(57)【要約】  本発明は、金属溶融物を処理するための金属学的取鍋の一部である取鍋底部、並びに対応する金属学的取鍋に関する。
2016529110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面（１０ｏ）、下面（１０ｕ）、及び前記上面（１０ｏ）と前記下面（１０ｕ）との間に延びる注入チャネル（１６）を有する耐火性セラミック本体（１０）からなる取鍋底部であって、
前記上面（１０ｏ）の深くされた区画によって画定された拡散器ボックス（ＤＢ）をさらに備え、前記拡散器ボックス（ＤＢ）は、以下の特徴；
ａ）前記拡散器ボックスは、前記取鍋底部上に注がれた金属溶融物のための衝突領域（１０ｉ）として使用される取鍋底部の表面領域（１０ｏ）まで所定の水平方向距離に配置される、
ｂ）前記拡散ボックスは、前記取鍋底部の、前記上面（１０ｏ）の鉛直方向下の第２の上面（１０ｏｄ）を画定する、
ｃ）窪み（ＩＮ）が、前記第２の上面（１０ｏｄ）から、取鍋底部の前記下面（１０ｕ）に向かって延び、前記第２の上面（１０ｏｄ）の鉛直方向下に取鍋底部の第３の上面（１０ｏｉ）を画定する、
ｄ）前記注入チャネル（１６）が、前記拡散ボックス（ＤＢ）及び窪み（ＩＮ）を通じて延びる、
によって特徴づけられている、取鍋底部。
【請求項２】
（ａ）前記第３の上面（１０ｏｉ）から取鍋底部の前記下面（１０ｕ）に向かって延在するとともに、前記取鍋底部の第４の上面（１０ｏｒ）を前記第３の上面（１０ｏｉ）の鉛直下方に画定する凹空間（ＲＳ）と、
（ｂ）同様に前記凹空間（ＲＳ）を通じて延びる注入チャネル（１６）と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の取鍋底部。
【請求項３】
取鍋底部の以下の表面：前記上面（１０ｏ）、前記第２の上面（１０ｏｄ）、前記第３の上面（１０ｏｉ）、前記第４の上面（１０ｏｒ）のうちの少なくとも１つが、水平に対して傾斜していることを特徴とする請求項１又は２に記載の取鍋底部。
【請求項４】
取鍋底部の以下の表面：前記上面（１０ｏ）、前記第２の上面（１０ｏｄ）、前記第３の上面（１０ｏｉ）、前記第４の上面（１０ｏｒ）のうちの少なくとも１つが、三次元形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の取鍋底部。
【請求項５】
前記形状が、リブ、ノブ、プリズム、凹部、チャネルからなる群のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項４に記載の取鍋底部。
【請求項６】
前記取鍋底部の以下の表面：前記第２の上面（１０ｏｄ）、前記第３の上面（１０ｏｉ）、前記第４の上面（１０ｏｒ）のうちの少なくとも１つが、多角形状、円形状、又は楕円形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の取鍋底部。
【請求項７】
前記取鍋底部の隣接する前記上面（１０ｏ、１０ｏｄ；１０ｏｄ、１０ｏｉ；１０ｏｉ、１０ｏｒ）は、前記上面（１０ｏｒ、１０ｏｉ、１０ｏｄ）が前記取鍋底部の前記下面（１０ｕ）に近接するように寸法を決められており、全体の面積が頂部に配置された前記表面（１０ｏｉ、１０ｏｄ、１０ｏ）の＜６０％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の取鍋底部。
【請求項８】
前記取鍋底部の隣接する前記上面（１０ｏ、１０ｏｄ；１０ｏｄ、１０ｏｉ；１０ｏｉ、１０ｏｒ）は、鉛直方向に２０〜２００ｍｍだけオフセットしており、それによってそれらそれぞれの周縁の少なくとも一部の周りに段差（Ｓ）を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の取鍋底部。
【請求項９】
前記段差（Ｓ）は、前記上面（１０ｏｄ、１０ｏｉ、１０ｏｒ）の下部の前記周面の少なくとも５０％に沿って延在することを特徴とする請求項８に記載の取鍋底部。
【請求項１０】
前記第２の上面は、
【数１】
2016529110.tif 000005
を有し、ここで
ｒ＝取鍋底部の半径であって、ｒ≧０．７５ｍであり、≧２ｍの有効半径を有するすべての取鍋底部に対してｒｍａｘ＝２ｍである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の取鍋底部。
