(57)【要約】  本発明は、連続スラブ鋳造設備に使用するためのスラブノズルにおいて、スラブ鋳型キャビティに挿入された、その下流部分の外壁の特定の幾何形状を特徴とするスラブノズル（１）に関する。特定の幾何形状は、「ラウンドアバウト」効果を促進し、それにより、スラブノズルの２つの反対の側部に向かって流れる溶融金属の反対向きのストリームが、それぞれスラブノズルの一方の側に向けて優先的に偏向されて収束し、スラブノズルとスラブ鋳型キャビティ壁との間に形成された狭いチャネルを通って互いに衝突することなく自由に流れることができる。このことは、外壁の浸食速度を大幅に低減することによってスラブノズルの耐用年数を延長させる。
2020519450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製スラブを鋳造するためのスラブノズル（１）であって、ノズル長さＬにわたって、縦軸ｚに沿って上流端から下流端まで延在する外壁によって画定された幾何形状を有し、前記外壁が、前記下流端から前記縦軸ｚに沿って延在し、前記下流端を含む下流部分を備え、
・前記スラブノズルの前記上流端は、前記縦軸ｚに平行に向けられた入口オリフィス（５０ｕ）を備え、
・前記スラブノズルの前記下流部分は、１つ以上の出口ポートオリフィス（５１ｄ）を備え、前記下流部分は、第２の横軸ｙに沿って測定された前記下流部分の厚さよりも少なくとも１．５倍大きい、第１の横軸ｘに沿って測定された幅によって画定されており、前記第１の横軸ｘは、前記縦軸ｚに対して垂直であり、前記第２の横軸ｙは、前記第１の横軸ｘ及び前記縦軸ｚの両方に対して垂直であり、
前記スラブノズルは、前記入口オリフィス（５０ｕ）において開口し、そこから前記縦軸ｚに沿って延在し、前記１つ以上の出口ポートオリフィスにおいてそれぞれ開口する１つ以上のフロントポート（５１）と交差する中央ボア（５０）を更に備える、スラブノズル（１）において、
横断面Ｐ３に沿った前記スラブノズルの切断図において、前記スラブノズルの前記外壁が、外壁外形によって画定されており、前記スラブノズルの前記外壁外形が、
・中央部分（Ａｘ）であって、前記外壁外形が、前記縦軸ｚと前記横断面Ｐ３との交点として規定される中心点ｃに対して対称であり、好ましくは、第１の横軸ｘ及び第２の横軸ｙの両方に対して対称である中央部分（Ａｘ）と、
・前記第１の横軸ｘに沿って前記中央部分（Ａｘ）の両側に配置された第１及び第２の側方部分（Ａｃ１、Ａｃ２）であって、前記中央部分（Ａｘ）がこれらによって側方を接しており、前記外壁が、前記中心点ｃに対してのみ対称である、前記第１及び第２の側方部分（Ａｃ１、Ａｃ２）と、を含み、
・前記下流部分の前記外壁外形は、前記第１の横軸ｘに平行な第１の縁部及び第２の縁部、並びに前記第２の横軸ｙに平行な第３の縁部及び第４の縁部の仮想矩形内に内接しており、前記外壁外形から仮想矩形の４つの角部のうち対角線上に対向する第１及び第２の角部までの緊密な距離ｄｔは、前記外壁外形から前記仮想矩形の対角線上に対向する他の２つの角部までのフレア状距離ｄｆよりも少なくとも１．５分の１で短く、前記外壁外形から角部までの前記距離は、前記角部と、その角部に最も近い場所に位置する外形の点との間の距離として規定されていることを特徴とし、
横断面Ｐ３は、前記縦軸ｚに垂直な平面であり、前記１つ以上の出口ポートオリフィスと交差しており、前記下流端までの距離Ｌ３が最大になっている、スラブノズル（１）。
【請求項２】
前記下流部分の前記幅が前記下流部分の前記厚さよりも少なくとも３倍大きい、請求項１に記載のスラブノズル（１）。
【請求項３】
対応する第１及び第２の出口ポートオリフィスにおいて開口する第１及び第２のフロントポート（５１）を備え、前記第１及び第２のフロントポートが、好ましくは、前記縦軸ｚに沿って前記下流端から前記中央ボア内に延在するデバイダ（１０）によって互いに分離されている、請求項１又は２に記載のスラブノズル（１）。
【請求項４】
前記緊密な距離ｄｔが前記フレア状距離ｄｆより少なくとも２分の１で短く、好ましくは少なくとも３分の１で短く、前記緊密な距離ｄｔが前記フレア状距離ｄｆよりも好ましくは１０分の１以下で短く、より好ましくは８分の１以下で短い、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスラブノズル。
【請求項５】
前記外壁外形と、対角線上に対向する第１及び第２の角部でそれぞれ接合する前記仮想矩形の前記縁部との間に構成された第１及び第２の緊密な領域Ａｔのそれぞれが、前記外壁外形と、対角線上に対向する他の２つの角部で接合する前記仮想矩形の前記縁部との間に構成された第１及び第２のフレア状領域Ａｆの面積の８０％以下、好ましくは６７％以下、より好ましくは５０％以下の面積を有する、請求項４に記載のスラブノズル。
【請求項６】
突出部（５）は前記下流部分の前記外壁の第１及び第２の干渉部分の上に分散されており、前記第１及び第２の干渉部分は、前記平面Ｐ３に沿った切断部で前記外壁外形の部分に対応し、この部分は、前記緊密な距離ｄｔ又は前記緊密な領域Ａｔを含む前記仮想矩形の対角線上に対向する前記２つの４分の１部分の中に含有されている、請求項４又は５に記載のスラブノズル。
【請求項７】
前記突出部は、前記下流部分の前記外壁の表面から少なくとも３ｍｍ、好ましくは少なくとも４ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１５ｍｍ以下突出する、円形、楕円形、直線又は曲線、山形、円弧状、多角形の中から選択される幾何形状を有し、前記突出部が、好ましくは、前記下流部分の前記外壁の第１及び第２の干渉部分の上に千鳥状配置で分散された離散型突出部である、請求項６に記載のスラブノズル。
【請求項８】
前記１つ以上のフロントポートは、対応する出口ポートオリフィスにおいて開口するようにフレア状に広がっている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のスラブノズル。
【請求項９】
前記横断面Ｐ３に沿った前記薄スラブノズルの前記切断図において、前記第１及び第２のフロントポートが、第１及び第２のフロントポート外形によって画定され、それぞれが前記デバイダから離れた側方部分を含み、前記デバイダは前記中心点ｃに対してのみ対称であり、好ましくは、前記対応する前記外壁外形の第１及び第２の側方部分（Ａｃ１、Ａｃ２）と実質的に平行である、請求項３又は請求項３に従属する請求項４〜８のいずれか一項に記載のスラブノズル。
【請求項１０】
前記外壁外形の前記中央部分（Ａｘ）が、前記仮想矩形の前記第１及び第２の縁部の幅Ｗの少なくとも３３％にわたって、好ましくは少なくとも５０％にわたって延在し、好ましくは、前記仮想矩形の前記第１及び第２の縁部の前記幅Ｗの８５％以下で延在し、より好ましくは６７％以下で延在する、請求項３から８のいずれか一項に記載のスラブノズル。
【請求項１１】
