(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に溶融物注入部が配置され、底面部に孔が形成される容器と、
前記溶融物注入部と孔との間において前記底面部に取り付けられるガス注入部と、
前記ガス注入部を向かい合うように前記容器の上部に形成され、内部が下側に開かれるチャンバー部と、
前記チャンバー部と底面部との間に形成される回転流領域の複数の位置を横切るようにそれぞれ配置される複数の垂直部材を備え、
それぞれの垂直部材は、前記回転流領域の３つ以上の位置をそれぞれ横切って配置され、
前記ガス注入部は、隣り合ういずれか３つの垂直部材のうち真ん中の垂直部材と向かい合うように位置し、
前記チャンバー部は、前記ガス注入部を間に挟んで両側にそれぞれ離間した複数の壁体部を備え、
前記複数の壁体部は、それぞれの下端が前記容器の内部に注入される溶融物に浸漬可能な高さに延びることを特徴とする溶融物の処理装置。
【請求項２】
上部に溶融物注入部が配置され、底面部に孔が形成される容器と、
前記溶融物注入部と孔との間において前記底面部に取り付けられるガス注入部と、
前記ガス注入部を向かい合うように前記容器の上部に形成され、内部が下側に開かれるチャンバー部と、
前記チャンバー部と底面部との間に形成される回転流領域の複数の位置を横切るようにそれぞれ配置される複数の垂直部材を備え、
前記ガス注入部は、複数配備されて互いに離間し、
それぞれのガス注入部は、前記複数の垂直部材のうちの少なくともいずれか２つの垂直部材を間に挟んで互いに離間し、
前記チャンバー部は、前記ガス注入部を間に挟んで両側にそれぞれ離間した複数の壁体部を備え、
前記複数の壁体部は、それぞれの下端が前記容器の内部に注入される溶融物に浸漬可能な高さに延びることを特徴とする溶融物の処理装置。
【請求項３】
それぞれの垂直部材は、前記回転流領域の３つ以上の位置をそれぞれ横切って配置され、
複数のガス注入部のうちの少なくともいずれか１つは、隣り合ういずれか２つの垂直部材の間に位置することを特徴とする請求項２に記載の溶融物の処理装置。
【請求項４】
それぞれの垂直部材は、前記回転流領域の３つ以上の位置をそれぞれ横切って配置され、
複数のガス注入部のうちの少なくともいずれか１つは、前記複数の垂直部材のうちのいずれか１つの垂直部材と向かい合うように位置することを特徴とする請求項２に記載の溶融物の処理装置。
【請求項５】
前記複数の垂直部材は、前記溶融物注入部から孔に向かって互いに離間した複数の位置を前記溶融物注入部から孔へと向かう方向に交差する方向にそれぞれ横切ることを特徴とする請求項１に記載の溶融物の処理装置。
【請求項６】
前記複数の垂直部材は、それぞれの下端が前記底面部から離間し、それぞれの上端が前記容器の内部に注入される溶融物に浸漬可能な高さに配設されることを特徴とする請求項１に記載の溶融物の処理装置。
【請求項７】
前記回転流領域は、前記複数の壁体部から下側に向かって延びて前記底面部にそれぞれつながる領域線により限定されることを特徴とする請求項１に記載の溶融物の処理装置。
【請求項８】
前記チャンバー部は、
前記ガス注入部と向かい合うように前記容器の上部に形成されるリッド部材と、
前記リッド部材の溶融物注入部側の端部から下向きに延びる第１の壁体と、
前記リッド部材の孔側の端部から下向きに延びる第２の壁体と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の溶融物の処理装置。
【請求項９】
前記第１の壁体は、前記溶融物注入部と前記ガス注入部との間に位置し、前記第２の壁体は、前記ガス注入部と前記孔との間に位置し、前記第１の壁体と第２の壁体との間に前記複数の垂直部材が位置することを特徴とする請求項８に記載の溶融物の処理装置。
【請求項１０】
前記ガス注入部と孔との間において前記回転流領域の境界に沿って前記容器の下部を横切るように形成されるダム部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の溶融物の処理装置。
【請求項１１】
前記ダム部材は、下端が前記底面部に触れ、上端が前記チャンバー部の下側に離間可能な高さに形成されることを特徴とする請求項１０に記載の溶融物の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融物の処理装置に係り、より詳しくは、回転流領域内の複数の区間に異なる回転流を生成して一部重なり合わせる方式で湯面を安定的に保持しながら介在物の除去効率を向上させることのできる溶融物の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の連続鋳造設備は、溶鋼（ｍｏｌｔｅｎ  ｓｔｅｅｌ）を運搬する取鍋（Ｌａｄｌｅ）と、取鍋から溶鋼を供給されて一時的に貯留するタンディッシュ（Ｔｕｎｄｉｓｈ）と、タンディッシュから持続的に溶鋼を供給されながらこれを鋳片（Ｓｌａｂ）として１次凝固させる鋳型（Ｍｏｌｄ）と、鋳型から持続的に引き抜かれる鋳片を２次冷却させ、一連の成形作業を行う冷却帯と、から構成される。
溶鋼は、タンディッシュにおいて介在物が浮き上がって分離され、スラグ（鉱滓）が安定化し、再酸化が防止される。次いで、溶鋼は、鋳型において鋳片状に初期の凝固層を形成するが、このとき、鋳片の表面品位が決定される。鋳片の表面品位が決定されるとき、介在物に対する溶鋼の清浄度が大きな影響を与える。介在物に対する溶鋼の清浄度が良くなければ、介在物による鋳型内の溶鋼の異常的な流れにより鋳片の表面品位が低下する。なお、介在物は、それ自体で鋳片の表面欠陥の原因となる。
【０００３】
介在物に対する溶鋼の清浄度は、タンディッシュにおいて決定される。例えば、タンディッシュに溶鋼が留まる間に溶鋼と介在物との比重差により溶鋼内の介在物が溶鋼の湯面に浮き上がって溶鋼から分離されるが、溶鋼がタンディッシュに留まりながら介在物を浮き上がらせて分離する度合いに応じて、介在物に対する溶鋼の清浄度が大きく異なってくる。すなわち、溶鋼がタンディッシュの内部に留まる時間が長くなるほど、溶鋼中の介在物がさらにスムーズに浮き上がって分離され、介在物に対する溶鋼の清浄度が格段に高くなる。
【０００４】