【請求項１１】
前記拡散ボックス（ＤＢ）は、前記取鍋底部の全上面領域（１０ｏ）の３．７〜３２．９％に対応する水平方向断面積を表わすことを特徴とする請求項１又は２に記載の取鍋底部。
【請求項１２】
前記取鍋底部の水平方向最大延在部の３０〜７５％である、前記衝突領域（１０ｉ）の上面に沿った中心点（ＣＰ１）と、前記拡散器ボックス（ＤＢ）の前記上面（１０ｏｄ）に沿った中心点（ＣＰ２）と、の間の距離を有する、請求項１又は２に記載の取鍋底部。
【請求項１３】
前記取鍋底部の水平方向延在部の最大長さの３０〜７５％である、前記取鍋底部（１０）に配置されたガスパージプラグ（ＧＰ）の長手方向中心軸と、前記拡散器ボックス（ＤＢ）の前記上面（１０ｏｄ）に沿った前記中心点（ＣＰ２）と、の間の所定の距離を有する、請求項１又は２に記載の取鍋底部。
【請求項１４】
請求項１及び任意に請求項２〜１３のうちの１つ以上に記載の取鍋底部の特徴の組み合わせを有する、金属学的取鍋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属溶融物を処理するための金属学的取鍋の一部である取鍋底部、並びに対応する金属学的取鍋に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのような取鍋底部は、上面及び下面、並びにこれら上面と下面との間に延びる注入チャネルを提供する耐火性セラミック本体からなる。取鍋の一部として、取鍋底部は対応する壁部分の一方の端部内に嵌合されており、壁は取鍋底部の外周から延びている。
【０００３】
取鍋と取鍋底部とのそれぞれが、取鍋底部が取鍋の下端部に、水平に配置された時の位置で、以降に説明される。
【０００４】
金属溶融物は、開口した取鍋の上端部を介して取鍋の中に注入される（鋳込まれる）。金属流れは、取鍋底部の上面に沿って注入チャネル（出口ノズル）に向かって流れるように方向を変えられる前に、まず取鍋底部に衝突し、注入チャネルは、多くの用途では、鋳込みプロセスのこの段階では充填砂によって閉止されて、金属溶融物の制御できない流出を回避する。鋳込みプロセスのこの段階中には、いくつかの問題、特に以下の問題が挙げられる。
‐金属流れが耐火性材料に衝突するときの、衝突領域に沿った耐火性材料の無視できない損耗
‐充填砂、特に取鍋底部の上面から突出する充填材料が、金属流れによって制御できない態様で洗い流され、これによって後続の鋳込みシーケンスにおいて異常及び／又は欠陥を生じさせる。
【０００５】
損耗の問題を解決するために、多くの解決策が提案された。そのような損耗を軽減するために、損耗しにくい耐火性材料を前記衝突領域に対して使用すること、及び／又は小さな、いわゆる衝撃パッドを提供して底部上部頂面に配置することが知られている。
【０００６】
充填砂の問題はいまだ解決されていない。
【０００７】
充填材料は、取鍋の中の金属のガス処理中にさらに問題を生じさせる。典型的には、そのような処理ガスは金属溶融物の中に、取鍋の底部及び／又は壁部に配置されたいわゆるガスパージプラグ（ドイツ語ではＧａｓｓｐｕｅｌｓｔｅｉｎｅ）を介して供給され、溶融物の容積の中に乱流を生じさせる。充填砂はここでもまた、これら乱流によって湯出しの前に誤って洗い流される。
【０００８】
このことは、特に、１００，０００〜３００，０００Ｋｇの金属溶融物を有する工業的取鍋に対して＞４０ｍ３／ｈのガス体積（典型的には４０〜７０ｍ３／ｈ）によって規定される、いわゆる「厳しい撹拌（ｈａｒｄ  ｓｔｉｒｒｉｎｇ）」中に当てはまる。「優しい撹拌（ｓｏｆｔ  ｓｔｉｒｒｉｎｇ）」は、前記４０ｍ３／ｈより低いガス体積、特に１０〜３０ｍ３／ｈの体積でのガス処理を説明する。
【０００９】
ガスのフラッシングによって引き起こされる問題もまた、まだ解決されていない。
【００１０】
また別の問題は、湯出し（金属溶融物の次の設備への流出）後に取鍋中に残存する金属の量を削減することである。典型的には、かなり大量の金属溶融物が取鍋の底部上に残って固化し、取鍋を再充填する前に処理しなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって本発明は、以下の課題の１つ以上を改善するための技術的解決法を提供するという目的を有する。