任意の横断面Ｐｎに沿った前記スラブノズルの切断図において、前記スラブノズルの前記外壁が、前記横断面Ｐ３に対して請求項１に規定されるように、中央部分、並びに第１及び第２の側方部分を含む外壁外形によって画定されており、横断面Ｐｎが前記縦軸ｚに垂直な平面であり、ノズル長さＬの６０％以下、好ましくはＬの５０％以下の距離である前記下流端までの距離Ｌｎで前記縦軸ｚと交差する平面である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のスラブノズル（１）。
【請求項１２】
金属スラブを鋳造するための冶金用アセンブリであって、
・出口（１０１）が設けられた底床を含む冶金用容器（１００）と、
・第１の横軸ｘに沿って測定された幅Ｗ、及び第２の横軸ｙに沿って測定された厚さＴｍによって画定された縦軸ｚに沿って延在するスラブ鋳型（１１０）であって、ｘ⊥ｙ⊥ｚであり、キャビティ壁によって画定され、キャビティの上流端で開口する鋳型キャビティ（１１０ｃ）を含むスラブ鋳型（１１０）と、
・請求項１〜１１のいずれか一項に記載のスラブノズルであって、前記スラブノズルの前記上流端が前記冶金用容器の前記底床と連結して前記出口（１０１）が前記入口オリフィス（５０ｕ）と流体連通するようになっており、前記スラブノズルの前記下流部分が、前記鋳型キャビティの前記上流端と前記スラブノズルの前記下流端との間で測定された挿入長さＬｉにわたって前記スラブ鋳型の前記キャビティに挿入されており、前記縦軸ｚ並びに前記第１の横軸ｘ及び第２の横軸ｙと整列されている、スラブノズルと、
を備える、金属スラブを鋳造するための冶金用アセンブリ。
【請求項１３】
前記横断面Ｐ３に沿った前記冶金用アセンブリの切断図において、
・前記キャビティ壁外形と前記外壁外形の前記第１の側方部分（Ａｃ１）との間の第１の緊密な間隙であって、前記第１の横軸ｘの第１の側で前記第２の横軸ｙに平行なセグメントｍに沿って測定され、前記外壁外形の前記第１の側方部分（Ａｃ１）と前記第１の横軸ｘとの間の交点を通過している第１の緊密な間隙幅Ｇｔ１を有し、前記第１の緊密な間隙幅Ｇｔ１が、前記第１の横軸ｘの第２の側で前記セグメントｍに沿って測定された、前記キャビティ壁外形と、前記外壁外形の前記第１の側方部分（Ａｃ１）との間の第１のフレア状間隙の第１のフレア状間隙幅Ｇｆ１の半分以下、好ましくは３分の１以下である前記第１の緊密な間隙と、
・前記キャビティ壁外形と前記外壁外形の前記第２の側方部分（Ａｃ２）との間の第２の緊密な間隙であって、前記第１の横軸ｘの前記第２の側で前記第２の横軸ｙに平行なセグメントｎに沿って測定され、前記外壁外形の前記第２の側方部分（Ａｃ２）と前記第１の横軸ｘとの間の交点を通過している第２の緊密な間隙幅Ｇｔ２を有し、前記第２の緊密な間隙幅Ｇｔ２が、前記第１の横軸ｘの前記第１の側で前記セグメントｎに沿って測定された、前記キャビティ壁外形と前記外壁外形の前記第２の側方部分（Ａｃ２）との間の第２のフレア状間隙の第２のフレア状間隙幅Ｇｆ２の半分以下、好ましくは３分の１以下である前記第２の緊密な間隙と、
を含み、
・前記第１の緊密な幅Ｇｔ１は、前記第２の緊密な間隙幅Ｇｔ２と実質的に等しく、Ｇｔ１及びＧｔ２は、好ましくは、前記第２の横軸ｙに沿って測定された前記スラブノズルの前記外壁外形の最大厚さの１０〜７０％で構成されており、
・前記第１のフレア状間隙幅Ｇｆ１は、前記第２のフレア状間隙幅Ｇｆ２に実質的に等しい、請求項１１に記載の冶金用アセンブリ。
【請求項１４】
前記横断面Ｐ３に沿った前記冶金用アセンブリの切断図において、
・前記スラブ鋳型のキャビティは、キャビティ壁外形によって画定されており、前記キャビティ壁外形は、
○実質的に一定である側方キャビティ厚さＴｍｃを有する第１及び第２のキャビティ側方部分であって、前記第１の横軸ｘの上に整列され、両側で接している、第１及び第２のキャビティ側方部分と、
○中央キャビティ幅Ｗｍｘを有する中央キャビティ部分であって、前記キャビティ壁外形が、前記第１の側方部分と前記第２の側方部分とを接合する両側のＴｍｃに等しい厚さを有する第１の横軸ｘ及び第２の横軸ｙの両方に対して対称であり、前記キャビティ壁外形と前記第２の横軸ｙとの交点で最大キャビティ厚さ値Ｔｍｘに達するまで滑らかに展開し、ＴｍｘはＴｍｃと同じであっても、又は異なっていてもよい前記中央キャビティ部分と、を備え、
・前記スラブノズルの前記外壁外形は、
○前記第１の横方向ｘに沿って測定された、前記中央キャビティ幅Ｗｍｘよりも短いノズル幅Ｗを有しており、
○前記第２の横軸ｙに沿って測定された、最大値Ｔｘを有するノズル厚さＴを有しており、
前記スラブ鋳型の前記スラブノズルに対する厚さ比Ｔｍｘ／Ｔｘは、１．２〜２．７、好ましくは１．５〜２．１で構成されている、請求項１１又は１２に記載の冶金用アセンブリ。
【請求項１５】
前記横断面Ｐ３に沿った切断図に関して請求項１２又は１３に規定された、
・第１の緊密な間隙幅Ｇｔ１及び第２の緊密な間隙幅Ｇｔ２、
・第１のフレア状間隙幅Ｇｆ１及び第２のフレア状間隙幅Ｇｆ２、
・中央キャビティ幅Ｗｍｘ及びキャビティ厚さＴｍｃ、Ｔｍｘ、
・ノズル幅Ｗｎ、ノズル厚さＴｎ、Ｔｎｘ、
のうち１つ以上の大きさが、
任意の横断面Ｐｍに沿った前記冶金用アセンブリの任意の切断図で規定されたものであり、横断面Ｐｍが前記縦軸ｚに垂直な平面であり、前記ノズルスラブの前記下流部分と前記挿入長さＬｉの少なくとも４０％、好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも７５％にわたって交差している、請求項１２又は１３に記載の冶金用アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製スラブを鋳造するためのスラブノズルに関する。特に、スラブの連続鋳造動作中の、侵食に対する耐性を大幅に向上させる特定の設計を有するスラブノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
連続的な金属成形プロセスにおいては、金属融液は、一方の冶金用容器から別の冶金用容器へ、鋳型へ又はツールへと移送される。例えば、図１に示されるように、取鍋（図示せず）は、炉からの金属融液で満たされ、取鍋シュラウドノズルを通してタンディッシュ（１００）に移送される。次いで、金属融液は、スラブ、ビレット、ビーム、薄スラブ又はインゴットを形成するために、タンディッシュから鋳型（１１０）に注入ノズル（１）を通って鋳造され得る。タンディッシュからの金属融液の流れは、注入ノズル（１）を介して重力により駆動され、流量はストッパ（７）によって制御される。ストッパ（７）は、注入ノズルと（垂直方向に）流体連通しているタンディッシュ出口オリフィス（１０１）の上方に移動可能に取り付けられ、かつタンディッシュ出口オリフィス（１０１）と同軸に（すなわち、垂直方向に）延在するロッドである。タンディッシュ出口オリフィスに隣接するストッパの端部は、ストッパヘッドであり、かつ出口オリフィスの幾何形状に一致する幾何形状を有しており、これにより、それら２つが互いに接触しているときに、タンディッシュ出口オリフィスが密閉されるようになっている。タンディッシュから鋳型への溶融金属の流量は、ストッパヘッドとノズルオリフィスとの間の空間を制御するようにストッパを上下に連続移動させることによって制御される。
