JP2013220469A - 注湯用ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】注湯用ノズルの内孔面へのアルミナ等の付着を抑制すること。
【解決手段】容器内の溶鋼を排出すると共に溶鋼内に不活性ガスを注入する機能を備えたノズル１１において，ガスプール６からガス吐出口４間のガス通過経路である貫通孔５及びガス吐出口４を複数段設置し，上方側に位置する貫通孔及びガス吐出口の断面積を相対的に漸次増大するように構成し，吐出したガスで内孔面３を均一に被覆せしめ，アルミナ等の介在物が内孔面に接触ないし付着することを抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は，鋼の連続鋳造においてタンディッシュ等の容器内の溶鋼をノズル内孔より排出するノズルであって，その内孔面から不活性ガスを注入する機能を備えたノズル，特に貫通孔式のガス通過経路を備えた注湯用ノズル（以下単に「ノズル」ともいう。）に関する。

鋼の連続鋳造において溶鋼をタンディッシュからモールドに排出するためにタンディッシュの底部に設置されたタンディッシュノズル等の注湯用ノズルでは，その内孔面に溶鋼由来のアルミナ等の介在物が付着することによるノズル閉塞が生じやすい。そのような内孔面への介在物付着防止，溶鋼撹拌，その他の目的で，内孔面から不活性ガスを溶鋼中に注入することが多く行われている。

なお，本明細書において「アルミナ等」とは，溶鋼由来のＡｌ_２Ｏ_３を主とする酸化物，溶鋼が温度降下によって凝固又は高粘性化して固体に近い状態なった地金を含む。

このような注湯用ノズルとしては，その本体を多孔質の耐火物で構成し，耐火物内の気孔をガスの通過経路として，内孔面のほぼ全体からガスを溶鋼中に注入するポーラス式のノズルがある。

このようなポーラス式のノズルのほかに，いわゆる貫通孔式のノズルが使用されることもある。これはノズルの耐食性や耐摩耗性等を向上させる等の目的から，ノズル本体を緻密な耐火物で構成し，その耐火物組織内にガス通過経路たる貫通孔を形成したものである。この貫通孔は，溶鋼が侵入しない程度に小さな断面積のトンネル状の空間であって，ノズル本体の耐火物内部又はノズル本体とその外周面側に配置されたメタルケースとの間に設けたガスプールと，内孔面に設けたガス吐出口との間を貫通する。

耐食性や耐摩耗性等を重視する貫通孔式のノズルのノズル本体材質としては，一般的には高アルミナ質が使用されているが，アルミキルド鋼の鋳造に際して溶鋼由来の非金属介在物であるアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３に他の成分を含んだクラスター状になることが多い）等が内孔面に付着し，ノズル内孔の閉塞を生じ易いという欠点がある。

内孔面にアルミナ等が付着すると，鋳造中にそのノズルだけでなく下方のノズルまでの広範囲の溶鋼流出経路での付着ないしは閉塞を招来して，溶鋼流量制御を行うスライディングノズルでの正常な溶鋼流量制御ができなくなったり，鋳造中にノズル内孔部を酸素で洗浄することが必要となる等，操業に支障を生じたり，鋼の品質にも悪影響を及ぼすことがある。

このような注湯用ノズルにおけるアルミナ等の付着ないしは閉塞を防止する方策として，特許文献１には，ガス吐出口に連通する貫通孔をノズル（内孔面）の上部と下部の上下２段に分離して配置した貫通孔式のノズルが開示されている。特許文献１によれば，貫通孔を内孔面の上下方向のほぼ全体に均等に配置したノズルよりも効率的にアルミナ等の付着を防止することができるとされている。

しかし，特許文献１のノズルでは，貫通孔の存在しない領域へのアルミナ等の付着が依然生じたり，ノズルへのガス供給口に近い，下段の貫通孔を配置した領域からのガス流出割合が，上段の貫通孔を配置した領域からのガス流出割合よりも多くなって，貫通孔が配置されていない領域を中心にアルミナ等の付着が生じることがある。