したがって、従来では、タンディッシュにダムと堰を配設し、これらを用いて溶鋼の流れを遅らせて、溶鋼がタンディッシュ内で留まる時間を延ばしていた。しかしながら、大きさが３０μｍ以下の微細な介在物の場合、溶鋼がダムと堰を溢れた後、タンディッシュを抜け出るのにかかる時間よりも、タンディッシュ内において微細な介在物を浮き上がらせて分離するために求められる溶鋼の滞留時間の方がさらに長い。この理由から、従来には、タンディッシュ内の溶鋼から微細な介在物を取り除くことが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】大韓民国公開特許第１０−２０００−００４４８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、回転流領域内の複数の区間に異なる回転流を生成して一部重ね合わせることのできる溶融物の処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施の形態に係る溶融物の処理装置は、上部に溶融物注入部が配置され、底面部に孔が形成される容器と、前記溶融物注入部と孔との間において前記底面部に取り付けられるガス注入部と、前記ガス注入部を向かい合うように前記容器の上部に形成され、内部が下側に開かれるチャンバー部と、前記チャンバー部と底面部との間に形成される回転流領域の複数の位置を横切るように  それぞれ配置される複数の垂直部材と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記ガス注入部は、少なくともいずれか２つの垂直部材の間に位置するように前記底面部に取り付けられることがよい。
前記ガス注入部は、隣り合ういずれか２つの垂直部材の間に位置することができる。
それぞれの垂直部材は、前記回転流領域の３つ以上の位置をそれぞれ横切って配置され、前記ガス注入部は、隣り合ういずれか３つの垂直部材のうち真ん中の垂直部材を向かい合うように位置することが好ましい。
【０００９】
前記ガス注入部は、複数配備されて互いに離間し、それぞれのガス注入部は、前記複数の垂直部材のうちの少なくともいずれか２つの垂直部材を間に挟んで互いに離間することができる。
それぞれの垂直部材は、前記回転流領域の３つ以上の位置をそれぞれ横切って配置され、複数のガス注入部のうちの少なくともいずれか１つは、隣り合ういずれか２つの垂直部材の間に位置することが好ましい。
【００１０】
それぞれの垂直部材は、前記回転流領域の３つ以上の位置をそれぞれ横切って配置され、複数のガス注入部のうちの少なくともいずれか１つは、前記複数の垂直部材のうちのいずれか１つの垂直部材を向かい合うように位置することがよい。
前記複数の垂直部材は、前記溶融物注入部から孔に向かって互いに離間した複数の位置を前記溶融物注入部から孔へと向かう方向に交差する方向にそれぞれ横切ることができる。
前記複数の垂直部材は、それぞれの下端が前記底面部から離間し、それぞれの上端が前記容器の内部に注入される溶融物に浸漬可能な高さに配設されることが好ましい。
【００１１】
前記チャンバー部は、前記ガス注入部を間に挟んで両側にそれぞれ離間した複数の壁体部を備え、前記回転流領域は、前記複数の壁体部から下側に向かって延びて前記底面部にそれぞれつながる領域線により限定されることがよい。
前記チャンバー部は、前記ガス注入部を向かい合うように前記容器の上部に形成されるリッド部材と、前記リッド部材の溶融物注入部側の端部から下向きに延びる第１の壁体と、前記リッド部材の孔側の端部から下向きに延びる第２の壁体と、を備えることが好ましい。
【００１２】
前記第１の壁体は、前記溶融物注入部と前記ガス注入部との間に位置し、前記第２の壁体は、前記ガス注入部と前記孔との間に位置し、前記第１の壁体と第２の壁体との間に前記複数の垂直部材が位置することができる。
前記第１の壁体と第２の壁体は、それぞれの下端が前記容器の内部に注入される溶融物に浸漬可能な高さに延びることがよい。
【００１３】
前記ガス注入部と孔との間において前記回転流領域の境界に沿って前記容器の下部を横切るように形成されるダム部材を備えることが好ましい。
前記ダム部材は、下端が前記底面部に触れ、上端が前記チャンバー部の下側に離間可能な高さに形成されることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施の形態によれば、溶融物を処理する容器内の回転流領域に異なる複数本の回転流を生成して重ね合わせることができ、ガスの吹込み量を保ったり増やしたりする場合、いずれの場合であっても湯面を安定的に保持し、介在物の除去効率を向上させることができる。すなわち、ガスの吹込み量の増大なしに湯面を安定的に保持しながら介在物の除去効率を向上させることができ、且つ、ガスの吹込み量を増やしても、湯面を安定的に保持しながら介在物の除去効率を向上させることができる。
【００１５】
さらに詳しくは、ガス注入部を容器の底面部に配設し、チャンバー部を容器の上部にガス注入部を向かい合うように配設して容器内に回転流領域を設け、垂直部材を用いて回転流領域内の複数の区間別に異なる回転流を生成した後、各区間の境界において隣り合う回転流同士を重ね合わせることができる。これによれば、ガスの吹込み量の増大なしに同じガスの吹込み量を保持しながら複数本の回転流を生成することができ、その結果、湯面を安定的に保持しながら溶融物の回転量を増やして介在物の除去効率を向上させることができる。
【００１６】
また、ガスの吹込み量を増やして複数本の回転流を生成することができるが、このとき、たとえ溶融物の湯面の上に浮き上がるスラグに強いせん断応力が加えられながらスラグの一部が溶融物内に混入されたとしても、例えば、２本以上の回転流の経路を重ね合わせることで、溶融物内に混入されたスラグを回転流の重なり合い位置に寄せ集めたり浮き上がらせたりすることができるので、たとえガスの吹込み量が増えたとしても、湯面の上にスラグを安定的に保持しながら介在物の除去効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る溶融物の処理装置の概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る溶融物の処理装置の模式図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るチャンバー部の模式図である。
【図４】本発明の第１の変形例に係る溶融物の処理装置の概略図である。
【図５】本発明の第２の変形例に係る溶融物の処理装置の概略図である。
【図６】本発明の第３の変形例に係る溶融物の処理装置の概略図である。
【図７】本発明の第４の変形例に係る溶融物の処理装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態についてより詳しく説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施の形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施の形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。本発明の実施の形態を説明するために図面は誇張されてもよく、図中、同じ符号は、同じ構成要素を指し示す。
