JPH09505242A

JPH09505242A - 乱流を抑制するタンディッシュおよび衝突パッド

Info

Publication number: JPH09505242A
Application number: JP7514443A
Authority: JP
Inventors: ジェイ．セイラー，カール
Original assignee: シーシーピーアイインコーポレイテッド
Priority date: 1993-11-16
Filing date: 1994-10-17
Publication date: 1997-05-27
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: FI962075A; ATE182823T1; CA2175583C; DK0729393T3; FI110074B; FI962075A0; GR3030925T3; EP0729393B1; ES2129380T1; US5358551A; CA2175583A1; CN1060980C; JP2836966B2; AU686259B2; BR9408055A; ES2129380T3; AU8018594A; DE69419937D1; WO1995013890A1; EP0729393A1

Abstract

(57)【要約】タンディッシュ（１０）、詳細には、衝突パッド（２０）が底部衝突面（２４）を形成され、該衝突面から上方に延びる外側側壁部（２８）を含み、該外側側壁部は上側開口部（３０）を有する内部空間ないし、空洞部（２９）を完全に囲む。上側開口部（３０）内には、取鍋シュラウド（１８）からの溶融金属（３４）が導かれる。パッド（２０）の外側側壁部（２８）は、底部衝突面（２４）からパッド（２０）の開口部まで延在する内面（２８ａ，２８ｂ）を含む。内側壁面は、パッド（２０）の開口部（３０）へ向けて内方にかつ上方に延びる環状部分（２８ｂ）を含む。好ましい実施例では、内側壁面（２８ａ，２８ｂ）は底部衝突面（２４）からパッド（２０）の開口部を形成している垂直壁部（３０）まで連続して湾曲している。パッド（２０）は流入する流れ（３４）を流入流れ自身の中に戻るように向け直して、対向した流れ（３４，３６）が互いに減速し合うようにさせ、それによりタンディッシュ（１０）内の乱流を最小限度にし、高速の流れを抑制する。上向きの流れ（３６）はさらに、流入する注入流れから離れて浴（１６）の液面へ向けて有利に導かれる。

Description

【発明の詳細な説明】乱流を抑制するタンディッシュおよび衝突パッド発明の背景本発明は概略的に言ってタンディッシュ容器に係り、詳細に言うと、タンディッシュ内で溶融金属の乱流を抑制するように設計されたタンディッシュ衝突パッドに関する。タンディッシュは、取鍋（ｌａｄｌｅ）から取鍋シュラウド（ｌａｄｌｅｓｈｒｏｕｄ）を通して送り出される溶融金属、例えば溶融した鉄や鋼の所定量ないし浴を保持するために使用されている。タンディッシュは、取鍋と、溶融金属を受け入れて溶融金属から種々の成形品を形成する鋳造装置、すなわち、鋳型との間に配置されている。取鍋がタンディッシュの上方数フィートの位置に配置され、長いチューブ形態の取鍋シュラウドが取鍋からタンディッシュ内へ延びている。取鍋シュラウドは溶融金属をタンディッシュに密なコンパクトな流れとして送出する。この流入する溶融金属の流れは、例えば、２−１０ワット／トンの運動エネルギを有することができる。タンディッシュ内に配置される注入パッドが、流入する溶融金属の流れの力によるタンディッシュの作業および安全ライニングの損傷を阻止するために広く使用されている。また、流入する溶融金属の流れの運動エネルギは乱流をひき起こす。乱流は、溶融金属の流れが適切に制御されていなければ、タンディッシュ全体にわたって広がる。この乱流は、しばしば、タンディッシュから採取された金属で形成する鋳造製品の品質に有害な影響をおよぼす。さらに詳しく言うと、タンディッシュ内の乱流と高速の流れは、例えば、次の有害な作用をおよぼすことがある。１．過度の乱流は、取鍋の取替え時または比較的に低レベルの溶融金属によるタンディッシュの操作時に、鋼の表面を乱してスラグの乳化作用を促進することがある。２．注入領域において乱流により発生する大きな速度は、典型的には衝突パッドよりもはるかに低い密度の超耐熱性材料からなるタンディッシュの作業ライニングの侵食をひき起こすことがある。３．タンディッシュ内の大きく乱された流れは、このような乱れた流れの動揺する性質のために、含有物、特に大きさが５０ミクロンよりも小さい含有物の分離を妨害することがある。４．高速の流れもまた、スラグを出口へ向かって下方に引き寄せるタンディッシュ内の溶融金属の増大した渦流を介してスラグが鋳型内に導かれる可能性を増大することがある。５．タンディッシュ内の乱れた流れが金属浴の上部に近いスラグ／金属の界面の乱れをひき起こし、それによりスラグの連行を助長するとともに、溶融金属の再酸化の原因になることがあるスラグ層内の「穴」（ｅｙｅ）または空間を開く可能性を増すであろう。