また特許文献２には，貫通孔式のノズルの少なくとも一部の貫通孔が，内孔面の開口側に進むにつれ下向きに傾斜するように形成された貫通孔式のノズルが開示されている。特許文献２によれば，貫通孔を内孔面の上下方向のほぼ全体に均等に配置した上で，ノズル内孔での溶鋼のよどみが生じやすいために特にアルミナ等の付着が生じやすい，内孔面下端付近に集中的に，かつ，下方に傾斜した方向にガスを噴出させることで，効率的にアルミナ等の付着を防止することができるとされている。

しかし，特許文献２のノズルでは，ノズルへのガス供給口から下方の領域からのガス流出割合が，その上方の領域のガス流出割合よりも多くなって，前記上方の領域を中心にアルミナ等の付着が生じることがある。

更に特許文献３には，貫通孔をノズル上下方向で複数段にグループ分けし，グループ毎に貫通孔断面積を等しくすると共に，上段側グループの貫通孔断面積を小さくし，下段側グループに行くに従い順次貫通孔断面積を大きくした貫通孔式のノズルが開示されている。この特許文献３のノズルは，水銀を用いた実験において，貫通孔を内孔面上下方向のほぼ全体に均等に配置した貫通孔式のノズルでは，ガスの気泡は上方が下方よりも多く，しかも下方への距離の増大に伴って漸次減少するとの結果を基礎に，貫通孔の断面の大きさをノズル下方向を上方向よりも大きくして，ガスの吐出ないしは気泡の量を均等にしようとするものである。

しかし特許文献３のノズルでも，下段の貫通孔を設置した領域からのガス流出割合が上段の貫通孔を設置した領域のガス流出割合よりも多くなって，貫通孔が設置されていない領域を中心にアルミナ等の付着が生じることがあり，却ってアルミナ等の付着が増大したりノズル内孔の閉塞が増加することもある。

このように，貫通孔式のノズルにおいては，依然アルミナ等の付着ないしはノズル内孔閉塞の防止が十分ではない。

実開昭６０−１６０９６５号公報 特開平０７−１８５７８５号公報 特開平１１−３１４１４２号公報

前述の背景技術に例示した従来の貫通孔式のノズルは，殆どがアルミナ等の付着現象が生じやすい領域（ノズル内孔下方付近）にガスを集中的に吹き込もうとするものである。しかしながら，このような方法は主として，既に内孔面に付着した後でその付着物を，事後的にガスにより強制的に除去しようとするものである。

アルミナ等の付着現象はノズル内孔下方付近が起点となっていることもあるが，更に上方の領域が起点になっていて，その起点から溶鋼流下流側に付着領域が拡大し，下方領域の付着厚みが上方領域の付着厚みよりも大きくなる現象も多く観られる。

内孔面に付着してしまったアルミナ等は，その内孔面から抜本的に除去することは困難であることが多い。

このような付着してしまった付着物を強制的に除去する目的で，ガスをその付着が多いノズル下方付近の溶鋼内に集中的に供給すると，ガスによる溶鋼の局部的な冷却をも招来して，溶鋼が凝固した地金までもが付着物として加わることになり，地金とアルミナ等の酸化物（単一粒子又はクラスター状粒子）等が複雑に絡み合って強固になった付着物を形成することにもなりやすい。

また，ノズル内孔下方付近に集中的に又は相対的に多量のガスを供給すると，その吹き込まれたガスが溶鋼流を妨げる壁のようになって（いわば堰き止めるような現象），その部位よりも上方では溶鋼流速が低下した滞留領域が発生しやすくなり，更にはその滞留領域では渦流も生じることがある。このような溶鋼の流動形態の領域では，地金やアルミナ等の付着が生じやすくなり，またその付着速度が大きくなる等の現象が観られる。このような溶鋼流を不安定にする現象及び過度なガスの供給は鋼の品質低下を惹き起こす原因にもなる。

本発明の解決すべき課題は，注湯用ノズルの内孔面へのアルミナ等の付着を抑制することにある。前記本発明の課題を解決することで，ひいては鋳造における溶鋼流を安定化し，その安定した状態を長時間維持する等により，溶鋼品質の低下を抑制することを目的とする。

