JPH02190441A

JPH02190441A - 溶鋼へのショットの添加方法および装置

Info

Publication number: JPH02190441A
Application number: JP1246240A
Authority: JP
Inventors: Mark A Hubbard; マーク　エイ．ハバード
Original assignee: INLAND STEEL IND Inc; Inland Steel Co
Current assignee: INLAND STEEL IND Inc; Inland Steel Co
Priority date: 1989-01-13
Filing date: 1989-09-20
Publication date: 1990-07-26
Also published as: DE68908547D1; AU3673889A; DE68908547T2; ZA894825B; AU609688B2; CA1333527C; US4863684A; ES2042885T3; EP0378744B1; BR8903269A; EP0378744A1; MX166041B

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、一般に固体合金成分を溶融金属に添加する方
法および装置に関するものであり。

より具体的には、上部容器から下部容器に流下する溶融
金属ストリームへの固体粒子合金成分の添加に関する。

（従来技術及び発明が解決しようとする課題）ショット
等の固体粒子状の合金成分を、取鍋等の上部容器から、
連続鋳造装置で用いるタンデイツシュ等の下部容器に流
下する溶融金属ストリームに添加することが望ましいこ
とがしばしばある。合金成分を流下する溶融金属ストリ
ームに添加することが望ましいのは、これによって溶鋼
等の溶融金属への合金成分の混合が促進されるからであ
る。

さらに、ショツト粒子として合金成分を添加することが
望ましいのは、その形態においては合金成分を正確に計
量することが可能であり。

また溶融金属中において合金成分が迅速に融解しかつ分
散するからである。

溶鋼用のある種の合金成分１例えば、一般に得られるむ
くの鋼製品の被削性を高めるために添加される鉛、ビス
マス、テルル、およびセレンは１ｗ４と比較して融点が
低く、溶鋼に添加されると、特にこれらの合金成分がシ
ョットの形態の場合には、過度の発煙あるいは酸化を生
じる傾向がある。これらの成分を溶鋼に添加する時に起
きる発煙および酸化に対処する一方策として、下端部が
タンデイツシュ内の溶鋼の溜まりの最上面よりも下まで
延びた垂直に設置された円筒シュラウドによって、流下
する溶鋼ストリームを囲うことが挙げられる。合金成分
は。

シュラウド内を流下するストリームに導入される。シュ
ラウドは、流下するストリームと合金成分が、取鍋およ
びタンデイツシュの廻りの外部雰囲気に暴露されるのを
防止する。

溶鋼の流下ストリームにショットの形態の固体合金成分
が導入される場合は、ショットは。

ショットの輸送ないし搬送媒体となるアルゴン、窒素等
の圧縮非酸化ガスと混合することができる。ショットと
圧縮ガスの混合物は、シュラウドの内部に置かれた出口
端部を有するノズルを通して、流下する溶鋼ストリーム
に導入される。このような仕方で圧縮ガスが用いられる
場合には、圧縮ガスはシュラウド内で膨張し、シュラウ
ド内で冷却効果を示す。さらに、金属合金成分は、流下
する溶鋼ストリームに入る時に状態が変化し、固体ショ
ットから液体に変化しくおよびその一部は蒸気になる可
能性もある）この状態変化は熱を吸収することによって
。

シュラウド内の冷却効果をさらに高める。

搬送媒体として圧縮不活性ガスを使用して。

廻りを取り囲むシュラウド内の流下溶鋼ストリームにシ
ョットの形態で合金成分を添加することは、」虱且り等
の合衆国特許第４．６０２，９４９（”９４９）号ｒ溶
融金属ストリームへの固体合金成分の添加方法と装置」
に開示されており、またその開示は、ここに参照によっ
て本書に取り入れる。

ｋ且江隻の特許°９４９に記述された型式の装置を用い
た場合に発生する可能性がある問題として、鋼スカルが
シュラウド内部に蓄積することがある。これは、流下ス
トリーム中で発生してシュラウドの内面に衝突する溶鋼
飛沫に、膨張ガスの冷却効果が影響することによって生
じる。膨張ガスの冷却効果は、飛沫をシュラウドの内面
上で凝固させ、その結果、前述のスカルが蓄積する。ス
カルの蓄積は、やがてノズルの出口端部を閉塞し、それ
によって流下溶鋼ストリームにショットが入るのを妨げ
る可能性があるので、望ましいことではない。

ショット内のスカル蓄積の問題に対処する一方策が、　
１９８８年３月１８日に提出されたＰｅｔｅｒｓ等の承
認済合衆国出願番号第１６９．８８４号ｒ溶鋼への液体
合金成分の添加方法と装置１に記載されている。この方
策においては９合金成分の形態は、固体粒子から溶融状
態に変化する。その結果１合金成分をシュラウド内部に
搬送するための加圧キャリアガスは不要であり、圧縮キ
ャリアガスの膨張による冷却効果は排除される。しかし
ながら、この方策は９合金成分を溶融し。

合金成分を溶融形態に保持し、かつポンプまたはその他
の方法によって溶融合金成分をシェラウド内部に搬入す
るための補助装置を必要とする。前述の承認法の一巳匹
Ｊ１」！の出願の開示は、参照によって本明細書に取り
入れる。