【０００３】
スラブは連続鋳造され、したがって「無限の」長さを有する。それらの断面は、１／４以上のオーダーである厚さ対幅のアスペクト比Ｔｍ／Ｗｍを有することができる。薄スラブは、１／８以上の値を有し得る「従来の」スラブよりも大きいＴｍ／Ｗｍのアスペクト比を有する断面のスラブである。スラブ鋳型キャビティは、明らかに、類似のアスペクト比を反映する必要がある。スラブ鋳型の入口が、スラブノズルの下流部分を受け入れるように局所的に漏斗状の形状を有することができる場合でも、スラブノズルの下流部分は、回転幾何的形状を有することができず、鋳型のキャビティ入口に嵌合するために、少なくとも１．５の厚さ対幅のアスペクト比Ｔ／Ｗを有する必要がある。薄スラブノズルについては、厚さ対幅のアスペクト比Ｔ／Ｗは、少なくとも３である必要がある。
【０００４】
図１に示すように、金属がスラブノズルの出口ポートから流出されると、鋳型の下流端まで真っ直ぐに注入されることはなく、金属スラブが固化するにつれてゆっくりと移動することにより、金属スラブが留まる。したがって、金属融液は、再び上下に逆流する２つの渦を形成し、この２つの渦は、スラブ鋳型キャビティの幾何形状に沿って、スラブノズルの両側で、初め互いから離れるように延びる。２つの渦が鋳型キャビティの側壁に到達すると、それらは互いに向かって上下に曲がり、一方が他方に向かって流れ、スラブ鋳型キャビティの壁を有するスラブノズルの両側に形成されたチャネル内で合流する。２つの流れが合流すると、図１（ｂ）に示されるように、強力な乱流が制限された空間内に形成される。そのような制限された空間内のこれらの乱流は、キャビテーションなどの現象によるスラブノズルの下流部分の外壁の高い侵食速度の原因となる。したがって、スラブノズルの耐用年数は減少し、これにより製造コストが増すことになる。
【０００５】
独国特許第１９５０５３９０号は、出口開口を備えた平坦な端部断面を有する、長く狭い断面を有する浸漬鋳造管を説明している。管の端部領域内の通路断面は、デバイダによってチャネルの列に分割されている。広いパイプ壁の下では、出口開口として下にある限り、チャネル（９）は一方の側で開口している。
【０００６】
国際公開第２０１３００４５７１号、国際公開第９８１４２９２号、米国特許第２００２０６３１７２号、及び中国特許第１０３２３１０４８号は、タンディッシュから鋳型内へ異なる向き及び断面サイズ比を有する複数（３つ又は４つ）のフロントポートを備えた、金属融液のストリームを案内するための液中入口ノズルに関する。
【０００７】
本発明は、スラブノズルの下流部分の外壁の侵食を、大幅に少なくし遅くすることによって、耐用年数を大幅に向上させる新規の幾何形状を有するスラブノズルを提案している。本発明のこの利点及び他の利点が、以下により詳細に提示されている。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、添付の独立請求項で規定されている。好適な実施形態が従属請求項で規定されている。特に、本発明は、金属製スラブを鋳造するためのスラブノズルであって、ノズル長さＬにわたって縦軸ｚに沿って上流端から下流端まで延在する外壁によって画定された幾何形状を有する、スラブノズルに関する。外壁は、下流端から縦軸ｚに沿って延在し、下流端を含む下流部分を備え、
・スラブノズルの上流端は、縦軸ｚに対して平行に向けられた入口オリフィスを備え、
・スラブノズルの下流部分は、１つ以上の出口ポートオリフィスを備え、下流部分は、第２の横軸ｙに沿って測定された下流部分の厚さＴより少なくとも１．５倍、好ましくは少なくとも３倍大きい、第１の横軸ｘに沿って測定された幅Ｗによって画定されており、第１の横軸ｘは、縦軸ｚに対して垂直であり、第２の横軸ｙは、第１の横軸ｘ及び縦軸の両方に対して垂直である。
スラブノズルは、入口オリフィスにおいて開口する中央ボアを更に備え、この中央ボアは、そこから縦軸ｚに沿って延在し、１つ以上の出口ポートオリフィスにおいてそれぞれ開口する１つ以上のフロントポートと交差している。
本発明のスラブノズルは、横断面Ｐ３に沿ったスラブノズルの切断図において、好ましくは、任意の横断面Ｐｎに沿ったスラブノズルの切断図において、スラブノズルの外壁が外壁外形によって画定されており、外壁外形は、
・中央部分（Ａｘ）であって、外壁外形が、縦軸ｚと横断面Ｐ３との交点として規定される中心点ｃに対して対称であり、好ましくは、第１の横軸ｘ及び第２の横軸ｙの両方に対して対称である、中央部分（Ａｘ）と、
・第１の横軸ｘに沿って中央部分（Ａｘ）の両側に配置された第１及び第２の側方部分（Ａｃ１、Ａｃ２）であって、中央部分（Ａｘ）がこれらによって側方を接しており、外壁は、中心点ｃに対してのみ対称である、第１及び第２の側方部分（Ａｃ１、Ａｃ２）と、を含み、
・下流部分の外壁外形は、第１の横軸ｘに平行な第１の縁部及び第２の縁部、並びに第２の横軸ｙに平行な第３の縁部及び第４の縁部の仮想矩形内に内接しており、外壁外形から仮想矩形の４つの角部のうち対角線上に対向する第１及び第２の角部までの緊密な距離ｄｔは、外壁外形から仮想矩形の対角線上に対向する他の２つの角部までのフレア状距離ｄｆよりも少なくとも１．５分の１で短く、ここでは外壁外形から角部までの距離は、角部と、その角部に最も近い場所に位置する外形の点との間の距離として規定されていることを特徴としている。
【０００９】
軸ｘ、ｙ、ｚの系は、基準面Ｑ１＝（ｘ，ｚ）、Ｑ２＝（ｙ，ｚ）、及びＱ３＝（ｘ，ｙ）を画定する座標系を形成する。横断面Ｐ３は、縦軸ｚに垂直な平面であり、１つ以上の出口ポートオリフィスと交差しており、下流端までの距離Ｌ３が最大になっている。横断面Ｐｎは、縦軸ｚに垂直で、かつ、下流端までの距離Ｌｎで縦軸ｚと交差している平面であり、距離Ｌｎは、ノズル長さＬの６０％以下、好ましくはＬの５０％以下である。全ての横断面Ｐｎは、基準面Ｑ３に平行であり、横断面Ｐ３は、特定の横断面Ｐｎである。
【００１０】
好ましい実施形態では、横断面Ｐｎに沿った切断図、特に横断面Ｐ３に沿った切断図において、下流部分の外壁外形は、第１の横軸ｘに平行な第１の縁部及び第２の縁部、並びに第２の横軸ｙに平行な第３の縁部及び第４の縁部の仮想矩形に内接している。緊密な距離ｄｔは、外壁外形から仮想矩形の対角線上に対向する他の２つの角部までのフレア状距離ｄｆの少なくとも２分の１、好ましくは少なくとも３分の１で短くすることができる（２ｄｔ≦ｄｆ）。外壁外形から角部までの距離は、角部と、その角部に最も近い場所に位置する外形の点との間の距離として規定される。緊密な距離ｄｔは、フレア状距離ｄｆよりも好ましくは１０分の１以下、より好ましくは８分の１以下で短い。
【００１１】
