CN102497947B - 熔融金属排出用浇注嘴 - Google Patents

Abstract

本发明着眼于熔融金属排出用浇注嘴内孔的形状，提供一种具备如下作用的内孔形状的熔融金属排出用浇注嘴，即通过产生能量损失少的平稳(一定)的钢液流，可抑制附着物产生。即，本发明的熔融金属排出用浇注嘴呈如下形状，在将内孔(11)的轴向长度作为L时，内孔上端(12)的半径r(0)为内孔下端(13)的半径r(L)的1.5倍以上，在沿着内孔的轴切断的内孔壁面(14)的断面形状上无弯曲点，在从内孔上端向下方距离z的位置处的内孔半径r(z)处于[〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+z〕]^1/1.5×r(L)与[〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+z〕]^1/6×r(L)的范围内。

Description

熔融金属排出用浇注嘴

技术领域

本发明涉及设置在熔融金属容器的底部且为了从该熔融金属容器排出熔融金属而在轴向上具有熔融金属通过的内孔的熔融金属排出用浇注嘴。 

背景技术

作为熔融金属排出用浇注嘴，如果以嵌合于浇口盘或浇包的风口的上浇注嘴为例进行说明，则在上浇注嘴中，氧化铝等会附着在钢液通过的内孔壁面上成为附着物，流路将会缩小，妨碍作业，有时还存在流路被完全堵塞造成无法工作的情况。而作为防止附着物产生的方法，公开有例如设置气体吹入口以吹入惰性气体的方法(例如参照专利文献1或2)。 

但是，专利文献1或2中记载的上浇注嘴因气体吹入而结构复杂，制造时费时费力，而且作业时需要气体，所以造成成本增高。另外，即使是气体吹入式浇注嘴，也难以做到完全防止附着物产生。 

然而作为上浇注嘴，目前广泛使用例如由形成于上方的锥形部和形成于下方的直线形部构成的上浇注嘴(参照图8(a))、从锥形部到直线形部连续的部分为圆弧状的上浇注嘴(参照图9(a))等。另外，图2至图9中的各图(a)表示上浇注嘴设置在滑动水口装置(以下称“SN装置”)上的状态。而且，点划线的下面是上板的内孔。另外，内孔偏离的部位的下侧是中间板或下板的内孔。 

在钢液通过图8(a)所示的形状的上浇注嘴(长230mm)内孔时，通过计算(根据计算机模拟的流体解析)施加在内孔壁面上的压力分布得到证实，如图8(b)中的虚线所示，在超过内孔形状从锥形变化到直线形的位置(距离内孔上端180mm)附近，压力发生了急剧的变化。 

在此，根据计算机模拟的流体解析使用了Fluent公司制作的流体解析软件，商品名为“Fluent Ver.6.3.26”。 

在该流体解析软件中的输入参量为如下。 

·计算单元数：大约12万(但是，根据型号的不同而存在变动) 

·流体：水(但是，证实了在钢液时也可以相对同样地进行评价。) 

密度998.2kg/m³

粘度0.001003kg/m·s 

·头部高度(H′)：1000mm 

·压力：入口(钢液面)＝((700+浇注嘴长度mm的值)×9.8)Pa(表压)出口(浇注嘴下端)＝0Pa 

·浇注嘴长度：230mm 

·Viscous Model：K-omega计算 

另外，在钢液通过图9(a)所示的形状的上浇注嘴(长230mm)内孔时，通过计算施加在内孔壁面上的压力分布得到证实，如图9(b)所示，与内孔形状从锥形变化到直线形的图8(b)所示形状的上浇注嘴相比，虽然抑制了急剧的压力变化，但压力却发生了圆弧状变化，压力变化并非一定。另外，图2至图9中各图(b)的点划线的右侧是施加在上板内孔壁面上的压力。 