合金成分を、キャリアガスと混合したショットの形態で
添加する場合には、ショツト粒子を導くノズルは、シュ
ラウド内部に置かれた下流出口端部を有する。シュラウ
ドは、耐火物から成り、シュラウド内部の温度は、膨張
キャリアガスの冷却効果にもかかわらず、比較的に高い
。この高温はノズルを加熱し、またノズルにはノズル出
口端部からノズル上流に向かって下降温度勾配が存在す
る。これは、ノズル内で、比較的に融点の低いショット
の早すぎる溶融を引き起こす原因となることがある。さ
らに、ノズル内の温度勾配は、ノズル出口端部よりも上
流の位置において、ショットに固着性ないし粘着性を付
与する可能性もある。その結果、ノズル出口よりも上流
の位置において、ノズル内に合金成分が蓄積し、やがて
ノズルの閉塞を引き起こす可能性がある。

前段落で述べた問題に対処するために、特殊なノズル構
造が開発されたが、これはＲｅｌｌｉｓ隻の合衆国特許
第４．７４７．５８４　（’５８４）　　ｒ溶融金属ス
トリームへの合金成分の注入袋Ｒｊに記載されており、
その開示はここに参照によって本明細書に取り入れる。

」鮭旦５Ｊｉ−’５８４に記載されたノズルは、内部円
筒形部材と外部円筒形部材から構成される。搬送ガスと
金属ショットの混合物は、内部円筒形部材を送られる。

外部円筒形部材内に冷却流体を循環させ、内部円筒形部
材を冷却する。バッフルおよび流路を２つの円筒形部材
の間に設けて一つの径路を形成し、その径路に沿って、
冷却流体は、ノズルの上流端部近くの入口位置から、ノ
ズルの下流端部に向かって下向きに流れ、それからノズ
ルの上流端部に向かって上向きに戻り、そこで冷却流体
はノズルから取り出される。

ｈ旦ｄの２つの特許に用いられる設備では、流下する溶
鋼ストリームは、下方出口端部がシュラウドの上端部の
近くに位置する垂直に設けた導管を通してシュラウドに
導入された。シュラウドの下端部は、望ましくは、タン
デイツシュ内の溶鋼の溜まりの最上面の下に置かれた。

シュラウドの下端部を溶鋼の溜まりの中に沈めることが
可能な程度を制限する問題が発生し、その結果、垂直に
設置された導管の下方出口端部は、溜まりの最上面から
比較的にずっと高い位置に置かれた。これは、そのよう
な設置によって、流下ストリームの囲われていない部分
、すなわち垂直に配置された導管の下方出口端部と溜ま
りの最上面との間の部分の長さを増すことになるので、
望ましくなかった。合金成分は、流下ストリームの囲わ
れていない部分に向けられる。流下ストリームの囲われ
ていない部分が長くなればなるほど、酸化の危険性が高
くなるので、この部分を出来る限り短くすることが望ま
しい。

シュラウドを取り除くことによって、シュラウド内のス
カル蓄積の問題を回避する試みがこれまでになされてい
る。さらに、シュラウドを取り除くことによって、垂直
に配置された導管の下方出口端部を溶鋼の溜まりの最上
面に近づけることが可能となり、それによって、流下ス
トリームの囲われてい、ない部分の長さが短縮される。

これらの試みでは９合金成分は、下向き成分を有する角
度でストリームに向けられたノズルを用いて、流下する
溶融金属ストリームに添加された。このノズルは、搬送
管路の下流部分と連通ずる上流入口端部を有する。管路
の下流部分は、ノズルと同じ角度で上流に延び、さらに
下流部分に対しである角度で下流部分から直接に水平に
延びる上流部分と連通ずる。ノズルが冷却されないか、
あるいは十分に冷却されなかった場合には１問題が生じ
た。これらの問題には、ノズルならびに搬送管路の過熱
、および搬送管路を通る物質の流れの抑制が含まれた。

さらに、ノズルや搬送管路の過熱は、管路またはノズル
内でショットが燃焼したり、あるいは溶解し、閉塞を引
き起こす原因となった。

（課題を解決するための手段及び作用・効果）本発明に
よる方法および装置は、前述した問題を解消するもので
ある。本発明によると、シュラウドやそれに関連する全
ての問題は解消するが、シュラウドを用いずに固体微粒
子形態の合金成分を使用することに伴う発煙、酸化、お
よびその他の問題を回避しながら、固体粒子（例えばシ
ョット）の合金成分の使用は維持される。

本発明によると、溶融金属は、上部容器から下部容器ま
で垂直な第１のストリームとして流下し、下部容器には
最上面を有する溶融金属の溜まりが形成される。第１の
ストリームは、下端部が溜まりの最上面よりも高い位置
に設けられた垂直に配置された導管を通して、下部容器
に送られる。導管の下端部よりも下で、かつ溜まりの最
上面よりも上にある第１ストリームの一部分は、上部容
器および下部容器を取り巻く外部雰囲気に暴露され、垂
直に設置された導管あるいは溶融金属の流下する第１の
ストリームを囲むシュラウドは存在しない。

第２のストリームは２合金酸分の固体粒子とキャリアガ
スとの混合物から成り、出口端部を備えたノズルを通し
て、第１ストリームの暴露部分に向けられる。ノズルと
ノズル内部の固体粒子は、冷却ジャケットによって冷却
され、冷却ジャケットには、非酸化ガス　（例えば、ア
ルゴンや窒素）を、ノズルを通る第２ストリームの移動
方向と平行に通す。冷却ガスは、ノズルの出口端部に近
い位置で、外部雰囲気中に排出される。

上述の仕方で固体粒子を冷却することによって２粒子の
溶融や燃焼は、最小限に抑えられるか、あるいは解消す
る。冷却ガスは、（ａ）上流ノズル冷却位置から（ｂ）
　　排出位置まで、冷却ガスの流れの方向を変えること
なく、ノズルの出口端部の近（で排出される。これによ
って、（ａ）と（ｂ）の２つの位置の間において冷却ガ
スを比較的高速度に維持することが可能となり、この結
果、ノズルとその中の固体粒子に対する冷却空気の冷却
効果を最大限にすることが可能となる。

