JPH0215855A - 相互プレス加工製のガス透過性リングを備える取鍋シュラウド - Google Patents

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］ 本発明は鋼の連続鋳造に関し、特にそこで使用される特
殊セラミック族の構成部材に関する。また特に、本発明
は、取鍋から該取鍋下方に配置する鋳造用タンデイシュ
への溶融金属の転送を許容し、通常、取鍋シュラウドと
云われているセラミック族の注入管体に関する。

上述のような転送を経た後の溶融金属は、全て周知の手
法の下に、タンデイシュから該タンデイシュ下方に配置
する連続鋳造用鋳型又は複数の鋳型内へ方向づけられて
いる。典型的な鋼連続鋳造操作においては、耐火性ライ
ニングが施された取鍋の底の開口下にセラミック族のコ
レクターノズルを嵌合させである。取鍋からこのコレク
ターノズルを介しての溶融金属流の制御には、該コレク
ターノズルの上端の開口部を増加的に開閉すべく垂直方
向に８勅可能なストッパーロッドを使用するか、または
該コレクターノズルがボトムプレート上に搭載されてい
る従来型の滑動ゲートプレートバルブ機構によっての調
整かによって達成している。この滑動ゲートプレートの
相対的な８動はコレクターノズルへの溶融金属通路の開
閉をなしている。本発明に係る取鍋シュラウドは、取鍋
から該取鍋下に配置するタンデイシュへの溶融金属の注
入を許容すべく、このようなコレクターノズルの下にぴ
ったりと嵌合させるものである。

［従来の技術］ 取鍋からタンデイシュへの溶鋼の注入の際における該溶
鋼流の酸化防止や飛びはね金属による火傷を防ぐよう鋳
造現場内における作業員の保護をなすべく、鋼の連続鋳
造においては取鍋シュラウドが通常的に用いられている
。このような取鍋シュラウドの使用を通じて現在までに
遭遇した主要問題の１つは、コレクターノズルと取鍋シ
ュラウドの上部との間、即ち此等構成部材が相互に嵌合
している結合領域の緊密な密閉状態を得る能力である。

この結合境界での貧弱な密閉状態は許容できない溶鋼の
酸化を生じる空気浸透を招くことになる。コレクターノ
ズル上への溶鋼の飛びはねや、疲労した取鍋からの連結
解除の際或は完全な取鍋への再連結の際における取鍋シ
ュラクト上部に与えられた取扱上で生じる損害等によっ
て、この結合密閉状態の質を終始一貫して保証すること
はしばしば非常に困難である。

コレクターノズルとの機械的結合が貧弱な場合には、対
ガス密閉状態を提供すべく取鍋シュラウドの上部周囲に
不活性ガスを注入することがこれまでに提案されてきた
。不活性ガスは溶鋼と非反応であり、もし密閉状態が貧
弱な時にはアルゴン等の不活性ガスが空気の浸透及びそ
れに引き続く溶鋼の酸化を防止すべく結合部分の密閉領
域にあふれることになる。密閉の目的でコレクターノズ
ル周囲にアルゴンの注入を促進すべくいくつかの取鍋シ
ュラウドの例がこれまでに提案されてきている。そのよ
うな例の１つは米国特許第４．５１９，４３８号に開示
されている。この例では、取鍋シュラウドの上部にプレ
ス加工されたフィンガー形状の溝へアルゴンを注入して
いる。

この取鍋シュラウド例は部分的には成功しているものの
、いくつかの欠点を有している。即ち、鋳造中において
その溝がしばしば溶鋼で満たされてしまって引き続く不
活性ガスの注入が困難となってしまうことである。また
、不活性ガスは該ガス入力ための連結部の直後の領域で
はより高圧となる傾向があるので密閉領域を巡って均一
なガス分布を得ることがしばしば難しい場合もある。そ
の結果、ガス分布を改良するには不活性ガスをより大き
い流量としなければならぬ必要性が生じている。