‐取鍋底部の上面から、その下面及び対応するノズル／滑り板等のような設備に向かって延びる注入チャネルに沿って、及び多くは注入チャネルの頂面に位置するそのような充填砂の制御できない洗い流しを軽減するか、回避すること
‐取鍋が空にされた後に取鍋中に残存している金属溶融物の体積を減少させること
【課題を解決するための手段】
【００１２】
水によるモデリング及び数学的研究を含む徹底的な調査中に、多くの要因、特に以下に挙げるものが上述の欠点に寄与していることが分かった。
‐溶融物の全体的な質量及び溶融物の速度。１５０，０００〜２５０，０００Ｋｇの溶融鋼を備える典型的な金属学的取鍋では、充填時間はたった約４〜６分に過ぎない。
‐最も厳しい条件は、鋳込みプロセスの始めと、取鍋中の溶融物のガス処理中である。
‐取鍋底部の全体サイズ及び、衝突領域と注入チャネルとの間の距離。
‐溶融物の衝撃パッド領域から注入チャネルまでの経路上の溶融物の進路及び方向。
【００１３】
これら及び他の要因を考慮して、上述した欠点を、以下の特徴を備える取鍋底部を使用することによって少なくとも軽減することができることが発見された。
【００１４】
‐取鍋底部は、上面、下面、及びこれら上面と下面との間に延びる注入チャネルを有する耐火性セラミック本体からなる。
‐取鍋底部は、前記上面の深くされた区画（ｄｅｅｐｅｎｅｄ  ｓｅｃｔｉｏｎ）によって画定された拡散器ボックスを備え、この拡散器ボックスは、以下の特徴によって特徴づけられている。
【００１５】
特に、
‐拡散器ボックスが、取鍋底部内のガスパージ要素のそれぞれまで所定の距離に配置される場合、及び／又は
‐拡散器ボックスが、衝突領域に面する拡散器ボックスの少なくとも境界線に沿って段差を有し、その段差が４０〜２００ｍｍの鉛直方向高さを有する場合、及び／又は
‐拡散器ボックスが、式Ｉで表される最小水平方向面積Ａｍｉｎ及び最大水平方向面積Ａｍａｘと、を有する場合、
【００１６】
【数１】
2016529110.tif 000003
【００１７】
及び／又は
‐前記注入チャネルの入口端部が、衝突領域に面する拡散器ボックスの境界に沿った段差からオフセットして配置されている場合、
には、
【００１８】
‐拡散器ボックスは、取鍋底部上に注がれる金属溶融物のための衝突領域として使用される、取鍋底部の表面領域まで所定の距離に配置される。
【００１９】
主な特徴は、いわゆる拡散器ボックスである。用語「拡散器ボックス」は、その主な仕事、すなわち金属溶融物の取鍋から出る経路上の速度を遅くすることに手段を与えている（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ）。
【００２０】
この拡散器ボックスが、さらなる窪み（拡散器ボックスの底部における深くされた区画）を備えるように変化すると、かなりの改良が可能となる。この漸次的変化（金属溶融物の流出方向における大きな拡散器ボックスに続く小さな拡散器ボックス）は、１回以上繰り返されてもよく、例えば窪みに続いて、底部領域又は窪み等の一部から延在する凹空間が存在してもよい、
【００２１】
言い換えると、上述したような（第１の）（任意の大きさの）拡散器ボックスに加えて、これら実施形態は、（溶融物の、取鍋から注入チャネルを通じた後続の設備中への流れ方向に見て）以下のように配置された、１つ以上の追加的な拡散器ボックスによって特徴づけられる。
‐後続の拡散器ボックスは、先行の拡散器ボックスの底部（その上面）から延びる。
‐後続の（下流の）拡散器ボックスは、先行の拡散器ボックスより小さな水平方向の断面を有し、これはいずれの後続の拡散器ボックスも先行の拡散器ボックスの底部（上面）の一部のみから延びることを意味する。いずれの後続の深くされた区画の水平方向の大きさも、それ以前の深くされた区画の水平方向の大きさの１０〜９０％、又は１５〜８５％、又は２０〜８０％であり得る。（注入チャネルのより低い区画が始端する）最も下流の深くされた区画は、第１の拡散器ボックスの１０〜５０％、例えば１０〜３２％とすることができる。
【００２２】
取鍋中に残存する溶融物の主な部分は、出口チャネルの周りの、続いて配置された深くされた区画に追随するということが証明された。このことは、湯出し／空にすること（ドイツ語ではＰｆａｎｎｅｎａｂｓｔｉｃｈ）の後に取鍋の中に残存する金属溶融物の体積のかなりの削減を明白にもたらす。
【００２３】
