の側壁及び第２の側壁を横切りかつ長手軸線Ｘ１と直交する平面に沿ったどのような断面に関しても、各偏流器の第１の側面及び第２の側面の自由縁部を起点としてこれら第１及び第２の側面と直交するように延びている直線は、好ましくは、長手軸線Ｘ１の両側に位置しかつ長手軸線Ｘ１と外周部との間に含まれる第１の区域及び第２の区域において、中間平面Ｐ１を横切る。
【００１５】
本発明による鋳造用ノズルはまた、孔壁から突出して下流の孔端部（２ｄ）からポート入口の高さよりも上まで上流方向に延びている２つの縁部ポートを備えてもよく、２つの縁部ポートは互いに対向しており、かつ２つの側部ポートのポート入口の間に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
添付の図には本発明の様々な実施形態が示されている。
【図１】連続金属鋳造設備を概略的に示す図である。
【図２】（ａ）タンディッシュに結合され鋳型に部分的に係合した鋳造用ノズルを示す図１の詳細図、及び（ｂ）鋳造用ノズルの斜視図である。
【図３】先行技術（ＰＡ）の従来の鋳造用ノズル及び本発明の２つの実施形態（ＩＮＶ１、ＩＮＶ２）に関して、第１の側部ポートと他方との間の流量Ｑ１及びＱ２をグラフ上で比較する図である。
【図４】２つの偏流器を備える本発明によるノズルの第１の実施形態を示す図である。
【図５】２つの偏流器及び２つの縁部ポートを備える本発明によるノズルの代替の実施形態を示す図である。
【図６】４つの偏流器を備える本発明によるノズルの代替の実施形態を示す図である。
【図７】４つの偏流器及び２つの縁部ポートを備える本発明によるノズルの代替の実施形態を示す図である。
【図８】図６の鋳造用ノズルの断面斜視図である。
【図９】本発明による偏流器の別の実施形態を示す図である。
【図１０】偏流器の断面を示す、２つの実施形態のＸ１と直交する平面に沿った断面図である。
【図１１】本発明によるノズルの、（ａ）第１の実施形態における偏流器、及び（ｂ）第２の実施形態における偏流器を含む側方断面図及び長手軸線Ｘ１と直交する平面に沿った３つの断面図である。
【００１７】
本発明は図面に示す実施形態に限定されない。したがって、添付の特許請求の範囲において述べられる特徴に参照符号が続いている場合、かかる符号は特許請求の範囲の理解し易さを高める目的のためにのみ含まれており、いかなる点でも特許請求の範囲の範囲を限定するものではないことが、理解されるべきである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、図１及び図２に示されるように、溶鋼（２００）をタンディッシュ（１０）から鋳型（１００）の中に移送するために使用される鋳造用ノズル（１Ｎ）に関連する。本発明の鋳造用ノズルは、鋳型の中へのより安定的かつ均質な溶鋼の流れを生み、このとき鋳型内に形成されるメニスカス（２００ｍ）の鉛直高さは、鋳造作業中に安定を維持する溶鋼の頂部にある。
【００１９】
本発明によるノズルは、細長い本体を備えるタイプのものであり、本体は外壁によって画定されかつ孔（１）を備え、この孔は、孔壁によって画定されかつ長手軸線Ｘ１に沿って孔入口（１ｕ）から下流の孔端部（１ｄ）まで延びている。孔は、２つの対置された側部ポート（２）を備え、これらの側部ポートは、下流の孔端部（１ｄ）に隣接するポート入口（２ｕ）を画定する孔壁の開口部から、孔を外部雰囲気と流体接続するポート出口（２ｄ）を画定する外壁の開口部まで、前記長手軸線Ｘ１を横切るようにそれぞれ延びている。外部雰囲気は、ポート出口の高さで鋳造用ノズルの外壁を取り囲む何らかの雰囲気を規定している。鋳造作業での使用中、外部雰囲気は、鋳造鋳型に溶鋼を側部ポートの高さよりも上まで充填することによって形成される（図２（ａ）を参照）。本発明による鋳造用ノズルは、３つ以上の対置された側部ポートを備えてもよい。例えば、本発明の鋳造用ノズルは、２対２で対置された４つの側部ポートを備えてもよい。