［発明が解決しようとする課題］ アルゴン注入のために更に試みられた解決策としては溝
を設ける代りに多孔質のセラミック物質から成るリング
部材を組み入れることである。通常、取鍋シュラウド本
体はその高い耐熱的衝撃性や溶鋼及びスラグによる攻撃
に対する耐久能力のため、アルミナグラフ１イト物質又
はアルミナ黒鉛物質で構成されている。この先行技術例
の取鍋シュラウドでは、その多孔質リング物質には本体
におけるようなアルミナグラファイト組成を採用するの
ではなく、通常のアルミナ−シリケートから成る１００
％酸化物組成を採用している。多孔質リング物質内へ溶
鋼が浸透しないことやそれ故に背圧が提供されるので均
一なガス流量を得ることができること等、この先行技術
に係る多孔質リングは溝タイプ例に見られる１つの問題
を解決した。しかし、この先行技術に係る多孔質リング
例には他の問題がある。通常、リングとシュラウド本体
の両部材が完全に仕上げられた後に、該多孔質リングは
取鍋シュラウド本体に挿入され組み入れらている。これ
は、多孔質リングを定められた場所に接着し、その後に
、その複合された取鍋シュラウドの上部を特殊なスチー
ルカンで覆うという難しい処置を必要としている。この
カンは多孔質リングを適所に保持する役割を果たし、該
シュラウド上部周囲に気密な密閉状態を得るという保証
をしている。しかし、もしこのカンが偶発的に貫かれた
り膨張したりした場合には、不活性ガスはその穴を通過
するかまたは該シュラウドの周囲より漏出することにな
る。どちららの場合でも、最も必要とされている場所に
ガスが通じなくなるので密閉状態の効率を大きく減じる
ことになる。

鋳造処理工程中においてこのようなことが起きる可帷性
は相当に高い。

また、多孔質セラミック物質の予備成形リングを形成し
、その後にシュラウドのボアと同−広がりを有する内面
と該シュラウドの上方面と同−広がりを有する上方面と
を備える該リングを、該シュラウド本体とで相互的に又
は共同的にプレス加エすることが提案されてきた。そし
て、予備成形されたガスチャンネルを有するこの相互プ
レス加工されたリング及びシュラウド本体は焼き加工が
施される。この結果としての焼き加工された一片は、多
孔質リング部分と本体部分とが改良された結合状態を呈
するものの、該多孔質リングの露出上部面からの不活性
ガス漏出を防止するスチールキャップ部分を有するスチ
ールカンを依然として使用しなければならないものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明では、空気浸透という有害な影響から溶融金属を
保護するという点において通常使用されているアルゴン
注入型シュラウドよりもより相当に効果的である相互的
に又は共同的にプレス加工されたガス透過性リングを備
える取鍋シュラウドを提供することによって先行技術に
見られるような上記短所或は他の短所を解決しようとし
ている。こうして、本発明に係る取鍋シュラウドを使用
することにより注入中の溶鋼における無用な酸化や窒素
吸収を大きく減少しようとしている。更には、本発明に
係る相互プレス加工された取鍋シュラウド及びガス透過
性リングは、一部には別工程としての接着工程やガス漏
出防止用としてリング状表面を密閉すべく覆う金属カン
部材の設置が不必要という理由のために、公知のガス透
過性取鍋シュラウドよりもより安価に製作しようとする
ものである。

加えて、本発明に係る一体的な多孔質リング部分及び稠
密取鍋シュラウド部分の画部分は、熱的ひび割れの問題
を最少とすべく均一な熱的膨張・収縮特性を提供させる
ために、基本的には同一セラミック組成から構成する。

更に本発明は、金属キャップ或は取鍋シュラウド内の適
所に保持すための接着が不要であり、シュラウド本体と
改良された結合状態にある一体的な多孔質リングを提供
しようとするものである。また更に、本発明に係る一体
的多孔質リング内には、焼き加工の後に均一な平均孔径
サイズが生じるように初期混合物においての制御された
耐火性粒子調整を通じて、改良されたガス分布を得よう
とするものである。