本発明は、溶融物を処理する容器内に局部的に回転流を生成可能でありながらも、複数の異なる回転流を集中的に生成することができて、介在物の除去効率を向上させることのできる溶融物の処理装置に関する。製鉄所の連続鋳造工程を基準として実施の形態について説明する。いうまでもなく、本発明は、色々な産業分野において各種の溶融物を処理する設備及び工程にも種々に適用可能である。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係る溶融物の処理装置の概略図であり、装置の中心を幅方向に切断して一部を示した。図２は、本発明の実施の形態に係る溶融物の処理装置の模式図であり、装置の中心を長さ方向に切断して一部を示した。図３は、本発明の実施の形態に係るチャンバー部の模式図である。
図１から図３に基づいて、本発明の実施の形態に係る溶融物の処理装置について詳しく説明する。溶融物の処理装置は、上部に溶融物注入部１が配置され、底面部１３に孔１４が形成される容器１０と、溶融物注入部１と孔１４との間において底面部１３に取り付けられるガス注入部２０と、ガス注入部２０を向かい合うように容器１０の上部に形成され、内部が下側に開かれるチャンバー部３０と、チャンバー部３０と底面部１３との間に形成される回転流領域５０の複数の位置を横切るようにそれぞれ配置される複数の垂直部材４０と、を備える。
【００２０】
溶融物Ｍは、製鋼設備において精錬し終わった溶鋼を含んでいてもよい。いうまでもなく、溶融物は、種々であってもよい。溶融物Ｍは、運搬容器、例えば、取鍋（図示せず）に入れられて設けられてもよい。運搬容器は、容器１０の上側に運ばれ、溶融物注入部１の上に位置してもよい。製鋼設備において精錬工程を行うとき、溶融物Ｍの脱酸などに用いられたアルミニウムやシリコンなどの添加剤は、溶融物Ｍ内の酸素と反応してほとんどが介在物として除去されるが、非常に小さなサイズの介在物（微細な介在物）は、溶融物Ｍ中にそのまま残って溶融物Ｍとともに容器１０内に混入する虞がある。
したがって、本発明の実施の形態では、ガス注入部２０とチャンバー部３０を用いて溶融物Ｍ内に回転流領域を形成し、複数の垂直部材４０を用いて回転流領域内に複数の異なる回転流を集中的に生成して一部重ね合わせ、これを用いて、微細な介在物を有効に除去することができる。
【００２１】
溶融物注入部１は、溶融物Ｍが通過可能な中空の耐火物ノズルであって、シュラウドノズル（ｓｈｒｏｕｄ  ｎｏｚｚｌｅ）を備えていてもよい。溶融物注入部１は、例えば、マニピュレーター（ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ）に取り付けられて支持され、マニピュレーター（図示せず）の上昇により運搬容器のコレクターノズル（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ  ｎｏｚｚｌｅ）に結合されて連通されてもよい。
一方、以下において、長さ方向Ｘ、幅方向Ｙ及び高さ方向Ｚとして、実施の形態について説明する。長さ方向Ｘは、溶融物注入部１から孔１４へと向かう方向であり、幅方向Ｙは、溶融物注入部１から孔１４へと向かう方向に交差する方向であってもよい。高さ方向Ｚは、上下方向または鉛直方向であってもよい。上述した方向は、実施の形態の理解への一助となるためであり、本発明の制限のためのものではない。
【００２２】
溶融物注入部１は、容器１０の底面部１３から離間して底面部１３の中心に高さ方向Ｚに並べられてもよい。溶融物注入部１は、容器１０内に溶融物Ｍを注入することができる。溶融物Ｍを注入する間に溶融物Ｍの高さレベルが上昇しながら、溶融物注入部１の下部が溶融物Ｍに浸漬されることが可能である。
容器１０は、長さ方向Ｘと幅方向Ｙに延びる底面部１３と、底面部１３の幅方向の両端部から上向きに突出する一対の幅方向の側壁部１１と、底面部１３の長さ方向の両端部から上向きに突出する一対の長さ方向の側壁部１２と、を備えていてもよい。底面部１３と、幅方向の側壁部１１及び長さ方向の側壁部１２により、容器１０の内部に上側に開放された所定の形状の空間が形成可能である。
幅方向の側壁部１１は、幅方向Ｙに延び、長さ方向Ｘに離間して対向配置され、長さ方向の側壁部１２は、長さ方向Ｘに延び、幅方向Ｙに離間して対向配置されてもよい。
【００２３】
容器１０は、外面が鉄皮から形成され、内面に耐火物が構築されてもよい。容器１０は、例えば、連続鋳造設備のタンディッシュを備えていてもよい。
容器１０は、長さ方向Ｘと幅方向Ｙの中心を基準として左右に対称となる長方形状であり、長さ方向Ｘの幅が幅方向Ｙの幅よりも大きくてもよい。容器１０は、上部に溶融物注入部１が配置されるが、溶融物注入部１は、容器１０の長さ方向Ｘと幅方向Ｙの中心の上に高さ方向Ｚに並ぶように配置される。
溶融物注入部１を間に挟んで長さ方向Ｘに互いに離間した底面部１３の所定の位置にそれぞれ孔１４が形成されてもよい。孔１４は、幅方向の側壁部１１の近くで底面部１３を高さ方向Ｚに貫いて、底面部１３の長さ方向の両端部の近くにそれぞれ形成されてもよい。孔１４は、長さ方向Ｘと幅方向Ｙの中心を基準として左右に対称となっていてもよい。孔１４を介して容器１０内の溶融物Ｍが排出可能である。孔１４には、ゲート８０が取り付けられてもよい。
【００２４】
一方、本発明の実施の形態において、溶融物の処理装置は、左右に対称となる構造となっており、図１と図３は、溶融物の処理装置の右側に相当する図面である。以下、溶融物の処理装置の左側と右側を特に区別しなければ、溶融物の処理装置の右側を基準として実施の形態について説明し、このとき、説明される技術的な特徴は、溶融物の処理装置の左側にも同様に適用可能である。
ガス注入部２０は、溶融物注入部１と孔１４との間において底面部１３に取り付けられてもよい。ガス注入部２０は、幅方向Ｙに延び、溶融物注入部１側から孔１４側に向かって離間して底面部１３に配設されるガス注入部本体２１と、ガス注入部本体２１の上面に凹状に形成されるガス注入口２２と、ガス注入口２２の上部を覆って取り付けられ、上面が容器１０内に露出されるポーラス部２３と、ガス注入口２２に連通されるように底面部１３とガス注入部本体２１を貫いて取り付けられるガス注入管２４と、を備えていてもよい。
【００２５】
ガス注入部本体２１は、長方形のブロック状であってもよく、緻密質の耐火物材質を含んでいてもよい。ガス注入口２２は、ガス注入部本体２１の上面に沿って幅方向Ｙに延びて凹状に形成されてもよい。ガス注入口２２の上部を覆うようにポーラス部２３が取り付けられ、ポーラス部２３は、多孔質の耐火物材質を含んでいてもよい。ガスは、不活性ガスを含んでいてもよく、不活性ガスは、例えば、アルゴンガスを含んでいてもよい。ガスは、ガス注入管２４を介してガス注入口２２の下部に流れ込みポーラス部２３を通過して容器１０内の溶融物Ｍ中に微細な気泡の状態で噴射可能である。
