JP2019535527A - 連続鋳造用ノズルのためのデフレクタ - Google Patents

Abstract

【解決手段】 連続鋳造用ノズルは底部にデフレクタを含み、このデフレクタは、開口端部から閉端部に亘り、デフレクタの縦軸に沿って延長する穴部と、前記穴部から前記デフレクタを貫通して前記デフレクタの外面に延長する一対の流出口とを有する。前記穴部の直径は、前記デフレクタの縦軸に沿って前記一対の流出口の上方で実質的に急激に減少し、それにより、前記デフレクタを通る流体流の一部が前記穴部の表面から引き離され、前記一対の流出口から排出される前に当該流体流が前記縦軸に向かって方向転換される。【選択図】 図１０

Description

本出願は、「Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｃａｓｔｉｎｇ Ｎｏｚｚｌｅ Ｔａｐｅｒｅｄ Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ Ｂｏｒｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｆｌｕｉｄ Ｆｌｏｗ」と題する、２０１６年１１月２３日付で出願された米国特許仮出願第６２／４２５，８００号に対して優先権を主張ものであり、当該特許仮出願の開示は、この参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

製鋼法において、連続鋳造法は、インゴット、スラブ、ブルーム（ｂｌｏｏｍｓ）、ビレット（ｂｉｌｌｅｔｓ）などの半製品の鋼形状品を製造するために用いられる。図１に示すように、通常の連続鋳造工程では、溶鋼（２）は取鍋（１２）に移送され、取鍋（１２）から保持槽またはタンディッシュに流される。次に、溶鋼（２）は、ノズル（２０）によって鋳型（１８）注入される。一部の連続鋳造法では、スライドゲートアセンブリ（１６）を選択的に開閉させることにより、溶鋼（２）の鋳型（１８）への注入を選択的に開始および停止する場合もある。

通常の連続鋳造用ノズル（２０）または浸漬ノズル（ＳＥＮ：ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｅｎｔｒｙ ｎｏｚｚｌｅ）を図２および３でより詳細に示す。例えば、ノズル（２０）は、ノズル（２０）の底部（Ｂ）の閉端部（２８）まで中心縦軸（Ａ）に沿って延長する穴部（２６）を有する。図２で最もよく分かるように、穴部（２６）は底部（Ｂ）において、ノズル（２０）の実質的に直線状の壁部によって形成され、この直線状の壁部は中心縦軸（Ａ）と実質的に平行であり、それにより、実質的に円筒状の外形状が形成される。次に、一対の流出口（ａ ｐａｉｒ ｏｆ ｐｏｒｔｓ）（２４）が、底部（Ｂ）の閉端部（２８）に近接しかつその上方に位置する、ノズル（２０）の対向側面を貫通して配設されてもよい。このように、溶鋼（２）はノズル（２０）の穴部（２６）を通って流動し、流出口（２４）から流出されて鋳型（１８）に流入する。

図４に示すように、スライドゲートアセンブリ（１６）が閉鎖位置から開放位置に移動して溶鋼（２）が鋳型（１８）に流入するにつれて、流入する溶鋼の乱流噴射（３）は、ノズル（２０）の穴部（２６）の壁部近傍を流動する。穴部（２６）の一方の側に沿って流動するこのような乱流噴射（３）は、穴部（２６）の底部（Ｂ）に到達すると渦巻流となり、ノズル（２０）の閉端部（２８）でウェル形状（ｗｅｌｌ ｓｈａｐｅ）に狭窄される。溶鋼（２）が２つの流出口（２４）から鋳型（１８）に排出されるとき、この渦巻流（３）により、乱流噴射（３）の本流は、互いに反対方向に向かう２つの流路（４）に分割される。溶鋼（２）が鋳型（１８）の表面に付着するのを防ぐため、通常、モールドパウダーまたはモールドフラックスなどの潤滑剤が鋳型（１８）の金属に添加される。

図４〜８に示すように、従来技術では、場合によっては、ノズル（２０）の流出口（２４）からの流路（４）は不均等で偏ったものとなり、鋳型（１８）の幅広面（１９）に向って下向きに導かれる。例えば、図示する実施形態では、流出口（２４）は、平面（Ｃ）に沿った縦軸から径方向外側に延びるように配置されている。溶鋼（２）が流出口（２４）から流出されると、溶鋼（２）の流路（４）は平面（Ｃ）からオフセットされる。このようにノズル（２０）から鋳型（１８）に向かう溶鋼（２）の流路（４）が不均等になると、長手方向の割れ目などの表面欠陥が生じる可能性がある。このような欠陥は、モールドフラックスの偏在や湾曲した上部表面における不均等な冷却によって生じる場合もある。潤滑が十分でない場合、溶鋼（２）が鋳型（１８）に直接接触することによって温度勾配が生じる結果となる。このような温度勾配によって、凝固しつつある鋼殻にさらなる熱応力が加わる可能性がある。また、これにより、包晶鋼種（ｐｅｒｉｔｅｃｔｉｃ ｓｔｅｅｌ ｇｒａｄｅｓ）において、包晶相変態によって起こる鋼殻の収縮がさらに進行することとなる。