上述の長所及び他の長所又は利益等は本発明に係る相互
的に又は共同的にプレス加工されたガス透過性リングを
伴なう取鍋シュラウドによって提供される。簡単に述べ
たように、本発明の取鍋シュラウドはプレス加工の工程
中において形成された中央孔又は中央ボアを有して長尺
管状の取鍋シュラウド本体を備えるものである。このボ
アはシュラウド本体の上方端におけるインレットから延
出して該本体下方端におけるアウトレットで終結してい
る。取鍋シュラウド本体は、稠密な炭素結合セラミック
物質、また好ましくは焼き加工されて約１０ミクロン以
下また好ましくは約０．２５ミクロン以上の平均孔径サ
イズを有するアルミナグラファイト（アルミナ黒鉛）物
質から構成されている。好ましくは炭素結合アルミナ黒
鉛物質で構成される多孔質リングは耐火性粒子混合物の
多孔度の制御をなす公知の粒子間隙調整技術を使用して
の分離又は別工程としてのプレス加工によって予備成形
されている。例えばアルミナ等の耐火性粒子は約１００
から２００メツシュ（約７５ｈ）ら１５０ミクロン）の
間の狭いサイズ範囲内に制御されている。炭素結合相の
ための天然鉱黒鉛やフレーク状黒鉛等の黒鉛又はグラフ
ァイトは約３０から１００メツシュ（約１５０から６０
０ミクロン）の間に好ましくは制御された粒子サイズを
有する。本体と共に焼かれた後の多孔質リングは約１０
ミクロンから４０ミクロン大の均一な平均孔径サイズを
有することになる。また、重量パーセントで約１０％重
から１５％重の間の量のジルコニア・ムライトの副次的
な酸化物粒子を多孔質リング粒子混合物に好ましくは添
加する。また、例えばホウ素含有又はケイ素含有物質の
ような従来の酸化防止剤もその混合物に添加する。また
、好ましくは炭質レジン、ピッチ又は同様の炭質物質の
バインダーも使用される。多孔質リングと取鍋シュラウ
ド本体とに同一のバインダー組織を使用することはプレ
ス加工及び焼き加工の間における該多孔質リング及び本
体の画構成要素の境界での結合を改良するためにはより
好ましい。

上述したように多孔質リングは予備成形され、そしてこ
のいわゆる生（グリーン）で焼き加工処理前のプレフォ
ーム（ｐｒｅｆｏｒｍ）のその外径上には本体の最終焼
き加工中に消失してしまうワックス又は同様の物質が塗
装される。この塗装は、後において注入された不活性ガ
スが多孔質リング回りに均一に分布することができるよ
うになるため、焼き加工処理された本体にチャンネル（
溝）又はマニホルドを形成する。この塗装物質は、適度
な不活性ガス分布を生じるに充分であり且つ相互的なプ
レス加工中における該多孔質リングと本体との間の改良
された結合を得る充分な壁面績も提供できるように該多
孔質リング厚の約５０％又はそれ以下を略々覆っている
。この相互的な又は共同的なプレス加工及び相互的な又
は共同的な焼き加工の処理は多孔質リング上部の密閉を
なし、その結果、不活性ガスはガス・チャンネルを通過
して該上部を通して漏出するよりも該多孔質リング内を
通過することが強要されることになる。

製作中において、塗装され且つ予備成形された生の多孔
質リングは取鍋シュラウド本体を形成−するためのプレ
ス加工用マンドレル上に設置される。そして、アルミナ
黒鉛・シュラウド用の粒子混合物を該多孔質リングを囲
む型部材内に注入する。本体形成用のこの耐火性粒子混
合物はその型部材の窪みの上記生多孔質リングの上面の
上方の高さまで満たされる。次に、その型は密閉されて
該多孔質リングが該アルミナ黒鉛本体と一体的に結合さ
れるように平衡状態下のプレス処理が施される。焼き加
工状態下において、稠密化粒子のシュラウド本体は多孔
質リング上方を密閉してそこからのガス漏出の防止をな
すために該多孔質リング上部を巡って延在する一体的な
突起状部分を形成することになる。従来的な焼き加工の
後、前述したガスチャンネル形成用の物質はガス分布の
目的のためにガスが通過する開状態の環状マニホルドを
残して消滅する。ガス人力連結部は取鍋シュラウドの外
壁からこのマニホルドへ向って本体に穿孔することによ
って形成きせることができる。

［作用］ 本発明は空気浸透という有害な影響から溶融金属を保護
するという点において通常使用されているアルゴン注入
型シュラウドよりもより相当に効果的である相互的に又
は共同的にプレス加工されたガス透過性リングを備える
取鍋シュラウドを提供することによって先行技術に見ら
れるような上記短所或は他の短所を解決している。こう
して、注入中の溶鋼における無用な酸化や窒素吸収は本
発明に係る取鍋シュラウドを使用することにより大きく
減少させることができる。更には、本発明に係る相互又
は共同プレス加工された取鍋シュラウド及びガス透過性
リングは、一部には分離した工程としての接着工程やガ
ス漏出防止用としてリング状表面を密閉すべく覆う金属
カン部材の設置が不必要という理由のために、公知のガ
ス透過性取鍋シュラウドよりもより安価に製作すること
ができる。