６．タンディッシュ内の高レベルの乱流は、タンディッシュと鋳型の間の注入流れの中に達することがある。これは、注入される流れの「大きい開き」（ｂｕｇｇｉｎｇ）および「朝顔状の開き」（ｆｌａｒｉｎｇ）をひき起こして、それにより鋳造障害になる。７．タンディッシュ内の高速の流れはまた、「短絡」（ｓｈｏｒｔ−ｃｉｒｃｕｉｔｉｎｇ）として知られている状態によるものとされてきた。短絡とは、溶融金属の流れが取鍋から衝突パッドへ、次いで、衝突パッドからタンディッシュの最も近い出口へとたどる短い経路を意味している。これは、含有物が浴の内部で消散されなければならない時間量を減少するので、望ましくない。その代わりに、高速の流れは比較的に大きい含有物を鋳型の中に押し流し、含有物が鋳造製品の品質を低下させる。代表的な平坦な衝突パッドは、取鍋から流入する流れをパッドの頂部に衝突させて、タンディッシュの側壁部または端壁部まで迅速に移動させる。側壁部および／または端壁部に達すると、流れはタンディッシュの表面まで上方にはね返り、タンディッシュの表面において該タンディッシュの中央部へ向けて、換言すると、取鍋から流入する流れに向かって方向転換する。これにより、タンディッシュ内に望ましくない内方に向いた円形の流れがひき起こされる。タンディッシュのいずれかの側または端部における対向流はタンディッシュの中央部に向かって移動し、タンディッシュ内の浴の液面まで浮遊したスラグまたはその他の不純物をこれら対向流に連行する。その結果、これらの不純物は取鍋から流入する流れに向かって引き寄せられ、その後、タンディッシュの一つないし複数の出口へ向けて浴内を下方に押し込まれる。その結果、これら不純物のうちのより多くのものがタンディッシュから鋳型内へ流出し、それにより鋳型で製造される鋳造製品の品質を低下させる傾向が生ずる。過去において多くの他型式のタンディッシュパッドが製造され使用されてきたが、これらのタンディッシュパッドのいずれも上記の諸問題のすべてに十分に対応していない。従来のタンディッシュパッドの例は、両方共にスーフィー（Ｓｏｏｆｉ）氏に発行された米国特許第５，１３１，６３５号と第５，１３３，５３５号の明細書、そしてシュミット（ｓｃｈｍｉｄｔ）氏外に発行された米国特許第５，１６９，５９１号の明細書に開示されている。しかしながら、スーフィー氏とシュミット氏外の名儀の上記特許に開示されたタンディッシュパッドは、少なくとも、これらのパッドの各々が取鍋から流入する流れをタンディッシュの一つないし複数のドレンへ向けてあまりにも直接に導き過ぎるという事実のために、上記の諸問題に対して不十分な解決方法である。また、これらのパッドは、前述したような高速の流れに伴った諸問題に完全に解決するように取鍋から流入する流れを十分に減速させていない。この点について、これらの特許の各々は流入する流れをタンディッシュの一つないし複数のドレンへ向けていずれか一つの横方向または二つの横方向に導く衝突パッドを開示しているので、取鍋からの流れの速度が前述した諸問題の多くを阻止するようには十分に低減されないのである。そのうえ、これらの特許が教示しているように、取鍋からの流れをタンディッシュの一つないし複数のドレンへ向けて導くことにより、前述した「大きい開き」、「朝顔状の開き」や「短絡」の問題が発生する。発明の要約本発明は乱流を抑制するタンディッシュ衝突パッドを提供し、このパッドは底部衝突面を形成され、また該衝突面から上方に延び且つ取鍋からの溶融金属が導かれる上側開口部を備えた内部空間ないし空洞部を完全に囲む継ぎ目なしの環状側壁部を含んでいる。パッドの無端の環状側壁部は環状の内面を含み、この内面の少なくとも一部分が底部衝突面に対して上方に延びかつパッドの開口部へ向って内方に延びている。この無端の環状の側壁部は、到来する金属の流れが流入流れの中に戻るように向きを直され、そして取鍋シュラウドから離れる金属の逆流を導く流れパターンがひき起こされるように、パッドの内部空間を完全に囲んでいる。第１実施例においては、パッドが環状の側壁部の内面と同様に頂部から見て円形の形状である。側壁部の内面はまず底部衝突面から外方に且つ上方に凹面をなして湾曲し、その後、パッドの開口部を形成している垂直に配置された面まで内方にかつ上方に湾曲している。内側壁面は底部の衝突面からパッドの開口部を形成している垂直壁部まで連続して湾曲することが好ましい。本発明の第２実施例においては、衝突パッドが長方形の形状に形成されるが、無端の環状の側壁部により形成された完全に囲まれた内部空間を有する特徴を依然として保っている。この点について、明細書と請求の範囲を通じて使用する「環状の」という用語は、いかなる特定の形状を指すものでなく、完全に囲む無端の境界構造体を指す意味である。第２実施例においては、内側壁面が、衝突パッドの頂部の開口部に向かって上方にかつ内方に延びる少なくとも一部分を含む。同様な望ましい流れパターンが、本発明の第１実施例または第２実施例のいずれかに従って構成されたパッドを使用するタンディッシュ内にひき起こされる。