本発明は，次の（１）ないし（５）の注湯用ノズルである。

（１）容器内の溶鋼を排出すると共に溶鋼内に不活性ガスを注入する機能を備えた注湯用ノズルであって，
溶鋼が通過するノズル内孔の内孔面にガス吐出口を複数個備えており，
前記ガス吐出口は，ノズル本体を貫通する貫通孔でガスプールと連通しており，
当該注湯用ノズルの上方側に配置した貫通孔の，ガス流通方向に対して垂直方向の断面積（以下単に「断面積」という。）が，下方側に配置した貫通孔の断面積よりも大きいことを特徴とする，注湯用ノズル。

（２）前記ノズル内孔の溶鋼流下方向に垂直な方向の同一の断面上に複数個配置された貫通孔のうち一部の貫通孔の断面積が異なることを特徴とする，前記（１）に記載の注湯用ノズル。

（３）前記複数個のガス吐出口が，前記ノズル内孔の縦方向中心を軸とする円周方向において不均一に配置されていることを特徴とする，前記（１）又は前記（２）に記載の注湯用ノズル。

（４）前記貫通孔の，ガス流通方向に対し垂直方向の断面形状の最短部の長さが，０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする，前記（１）から前記（３）のいずれかに記載の注湯用ノズル。

（５）前記貫通孔の，ガス流通方向に対して垂直方向の断面形状は，ノズル縦方向の高さが０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下で，ノズル横方向の長さが前記ノズル縦方向の高さよりも長い，長円状又は矩形状であることを特徴とする，前記（１）から前記（４）のいずれかに記載の注湯用ノズル。

以下に詳述する。

従来技術の，アルミナ等の付着物を，ガスにより事実上事後的に除去するような方法では，アルミナ等の付着を根本的に防止すること及び溶鋼流を安定化させることは，前述のように困難であると共にガスによる弊害，場合によっては逆効果も発生してしまう。

前述のような付着物を事後的に強制的なガス流で除去する従来技術の手段に対し，本発明は付着自体を抑制する。

すなわち本発明は，ノズル上方から下方までの内孔面にガスによる被膜を効果的に形成して，付着物が内孔面に接触すること自体を抑制する。

これを言い換えると，まずノズル上方から下方までの広い領域で，付着の起点を形成させないということである。付着の起点が減少することで付着発生自体が抑制され，付着の起点が無くなれば付着自体が生じなくなり，その後の付着物の成長をも抑制又は防止することができる。

またノズル内孔内に吐出するガスの流量は，前述のとおり安定操業及び鋼の品質低下を抑制する等の観点，更にはコストの上昇を避ける観点からも，適正な総ガス量を維持する必要がある。

したがって，従来技術のようなノズル内孔下方領域への大量のガス吐出に加えて，上方にもガスを供給することはできず，内孔面において相対的にガスの吐出分布を最適化する必要がある。

本発明者らは，注湯用ノズルのノズル内孔内へのガス吐出量の分布が，上方から下方まで均一であるときに，付着抑制効果が最も高くなることを見出した。

本発明は，内孔面にガスによる被膜を効果的に形成するため，内孔面にガス吐出口を複数個配置し，ノズル内孔の溶鋼流の上流側である上方からのガス吐出量と下方側のガス吐出量を相対的に均一化させる。

この具体的な手段として本発明は，ガス吐出口に連通する貫通孔の，ガス流通方向に対する垂直方向の断面積を，ノズルの縦方向（溶鋼が流出する鉛直方向）において，ノズルの上方に配置した貫通孔の断面積の方が下方に配置した貫通孔の断面積よりも相対的に大きい貫通孔の配置構造とする。なお，本発明において，ガス吐出口は貫通孔の内孔面側の端部（開口部）であって実質的に貫通孔と一体であり，貫通孔とこれに連通するガス吐出口の，ガス流通方向に対して垂直方向の断面形状及び断面積は同一である。

貫通孔を流通する際のガスの圧力損失は，貫通孔の前記断面積が大きい方が小さい。したがって，ノズル上方の貫通孔の断面積をノズル下方よりも相対的に大きくすることで，ノズル上方に位置する貫通孔へのガス供給量を相対的に増加させることができる。

ガス吐出量は，貫通孔の断面積がノズルの上方から下方まで同じである場合，又はノズルの下方側に配置した貫通孔の断面積の方が上方側に配置した貫通孔の断面積よりも相対的に大きい配置構造である場合は，下方側の方が上方側よりも多くなる。