ガス注入部２０が溶融物Ｍに注入するガスによりガス注入部２０の上側に溶融物Ｍの上昇流が形成される。上昇流は、溶融物Ｍの上部面、例えば、湯面の近くで分岐されて溶融物注入部１側を向く長さ方向の流れと、孔１４側を向く長さ方向の流れと、にそれぞれ切り換えられ、チャンバー部３０の後述する壁体部３１に触れながら底面部１３を向く下降流を形成する。
【００２６】
下降流は、ガス注入部２０の近くに形成されたベンチュリ効果（Ｖｅｎｔｕｒｉ  ｅｆｆｅｃｔ）により底面部１３の近くからガス注入部２０に向かってそれぞれ回収されて上昇流に合流してもよい。これにより、ガス注入部２０とチャンバー部３０との間に異なる複数本の回転流Ｃ１、Ｃ２が形成可能である。以下、異なる複数本の回転流Ｃ１、Ｃ２を特に区別して説明する必要がないときには、異なる複数本の回転流Ｃ１、Ｃ２をまとめて回転流と称する。一方、回転流を「上下回転流」と称することもある。
回転流により微細な介在物が浮き上がって分離されるのに十分な所定の時間の間に溶融物Ｍが容器１０内の回転流領域５０において複数回回転してもよく、溶融物Ｍの繰り返し回転により微細な介在物が湯面まで浮き上がって湯面の上のスラグＳに捕集されて除去されたり、気泡の状態のガスに捕集されて除去されたりしてもよい。
【００２７】
チャンバー部３０は、ガス注入部２０を上下に向かい合うように容器１０の上部に形成され、底面部１３との間に回転流領域５０を形成するように内部が下方に開かれてもよい。チャンバー部３０は、容器１０内に複数の異なる回転流Ｃ１、Ｃ２が集中的に形成される回転流領域５０を形成する役割を担う。
このために、チャンバー部３０は、ガス注入部２０を間に挟んで両側にそれぞれ離間し、それぞれの下部が溶融物Ｍ中に浸漬される複数の壁体部３１を備えていてもよい。なお、回転流領域５０は、複数の壁体部３１から下側に延びて底面部１３にそれぞれつながる領域線により、底面部１３とチャンバー部３０との間において容器１０内に所定の形状と大きさの空間として定義されてもよい。
【００２８】
チャンバー部３０は、ガス注入部２０を向かい合うように容器１０の上部に形成され、長さ方向Ｘと幅方向Ｙに延びるリッド部材３２と、リッド部材３２の幅方向の両端部からそれぞれ下向きに延びる複数の壁体部３１と、を備えていてもよい。複数の壁体部３１は、リッド部材３２の幅方向の両端部のうち溶融物注入部側の端部から下向きに延びる第１の壁体３１ａと、リッド部材３２の幅方向の両端部のうち孔側の端部から下向きに延びる第２の壁体３１ｂと、を備えていてもよい。ここで、幅方向の端部とは、幅方向Ｙに延びた端部のことをいう。長さ方向Ｘに延びた端部は、長さ方向の端部という。チャンバー部３０は、リッド部材３２の長さ方向の両端部から下向きに突出し、第１の壁体３１ａと第２の壁体３１ｂとを長さ方向Ｘにそれぞれつなぐ一対のフランジ（図示せず）を備えていてもよい。一対のフランジは、下部に上側に凹んだ溝が形成されてもよく、溝に複数の垂直部材４０が配置されて一対のフランジとの衝突が防止可能である。
チャンバー部３０は、容器１０の長さ方向の側壁部１２の向かい合う面をつないで配設されてもよく、容器１０の長さ方向の側壁部１２の向かい合う面から離間するように配設されてもよい。
【００２９】
リッド部材３２は、板状の部材であって、チャンバー部３０の上面をなすように所定の面積で形成されてもよい。リッド部材３２は、複数の垂直部材４０の上側に配設され、このとき、容器１０内の溶融物Ｍから離間可能な高さに配設されてもよい。いうまでもなく、溶融物Ｍの上部面のレベルに応じて、リッド部材３２が溶融物Ｍに浸漬されてもよい。リッド部材３２が湯面から離間するとき、所定の空間が生じるが、この空間は、リッド部材３２と、壁体部３１及び一対のフランジにより保護されてもよく、真空雰囲気に制御されたり、溶融物Ｍの上部面を脱出したガスにより不活性雰囲気に制御されてもよい。したがって、たとえチャンバー部３０内に裸湯面が形成されたとしても、裸湯面が大気との接触から遮断されることになる。
【００３０】
第１の壁体３１ａは、溶融物注入部１とガス注入部２０との間に位置してもよい。第１の壁体３１ａは、幅方向Ｙと高さ方向Ｚに延び、リッド部材３２の溶融物注入部側の端部から下向きに突出してもよい。このとき、溶融物注入部側の端部とは、溶融物注入部１を向く端部のことをいう。第２の壁体３１ｂは、ガス注入部２０と孔１４との間に位置してもよい。第２の壁体３１ｂは、幅方向Ｙと高さ方向Ｚに延び、リッド部材３２の孔側の端部から下向きに突出してもよい。このとき、孔側の端部とは、孔１４に向かう端部のことをいう。一方、第２の壁体３１ｂは、後述するダム部材６０を上下に向かい合うように配設されてもよい。第１の壁体３１ａと第２の壁体３１ｂとの間に複数の垂直部材４０が位置してもよい。
【００３１】
第１の壁体３１ａと第２の壁体３１ｂは、それぞれの下端が容器１０の内部に注入される溶融物に浸漬されてもよく、且つ、底面部１３から離間する高さに延びてもよい。このとき、第２の壁体３１ｂは、ダム部材６０から離間可能な高さに延びてもよい。
第１の壁体３１ａと第２の壁体３１ｂは、湯面の近くから溶融物注入部１側へ向かう長さ方向の流れと、孔１４側へ向かう長さ方向の流れをそれぞれ底面部１３に向かう下降流に導いてもよい。下降流は、底面部１３の近くでベンチュリ効果によりガス注入部２０にむかってそれぞれ回収されて上昇流に取り込まれてもよく、これにより、回転流が形成可能である。すなわち、壁体部３１は、回転流の形成に主な役割を果たす。
【００３２】
一方、第２の壁体３１ｂは、ダム部材６０と向かい合いながら上側に離間し、これらの間の離間距離に応じて、回転流の流量と後述する孔側の流動Ｐ２の流量とが相対的に定められてもよい。このとき、第２の壁体３１ｂとダム部材６０との離間距離は、回転流の流量に半比例する。例えば、第２の壁体３１ｂがダム部材６０に近づくにつれて孔側の流動Ｐ２の流量が小さくなり、回転流の流量が大きくなり、逆に、第２の壁体３１ｂがダム部材６０から遠ざかるにつれて孔側の流動Ｐ２の流量が大きくなり、回転流の流量が小さくなり得る。各流動は、流量が大きくなるにつれて回転数が増えるという関係が成り立つ。
【００３３】
複数の垂直部材４０は、第１の壁体３１ａと第２の壁体３１ｂとリッド部材３２と底面部１３とに囲まれた回転流領域５０内に位置してもよい。このとき、複数の垂直部材４０は、回転流領域５０内の複数の区間に異なる回転流を生成できるように、長さ方向Ｘに互いに離間した回転流領域５０内の複数の位置を幅方向Ｙに横切って一対の長さ方向の側壁部１２同士をそれぞれつなぐように配置されてもよい。
