特開 2022-67579 ガス吹きノズル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022067579

(43)【公開日】2022-05-06

(54)【発明の名称】ガス吹きノズル

(51)【国際特許分類】

   B22D 41/58 20060101AFI20220425BHJP

   B22D 11/10 20060101ALI20220425BHJP

   B22D 41/22 20060101ALI20220425BHJP

【ＦＩ】

B22D41/58

B22D11/10 360E

B22D11/10 320D

B22D11/10 340Z

B22D41/22

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020176364

(22)【出願日】2020-10-20

(71)【出願人】

【識別番号】000220767

【氏名又は名称】東京窯業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081776

【弁理士】

【氏名又は名称】大川 宏

(72)【発明者】

【氏名】永水 廣太

(72)【発明者】

【氏名】八反田 浩勝

【テーマコード（参考）】

4E004

4E014

【Ｆターム（参考）】

4E004HA01

4E004HA02

4E004MB09

4E014MA01

4E014MA20

(57)【要約】

【課題】介在物をより確実に除去できるガス吹きノズルを提供すること。
【解決手段】本発明のガス吹きノズル１は、貯留容器５の底部に取り付けられ、溶融金属が流出する溶湯流出孔１０を軸芯部に形成するとともに、ガスを吹き込むガス吹きノズル１において、ガス吹きノズル１が、上ノズル部２と、下ノズル部３と、を有し、上ノズル部２は、ガス吐出口２３を有する大径ガス発生部２０と、大径ガス発生部２０の上方又は下方に設けられ、連続した細孔を有する多孔質耐火物よりなる小径ガス発生部２４と、大径ガス発生部２０及び小径ガス発生部２４から吹き出すガスを供給するガス供給部２７と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶融金属を貯留する貯留容器の底部に取り付けられ、前記溶融金属が流出する溶湯流出孔を軸芯部に形成するとともに、前記溶湯流出孔内の前記溶融金属にガスを吹き込むガス吹きノズルにおいて、
前記ガス吹きノズルは、
前記貯留容器内に上端が開口する筒状の上ノズル部と、
前記上ノズル部と連通し、前記溶融金属が吐出する吐出口が下端に開口する筒状の下ノズル部と、
を有し、
前記上ノズル部は、
前記溶湯流出孔に対面して開口するガス吐出口を有する大径ガス発生部と、
大径ガス発生部の上方又は下方に設けられ、連続した細孔を有する多孔質耐火物よりなり、前記溶湯流出孔に対面する内周面から透過したガスが吹き出す筒状の小径ガス発生部と、
前記大径ガス発生部及び前記小径ガス発生部から吹き出すガスを供給するガス供給部と、
を有することを特徴とするガス吹きノズル。

【請求項2】

前記上ノズル部は、前記大径ガス発生部の下方に前記小径ガス発生部が設けられている請求項１記載のガス吹きノズル。

【請求項3】

前記大径ガス発生部は、多孔質耐火物で形成される請求項１～２のいずれか１項に記載のガス吹きノズル。

【請求項4】

前記上ノズル部と前記下ノズル部との間に、
前記貯留容器に固定され、前記上ノズル部の前記溶湯流出孔と連通する上プレート孔が形成された上プレートと、
前記上プレートの下面と摺動可能に設けられ、前記上プレート孔及び前記下ノズル部の前記溶湯流出孔と連通可能な下プレート孔が形成された下プレートと、
を有する請求項１～３のいずれか１項に記載のガス吹きノズル。

【請求項5】

前記貯留容器は、タンディッシュである請求項１～４のいずれか１項に記載のガス吹きノズル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガス吹きノズルに関する。

【背景技術】

【0002】

金属の連続鋳造は、タンディッシュ等の貯留容器に貯留した溶融金属をモールドに流出させて行われる。溶融金属は、貯留容器の底部に設けたノズルを介してモールドに流出する。