压力的急剧变化或圆弧状的压力变化之所以产生，是由于钢液的流动伴随内孔形状从锥形变化为直线形而产生了变化。另外，由于在有意使钢液流产生变化的旋转浇注嘴中，在钢液流变化的附近确认有附着物，因此，可认为通过产生平稳的钢液流，即产生压力相对于内孔壁面的变化大致一定的钢液流，能够抑制内孔壁面上的附着物。 

作为使钢液流一定的技术方案，公开有涉及转炉出钢口的内孔形状的发明(例如参照专利文献3)。 

但是，专利文献3是通过不在钢液流中心部产生真空部分来抑制渣卷入或氧、氮等混入，而并非防止附着物产生。此外，专利文献3是以转炉(精炼容器)为对象，在防止渣卷入等的效果方面最重要的是钢液排出末期(出钢时间为5分钟时的最后1分钟左右)。另一方面，为了防止在浇包或浇口盘(浇注容器)中产生附着物，需要在钢液排出末期以外的时间尤其发挥功效，期待功效发挥的时期亦不相同。 

专利文献1：日本国特开2007-90423号公报 

专利文献2：日本国特开2005-279729号公报 

专利文献3：日本国特表2008-501854号公报 

发明内容

本发明要解决的课题是提供一种熔融金属排出用浇注嘴，其具备具有如下作用的内孔形状，即通过使钢液流外周部给予内孔壁的压力稳定，能够产生能量损失少的平稳的熔融金属流，可抑制附着物产生。 

本发明是在轴向上具有熔融金属通过的内孔的熔融金属排出用浇注嘴，其特征在于， 

内孔上端的半径r(0)为内孔下端的半径r(L)的1.5倍以上， 

在沿着所述内孔的轴切断的断面的表示内孔壁面的线上无弯曲点， 

在将内孔的轴向长度作为L时，从所述内孔上端向下方距离1/4L处的内孔半径r(1/4L)处于[〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+1/4L〕]^1/1.5×r(L)与[〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+1/4L〕]^1/6×r(L)的范围内， 

从所述内孔上端向下方距离1/2L处的内孔半径r(1/2L)处于[〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+1/2L〕]^1/1.5×r(L)与[〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+1/2L〕]^1/6×r(L)的范围内， 

从所述内孔上端向下方距离3/4L位置处的内孔半径r(3/4L)处于[〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+3/4L〕]^1/1.5×r(L)与[〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+3/4L〕]^1/6×r(L)的范围内。 

在本发明中，在熔融金属排出用浇注嘴中可以抑制附着物在熔融金属通过的内孔壁面上产生。 

附图说明

图1是表示本发明涉及的上浇注嘴的一个例子的纵剖视图。 

图2是表示n＝4的上浇注嘴的形状及钢液通过时压力分布的图。 

图3是表示n＝6的上浇注嘴的形状及钢液通过时压力分布的图。 

图4是表示n＝1的上浇注嘴的形状及钢液通过时压力分布的图。 

图5是表示n＝7的上浇注嘴的形状及钢液通过时压力分布的图。 

图6是表示n＝4、1.5D的上浇注嘴的形状及钢液通过时压力分布的图。 

图7是表示D＝1的上浇注嘴的形状及钢液通过时压力分布的图。 

图8是表示现有的上浇注嘴的形状及钢液通过时压力分布的图。 

图9是表示现有的上浇注嘴的形状及钢液通过时压力分布的图。 

图10是浇口盘与上浇注嘴的轴向断面的示意图。 

符号说明 

10-上浇注嘴；11-内孔；12-大径部；13-小径部；14-内孔壁面；15-n＝1.5时的内孔壁面；16-n＝6时的内孔壁面。 

具体实施方式

下面，以上浇注嘴为例对用于实施本发明的方式进行详细说明。 

图1是沿钢液通过的内孔的轴向对本发明涉及的上浇注嘴进行切割后的剖视图的一个例子。如该图所示，本发明涉及的上浇注嘴10具备钢液通过的内孔11，该内孔通过具备嵌合于浇口盘或浇包的风口的大径部12、排出钢液的小径部13、从大径部12连到小径部13的内孔壁面14而构成。 