本発明のタンディッシュ注入パッドは、取鍋から流入する溶融金属の流れによる歪（ｉｎｃｏｍｉｎｇｌａｄｌｅｓｔｒａｉｎ）の衝撃に耐えるのみでなく、流れによって通常ひき起こされる付随した乱流の勢いをそぐ。この目的のために、また従来技術における前述の問題を解決するために、本発明に従って構成されたパッドは、注入される流れを流入流れの中に戻るように向け直して、対向した流れを互いに減速させ、それによりタンディッシュ内の乱流を最小限度にし、高速の流れを抑制する。パッドの完全に囲まれた空洞部が、流入する流れの経路を垂直下向きから垂直上向きに変更するのである。パッドによりひき起こされる流れパターンは溶融金属の経路を形成し、溶融金属は金属浴の液面に向かって上方へゆっくり移動し、その後、タンディッシュの壁部に向かうすべての方向へ放射状に外方に移動する。これは不純物を浮動させるために好ましい流れ状態であるのみでなく、またタンディッシュ内の温度の均一化にも寄与する。最も重要なことは、それがタンディッシュ内の過大な乱流および高速の流れの有害な作用を最小限度にすることである。本発明の乱流抑制パッドは、取鍋から流入する流れを衝突時に直ちにタンディッシュの一つないしそれ以上の側部または端部へ導く上記の従来のパッドよりもはるかに有利な流れパターンを提供する。この点について、本発明のパッドを使用することによって、取鍋から流入する流れがパッドにより逆流せしめられて垂直に上方へ移動し、その後、浴の頂部付近で半径方向外方に移動する。これにより、スラグまたはその他の不純物が取鍋から流入する流れから離れるように押圧される。この理由により、そして結果として得られる流れが従来の衝突パッドによってひき起こされた流れよりも速度がはるかに遅いことから、浴の内部に連行されるスラグまたはその他の不純物および含有物が少なくなる。本発明のタンディッシュパッドは、タンディッシュの内部の鋼の等級を変更して始動の際に、或いはタンディッシュの低レベルにおいて鋳造を行う時に、特に有利である。従って、本発明のタンディッシュの衝突パッドによって多くの利点を得られることが理解されよう。これらの利点は次のものである。１．取鍋から流入する流れが収容されかつ減速されて、含有物を溶融金属浴の上面まで効果的に浮動させるために、タンディッシュ内に溶融金属の低速の流れをひき起こす。２．結果として生ずる流れパターンが、スラグおよびその他の不純物を取鍋から流入する流れから離れるように押圧し、それによりこれら望ましくない物質が浴の内部へ連行されるのを阻止する。３．溶融金属の浴面に導かれる流れが促進され、従って、含有物または不純物はスラグ層と接触してスラグ層内に吸収されるまでに短い距離を上昇すればすむ。４．流入する流れがタンディッシュの側壁部および端壁部へ直接に衝突しないので、これらの壁部上の作業ライニングの侵食が減る。５．タンディッシュの一つないし複数の出口までの経路が従来の衝突パッドを使用する場合よりも長くかつ曲りくねっているので、溶融金属がタンディッシュ内に滞留する時間が増大する。６．タンディッシュ内の高速の流れが最小限度になり、スラグおよび含有物をタンディッシュの液面から鋳型内へ吸い込む渦流発生の可能性が低下する。７．定常操作の間、スラグ層の移動が少ないので、はるかに静かな金属面が得られる。８．パッドによってひき起こされた独特の流れパターンが、タンディッシュを通じて十分な溶融金属の低速循環をひき起こすことにより、浴内の温度の均一化を促進する。９．始動の間の跳ね掛けが大きく減少する。１０．金属が浴内に滞留する時間が増す、換言すると、流入する金属が浴から一つないし複数の鋳型へ流出するに要する時間が長くなる。滞留時間が増大しているので、不純物は、十分な時間があれば当然に浴の上面までゆっくりと浮動し、流出する流れの中に包含される傾向が少ない。本発明のその他の利点は、当業者には、添付図面と関連して好ましい実施例の以下の詳細な説明を検討することにより、さらに容易に明らかになろう。図面の簡単な説明第１図は、タンディッシュの底面上に配置された本発明の乱流抑制衝突パッドを含むタンディッシュの断面側図、第２図は第１図の衝突パッドの拡大断面図、第３図は本発明の衝突パッドの拡大上面図、第４図は第１図のタンディッシュの上面図で、本発明の衝突パッドによりタンディッシュ内の溶融金属浴の上部近くにひき起こされる半径方向外向きの流れパターンを示す、第５図は本発明のタンディッシュ衝突パッドの代替実施例の上面図、第６図は第５図のタンディッシュの衝突パッドを６−６線に沿って裁った断面側図である。好ましい実施例の詳細な説明先ず、第１図を参照すると、慣用のタンディッシュ１０が示されていて、内側ランニング１２と、タンディッシュ１０内に収容された浴１６からの溶融金属をタンディッシュ１０より連続状に流出させて、金属鋳物を形成する鋳型（図示せず）に流入させるための一対のウエルブロック（ｗｅｌｌｂｌｏｃｋ）ないし出口１４とを含む。また、慣行的に行われているように、取鍋シュラウド１８がタンディッシュ１０の上方に配置され、溶融金属の流れをタンディッシュ１０内へ連続状に導く。