また、複数の垂直部材４０は、高さ方向Ｚにそれぞれ延び、それぞれの下端が底面部１３から離間し、それぞれの上端が容器１０の内部に注入される溶融物Ｍに浸漬可能な高さに配設されてもよい。このとき、複数の垂直部材４０は、それぞれ耐火物により構築されてもよく、堰を備えていてもよい。
【００３４】
容器１０内に溶融物Ｍが収容されて所望の湯面のレベルを形成すれば、複数の垂直部材４０が溶融物Ｍ中に浸された状態で溶融物Ｍの流動を制御することができ、特に、各回転流の中心に作用しながら回転流を安定的に保持することができる。
例えば、複数の垂直部材４０は、溶融物注入部１を介して容器１０内に注入された溶融物Ｍの注入部側の流動Ｐ１がガス注入部２０の上から容器１０の上部へと導かれ、回転流を形成するときにこれを導く役割を果たし、ガス注入部２０との間にベンチュリ効果を与えて回転流を生成及び保持する役割を果たす。
【００３５】
すなわち、チャンバー部３０がガス注入部２０の上に回転流領域５０を形成すれば、複数の垂直部材４０は、回転流領域５０内に複数の異なる回転流を形成するように各回転流のコアの役割を果たす。このとき、垂直部材４０の数とガス注入部２０の数とこれらの間の配置関係に応じて、回転流領域５０内の回転流の数と各回転流の回転方向などの回転流の状態が種々に定められるが、これらの中で、ガス注入部２０の数を基準として回転流領域５０内の回転流の状態を大きく分けることができ、次いで、垂直部材４０の数とガス注入部２０の位置を基準として回転流領域５０内の回転流の状態をさらに細かく分けることができる。
【００３６】
まず、ガス注入部２０の数が１つであり、複数の垂直部材４０の数が２つであれば、それぞれの垂直部材は、回転流領域５０の２つの位置をそれぞれ横切って配置され、ガス注入部２０は、隣り合う２つの垂直部材の間に位置してもよい。
また、ガス注入部２０の数が１つであり、複数の垂直部材４０の数が３つ以上であれば、それぞれの垂直部材は、回転流領域５０の３つ以上の位置をそれぞれ横切って配置され、ガス注入部２０は、少なくともいずれか２つの垂直部材の間に位置するように底面部１３に取り付けられてもよい。このとき、ガス注入部２０は、隣り合う２つの垂直部材の間に位置してもよく、隣り合ういずれか３つの垂直部材のうち真ん中の垂直部材を向かい合うように位置してもよい。
【００３７】
これらの場合は、いずれも１つのガス注入部２０を用いて、複数、例えば、２本の回転流を形成可能な構造である。すなわち、ガスの吹込み量の増大なしに回転流領域５０内に複数、例えば、２つの区間ないし３つの区間を設け、各区間に異なる回転流を生成するような構造であるので、介在物の除去の効果を高めることができる。
このとき、ガス注入部２０を隣り合う２つの垂直部材４０の間に位置させれば、複数本の回転流を隣り合うように生成して重ね合わせることができ、これにより、ガスの吹込み量の増大なしに介在物の除去効率を向上させることができる。
たとえば、回転流領域５０内の複数の位置において溶融物Ｍがいくつかの方向に異なるように回転流を形成しながら重なり合うことができるので、ガスの吹込み量を増量させて溶融物Ｍを集中的に強く回転させなくても、溶融物Ｍの回転量を極大化させることができる。このため、溶融物Ｍが回転流領域５０を抜け出ないうちに溶融物Ｍを十分な時間の間に回転することができて、介在物の除去能を格段に向上させることができる。
【００３８】
一方、ガス注入部２０を隣り合ういずれか３つの垂直部材のうち真ん中の垂直部材を向かい合うように位置させれば、たとえガスの吹込み量を２倍に増やしたとしても、真ん中の垂直部材からガスが両側に分岐されてそれぞれの回転流にはガスの吹込み量の半分が割り当てられることができ、したがって、回転流の強さが過度に増加することを防いで湯面に裸湯が生じることを抑制または防止することができる。
たとえば、たとえガスの吹込み量を増やしたとしても、各回転流に割り当てることができるので、回転流の強さが増加しすぎることを防いで湯面を安定的に保持することができる。いうまでもなく、この場合であっても、溶融物Ｍが回転流領域５０を抜け出ないうちに溶融物Ｍを十分な時間の間に回転することができて、介在物の除去能を格段に向上させることができ、すなわち、介在物の除去効率を向上させることができる。
【００３９】
一方、ガス注入部２０の数と複数の垂直部材４０の数がそれぞれ２つであれば、それぞれのガス注入部２０は、２つの垂直部材４０を間に挟んで互いに離間してもよい。
さらに、ガス注入部２０が複数、例えば、２つ以上配備されて互いに離間し、複数の垂直部材４０が、例えば、３つ以上配備されて互いに離間すれば、それぞれの垂直部材は、回転流領域５０の３つ以上の位置をそれぞれ横切って配置され、それぞれのガス注入部２０は、複数の垂直部材４０のうち少なくともいずれか２つの垂直部材を間に挟んで互いに離間してもよい。このとき、複数のガス注入部２０のうちの少なくともいずれか１つは、隣り合ういずれか２つの垂直部材の間に位置してもよい。あるいは、複数のガス注入部２０のうちの少なくともいずれか１つは、複数の垂直部材４０のうちのいずれか１つの垂直部材を向かい合うように位置してもよい。
【００４０】
これらの場合は、複数のガス注入部２０を用いて、複数、例えば、２つ以上の異なる回転流を生成し且つ重ね合わせ得るような構造である。このとき、溶融物Ｍ中に注入されるガスの総量が増えるが、ガスの吹込み量またはガスの吹込み量の増加分は、異なる複数本の回転流にそれぞれ均一に分配されるので、回転流の強さの余計な増加を防いで湯面をより安定的に保持することができ、また、溶融物Ｍの回転量を大幅に増やすことができる。したがって、溶融物Ｍが回転流領域５０を抜け出ないうちに溶融物Ｍを十分な時間の間に回転することができて、介在物の除去能を格段に向上させることができる。
【００４１】
さらに、たとえ回転流の強さが増加してスラグに加えられるせん断応力が増加することに伴い、スラグが押されて溶融物Ｍに混入されたとしても、溶融物Ｍに混入されるスラグを複数本の回転流が重なり合う個所に寄せ集めて回転流領域５０内に留まらせて、スラグが浮き上がって分離される可能性を高めることができる。すなわち、溶融物Ｍに混入されたスラグが回転流領域５０を抜け出ないうちに回転流領域５０内の回転流が重なり合う個所に導いた後、湯面に浮き上がらせることができるので、スラグの混入の問題を抑制または防止することができ、溶鋼の清浄度を向上させることができる。
【００４２】
実施の形態においては、ガス注入部２０の数が１つであり、垂直部材４０の数が２つであり、２つの垂直部材４０がガス注入部２０を間に挟んで長さ方向Ｘに離間する場合を基準として本発明について説明する。
図１から図３に示したとおり、複数の垂直部材４０は、第１の垂直部材４１及び第２の垂直部材４２を備えていてもよい。このとき、溶融物注入部１に近い垂直部材が第１の垂直部材４１であり、残りの一つが第２の垂直部材４２である。第１の垂直部材４１と第２の垂直部材４２との間に１つのガス注入部２０が位置してもよい。このような構造により、回転流領域５０は、第１の回転流区間５１と第２の回転流区間５２とに分割可能である。