而且，本发明涉及的上浇注嘴如下，内孔上端(大径部12)的半径r(0)为内孔下端(小径部13)的半径r(L)的1.5倍以上，在沿着内孔11的轴切断的断面的表示内孔壁面14的线上无弯曲点，在将内孔11的轴向长度作为L时，从所述内孔上端向下方距离1/4L处的内孔半径r(1/4L)处于[〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+1/4L〕]^1/1.5×r(L)与[〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+1/4L〕]^1/6×r(L)的范围内， 

从所述内孔上端向下方距离1/2L处的内孔半径r(1/2L)处于[〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+1/2L〕]^1/1.5×r(L)与[〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+1/2L〕]^1/6×r(L)的范围内， 

从所述内孔上端向下方距离3/4L位置处的内孔半径r(3/4L)处于[〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+3/4L〕]^1/1.5×r(L)与[〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+3/4L〕]^1/6×r(L)的范围内。 

在此，在图1中，符号15所示的曲线(线)为根据 [〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+z〕]^1/1.5×r(L)…式A的半径r(z)的轨迹，符号16所示的曲线(线)为根据[〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+z〕]^1/6×r(L)…式B的半径r(z)的轨迹。 

即，本发明将如下内容作为条件，在沿着内孔的中心轴分割成4等份的各点处的内孔半径r(1/4L)、r(1/2L)、r(3/4L)处于在图1中用符号15表示的曲线与用符号16表示的曲线之间，而且在沿着内孔11的轴切断的表示内孔壁面14的线上无弯曲点。 

对该内孔形状的条件进一步详细说明。本申请发明者认为，通过使浇注嘴的内孔壁面压力分布在高度方向上稳定，可以产生能量损失少的平稳(一定)的钢液流，因此发现了本发明的内孔形状，如以下说明所示，其可抑制内孔壁面上产生急剧的压力变化。 

首先，虽然上浇注嘴内孔中流动的钢液的量受到设置在上浇注嘴下部的SN装置的控制，但是获得钢液流速的能量基本是浇口盘内的钢液的头部，因此，当重力加速度为g，钢液的头部高度为H′，流量系数为k时，离内孔上端的距离z位置处的钢液流速v(z)由v(z)＝k(2g(H′+z))^1/2表示。 

而且，由于上浇注嘴内孔中流动的钢液的流量Q是流速v与断面积A的乘积，因此当内孔的长度(上浇注嘴的长度)为L，内孔下端的钢液流速为v(L)，内孔下端的断面积为A(L)，重力加速度为g时，则由Q＝v(L)×A(L)＝k(2g(H′+L))^1/2×A(L)表示。 

另外，由于无论在内孔内的哪个位置与内孔轴垂直地取断面，流量Q都是一定的，因此，离内孔上端的距离z位置处的断面积A(z)由A(z)＝Q/v(z)＝k(2g(H′+L))^1/2×A(L)/k(2g(H′+z))^1/2表示，如果两边除以A(L)，则成为A(z)/A(L)＝((H′+L)/(H′+z))^1/2。 

在此，当圆周率为π时，由于A(z)＝πr(z)²，A(L)＝πr(L)²，因此成为 A(z)/A(L)＝πr(z)²/πr(L)²＝((H′+L)/(H′+z))^1/2r(z)/r(L)＝((H′+L)/(H′+z))^1/4。 

因此，内孔任意位置的半径r(z)由r(z)＝((H′+L)/(H′+z))^1/4×r(L)...式1表示。 

而且，通过使内孔呈任意位置的半径r(z)满足式1的形状，从而施加到内孔壁面上的压力从浇注嘴上端(内孔上端)朝着下方逐渐坡度小地减少，成为能量损失较少的平稳的被整流化的钢液流。 