本発明により構成されたタンディッシュ衝突パッド２０は、タンディッシュ１０の床上の中央に配置される。タンディッシュ衝突パッド２０は、第２図と第３図に最良に例示されているように、形状が円形であって、平面状の衝突面２４を備えたベース２２を含むことが好ましい。パッド２０はさらに継ぎ目なしの、好ましくは円形の外側側壁部２６を含み、この側壁部は対応した円形の内壁面２８を有する。環状の内壁面２８は第２図に示すように凹面に形成され、平面状の衝突面２４から上方に延びて、湾曲した内部空間ないし空洞部２９を完全に囲んでいる。内側壁面２８の一方の環状部分２８ａは、衝突面２４から外向き上方に凹面をなして湾曲し、垂直の内壁面３０まで内向き上方に凹面をなして湾曲した別の環状部分２８ｂと交わる。内側壁面２８の凹面は、パッド２０の侵食低減に役立つ。しかしながら、第２図に示したように一つの連続曲線を形成する代りに、表面部分２８ａと２８ｂを平坦な表面部分によって分離してもよい。また、環状表面部分２８ａおよび２８ｂの一方または両方は、湾曲に代えて平坦に形成し、それぞれ外向きと内向きに傾斜させてもよい。また、パッド２０の満足な作動は、部分２８ａを設けない場合であっても、すなわち、部分２８ｂが衝突面２４から内向き上方へ延びるようにして除いても、得ることができる。これらの代替設計の各々も、本文に記載の望ましい流れパターンをひき起こすために開口部３０へ向けて内向き上方に延びる環状の側壁内面部分を依然として含んでいる。垂直面３０は、取鍋シュラウド１８からの溶融金属の流れを受け入れるための、また溶融金属を空洞部２９から上向き方向に流出させるための円形の開口部を衝突パッド内に形成している。タンディッシュ衝突パッド２０はさらに平面状の周囲上面３２を含み、この上面は垂直に向いた円形面３０により形成された開口部を包囲する。本発明のタンディッシュパッド２０を使用する効果は、第１図と第４図に概略的に示してある。第１図に示すように、矢印３４によって表わした溶融金属の下向き垂直な流れが取鍋シュラウド１８を出てベース２２の衝突面２４の中央位置に導かれる。溶融金属の流れは矢印３５によって示すように衝突面２４の中央部から空洞部２９内で半径方向外方に分散し、連続な内側壁面２８に沿って上向き方向に流れる。溶融金属の流れは、矢印３６によって示すように、パッド２０から流出してほぼ垂直に上方へ移動する。二つの対向した垂直の流れ３４，３６が部分的に打ち消し合う効果を互いに及ぼすので、タンディッシュパッド２０によってひき起こされる垂直上向き移動の流れは溶融金属の流れの速度をかなり低下させる。減速された溶融金属の上向き流れ３６はタンディッシュ１０内に収容された浴１６の上面に向かって連続し、そして第１図と第４図に矢印３８で示すように、浴１６の上面近くでほぼ半径方向外向きに分散する。第４図に最良に示した半径方向外向きの流れ３８は、浴１６の上面のスラグおよびその他の不純物を取鍋シュラウド１８から離れかつ流入する流れ３４から離れるように外方に移動させ、それにより、スラグおよびその他の不純物が流入する流れ３４によって浴１６内を下方に導かれ、該流れに連行され最終的に出口のウエルブロック１４を通ってタンディッシュ１０外に導かれ、最終の鋳物を汚染する傾向が極めて少ない。第５図および第６図は本発明の第２実施例を例示し、パッドからの金属の完全な逆流をひき起こす無端の環状の側壁構造の代替形状を明確に示している。詳細に言うと、タンディッシュ衝突パッド４０が示され、平面状の衝突面４４を備えたベース４２を含む。パッド４０はさらに無端の環状の、そして本例の場合には長方形の外側側壁部４６を含み、この側壁部は、平面状の衝突面４４から上向き内方に延びて内部空間ないし空洞部４９を完全に囲む環状の長方形の内壁面４８を有する。さらに詳細に述べると、内側側壁面４８の垂直に向いた環状部分４８ａが衝突面４４から上方に延びて、垂直内壁面５０まで内向き上方に延びた別の内方に傾斜した環状部分４８ｂと交わる。垂直に向いた部分４８ａは、本発明による流れパターンをひき起こすためのパッド４０の満足な操作に絶対に必要ではない。すなわち、傾斜した部分４８ｂは、その代わりに、衝突面４４から直接に上向き内方に延在してもよい。垂直面５０は、取鍋シュラウド１８から溶融金属の流れを受け入れるための、また溶融金属を空洞部４９から上向き方向に流出させるための長方形の開口部を衝突パッド４０に形成している。タンディッシュ衝突パッド４０はさらに平面状の周囲上面５２を含み、この上面は、垂直に向いた長方形の壁面５０により形成された開口部を包囲する。衝突パッド４０は、第１図と第４図に矢印３５，３６および３８によって明確に示したような第１実施例のパッド２０と同じ全体的な流れパターンをタンディッシュ内にひき起こす。かくして、本発明のタンディッシュ衝突パッド２０，４０が取鍋シュラウドから流入する流れを上向き方向に完全に逆流させ、それにより流れを大きく減速させて、タンディッシュ１０内の望ましくない高速の流れおよび乱流の発生を阻止することが理解されよう。