固体粒子を含んだ第２ストリームは、一般に、ノズルの
出口端部から出るとすぐに放散する（すなわち、散らば
る）。ノズルは、第２ストリームを第１ストリームに合
流させるように配置する。しかしなが゛ら、放散が激し
すぎる場合には、放散流の末端部にある固体粒子は、第
１ストリームから逸れ、望ましい仕方で溶融金属に取り
込まれないことになるか、酸化あるいは別の形で失われ
る可能性がある。

過度の放散の問題を避けるために１本発明による方法と
装置では、第２ストリームがノズルの出口端部を出る直
前に、このストリームを一点に集中する過程を行う。こ
の−熱集中化の過程は、ノズルの出口端部を第１ストリ
ームに十分近い位置に設けることとあいまって、２つの
ストリームの合流点において、第１ストリームの幅より
も幅が狭い第２のストリームを発生する。その結果、第
２ストリーム中の全ての固体粒子は、放散流の末端に位
置する固体粒子も。

第１ストリームに向けられる。−熱集中化の過程が無い
場合には、ノズルの出口端部は、過度の放散を避けるた
めに、第１ストリームにもっと近い位置に設けねばなら
ず、第１ストリームにノズルが近ければ近いほど、過熱
とそれに伴う全ての問題の危険性が大きくなる。

シュラウドを取り除くことによって、第１ストリームを
下部容器内の溶融金属の溜まりに導く垂直に配置された
導管の下方出口端部は、溜まりの上部にさらに近づけて
設置することが可能であり、これによって第１ストリー
ムの暴露部分は最小限になる。

シュラウドが取り除かれることによって、冷却ガスおよ
び固体粒子を第２ストリーム中で搬送する圧縮キャリア
ガスは、２つのストリームの合流点付近で膨張すること
が可能となり２次第に蓄積してノズルの出口端部を閉塞
するスカルの蓄積を生じる危険性は無い。

冷却ガスは、ノズルの出口端部近くの包囲位置において
第２ストリームからの固体粒子を少なくとも部分的に包
囲するような仕方で、ノズルの出口端部付近で排出され
る。冷却ガスは酸化性ではないので、少なくとも最初は
、第２ストリームの固体粒子をある程度酸化から防ぐ。

その他の特徴および利点は、ここに請求し開示する方法
および装置に本来備わったものであるか、あるいは、添
付図面とともに下記の詳細な説明によって当業者には明
らかなものとなろつ。

（実施例）先ず２第１図を参照する。上部容器すなわち取鍋１０が
図示されており、取鍋１０は、垂直に設けた導管工３の
上端部１２と連通ずる取鍋出口１１を有し、導管１３は
、取鍋１０の下方に配置された下部容器すなわちタンデ
イツシュ１６の上方開口部１７を通って延びる下方出口
端部１４を有する。

取鍋１０は、溶鋼等の溶融金属を湛え、在来式の構造の
可動式クロージャ・ゲート１８が通常は取鍋出口１１を
閉止する。可動式クロージャ・ゲート１８は、開放位置
（第１図に示す）照）に動かすことが可能であり、その
結果、溶融金属は取鍋出口１１を通って下方に流下し、
流下する溶融金属の第１のストリームを形成し、このス
トリームは垂直導管１３によって下部容器１６に導かれ
、下部容器１６内に最上面２０を有する溶融金属の溜ま
り１９が形成される。

本発明によると、導管１３の下方出口端部１４゜あるい
は下端部１４のよりも下で溜まり１９の最上面２０より
も上の空間を囲むシュラウドは存在しない。その結果、
前述の空間と下端部１４は、取鍋１０およびタンデイツ
シュ１６を取り囲む外部雰囲気に暴露される。導管１３
は、溶融金属の第１ストリームをこの暴露空間に通す構
造である。

流下する溶融金属の第１ストリームの暴露部分は、第１
図および第２図の２１に示す。

ノズル２４は、下向き成分を持つ角度で、タンデイツシ
ュ１６の上部開口部１７を通って延び、固体粒子とキャ
リアガスの混合物から成る第２ストリームをノズルに導
入する搬送ないしは運搬管路２５と連通ずる。ノズル２
４の外の第２ストリームの囲われていない部分は２７で
示す。ノズル２４は、２つのストリームの合流点２８に
おいて。

第２ストリーム２７を第１ストリームの暴露部分２１に
向ける。

ノズル２４は、ノズル内の第２ストリームの移動方向と
平行に移動する冷却ガスを用いてノズルおよびノズル内
の固体粒子を冷却する構造を有する冷却ジャケット３１
を備える。冷却ガスはジャケット３１からノズル近くの
外部雰囲気中に排出される。

垂直導管１３は９位置調整機構２２によって支持および
位置決めされ、管路２５はカラー２３によって位置調整
機構２２から吊り下げられる。位置調整機構２２．およ
び取鍋ゲート１８については。

Ｗの合衆国特許第４，７４７．５８４にさらに詳細に記
載されており、その開示をここに参照によって本明細書
に取り入れる。

取鍋１０は、−船釣には、タンデイツシュ１６に対して
取鍋ｌＯを上下させることを可能とする在来式タレット
構造（図示していない）によって支持される。位置調整
メカニズム２２によって。

導管１３の下方出口端部１４は、取鍋１０の上下と合わ
せて、溜まり１９の最上面２０に対して上下させること
ができる。導管出口端部１４と溜まり最上面２０のあい
だの空間を取り囲むシュラウドを設けていないので、導
管出口端部１４を溜まり最上面２０にどれだけ近づけろ
るかについては、取り囲みシュラウドを用いた場合に起
きるような外的な制約は無い。したがって、導管出口端
部１４は、タンデイツシュ１６の上部開口部１７の下に
配置してもよいが、但し、以下に述べるその他の制約は
受ける。