加えて、本発明に係る一体的な多孔質リング部分及び稠
密取鍋シュラウド部分の画部分は、熱的ひび割れの問題
を最少とすべく均一な熱的膨張・収縮特性を提供させる
ために、基本的には同−七ラミック組成から構成されて
いる。更に本発明は、金属キャップ或は取鍋シュラウド
内の適所に保持すための接着が不要であり、シュラウド
本体と改良された結合状態にある一体的な多孔質リング
を提供している。また更に、本発明に係る一体的多孔買
リング内には、焼き加工の後に均一な平均孔径サイズが
生じるように初期混合物においての制御された耐火性粒
子調整を通じてＪ改良されたガス分布が得られる。

［実施例］ 第１図及び第２図には、参照番号２で先行技術に係る取
鍋シュラウドの一例が概略的に示されている。図示の取
鍋シュラウド２は、稠密なセラミック本体４と該本体４
の上部に固着されたガス透過性である多孔質リング形状
部分６を含むものである。この先行技術に係るシュラウ
ドには、公知の手法により、取鍋からタンデイシエ（不
図示）への溶鋼の通路をなす中央貫通ボア８が形成され
ている。中央ボア８の上方部は、取鍋上に担持された従
来のコレクターノズル（不図示）に対して嵌合するため
に円錐台状に形成されている。第２図には取鍋シュラウ
ドの表面１０に関連して横たわるように、このコレクタ
ーノズルの表面を仮想４３１０　’で示す。ガス通路１
２は取鍋本体４の上部付近に穿孔形成されている。通路
１２はその外端で、アルゴンガス等の加圧された不活性
ガス源との連通のため、シュラウドの外面上のねじ切り
された部品１４と連通している。一方、通路１２の他端
は、多孔質リング６回りにアルゴンガス等を分布させる
ためのチャンネル（溝）又はマニホルド１６と連通して
いる。第２図に示すようにボア表面１０と隣接するコレ
クターノズル面１０゜との間の間隙を通して金属流へ浸
透する空気を最少とするために、この加圧ガスはリング
６の部分を多数の孔を介して横切りボア表面ｌＯに沿っ
て放出される。

第１図及び第２図に示すように、この先行技術シュラウ
ド２の多孔質リング６は、該多孔質リング６の上方面２
２と密閉的に係合してそこから不活性ガスが漏出しない
ようにするためのキャップ２０を有するスチールカン１
８を必要としている。先行技術に係るスチールカン１８
の典型例は、取鍋シュラウドの上方領域２６を取り囲む
円筒状のすそ部分２４を含むものである。別体となでい
るスチールキャップ２０は溶接ビード２８を介してすそ
部分２４に固着されている。また、このキャップ２０の
中央部にはコレクターノズル１０゛の貫通挿入を許容す
るために開口領域３０が形成されている。この金属キャ
ップ２０は多孔質面２２からのガス漏出防止の役割を果
たすと共に、先行技術に係る多孔質リング例のあるもの
では、その多孔質リング６を決った場所に保持する機能
もある。一般に、先行技術における多孔質リングは、別
体でプレス加工されて焼き加工された部材、或はリング
６のようにプレフォームされて相互プレス加工されたイ
ンサートである。どちらの場合でも、此等先行技術に係
る多孔質リングの典型例では、キャップ２０のような別
体のスチール製覆いによって密閉が必要な表面２２（上
面）を露呈してしまっていた。更に、先行技術に係る多
孔質リング・インサート及びシュラウド本体は、通常、
例えば多孔質リング形成用アルミナ−シリケートの１０
０％酸化組成物及び稠密本体形成用アルミナ黒鉛物質の
ような異なる耐火性粒子混合物から形成される。よって
此等先行技術の取鍋シュラウド例では、不活性ガスの漏
出に加えて熱膨張及び接着の問題が共通して存在してい
る。

第３図及び第４図に示す本発明に係る取鍋シュラウド４
０は先行技術に見られる問題の多くを解決している。こ
のシュラウド４０は、好ましくは炭素結合アルミナ黒鉛
の耐火性組成物から成り、相対的に稠密な非多孔質構造
体である本体部分４２を含む。シュラウド本体４２の多
孔質構造は約１０ミクロン以下の平均孔径、またより好
ましくは約０．２５ミクロンの平均孔径となるように制
御されている。本体４２用の耐火性粒子混合物のバイン
ダー（結合）組織は好ましくはレジンやピッチ等の炭質
材料を含むものである。シュラウド本体４２のための典
型的な耐火性粒子組成は、アルミナ粒と好ましくは天然
鉱脈のフレーク状の黒鉛との混合物から本質的には構成
されている。