【００４３】
第１の垂直部材４１と第２の垂直部材４２との間に生成される上昇流は、湯面において長さ方向Ｘの両側に分割され、第１の垂直部材４１と第１の壁体３１ａとの間に生成される下降流と、第２の垂直部材４２と第２の壁体３１ｂとの間に生成される下降流とが第１の垂直部材４１と第２の垂直部材４２との間に回収されながら、第１の回転流Ｃ１と第２の回転流Ｃ２とが生成されてもよい。溶融物Ｍは、各回転流に沿って流れるが、第１の回転流区間５１と第２の回転流区間５２との境界から各回転流に自由に取り込まれる。例えば、たとえ回転流領域５０内の溶融物Ｍの一部が孔１４側に向かって移動するとしても、第２の回転流Ｃ２により回転することができ、これにより、溶融物Ｍの滞留時間とガスとの接触時間を延ばすことができる。
【００４４】
溶融物の処理装置は、ダム部材６０をさらに備えていてもよい。ダム部材６０は、ガス注入部１と孔１４との間において、回転流領域５０の境界に沿って容器１０の下部に幅方向Ｙに形成されてもよい。ダム部材６０は、第２の壁体３１ｂと向かい合うように底面部１３の上に配設されて下端が底面部に触れ、上端が第２の壁体３１ｂの下側と離間する高さに形成され、一対の長さ方向の側壁部１２同士をつないで配設されてもよい。ダム部材６０の下部には、残湯孔（図示せず）が配備されてもよい。
ダム部材６０は、チャンバー部３０の第２の壁体３１ｂに沿って底面部１３に向かう下降流を本流と枝流とに分けて導いてもよい。まず、下降流の枝流は、第２の壁体３１ｂに沿って底面部１３に向かっていて、孔１４側を向くように分岐される流れである。下降流の枝流は、第２の壁体３１ｂとダム部材６０との間の離間空間を介して回転流領域５０を抜け出た後、孔１４側に向かう流動である孔側の流動Ｐ２を形成してもよい。下降流の本流は、ダム部材６０の近くで孔１４側に向かって分岐されることなく、下降流を維持しながら回転流領域５０内において下降し続ける流れである。下降流の本流は、底面部１３の近くでベンチュリ効果によりガス注入部２０に向かって回収されて上昇流に取り込まれてもよく、これにより、回転流が形成可能である。
【００４５】
一方、ダム部材６０がなくても、下降流が底面部１３の近くで孔１４を向く方向とガス注入部２０を向く方向とに分けられた後、孔側の流動Ｐ２と回転流をそれぞれ形成することができる。すなわち、ダム部材６０なしに、ガス注入部２０とチャンバー部３０と複数の垂直部材４０とを用いて、回転流を生成することができる。いうまでもなく、ダム部材６０を用いれば、回転流をなお一層円滑に生成することができる。
ゲート８０は、孔１４を開閉できるように容器１０の下面に取り付けられてもよい。ゲート８０は、スライドゲートを備えていてもよい。ゲート８０にノズル７０が取り付けられる。ノズル７０は、ゲート８０の開閉により孔１４に連通されてもよい。ノズル７０は、浸漬ノズル（Ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ  Ｅｎｔｒｙ  Ｎｏｚｚｌｅ）を備えていてもよい。
【００４６】
溶融物Ｍは、回転流領域５０において十分な時間の間に回転しながら微細な介在物を除去した後、孔１４を介して吐き出されてゲート８０を通過し、ノズル７０の内部に流れ込んでノズル７０の下部に設けられた鋳型（図示せず）に供給されてもよい。
鋳型（Ｍｏｌｄ）は、長方形または正方形の中空状のブロックであってもよく、内部が上側及び下側に垂直に開かれてもよい。鋳型に供給された溶融物Ｍは、鋳片（Ｓｌａｂ）の形状に１次凝固されてもよく、鋳型の下側に設けられた冷却帯（図示せず）を通過しながら２次冷却されて半製品である鋳片として連続鋳造されてもよい。
【００４７】
以下、回転流領域５０内に様々な回転流の状態を与えるガス注入部２０の数及び位置と垂直部材４０の数について、本発明の実施の形態に係る様々な変形例を挙げて説明する。
図４は、本発明の第１の変形例に係る溶融物の処理装置の概略図であり、図５は、本発明の第２の変形例に係る溶融物の処理装置の概略図であり、図６は、本発明の第３の変形例に係る溶融物の処理装置の概略図であり、図７は、本発明の第４の変形例に係る溶融物の処理装置の概略図である。
図３及び図４に示したとおり、本発明の第１の変形例においては、複数の垂直部材４０Ａが第１の垂直部材４１Ａ、第２の垂直部材４２Ａ、第３の垂直部材４３Ａを備えていてもよい。このとき、第１の垂直部材４１Ａ、第２の垂直部材４２Ａ及び第３の垂直部材４３Ａは、回転流領域５０Ａの３つの位置をそれぞれ横切って配置され、溶融物注入部１に最も近い位置に第１の垂直部材４１Ａが位置し、これに続く位置に第２の垂直部材４２Ａと第３の垂直部材４３Ａとがこの順に位置してもよい。このような構造において、回転流領域５０Ａは、第１の回転流区間５１Ａと連結区間５２Ａと第２の回転流区間５３Ａとに分割可能である。
【００４８】
ガス注入部２０Ａは、隣り合う３つの垂直部材のうち真ん中の垂直部材である第２の垂直部材４２Ａと向かい合うように位置してもよい。ガスは、第２の垂直部材４２Ａを中心として長さ方向Ｘの両側に分割されて２つの上昇流がそれぞれ生成され、第１の垂直部材４１Ａと第１の壁体３１ａとの間に生成される下降流と、第３の垂直部材４３Ａと第２の壁体３１ｂとの間に生成される下降流とが第２の垂直部材４２Ａとガス注入部２０Ａとの間に回収されながら第１の回転流Ｃ１と第２の回転流Ｃ２とが生成可能である。
溶融物Ｍは、各回転流に沿って流れ、連結区間５２Ａの下部から各回転流に自由に取り込まれる。たとえ回転流領域５０Ａ内の溶融物Ｍの一部が孔１４側に向かって移動したとしても、第２の回転流Ｃ２により回転することができ、溶融物Ｍの滞留時間とガスとの接触時間とを延ばすことができる。
さらにまた、第２の垂直部材４２Ａがガスを分岐させるので、たとえガスの注入量を２倍に増やしたとしても、湯面に裸湯が生じることを抑制または防止することができる。
【００４９】
図３及び図５に示したとおり、本発明の第２の変形例によれば、複数の垂直部材４０Ｂは、第１の垂直部材４１Ｂと第２の垂直部材４２Ｂとを備えていてもよく、それぞれは、回転流領域５０Ｂの２つの位置に配置されてもよく、溶融物注入部１に近い位置に第１の垂直部材４１Ａが位置してもよい。ここで、回転流領域５０Ｂは、第１の回転流区間５１Ｂと第２の回転流区間５２Ｂとに分割されてもよい。
ガス注入部２０Ｂは、第１のガス注入部２１Ｂと第２のガス注入部２２Ｂとを備えていてもよい。ガス注入部２０Ｂは、第１の垂直部材４１Ｂと第２の垂直部材４２Ｂを間に挟んで互いに離間してもよい。このとき、第１のガス注入部２１Ｂは、第１の壁体３１ａと第１の垂直部材４１Ｂとの間に位置してもよく、第２のガス注入部２２Ｂは、第２の垂直部材４２Ｂと第２の壁体３１ｂとの間に位置してもよい。