下方側に配置するガス吐出口は，上方側の複数のガス吐出口から吐出されたガス皮膜の左右（内孔面の円周方向）の境界付近でのガスの乱れを補うと共に，その乱れに伴うアルミナ等の付着を抑制する機能もある。そのため，下方側のガス吐出口は，その上方側に位置して内孔面の円周方向に隣接するガス吐出口間の中央付近直下の位置に配置することが好ましい。

このように，本発明におけるガス吐出口の上下方向の段数は２段以上とし，又は溶鋼流の状態，ノズル内孔径及びガス吐出量等のバランスにより，必要に応じて２段を超えて配置することができる。

更に，注湯用ノズルの下方に位置して溶鋼の流量制御を行うスライディングノズルのノズル孔の開度や開口方向によっても，注湯用ノズルの内孔面でのアルミナ等付着の程度が，特に円周方向の場所ごとに異なることがある。

このような場合には，
（ア）ノズル内孔の縦方向（溶鋼流下方向）に垂直な横方向の断面上に複数個配置された貫通孔のうち，アルミナ等付着の程度が大きい領域側の１個以上の貫通孔の断面積を，前記の同一の横方向の断面上の他の貫通孔の断面積よりも大きくする，
（イ）ノズル内孔の縦方向（溶鋼流下方向）に垂直な横方向の断面上に複数個配置されたガス吐出口を，ノズル内孔の縦方向中心を軸とする円周方向において不均一に配置させる，すなわち，アルミナ等付着の程度が大きい側の円周方向領域にガス吐出口を相対的に多く配置する，
等により，内孔面の円周方向でのガスの吐出程度を偏在させて，ガスによる被膜を効果的に形成させることもできる。

言い換えると，貫通孔の断面積を，アルミナ等の付着が多い円周方向の部位に配置する方を，アルミナ等の付着が少ない円周方向の部位に配置する方よりも大きくする，又は内孔面の円周方向の付着の多い方にガス吐出口を多く偏在させるということである。

ガス吐出口及び貫通孔への溶鋼の進入を防止するために，ガス流通方向に対し垂直方向の貫通孔（ガス吐出口）の断面形状の最短部の長さは，０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。

更に，この断面形状は，ノズル縦方向の高さが０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下で，ノズル横方向の長さが前記ノズル縦方向の高さ方向よりも長い，長円状又は長矩形状（長方形）とすることもできる。このようにいわゆる横長形状にすることで，ガスの吐出状態を円周方向に広くして，ガスによる被膜をより効果的に形成することが可能となる。この場合，ノズル縦方向の高さを０．５ｍｍ以下にしていれば溶鋼が進入しないので，貫通孔（ガス吐出口）のノズル横方向の長さは，ガスの吐出が横方向で不均一にならない範囲であれば，制限を設ける必要はない。

本発明により，ノズル上方から下方までの内孔面にガスによる被膜を効果的に形成して，アルミナ等の付着物が内孔面に接触すること自体を抑制できる。これにより，その後の付着物の成長をも抑制することができる。

この効果により，付着物が多く付着する部分を中心にガスを多量に供給することがないので，その付近における溶鋼の過度な冷却も生じ難くなって溶鋼の凝固による地金の付着を抑制することができると共に，溶鋼流速を大きく減少させることをも防止することが可能となる。

ひいては鋼の品質低下をも防止することが可能となる。

本発明のノズルの一例で，縦方向断面図（イメージ）である。 本発明のノズルの他の例で，内孔面の縦方向展開図（イメージ）である。 本発明のノズルの他の例で，内孔面の縦方向展開図（イメージ）である。 本発明のノズルの他の例で，内孔面の縦方向展開図（イメージ）である。 実施例Ａの水モデル実験による本発明のノズル内孔内のガスの流出〜流動状態の例を示す。（ａ）は写真で，（ｂ）は前記写真をイメージ化した図である。 実施例Ａの水モデル実験による従来技術のノズル内孔内のガスの流出〜流動状態の例を示す。（ａ）は写真で，（ｂ）は前記写真をイメージ化した図である。 実施例Ａの水モデル実験によるノズル内孔内への，段（２段）ごとのガスの吐出割合を示すグラフである。（ａ）は本発明によるノズルの実施例で，（ｂ）は従来技術によるノズルの比較例である。 実施例Ｂの実機鋳造操業による，供給ガス背圧のチャージごとの変化を示すグラフである。●印は本発明によるノズルの実施例で，△印は従来技術によるノズルの比較例である。 従来技術のノズルの一例で，縦方向断面図（イメージ）である。