耐火性酸化物粒子を希釈するいくらかのシリカ及びジル
コニアも、硼素含有又は珪素含有物質等の従来の酸化防
止剤と共に含ませてもよい。黒鉛の典型的な粒子サイズ
は約３０〜約１００メツシュ又は約１５０〜約５００ミ
クロンである。稠密な粒子充填率及び結果としての小さ
な平均孔径サイズは、例えば本体部分４２を形成するた
めに一３０メツシュのアルミナ粗粒と一３２５メツシュ
のアルミナ細粒とを約２：１（粗粒：細粒）の割合で混
合することによる粗粒サイズ及び細粒サイズのアルミナ
粒子の混合物を使用しての公知の方法で得られる。この
ような高い充填稠密度は、シュラウド本体に好ましい低
多孔質性及び低ガス透過性を生じさせるべく達成される
。焼き加工がなされた取鍋シュラウド本体４２の典型的
な組成は重量パーセントで、アルミナ５３％、炭素３１
％、シリカ１３％、ジルコニア１％、及びその他成分２
％から成り得る。

多孔質リング５０は同様のアルミナ黒鉛で予備成形され
、そしてシュラウド本体４２と共に生の予備成形物とな
るべく相互的に又は共同的にプレス加工され、そして完
成した取鍋シュラウド４０を形成する単一ピースとなる
べく焼き加工が施される。多孔質リング５０は、後述す
るように、体的で稠密な棚状突起部分又は出っ張り部分
５２がシュラウド本体の上方端４６上に形成されて該多
孔質リングの上縁面５４を該本体のその周囲で完全に覆
い囲むようになるように、該本体４２と共に相互的に又
は共同的にプレス加工される。このようして多孔質リン
グ５０はその上縁５４が密閉されており、これによって
第１図及び第２図に示す先行技術であるガス漏出防止用
の高価な溶着されたスチールカンキャップ２０の必要性
を減じている。

多孔質リング５０は、好ましくはシュラウド本体４２に
採用されているものと同−又は同質のバインダー組織と
共に、好ましくは炭素結合アルミナ黒鉛の耐火性物質か
ら基本的に構成されている。レジン又はピッチ等の炭質
バインダーはより好ましい。多孔質リング５０には約１
０ミクロン大の均一な平均孔径を得ている。しかし、平
均孔径は、多孔質リング５０を介して逆方向に溶融金属
の透過を許容する程の大きさではない一方、該リングを
介して不活性ガスの均一透過を許容する約４０ミクロン
までの範囲でもよい。

好適実施例では、多孔質リング５０における平均孔径サ
イズは約１０ミクロンであり、稠密アルミナ黒鉛シュラ
ウド本体の平均孔径サイズは約０４２５ミクロンである
。これを実現するために、多孔質リング５０用のアルミ
ナ粒子等の耐火性酸化物粒子の粒度分布を比較的に狭い
範囲で制御する。好ましくは、この耐火性酸化物粒子サ
イズは約１００〜約２００メツシュ、又は約７５〜約１
５０ミクロンの間で制御される。この粒子間隙調整技術
は、焼き加工の後に約１０ミクロンの望ましい略々均一
な平均孔径サイズを多孔質リングにもたらすものである
。多孔質リング用の混合物組成に用いられている黒鉛も
また約３０〜約１００メツシュ（約１５０〜約６００ミ
クロン）の粒度を有する天然鉱又はフレーク状黒鉛であ
る。またこの多孔質リング組成は、ジルコニア・ムライ
ト粒子を希釈する好ましくは約り０％重〜約１５％重（
’）　Ｚ　ｒ　Ｏ２、Ａ　１２０３　％　Ｓ　Ｉ　Ｏ２
ノ成分を含む副次的な酸化物を含有する。好ましくは、
従来の酸化防止剤もまた硼素含有又は珪素含有配合物の
形でこの混合物に添加される。

多孔質リング５０及び稠密アルミナ黒鉛本体４２に使用
されているバインダーは好ましくは同一である。レジン
又はピッチのような炭質バインダーを使用し得る。同一
バインダーの使用は取鍋シュラウド４０の多孔質部と非
多孔貢部との結合を改善するものである。焼き加工され
た多孔質リング５０の典型的な組成は重量パーセントで
、アルミナ６１％、炭素２２％、シリカ６％、ジルコニ
ア６％、及びその他成分５％から成り得る。