スラブノズル外形の幾何形状を画定する別の方法は、一方で、外壁外形と、対角線上に対向する第１及び第２の角部でそれぞれ接合された仮想矩形の縁部との間に構成された第１及び第２の緊密な領域Ａｔを画定することであり、他方で、第１及び第２の緊密な領域Ａｔのそれぞれが外壁外形と、対角線上に対向する他の２つの角部でそれぞれ接合された仮想矩形の縁部との間に構成された第１及び第２のフレア状領域Ａｆを画定することである。第１及び第２の緊密な領域Ａｔは、それぞれが、好ましくは、第１及び第２のフレア状領域Ａｆの面積の８０％以下、好ましくは６７％以下、より好ましくは５０％以下の面積を有する（５Ａｔ≦４Ａｆ）。
【００１２】
本発明によるスラブノズルであって、特に、緊密な距離とフレア状距離及び／又は緊密な領域とフレア状領域によって画定される前述の幾何形状を有するスラブノズルを用いて、基準面Ｑ２に垂直な方向でスラブノズルに向けて流れる溶融金属のストリームは、好ましくは、スラブノズルと、フレア状距離ｄｆ及び／又はフレア状領域Ａｆの側にあるスラブ鋳型との間に形成された間隙を通って流れることになり、緊密な距離ｄｔ及び／又は緊密な領域Ａｔの側で制限されることになり、したがって、２つのストリームがスラブノズルの２つの対向する側で反対方向に流れるラウンドアバウト効果が生じ、これによって、そのような１つの間隙内での２つのストリーム間のいかなる衝突も回避される。
【００１３】
外壁外形の中央部分（Ａｘ）は、仮想矩形の第１及び第２の縁部の幅Ｗの好ましくは少なくとも３３％、好ましくは少なくとも５０％にわたって延在し、仮想矩形の第１及び第２の縁部の幅Ｗの好ましくは８５％以下、より好ましくは６７％以下で延在する（３３％Ｗ≦Ａｘ≦８５％Ｗ）。
【００１４】
突出部が、スラブノズルの下流部分の外壁上に分散させることができる。突出部は、間隙を通って流れる金属ストリームの運動エネルギーの散逸を可能にする。ラウンドアバウト効果を更に高めるために、突出部が下流部分の外壁の第１及び第２の干渉部分の上に配置されており、これらの第１及び第２の干渉部分は、平面Ｐｎ、又は具体的には平面Ｐ３に沿った切断部で外壁外形の部分に対応し、この部分は、緊密な距離ｄｔ又は緊密な領域Ａｔを含む仮想矩形の対角線上に対向する２つの４分の１部分の中に含有されている。
【００１５】
突出部は、多様な幾何形状を有し得る。例えば、突出部は、円形、楕円形、直線又は曲線、山形、円弧状、多角形の形態であってもよい。突出部は、好ましくは、下流部分の外壁の表面から少なくとも３ｍｍ、好ましくは少なくとも４ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１５ｍｍ以下突出する。突出部が離散した突出部である場合、それらは、スラブノズル下流部分の外壁の上に、好ましくは、その第１及び第２の干渉部分の上に、好ましくは千鳥状配置で分散される。
【００１６】
１つ以上のフロントポートは、好ましくは、対応する出口ポートオリフィスにおいて開口するとともにフレア状に広がっている。本発明によるノズルは、好ましくは、対応する第１及び第２の出口ポートオリフィスにおいて開口する第１及び第２のフロントポートを備える。第１及び第２のフロントポートは、縦軸ｚに沿って下流端から中央ボア内に延在し、ボアを第１及び第２のフロントポートに分割するデバイダによって互いに分離されていることが好ましく、横断ノズルＰｎに沿った、また、特に横断面Ｐ３に沿った薄スラブノズルの切断図において、第１及び第２のフロントポートは、好ましくは、第１及び第２のフロントポート外形によって画定され、それぞれがデバイダから離れた側方部分を含んでおり、デバイダは中心点ｃに対してのみ対称であり、好ましくは、対応する外壁外形の第１及び第２の側方部分（Ａｃ１、Ａｃ２）と実質的に平行である。
【００１７】
本発明はまた、金属スラブを鋳造するための冶金用アセンブリであって、
・出口が設けられた底床を含む冶金用容器と、
・第１の横軸ｘに沿って測定された幅Ｗ、及び第２の横軸ｙに沿って測定された厚さＴｍによって画定された縦軸ｚに沿って延在するスラブ鋳型であって、ｘ⊥ｙ⊥ｚであり、キャビティ壁によって画定され、キャビティの上流端で開口する鋳型キャビティを含む、スラブ鋳型と、
・先行請求項のいずれか一項に記載のスラブノズルであって、スラブノズルの上流端が冶金用容器の底床と連結して出口（１０１）が入口オリフィス（５０ｕ）と流体連通するようになっており、スラブノズルの下流部分が、鋳型キャビティの上流端とスラブノズルの下流端との間で測定された挿入長さＬｉにわたってスラブ鋳型のキャビティに挿入されており、縦軸ｚ並びに第１の横軸ｘ及び第２の横軸ｙと整列されている、スラブノズルと、
を備える、冶金用アセンブリに関する。
【００１８】
横断面Ｐｍに沿った、特に横断面Ｐ３に沿った、冶金用アセンブリの切断図において、好ましくは、
・キャビティ壁外形と外壁外形の第１の側方部分（Ａｃ１）との間の第１の緊密な間隙であって、第１の横軸ｘの第１の側で第２の横軸ｙに平行なセグメントｍに沿って測定され、外壁外形の第１の側方部分（Ａｃ１）と第１の横軸ｘとの間の交点を通過している第１の緊密な間隙幅Ｇｔ１を有し、第１の緊密な間隙幅Ｇｔ１が、第１の横軸ｘの第２の側でセグメントｍに沿って測定された、キャビティ壁外形と、外壁外形の第１の側方部分（Ａｃ１）との間の第１のフレア状間隙の第１のフレア状間隙幅Ｇｆ１の半分以下、好ましくは３分の１以下である（２Ｇｔ１≦Ｇｆ１）第１の緊密な間隙と、
・キャビティ壁外形と外壁外形の第２の側方部分（Ａｃ２）との間の第２の緊密な間隙であって、第１の横軸ｘの第２の側で第２の横軸ｙに平行なセグメントｎに沿って測定され、外壁外形の第２の側方部分（Ａｃ２）と第１の横軸ｘとの間の交点を通過している第２の緊密な間隙幅Ｇｔ２を有し、第２の緊密な間隙幅Ｇｔ２が、第１の横軸ｘの第１の側でセグメントｎに沿って測定された、キャビティ壁外形と、外壁外形の第２の側方部分（Ａｃ２）との間の第２のフレア状間隙の第２のフレア状間隙幅Ｇｆ２の半分以下、好ましくは３分の１以下である（２Ｇｔ２≦Ｇｆ２）第２の緊密な間隙と、
を含み、
・第１の緊密な幅Ｇｔ１は、第２の緊密な間隙幅Ｇｔ２と実質的に等しく（Ｇｔ１＝Ｇｔ２）、Ｇｔ１及びＧｔ２は、好ましくは、第２の横軸ｙに沿って測定されたスラブノズルの外壁外形の最大厚さの１０〜７０％で構成されており、
・第１のフレア状間隙幅Ｇｆ１は、第２のフレア状間隙幅Ｇｆ２に実質的に等しい（Ｇｆ１＝Ｇｆ２）。
【００１９】
横断面Ｐｍは、縦軸ｚに垂直な平面であり、ノズルスラブの下流部分と挿入された長さＬｉの少なくとも４０％、好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも７５％にわたって交差している。横断面Ｐ３は、特定の横断面Ｐｍであり、基準面Ｑ３に対して全て平行になっている。
【００２０】
横断面Ｐｍに沿った、特に横断面Ｐ３に沿った冶金用アセンブリの同一の切断図において、
・スラブ鋳型のキャビティは、キャビティ壁外形によって画定されており、キャビティ壁外形は、