ここで、ノズル２４について、第２〜６図を参照して、
さらに詳しく説明する。

ノズル２４は、内部円筒形部材３０．および内部円筒形
部材を取り囲む冷却ジャケット３１から成る。冷却ジャ
ケット３１は、上流部分３２．および継手３４によって
上流部分３２に取外し可能なように取りつけた下流部分
３３を有する外部円筒形部材の形態である。

内部円筒形部材３０は、外側表面３５１番号３６で示す
開いた上流入口端部、および開いた下流出口端部３７を
有する。外部円筒形部材は、その各部分３２．３３の内
側表面３９．上流部分３２に閉じた密封上流端部４０．
および内部円筒形部材の出口端部３７近くの下流部分３
３には、開いた下流出口端部４１を有する。第２図およ
び第４図に見られるように、内部円筒形部材３０は、外
部円筒形部材の出口端部４１のわずかに上流で終わるそ
の出口端部３７に向かって、４５で集束する内部径路を
有する。

第４図および第５図に見られるように、（ａ）内部円筒
形部材３０の外側表面３５と（ｂ）　　外部円筒形部材
の内側表面３９の間には、環状径路４３がある。径路４
３には、外部円筒形部材の上流部分３２に設けられた入
口接続部４４が連通し、この接続部は、外側円筒形部材
の閉じた上流端部４０に近く、かつ外部円筒形部材の出
口端部４１の上流に位置する。窒素あるいはアルゴン等
の非酸化性ないし不活性ガスを成分とする気体冷却流体
が、入口４４から環状径路４３に導入され、この径路を
通って下流に流れ、出口端部４１から排出される。冷却
ガスは、貯蔵容器（図示されていない）から管路（図示
されていない）を通って入口４４に送られる。

外部円筒形部材の上流および下流部分３２．３３は、そ
れぞれ互いに別々に分離している。上流部分３２は、内
部円筒部材の外側表面３５と外部円筒形部材の内側表面
３９のあいだに延びるスペーサー４６によって、内部円
筒形部材３０に直接に取りつける（第５図および第６図
）。第５図に示すように、３個のスペーサー４６を各々
１２０度の角度をおいて設ける。スペーサー４６は、内
部円筒形部材３０の外側表面３５に固定され、外部円筒
形部材の上流部−３２の内側表面３９と、内側表面３９
とぴったり合うスペーサー４６の間は、摩擦による嵌め
合いである。

先に述べたように、外側円筒形部材の下流部分３３は、
継手３４によって取外し可能なように上流部分３２と連
結され、この継手は、外側円筒形部材の上流部分３２と
ねじ込み式で接続される上流端部４７．および外側円筒
形部材の下流部分３３とねじ込み式で接続する下流端部
４８を有する。

ねじ込み式継手３４は、外側円筒形部材の下流部分３３
と、ノズル２４の他の全ての部分との唯一の接続部であ
る。下流部分３１を内部円筒形部材３０に直接に取りつ
ける部分は無い。下流部分を継手３４のところで上流部
分３２から外せば、下流部分３３は、ノズル２４の残り
の部分から容易に取外しならびに分離することが出来る
。

外側円筒形部材の下流部分３３を、その上流部分３２と
連結させると、内側円筒形部材３０の出口端部３７は、
比較的にアクセスが難しい。しかしながら、下流部分３
３を上流部分３２から取り外せば、内側円筒形部材３０
の出口端部３７には容易にアクセスすることが出来る。

環状径路４３が、外側円筒形部材の下流部分３３におい
て部分的に遮られた場合には、径路４３を通るガス流に
よって得られる冷却効果は、径路４３のガス流が遮られ
ない場合に得られる冷却効果に比べて、低下するであろ
う。

時折１通常の運転中に、外側円筒形部材の下流部分３３
の中、あるいは内側円筒形部材３０の集束部分４５の中
で、溶融金属の溶滴が凝固する可能性がある。したがっ
て、これらの構成要素は、定期的に清掃を行う必要があ
る。清掃は、ノズル構成要素を互いに結合させる方法の
おかげで、容易に行なえる。先に述べたように、外側円
筒形部材の下流部分３３は、継手３４のねじ込み端部４
８から容易に取外すことが可能であり、ノズルの残りの
部分から分離されるので、下流部分３３の清掃が容易に
なる。これに加えて、下流部分３３をノズルから分離す
ると、清掃のために内側円筒形部材３０の集束部分４５
の内部に容易にアクセスすることが可能となる。

外側円筒形部材の上流部分３２は、下流部分３３と同じ
位の頻度で清掃あるいはその他の保守作業を行う必要は
ない。したがって、上流部分３２は、下流部分３３のよ
うに容易に取外しが可能である必要はない。

先に述べたように、ノズル２４は管路２５と連通し、固
体粒子とキャリアガスの混合物をノズルに搬送する。管
路２５は、内側円筒形部材３０の入口端部３６と連通ず
る下流部分５０を有する。下流管路部分５０は、ノズル
２４と同じ角度の下向き成分をもつ方向に延びる（第１
図および第３図）。ノズル２４の内側円筒形部材３０は
、その入口端部３６において下流管路部分５０に接合可
能であり、また内側円筒形部材３０は、管路部分５０の
一体的な延長部分とすることも可能である。