【0003】

ノズルは、貯留容器の溶融金属が流れる溶湯流出孔が形成された、全体として筒状を有する部材である。ノズルは、上ノズル、下ノズル（浸漬ノズルとも称される）、及び流量制御部（いわゆるゲート）を備えている。上ノズルは、溶融金属が流れる上ノズル孔が形成され、貯留容器の底部から上方（溶融金属内）に突出して設けられた筒状を有する。下ノズルは、上ノズル孔と連通する下ノズル孔が形成され、上ノズルの下方に設けられた筒状を有する。流量制御部は、上ノズル孔と連通する上プレート孔が形成され、かつ貯留容器に固定した上プレートと、上プレート孔と連通可能な下プレート孔が形成され、かつ上プレートの下面に摺動可能に設けられた下プレートと、を備え、上プレート孔と下プレート孔の開口径を調節して上ノズル孔から下ノズル孔に向けて流れる溶融金属の流れを制御する。上ノズル孔、下ノズル孔、及び上プレート孔と下プレート孔の開口部がノズルの溶湯流出孔を形成する。

【0004】

連続鋳造時にノズルは、溶湯流出孔の内周面から溶融金属に不活性ガスを吹き込む。吹き込まれた不活性ガスは、その気泡が溶融金属中の介在物を捕捉して浮上させ、介在物を除去する。溶融金属中の介在物を除去することで、鋳造不良の発生が抑えられる。

【0005】

不活性ガスを吹き込み可能なノズル（具体的には、上ノズル）には、溶湯流出孔の内周面を形成する耐火物に径方向に貫通する貫通孔を設け、貫通孔のノズルの内周面での開口部から、ガスを吐出するノズルがある。このノズルは、ガスを貫通孔の外径側の開口部に供給し、貫通孔を通って内周面の開口部からガスを吐出する。別の構成のノズルとしては、上ノズルの内周面の一部を通気性の多孔質耐火物で形成し、多孔質耐火物の内周面から吐出するノズルがある。このノズルは、多孔質耐火物の外径側に不活性ガスを供給し、供給したガスが多孔質耐火物の細孔を径方向内方に向けて透過し、内周面から吐出する。

【0006】

貫通孔を有するノズルは、ノズルの溶湯流出孔の内周面のガス吐出口が開口していない部分の介在物の除去が十分に行えない問題があった。具体的には、ノズルの溶湯流出孔の内周面のうち、ガス吐出口が開口していない部分に介在物が付着しやすくなっていた。
また、通気性の多孔質耐火物を用いるノズルは、溶湯流出孔の内周面の全面からガスを吹き出すことができて耐火物への介在物付着防止によるノズル詰まり防止の効果はあるものの、吹き出すガスの気泡径が小さく、大きな介在物をガスが捕捉しても介在物を浮上させるまでの浮力を得られにくく介在物の除去が十分でなくなりやすかった。さらに、通気性の多孔質耐火物を用いるノズルは、ノズルの内周面から間隔を隔てた位置（特に、溶湯流出孔の軸芯部近傍の位置）にまでガスが届きにくかった。つまり、溶湯流出孔の軸芯付近に位置する介在物の除去性能が低かった。
この結果、従来のガス吹きノズルでは、介在物の除去が十分に行えず、下ノズルが介在物で閉塞しやすくなるとともに、流出する溶融金属に介在物が残留して鋳造不良を生じるという問題があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、介在物をより確実に除去できるガス吹きノズルを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決する本発明のガス吹きノズルは、溶融金属を貯留する貯留容器の底部に取り付けられ、前記溶融金属が流出する溶湯流出孔を軸芯部に形成するとともに、前記溶湯流出孔内の前記溶融金属にガスを吹き込むガス吹きノズルにおいて、前記ガス吹きノズルは、前記貯留容器内に上端が開口する筒状の上ノズル部と、前記上ノズル部と連通し、前記溶融金属が吐出する吐出口が下端に開口する筒状の下ノズル部と、を有し、前記上ノズル部は、前記溶湯流出孔に対面して開口するガス吐出口を有する大径ガス発生部と、大径ガス発生部の上方又は下方に設けられ、連続した細孔を有する多孔質耐火物よりなり、前記溶湯流出孔に対面する内周面から透過したガスが吹き出す筒状の小径ガス発生部と、前記大径ガス発生部及び前記小径ガス発生部から吹き出すガスを供給するガス供給部と、を有することを特徴とする。