実質的に一定である側方キャビティ厚さＴｍｃを有する第１及び第２のキャビティ側方部分であって、第１の横軸ｘの上に整列され、両側で内接している、第１及び第２のキャビティ側方部分と、
中央キャビティ幅Ｗｍｘを有する中央キャビティ部分であって、キャビティ壁外形が、第１及び第２の側方部分を接合する両側のＴｍｃに等しい厚さを有する第１の横軸ｘ及び第２の横軸ｙの両方に対して対称であり、キャビティ壁外形と第２の横軸ｙとの間の交点で最大キャビティ厚さ値Ｔｍｘに達するまで滑らかに展開し、ＴｍｘはＴｍｃと同じであっても、又は異なっていてもよい（Ｔｍｘ＝Ｔｍｃ又はＴｍｘ≠Ｔｍｃ）中央キャビティ部分と、
を備え、
・スラブノズルの外壁外形は、
第１の横方向ｘに沿って測定された、中央キャビティ幅Ｗｍｘよりも短いノズル幅Ｗを有しており、
第２の横軸ｙに沿って測定された、最大値Ｔｘを有するノズル厚さＴを有しており、
スラブ鋳型のスラブノズルに対する厚さ比Ｔｍｘ／Ｔｘは、１．２〜２．７、好ましくは１．５〜２．１で構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明の性質を更に十分に理解するために、以下の詳細な説明について、添付の図面と併せて参照する。
【図１】タンディッシュに連結され、鋳型に部分的に挿入された従来技術のスラブノズルを示す図である。黒い矢印は、（ａ）正面図、及び（ｂ）ノズルの縦軸ｚに垂直な線３−３に沿った切断図（＝平面Ｐ３）での鋳型内へと流入する金属融液がたどる主流路を示している。
【図２】タンディッシュに連結され、鋳型に部分的に挿入された本発明によるスラブノズルを示す図である。黒い矢印は、（ａ）正面図、及び（ｂ）ノズルの縦軸ｚに垂直な線３−３に沿った切断図（＝平面Ｐ３）での鋳型内へと流入する金属融液がたどる主流路を示している。
【図３】タンディッシュに連結され、鋳型に部分的に挿入された、様々な寸法並びに切断面Ｐｍ及びＰ３を有する本発明によるスラブノズルを示す図である。
【図４】様々な寸法を有する本発明によるスラブノズルの面Ｑ１＝（ｘ，ｚ）、Ｑ２＝（ｙ，ｚ）及びＰ３（｜｜Ｑ３＝（ｘ，ｙ））に沿った様々な図である。
【図５】様々な寸法を有し、平面Ｐ３に沿った切断部の下流部分の２つの代替的な幾何形状を有する本発明による薄スラブノズルの平面Ｑ１、Ｑ２及びＰ３に沿った異なる図である。
【図６】様々な寸法を有する、本発明によるスラブノズルの平面Ｑ１、Ｑ２並びに２つの平行な平面Ｐｎ及びＰ３に沿った異なる図である。
【図７】本発明によるスラブノズルの外壁外形の幾何形状を画定する平面Ｐ３に沿った２つの切断図である。
【図８】２つの異なるスラブ鋳型に挿入されたスラブノズルの平面Ｐ３に沿った切断図である。
【図９】（ｂ）〜（ｊ）で表される様々な突出部幾何形状を有する、外壁の一部に突出部が設けられた本発明によるスラブノズルを示す図である。
【図１０】第１の出口ポートと第２の出口ポートを分離するデバイダが設けられた本発明によるスラブノズルを示す図である。
【図１１】本発明によるスラブノズルの平面Ｐ３に沿った切断図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図４及び図５は、本発明によるスラブノズルの実施形態を示している。スラブノズルは、ノズル長さＬにわたって、縦軸ｚに沿って上流端から下流端まで延在する外壁によって画定される幾何形状を有する。スラブノズルの上流端は、縦軸ｚに平行に向けられた入口オリフィス（５０ｕ）を備えている。
【００２３】
外壁は、下流端から縦軸ｚに沿って延在し、下流端を含む下流部分を備え、また１つ以上の出口ポートオリフィス（５１ｄ）を備えている。スラブノズルは概して、対応する第１及び第２の出口ポートオリフィスにおいて開口する、少なくとも第１及び第２のフロントポート（５１）を備える。第１及び第２のフロントポートは、図１０に示すように、下流端から縦軸ｚに沿って中央ボア内に延在するデバイダ（１０）によって互いに分離され得る。スラブノズルはまた、縦軸ｚ（図示せず）に平行で、概ね同軸のフロントポートを備え得る。好ましい実施形態では、図１０に示されるように、１つ以上のフロントポートは、第１及び第２の出口ポートオリフィスにおいて開口するとともにフレア状に広がっている。
【００２４】
下流部分は、第１の横軸ｘに沿って測定された幅Ｗによって画定されており、この幅Ｗは、第２の横軸ｙに沿って測定された下流部分の最大厚さＴｘよりも少なくとも１．５倍広く、第１の横軸ｘは、縦軸ｚに対して垂直であり、第２の横軸ｙは、第１の横軸ｘ及び縦軸ｚの両方に対して垂直である。このＷ／Ｔｘのアスペクト比は、スラブノズルの下流部分をスラブ鋳型のキャビティに挿入するために必要とされ、当然ながら、厚さよりもはるかに広い。いわゆる薄スラブノズルでは、Ｗ／Ｔｘのアスペクト比は、少なくとも３、好ましくは少なくとも４又は５である。
【００２５】
スラブノズルは、入口オリフィス（５０ｕ）において開口し、縦軸ｚに沿ってそこから延在し、１つ以上の出口ポートオリフィスにおいてそれぞれ開口する１つ以上のフロントポート（５１）と交差する中央ボア（５０）を更に備えている。スラブノズルの上流端が、タンディッシュなどの冶金用容器（１００）の底床に連結されるとき、スラブノズルの中央ボアはタンディッシュの底床に設けられた出口（１０１）と整列され、出口（１０１）と流体連通し、金属融液が、出口を通り、中央ボアを通ってタンディッシュから流出することができ、出口ポートオリフィスを通ってスラブノズルから流出することができるようになっている。
【００２６】
スラブノズルの下流部分（１１０ｃ）は、スラブ鋳型のキャビティに挿入される。スラブ鋳型キャビティは、第１の横軸ｘに沿って測定された幅Ｗｍ、及び第２の横軸ｙに沿って測定された矩形のキャビティに対して一定である厚さＴｍを有しており（図８（ｂ）を参照）、Ｗｍは、薄スラブ鋳型のＴｍよりも少なくとも４倍大きく（Ｗｍ≧４Ｔｍ）、更にはＴｍよりも少なくとも８倍大きい（Ｗｍ≧４Ｔｍ）。潤滑剤が（スラブ鋳型内の金属に添加されて、粘着を防止し、金属中に存在し得る任意のスラグ粒子を捕捉し、それらをプールの頂部に引き寄せて、スラグの浮遊層（１０５）を形成する。シュラウドは、高温金属が鋳型内のスラグ層の表面の下で出るように設置されており、したがって、液中入口ノズル（submerged entry nozzle、ＳＥＮ）と呼ばれる。
【００２７】
図１及び図２に示すように、スラブノズルの出口ポートから流出する金属融液は、縦軸ｚの２つの対向する側で鋳型キャビティの幅Ｗｍに沿ったループ経路をたどる。流路は、スラブ鋳型キャビティ内で凝固するにつれてより低い速度で流れる金属によって底部に拘束され、したがって、横に偏った２つの拡散流に分割される。スラブ鋳型キャビティは、非常に薄いことから、流れは第２の横軸ｙの方向に大幅に偏ることができず、キャビティの対応する側で側壁に到達するまで、縦軸ｚの両側の第１の横軸ｘの方向に沿って流れなければならない。この段階では、流れは、プールの上部でスラグの浮遊層によって拘束されるまで上方に偏っている。金属はその後、内側に偏り、スラブノズルの両側で一方が他方に向かって流れるストリームに収束する。２つの収束流がスラブノズルに到達すると、それらのそれぞれが、スラブノズルの下流部分の外壁の両側を流れる２つのストリーム（７０ａ、７０ｂ）に分割され、その流れは翼の先端部のように見える。反対の収束方向に流れる溶融金属の２つのストリーム（７０ａ、７０ｂ）が、鋳型キャビティ壁とスラブノズルの両側の外壁との間に形成された狭いチャネル（１１１）で合流すると、強い乱流が形成されることになる。上述したように、これらの乱流はスラブノズルの侵食を大幅に加速させ、スラブノズルの耐用年数にとって有害である。