さらに管路２５は、下流管路部分５０の上流に位置する
水平に配置された部分５１をも有する。凸状に湾曲した
管路部分５２が、水平に配置された管路部分５１と下流
管路部分５０を直接に連結する。前の文に説明した仕方
で管路部分５０と５１を連結することによって、管路部
分５０および５１の接続点で流れ方向の変化によって生
じる流れの絞りの可能性を低減する。このような流れの
絞りは、管路部分５０と５１を鋭角を成すように連結し
た場合には、もっと起こりやすくなる。そのようにはせ
ずに、第１図および第３図に見られるように、流れ方向
の変化は緩やかかつ滑らかである。

第２図に示すように、第２ストリーム２７は。

ノズル２４の出口端部４１から出る際に放散する。

第２ストリーム２７が第１ストリーム２１との合流点２
８に到達するまでに、第２ストリームの幅は、ノズル２
４を出た時の幅よりもかなり広くなる。第２ストリーム
２７の幅が１合流点２８において第１ストリーム２１の
幅よりも広い場合には、第２ストリームの放散部の末端
に存在する固体粒子は、第１ストリーム２１を逸れ、こ
れらの固体粒子の過度の発煙や酸化をまねくことになる
。

前の段落で述べた過度の放散の問題は９本発明によって
排除される。過度の放散の排除は。

第２ストリーム２７がノズル２４の出口端部４１を離れ
る直前に、第２ストリーム２７を集束させることによっ
て容易になる。集束の過程は、内側円筒形部材３０の下
流端部にある集束する内部径路４５の内部において行わ
れる。さらに、ノズル２４の出口端部４１は、第１スト
リーム２１の十分近くに位置するので、第２ストリーム
２７が合流点２８に到達する時の第２ストリームの幅は
９合流点２８における第１ストリーム２１の幅よりも大
きくなることはない（第７図参照）。

第２ストリーム２７の集束化が行われるので。

ノズル２４の出口端部４１は、この集束化が行われない
場合よりも、第１ストリーム２１からより遠くに離して
設置することができる。ノズルの出口端部と第１ストリ
ーム２１の間の距離の増加は、第１ストリーム２１の合
流点からはね返った溶融金属の飛沫がノズル２４の出口
端部をとおってノズル２４の内部に入る可能性を低くシ
、それによって、外側円筒形部材の下流部分３１．ある
いは内側円筒形部材の集束部分４５の内部に閉塞が起き
る可能性を低減するので、望ましい。さらに、ノズル２
４を第１ストリーム２１．ならびに溜まり１９から離せ
ば離すほど、ノズルがさらされる温度は低下し、かつ高
温への暴露によって起きる問題が発生する可能性は低下
する。第１ストリーム２１に対するノズル２４の位置決
めは、カラー２３の下流の搬送管路２５の長さを調節す
ることによって制御できる（第１図）。他にもノズル２
４の位置決めを行う便利な構造を用いることも可能であ
る。

内側円筒形部材３０の集束部分４５．およびノズル２４
の位置決めを行う構造は１合流点２８において、第２ス
トリーム２７が、第１ストリーム２１の幅よりも狭い望
ましい幅を必ず持つようにする構造を構成する。

合流点２８は、望ましくは、溜まり１９の最上面２０か
ら垂直導管１３の下方導管端部１４までの間の距離の１
７３から１７２のあいだとする。下方導管端部１４は、
望ましくは、タンデイツシュ１６の上部開口部１７より
もかなり下に位置する。下方導管端部１４と溜まり最上
面２０のあいだの距離は。

合流点２８における第２ストリーム２７の幅を上回る。

第１図および第２図に示すように、ノズル２４の出口端
部は、導管の下端部１４よりも高い位置に設けられるこ
とはなく、下方導管端部１４とノズル２４の出口端部の
双方は、取鍋１０およびタンデイツシュ１６を取り囲む
雰囲気に暴露される。

先に述べたように、内側円筒形部材４５の出口端部３７
は、冷却ジャケット３１の出口端部４１よりもわずかに
上流に位置する（第２図および第４図）。その結果、第
２ストリーム２７中の固体粒子は、少なくとも部分的に
ノズル２４の出口端部４１の付近の包囲位置において排
気された非酸化性の冷却ガスに包まれる。第２ストリー
ム２７が合流点２８に向かうとともに、包囲しているガ
スは放散するが、第２ストリーム中の固体粒子に対して
は、少なくとも最初は酸化に対するある程度の防護がな
される。

冷却ガス人口４４と出口端部４１の間に設けられた環状
径路４３は、まっすぐで、屈曲や曲がりが無く、また（
重要ではないスペーサーを除いて）基本的には遮るもの
が無いため、環状径路４３を流れる冷却ガスは、出口端
部４１でガスが排出されるまで、まっすぐな径路を流れ
る。（ａ）　　人口４４に近い上流ノズル冷却位置から
、　（ｂ）　　出口端部４１の排気位置まで、冷却ガス
の流れの方向は変化しない。その結果、径路４３を流れ
る冷却ガスの速度は、（ａ）入口４４に近いノズル冷却
位置から、（ｂ）出口４１の排気位置まで基本的に保持
される。

環状径路４３が、入口４４と排気出口４工のあいだで曲
がったり屈曲したりする場合には、径路４３を通るガス
流から得られる冷却効果は２本発明のようにガス流がま
っすぐな径路を通る時に得られる冷却効果と比較して、
低減するであろう。

先に示した２件のに■ｎ隻の特許は、ノズルを用いて、
キャリアガスと混合した固体粒子合金成分を導入する場
合に用いることが可能なその他の特徴について述べてい
る。それらの特徴が、上述した本発明の要件に一致する
限り、これらのその他の特徴も本発明と共に用いること
が可能である。