【００２０】
本発明の要旨は、各ポート入口（２ｕ）の上流かつ直上に１つ又は２つの偏流器（３）を設けることであり、この偏流器は、孔壁から突出して、ポート入口から離れた上流の偏流器端部からポート入口に近い下流の偏流器端部まで、長手軸線Ｘ１と平行に測定した偏流器高さＨｄにわたって延びている。「直上」という表現は、本明細書では、偏流器の下流の偏流器端部と対応するポート入口との間に、凸部も凹部も存在しないことを意味する。下流の偏流器端部は好ましくは、対応するポート入口と一続きである。
【００２１】
各偏流器の長手軸線Ｘ１と直交する断面の面積は、上流の偏流器端部から下流の偏流器端部に向かって延びる方向において、偏流器高さＨｄの少なくとも５０％にわたって連続的に増大する。好ましくは、この面積は、Ｈｄの少なくとも８０％にわたって、より好ましくは少なくとも９０％にわたって、連続的に増大する。最も好ましくは、この面積は、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、偏流器高さＨｄの１００％にわたって連続的に増大する。図９（ａ）及び（ｂ）では、断面積は偏流器の高さＨｄの全体にわたって線形に増大し、一方、図９（ｃ）では、断面積は連続的に増大するものの、線形には増大しない。図９（ｃ）は、上流の偏流器端部からＨｄの５０％よりも大きい距離のところに位置する箇所において、断面が下流の偏流器端部まで小さくなる実施形態を示す。使用される場合は常に、「上流」及び「下流」という用語は、孔入口（１ｕ）からポート出口（２ｄ）に向かう流れに対して定義される。
【００２２】
長手軸線と直交する平面に沿った偏流器の断面は、偏流器高さＨｄの少なくとも５０％にわたって、好ましくは少なくとも８０％にわたって、より好ましくは少なくとも９０％超にわたって、好ましくは三角形又は台形であり、この形状が好ましくは維持される。好ましい実施形態では、前記断面は、図４から図９及び図１１に示すように、偏流器の高さＨｄの全体（＝１００％）にわたって三角形又は台形であり、かつこの形状が維持される。図９に示すように、偏流器は、第１の側面（３Ｒ）及び平行でない第２の側面（３Ｌ）を備えるノーズ状の幾何形状を有する。第１の側と第２の側は、図９（ｂ）及び（ｃ）に示すように互いに接続して尾根を形成するか、又は、図９（ａ）に示すように中央面（３Ｃ）の２つの対置された辺において接続して縁部を形成する。中央表面（３Ｃ）は、図９（ａ）に描写されているように平面状とすることができ、又は、図９（ｃ）に示すように湾曲していることができる。
【００２３】
偏流器の下流の偏流器端部は、対応するポート入口の直上（又は上流）に配置しなければならない。好ましい実施形態では、下流の偏流器端部は、例えば図４から図８に示すように、前記ポート入口と一続きであり、ポート入口のリップを形成している。下流の偏流器端部は、対応するポート入口の直上に、ポート入口から距離ｈを置いて配置することもできる。この場合、図１１（ｂ）に示すように、距離ｈは長手軸線Ｘ１に沿って測定され、０〜Ｈ、好ましくは０〜Ｈ／２に含まれており、ここでＨは、孔壁に沿って長手軸線Ｘ１と平行に測定された対応するポート入口の最大高さである。偏流器の下流の偏流器端部が距離ｈ＞Ｈのところに配置されている場合、側部ポート（２）を通って孔を出る前に溶鋼の流れを安定させるという、以下で検討する偏流器の効果が小さくなる。したがって小さい距離ｈの値が好ましく、ｈの好ましい値は、０〜３０ｍｍ、好ましくは０〜１５ｍｍに含まれ、より好ましくはｈ＝０であり、対応するポート入口と一続きである下流の偏流器端部を画定する。
【００２４】
図８及び図１０に示すように、中間平面Ｐ１は、長手軸線Ｘ１を含みかつ２つの対置された側部ポート（２）のポート入口の質量中心を通る線と直交する平面として、定義することができる。中央平面Ｐ２は、長手軸線Ｘ１及びポート入口のそれぞれの質量中心を含む平面として定義することができ、Ｐ１はしたがってＰ２と直交しており、Ｐ１とＰ２は長手軸線Ｘ１において交差している。