さらに、鋳型（１８）内の流路（４）が全体的に不均等になると、液体モールドパウダーの巻き込みおよび／または不均等な熱伝導が起こる可能性がある。ノズル（２０）が溶鋼（２）中の異物粒子のクラスターによって詰まり始めると、流路（４）はさらに不均等となる。このような異物粒子がノズル（２０）の本体部の異なる区画部に凝集および付着することによってノズル（２０）本来の内部幾何学形状が変形し、鋳型（１８）内の流路（４）が変化する可能性がある。したがって、ノズル（２０）に一定量の詰まりが生じた場合、ノズル（２０）を交換する必要がある。連続工程中にノズル（２０）の交換が頻繁になると、新しいノズル（２０）が再び定常状態に達するまでに鋳型（１８）内の流路（４）が変化するため、鋼の品質が劣化する。このように流路（４）が不均等になることによって鋳型（１８）の一方の側ともう一方の側における溶融率が変動して不安定になることを考慮すると、鋳型操作者が手動でモールドパウダーを供給することが必要となる。

したがって、鋳型内により均等な溶鋼流路を生成する連続鋳造用ノズルを提供する必要がある。

連続鋳造用ノズルの底部にデフレクタ（ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）が提供され、当該デフレクタは、溶鋼をノズルの穴部の中心部に向かって方向転換させることで流体流を改善する。これにより、モールドパウダーの巻き込みに起因する重ね塗りの回数、ノズルの詰まり、ノズルの交換、鋳型の表面欠陥、スラブに対する溶削の実施、作業の中断、および／または手動によるモールドパウダーの供給が減少する。したがって、このような連続鋳造用ノズルにより、コストが削減される一方で、成形鋼の品質および連続鋳造工程の効率が改善される。

本発明は、添付図面とともに解釈される以下の特定の実施例の記載からよりよく理解されると考えられる。図面中、同様の参照番号は、同様の要素を特定する。
図１は、連続鋳造工程の概略図を示す。 図２は、図１の連続鋳造工程における従来技術の連続鋳造用ノズルの側面断面図である。 図３は、図２に示す従来技術のノズルの正面断面図である。 図４は、溶鋼が図２に示す従来技術のノズル内を流動し鋳型内に流入することによって形成される流路の側面図である。 図５は、図４に示す従来技術の流路の正面図である。 図６は、図４に示す従来技術の流路の正面図である。 図７は、図４に示す従来技術の流路の側面図である。 図８は、図４に示す従来技術の流路の底面図である。 図９は、図１の連続鋳造工程に使用される別の連続鋳造用ノズルの底部の側面図である。 図１０は、図９のノズルの正面図である。 図１１は、図９のノズルの流出口を示す、ノズルの一部側面図である。 図１２は、１２−１２線による図９のノズルの断面図である。 図１３は、１３−１３線による図９のノズルの断面図である。 図１４は、溶鋼が図９のノズル内を流動し鋳型内に流入することによって形成される流路の側面図である。 図１５は、図１４に示す流路の正面図である。 図１６は、図１４に示す流路の正面図である。 図１７は、図１４に示す流路の側面図である。 図１８は、図１４に示す流路の底面図である。 図１９は、図１の連続鋳造工程に使用される別の連続鋳造用ノズルの底部の斜視図である。 図２０は、図１９のノズルの正面断面図である。 図２１は、図１９のノズルの平面図である。 図２２は、２２−２２線による図１９のノズルの断面図である。 図２０は、図１９のノズルの側面断面図である。 図２４は、図２３の円２４による図１９のノズルの一部側面図である。

本図面は、決して限定することを意図するものではなく、本開示の様々な実施形態は、必ずしも図面に記載されていないものを含む様々な他の方法で実施することができると考えられる。本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付の図面は、本開示のいくつかの態様を示し、本明細書の記載と共に本開示の原理および概念を説明する役割を果たす。しかしながら、本開示は、図示される正確な配置に限定されないことが理解される。

本開示の以下の記載および実施形態は、本開示の範囲を限定するために使用されるべきではない。本開示の他の例、特徴、観点、実施形態、および利点は、以下の記載から当業者に明らかになると考えられる。理解されるように、本開示は、本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書で具体的に考察された例示的な実施形態とは別の代替実施形態を考慮することができる。したがって、本図面および記載は、本質的に例示と見なされるべきであり、限定と見なされるべきではない。

図９〜１３は、上記で説明した連続鋳造工程（１０）における分岐した連続鋳造用ノズル（２０）の底部（Ｂ）に組み込むことができる改良されたデフレクタ（ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）（１２０）の１実施形態を示す。このデフレクタ（１２０）は、溶鋼（２）をノズル（２０）の穴部（１２６）の中心部に方向転換することにより、連続鋳造用鋳型（１８）内の溶鋼（２）の流体流を改善するように構成されている。図９を参照すると、デフレクタ（１２０）は、縦軸（Ａ）に沿って当該デフレクタを通って延長する穴部（１２６）を有し、この穴部（１２６）は、上部（１２７）と下部（１２９）とを有する。図示する実施形態では、穴部（１２６）の上部（１２７）は、穴部（１２６）の下部（１２９）よりも大きい直径を有するため、上部と下部（１２７、１２９）との間に、穴部（１２６）の内側に向かって段状に突出する棚部（ｓｈｅｌｆ）（１２３）が形成される。この棚部（１２３）により穴部（１２６）の直径は実質的に急激に減少するが、この直径の減少は、穴部（１２６）内を通る流体流の一部を実質的に急激に減少した直径の部分において、当該穴部の１若しくはそれ以上の壁部（１２１、１２２）から引き離し、デフレクタ（１２０）の縦軸（Ａ）に向かう中心部の方向に方向転換させるのに十分なものである。当業者であれば、本明細書の教示に基づいて、さらに他の好適な棚部（１２３）の構成が明らかであると考えられる。図示した実施形態の穴部（１２６）は、さらに、その底部に閉端部（１２８）を有する。図１０に示すように、一対の流出口（１２４）が、デフレクタ（１２０）の穴部（１２６）の対向する側壁部（１２２）上において、閉端部（１２８）に近接しかつ上方の位置に配設されている。一対の流出口（１２４）の各流出口は、穴部（１２６）からデフレクタ（１２０）の外面に延びる。