本発明の実施の形態を，図により説明する。

図１は，ガス吐出口４及び貫通孔５がノズル内孔２（内孔面３）の縦方向に複数段（この例では５段）配置されたノズル１１の，縦方向断面図（イメージ）である。この例では，ガス流出経路としてのガス吐出口４及び貫通孔５の，ガスの流通方向に垂直な方向の断面積を，ノズル下方の段から上方側の段に向かうごとに漸次大きくした場合を示している。なお，本例及び以下の例では，いずれもガス吐出口４と貫通孔５の断面形状及び断面積は同一である。

図２は，ガス吐出口及び貫通孔がノズルの縦方向に複数段（この例では２段）配置されたノズルの，内孔面３の縦方向展開図（イメージ）である。この例では，ガス流出経路としてのガス吐出口４及び貫通孔の断面積をノズル下方の段よりも上方側の段を大きくし，かつ上方側の段のガス吐出口４及び貫通孔の断面形状を横方向に長い矩形状又は長円形状にした場合を示している。

また図２の例において，下方のガス吐出口４は，上方の段の隣接するガス吐出口４のノズル円周方向の中央直下付近に配置している。なお，下方のガス吐出口４の断面形状も横方向に長い矩形状又は長円形状にしてもよいが，その形状は上方の段から吐出されたガスによる被膜の状態により決定すればよい。

図３は，ガス吐出口及び貫通孔がノズルの縦方向に複数段（この例では２段）配置されたノズルの，内孔面の縦方向展開図（イメージ）である。この例では，ガス吐出口４及び貫通孔の断面積を，ノズル下方の段よりも上方側の段を大きくし，かつ上方側の段のガス吐出口４及び貫通孔の断面形状を横方向に長い矩形状又は長円形状にし，更に上方側の段の円周方向でガス吐出口４及び貫通孔の前記断面積を変化させた場合を示す。内孔面３のアルミナ等が付着し易い領域又は付着量が多い領域付近に，このような断面積が大きいガス吐出口４及び貫通孔を配置することができる。なお、本例のように上方側の段のガス吐出口及び貫通孔の断面積が異なる場合において、ガス吐出口及び貫通孔の断面積を，ノズル下方の段よりも上方側の段を大きくするとは，上方側の段のガス吐出口及び貫通孔の断面積が全て，ノズル下方の段のガス吐出口及び貫通孔の断面積よりも大きいことを意味する。

図４は，ガス吐出口及び貫通孔がノズルの縦方向に複数段（この例では２段）配置されたノズルの，内孔面の縦方向展開図（イメージ）である。この例では，ガス吐出口４及び貫通孔の断面積をノズル下方の段よりも上方側の段を大きくし，かつ上方側の段のガス吐出口４及び貫通孔の断面形状を横方向に長い矩形状又は長円形状にし，更に上方側の段のガス吐出口４の円周方向での配置を不均一にした場合を示す。このように，内孔面３のアルミナ等が付着し易い領域又は付着量が多い領域付近に，より多くのガス吐出口４を配置することもできる。

なお，前記図１〜図４の形態は単独に採用してもよく，これらの形態を任意に組み合わせてもよい。これらの形態は，操業条件，設備等の条件，アルミナ等の付着状態等，個別の条件に応じてその期待する効果との調和において決定すればよい。

次に本発明のノズルの製造法を述べる。その要旨は次のとおりである。

可燃性物質により，内孔面に相当する内筒とガスプール内面に相当する外筒を同心上に配置した二重筒状体を形成し，この二重筒状体の内筒と外筒間に可燃性の糸を貫通させるように架橋し，前記の外筒の外側に更に，内側面全体に可燃物層を設置（コーティング等）した型を設置する。前記の可燃性の糸を設置する際には，所望のガス吐出口及び貫通孔の断面形状及び大きさに相当する糸を採用する。