【００２５】
上述したように、偏流器は、第１の側面（３Ｌ）及び第２の側面（３Ｒ）を備えるノーズ状の幾何学形状を有する。好ましい実施形態では、前記第１の側面及び第２の側面は実質的に平面状であり、少なくとも２つの対置された平行でない縁部を有する三角形又は四辺形の外周、好ましくは台形の外周を形成している。第１の側面及び第２の側面は孔壁から互いに向けて収束しており、７０〜１６０°に含まれる角度αを互いに形成している（図９参照）。
【００２６】
前記第１の側方平面及び第２の側方平面のそれぞれは、孔壁から離れた自由縁部を備える。２つの側面は、それらの自由縁部で接して尾根（３ＲＬ）を形成することができ、これは図９（ｂ）に示すように直線状とすることができ、又は、少なくとも、図９（ｃ）に示すように直線状の部分を備えることができる。かかる偏流器は、Ｘ１と直交する三角形の断面を有し、その断面に関連して「三角偏流器」と呼ばれる。別法として、側面は中央表面（３Ｃ）によって分離することができ、この中央表面（３Ｃ）は平面状とする（図９（ａ）を参照）か、又は平面状の部分（図９（ｃ）を参照）を備えることができ、三角形、矩形、又は台形の外周を有する。図９（ａ）及び（ｃ）に示すように、中央表面には、両側に第１の側面（３Ｒ）及び第２の側面（３Ｌ）が配置されており、それら側面の自由縁部においてそれら側面に接続している。かかる偏流器は、Ｘ１と直交する台形断面を有し、その断面に関連して「台形偏流器」と呼ばれる。中央表面が図９（ｃ）に描写されているように湾曲している場合、Ｘ１と直交する断面は、「擬似台形」と呼ぶことができ、かかる偏流器は「擬似台形偏流器」と呼ぶことができる。
【００２７】
図９（ｂ）及び（ｄ）に示すように、三角形の偏流器の直線状の尾根又は直線状の尾根の一部は、孔壁と平行ではなく、１〜１５°、好ましくは２〜８°に含まれる角度γによって規定される勾配を形成しており、この場合、βは、前記直線状の尾根と、前記直線状の尾根（一部）を含み第１の側面（３Ｒ）及び第２の側面（３Ｌ）によって形成される角度αを二分する平面Πｂ上への長手軸線Ｘ１の垂直投影線との間で測定される。この角度γは、ノーズ状の三角形偏流器の傾斜を規定する。
【００２８】
同様に図９（ａ）に示すように、台形偏流器の平面状の中央表面（３Ｃ）又は平面状の中央表面の一部の勾配は、孔壁と平行ではなく、１〜１５°、好ましくは２〜８°に含まれる角度βによって規定される勾配を形成しており、この場合、βは、前記平面状の中央面（一部）と、平面状の中央面（３Ｃ）と直交しておりかつ長手軸線Ｘ１と平行な平面Πｎ上への長手軸線Ｘ１の垂直投影線との間で測定される。この角度βは、ノーズ状の台形偏流器の傾斜を規定する。
【００２９】
図１０に示すように、長手軸線Ｘ１と直交しかつ偏流器の側壁を横切る平面に沿ったどのような断面に関しても、各偏流器の第１の側面及び第２の側面の少なくとも一方の自由縁部を起点としてその側面と直交するように延びている直線は、長手軸線Ｘ１と鋳造用ノズルの外壁によって画定される外周部との間に含まれる区域において中間平面Ｐ１を横切ることが好ましい。
【００３０】
好ましい実施形態では、鋳造用ノズルは、図４、図５、図１０（ａ）、及び図１１（ａ）に示すように、各ポート入口（２ｕ）の上流に好ましくはこれと一続きである単一の偏流器（４）を備える。図１０（ａ）に示すこの実施形態では、各偏流器の第１の側面及び第２の側面の自由縁部を起点としてこれら第１及び第２の側面と直交するように延びている直線は、長手軸線Ｘ１の両側に位置しかつ長手軸線Ｘ１と外周部との間に含まれる第１の区域及び第２の区域において、中間平面Ｐ１を横切る。
【００３１】
この構成を用いると、流れは孔壁に向かって偏向され、側部ポートの壁に沿って押圧され、この結果二次的な流れの形成が防止される。特に、ポートの側壁に向かって偏向された流れは、２つの側部ポート（２）の間で均等に分割され、この結果、孔内部におけるバイアス流の挙動が除去される。