図示した実施形態において、穴部（１２６）は、第１の一対の壁部（１２１）と、第２の一対の側壁部（１２２）を有し、第１の一対の壁部（１２１）の各壁部（１２１）は、第２の一対の側壁部（１２２）の各側壁部（１２２）を横切る方向に位置する。図９で最もよく分かるように、第１の一対の壁部（１２１）の各壁部（１２１）は、穴部（１２６）の下部（１２９）において、棚部（１２３）から閉端部（１２８）に亘り、縦軸（Ａ）の方向である内側に向かってテーパー状になっている。すなわち、壁部（１２１）は、図１２に示す弓形状から図１３に示す実質的に平坦形状にテーパー状になっているため、棚部（１２３）における表面（１２３ｂ）から閉端部（１２８）における表面（１２８ｂ）に向かってデフレクタ（１２０）の壁部（１２１）の厚さは増加する。棚部（１２３）は、側壁部（１２２）よりも壁部（１２１）において、内側に向かうより大きな段部（ｓｔｅｐ）を有する。図１０を参照すると、側壁部（１２２）は弓形状を形成し、棚部（１２３）から閉端部（１２８）に亘って縦軸（Ａ）と実質的に平行である。したがって、図１２、１３に示すように、側壁部（１２２）はテーパー状にはなっておらず、棚部（１２３）における表面（１２３ａ）から閉端部（１２８）における表面（１２８ａ）に亘って均一の厚さで形成されている。このように、穴部（１２６）は、上部（１２７）における略円形状から下部（１２９）の頂部における略楕円形状を経て、下部（１２９）の底部における長方形形状に変化するが、他の任意の好適な形状を用いることができる。

これらの側壁部（１２２）は、各側壁部（１２２）上に対向する流出口（１２４）を有する。各流出口（１２４）は、平面（Ｃ）に沿った縦軸（Ａ）から径方向外側に延びるように配置されている。図１１を参照すると、各流出口（１２４）は、実質的に矩形状の開口部を有するが、他の任意の好適な形状を用いることができる。各流出口（１２４）は、約６５ｍｍの幅および約６５ｍｍの長さを有するが、他の任意の好適な寸法を用いることができる。図１０で最もよく分かるように、少なくとも１つのフィレット（１２５）が側壁部（１２２）の各流出口（１２４）の上方に配置され、側壁部（１２２）と各流出口（１２４）との間に曲面を形成する。また、流出口（１２４）の壁部は、デフレクタ（１２０）の厚さを貫通して下向きに角度をなしていてもよい。この角度は、閉端部（１２８）に対して約１５°であってもよいが、他の任意の好適な角度を用いることができる。当業者であれば、本明細書の教示に基づいて、さらに他の好適なデフレクタ（１２０）の構成が明らかであると考えられる。

したがって、デフレクタ（１２０）は、連続鋳造用ノズル（２０）の底部に配置、かつ鋳型（１８）内において溶鋼（２）の湯面よりも下に配置することができる。これにより、溶鋼（２）はデフレクタ（１２０）を通って流動し、流出口（１２４）から流出されて鋳型（１８）に流入する。図１４を参照すると、スライドゲートアセンブリ（１６）が閉鎖位置から開放位置に移動して溶鋼（２）が鋳型（１８）に流入するにつれて、流入する溶鋼の乱流噴射（３）は、ノズル（２０）の穴部（２６）の壁部近傍を流動する。次に、デフレクタ（１２０）は、溶鋼噴射（３）が流出口（１２４）を通して排出される前に、少なくとも溶鋼噴射（３）の一部を縦軸（Ａ）に沿った穴部（１２６）の中心部に向かって方向転換させることができる。例えば、デフレクタ（１２０）の内部の棚部（１２３）によって溶鋼噴射（３）の流れが中断され、少なくとも溶鋼噴射（３）の一部が穴部（１２６）の壁部から引き離され、デフレクタ（１２０）の縦軸（Ａ）に向かう中心部の方向に方向転換される。棚部（１２３）において、壁部（１２１）に設けられたより高い段部は、流出口（１２４）の上方にある、側壁部（１２２）に設けられたより低い段部と比べると、当該壁部（１２１）に沿ってより中心部に向う方向に溶鋼噴射（３）を方向転換させることができる。流出口（１２４）と平行に配置された側壁部（１２２）に設けられた、穴部（１２６）内のこのより小さい非連続部により、溶鋼（２）が流出口（１２４）の上方の穴部（１２６）の側壁部（１２２）から突然分離されるのを防ぐことができる。溶鋼噴射（３）が穴部（１２６）の閉端部（１２８）に到達すると、溶鋼噴射（３）内に渦巻流が生じ、溶鋼（２）が２つの流出口（１２４）から鋳型（１８）に排出されるとき、この渦巻流により溶鋼（２）は、反対方向に向かう２つの流路（４）に分割される。