【００２８】
出口ポートのレベルでスラブノズルに向かって流れる金属のストリームから分かるように、スラブノズルの外壁は、横断面Ｐ３に沿った断面図の外壁外形によって特徴付けられることができ、横断面Ｐ３は、縦軸ｚに垂直な平面であり、１つ以上の出口ポートオリフィスと交差しており、下流端までの距離Ｌ３が最大になっている。横断面Ｐ３は、そのため平面Ｑ３＝（ｘ，ｙ）に平行になっている。
【００２９】
従来のスラブノズルでは、図１（ｂ）に示されるように、下流部分は概して、少なくとも平面Ｑ１＝（ｘ，ｚ）に対して、及び平面Ｑ２＝（ｙ，ｚ）に対して対称である。したがって、平面Ｐ３に沿った対応する切断図の外壁外形は、少なくとも第１の横軸ｘに対して、及び第２の横軸ｙに対して対称である。したがって、そのようなスラブノズルの１つの横方向プロファイルによって形成される対称な先端と合流する金属融液の流れは、鋳型キャビティ壁を有するスラブノズルの両側に形成された実質的に同一のチャネル内を流れる実質的に同一の流量の２つのストリーム（７０ａ、７０ｂ）に分割される。スラブノズルの第２の、反対側の横方向プロファイルに向かって流れる溶融金属の場合にも当然ながら同じことが起きる。スラブノズル及び鋳型キャビティ壁の両側に形成された各チャネル（１１１）で、反対方向に流れる２つのストリームがスラブノズルの概ね中間部分で、すなわち、概ね平面Ｑ２＝（ｙ，ｚ）の位置で合流する。非常に制限された空間内で強い乱流が形成され、スラブノズルの外壁が侵食される。
【００３０】
本発明の要旨は、溶融金属の２つのストリーム（７０ａ、７０ｂ）が、スラブノズルの両側に形成された狭いチャネル（１１１）内で鋳型キャビティ壁と衝突することを防ぐことである。その原理は、スラブノズルの周りにラウンドアバウトを形成することであり、路上の自動車のように、それぞれの反対側のストリーム（７０ａ、７０ｂ）が、スラブノズルの一方側のみのそれ自体のチャネル（１１１）を流れるようにすることである。図２（ｂ）に示すように、右から左に流れるストリーム（７０ａ）は、図示した下側チャネル（１１１）を通ってスラブノズルの左に流れるように仕向けられている。同様に、左から右に流れるストリーム（７０ｂ）は、図示した上側チャネル（１１１）を通ってスラブノズルの左に流れるように仕向けられている。したがって、２つのストリーム（７０ａ、７０ｂ）はチャネル（１１１）で合流して衝突することはないが、スラブノズルの外壁から離れているチャネルの下流では、広がってエネルギーを放散する余地があることから、機器への損傷が少なくなっている。「ラウンドアバウト」効果は、スラブノズルの下流部分の幾何形状を以下のように選択することで得られる。
【００３１】
図４（ｈ）、図５（ｃ）及び図５（ｄ）、並びに図１１に示すように、切断面Ｐ３に沿ったスラブノズルの断面図において、スラブノズルの外壁の外壁外形は、
・中央部分（Ａｘ）であって、外壁外形が、縦軸ｚと横断面Ｐ３との交点として規定される中心点ｃに対して対称である、中央部分（Ａｘ）と、
・第１の横軸ｘに沿って中央部分（Ａｘ）の両側に配置された第１及び第２の側方部分（Ａｃ１、Ａｃ２）であって、中央部分（Ａｘ）がこれらによって側方を挟まれており、外壁は、中心点ｃに対してのみ対称となっている、第１及び第２の側方部分（Ａｃ１、Ａｃ２）と、を含む。
【００３２】
スラブノズルの外壁の片側に沿った溶融金属ストリームの流れを促すために、また、軸ｘに対する反対側の流れを妨げるために、外壁外形が第１の横軸ｘに対して軸対称性を有さない側方部分（Ａｃ１、Ａｃ２）を備えることが重要である。図１１に示される一実施形態では、中央部分（Ａｘ）の外壁外形は、第１及び第２の側方部分のものと同様に、中心点ｃに対してのみ対称になっている。この場合、中央部分（Ａｘ）は、第２の横軸ｙに幾何学的に低減され、実際には消失する。しかし、図３（ｈ）並びに図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示されるように、中央部分（Ａｘ）の外壁外形は、第１の横軸ｘ及び／又は第２の横軸ｙに対して対称であることが好ましく、軸ｘ及び軸ｙの両方に対して対称であることが好ましい。例えば、外壁外形の中央部分（Ａｘ）は、スラブノズル下流部分の幅Ｗの少なくとも３３％、好ましくは少なくとも５０％にわたって延在し得る。中央部分（Ａｘ）は、好ましくは、仮想矩形の第１及び第２の辺の長さの８５％以下、より好ましくは６７％以下で延びる（３３％Ｗ≦Ａｘ≦８５％Ｗ）。
【００３３】
外壁厚をほぼ一定に保つために、薄スラブノズルの横断面Ｐ３に沿った切断図において、第１及び第２のフロントポートが第１及び第２のフロントポート外形によって画定されることが好ましく、外形のそれぞれが、中心点ｃに対してのみ対称であるデバイダから離れた側方部分を含み、対応する外壁外形の第１及び第２の側方部分（Ａｃ１、Ａｃ２）に対してほぼ平行であることが好ましい。換言すると、ノズル壁がほぼ一定の厚さを有するように、外壁に対するものと同じ非対称性がフロントポートの幾何形状に適用されることが好ましい。このように、壁が薄すぎるような弱点部を有するリスク、又は外壁の厚さを不必要に局所的に増加させることによって耐熱性材料を無駄にするリスクがない。
【００３４】
図６に示された好ましい実施形態では、スラブノズルの任意の横断面Ｐｎに沿った切断図において、スラブノズルの外壁は、横断面Ｐ３に関して上に規定したような中央部分並びに第１及び第２の側方部分を含む外壁外形によって画定されている。横断面Ｐｎは、縦軸ｚに垂直であり、かつ、下流端までの距離Ｌｎで縦軸ｚと交差する平面であり、距離Ｌｎは、ノズル長さＬの６０％以下、好ましくはＬの５０％以下、より好ましくはＬの４０％以下である。好ましくは、距離Ｌｎは、Ｌの少なくとも１％、より好ましくは少なくともＬの２％、最も好ましくは少なくともＬの５％である。横断面Ｐ３は、１つの特定の平面Ｐｎである。
【００３５】
横断面Ｐ３に沿った、及び好ましくは任意の横断面Ｐｎに沿った切断図において、下流部分の外壁外形は、第１の横軸ｘに平行な第１の縁部及び第２の縁部、並びに第２の横軸ｙに平行な第３の縁部及び第４の縁部の仮想矩形内に内接している。
【００３６】