【００３２】
代替の実施形態では、鋳造用ノズルは、図６から図８、図１０（ｂ）、及び図１１（ｂ）に示すように、各ポート入口（２ｕ）の上流に、好ましくはこれと一続きの、２つの偏流器（４）を備える。図１０（ｂ）に示すこの実施形態では、
●各偏流器の第１の側面の自由縁部を起点としてこの第１の側面と直交するように延びている第１の直線は、長手軸線Ｘ１と外周部との間に含まれる区域において中間平面Ｐ１を横切り、
●各偏流器の第２の側面の自由縁部を起点としてこの第２の側面と直交するように延びている第２の直線は、長手軸線Ｘ１と外周部との間に含まれる区域において中央平面Ｐ２を横切る。
【００３３】
上で検討した各側部ポートの上方に単一の偏流器を備える実施形態と同じように、第１の側面によって孔壁に向かって偏向された流れにより、バイアス流の形成が防止される。バイアス流の形成はまた、中央平面Ｐ２に向かう流れを第２の側面によってセンタリングすることによっても低減される。バイアス流の形成は、縁部ポートが存在していても、大きなノズル孔を使用するときに直面する一般的な問題である。第２の側面によって中央平面Ｐ２に向かって偏向された流れはまた、より良好な吐出安定性をもたらし、側部ポートから出る噴流の鉛直方向の変動が低減される。中央平面Ｐ２に向かう流れの偏向はまた、側部ポートから出る噴流に取り込まれるように気泡を導く。
【００３４】
偏流器（３）による、側部ポートから出る流れの制御の強化が図３に示されている。図３には、断面が円形の孔をそれぞれ有する３つの異なる鋳造用ノズル、すなわち、（ａ）いかなる偏流器も有さない先行技術による鋳造用ノズル、（ｂ）各側部ポート上方に単一の偏流器を備えた本発明による鋳造用ノズル（ＩＮＶ１）、及び（ｃ）各側部ポート上方に２つの偏流器を備えた本発明による鋳造用ノズル（ＩＮＶ２）、に関して測定された、第１の側部ポートから出る流量Ｑ１（白色のコラム）及び第２の側部ポートから出る流量Ｑ２（網がけされたコラム）がプロットされている。各ノズルに関して、第１の流れポートと第２の流れポートとの間の相対的な流量差ΔＱ１−２＝｜Ｑ１−Ｑ２｜／ＭＩＮ（Ｑ１，Ｑ２）もまたプロットされている（黒色の円）。先行技術の鋳造用ノズル（ａ）の第１の流れポートと第２の流れポートとの間の流量差ΔＱ１−２が６．２％に達しており、第２の側部ポートから出る流量Ｑ２が、第１の側部ポートから出る流量Ｑ１よりも２０ｄｍ３／分高いことが分かる。鋳造用ノズルから出て鋳型の中に入る流れの挙動のかかる非対称性は、形成される最終的なスラブの不均質の原因となり得る。
【００３５】
対照的に、各側部ポートの上方に１つ又は２つの偏流器（ｂ、ｃ）が存在することにより、Ｑ１とＱ２との間の差が実際上のゼロまで低減され、鋳造用ノズルから出て鋳型の中に入る対称的な流れが得られる。上で検討したように、流れの一部を中央平面Ｐ２に向かって偏向させることによって、鉛直方向の流れの変動が実質的に低減され、このことが、各側部ポートの上方に２つの偏流器を備えた鋳造用ノズルに関して測定された、より低い標準偏差によって示されている。
【００３６】
流れの偏向を促進するために、偏流器の上流の偏流器端部（３ｕ）は、長手軸線Ｘ１と直交する断面積がゼロでないことが好ましい。図９を参照すると、上流の偏流器端部（３ｕ）を頂部Ｓに形成して、Ｘ１と直交する断面積をゼロにすることができるものの、上流の偏流器端部が、前記頂部Ｓの下流において、流入する金属の流れと衝突する表面を形成することが好ましい。上流の偏流器端部（３ｕ）は、図９（ａ）に示すように、Ｘ１と直交する表面を形成することができるが、図９（ｃ）に示すように、孔壁から偏流器の中央縁部（３Ｃ）又は尾根（３ＲＬ）まで下流に向かって傾斜する勾配を形成することもできる。Ｘ１と直交する上流の偏流器端部の断面積は好ましくは、孔壁と直交するように測定して、１〜１０ｍｍの、好ましくは２〜６ｍｍの、より好ましくは４±１ｍｍの距離だけ孔壁から突出している。かかる寸法は、孔壁において形成される境界層よりも数倍大きい。図１１は、ゼロでない断面積を有する上流の偏流器端部（３ｕ）の例を、断面Ａ−Ａにおいて示す。