流出口（１２４）の上方に配置されたフィレット（１２５）により、穴部（１２６）を垂直方向に流動する溶鋼噴射（３）が、流出口（１２４）から排出される溶鋼の流路（４）へと移行する、溶鋼（２）の滑らかな移行が提供される。このような溶鋼（２）の滑らかな移行によって、ノズルの詰まりを減少させることができる。さらに、デフレクタ（１２０）内の壁部（１２１）に沿って穴部（１２６）の底部に延びるテイパー形状により、溶鋼噴射（３）をウェル状底部の中心線の方向に方向付ける推進力が増加する。このように、より大きな棚部（１２３）および／またはテイパー状の壁部（１２１）により、溶鋼噴射（３）は、流出口（１２４）を横切る方向に位置する壁部（１２１）から引き離され、かつ当該壁部（１２１）に沿いながら中心部に向かって方向転換される。一方、より小さな棚部（１２３）および／または実質的に直壁である側壁部（１２２）により、流出口（１２４）の上方でより少量の溶鋼噴射（３）が引き離され、かつ中心部に向かって方向転換される。これにより、フィレット（１２５）によって、流出口から排出された溶鋼噴射（３）を、流出口（１２４）と整合する平面（Ｃ）に沿って移行させることが可能となるため、溶鋼噴射（３）の流路（４）は、鋳型（１８）の幅広面（１９）ではなく、狭面（１７）に衝突する。このように排出された溶鋼（２）を方向転換することによって、図１５〜１８に示すように、鋳型（１８）の体積全体において著しく非対称的な流れを防ぐことが可能となり、デフレクタ（１２０）から排出される溶鋼噴射（３）の流路（４）は、より対称的になる。流路（４）がより対称的になることにより、湾曲した上部表面においてより均一的な温度分布を維持することができ、それにより、鋳型（１８）の内部のより均一的な潤滑が促進される。

図１５で最もよく分かるように、流路（４）の本流は平面（Ｃ）に沿って下向きかつ鋳型（１８）の狭面に向かって流動し、流路（４）の派生流は平面（Ｃ）に沿って上向きかつ本流と反対の方向に流動する。デフレクタ（１２０）の形状により、流路（４）の派生流の上方ループ（ｕｐｐｅｒ ｌｏｏｐ）の推進力が増加し、より望ましい流れ模様が作られる。このように、デフレクタ（１２０）よってより望ましい溶鋼（２）の流路（４）が形成されることで、モールドパウダーの巻き込みに起因する重ね塗りの回数が減少し、鋳型（１８）内に偏った流れを生じさせるノズルの詰まりが減少し、不均等で偏った流れを生じさせるノズル（２０）の交換回数が減少し、鋳型（１８）の表面欠陥が減少し、スラブに対する溶削の実施が減少し、連続鋳造工程（１０）の中断が減少し、および／または鋳型（１８）内への手動によるモールドパウダーの供給が減少する。このように、デフレクタ（１２０）によって、コストが削減される一方で、成形鋼の品質および連続鋳造工程の効率が改善される。当業者であれば、本明細書の教示に基づいて、さらに他の好適なデフレクタ（１２０）の構成および／または流路（４）が明らかであると考えられる。

例えば、別の実施形態であるデフレクタ（２２０）を図１９〜２４に示す。デフレクタ（２２０）は、棚部（１２３）の代わりに傾斜壁部（２２３）を有することを除いて、上記で説明したデフレクタ（１２０）と類似している。図１９を参照すると、デフレクタ（２２０）は、縦軸（Ａ）に沿って当該デフレクタの中心部を通って延長する穴部（２２６）を有し、この穴部（２２６）は、上部（２２７）と下部（２２９）とを有する。図示する実施形態では、穴部（２２６）の上部（２２７）は、壁部（２２１）に沿って穴部（２２６）の下部（２２９）よりも大きい直径を有する。図１９および図２３で最もよく分かるように、傾斜壁部（２２３）は、上部と下部（２２７、２２９）との間に配置され、穴部（２２６）の壁部（２２１）に沿って穴部（２２６）内部で内側に向かって傾斜している。傾斜壁部（２２３）により穴部（２２６）の直径は実質的に急激に減少するが、この直径の減少は、穴部（２２６）内を通る流体流の一部を実質的に急激に減少した直径の部分において、当該穴部の１若しくはそれ以上の壁部（２２１、２２２）から引き離し、デフレクタ（２２０）の縦軸（Ａ）に向かう中心部の方向に方向転換させるのに十分なものである。穴部（２２６）は、さらに、その底部に閉端部（１２８）を有する。図１９に示すように、一対の流出口（２２４）が、デフレクタ（２２０）の穴部（２２６）の対向する側壁部（２２２）上において、閉端部（１２８）に近接しかつ上方の位置に配設されている。一対の流出口（２２４）の各流出口（２２４）は、平面（Ｃ）に沿って穴部（２２６）からデフレクタ（２２０）の外面に延びる。