但是，使用这样的H′的压力分布的计算公式是以如下内容为前提，钢液因浇口盘的钢液面的头部压力而在大致垂直于内孔上端的方向上直接且均匀地流入。但是，在实际的作业中，钢液形成从作为钢液排出口起点的浇注嘴上端附近的浇口盘底面附近流向内孔的多方向的流动。因此，为了正确地把握内孔中的现实的压力分布，需要替代H′而使用对于来自浇注嘴上端附近的浇口盘底面附近的钢液流动产生较大影响的头部高度。 

于是，本申请发明者通过各种模拟进行了验证等，其结果发现了在所述式1中将z＝0时的H′作为计算上的头部高度H(以下也简单地称之为“H”)来使用时比较有效。 

即，H可由 

H＝((r(L)/r(0))⁴×L)/(1-(r(L)/r(0))⁴)表示。 

这样用内孔上端的半径r(0)与内孔下端的半径r(L)比的大小、内孔长度L来规定H，在该计算上的头部高度H对本发明的浇注嘴内孔内的钢液压力产生影响。即，可以通过替代所述式1的H′而使用H的内孔壁面的断面形状来抑制在内孔上端附近发生的急剧的压力变化。 

在此，当改变r(0)与r(L)比的关系时，可以由下面的式2表示H。 

r(0)/r(L)＝((H+L)/(H+0))^1/4…式2 

而且，从式2成为如下式3。 

r(0)/r(L)＝(1+L/H)^1/4

L/H＝(r(0)/r(L))⁴-1 

H＝L/((r(0)/r(L))⁴-1)…式3 

当将H示于浇口盘与上浇注嘴的轴向断面的示意图中时，如同图10所示。而且，内孔上端为所述距离z的起点。 

而且，本申请发明者进行了潜心研究，发现了通过使内孔上端的半径r(0)为内孔下端的半径r(L)的1.5倍以上，能够对在内孔上端部附近发生的急剧的压力变化进行抑制。这是因为内孔上端的半径r(0)达不到内孔下端的半径r(L)的1.5倍时，很难充分确保用于使从浇口盘或浇包至上浇注嘴的形状坡度小的距离，该形状会急剧变化。另外，优选内孔上端的半径r(0)是内孔下端的半径r(L)的2.5倍以下。因为内孔上端的半径r(0)越大，浇口盘或浇包的风口也变得越大，不太现实。 

另外，本申请发明者在所述式1即r(z)＝((H′+L)/(H′+z))^1/4×r(L)中，用计算上的头部高度H替代钢液的头部高度H′，同时作为r(z)＝((H+L)/(H+z))^1/n×r(L)…式4， 

考虑到如果是具备n值变更后的断面形状的壁面的内孔形状的上浇注嘴，则即使是n＝4以外，是否也能形成比以往平稳的钢液流，因此针对具备n值不同的壁面形状的内孔的上浇注嘴，对内孔壁面上产生的压力进行了验证。 

另外，在式3中应用变数n，计算上的头部高度H由H＝L/((r(0)/r(L))ⁿ-1…式5表示。 

而且，当将式5代入式4中时，成为r(z)＝[〔L/{(r(0)/r(L))ⁿ-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))ⁿ-1}+z〕]^1/n×r(L)…式6。即用该式6表示从内孔上端向下方任意距离z处的内孔半径r(z)。 