図７（ａ）に示される本発明によれば、仮想矩形の４つの角部のうち対角線上に対向する第１及び第２の角部までの外壁外形の緊密な距離Ｄｔが、仮想矩形の対角線上に対向する他の２つの角部までの外壁外形のフレア状距離ｄｆよりも少なくとも１．５分の１、好ましくは少なくとも２分の１（すなわち、２ｄｔ≦ｄｆ）、より好ましくは少なくとも３分の１（すなわち、３ｄｔ≦ｄｆ）で短くすることを確実にすることによって「ラウンドアバウト」効果が得られ、ここでは外壁外形の角部までの距離は、角部と、その角部に最も近い場所に位置する外形の点との間の距離として規定されている。例えば、距離ｄｔ及びｄｆは、それぞれ１４ｍｍ及び４２ｍｍであることができ、ｄｆ／ｄｔ＝３の比率を得ることになり、又は代替的に、距離ｄｔ及びｄｆはそれぞれ１５及び３８であることができ、ｄｆ／ｄｔ＝２．５の比率を得ることになる。このような幾何形状では、スラブノズルの外壁と鋳型キャビティ壁との間に形成されたチャネル（又は海事用語を使用すると「ストレイト（海峡）」）は、漏斗の広い側を形成するスラブノズルの「流動側」を画定するフレア状距離ｄｆの側でより広く、ここではスラブノズルの「干渉側」を画定して漏斗の緊密な側を形成し流動を妨げている緊密な距離Ｄｔの側よりも溶融金属が容易に流れることができる。
【００３７】
代替的に、又はそれに付随して、図７（ｂ）に示すように、外壁外形と、対角線上に対向する第１及び第２の角部でそれぞれ接合する仮想矩形の縁部との間に構成される第１及び第２の緊密な領域Ａｔの各々は、外壁外形と、対角線上に対向する他の２つの角部で接合する仮想矩形の縁部との間に構成される第１及び第２のフレア状領域Ａｆの面積の８０％以下の面積（すなわち、５Ａｔ≦４Ａｆ）、好ましくは６７％以下の面積（すなわち、３Ａｔ≦２Ａｆ）、より好ましくは５０％以下の面積（すなわち、２Ａｔ≦Ａｆ）を有する。ここでも、溶融金属ストリームの流れは、流れが妨げられる漏斗の緊密な側を画定する領域Ａｔの側と比較して、領域Ａｆが漏斗の広い側を画定するスラブノズルの側で有利である。
【００３８】
上述したように、スラブノズルの横方向プロファイルに向かって流れる溶融金属のストリームを、反対側のスラブノズルの干渉側ではなく、スラブノズルの流動側に優先的に偏向させることによってラウンドアバウト効果が得られる。このことは、スラブノズルの流動側に広い漏斗入口を形成し、また、干渉側に漏斗の狭い側を形成することによって、スラブノズルの流動側を通る流れを促すことによって達成される。この中央対称性を有する幾何形状を溶融金属の反対側の流れに面する両方のスラブノズル横方向プロファイルで適用することにより、各ストリームは、スラブノズルの一方の側でそれ自体の一方向通行路に向かって偏向される（図２（ｂ）を参照）。溶融金属では、自動車の場合とは異なり、交通信号を使用して誤った道に流れることを防止するようなことはできない。図９に示すように、スラブノズルの下流部分の外壁から突出するいくつかの突出部を設けることにより、溶融金属のストリームがスラブノズルの干渉側の誤った進路へ流れることが更に妨げられ得る。これら突出部は、好ましくは、仮想矩形の対角線上に対向する２つの４分の１部分内に構成される外壁領域（すなわち、中心点ｃのみで交差する）に分散されており、緊密な距離ｄｔ、又は緊密な領域Ａｔによって特徴付けることができるスラブノズル外壁外形の干渉側を含んでいる。
【００３９】
図９（ｂ）〜図９（ｊ）に示すように、突出部（５）は、円及び楕円（図９（ｂ）を参照）、連続的であっても非連続的であってもよい直線又は曲線（図９（ｈ）及び図９（ｇ）を参照）、山形（図９（ｄ）及び図９（ｅ）を参照）、円弧状（図９（ｄ）及び図９（ｆ）を参照）、多角形（図示せず）、等を含む様々な幾何形状を有し得る。突出部は、好ましくは、下流部分の外壁の表面から少なくとも３ｍｍ、好ましくは少なくとも４ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１５ｍｍ以下突出する。突出部は、好ましくは、図９（ｇ）〜図９（ｊ）に示されるような連続線であってよく、又は図９（ａ）〜図９（ｆ）に示すような離散突出部であってもよい。離散突出部は、好ましくは、下流部分の外壁の第１及び第２の干渉部分上に千鳥配置で分散されていることが好ましい。流れが干渉されるストリームに面する凹側を備える図９（ｅ）及び図９（ｆ）に図示されるような突出部は、本発明で求められるラウンドアバウト効果を促進するのに特に有効である。
【００４０】
本発明のスラブノズルは、図２に示すように金属スラブを鋳造するための冶金用アセンブリに使用される。冶金用アセンブリは、
・出口（１０１）が設けられた底床を含む冶金用容器（１００）と、
・キャビティ壁によって画定され、キャビティの上流端で開口するキャビティ（１１０ｃ）を含むスラブ鋳型（１１０）と、
・上述のスラブノズルであって、スラブノズルの上流端が冶金用容器の底床に連結して出口（１０１）がスラブノズルの入口オリフィス（５０ｕ）と流体連通するようになっており、スラブノズルの下流部分が、鋳型キャビティの上流端から縦軸ｚに沿って測定された挿入長さＬｉにわたってスラブ鋳型のキャビティに挿入されており、縦軸ｚ、並びに第１の横軸ｘ及び第２の横軸ｙと整列されているスラブノズルと、を備えている。
【００４１】
スラブ鋳型のキャビティは、縦軸ｚに沿って延在するキャビティ壁によって画定されている。横断面Ｐ３に沿った冶金用アセンブリの切断図において、キャビティ壁は図８に示されるキャビティ壁外形によって画定されている。キャビティ壁外形は、
・実質的に一定である側方キャビティ厚さＴｍｃを有する第１及び第２のキャビティ側方部分であって、第１の横軸ｘの上に整列され、両側で内接している、第１及び第２のキャビティ側方部分と、
・中央キャビティ幅Ｗｍｘを有する中央キャビティ部分であって、第１の側方部分と第２の側方部分とを接合する両側に、Ｔｍｃに等しい厚さを有しており、キャビティ壁外形と第２の横軸ｙとの交点で最大キャビティ厚さ値Ｔｍｘに達するまで滑らかに展開し、ＴｍｘがＴｍｃ以上であり得る（Ｔｍｘ≧Ｔｍｃ）中央キャビティ部分と、を備えている。
【００４２】
一実施形態では、Ｔｍｘ＝Ｔｍｃであり、図８（ｂ）に示すように、矩形のキャビティ壁外形を画定する。他の条件においては、本実施形態はまた、中央部分の幅Ｗｍｘ＝０を有するものとして規定され得る。
【００４３】
鋳造されるスラブがスラブノズルの厚さＴよりも実質的に薄い厚さを有する場合、鋳型キャビティは、スラブノズルの下流部分の挿入を可能にする漏斗状部分を含み得る。この実施形態は、図８（ａ）に示されており、中央部分における鋳型キャビティ壁外形の厚さは、最大キャビティ厚さの値に達するまで側方部分と比較して徐々に増加している（Ｔｍｘ＞Ｔｍｃ）。キャビティ壁のこの漏斗状の中央部分は、スラブノズルの下流端の下方でｚ方向に終端しており、その点において鋳型キャビティは矩形の断面を有している。漏斗状中央部分の縦軸ｚに垂直な断面は、好ましくは、第１の横軸ｘ及び第２の横軸ｙの両方に対して対称であるキャビティ壁外形を有する。Ｘ方向に沿って測定されるキャビティ壁中央部分の幅Ｗｍｘは、スラブノズルの幅Ｗよりも広い必要がある。同様に、ｙ方向に沿って測定される最大キャビティ厚さの値Ｔｍｘは、スラブノズルの最大厚さＴｘよりも大きい必要がある。好ましい実施形態では、スラブ鋳型のスラブノズルに対する厚さ比Ｔｍｘ／Ｔｘは、１．２〜２．７で構成され、好ましくは１．５〜２．１で構成される。