したがって、本発明は‐その最も一般的な実施形態において‐上面、下面、及びこれら上面と下面との間に延びる注入チャネルを有する耐火性セラミック本体からなり、前記上面の深くされた区画によって画定された拡散器ボックスをさらに備えた取鍋底部に関し、前記拡散器ボックスは、以下の特徴によって特徴づけられている。
‐拡散器ボックスは、衝突領域として使用される取鍋底部、又は前記取鍋底部上に金属溶融物が注がれる取鍋底部の表面領域まで所定の水平方向距離に配置されている。
‐拡散器ボックスは、取鍋底部の、前記上面の鉛直方向下部の第２の上面を画定する。
‐前記第２の上面から取鍋底部の下面に向かって延び、取鍋底部の第３の上面を、第２の上面の鉛直方向下部に画定する窪み。
‐注入チャネルは、前記拡散器ボックスと、前記窪みと、を通じて延びている。
【００２４】
注入チャネルは金属溶融物のための出口チャネル、すなわち溶融物がそれに沿って取鍋から出る通路を画定する。異なる大きさの少なくとも２つの後続の拡散器ボックスを考慮すると、注入チャネルの上部区画は、前記拡散ボックス（第１の拡散器ボックス及び窪み）によって画定され、したがって大きな断面（拡散器ボックスの水平方向延在部）の上端部、中程度の大きさの断面の中間部分（窪み）、及び小さな断面の下端部によって特徴づけられている。言い換えると、本発明による注入チャネルは、階段状の上面と、実質的に一定の断面の従来の下部とによって特徴づけられている。
【００２５】
上述したように、この設計は、１つ以上の深くされたさらなる区画を底部レイアウト内に加えることによって完成することができる。したがって、取鍋底部は、とりわけ
‐前記第３の上面から取鍋底部の下面に向かって延び、第３の上面の鉛直方向下に取鍋底部の第４の上面を画定する、凹空間であって、
‐注入チャネルが今やこの凹空間を同様に貫通する、凹空間、
をさらに備えることができる。
【００２６】
「第２の、第３の、第４の上面」は、前記流出領域の連続する深くされた区画の底部領域を画定する。
【００２７】
１つ、２つ、及び３つの深くされた区画を有する実施形態が示され、添付の図面及び対応する記載にさらに開示される。
【００２８】
階段状の凹部の、鉛直方向に下部の（下流の）凹部が常に、鉛直方向上部（上流）に配置された凹部より小さいという、この一般的な概念は、多くの特徴、とりわけ以下の特徴によって変化させる／完成させることができる。
【００２９】
‐取鍋底部の以下の表面：上面、第２の上面、第３の上面、第４の上面、のうちの少なくとも１つを、水平に対して傾斜させることができる。傾斜の角度は、１°の低い値と１０°の高い値で、及び２°〜６°の好ましい範囲で相対的に低くすることができる。傾斜の方向及び程度は、鉛直方向に隣接する／後続の上面間で変化させることができる。１つ以上の水平方向に向いた上面はそのままとすることができる。
【００３０】
‐取鍋底部の以下の表面：上面、第２上面、第３の上面、第４の上面、の少なくとも１つは、三次元プロファイルを有することができる。
‐このプロファイルは、リブ、ノブ、プリズム、凹部、チャネルを備える群の少なくとも１つとすることができる。いずれかの雄又は雌のプロファイルは、注入チャネルの鉛直方向下に向いた区画に向かって、注入チャネルに対して放射状に、注入チャネルの下部の１つ以上の接線に平行若しくは注入チャネルの下部の外延部に平行に、又はそれらの組み合わせで延在することができる。雄プロファイルは、対応する拡散器ボックス、窪み、及び／又は凹空間それぞれの対応する鉛直方向高さを突出してはならないが、その２／３に限定されてもよい。
【００３１】
‐取鍋底部の以下の表面：第２の上面、第３の上面、第４の上面、のうちの少なくとも１つは、多角形状、円形状、若しくは楕円形状を有することができる。長方形の形状に関して、長さ／幅間の関係は、例えば、＞１．５、又は＞２．０、又は＞２．５、又は＞３．０とすることができる。同じ関係が楕円形状にも当てはまり、長さと幅とは、対向する部分間の最も長い距離と最も短い距離とによって規定される。
【００３２】
‐取鍋底部の次の上面は、いずれの下流の表面も、上流（上）に配置された上面の＜８０％、＜６０％、若しくは＜４０％でさえある全体面積を有するように寸法を決めることができる。
‐取鍋底部の後続の上面は、それらが鉛直方向にオフセットされて、それによって少なくともそれらそれぞれの周縁の一部の周りに段差（Ｓ）を形成するように寸法を決めることができる。このことは、それに沿って溶融物が流れる底部空洞の外壁に沿った段差上の形状を与える。