而且，在式6中，在n＝1.5时为前述的用式A表示的图1的曲线(线)15，在n＝6时为前述的用式B表示的图1的曲线(线)16。 

下面，通过实施例对本发明进行更加详细的说明。而且，各实施例仅仅是本发明的一个形态，本发明不局限于下述实施例。 

实施例1 

在实施例1中，当长度为230mm，内孔大径部直径为140mm，内孔小 径部直径为70mm，内孔的半径r(z)＝[〔L/{(r(0)/r(L))ⁿ-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L)) ⁿ-1}+z〕]^1/n×r(L)为n＝4(实施例1)时，也就是说，如图2(a)的实线所示，使用由r(z)＝[〔L/{(r(0)/r(L))⁴-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))⁴-1}+z〕]^1/4×r(L)表示沿着内孔的轴纵向切断的上浇注嘴内孔壁面的线的上浇注嘴，对浇口盘或浇包的头部高度为1000mm时施加在内孔壁面上的压力的分布进行了计算。以施加在现有浇注嘴即图7记载的上浇注嘴的内孔上端内壁的压力为0，计算结果如图2(b)所示。 

另外，当n＝1.5(实施例2)、n＝2(实施例3)、n＝6(实施例4)、n＝1(比较例5)、n＝7(比较例2)时，即，使用沿着内孔的轴纵向切断的上浇注嘴内孔壁面的线由r(z)＝[〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+z〕]^1/1.5×r(L)表示的上浇注嘴(实施例2)，由r(z)＝[〔L/{(r(0)/r(L))²-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))²-1}+z〕]^1/2×r(L)表示的上浇注嘴(实施例3)，由r(z)＝[〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+z〕]^1/6×r(L)表示的上浇注嘴(实施例4)(参照图3(a))，由r(z)＝[〔L/{(r(0)/r(L))¹-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))¹-1}+z〕]^1/1×r(L)表示的上浇注嘴(比较例1)(参照图4(a))，由r(z)＝[〔L/{(r(0)/r(L))⁷-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))⁷-1}+z〕]^1/7×r(L)表示的上浇注嘴(比较例2)(参照图5(a))，与实施例1同样，对施加在内孔壁面上的压力的分布进行了计算、评价。评价结果如表1所示。 

表1 

比较例1

实施例2

实施例3

实施例1

实施例4

比较例2

n

1

1.5

2

4

6

7

结果

×

○

○

○

○

×

○：不存在可成为问题的压力变化。 

×：存在可成为问题的压力变化。 

在实施例1中，证实了压力从内孔上端至下端逐渐发生变化(参照图2(b))。由于未发生急剧的压力变化，因此可知钢液流大致一定。另外，在实施例2(n＝1.5)与3(n＝2)中，也证实了与实施例1相同地压力从内孔上端至下端逐渐发生变化。

在实施例4(n＝6)中，虽然证实了在内孔上端部附近有较大的压力变化，但是之后证实压力逐渐发生变化(参照图3(b))。可知除了在口径大且难以因附着物而发生问题的内孔上端部附近以外，钢液流大致一定。 

在比较例1(n＝1)中，证实了压力从内孔上端至下端变化较小(参照图4(b))。但是，例如将图2(b)与图4(b)进行比较则很明显，证实了钢液从上浇注嘴流入上板后发生了急剧的压力变化，在口径小且容易因附着物而发生问题的部位，钢液流急剧发生变化。 

之所以这样，可认为由于上浇注嘴的内孔壁面为锥形，在与上板的接触部形成有角(参照图4(a))，或者，压力分布的倾斜较少，在内孔下端也维持较高压力(参照图4(b))。 

在比较例2(n＝7)中，如图5所示，压力在内孔上端部附近从大约100pa开始发生较大的变化。即，证实了在内孔上端部附近产生了比图7所示的现有上浇注嘴更大的压力之后，压力发生非常大的变化。另外，在比较例2中，在内孔上端部附近内孔直径急剧减小，可知钢液流在口径小且容易因附着物而发生问题的部位发生急剧变化。 

如此，在本发明中，由于钢液通过上浇注嘴内孔时施加在内孔壁面上的压力变化大致一定，因此，可知钢液流是能量损失少的、一定的钢液流。另外，在浇包中，熔融金属面从大约4000mm开始逐渐下降，在浇口盘中还存在熔融金属面为500mm左右的情况。但是，如前所述，流入风口的钢液是离浇口盘或浇包底面较近位置的钢液，虽然压力值根据熔融金属面的高度变化而变化，但是压力分布却与上述各实施例、比较例相同。 