【0009】

本発明のガス吹きノズルは、上ノズル部が、ガス吐出口を有する大径ガス発生部と、連続した細孔を有する多孔質耐火物よりなる小径ガス発生部と、を有している。小径ガス発生部から吹き出すガスが溶湯流出孔の内周面に沿って流れて介在物の付着を防止し、大径ガス発生部から吹き出すガスが溶融金属中の介在物を除去する。この結果、本発明は、溶湯流出孔から流出する溶融金属に、介在物が残存することが抑えられ、その後の工程での鋳造不良が発生することが抑えられる。
なお、本発明において、上方向とは上ノズルが貯留容器の底部から溶融金属中に突出する方向である。具体的には、上方向は、鉛直方向の上方に向かう方向である。下方向とは、上方向とは背向する方向であり、下ノズルが貯留容器の底部から突出する方向である。具体的には、下方向は、鉛直方向の下方に向かう方向である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態１のガス吹きノズルの構成を示す断面図である。

【図2】実施形態１の変形形態の上ノズルの構成を示す断面図である。

【図3】実施形態１のガス吹きノズルを用いた連続鋳造装置の構成を示す図である。

【図4】比較例の上ノズルの構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施形態を用いて本発明を具体的に説明する。なお、実施形態は、本発明を具体的に実施する１つの形態であり、本発明をこれらの形態のみに限定するものではない。また、実施形態において特に言及されない構成や材料は、従来のガス吹きノズルと同様の構成や材料とすることができる。

【0012】

［実施形態１］
本形態のガス吹きノズル１は、連続鋳造装置のタンディッシュ５の底部に設けられるノズルであり、図１～図３に断面図で示したように、上ノズル２、下ノズル（浸漬ノズル）３、ゲート４を有する。
本形態のガス吹きノズル１は、溶融金属を貯留するタンディッシュ５（貯留容器）の底部に取り付けられ、溶融金属が流出する溶湯流出孔１０を軸芯部に形成するとともに、溶湯流出孔１０内の溶融金属にガスを吹き込む装置である。
上ノズル２は、タンディッシュ５内に上端が開口する筒状を有する。上ノズル２は、上段部２０，下段部２４，ガス供給路２７，鉄皮２８を有する。
本形態では、上段部２０の吐出口２３が大径ガス発生部に相当し、下段部２４が小径ガス発生部に相当する。

【0013】

上段部２０は、多孔質耐火物で形成される。上段部２０は、全体として略円筒形状をなす部材である。上段部２０は、略円筒状の内部が溶湯流出孔１０となる。多孔質耐火物は、多数の微細な細孔を連続した状態で有する材料で形成された耐火物である。多孔質耐火物は、連続した細孔を通してガスを透過させることができる。すなわち、多孔質耐火物は、全体としてガスの透過を許容する。
なお、本形態では上段部２０が多孔質耐火物のみから形成されているが、この構成に限定されない。すなわち、上段部２０は、非多孔質耐火物のみから形成されていても、多孔質耐火物と非多孔質耐火物とを組み合わせて形成されていても、いずれでもよい。非多孔質耐火物は、ガスの透過を許容しない緻密な耐火物である。