前述の詳細な説明は、明確な理解を得るためにのみ示し
たものであり、当業者には変更も自明のことと思われる
ので、不必要な制限をそこに見出すべきではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は２本発明の方法を行う装置の実施態様を図示し
た。一部が断面図である部分側面図、第２図は、第１図
に示す装置の、一部が断面図である拡大部分図、第３図
は２本発明の実施態様に従って使用するノズルおよび搬
送管路の実施態様の側面図、第４図は、第３図のノズル
の拡大図、第５図は、第３図の線５−５に沿って切断し
た拡大断面図、第６図は、第３〜５図に示したノズルの
一部分の部分拡大図、第７図は、第２図の線７−７に沿
って切断した断面図である。１０・・・取鍋、１１・・・取鍋出口、１２・・・上端
部、１３・・・導管、１４・・・下方出口端部、１６・
・・タンデイツシュ。１７・・・上方開口部、　１８・・・可動式クロージャ
・ゲート１９・・・溜まり、２０・・・最上面、２１・
・・暴露部分。２２・・・位置調整機構、２３・・・カラー、２４・・
・ノズル。２５・・・管路、２７・・・第２ストリーム、２８・・
・合流点。３０・・・内部円筒形部材、３１・・・冷却ジャケット
、３２・・・上流部分、３３・・・下流部分、３４・・
・継手、３５・・・外側表面、３６・・・上流入口端部
、３７・・・下流出口端部、３９・・・内側表面、４０
・・・密封上流端部、４１・・・下流出口端部、４３・
・・環状径路、４４・・・入口、４６・・・スペーサー
、４７・・・上流端部、４８・・・下流端部、５０・・
・下流管路部分。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）溶融金属が垂直な第１ストリームとして上部容器
から下部容器に流下するプロセスにおいて、合金成分の
固体粒子を前述の第１ストリームに添加する方法で、前
述の方法が、前述の下部容器内に、最上面を有する溶融金属の溜まりを形成する過程、下端部が溜まりの前述の最上面の上方にある垂直に設置された導管を通して、前述の第１ストリー
ムを前述の下部、容器に向ける過程、導管の前述の下端
部よりも下で、かつ溜まりの最上面よりも上にある前述の第１ストリームの部分
を、前述の上部容器および下部容器を取り巻く外部雰囲
気に暴露する過程、出口端部を有するノズルを備える過程、前述の固体粒子とキャリアガスの混合物から成る第２ストリームをもたらす過程、前述の第２ストリームを前述のノズルを通し、さらに前述の第１ストリームの前述の暴露部分に向
ける過程、前述の第２ストリームが前述のノズル内を動く方向と平行な方向に動く非酸化ガスを用いて、前述
のノズルとその中の固体粒子を冷却する過程、さらにノズルの前述の出口端部付近の位置において、前述の冷却ガスを前述の外部雰囲気に排出する過程から成るもの。
（２）請求項１に記載の方法において、前述の第２スト
リームはノズルの出口端部から出ると直ぐに放散するも
のであり、前述の粒子添加方法が、第２ストリームが前述のノズルの出口端部から出る直前に前述の第２ストリームを集束させ、かつ
前述の出口端部を前述の第１ストリームの十分近くに置
くことによって、前述の第２ストリームの幅が、２つの
ストリームの合流点において、前述の第１ストリームの
幅よりも広くないようにすることから成るもの。
（３）請求項１に記載の方法で、前述の下部容器は上部
開口部を有し、前述の粒子添加方法が、前述の導管の下
端部を下部容器の前述の上部開口部よりも高くない位置に置くことから成るもの。
（４）請求項３に記載の方法で、前述の粒子添加方法が
、前述の導管の下端部よりも高くない位置にノズルの前述の出口端部を置き、さらにノズルの前述の出口端部を前述の外部雰囲気に暴露させることから成るもの。
（５）請求項３に記載の方法で、前述の第２ストリーム
は、前述の第１ストリームとの合流点に向けられ、前述
の合流点が、前述の溜まりの最上面から前述の導管の下
端部までの距離の１／３から１／２にあるもの。
（６）請求項５に記載の方法で、前述の導管の下端部が
、下部容器の前述の上部開口部よりもかなり下方に位置
し、さらに、前述の下方導管端部と溜まりの最上面の間の距離が、前述の合流点における前述の第２ス
トリームの幅を上回るもの。
（７）請求項６に記載の方法で、前述の第２ストリーム
は、ノズルの出口端部から出ると直ぐに放散するもので
あり、前述の粒子添加方法が、第２ストリームが前述のノズルの出口端部から出る直前に前述の第２ストリームを集束させ、かつ
前述の出口端部を前述の第１ストリームの十分近くに置
くことによって、前述の第２ストリームの幅が、２つの
ストリームの合流点において、前述の第１ストリームの
幅よりも広くないようにすることから成るもの。
（８）請求項１に記載の方法で、前述の粒子添加方法が
、前述の第２ストリームからの前述の固体粒子を、ノズルの前述の出口端部付近の包む位置において
、前述の排出された非酸化性の冷却ガスを用いて、少な
くとも部分的に包むことから成るもの。
（９）請求項１に記載の方法で、前述の粒子添加方法が
、（ａ）ノズル出口端部の上流にあるノズル冷却位置から
、（ｂ）前述の冷却ガスが排出される位置にかけて前述
の冷却ガスの速度を維持することから成るもの。