【００３３】
‐本発明は、金属の流れが、衝突領域に衝突した後、かつ注入チャネルの下部区画に入る前に取る経路に沿って１つ以上の段差を提供する。
【００３４】
用語「段差」は幾何学的不連続として規定される。隣接する上面区画を有する２つの直角は、わずかな変化（＋／−３０°、より良くは＋／−２０°、さらにより良くは＋／−１０°）が技術的な条件下で許容されるが、理想的な段差を記載する。また、少なくともそれぞれの段差の一部を湾曲させる、又は傾斜させることができる。
【００３５】
‐この段差は溶融物の速度を大幅に減少させる。段差の（鉛直方向）高さは、好ましくは２０〜２００ｍｍに設定され、上限もまた１６０ｍｍ、１５０ｍｍ、１４０ｍｍ、１２５ｍｍ若しくは１００ｍｍに設定することができ、一方で最小高さもまた、４５ｍｍ、５０ｍｍ、若しくは６０ｍｍに設定することができる。２０ｍｍ未満の高さは、金属溶融物の速度に十分には影響せず、注入チャネルにおける充填砂を保護する。２００ｍｍより大きな高さは、過度なスプラッシュの故に、効果と相反する。
【００３６】
‐この段差は、下の（下流の）面の周縁の少なくとも一部分に沿って、例えば少なくとも５０％若しくは＞７０％、＞８０％、＞９０％に沿って延在することができる。
【００３７】
‐一実施形態によれば、第２の上面（拡散器ボックスの全体的底部領域）は、式Ｉによる最小水平方向領域を有する。これら寸法は、有益であることが証明された。
【００３８】
‐取鍋底部の全上面領域の３．７〜３２．９％に対応する水平方向領域を記載する拡散器ボックスによって良好な結果が達成される。最小値は、５．８％に設定することができ、一方で、より高い値は、取鍋底部の全表面積の２５．５％以下とすることができる。
【００３９】
‐深くされた区画（拡散器ボックス、窪み、凹空間）を、取鍋の衝突領域にオフセットさせ、いずれのパージ要素にオフセットさせて配置することが有益であり、取鍋の壁部は前記深くされた区画の１つ以上を部分的に区切ることが証明された。
【００４０】
‐深くされた区画（窪み、凹空間、等）を配置されたいずれの下流も、多くともいずれかの上流の深くされた区画（窪み、拡散器ボックス）を有する共通の壁セクションを提供すべきである。
【００４１】
拡散器ボックス、窪み、及び／又は凹空間並びにいずれかのさらなる凹部の条件と設計は、溶融物が注入チャネルの下部セクションの入口端部に達する前、したがって溶融物が、注入チャネルの内部及び／又は頂部の充填材料（充填砂）と接触する前に、金属溶融物の力学的エネルギを減少させることが重要である。ガスパージ処理中の、取鍋内の溶融物の乱流を減少させることもまた重要である。
【００４２】
（上部）拡散器ボックスは、衝突領域まで所定の距離に配置されて、衝突領域の周りのスプラッシュの効果を低減するとともに、衝突領域と注入チャネルとの間に十分な距離を提供する。
【００４３】
一実施形態によれば、衝突領域の上面に沿った中心点と、拡散器ボックスの上面に沿った中心点との間の距離は、取鍋底部の最大水平方向延在部の約３０〜７５％であり、可能な下限は４０％、４５％、若しくは５０％であり、可能性のある上限は６５％及び７０％である。１．５ｍに規定された取鍋底部の最小直径によって、良好な結果が５００〜１２００ｍｍの距離で達成された。４ｍに設定された、開示されている式において考慮された最大直径によって、＞４ｍの有効直径を有する取鍋底部の場合であってさえ、良好な結果が大きな取鍋底部に対する＞１５００ｍｍの距離で達成された。
【００４４】
衝突領域の「中心点」は、取鍋中に流入する金属流れの長手方向中心軸が衝突する点として規定することができる。拡散器ボックスの中心点は、幾何学的な中心であり、注入チャネルの下端（対応する鉛直延在部）によって画定された領域の中に該当する。
【００４５】
拡散器ボックスの開示されたｍ２での全体サイズは、特にさらなる深くされた区画が無い場合には、式Ｉに従って設定することができる。１つ以上のさらなる深くされた区画を有する設計では、最も大きな拡散器ボックスの大きさはそれほど重要な意味は持たない。上限及び下限には、取鍋中の溶融物の第２の金属学的処理中のガスパージの影響が認められる。これら限界値は、拡散器ボックスによって画定された空間、特にその表面に隣接する空間の中の乱流の軽減に対して有益である。
【００４６】