そのうえ、対向した半径方向外方へ導かれる流れが取鍋シュラウド１８または流入する流れのすべての側にひき起こされて、スラグおよびその他の不純物を流入する流れから離れるように押圧し、それによって不純物が浴１６へ連行される傾向をかなり減らす。その結果生ずる流れパターンはさらに溶融金属の表面に導かれる流れを促進し、この流れは従って、包含物がスラグ層と接触して該スラグ層に吸収される前に上昇しなければならないより短い距離を必要とする。その結果生じた流れパターンはまた、タンディッシュ１０の側壁部および端壁部上の作業ライニング１２の侵食を低減させる。これは、流入する流れ３４ならびにタンディッシュの衝突パッド２０，４０から生ずる流れパターンがタンディッシュ１０の側壁部と端壁部のいずれにも直接に衝突しないからである。また、出口ノズルないしウエルブロック１４までの経路が従来の衝突パッドよりも長く且つより曲りくねっているので、タンディッシュ２０，４０から生ずる流れパターンがタンディッシュ１０内での溶融金属の滞留時間を増大させることが理解されよう。詳細に述べると、タンディッシュ１０内の溶融金属の流れは、タンディッシュ１０の底部に沿って出口ノズル１４まで直接に流れる代わりに、先ず浴１６の液面へ向けて垂直に上方に導かれ、その後、出口ノズルないしウエルブロック１４へ向けて下方に低速で循環せしめられる。本発明のタンディッシュパッド２０，４０によって生じた低速度はさらに、浴１６内に渦流および液面の乱流が起きる可能性を最小限度にとどめる。タンディッシュ衝突パッド２０，４０によりひき起こされる対向した半径方向外方に導かれる流れは、さらに、実質的に浴１６全体の内部に連続した流れをひき起こすことによって、浴１６内の温度均一性を促進する。衝突パッド２０，４０はまた、始動時の跳ね掛けをかなり減らして、その他の流れ制御装置、例えば、ダム、せきやじゃま板が設けられていない場合に、タンディッシュ１０内に著しく増大したプラグ流量を促進する。衝突パッド２０および４０は、溶融金属、例えば、鉄および鋼の高温に耐える慣用の耐熱性組成物で構成されている。これらの温度は約１６４９℃（３０００ °Ｆ）に達することがある。当技術において知られているように、好適な超耐熱性材料はＭｇＯ，Ｃｒ₂Ｏ₃，Ａｌ₂Ｏ₃，ＺｒＯ₂，ＣａＯおよびＳｉＯ₂と、これら材料の混合物とを含むことができる。しかしながら、選択した組成物が溶融金属、例えば、鉄および鋼との連続した接触に耐えることができる限りは、その他の超耐熱性組成物をも使用することができる。二つの好ましい組成物は次のとおり分類される。当業者には本発明のその他の変型および置換が本文に開示した本発明の概念から逸脱することなく容易に明らかであることが理解されよう。例えば、本発明の衝突パッドは円形状が好ましいものの、また一つの代替形状も示して説明したが、衝突パッドの側壁部について多くの形状が実施可能であり、本発明の範囲に該当することが理解されよう。任意の幾何学的形状であっても、パッドの内部空間のための無端の境界を十分に囲い或いは形成し、流入する溶融金属を流入流れの中に戻るように向け直して取鍋シュラウドから離れる流れパターンをひき起こす限り、例示した実施例と同様に作用する。その他の変型は前述の適用例を再検討することによって明らかになり、それゆえに、出願人は本明細書に添付した特許請求の範囲によってのみ義務を負うことになる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年１０月１１日【補正内容】ずれかの側または端部における対向流はタンディッシュの中央部に向かって移動し、タンディッシュ内の浴の液面まで浮遊したスラグまたはその他の不純物をこれら対向流に連行する。その結果、これらの不純物は取鍋から流入する流れに向かって引き寄せられ、その後、タンディッシュの一つないし複数の出口へ向けて浴内を下方に押し込まれる。その結果、これら不純物のうちのより多くのものがタンディッシュから鋳型内へ流出し、それにより鋳型で製造される鋳造製品の品質を低下させる傾向が生ずる。過去において多くの他型式のタンディッシュパッドが製造され使用されてきたが、これらのタンディッシュパッドのいずれも上記の諸問題のすべてに十分に対応していない。従来のタンディッシュパッドの例は、両方共にスーフィー（Ｓｏｏｆｉ）氏に発行された米国特許第５，１３１，６３５号と第５，１３３，５３５号の明細書、そしてシュミット（ｓｃｈｍｉｄｔ）氏外に発行された米国特許第５，１６９，５９１号の明細書に開示されている。しかしながら、スーフィー氏とシュミット氏外の名儀の上記特許に開示されたタンディッシュパッドは、少なくとも、これらのパッドの各々が取鍋から流入する流れをタンディッシュの一つないし複数のドレンへ向けてあまりにも直接に導き過ぎるという事実のために、上記の諸問題に対して不十分な解決方法である。また、これらのパッドは、前述したような高速の流れに伴った諸問題に完全に解決するように取鍋から流入する流れを十分に減速させていない。