図２３で最もよく分かるように、側壁部（２２２）を横切る方向に位置する穴部（２２６）の壁部（２２１）は、穴部（２２６）の下部（２２９）において、傾斜壁部（２２３）から閉端部（１２８）に亘り、上記で説明したデフレクタ（１２０）のようにテーパー状になっている代わりに、縦軸（Ａ）に沿って実質的に平行である。したがって、図２１および図２２に示すように、壁部（２２１）は、実質的に均一的な平坦面を有するため、傾斜壁部（２２３）から閉端部（１２８）に亘るデフレクタ（２２０）の厚さは実質的に一定である。図２０〜２２を参照すると、側壁部（２２２）は弓形状を形成し、また、縦軸（Ａ）に沿って実質的に平行であり、これによってデフレクタ（２２０）に均一的な厚さが形成される。側壁部（２２２）は傾斜壁部を有さず、実質的に直壁であり、穴部（２２６）の上部（２２７）および下部（２２９）は、側壁部（２２２）に沿って実質的に同一の直径を有する。したがって、穴部（２２６）は、上部（２２７）から下部（２２９）に亘って、略円形の外形状から長方形の外形状に変化するが、他の任意の好適な形状を用いることができる。一部の実施形態では、上部（２２７）は約７８ｍｍの円径を有してもよく、下部（２２９）は約７８ｍｍの長さおよび約４６ｍｍの幅を有してもよいが、他の任意の好適な寸法を用いることができる。さらに、下部（２２９）は約３８２ｍｍの長さを有してもよいが、他の任意の好適な長さを用いることができる。

図２４に示すように、側壁部（２２２）は、対向する流出口（２２４）を有する。図示する実施形態では、各流出口（２２４）は実質的に長方形の開口部を有するが、他の任意の好適な形状を用いることができる。各流出口（２２４）は約５５ｍｍの幅および約７８ｍｍの長さ有してもよいが、他の任意の好適な寸法を用いることができる。図２０で最もよく分かるように、少なくとも１つのフィレット（２２５）が側壁部（２２２）の各流出口（２２４）の上方に配置され、側壁部（２２２）と各流出口（２２４）との間に曲面を形成する。また、流出口（２２４）の壁部は、デフレクタ（２２０）の厚さを貫通して下向きに角度をなしていてもよい。この角度は、閉端部（２２８）に対して約１５°の角度（α）であってもよいが、他の任意の好適な角度を用いることができる。図示する実施形態では、流出口（２２４）の底部は閉端部（２２８）から約１３ｍｍの位置に配置されているが、他の任意の好適な配置位置を用いることができる。当業者であれば、本明細書の教示に基づいて、さらに他の好適なデフレクタ（２２０）の構成が明らかであると考えられる。

したがって、デフレクタ（２２０）は、連続鋳造用ノズル（２０）の底部に配置、かつ鋳型（１８）内において溶鋼（２）の湯面よりも下に配置することができる。これにより、溶鋼（２）はデフレクタ（２２０）を通って流動し、流出口（２２４）から流出されて鋳型（１８）に流入する。デフレクタ（２２０）は、溶鋼噴射（３）が流出口（２２４）を通して排出される前に、少なくとも溶鋼噴射（３）の一部を縦軸（Ａ）に沿った穴部（２２６）の中心部に向かって方向転換させることができる。例えば、デフレクタ（２２０）の内部の側壁部（２２２）によって溶鋼噴射（３）の流れが中断され、少なくとも溶鋼噴射（３）の一部が穴部（２２６）の壁部から引き離され、中心部に向かって方向転換される。流出口（１２４）と平行に配置された側壁部（２２２）の実質的に直線的な形状により、溶鋼（２）がこれらの側壁部（２２２）から突然分離されるのを防ぐことができる。溶鋼噴射（３）は、穴部（２２６）の閉端部（２２８）に到達すると、溶鋼噴射（３）内に渦巻流が生じ、溶鋼（２）が２つの流出口（２２４）から鋳型（１８）に排出されるとき、この渦巻流により溶鋼（２）は、反対方向に向かう２つの流路（４）に分割される。