【００５０】
第１の壁体３１ａと第１の垂直部材４１Ｂとの間に生成される上昇流、第２の垂直部材４２Ｂと第２の壁体３１ｂとの間に生成される上昇流、及び第１の垂直部材４１Ｂと第２の垂直部材４２Ｂとの間において複数のガス注入部２０Ｂにより生成される下降流が互いに合流されることにより、第１の回転流Ｃ３と第２の回転流Ｃ４とが強く生成されて、第１の回転流区間５１Ｂと第２の回転流区間５３Ｂとの間の境界において重なり合うことができる。
溶融物Ｍは、各回転流に沿って流れ、たとえ回転流領域５０Ｂ内の溶融物Ｍの一部が孔１４側に向かって移動したとしても、第２の回転流Ｃ４により回転することができ、これにより、溶融物Ｍの滞留時間とガスとの接触時間とを延ばすことができる。
また、たとえ湯面のスラグが溶融物Ｍに混入されたとしても、その位置が第１の垂直部材４１Ｂと第２の垂直部材４２Ｂとの間に限定されるので、孔１４側に向かって流動することが防止され、回転流領域５０Ｂ内で留まって浮き上がり分離されることができる。
【００５１】
図３及び図６に示したとおり、本発明の第３の変形例によれば、複数の垂直部材４０Ｃは、第１の垂直部材４１Ｃ、第２の垂直部材４２Ｃ、第３の垂直部材４３Ｃを備えていてもよく、それぞれは、回転流領域５０Ｃの３つの位置に配置されてもよく、溶融物注入部１に最も近い位置に第１の垂直部材４１Ｃが位置し、これに続く位置に第２の垂直部材４２Ｃと第３の垂直部材４３Ｃとがこの順に位置してもよい。
ガス注入部２０Ｃは、第１のガス注入部２１Ｃ及び第２のガス注入部２２Ｃを備えていてもよい。第１のガス注入部２１Ｃは、第１の壁体３１ａと第１の垂直部材４１Ｃとの間に位置してもよく、第２のガス注入部２２Ｃは、第２の垂直部材４２Ｃと第３の垂直部材４３Ｃとの間に位置してもよい。回転流領域５０Ｃは、第１の回転流区間５１Ｃ、第２の回転流区間５２Ｃ、及び第３の回転流区間５３Ｃに分割されてもよい。
【００５２】
第１の壁体３１ａと第１の垂直部材４１Ｃとの間に生成される上昇流は、各ガス注入部２０Ｃにより第１の垂直部材４１Ｃと第２の垂直部材４２Ｃとの間に生成される下降流により溶融物注入部１から孔１４に向かって第１の垂直部材４１Ｃの上部を溢れ、第１の垂直部材４１Ｃと第２の垂直部材４２Ｃとの間に生成される下降流の一部が第１のガス注入部２１Ｃ側に回収されることにより、第１の回転流Ｃ５が生成される。
第２の垂直部材４２Ｃと第３の垂直部材４３Ｃとの間に生成される上昇流は、湯面において長さ方向Ｘの両側に分割され、第１の垂直部材４１Ｃと第２の垂直部材４２Ｃとの間に生成される下降流と、第３の垂直部材４３Ｃと第２の壁体３１ｂとの間に生成される下降流とが第２の垂直部材４２Ｃと第３の垂直部材４３Ｃとの間に回収されながら、第２の回転流Ｃ６と第３の回転流Ｃ７とが生成されてもよい。
【００５３】
このように、溶融物注入部１から孔１４に向かって順次に生成され、その順番に従って交互に回転方向が異なってくる異なる３本の回転流を生成して、３本の回転流をいずれも各区間の境界において重ね合わせることができる。すなわち、ガス注入の位置を１つ増やすことで、３本の回転流を生成することができるので、回転流の形成を極大化させることができる。したがって、たとえ回転流領域５０Ｃ内の溶融物Ｍの一部が孔１４に向かって移動したとしても、第２の回転流Ｃ６と第３の回転流Ｃ７とにより回転することができ、これにより、溶融物Ｍの滞留時間とガスとの接触時間とを延ばすことができる。
【００５４】
図３及び図７に示したとおり、本発明の第４の変形例によれば、複数の垂直部材４０Ｄは、第１の垂直部材４１Ｄ、第２の垂直部材４２Ｄ、第３の垂直部材４３Ｄを備えていてもよく、それぞれは、回転流領域５０Ｄの３つの位置に配置されてもよく、溶融物注入部１に最も近い位置に第１の垂直部材４１Ｄが位置し、これに続く位置に第２の垂直部材４２Ｄと第３の垂直部材４３Ｄとがこの順に位置してもよい。
ガス注入部２０Ｄは、第１のガス注入部２１Ｄ及び第２のガス注入部２２Ｄを備えていてもよい。このとき、第１のガス注入部２１Ｄは、第１の垂直部材４１Ｄと向かい合うように第１の垂直部材４１Ｄの下側に位置し、第２のガス注入部２２Ｄは、第３の垂直部材４３Ｄと第２の壁体３１ｂとの間に位置してもよい。回転流領域５０Ｄは、第１の回転流区間５１Ｄ、第２の回転流区間５２Ｄ、第３の回転流区間５３Ｄに分割されてもよい。
【００５５】
第１のガス注入部２１Ｄにおいて吹き込まれるガスは、第１の垂直部材４１Ｃの両側に分岐されてそれぞれ上昇流を形成し、これらのうち、第１の壁体３１ａと第１の垂直部材４１Ｃとの間に生成される上昇流は、溶融物注入部１から孔１４に向かって第１の垂直部材４１Ｄの上部を溢れて第１の垂直部材４１Ｄと第２の垂直部材４２Ｄとの間に生成される上昇流に取り込まれて第１の回転流枝流Ｃ８を形成し、複数のガス注入部２０Ｄにより第２の垂直部材４２Ｄと第３の垂直部材４３Ｄとの間に生成される下降流の一部が底面部１３の近くで第１のガス注入部２１Ｄ側に回収されて第１の回転流本流Ｃ９を生成する。
第１の壁体３１ａと第３の垂直部材４３Ｄとの間に生成される上昇流と、第２の垂直部材４２Ｄと第３の垂直部材４３Ｄとの間において複数のガス注入部２０Ｄにより生成される下降流とが互いに連携されて第２の回転流Ｃ１０が生成され、第２の回転流区間５２Ｄと第３の回転流区間５３Ｄとの間の境界において重なり合うことができる。
【００５６】
このように、異なる３本の回転流を生成して３本の回転流を各区間の境界において異なる方式で重ね合わせることができる。すなわち、ガス注入の位置を１つ増やすことで、３本の回転流を生成することができるので、回転流の形成を極大化させることができる。したがって、たとえ回転流領域５０Ｄ内の溶融物Ｍの一部が孔１４側に向かって移動したとしても、第１の回転流本流Ｃ８と第２の回転流Ｃ１０により回転することができ、これにより、溶融物Ｍの滞留時間とガスとの接触時間とを延ばすことができる。
【００５７】
このようにして形成される本発明の実施の形態及びこれらの変形例に係る溶融物の処理装置が連続鋳造設備のタンディッシュに適用されれば、連続鋳造工程を行う間にタンディッシュの内部に局部的に異なる複数本の回転流を集中的に生成してこれらの一部を重ね合わせることができる。したがって、溶鋼をタンディッシュ内で複数回繰り返し回転させながら長時間にわたって留まらせることができ、溶鋼を気泡の状態のアルゴンガスに数回にわたって繰り返し触れさせることができる。これにより、溶鋼内の介在物を有効に除去することができるが、特に、３０μｍ以下の大きさを有する微細な介在物を非常に有効に除去することができる。
【００５８】