この点について、これらの特許の各々は流入する流れをタンディッシュの一つないし複数のドレンへ向けていずれか一つの横方向または二つの横方向に導く衝突パッドを開示しているので、取鍋からの流れの速度が前述した諸問題の多くを阻止するようには十分に低減されないのである。そのうえ、これらの特許が教示しているように、取鍋からの流れをタンディッシュの一つないし複数のドレンへ向けて導くことにより、前述した「大きい開き」、「朝顔状の開き」や「短絡」の問題が発生する。上記したシュミット氏外の米国特許第５１６９５９１号明細書は、前述したように、少なくとも一つの開口した端部を有するパッドを開示している。一つないし複数の開口した端部が、取鍋から流入する流れをある距離離れたタンディッシュの底部に配置された出口へ向けてタンディッシュ内の液面の下方で横方向に向きを直す。一つないし複数の開口した端部は取鍋からの流れが上向き方向に向け直されないことを意味し、この米国特許はこれによって液面での乱流が増大することを述べている。本発明によれば、タンディッシュ衝突パッドが溶融金属との連続した接触に耐えることのできる耐熱性組成物で形成され、該パッドは衝突面を備えたベースと、該ベースから上方に延び且つ溶融金属の流れを受け入れるための上側開口部を備えた内部空間の少なくとも一部分を囲む外側側壁部とを有し、該外側側壁部は開口部へ向けて内方にかつ上方に延びる少なくとも第１部分を備えた環状の内面を含む。このパッドは外側側壁部が無端であり、内部空間を完全に囲むことを特徴としている。本発明は乱流を抑制するタンディッシュ衝突パッドを提供し、このパッドは底部衝突面を形成され、また該衝突面から上方に延び且つ取鍋からの溶融金属が導かれる上側開口部を備えた内部空間ないし空洞部を完全に囲む継ぎ目なしの環状側壁部を含んでいる。パッドの無端の環状側壁部は環状の内面を含み、この内面の少なくとも一部分が底部衝突面に対して上方に延びかつパッドの開口部へ向って内方に延びている。この無端の環状の側壁部は、到来する金属の流れが流入流れの中に戻るように向きを直され、そして取鍋シュラウドから離れる金属の逆流を導く流れパターンがひき起こされるように、パッドの内部空間を完全に囲んでいる。第１実施例においては、パッドが環状の側壁部の内面と同様に頂部から見て円形の形状である。側壁部の内面はまず底部衝突面から外方に且つ上方に凹面をなして湾曲し、その後、パッドの開口部を形成している垂直に配置された面まで内方にかつ上方に湾曲している。内側壁面は底部の衝突面からパッドの開口部を形成している垂直壁部まで連続して湾曲することが好ましい。第２実施例においては、衝突パッドが長方形の形状に形成されるが、無端の環状の側壁部により形成された完全に囲まれた内部空間を有する特徴を依然として保っている。この点について、明細書と請求の範囲を通じて使用する「環状の」という用語は、いかなる特定の形状を指すものでなく、完全に囲む無端の境界構造体を指す意味である。第２実施例においては、内側壁面が、衝突パッドの頂部の開口部に向かって上方にかつ内方に延びる少なくとも一部分を含む。同様な望ましい流れパターンが、本発明の第１実施例または第２実施例のいずれかに従って構成されたパッドを使用するタンディッシュ内にひき起こされる。タンディッシュ注入パッドは、取鍋から流入する溶融金属の流れによる歪（ｉｎｃｏｍｉｎｇｌａｄｌｅｓｔｒａｉｎ）の衝撃に耐えるのみでなく、流れによって通常ひき起こされる付随した乱流の勢いをそぐ。この目的のために、また従来技術における前述の問題を解決するために、上述のように構成されたパッドは、注入される流れを流入流れの中に戻るように向け直して、対向した流れを互いに減速させ、それによりタンディッシュ内の乱流を最小限度にし、高速の流れを抑制する。パッドの完全に囲まれた空洞部が、流入する流れの経路を垂直下向きから垂直上向きに変更するのである。パッドによりひき起こされる流れパターンは溶融金属の経路を形成し、溶融金属は金属浴の液面に向かって上方へゆっくり移動し、その後、タンディッシュの壁部に向かうすべての方向へ放射状に外方に移動する。これは不純物を浮動させるために好ましい流れ状態であるのみでなく、またタンディッシュ内の温度の均一化にも寄与する。最も重要なことは、それがタンディッシュ内の過大な乱流および高速の流れの有害な作用を最小限度にすることである。乱流抑制パッドは、取鍋から流入する流れを衝突時に直ちにタンディッシュの一つないしそれ以上の側部または端部へ導く上記の従来のパッドよりもはるかに有利な流れパターンを提供する。この点について、取鍋から流入する流れがパッドにより逆流せしめられて垂直に上方へ移動し、その後、浴の頂部付近で半径方向外方に移動する。これにより、スラグまたはその他の不純物が取鍋から流入する流れから離れるように押圧される。この理由により、そして結果として得られる流れが従来の衝突パッドによってひき起こされた流れよりも速度がはるかに遅いことから、浴の内部に連行されるスラグまたはその他の不純物および含有物が少なくなる。パッドは、タンディッシュの内部の鋼の等級を変更して始動の際に、或いはタンディッシュの低レベルにおいて鋳造を行う時に、特に有利である。