典型的には、取鍋底部の上面に隣接する金属溶融物の速度は、最大で０．３ｍ／ｓである。速い速度は「厳しい撹拌」によるものであり、遅い値は「優しい撹拌」中に優勢である。Ａｍａｘは「優しい撹拌」によって主に影響を受け、Ａｍｉｎは「厳しい撹拌」の場合の好ましいサイズを規定する。
【００４７】
言い換えると、溶融物は典型的には「優しい撹拌」と「厳しい撹拌」の合間によって取鍋の中でガス処理される。拡散ボックスの前提的なサイズは、これら両者によって規定される。
【００４８】
「厳しい撹拌」が優勢である場合には、拡散器ボックスの表面の全体的なサイズは＜（Ａｍｉｎ＋Ａｍａｘ）／２とすることができ、最良にはＡｍｉｎに可能な限り近く、一方、「優しい撹拌」が優勢である場合には、＞（Ａｍｉｎ＋Ａｍａｘ）／２とすることができ、最良にはＡｍａｘに可能な限り近い。ちょうど（Ａｍｉｎ＋Ａｍａｘ）／２である表面積は、２つの代替例間での歩み寄りの結果である。同様の結果を、（Ａｍｉｎ＋Ａｍａｘ）／２の＋／−１０％若しくは＋／−２０％の範囲内の拡散器ボックスの全体的な表面積によって達成することができる。
【００４９】
「厳しい撹拌」の場合には、開示された範囲の、特に＞８０ｍｍ若しくは＞１００ｍｍの上端における段差の高さを有する拡散器ボックスを提供することがさらに好ましい。
【００５０】
全ての実施形態において、充填砂は、上述したような取鍋底部の従来の設計と比べて、ガスパ−ジ中にはほとんど洗い流されることはない。
【００５１】
充填材料の突発的な損耗を減少させるために、いずれのガスパージ要素と注入チャネルとの間の距離をも最小値に維持することがさらに有利である。好ましくは、拡散器ボックスの領域にはガスフラッシュ／パージ要素はなく、最小距離は対応して、衝撃点と注入チャネルとの間の最小距離に規定される。
【００５２】
下の表は、分散器ボックスのいわゆる第２の上面の有効な最大値及び最小値をｍ２で挙げている。
【００５３】
【表１】
2016529110.tif 000004
【００５４】
それは、前記窪み及び凹空間のような後続の深くされた区画の数（１…ｎ）によって変化する場合がある。
【００５５】
最大絶対値（Ａｍａｘ）は、２．３ｍ２、２．２ｍ２、２．１ｍ２、若しくは２．０ｍ２に設定することができる。拡散器ボックスの全体的なサイズ（Ａｍｉｎ）は、重要であるとともに、金属溶融物が拡散領域に亘って分配され、よってさらに速度を下げることを可能にする。Ａｍａｘは、十分な（最小）距離を衝突領域（及び／又はガスパージ要素）と、注入チャネルと、の間に可能にするために重要である。同じことは、下流方向の拡散器ボックスに続くさらなる深くされた区画に対しても当てはまる。
【００５６】
最後に、連続する深くされた空間の位置と、注入チャネルの下部区画とは、必要とされる効果に影響を与える。注入チャネルの下部区画の鉛直軸を、いずれの段差に対してもオフセットして、また、取鍋の壁に対してオフセットして配置することが推奨される。
【００５７】
Ｘｍｍ（例えば４０ｍｍ）の直径を有する注入チャネルの場合には、注入チャネルの下部部分と、いずれかの対応する段差との間の最小距離は、３Ｘ（例えば１２０ｍｍ）でなければならないが、７Ｘ若しくはそれ以上に達する場合がある。
【００５８】
本発明は、上述のような底部を備える取鍋を含む。（取鍋及び取鍋底部の）両方が、添付の図面に示されている。
【００５９】
本発明は、衝突領域と、拡散器ボックスとの間の突起のようなダムによって特徴づけられた実施形態を提供し、それによって、前記衝突領域から前記拡散ボックスに向かって底部領域に沿って流れる溶融物の速度をさらに減速させる。この突起は、対応する金属溶融物が衝突領域に衝突した後にそれに沿って衝突領域から分散器ボックスの中に流れる方向に実質的に垂直に延在する。言い換えると、溶融物は、この突起の前で一時的に停止させられ、前記妨害物を通過した後にのみ、その流れを続けることができる。
【００６０】
本発明のさらなる特徴は、従属請求項及び別の出願書面から得ることができる。
【００６１】
拡散器ボックスのサイズは、代替的に、若しくは式Ｉへの追加的な条件として、以下に示す式ＩＩによって規定することができる。拡散器ボックスのこのように好ましい領域は、式Ｉと、式ＩＩと、のそれぞれによって特徴づけられている。
Ａｍｉｎ＝ｘ＋１０／１６１・ｌｎ［Ｍ］
Ａｍａｘ＝５ｙ＋４／２５・ｌｎ［Ｍ］
ここで、
ｘ＝０．１６〜０．２０、ｙ＝０．２０〜０．１６