開状態のガス・チャネル又はマニホルド５６もまた、不
活性ガスの多孔質リングへの侵入を許容すべく、該多孔
質リング５０と本体４２との間の境界部回りに焼き加工
時において形成する。多孔質リング５０を予備成形した
後、その生のピースの外径上を後の焼き加工の工程の間
に消えてしまうワックス等の可燃性又は溶融可能な物質
で塗装する。この塗装は、相互的プレス加工及び引き続
く焼き加工の操作等の間において多孔質リング５０とシ
ュラウド本体との間に強力な結合状態を得るような充分
な壁接触を残す一方、適切なガス分布を提供するように
、多孔質リング厚の約５０％又はそれ以下を略々覆って
いる。製作中において、塗装された予備成形多孔質リン
グ５０は取鍋シュラウドのプレス用マンドレル上に置か
れる。

そして、本体用のアルミナ−黒鉛粒子組成をこの多孔質
リングを囲む型部材内に注ぐ。本体４２形成用のこの耐
火性粒子混合物は、シュラウド本体の低多孔度の耐火性
粒子混合物の環状突起部５２で囲まれるようにリングの
上面５４以上の上方レベルまでこの型部材に満たされる
。型部材が密閉された後に、リング５０と本体４２は、
一般的な手法の下、平衡状態で相互的に又は共同的にプ
レス加工される。そして、このように相互的なプレス加
工がなされたピース４０は型部材から除去されて、また
通常の手法の下、焼き加工が８ｆｆｉされる。焼き加工
の間、リング５０の外側に塗装された物質は該多孔質リ
ング５０の回りの３６０度に延在する環状ガスマニホル
ド５６を残して消失する。そして、一端がマニホルド５
６と接触するようにガス通路５８を本体に穿孔する。こ
のガス通路５８の他端には通常のねじ付き部材６０が後
にアルゴン等の加圧された不活性ガス源への付属部品と
して嵌合される。

更に、不図示の鋳造用設備の通常の部品内に取鍋シュラ
ウドを塔載する補助手段となるべく、支持用のスチール
カン６２を該取鍋シュラウド４０の上方領域回りに嵌合
させてもよい。このカン６２の上方縁６４は取鍋シュラ
ウドの上方面４６よりも下方に難問して終結している。

よって、このカン６２は先行技術における溶着されたカ
ン２４及びキャップ２０と比べ相当に簡素化されている
。シュラウド本体４２の一体的な突起部５２が多孔質リ
ングの上方縁５４からのガス漏出な封じているために、
第１図及び第２図を用いて先に記載した先行技術のキャ
ップ２０のような金属密閉キャップの必要性は無くなっ
ている。よって、先行技術において要求されているキャ
ップの溶着工程又はブレズ溶接工程もまた減じられてい
る。

操作において、取鍋シュラウド４０の円錐台形状の上方
ボア４５は第４図に仮想線で示すようにコレクターノズ
ルの外面４５°と緊密に係合し且つ結合状態を形成すべ
く適合させられるものである。鋳造中において、アルゴ
ン等の不活性ガスは嵌合部材６０を介して加圧源から取
鍋シュラウド４２へ導入される。加圧不活性ガスはマニ
ホルド５６を巡って流れ、そして多孔質リング５０を透
過してコレクターノズル表面４５°　と取鍋シュラウド
の円錐形ボア４５０表面との間の結合境界の空間に入り
込む。不活性ガスはその結合境界にある如何なる小間隙
にも沿って上方へ流れて空気の有害な逆方向流人を防い
でいる。このように、多孔質リング５０からの不活性ガ
スの均一な流れのために、コレクターノズルから取鍋シ
ュラウドへと通過する？８鋼の流れ内に空気が引きずら
れ込むことが防止されている。本体に一体的となった稠
密耐火性突起５２は如何なる短絡ガス流パターンをも防
止すべく多孔質リングの表面５４を介しての上方へのガ
ス漏出を閉じ込めているために、コレクターノズルの全
周囲に亙って必要な均一不活性ガス流を提供している。

このような均一不活性ガス流はまたコレクターノズルと
取鍋シュラウドがその結合境界で緊密に密閉された場合
等においての真空状態の形成をも防止するものである。

このような真空状態が生じた時には、取鍋シュラウド本
体又は連結ジヨイントに可能性のあるクラック等を介し
て空気が吸入される場合がある。本発明によって提供さ
れる不活性ガスの均一注入は、そのような緊密密閉され
た取鍋シュラウドであった時には、下方の鋳造チューブ
における不要望な真空状態の形成をも防止するものであ
る。