従って、本発明のタンディッシュの衝突パッドによって多くの利点を得られることが理解されよう。これらの利点は次のものである。１．取鍋から流入する流れが収容されかつ減速されて、含有物を溶融金属浴の上面まで効果的に浮動させるために、タンディッシュ内に溶融金属の低速の流れをひき起こす。２．結果として生ずる流れパターンが、スラグおよびその他の不純物を取鍋から流入する流れから離れるように押圧し、それによりこれら望ましくない物質が浴の内部へ連行されるのを阻止する。３．溶融金属の浴面に導かれる流れが促進され、従って、含有物または不純物はスラグ層と接触してスラグ層内に吸収されるまでに短い距離を上昇すればすむ。４．流入する流れがタンディッシュの側壁部および端壁部へ直接に衝突しないので、これらの壁部上の作業ライニングの侵食が減る。５．タンディッシュの一つないし複数の出口までの経路が従来の衝突パッドを使用する場合よりも長くかつ曲りくねっているので、溶融金属がタンディッシュ内４０によりひき起こされる対向した半径方向外方に導かれる流れは、さらに、実質的に浴１６全体の内部に連続した流れをひき起こすことによって、浴１６内の温度均一性を促進する。衝突パッド２０，４０はまた、始動時の跳ね掛けをかなり減らして、その他の流れ制御装置、例えば、ダム、せきやじゃま板が設けられていない場合に、タンディッシュ１０内に著しく増大したプラグ流量を促進する。衝突パッド２０および４０は、溶融金属、例えば、鉄および鋼の高温に耐える慣用の耐熱性組成物で構成されている。これらの温度は約１６４９℃（３０００ °Ｆ）に達することがある。当技術において知られているように、好適な超耐熱性材料はＭｇＯ，Ｃｒ₂Ｏ₃，Ａｌ₂Ｏ₃，ＺｒＯ₂，ＣａＯおよびＳｉＯ₂と、これら材料の混合物とを含むことができる。しかしながら、選択した組成物が溶融金属、例えば、鉄および鋼との連続した接触に耐えることができる限りは、その他の超耐熱性組成物をも使用することができる。二つの好ましい組成物は次のとおり分類される。当業者にはその他の変型および置換を行い得ることが理解されよう。例えば、本発明の衝突パッドは円形状が好ましいものの、また一つの代替形状も示して説明したが、衝突パッドの側壁部について多くの形状が実施可能であり、本発明の範囲に該当することが理解されよう。任意の幾何学的形状であっても、パッドの内部空間のための無端の境界を十分に囲い或いは形成し、流入する溶融金属を流入流れの中に戻るように向け直して取鍋シュラウドから離れる流れパターンをひき起こす限り、例示した実施例と同様に作用する。請求の範囲１．溶融金属との連続した接触に耐えられる耐熱性組成物から形成されるタンディッシュ衝突パッド（２０，４０）にして、パッド（２０，４０）が衝突面（２４，４４）を備えたベース（２２，４２）と、該ベースから上方に延び且つ溶融金属の流れを受け入れるための上側開口部（３０，５０）を備えた内部空間（２９，４９）を囲む外側側壁部（２６，４６）とを有し、該外側側壁部（２６，４６）が開口部（３０，５０）に向かって内方にかつ上方に延びる少なくとも第１部分（２８ｂ，４８ｂ）を備えた環状の内面（２８，４８）を含むパッドにおいて、外側側壁部（２６，４６）が無端であり、内部空間（２９，４９）を完全に囲むことを特徴とするタンディッシュ衝突パッド。２．請求の範囲第１項に記載のパッドにして、環状の内面がさらに衝突面（２４，４４）から第１部分（２８ｂ，４８ｂ）まで上方に延びる第２部分（２８ａ，４８ａ）を含むパッド。３．請求の範囲第１項に記載のパッドにして、環状の内面がさらに衝突面（２４，４４）から第１部分（２８ｂ，４８ｂ）へ向けて外方にかつ上方に延びる第２部分（２８ａ，４８ａ）を含むパッド。４．請求の範囲第３項に記載のパッドにして、第１部分（２８ｂ）および第２部分（２８ａ）の少なくとも一方が環状の凹面であるパッド。５．請求の範囲第４項に記載のパッドにして、第１部分（２８ｂ）および第２部分（２８ａ）が連続して湾曲した環状の凹面（２８）を形成しているパッド。６．請求の範囲第１項から第５項までのいずれか一項に記載のパッドにして、内部空間（２９）は形状が円形であるパッド。７．請求の範囲第１項から第３項までのいずれか一項に記載のパッドにして、内部空間（４９）は形状が長方形であるパッド。８．請求の範囲第１項から第７項までのいずれか一項に記載のパッドにして、さらに、第１部分（２８ｂ，４８ｂ）から上方に延び且つ前記開口部（３０，５０）を形成する垂直に向いた環状面を有するパッド。９．衝突領域、ドレン（１４）および前記衝突領域に配置された請求の範囲第１項から第８項までのいずれか一項に記載の衝突パッド（２０，４０）を囲む床および側壁部を備えた、所定量の溶融金属を保持するためのタンディッシュ（１０）。１０．