【００３７】
好ましい実施形態では、鋳造用ノズルは更に、孔壁から突出して下流の孔端部（２ｄ）からポート入口（２ｕ）の高さよりも上まで上流方向に延びている２つの縁部ポート（５）を備え、これら２つの縁部ポートは互いに対向しており、かつ２つの側部ポートのポート入口（２ｕ）の間に配置されている。図５及び図７に示すように、縁部ポート（５）は中間平面Ｐ１に対して対称であることが好ましい。鋳造用ノズルから出る流れを安定させるために、縁部ポートが従来から使用されている。しかしながら、縁部ポート単独では、特に大きなサイズの孔を有する鋳造用ノズルに対しては、バイアス流の形成を実質的に低減することができない。これらもまた、７０〜１６０°に含まれる角度を形成している２つの側縁表面を有するノーズ状の幾何学形状を有する。これら側縁部が接して尾根を形成してもよく、又は、これらを、三角形、矩形、又は台形の幾何学形状の平らな中央平面によって分離することができる。縁部ポートは、好ましくは、孔端部（１ｕ）（すなわち、孔の底床部）から長手軸線Ｘ１に沿って上へと、孔入口の高さよりも上に延びている。
【００３８】
縁部ポート（５）の効果は偏流器（３）の存在によって強化される。その理由は、溶鋼が側部ポートを通って外に出る前に、偏流器の側面に対して及び縁部ポートの側縁表面上で連続的にバウンドし、非線形の流路が形成されるからである。これにより、溶鋼における局所圧力が増大し、この結果、ポートから出る乱流及びバイアス流が更に低減される。
【００３９】
孔端部（１ｄ）又は孔の床部は、図４、図５、及び図１１（ａ）に示すように、実質的に平面状かつ長手軸線と直交するものとすることができる。これは好ましくは、側部ポート（２）の底床部と面一かつ一続きである。代替の実施形態では、孔端部（１ｄ）は、図６、図７、及び図１１（ｂ）に示すように、頂点で接して中間平面Ｐ１内に含まれる尾根を形成しかつ側部ポートに向かって下向きに傾斜する２つの孔端部部分を備える。ここでも、側部ポートの底床部は好ましくは、側部ポートから流出する滑らかな「擬似層流」を保証するために、孔端部部分と面一かつ一続き（平行）である。
【００４０】
本発明による鋳造用ノズルは、第１の側部ポート及び第２の側部ポートから出る流れの均衡がとれており、第１の側部ポート及び第２の側部ポートから出る流量Ｑ１、Ｑ２が等しく、時間に関する変動が実質的により少なく、より高い均質性及び再現性をもたらすという点で、先行技術の鋳造用ノズルよりも有利である。
【表１】
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【図１】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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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（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図９（ｃ）】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【図１１（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
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【国際調査報告】
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