このように形成した前記の成形用筒体等の空間内に，ノズル本体となる耐火物を充填し，乾燥，焼成を行う。この焼成等工程により，前記の糸，ガスプールとなる可燃性物質は消失して，貫通孔とガス吐出口、及びガスプールを形成することができる。

ノズル本体を成す耐火物層は，連続鋳造用（注湯用）のノズルに一般的に使用されるアルミナ−黒鉛質等のはい土をＣＩＰにより，又は流し込み用に調整し混練した泥状の材料を鋳込み成形し，硬化させる等の方法で成形し熱処理等をする，等の任意の方法により形成することができる。

次に本発明を実施例により説明する。

[実施例Ａ]
実施例Ａは，水モデル実験による，ノズル内孔内のガスの流出ないし流動状態を調査した例を示す。

本発明の供試料（実施例）は，図１に示す要領で，貫通孔を下方段から上方段に漸次断面積が大きくなるように１０段配置し，ガス吐出口をノズル円周方向に均等に１０分割した位置に配置した。

ガス吐出口と貫通孔の断面積は，連通する一体のガス吐出口と貫通孔ごとに同一とし，最下段は０．０３１ｍｍ^２，最上段は０．１９６ｍｍ^２であり，段ごとの前記断面積は，同一の段では同一とし，かつ最下段から最上段に向かって漸次ほぼ均等の割合で増加するようにした。この均等の割合としては，ガスプールの最下部の水平位置に第一の貫通孔，最上部の水平位置に第１０の貫通孔を配置し，その間を均等に９分割して，それぞれの断面積を，ｙ＝０．６ｘの式で表される近似直線上にほぼ一致するように，漸次変化させた。

なお，ガスプールからガス吐出口までの貫通孔の長さは２０ｍｍ，ガスプールの長さ（縦方向）は２０５ｍｍ，ガスプールの幅は１ｍｍ，ノズル内孔の高さは３０８ｍｍ，ノズル内孔径は上端部φ１４５ｍｍ，下端部φ１００ｍｍとした。ガスプールへのガス導入口は，貫通孔最下段の水平位置のノズル外周側に配置した。

比較例としての従来技術のノズルの供試料は，図９に示すように，下方段から上方段の全てにおいて断面積が等しいガス吐出口４及び貫通孔５を１０段配置し，ガス吐出口と貫通孔の断面積は，連通する一体の吐出口と貫通孔ごとに同一とした。具体的には，全てのガス吐出口及び貫通孔の断面積は０．１０ｍｍ^２（前記実施例の断面積のほぼ中央値）の同一とした。ガス吐出口はノズル円周方向に全周を均等に１０分割した位置に配置した。

水の供給量は８５０Ｌ／ｍｉｎ．とし，ガスの供給圧は０．０５Ｐａ，供給量は７０ＮＬ／ｍｉｎ．とした。

この水モデル実験によるガスの吐出状態及び流動状態を，図５及び図６に示す。

図５は実施例であり，（ａ）は写真画像，（ｂ）は前記（ａ）の写真画像をイメージ図にしたものである。図６は比較例であり，（ａ）は写真画像，（ｂ）は前記（ａ）の写真画像をイメージ図にしたものである。図５（ｂ）及び図６（ｂ）の符号８は吐出ガス（気泡）のイメージを示す。

実施例は上方からガスが広く分布しながら吐出し，更に内孔面全体にガスによる皮膜がほぼ均一に形成されていることがわかる。これに対し比較例は，上方からのガスは極めて少なく主に下方段から吐出していることがわかる。そのため内孔面全体にはガスによる皮膜が形成されていないことがわかる。

更にこの水モデル実験によるノズル内孔内の通気分布，すなわちガスの流出ないし流動状態を直接測定して数値化した結果を，図７に示す。

この実験では，各ノズルのガス吐出口及び貫通孔の縦方向１０段を縦方向の１段ごとにガスを集めて，その段ごとのガス量を２段のグループごとに分類して流量を比較した。

図７の横（Ｘ）軸は，前記段のグループ （２段／グループ，下からの順番）を，縦（Ｙ）軸は，総ガス量を１００％（体積及び質量とも同じ）とするときの，ガスの割合を示す。（ａ）は実施例の結果，（ｂ）は比較例の結果である。実施例は上方から下方までほぼ同じ割合となって，均一な吐出量が得られていることがわかる。これに対し比較例は，上方からのガスは極めて少なく主に下方段から吐出していることがわかる。