タンディッシュ（１０）内の溶融金属の乱流と高速の流れを阻止する方法にして、該方法が衝突パッド（２０，４０）をタンディッシュ（１０）内に設けることを含み、衝突パッド（２０，４０）が衝突面（２４，４４）を備えたベース（２２，４２）と、該ベースから上方に延びかつ溶融金属の流れを受け入れるための上側開口部（３０，５０）を備えた内部空間（２９，４９）を少なくとも部分的に囲むエンドレスの外側側壁部（２６，４６）とを含み、外壁部（２９，４９）が開口部（３０，５０）へ向けて内方にかつ上方に延びる少なくとも第１部分（２８ｂ，４８ｂ）を備えた環状の内面（２８，４８）を含み、該方法がまた、流入する溶融金属の流れをタンディッシュ（１０）内へ且つ衝突パッド（２０，４０）に対して垂直に下方に導いてタンディッシュ（１０）内に溶融金属の浴を形成し、溶融金属の流れを垂直上向きおよび内向きの方向に且つ流入する流れに向かって逆流させることと、そしてタンディッシュ（１０）内に溶融金属のほぼ半径方向の流れをひき起こすことを含む方法において、外側側壁部（２９，４９）が無端であり、内部空間（２９，４９）を完全に囲み、ひき起こされる半径方向の流れが流入する流れのすべての側において外向きの流れであり、それにより外向きの流れの各々が流入する流れから離れて溶融金属の浴の液面に向かって導かれることを特徴とする方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ【要約の続き】６）の液面へ向けて有利に導かれる。

Claims

【特許請求の範囲】１．溶融金属との連続した接触に耐えられる耐熱性組成物から形成されるタンディッシュ衝突パッドにして、該パッドが衝突面を備えたベースと、該ベースから上方に延び且つ前記溶融金属の流れを受け入れるための上側開口部を備えた内部空間を完全に囲む無端の外側側壁部とを有し、前記外側側壁部が前記開口部へ向けて内方にかつ上方に延びる少なくとも第１部分を備えた環状の内面を含むタンディッシュ衝突パッド。２．請求の範囲第１項に記載のパッドにして、前記環状の内面がさらに前記衝突面から前記第１部分へ向けて外方にかつ上方に延びる第２部分を含むパッド。３．請求の範囲第２項に記載のパッドにして、前記第１部分および第２部分の少なくとも一方が環状の凹面であるパッド。４．請求の範囲第３項に記載のパッドにして、前記第１部分および第２部分が連続して湾曲した環状の凹面を形成しているパッド。５．請求の範囲第４項に記載のパッドにして、前記湾曲した内部空間は形状が円形であるパッド。６．請求の範囲第５項に記載のパッドにして、さらに、前記第１部分から上方に延び且つ前記開口部を形成する垂直に向いた環状面を有するパッド。７．請求の範囲第１項に記載のパッドにして、前記内部空間は形状が円形であるパッド。８．請求の範囲第１項に記載のパッドにして、前記内部空間は形状が長方形であるパッド。９．請求の範囲第１項に記載のパッドにして、さらに、前記第１部分から上方に延び且つ前記開口部を形成する垂直に向いた環状面を有するパッド。１０．請求の範囲第１項に記載のパッドにして、前記環状の内面がさらに前記衝突面から前記第１部分まで上方に延びる第２部分を含むパッド。１１．所定量の溶融金属を保持しかつ衝突領域およびドレンを囲む床および側壁部を有するタンディッシュ容器にして、衝突領域に配置された衝突パッドを備えかつ衝突面を有するベースと、該ベースから上方に延びかつ前記溶融金属の流れを受け入れるための上側開口部を有する内側空間を完全に囲む無端の外側側壁部とを含み、前記外側側壁部が前記開口部に向かって内方にかつ上方に延びる少なくとも第１部分を有する環状の内面を含む改良。１２．請求の範囲第１１項に記載のパッドにして、前記の環状の内面がさらに前記衝突面から前記第１部分に向かって外方にかつ上方に延びる第２部分を含むパッド。１３．請求の範囲第１２項に記載のパッドにして、前記第１部分および第２部分の少なくとも一方が環状の凹面であるパッド。１４．請求の範囲第１３項に記載のパッドにして、前記第１部分および第２部分が連続して湾曲した環状の凹面を形成するパッド。１５．請求の範囲第１４項に記載のパッドにして、前記の湾曲した内部空間が円形の形状を有するパッド。１６．請求の範囲第１５項に記載のパッドにして、さらに、前記第１部分から上方に延びかつ前記開口部を規定する垂直に向いた環状面を備えているパッド。１７．請求の範囲第１１項に記載のパッドにして、前記内部空間が円形の形状を有するパッド。１８．請求の範囲第１１項に記載のパッドにして、前記内部空間が長方形の形状を有するパッド。１９．請求の範囲第１１項に記載のパッドにして、さらに、前記第１部分から上方に延びかつ前記開口部を規定する垂直に向いた環状面を備えているパッド。２０．請求の範囲第１１項に記載のパッドにして、前記の環状の内面がさらに前記衝突面から前記第１部分まで上方に延びる第２部分を含むパッド。２１．タンディッシュ内の乱流および溶融金属の高速の流れを阻止する方法にして、該方法が前記タンディッシュ内に溶融金属の浴を形成するために溶融金属の流入する流れを前記タンディッシュの中に垂直に下方に導き、前記の流れを垂直の上向きの方向に逆流させ、前記の流入する流れのすべての側における前記タンディッシュ内の前記溶融金属のほぼ半径方向の外向きの流れをひき起こし、それにより前記の流れの各々が前記の流入する流れから離れて前記の溶融金属の浴の液面に向かって導かれる諸工程を含む方法。