［効果］ 第３図及び第４図に示すような本発明に係る多孔質リン
グ部分を有する取鍋シュラウドが、一般的な連続鋼鋳造
業者によって製作され試験された。この製作プラントで
は、溶融金属の流れを空気から保護する取鍋シュラウド
の効果を、取鍋からタンデイシュへ転送される鋼中の窒
素吸収量によって測定している。第４図には本発明の相
互プレス加工された多孔質リングを有する取鍋シュラウ
ドの結果を先行技術に係る従来の溝形式及びスロット形
式の取鍋シュラウドと比較して写実的に示す。本発明の
シュラウドは、アルゴンの一定流景の下で窒素吸収を減
じている点において、溝又はスロット形式のものよりも
相当に効果的であることが観察される。米国特許第４，
５１９．４３８号に開示のものと同様又は同一の構成で
ある先行技術に係る取鍋シュラウドは曲線Ａ及びＢで表
わされている。Ｃ及びＤで同一視される曲線は本発明に
係る相互プレス加工されたガス透過性リングを有する取
鍋シュラウドを示す。取鍋シュラウドＣ及びＤは、曲線
Ａ及びＢで示される先行技術の取鍋シュラウドよりも、
同一レベルのアルゴンの下で、空気／窒素の低漏出を得
ることによってより優れた働きをなした。例えば、窒素
吸収６ｐｐｍレベルでは、溝形式の比較テスト用シュラ
ウドＡは約４８％の相対アルゴン流量を必要とし、米国
特許第４，５１９．４３８号に係るスロット形式の比較
テスト用シュラウドは約４０％のアルゴン流量を必要と
しており、本発明に係るシュラウドＣ及びＤは約３０％
及び約２２％のアルゴン流量をそれぞれ必要とした。本
発明の不活性ガス使用に関する経済性はこれで完全に明
白となっている。

本発明は空気浸透という有害な影響から溶融金属を保護
するという点において通常使用されているアルゴン注入
型シュラウドよりもより相当に効果的である相互的に又
は共同的にプレス加工されたガス透過性リングを備える
取鍋シュラウドを提供することによって先行技術に見ら
れるような上記短所或は他の短所を解決している。注入
中の溶鋼における無用な酸化や窒素吸収は本発明に係る
取鍋シュラウドを使用することにより大きく減少させる
ことができる。更には、本発明に係る相互又は共同プレ
ス加工された取鍋シュラウド及びガス透過性リングは、
一部には分離した接着工程やガス漏出防止用としてリン
グ状表面を密閉すべく覆う金属カン部材が不必要という
理由のために、公知のガス透過性取鍋シュラウドよりも
より安価に製作することができる。