Ｍ＝関連する取鍋（１０００Ｋｇ）中の金属溶融物の見かけの質量
Ａｍｉｎ、Ａｍａｘの単位は平方メータ（ｍ２）であり、以下の可能性のある限られた範囲を有する。
ｘ＝０．１６〜０．１７、ｙ＝０．２０〜０．１９
ｘ＝０．１６〜０．１８、ｙ＝０．２０〜０．１８
【００６２】
添付の図面は、本発明の実施形態を図示する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】従来技術の取鍋の長手方向断面図及び上面図である。
【図２】１つだけの拡散器ボックスを有する取鍋の長手方向断面図及び上面図である。
【図３】隣接する部品を有する拡散ボックスのわずかに異なる形状の拡大された長手方向断面図である。
【図４】図３の実施形態のさらなる断面図である。
【図５】図４による図において１つのさらなる窪みを有するさらなる実施形態の図である。
【図６】図４による図において１つのさらなる窪みと１つのさらなる凹空間とを有する第３の実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
同じ符号は、同じであるか、若しくは少なくとも同様の特徴を提供する部品に対して使用されている。
【００６５】
図１の取鍋は、上部水平面１０ｏ及び下部水平面１０ｕを有する、円形状の、水平方向に延在する底部１０を有する。略円筒状の取鍋壁部１２は、取鍋底部１０の外周円１０ｐから上方に延びる。取鍋の開放された上端は、符号１４で表されている。
【００６６】
金属流れは、矢印Ｍによって示されており、素の開放端１４によって取鍋に入り、取鍋底部１０の上面１０ｏの衝突領域１０ｉに衝突する前に、鉛直方向下方に流れる。
【００６７】
金属流れの少なくとも一部は、その流れ（矢印Ｆ）を、前記衝突領域１０ｉにオフセットして配置された注入チャネル１６に向かって継続させ、前記注入チャネル１６は、上面１０ｏから下面１０ｕへ延びる。
【００６８】
図１に示すように、前記注入チャネル１６はいわゆる充填砂ＦＳで充填され、サンドコーン（ｓａｎｄ  ｃｏｎｅ）ＳＣをチャネル１６の頂部にみることができる。充填材料は、取鍋を充填する間は金属溶融物をチャネルから離間させている。それは、取鍋は充填されているときに、意図しないタッピングを回避するように作用する。それは、鋳造プロセス内で重要な機能を有する。
【００６９】
図１による従来技術の取鍋において、砂ＳＣは溶融物流れ（矢印Ｆ）によって洗い流され、後続の鋳造プロセスに重大な不確実性及びリスクを生じさせる。この充填材料は、溶融物のガスパージプラグによる溶融物のガス処理の場合には、さらに少なくとも部分的に洗い流され、そのうちの１つが図示されてＧＰによって示されている。
【００７０】
図２及び３による取鍋の設計は、前記注入チャネル１６の上部の周りに拡散器ボックスＤＢを提供し、前記衝突領域１０ｉからオフセットする。
【００７１】
拡散器ボックスＤＢは、上面１０ｏ内の凹部、すなわち上面１０ｏの隣接する領域に対して深くされた区画によって特徴づけられており、したがって、前記拡散ボックスの境界Ｂに沿って段差Ｓを提供する。拡散器ボックスＤＢの上面区画は、ここでは第２の上面１０ｏｄとして参照されている。前記段差Ｓの垂直部分は、底部上面１０ｏ及び第２の上面１０ｏｄの隣接する区画両方に対して直角を形成する。
【００７２】
拡散ボックスＤＢは、主に長方形状の第２の上面１０ｏｄを有する。ブローノズル（ドイツ語ではＬｏｃｈｓｔｅｉｎ）１８が、拡散器ボックスＤＢの底部部分１０ｄ中に配置される。前記ブローノズル１８の中央貫通開口部は、注入チャネル１６の下部を画定し、一方で拡散ボックスＤＢそれ自体は注入チャネル１６の拡幅された上部を画定する。
【００７３】
内部ノズル２０（それ自体既知である）が下流の前記ブローノズル１８の下部内に配置され、続いて従来の態様で滑り平板２４、２６及び外側ノズル２２を有するスライディングゲートが配置される。
【００７４】
注入チャネル１６の下部は、図１と同様に、ブローノズル１８の最上部のサンドコーンＳＣを含む充填砂ＦＳで充填されている。
【００７５】
前記拡散ボックスＤＢの寸法は以下のとおりである。
‐段差Ｓの高さ：１００ｍｍ
‐長さ：１３７０ｍｍ、幅：１０８５ｍｍ
‐ノズル２０、２２に沿った鋳込みノズルの直径ｄ：８０ｍｍ
‐（上面１０ｏに沿った）衝突領域１０ｉの拡散ボックスＤＢの中心点ＣＰ１と、第２の上面に沿った中心点ＣＰ２と、の間の距離：２２００ｍｍ