（１０）請求項９に記載の方法で、前述の冷却ガスが、（ａ）前述の上流にあるノズル冷却
位置から、（ｂ）前述の排出位置にかけて前述の冷却ガ
スの流れの方向を変えずに、ノズルの前述の出口端部付
近で排出されるもの。
（１１）合金成分の固体粒子を溶融金属に添加する装置
で、前述の装置が、溶融金属を入れる上部容器、前述の上部容器の下方に配置した下部容器、下方開口端
部を備え、かつ前述の上部容器から前述の下部容器に流下する溶融金属の第１ストリー
ムを向ける手段から成る垂直に配置された導管、前述の下部容器は、最上面を有する溶融金属の溜まりを形成する手段から成り、導管の前述の下端部よりも低く、かつ溜まりの最上面よりも上方の空間は、前述の上部容器および
下部容器を取り巻く外部雰囲気に暴露され、前述の垂直に配置された導管は、前述の第１ストリームを前述の暴露された空間を通るように向け
る手段から成り、入口端部および出口端部を有するノズル、前述のノズル入口端部に、前述の固体粒子とキャリアガスの混合物から成る第２ストリームを導入
する手段。前述ノズルを含めて、前述の第２ストリームを前述のノズル出口端部を通って前述の暴露空間内の
前述の第１ストリームの部分に向ける手段、前述のノズルは、前述のノズルを通って前述の第２ストリームが動く方向と平行な方向に動く冷却
ガスを用いて前述のノズルとノズル内の固体粒子を冷却
する手段から成る冷却ジャケットを備え、さらに、前述のジャケットから、ノズルの前述の出口端部付近の前述の外部雰囲気中に前述の冷却
ガスを排出する手段から成るもの。
（１２）請求項１１に記載の装置で、前述の下方導管端部が、廻りを取り囲むためのシュラウドによって包囲されず、前述の周囲を取り
囲む雰囲気に暴露されるもの。
（１３）請求項１１に記載の装置で、前述の第２ストリームが、２つのストリームの合流点において、前述の第１ストリームの幅よりも
大きくない望みの幅を確実に有するようにする手段から
成るもの。
（１４）請求項１３に記載の装置で、前述の確実にする
手段が、前述の第２ストリームを、ノズルの前述の出口端部のすぐ上流で集束させる手段、および、前述のノズル出口端部を前述の第１ストリームの十分近くに置いて前述の合流点において
前述の望ましい幅を得る手段から成るもの。
（１５）請求項１１に記載の装置で、前述の下部容器が、上部開口部を有し、前述の装置が、導管の前述の下端部を、前述の上方開口部の高さあるいは開口部よりも下方に位置
する手段から成り、さらに、前述の装置が、前述のノズルも含めて、前述の第２ストリームを前述の第１ストリームと
の合流点に向ける手段から成り、前述の合流点は、溜ま
りの最上面から導管の下端部までの距離の１／３から１
／２のあいだに位置するもの。
（１６）請求項１５に記載の装置で、前述の導管の下端部が、下部容器の前述の上部開口部よりもかなり下方に置かれ、さらに、前述の下方導管端部と溜まりの最上面の間の距離が、前述の合流点における前述の第２ス
トリームの幅を上回るもの。
（１７）請求項１１に記載の装置で、前述の下部容器が、上部開口部を有し、前述の装置が、導管の前述の下端部を、前述の上部開口部の高さあるいはそれよりも下方に置く手
段から成り、ノズルの前述の出口端部が、前述の外部雰囲気に暴露され、さらに、前述の装置が、前述のノズル出口端部を導管の下端部よりも下方に置く手段から成るもの
。
（１８）請求項１１項に記載の装置で、前述のノズルが、前述の第２ストリームからの前述の固体粒子を、ノズルの前述の出口端部付近の
包む位置において、前述の排出された冷却ガスを用いて
、少なくとも部分的に包むための手段から成るもの。
（１９）請求項１１に記載の装置で、前述の冷却ジャケットが、（ａ）ノズル出口端部の上流
にあるノズル冷却位置から、（ｂ）前述の冷却ガスが排
出される位置まで、前述の冷却ガスの速度を維持する手
段から成るもの。
（２０）請求項１９に記載の装置で、前述の速度を維持
する前述の手段が、（ａ）前述の上流ノズル冷却位置から、（ｂ）前述の排
気位置まで、前述の冷却ガスの流れの方向を変えずに、
ノズルの前述の出口端部の近くで前述の冷却ガスを排出
する手段から成るもの。
（２１）請求項１１に記載の装置で、前述のノズルが、外側表面、開いた上流入口端部、および開いた下流出口端部を有する内部円筒形部材、前述の内部
円筒形部材を取り囲み、少なくとも一部分が前述の冷却ジャケットとなる外部円筒形部
材、前述の外部円筒形部材は、内側表面、閉じた上流端部、および内部円筒形部材の前述の出口端部近
くにある開いた下流出口端部を有し、内部円筒形部材の前述の外側表面と、外部円筒形部材の前述の内側表面のあいだの環状径路、および、前述の外部円筒形部材の、出口端部の上流の入口装置から成るもの。
（２２）請求項２１に記載の装置で、内部円筒形部材の前述の出口端部が、外部円筒形部材の出口端部の上流で終わるもの。
（２３）請求項２１に記載の装置で、外部円筒形部材の前述の入口装置が、外部円筒形部材の上流端部の近くに位置するもの。
（２４）請求項２１に記載の装置で、前述の外部円筒形部材が、上流部分と、前述の上流部分とは分離した別個の下流部分から成り、外部円筒形部材の前述の上流部分を前述の内部円筒形部材に直接に取りつける手段、および、外部円筒形部材の前述の下流部分を、外部円筒形部材の前述の上流部分に取外し可能なよ