加えて、本発明に係る一体的な多孔質リング部分及び稠
密取鍋シュラウド部分の画部分は、熱的ひび割れの問題
を最少とすべく均一な熱的膨張・収縮特性を提供するた
めに、基本的には同一セラミック組成から構成されてい
る。更に本発明は、金属キャップ或は取鍋シュラウド内
の適所に保持すための接着が不要であり、シュラウド本
体と改良された結合状態にある一体的な多孔質リングを
提供している。また更に、本発明に係る一体的多孔質リ
ング内では、焼き加工の後に均一な平均孔径サイズが生
じるように初期混合物においての制御された耐火性粒子
調整を通じて、改良されたガス分布を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はガス透過性リングを備えてキャップ部分を有す
るスチールカンに覆われた先行技術に係る取鍋シュラウ
ドの縦断面図、第２図は第１図に示された先行技術の取
鍋シュラウドにおけるガス透過性リング及びスチールカ
ンの断片的部分の拡大断面図、第３図は本発明に係る相
互的又は共同的プレス加工された取鍋シュラウド及びガ
ス透過性リングの縦断面図、第４図は第３図に示された
ガス透過性リング及び取鍋シュラウドの断片的部分の拡
大断面図、第５図は本発明に係る取鍋シュラウドと先行
技術シュラウドとの実際の鋼鋳造中における比較試験結
果を示すグラフである。 図面中の主な参照番号は、 ２．４０．、、取鍋シュラウド、４，４２．、、シュラ
ウド本体、６，５０．、、多孔質リング、１０°　　４
５″６０．コレクターノズルの仮想面、８．４４．、、
中央ボア、１０，４５．、、上方円錐形ボア、１８，２
０．、、スチールカン及びカンキャップ、６２．、、支
持用スチールカン、１６゜５６、、、チャンネル又はマ
ニホルド、１４，６０１１．ネジ付き部品、２２，５４
．、、多孔質リング上面、５２．、、シュラウド本体と
一体的な突起部分。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）離間する上方端及び下方端と該両端間に貫通形成
   されたボアとを有して稠密な耐火性物質から成る管状本
   体と、 上記本体と共に相互的に又は共同的にプレス加工され且
   つ焼き加工されて上記ボアの一部を形成している多孔質
   耐火性リングと、 上記多孔質リングへの不活性ガス供給のために上記本体
   と関連して該多孔質リングに連通する手段と、 上記多孔質リングと上記本体の上方端との間に介在して
   該多孔質リングの上面からのガス漏出の防止をなす該本
   体に含まれた一体的な突起と、を備えることから成る溶
   融金属鋳造用の取鍋シュラウド。
2. （２）上記本体及び多孔質リングの双方は共通バインダ
   ー成分を有する炭素結合アルミナ耐火性物質を主に含む
   ことから成る請求項１記載の取鍋シュラウド。
3. （３）上記稠密本体の平均孔径サイズは約０．２５から
   約１０ミクロン以下であり、上記多孔質リングの平均孔
   径サイズは約１０から約４０ミクロンであることから成
   る請求項２記載の取鍋シュラウド。
4. （４）上記多孔質リングは副次的な酸化物耐火性粒子成
   分を有することから成る請求項２記載の取鍋シュラウド
   。
5. （５）上記副酸化物耐火性粒子はジルコニアムライトで
   あることから成る請求項４記載の取鍋シュラウド。
6. （６）上記本体の一部を囲み且つ該シュラウド本体の上
   方端より低い位置で終結している金属カンを更に備えて
   成る請求項１記載の取鍋シュラウド。
7. （７）炭素結合耐火性組成物から構成されて上方端及び
   下方端と該両端間を貫通形成されたボアを有する概略管
   形状本体と、 上記本体と相互的に又は共同的にプレス加工され且つ該
   本体と略々同様な炭素結合耐火性組成物から成り、上記
   本体の上方端に隣接して上記ボアの一部を形成している
   内面と該内面と離間する外面及び上記本体の上方端と離
   間する上方面をも有し、貫通する不活性ガス透過を許容
   し且つ溶融金属の逆方向透過の阻止をなす制御された孔
   サイズを有する多孔質リングと、 上記多孔質リングの上方面と接触して該上方面からのガ
   ス漏出の防止に適合する上記取鍋シュラウドの本体に担
   持された一体的な突起部と、使用中において上記不活性
   ガスが上記多孔質リングを透過して上記内面で分散する
   ように、一端で不活性ガスの加圧源と連通し且つ他端で
   上記多孔質リングの内面と連通するに適合した上記本体
   に形成された手段と、を備えて成る溶融金属鋳造用の取
   鍋シュラウド。
8. （８）上記本体と多孔質リングとは、ピッチ、レジン、
   及び同様の炭質バインダーを含むものから選択された同
   一のバインダー組織を有する耐火性混合物で相互的に又
   は共同的にプレス加工されて成る請求項７記載の取鍋シ
   ュラウド。
9. （９）上記本体と多孔質リングとは、同一の炭質バイン
   ダー組織を有して大部分がアルミナと黒鉛である耐火性
   混合物で相互的に又は共同的にプレス加工されて成る請
   求項７記載の取鍋シュラウド。
10. （１０）上記多孔質リングはジルコニアムライト物質の
    副次的な酸化物耐火性粒子を有することから成る請求項
    ９記載の取鍋シュラウド。
11. （１１）上記多孔質リングは焼き加工された状態におい
    て約１０から約４０ミクロンの間の平均孔サイズを有す
    ることから成る請求項７記載の取鍋シュラウド。
12. （１２）上記多孔質リングは、約３０から１００メッシ
    ュ又は約１５０から６００ミクロンの間の粒子サイズを
    有する黒鉛成分を含んで、約１００から２００メッシュ
    又は約７５から１５０ミクロンの間の耐火性粒子サイズ
    を有する粒子間隙調整された耐火性混合物で相互的に又
    は共同的にプレス加工されて成る請求項１１記載の取鍋
    シュラウド。
13. （１３）上記本体は、焼き加工された状態で、１０ミク
    ロン以下で約０．２５ミクロンまでの平均孔サイズを有
    することから成る請求項１１記載の取鍋シュラウド。
14. （１４）金属鋳造装置内に上記シュラウドを支持するた
    めに該シュラウドの上方端に隣接して該取鍋シュラウド
    を取り囲み、該シュラウドの上方端の上面より低い位置
    で終結している上方縁部を有するスチールカン手段を備
    えて成る請求項７記載の取鍋シュラウド。