【００４４】
図２（ｂ）及び図８に示すように、チャネル又は間隙は、第１の横軸ｘの両側で、スラブノズル外壁とキャビティ壁との間に形成される。溶融金属のストリームは、第１の横軸ｘに実質的に平行に、反対の収束方向に第２の横軸ｙに向けて流れる。チャネル入口の幅Ｇｔ及びＧｆを、それぞれスラブノズルの干渉側及び流動側で制御することによって図２（ｂ）に示されるラウンドアバウト効果が得られ、そこでは各ストリームが、第１の縦軸ｘの一方の側でそれ自体のチャネルに沿って優先的に流れる。したがって、図８に示すように、冶金用アセンブリの横断面Ｐ３に沿った切断図において、チャネル又は間隙は、以下に説明するように規定され得る。
【００４５】
第２の横軸ｙの第１の側には、キャビティ壁外形と、外壁外形の第１の側方部分（Ａｃ１）との間に第１の緊密な間隙が存在しており、この第１の緊密な間隙は、第１の横軸ｘの第１の側で、第２の横軸ｙに平行なセグメントｍに沿って測定された第１の緊密な間隙幅Ｇｔ１を有しており、外壁外形の第１の側方部分（Ａｃ１）と第１の横軸ｘとの交点を通過している。第１の緊密な間隙幅Ｇｔ１は、第１の横軸ｘの第２の側でセグメントｍに沿って測定されたキャビティ壁外形と、外壁外形の第１の側方部分（Ａｃ１）との間の第１のフレア状間隙の第１のフレア状間隙幅Ｇｆ１の半分以下、好ましくは３分の１以下である（２Ｇｔ１≦Ｇｆ１）。
【００４６】
第２の横軸ｙの反対側の第２の側には、キャビティ壁外形と、第１の緊密な間隙と対角線上の反対側にある外壁外形の第２の側方部分（Ａｃ２）との間に第２の緊密な間隙が存在する。第２の緊密な間隙は、第１の横軸ｘの第２の側で、第２の横軸ｙに平行なセグメントｎに沿って測定された第２の緊密な間隙幅Ｇｔ２を有しており、外壁外形の第２の側方部分（Ａｃ２）と第１の横軸ｘとの交点を通過している。第２の緊密な間隙幅Ｇｔ２は、第１の横軸ｘの第１の側でセグメントｎに沿って測定されたキャビティ壁外形と外壁外形の第２の側方部分（Ａｃ２）との間の第２のフレア状間隙の第２のフレア状間隙幅Ｇｆ２の半分以下、好ましくは３分の１以下である（２Ｇｔ２≦Ｇｆ２）。
【００４７】
連続鋳造工程中の鋳型キャビティに対するスラブノズルのいずれの動きも無視すると、鋳型キャビティが少なくとも中心点ｃに対して対称であるため、第１の緊密な幅Ｇｔ１は、第２の緊密な間隙幅Ｇｔ２と実質的に等しく（Ｇｔ１＝Ｇｔ２）、Ｇｔ１及びＧｔ２は、好ましくは、第２の横軸ｙに沿って測定されたスラブノズルの外壁外形の最大厚さＴｘの１０〜７０％で構成される（０．１Ｔｘ≦Ｇｔｉ≦０．７Ｔｘ、ｉ＝１又は２）。同様に、第１のフレア状間隙幅Ｇｆ１は、第２のフレア状間隙幅Ｇｆ２と実質的に等しい（Ｇｆ１＝Ｇｆ２）。
【００４８】
例えば、鋳型キャビティが漏斗状の中央キャビティ部分を含むかどうか（すなわち、Ｗｍｘが０以上であるかどうか）に応じて、鋳型キャビティは、最大厚さＴｍｘ＝７４−１６２ｍｍを有し得る。このような鋳型キャビティに関しては、最大厚さＴｘ＝６０ｍｍを有する薄スラブノズルが使用されることができ、緊密な間隙幅Ｇｔ１、Ｇｔ２は、６〜４２ｍｍで、一般的には約２５ｍｍで構成され得る。最大厚さＴｍｘ＝１５６〜２５１ｍｍを有する鋳型キャビティを有する場合、最大厚さＴｘ＝１３０ｍｍを有するスラブノズルが使用され得る。緊密な間隙幅Ｇｔ１、Ｇｔ２は、１３〜９１ｍｍで、一般的には約４０ｍｍで構成され得る。
【００４９】
横断面Ｐ３に沿った切断部に関して上記に規定した冶金用アセンブリの幾何形状は、好ましくは、縦軸ｚに垂直な平面として画定され、ノズルスラブの下流部分と挿入長さＬｉの少なくとも４０％、好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも７５％にわたって交差する任意の横断面Ｐｍに沿った任意の切断部にも適用される。横断面Ｐｍは、好ましくは、スラブノズルの下流端の上方のノズルスラブの下流部分と、好ましくは、下流端の上方の挿入長さＬｉの少なくとも１％、より好ましくは少なくとも５％交差する。例えば、平面Ｐ３に沿った切断部に関して規定された以下の大きさは、平面Ｐｍに沿った切断部にも適用され、それらの大きさとは、
・第１の緊密な間隙幅Ｇｔ１及び第２の緊密な間隙幅Ｇｔ２、
・第１のフレア状間隙幅Ｇｆ１及び第２のフレア状間隙幅Ｇｆ２、
・中央キャビティ幅Ｗｍｘ及びキャビティ厚さＴｍｃ、Ｔｍｘ、
・ノズル幅Ｗｎ、ノズル厚さＴｎ、Ｔｎｘ、である。
【００５０】
スラブノズルの２つの側部に向かって流れる２つの反対向きの収束する溶融金属のストリームをスラブノズルの周りで優先的に偏向させる（本発明のスラブノズルの特定の幾何形状によって達成される）ことによって、鋳型とスラブノズルとの間の狭いチャネル内に通常位置する２つの反対向きのストリーム間のインパクト領域又は衝突領域がスラブノズルから離れるように移動され、このように作られた乱流は、スラブノズル外壁の浸食に対する影響が大幅に小さい。したがって、スラブノズルの耐用年数は、実質的に延長され得る。本発明によるスラブノズルは、任意の既存の冶金設備において使用されることができ、設備の残りの部分を変更することなく前述の利点をもたらすことができる。ラウンドアバウト効果は、スラブノズル外壁の侵食速度の大幅な低減を可能にする。
【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４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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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９（ｄ）】
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【図９（ｅ）】
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【図９（ｆ）】
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【図９（ｇ）】
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【図９（ｈ）】
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【図９（ｉ）】
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【図９（ｊ）】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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