流出口（２２４）の上方に配置されたフィレット（２２５）により、穴部（２２６）を垂直方向に流動する溶鋼噴射（３）が、流出口（２２４）から排出される溶鋼の流路（４）へと移行する、溶鋼（２）の滑らかな移行が提供される。このような滑らかな移行によって、ノズルの詰まりを減少させることができる。さらに、デフレクタ（２２０）内の側壁部（２２２）間の直径に比べてより小さい壁部（１２１）間の直径により、溶鋼噴射（３）をウェル状底部の中心線の方向に方向付ける推進力が増加する。このように、傾斜壁部（２２３）および／または壁部（２２１）間のより小さい直径により、溶鋼噴射（３）は、流出口（２２４）を横切る方向に位置する壁部（２２１）から引き離され、かつ当該壁部（２２１）に沿いながら中心部に向かって方向転換される。一方、傾斜壁部（２２３）および／またはより大きな直径を有さない、実質的に直壁である側壁部（１２２）により、流出口（２２４）の上方でより少量の溶鋼噴射（３）が引き離され、かつ中心部に向かって方向転換される。これにより、フィレット（２２５）によって、溶鋼噴射（３）の流路（４）が流出口（２２４）によって画定された平面（Ｃ）に沿って導かれ、鋳型（１８）の幅広面（１９）ではなく、狭面（１７）に衝突するように、流出口から排出された溶鋼噴射（３）を移行させることが可能となる。このように排出された溶鋼（２）を方向転換することによって、鋳型（１８）の体積全体において著しく非対称的な流れを防ぐことが可能となり、デフレクタ（２２０）から排出される溶鋼噴射（３）の流路（４）は、より対称的になり、および／または流路（４）の上方ループの推進力が増加し、鋳型（１８）に流入する溶鋼（２）のより望ましい流れが提供される。当業者であれば、本明細書の教示に基づいて、さらに他の好適なデフレクタ（２２０）の構成が明らかであると考えられる。

１実施形態において、連続鋳造用ノズルは底部にデフレクタを有する。前記デフレクタは、開口端部から閉端部に亘り、前記デフレクタの縦軸に沿って延長する穴部を有する。前記穴部は、第１の一対の壁部と、当該第１の一対の壁部を横切る方向に位置する第２の一対の壁部とを有する。一対の流出口が前記穴部から前記デフレクタを貫通して前記デフレクタの外面に延長する。前記穴部の前記第１の一対の壁部間における幅は、前記穴部の上部と下部との間において実質的に急激に減少する。前記一対の流出口の各流出口は、前記第２の一対の壁部の対向する壁部に配置される。前記一対の流出口は、前記穴部の前記閉端部に近接しかつその上方に配置される。前記第２の一対の壁部の各壁部は、各流出口の上方に配置され、各壁部と各流出口との間に曲面を形成する少なくとも１つのフィレットを有する。前記一対の流出口の各流出口は、前記第１の一対の壁部と実質的に平行な平面に沿って延長するものであり、当該平面に沿った前記デフレクタの縦軸に対して下向きに角度をなす。前記第１の一対の壁部の各壁部は、前記穴部の前記上部と前記下部との間において前記デフレクタの縦軸を横切る方向に設けられた棚部を有し、これにより、前記第１の一対の壁部の各壁部は、当該縦軸に向かって内側に段状に突出する。前記第１の一対の壁部の各壁部は、前記棚部から前記穴部の前記閉端部に亘って、前記縦軸の方向に内側に向かってテーパー状になっている。前記第２の一対の壁部の各壁部は、前記デフレクタの縦軸を横切る方向に設けられた棚部を有し、これにより、前記第２の一対の壁部の各壁部は、当該縦軸に向かって内側に段状に突出するものであり、前記第２の一対の壁部間の前記棚部の厚さは前記第１の一対の壁部間の前記棚部の厚さより小さい。前記第１の一対の壁部の各壁部は、前記上部における弓形状面と、前記下部における平坦面とを有する。前記第１の一対の壁部の各壁部は、前記上部と前記下部との間に傾斜部を有し、これにより、前記デフレクタの縦軸に向かって内側に傾斜する。前記第１の一対の壁部の各壁部は、前記傾斜部から前記穴部の前記閉端部に亘って、前記デフレクタの縦軸と実質的に平行である。前記第２の一対の壁部の各壁部は、均一な弓形状面を有する。

別の実施形態において、連続鋳造用ノズルは底部にデフレクタを有する。前記デフレクタは、開口端部から閉端部に亘り、前記デフレクタの縦軸に沿って延長する穴部を有する。一対の流出口が前記穴部から前記デフレクタを貫通して前記デフレクタの外面に延長する。前記穴部の直径は、前記デフレクタの縦軸に沿って前記一対の流出口の上方で実質的に急激に減少するものであり、それにより、前記デフレクタを通る流体流の一部が前記穴部の表面から引き離され、前記一対の流出口から排出される前に当該流体流が前記縦軸に向かって方向転換される。

ノズルを通して流体を連続鋳造用鋳型内に導入する方法であって、前記ノズルは、開口端部から閉端部に亘り、縦軸に沿って延長する穴部と、前記穴部から前記ノズルを貫通して前記ノズルの閉端部上方の外面に延長する一対の流出口とを有し、この方法は、前記鋳型内に前記ノズルの底部を配置する工程と、前記穴部の縦軸から前記流体の流路がオフセットするように前記ノズルの開口端部に流体を流入する工程と、前記流体の流路の少なくとも一部が前記穴部の表面から引き離されるように前記穴部を通る前記流体の流路を前記穴部の縦軸に向かって方向転換する工程と、前記一対の流出口を通して前記流体を前記鋳型内に分注する工程とを有する。前記ノズルは、前記一対の流出口の各流出口の上方に配置され、曲面を有する少なくとも１つのフィレットを有し、これにより、前記流体の流路が、前記ノズルの縦軸に沿った垂直方向から、前記ノズルの縦軸を横切る方向に設けられた前記一対の流出口を通る外側の方向に滑らかに移行する。前記一対の流出口は、各流出口の中心部分が所定の平面に沿って延長するように当該平面と整合しているものであり、前記流体は、前記一対の流出口から前記鋳型に分注される際に当該平面に沿って外側に導かれる。前記流体は、前記鋳型の狭面に向かって導かれる。前記一対の流出口の第１の流出口を通して分注される前記流体の流路と、前記一対の流出口の第２の流出口を通して分注される前記流体の流路は実質的に対称的である。前記一対の流出口の各流出口から分注される前記流体の流路の本流は、前記ノズルから外側下向きに導かれるものであり、前記一対の流出口の各流出口から分注される前記流体の流路の派生流は、前記ノズルから外側上向きに方向付けられて上方ループを形成する。前記穴部の直径は実質的に急激に減少し、それにより、前記流体の流路の少なくとも一部が前記穴部の表面から引き離される。前記ノズルの縦軸に向かう流量は、前記穴部の前記一対の流出口を有する表面を横切る方向に位置する前記穴部の表面に沿って増加する。