‐取鍋底部１０の内径：３５３０ｍｍ
【００７６】
溶融物流れＭは従来のように（ＣＰ１が中心衝突点である状態で）衝突領域１０ｉに衝突するが、次いでその速度は前記拡散器ボックス及び、特に前記段差Ｓによって注入チャネル１６の下部区画への経路上で遅くなり、同時に溶融物流れＭの方向を２度、変える（図３：Ｆ、Ｆ’、Ｆ”）。
【００７７】
この手段によって、フィラー材料ＦＳは取鍋がほとんど完全に充填され、注入チャネル１６が従来のように開かれるまで、洗い流されることから保護される。
【００７８】
次いで回転する溶融物が前記拡散器ボックスの前記領域から大幅に減少した速度でかなりの程度で前記拡散器ボックスの前記領域からオーバーフローするので、（従来の）溶融物のガス処理の場合でさえ、充填材料は、ほとんど無傷でその場所に維持される。取鍋底部１０に設けられたいくつかのガスパージプラグのうちの１つは、ＧＰとして示される。その長手方向中心軸とＣＰ２との間の距離は、１０２０ｍｍである。
【００７９】
図３は取鍋の壁１２からオフセットして配置された、すなわち、周縁上に延びる境界線／周縁Ｂ及び段差Ｓを有する、拡散器ボックスＤＢを示す。それは、（金属溶融物ＭＳの流れ方向Ｆにおいて見たときに）前記段差の前の、及び／又は注入チャネル１６の前のリブＲとして形成されたバリアからなる任意の特徴を含んで、溶融物の速度をさらに下げる。前記バリアは、衝突領域１０ｉから注入チャネル１６の下部部分への溶融物の経路における矢印Ｆ、Ｆ’、Ｆ”によって示される溶融物の主方向であるＣＰ１とＣＰ２との間の直線に垂直に配置されている。このバリアは、起伏を有する面区画、ダム、プリズム、又はその種のものを含む１つ以上の突出する形状によって置き換えることができる。
【００８０】
図４は、図３の実施形態を、図示を改善するためのより図的な方法で、かつ図５及び６の実施形態との比較で示している。
【００８１】
図５の取鍋底部１０は、以下の特徴によって図４の取鍋底部と異なる。
【００８２】
第２の上面１０ｏｄ（拡散器ボックスＤＢの最下面）は、以下で窪みＩＮと称される、さらなる深くされた区画を含む。
【００８３】
窪みＩＮは、拡散器ボックスＤＢより小さな水平方向断面を有し、拡散器ボックスＤＢの周縁の段差Ｓまで所定の距離を延在し、それによってさらなる段差Ｓ２と、第３の上面１０ｏｉを提供する。
【００８４】
注入チャネル１６の下部区画は、前記第３の上面１０ｏｉから下方に延在する。
【００８５】
図６の実施形態では、窪みＩＮに続いて（金属流れＦの流れ方向に）凹空間ＲＳを有し、それによって第４の上面１０ｏｒ、３つの側面のさらなる段差Ｓ３（第４は隣接する段差Ｓ２と同一面にある）、及び窪みＩＮより小さな水平方向断面を提供する。注入チャネル１６の上部区画は拡散器ボックスＤＢの中空空間、窪みＩＮ及び凹空間ＲＳによって画定されているが、その下部部分は、凹空間ＲＳから下方に延在する。
【００８６】
この実施形態では、第３の上面１０ｏｉは水平方向に対して４°だけ傾斜している。
【００８７】
全ての実施形態は、金属流れの、注入チャネル１６の下部部分への経路上の金属流れに対する、前記深くされた区画（拡散器ボックスＤＢ、窪みＩＮ、凹空間ＲＤそれぞれ）及びそれらの対応する段差Ｓ、Ｓ２、Ｓ３によって提供された、いくつかのずれ（ｄｅｖｉａｔｉｏｎｓ）によって特徴づけられ、それによって、溶融物の速度を減速させ、残存する溶融物が取鍋からほぼ完全に出ることを可能にする。
【符号の説明】
【００８８】
１０          本体
１０ｏ        上面、表面領域
１０ｕ        下面
１０ｉ        衝突領域
１０ｏｄ      第２の上面
１０ｏｉ      第３の上面
１０ｏｒ      第４の上面
１６          注入チャネル
ＣＰ１、ＣＰ２      中心点
ＤＢ          拡散器ボックス
ＧＰ          ガスパージプラグ
ＩＮ          窪み
ＲＳ          凹空間
Ｓ            段差
【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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【国際調査報告】
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