接下来，本发明者对内孔壁面上未形成有角(弯曲点)的平滑的浇注嘴即内孔纵断面的曲线对于r(z)的z的微分(d(r(z))/dz)为连续曲线的浇注嘴进行了研究。 

具体而言，将沿着内孔中心轴等分成1/4的3个点作为管理基准，对内孔纵断面的曲线为与式6不一致的不平滑曲线的上浇注嘴进行了研究。通过特定内孔上端、下端、上述3个点的共计5个点，从而大致特定不具备弯曲 点的平滑的内孔形状。因此，如果满足管理基准，则即使在内孔形状上存在一些不同，也认为其差为轻微并关于压力变化呈现出相同的倾向。 

在实施例5中，使用如下上浇注嘴计算、评价了与实施例1相同地施加在内孔壁面上的压力分布，长230mm、内孔大径部直径140mm、内孔小径部直径70mm、沿着内孔中心轴等分成1/4的3个点的内壁面分别接近于n＝6、4、1.5的式6的值，具备无弯曲点的内孔。评价结果如表2所示。 

另外，对于上述3个点分别接近于n＝4、6、4的式6的值的情况(实施例6)、接近于n＝2、4、6的式6的值的情况(实施例7)、接近于n＝7、6、4的式6的值的情况(比较例3)，也计算、评价了与实施例1相同地施加到内孔壁面上的压力分布。评价结果如表2所示。 

表2 

○：不存在可成为问题的压力变化。 

×：存在可成为问题的压力变化。 

在实施例5中，虽然与实施例4相同地证实了在内孔上端部附近的较大的压力变化，但是之后证实了压力逐渐发生变化。知道在口径较宽、难以因附着物而发生问题的内孔上端部附近以外，钢液流大致一定。 

在实施例6与7中，证实了与实施例1相同地从内孔上端到下端压力逐渐地发生变化。由于不发生急剧的压力变化，因此知道钢液流大致一定。 

在比较例3中，证实了与比较例2相同地在内孔上端部附近产生了较大压力之后急剧地减少。另外，由于内孔直径在内孔上端部附近急剧地减小，因此知道在口径较窄、容易因附着物而发生问题的部位，钢液流急剧地发生变化。 

这样，即使在上浇注嘴的内孔形状多少偏离于式6的情况下，也知道如 下内容，如果是沿着内孔中心轴等分成1/4的3个点的内孔壁面分别接近于n＝1.5～6范围的式6的值且具备无弯曲点的内孔的上浇注嘴，则会实现与以往相比更加良好的流动。 

另外，本发明者对施加到本发明涉及的上浇注嘴的内孔壁面上的压力分布和内孔上端与下端的内径比的关系进行了研究。 

在实施例8中，当长度为230mm，内孔小径部直径为70mm，内孔大径部直径为内孔下端(内孔小径部)直径D的大约1.5倍(1.54D)即108mm，内孔半径r(z)为n＝1.5、4、6时，也就是说，使用由r(z)＝[〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+z〕]^1/1.5×r(L)r(z)＝[〔L/{(r(0)/r(L))⁴-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))⁴-1}+z〕]^1/4×r(L)r(z)＝[〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+z〕]^1/6×r(L)表示的上浇注嘴，与实施例1相同地对施加在内孔壁面上的压力分布进行了计算、评价。评价结果如表3所示。另外，作为一个例子，在图6中示出n＝4时的内孔形状与计算结果。 

而且，对于内孔大径部直径为内径下端(内孔小径部)直径D的2倍(2D)即140mm(实施例9)、4倍(4D)即280mm(实施例10)、大约1倍(1.06D)即73mm(比较例4)的情况，与实施例8一样，也对在内孔半径r(z)为n＝1.5、4、6时施加在内孔壁面上的压力的分布进行了计算、评价。评价结果如表3所示。另外，作为一个例子，在图7中示出比较例4的n＝4时的内孔形状与计算结果。 