本発明の様々な実施形態を示しかつ記載してきたが、本明細書に記載の方法およびシステムのさらなる適用は、本発明の範囲から逸脱することなく、当業者による適切な変更形態によって達成することができる。そのような潜在的な変更形態のいくつかが言及されており、他の形態は当業者にとって明らかであろう。例えば、上述の例、実施形態、幾何学的形状、材料、寸法、比率、および工程などは、例示的なものであり、必須ではない。したがって、本発明の範囲は、本明細書に記載の任意の請求項の観点から考慮されるべきであり、本明細書および図面に示されかつ記載された構造および作用の詳細に限定されるものではないと理解される。

したがって、鋳型内により均等な溶鋼流路を生成する連続鋳造用ノズルを提供する必要がある。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある（国際出願日以降国際段階で引用された文献を含む）。
（先行技術文献）
（特許文献）
（特許文献１） 米国特許第６，６７５，９９６号明細書
（特許文献２） 国際公開第０１／１７７１５号
（特許文献３） 英国特許出願公開第２４４４８０５号明細書

したがって、デフレクタ（１２０）は、連続鋳造用ノズル（２０）の底部に配置、かつ鋳型（１８）内において溶鋼（２）の湯面よりも下に配置することができる。これにより、溶鋼（２）はデフレクタ（１２０）を通って流動し、流出口（１２４）から流出されて鋳型（１８）に流入する。図１４を参照すると、スライドゲートアセンブリ（１６）が閉鎖位置から開放位置に移動して溶鋼（２）が鋳型（１８）に流入するにつれて、流入する溶鋼の乱流噴射（３）は、ノズル（２０）の穴部（２６）の壁部近傍を流動する。次に、デフレクタ（１２０）は、溶鋼噴射（３）が流出口（１２４）を通して排出される前に、少なくとも溶鋼噴射（３）の一部を縦軸（Ａ）に沿った穴部（１２６）の中心部に向かって方向転換させることができる。例えば、デフレクタ（１２０）の内部の棚部（１２３）によって溶鋼噴射（３）の流れが中断され、少なくとも溶鋼噴射（３）の一部が穴部（１２６）の壁部から引き離され、デフレクタ（１２０）の縦軸（Ａ）に向かう中心部の方向に方向転換される。棚部（１２３）において、壁部（１２１）に設けられたより大きな段部は、流出口（１２４）の上方にある、側壁部（１２２）に設けられたより小さな段部と比べると、当該壁部（１２１）に沿ってより中心部に向う方向に溶鋼噴射（３）を方向転換させることができる。流出口（１２４）と平行に配置された側壁部（１２２）に設けられた、穴部（１２６）内のこのより小さい非連続部により、溶鋼（２）が流出口（１２４）の上方の穴部（１２６）の側壁部（１２２）から突然分離されるのを防ぐことができる。溶鋼噴射（３）が穴部（１２６）の閉端部（１２８）に到達すると、溶鋼噴射（３）内に渦巻流が生じ、溶鋼（２）が２つの流出口（１２４）から鋳型（１８）に排出されるとき、この渦巻流により溶鋼（２）は、反対方向に向かう２つの流路（４）に分割される。

Claims (20)