なお，本実施例では段ごとの貫通孔及びガス吐出口のそれぞれの断面積を，ｙ＝０．６ｘの式で表される近似直線上にほぼ一致するように，漸次変化させたが，この定数（０．６）は固定的な値ではなく，均一な吐出を得るためには，この定数を個別のノズル形状（構造），材質等によって，最適化するように変動させることが必要である。

[実施例Ｂ]
実施例Ｂは，実操業に供した例を示す。

鋼種は，アルミナ等の付着と閉塞が問題となっているアルミキルド鋼で，約４５０分間鋳造した結果である。

供試料は，前記実施例Ａと同じであり，同一タンディッシュの排出口にそれぞれ１つずつ設置した。

試験後の試料は操業の都合（ノズル内孔に溶鋼が残留し凝固すること，その後ノズル内孔を酸素洗浄されノズルが解体されたこと等）により，付着自体を評価することはできなかった。そこで鋳造操業の間における背圧の変動の程度で評価した。

その結果を図８に示す。図８は横軸に連続鋳造のチャージ数（ｎチャージ目）を，縦軸はガスの背圧Ｐａを示す。操業においては，内孔面への付着程度が大きくなって閉塞傾向になると，内孔面に棒等を使用して機械的な衝撃・外力を加えてその付着物を除去する。この操作によって内孔面が損傷し，ガスの背圧低下を来す。そこで，このような背圧低下の程度が小さい方が内孔面でのアルミナ等の付着が小さいと評価することができる。

実施例（本発明ノズル）の背圧は殆ど一定の水準を保った。これに対し比較例（従来ノズル）は８チャージ目以降背圧が顕著に低下した。このように実操業においても本発明のノズルでのアルミナ付着低減効果が確認できた。

本発明は，タンディッシュの溶鋼排出に用いられる上ノズルのほか，同様のガス吐出機能を備えたオープンノズル，浸漬ノズル，及びタンディッシュ以外の容器から溶鋼を排出するノズル等にも適用することができる。

１ ノズル本体
２ ノズル内孔
３ 内孔面
４ ガス吐出口
５ 貫通孔
６ ガスプール
７ ノズルへのガス導入部
８ 吐出ガス（気泡）のイメージ
１１ ノズル

Claims (5)

1. 容器内の溶鋼を排出すると共に溶鋼内に不活性ガスを注入する機能を備えた注湯用ノズルであって，
   溶鋼が通過するノズル内孔の内孔面にガス吐出口を複数個備えており，
   前記ガス吐出口は，ノズル本体を貫通する貫通孔でガスプールと連通しており，
   当該注湯用ノズルの上方側に配置した貫通孔の，ガス流通方向に対して垂直方向の断面積（以下単に「断面積」という。）が，下方側に配置した貫通孔の断面積よりも大きいことを特徴とする，注湯用ノズル。
2. 前記ノズル内孔の溶鋼流下方向に垂直な方向の同一の断面上に複数個配置された貫通孔のうち一部の貫通孔の断面積が異なることを特徴とする，請求項１に記載の注湯用ノズル。
3. 前記複数個のガス吐出口が，前記ノズル内孔の縦方向中心を軸とする円周方向において不均一に配置されていることを特徴とする，請求項１又は請求項２に記載の注湯用ノズル。
4. 前記貫通孔の，ガス流通方向に対して垂直方向の断面形状の最短部の長さが，０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする，請求項１から請求項３のいずれかに記載の注湯用ノズル。
5. 前記貫通孔の，ガス流通方向に対して垂直方向の断面形状は，ノズル縦方向の高さが０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下で，ノズル横方向の長さが前記ノズル縦方向の高さよりも長い，長円状又は矩形状であることを特徴とする，請求項１から請求項４のいずれかに記載の注湯用ノズル。