表3 

	比较例4	实施例8	实施例9	实施例10
					r(L)	73mm	108mm	140mm	280mm
r(0)/r(L)	1.06	1.54	2	4
					n＝1.5	×	○	○	○
n＝4	×	○	○	○
					n＝6	×	○	○	○

○：不存在可成为问题的压力变化。 

×：存在可成为问题的压力变化。 

虽然在内孔的直径比大约为1倍(1.06D)的比较例4中，内孔上端部附近的压力变化很大，但是在内孔的直径比大约为1.5倍(1.54D)的实施例8、 2倍(2D)的实施例9、4倍(4D)的实施例10中，证实了即使在内孔上端部附近也是大致一定的压力变化。在内孔壁面的形状由上述r(z)表示的情况下，随着内孔直径增大，由于从浇口盘或浇包连到上浇注嘴的壁面坡度小，因此可知通过使内孔上端的直径为内孔下端直径的1.5倍以上，能够抑制内孔上端部附近的急剧的压力变化。 

另外，根据现有浇注嘴或比较例1至4的压力变化，证实如果存在角或近似角的形状，则发生急剧的压力变化，因此，通过使内孔半径r(z)成为[〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+z〕]^1/1.5×r(L)与[〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+z〕]^1/6×r(L)之间的形状，且成为内孔壁面上未形成有角(弯曲点)的平滑的断面形状，即对于r(z)的z的微分(d(r(z))/dz)连续的断面形状，可知能够使钢液流一定，能够抑制附着物产生。 

而且，内孔上端部附近的形状有时还根据浇口塞等重要因素而决定，但是由于内径较大，因此受附着物的影响小。另一方面，有时还由于制造方面的原因而决定内孔下端部附近的形状，即因为制造时插入器具而不得不制成直筒部，应用本发明时，也由于内孔下端部附近呈接近直筒的形状，因此对于附着抑制效果的影响较小。从而，除了内孔上端部附近、内孔下端部附近之外，也可以使内孔壁面的断面呈无弯曲点的形状。 

在此，作为无弯曲点的形状，例如可举出由r(z)＝[〔L/{(r(0)/r(L))ⁿ-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))ⁿ-1}+z〕]^1/n×r(L)(n：1.5～6)表示的r(z)的z微分连续的断面形状。另外，也可以具备吹入Ar气体等的吹泡构造。 

而且在上述各实施例中，虽然以上浇注嘴为例进行了说明，但是本发明涉及的熔融金属排出用浇注嘴不局限于上浇注嘴，例如也可以应用于开放式浇注嘴等安装在熔融金属高度大致一定的浇口盘等容器上的浇注嘴中。 

Claims (1)

1.一种熔融金属排出用浇注嘴，其在轴向上具有熔融金属通过的内孔，其特征在于，

内孔上端的半径r(0)为内孔下端的半径r(L)的1.5倍以上，

在沿着所述内孔的轴切断的断面的表示内孔壁面的线上无弯曲点，

在将内孔的轴向长度作为L时，从所述内孔上端向下方距离1/4L处的内孔半径r(1/4L)处于[〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+1/4L〕]^1/1.5×r(L)与[〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+1/4L〕]^1/6×r(L)的范围内，

从所述内孔上端向下方距离1/2L处的内孔半径r(1/2L)处于[〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+1/2L〕]^1/1.5×r(L)与[〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+1/2L〕]^1/6×r(L)的范围内，

从所述内孔上端向下方距离3/4L位置处的内孔半径r(3/4L)处于[〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))^1.5-1}+3/4L〕]^1/1.5×r(L)与[〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+L〕/〔L/{(r(0)/r(L))⁶-1}+3/4L〕]^1/6×r(L)的范围内。

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