このとき、ガスの注入量の増大なしにタンディッシュ内に異なる複数本の回転流を生成して湯面上のスラグを安定的に保持することができ、たとえガスの注入量を増大させてタンディッシュ内に複数本の回転流を生成したとしても、回転流の重なり合いを用いて、溶鋼内に混入されるスラグを回転流が重なり合う位置に寄せ集めたり浮き上がらせたりして、湯面上のスラグを安定的に保持することができる。
すなわち、タンディッシュの底面部にガス注入部２０を配設し、ガス注入部２０を上下に向かい合うようにタンディッシュの上部にチャンバー部３０を配設して回転流領域を設け、回転流領域内に複数の垂直部材４０を配設する。次いで、タンディッシュに溶鋼を受鋼して連続鋳造工程を行う間にガス注入部２０にアルゴンガスを注入して回転流を生成することができる。このとき、異なる区間においてそれぞれの垂直部材４０を中心とする異なる複数本の回転流を生成しながら、隣り合う区間の間の境界において隣り合う回転流同士を重ね合わせることができる。
【００５９】
このとき、複数の垂直部材４０のうちのいずれか１つを向かい合うようにガス注入部２０を配設したり、複数の垂直部材４０の間にガス注入部２０を配設したりして、ガス吹込み量の増大なしに同じガスの吹込み量を保持しながら複数本の回転流を生成することができ、これにより、湯面を安定的に保持しながら介在物の除去効率を向上させることができる。
さらに、複数の垂直部材４０のうち少なくとも隣り合ういずれか２つの垂直部材を間に挟んで複数のガス注入部２０を離間させて配設し、ガスの吹込み量を増大させて複数本の回転流を生成することができるが、このとき、隣り合う回転流同士が重なり合うので、たとえスラグの一部が溶鋼内に混入されたとしても、これを回転流が重なり合う位置に寄せ集めて浮き上がらせることができ、湯面の上にスラグを安定的に保持しながら介在物の除去効率を向上させることができる。
【００６０】
このように、本発明の実施の形態によれば、容器１０内に異なる複数本の回転流を集中的に形成して介在物の除去効率を極大化させることができる。
例えば、ガス注入部２０を介して溶融物Ｍに吹き込まれるガスの吹込み量を単に増やす方式で回転流の強さを増加させて介在物の除去効率を高めることができるが、この方式では、ガスが１ヵ所に集中的に吹き込まれながら一方向に強い回転流を生成するため、湯面の流動が不安定になり、その結果、スラグが溶融物Ｍ中に混入されるなどの問題を引き起こす虞がある。したがって、介在物の除去効率を高めるために単にガスの吹込み量を増やすことには限界がある。
【００６１】
これに対し、本発明の実施の形態においては、複数の区間内に異なる回転流をそれぞれ生成し、隣り合う回転流同士を重ね合わせて介在物の除去効率を極大化させる方式を採用しているので、ガスの吹込み量を増やさなくても介在物の除去効果を高めることができる。
さらに、本発明の実施の形態においては、たとえガスの吹込み量を増やしたとしても、ガスの吹込み量の増加分を異なる複数本の回転流に分散させて回転流のそれぞれの強さが増加することを抑えることができて、湯面をなお一層安定的に保持することができる。
【００６２】
さらにまた、たとえ回転流の強さが増加してスラグに加えられるせん断応力が増加することに伴い、スラグが押されて溶融物Ｍに混入されたとしても、溶融物Ｍに混入されるスラグを複数本の回転流が重なり合う個所に寄せ集めて回転流領域５０内に留まらせて、スラグが浮き上がって分離される可能性を高めることができる。すなわち、溶融物Ｍに混入されたスラグが回転流領域５０を抜け出ないうちに回転流領域５０内の回転流が重なり合う個所に導いた後、湯面に浮き上がらせることができるので、スラグの混入の問題を抑制または防止することができ、溶鋼の清浄度を向上させることができる。
【００６３】
本発明の前記実施の形態は、本発明の説明のためのものであり、本発明の制限のためのものではない。本発明の前記実施の形態に開示されている構成と方式は、互いに結合したり交差したりして種々の形態に変形されるはずであり、これらの変形例もまた本発明の範疇であるとみなし得るということに留意すべきである。すなわち、本発明は、特許請求の範囲及びこれと均等な技術的な思想の範囲内において異なる種々の形態に具体化されるはずであり、本発明が属する技術分野における当業者であれば、本発明の技術的な思想の範囲内において種々の実施の形態が可能であるということが理解できる筈である。
【符号の説明】
【００６４】
１：溶融物注入部
１０：容器
１１：（幅方向の）側壁部
１２：（長さ方向の）側壁部
１３：底面部
１４：孔
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ：：ガス注入部
２１：ガス注入部本体
２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ：第１のガス注入部
２２：ガス注入口
２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ：第２のガス注入部
２３：ポーラス部
２４：ガス注入管
３０：チャンバー部
３１：壁体部
３１ａ：第１の壁体
３１ｂ：第２の壁体
３２：リッド部材
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ：垂直部材
４１，４１Ａ，４１Ｂ，  ４１Ｃ，４１Ｄ：第１の垂直部材
４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ：第２の垂直部材
４３，４３Ａ，４３Ｃ，４３Ｄ：第３の垂直部材
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ：回転流領域
５１，５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ：第１の回転流区間
５２，５３Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ：第２の回転流区間
５２Ａ：連結区間
５３Ｃ，５３Ｄ：第３の回転流区間
６０：ダム部材
７０：ノズル
８０：ゲート
Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５：第１の回転流
Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ１０：第２の回転流
Ｃ７：第３の回転流
Ｃ８：第１の回転流支流
Ｃ９：第１の回転流本流
Ｍ：溶融物
Ｐ１：注入部側の流動
Ｐ２：孔側の流動
Ｓ：スラグ
Ｘ：長さ方向
Ｙ：幅方向
Ｚ：高さ方向
【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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