1. 底部にデフレクタを有する連続鋳造用ノズルであって、前記デフレクタは、
   開口端部から閉端部に亘り、前記デフレクタの縦軸に沿って延長する穴部であって、第１の一対の壁部と第２の一対の壁部とを有し、当該第１の一対の壁部の各壁部は、当該第２の一対の壁部の各壁部を横切る方向に位置するものである、前記穴部と、
   前記穴部から前記デフレクタを貫通して前記デフレクタの外面に延長する一対の流出口と
   を有し、
   前記穴部の前記第１の一対の壁部間における幅は、前記穴部の上部と下部との間において実質的に急激に減少するものであり、
   前記一対の流出口の各流出口は、前記第２の一対の壁部の対向する壁部に配置されるものである、
   ノズル。
2. 請求項１記載のノズルおいて、前記一対の流出口は、前記穴部の前記閉端部に近接しかつその上方に配置されるものである、ノズル。
3. 請求項１記載のデフレクタにおいて、前記第２の一対の壁部の各壁部は、各流出口の上方に配置され、各壁部と各流出口との間に曲面を形成する少なくとも１つのフィレットを有するものである、デフレクタ。
4. 請求項１記載のデフレクタにおいて、前記一対の流出口の各流出口は、前記第１の一対の壁部と実質的に平行な平面に沿って延長するものであり、当該平面に沿った前記デフレクタの縦軸に対して下向きに角度をなすものである、デフレクタ。
5. 請求項１記載のノズルにおいて、前記第１の一対の壁部の各壁部は、前記穴部の前記上部と前記下部との間において前記デフレクタの縦軸を横切る方向に設けられた棚部を有し、これにより、前記第１の一対の壁部の各壁部は、当該縦軸に向かって内側に段状に突出するものである、ノズル。
6. 請求項５記載のノズルにおいて、前記第１の一対の壁部の各壁部は、前記棚部から前記穴部の前記閉端部に亘って、前記縦軸の方向に内側に向かってテーパー状になっているものである、ノズル。
7. 請求項５記載のノズルにおいて、前記第２の一対の壁部の各壁部は、前記デフレクタの縦軸を横切る方向に設けられた棚部を有し、これにより、前記第２の一対の壁部の各壁部は、当該縦軸に向かって内側に段状に突出するものであり、前記第２の一対の壁部間の前記棚部の厚さは前記第１の一対の壁部間の前記棚部の厚さより小さいものである、ノズル。
8. 請求項１記載のノズルにおいて、前記第１の一対の壁部の各壁部は、前記上部における弓形状面と、前記下部における平坦面とを有するものである、ノズル。
9. 請求項１記載のノズルにおいて、前記第１の一対の壁部の各壁部は、前記上部と前記下部との間に傾斜部を有し、これにより、前記デフレクタの縦軸に向かって内側に傾斜するものである、ノズル。
10. 請求項９記載のノズルにおいて、前記第１の一対の壁部の各壁部は、前記傾斜部から前記穴部の前記閉端部に亘って、前記デフレクタの縦軸と実質的に平行である、ノズル。
11. 請求項１記載のノズルにおいて、前記第２の一対の壁部の各壁部は、均一な弓形状面を有するものである、ノズル。
12. 底部にデフレクタを有する連続鋳造用ノズルであって、前記デフレクタは、
    開口端部から閉端部に亘り、前記デフレクタの縦軸に沿って延長する穴部と、
    前記穴部から前記デフレクタを貫通して前記デフレクタの外面に延長する一対の流出口と
    を有し、
    前記穴部の直径は、前記デフレクタの縦軸に沿って前記一対の流出口の上方で実質的に急激に減少するものであり、それにより、前記デフレクタを通る流体流の一部が前記穴部の表面から引き離され、前記一対の流出口から排出される前に当該流体流が前記縦軸に向かって方向転換されるものである、
    ノズル。
13. ノズルを通して流体を連続鋳造用鋳型内に導入する方法であって、前記ノズルは、開口端部から閉端部に亘り、縦軸に沿って延長する穴部と、前記穴部から前記ノズルを貫通して前記ノズルの閉端部上方の外面に延長する一対の流出口とを有し、この方法は、
    前記鋳型内に前記ノズルの底部を配置する工程と、
    前記穴部の縦軸から前記流体の流路がオフセットするように前記ノズルの開口端部に流体を流入する工程と、
    前記流体の流路の少なくとも一部が前記穴部の表面から引き離されるように前記穴部を通る前記流体の流路を前記穴部の縦軸に向かって方向転換する工程と、
    前記一対の流出口を通して前記流体を前記鋳型内に分注する工程と
    を有する方法。
14. 請求項１３記載の方法において、前記ノズルは、前記一対の流出口の各流出口の上方に配置され、曲面を有する少なくとも１つのフィレットを有し、これにより、前記流体の流路が、前記ノズルの縦軸に沿った垂直方向から、前記ノズルの縦軸を横切る方向に設けられた前記一対の流出口を通る外側の方向に滑らかに移行するものである、方法。
15. 請求項１３記載の方法において、前記一対の流出口は、各流出口の中心部分が所定の平面に沿って延長するように当該平面と整合しているものであり、前記流体は、前記一対の流出口から前記鋳型に分注される際に当該平面に沿って外側に導かれるものである、方法。
16. 請求項１５記載の方法において、前記流体は、前記鋳型の狭面に向かって導かれるものである、方法。
17. 請求項１３記載の方法において、前記一対の流出口の第１の流出口を通して分注される前記流体の流路と、前記一対の流出口の第２の流出口を通して分注される前記流体の流路は実質的に対称的である、方法。
18. 請求項１３記載の方法において、前記一対の流出口の各流出口から分注される前記流体の流路の本流は、前記ノズルから外側下向きに導かれるものであり、前記一対の流出口の各流出口から分注される前記流体の流路の派生流は、前記ノズルから外側上向きに方向付けられて上方ループを形成するものである、方法。
19. 請求項１３記載の方法において、前記穴部の直径は実質的に急激に減少するものであり、それにより、前記流体の流路の少なくとも一部が前記穴部の表面から引き離されるものである、方法。
20. 請求項１３記載の方法において、前記ノズルの縦軸に向かう流量は、前記穴部の前記一対の流出口を有する表面を横切る方向に位置する前記穴部の表面に沿って増加するものである、方法。

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