うに連結する手段から成り、外部円筒形部材の前述の下流部分は前述の内部円筒形部材に直接に取りつけず、外部円筒形部材の前述の下流部分は、下流部分を前述の上流部分から外せば、前述のノズルの残り
部分から分離することができるもの。
（２５）請求項２４に記載の装置で、内部円筒形部材の
前述の出口端部が、外部円筒形部材の出口端部の上流で
終わり、内部円筒形部材の前述の出口端部が、外部円筒形部材の前述の下流部分を外部円筒形部材の上流部
分に連結した時には、比較的にアクセスが難しく、さらに、内部円筒形部材の前述の出口端部が、外部円筒形部材の下流部分を外部円筒形部材の上流
部分から取り外せばアクセスが可能であるもの。
（２６）請求項２４に記載の装置で、前述の取付け手段が、内部円筒形部材の外側表面と外部円筒形部材の内側表面のあいだに延びるス
ペーサー手段から成るもの。
（２７）請求項２４に記載の装置で、前述の取外し可能な連結手段が、上流端部が外部円筒形部材の前述の上流部分に連結されかつ下流
端部が下流部分にねじ込み式に接続される筒状継手から
成るもの。
（２８）請求項２１に記載の装置で、前述の第２ストリームを前述のノズルに搬送する管路から成り、前述の管路は、前述の内部円筒形部材の入口端部と連通する下流部分を有し、前述の下流管路部分は、下向き成分を有する方向に延び、前述の管路は、前述の下流管路部分の上流に水平に置かれた部分を有し、さらに、凸状に湾曲した管路部分が、前述の水平に配置された管路部分を下流管路部分に直接に連
通するもの。
（２９）請求項２１に記載の装置で、前述の内部円筒形部材が、その前述の出口端部の方向に向かって集束する内部径路を有するもの。
（３０）合金成分の固体粒子を溶融金属ストリームに向
けるノズルで、前述のノズルは、外側表面、開いた上流入口端部、および開いた下流出口端部を有する内部円筒形部材、前述の内部
円筒形部材を取り囲む冷却ジャケット。前述の冷却ジャケットは、内部円筒形部材の前述の外側表面から間隔を置いた内側表面を有する外
部円筒形部材、閉じた上流端部、および内部円筒形部材
の前述の出口端部に近い開いた下流出口端部から成り、内部円筒形部材の前述の外側表面と、外部円筒形部材の前述の内側表面のあいだの環状径路、さらに、外部円筒形部材の出口端部の上流の入口手段から成るもの。
（３１）請求項３０に記載のノズルで、内部円筒形部材の前述の出口端部が、外部円筒形部材の出口端部の上流で終わるもの。
（３２）請求項３０に記載のノズルで、外部円筒形部材の前述の入口装置が、外部円筒形部材の上流近くに配置されるもの。
（３３）請求項３０に記載のノズルで、前述の外部円筒形部材が、上流部分と、前述の上流部分とは分離し別個の下流部分から成り、外部円筒形部材の前述の上流部分を前述の内部円筒形部材に直接に取りつける手段、および、外部円筒形部材の前述の下流部分を、外部円筒形部材の前述の上流部分に取外し可能なよ
うに連結する手段から成り、外部円筒形部材の前述の下流部分は前述の内部円筒形部材に直接に取りつけず、外部円筒形部材の前述の下流部分は、下流部分を前述の上流部分から取り外せば、前述のノズルの
残り部分から分離することができるもの。
（３４）請求項３３に記載のノズルで、内部円筒形部材の前述の出口端部は、外部円筒形部材の出口端部の上流で終わり、内部円筒形部材の前述の出口端部は、外部円筒形部材の前述の下流部分をその上流部分に連結した
時には比較的にアクセスが難しく、さらに、内部円筒形
部材の前述の出口端部は、外部円筒形部材の下流部分を外部円筒形部材の上流
部分から取り外せばアクセスが可能であるもの。
（３５）請求項３３に記載のノズルで、前述の取付け手段が、内部円筒形部材の外側表面と外部円筒形部材の内側表面のあいだに延びるス
ペーサー手段から成るもの。
（３６）請求項３３に記載のノズルで、前述の取外し可能な連結手段が、上流端部が外部円筒形部材の前述の上流部分に連結されかつ下流
端部が下流部分にねじ込み式に接続される筒状継手から
成るもの。
（３７）請求項３０に記載のノズルで、前述の固体粒子を前述のノズルに搬送する管路から成り、前述の管路は、前述の内部円筒形部材の入口端部と連通する下流部分を有し、前述の下流管路部分は、下向き成分を有する方向に延び、前述の管路は、前述の下流管路部分の上流に水平に置かれた部分を有し、さらに、前述の水平に配置された管路部分と前述の下流管路部分を直接に連通する凸状に湾曲した
管路部分から成るもの。
（３８）請求項３０に記載のノズルで、前述の内部円筒形部材が、その前述の出口端部の方向に集束する内部径路を有するもの。
（３９）請求項３０に記載のノズルで、前述の内部円筒形部材が、固体粒子とキャリアガスの混合物から成るストリームを搬送する手段か
ら成り、前述の外部円筒形部材が、冷却ガスを搬送する手段から成り、さらに、前述の内部円筒形部材と外部円筒形部材の前述の出口端部は、前述のストリームからの前
述の固体粒子を、内部円筒形部材の少なくとも出口端部
近くの包む位置において、前述の冷却ガスによって、少
なくとも部分的に包むために共同する手段から成るもの
。
（４０）請求項３９に記載のノズルで、内部円筒形部材の前述の出口端部が、外部円筒形部材の出口端部の上流で終わるもの。
（４１）請求項４０に記載のノズルで、前述の包む位置が、外部円筒形部材の出口端部にも近いもの。