【0014】

多孔質耐火物と非多孔質耐火物とを組み合わせて形成した上段部２０は、例えば、図２に模式図で示す構成を挙げることができる。図２には、非多孔質耐火物２００，多孔質耐火物２０１，非多孔質耐火物２０２，多孔質耐火物２０３，非多孔質耐火物２０４の順序で、上方から下方に向かって非多孔質耐火物と多孔質耐火物とが交互に配された構成を示した。
図２に示す構成は、多孔質耐火物２０３に貫通孔２２が形成されているが、この構成に限定されない。すなわち、多孔質耐火物２０１，２０３、非多孔質耐火物２００，２０２，２０４のいずれか又は両者、非多孔質耐火物と多孔質耐火物との当接界面、の少なくとも一つに貫通孔２２を形成してもよい。
図２の構成では、２つの多孔質耐火物２０１，２０３と、３つの非多孔質耐火物２００，２０２，２０４が配されているが、この数に限定されない。さらに、各耐火物の上下方向の長さも限定されない。

【0015】

上段部２０は、円筒形状の外周面と鉄皮２８との間に、ガス室２１を形成する。上段部２０は、ガス室２１と溶湯流出孔１０を連通する貫通孔２２を有する。貫通孔２２は、上段部２０を径方向に貫通して形成されている。貫通孔２２は、その内径が略一定の孔である。貫通孔２２は、径方向内方側が上方に向いて傾斜して形成されている。貫通孔２２の径方向内方側の端部は、溶湯流出孔１０に対面して開口し、開口部がガス吐出口２３となる。ガス室２１に供給されたガスは、ガス室２１から径方向内方に向かって貫通孔２２内を流れ、ガス吐出口２３から溶湯流出孔１０内に吹き出す。ここで、本形態の上段部２０がガスを透過する多孔質耐火物で形成されているが、ガスは、多孔質耐火物を透過するよりも、はるかに貫通孔２２を通り易い。この結果、ガス室２１に供給されたガスは、多孔質耐火物を透過する量よりも、貫通孔２２を通ってガス吐出口２３から吹き出す量がはるかに多い。
本形態では貫通孔２２が径方向内方側が上方に向いて傾斜して形成されているが、貫通孔２２の伸びる方向はこの方向に限定されない。すなわち、水平方向に沿って形成されていても、径方向内方側が下方に向いて傾斜していても、いずれでもよい。また、貫通孔２２が傾斜しているときの傾斜角についても限定されない。

【0016】

貫通孔２２の数や大きさは、鋳造条件（すなわち、連続鋳造における溶湯流出孔１０を通過する溶融金属の材料，流量，流速等の鋳造条件）により適宜決定できる。本形態における貫通孔２２は、図１に示すように、上下方向で３段をなして設けられている。また、周方向に沿って１５本が等間隔に設けられている。また、ガス吐出口２３は、０．３～０．５ｍｍの開口径でもうけられている。

【0017】

下段部２４は、多孔質耐火物で形成され、全体として円筒形状（又は環状）をなす筒状部材２５を備える。筒状部材２５を形成する多孔質耐火物は、上段部２０を形成する多孔質耐火物と同様な多孔質耐火物である。

【0018】

本形態の下段部２４の筒状部材２５は、上段部２０のガス吐出口２３の下方にて、上段部２０を形成する多孔質耐火物に埋設して配置されている。筒状部材２５の上端面及び下端面は、上段部２０の多孔質耐火物とすき間なく密着している。筒状部材２５の外周面と多孔質耐火物との間にガス室２６が形成されている。上ノズル２の内径側から外径側に向かって、下段部２４の筒状部材２５、ガス室２６，上段部２０の多孔質耐火物の順で配置されている。ガス室２６は、下段部２４の筒状部材２５の外周側に周方向に沿って伸びた状態で全周に形成されている。ガス室２６に供給されたガスは、下段部２４の筒状部材２５の外周面から多孔質耐火物の連続した微細な細孔を通って内周面まで透過し、内周面の細孔の開口部から溶湯流出孔１０内に吹き出す。

【0019】

上段部２０及び下段部２４の筒状部材２５を形成する多孔質耐火物の細孔特性は、鋳造条件により適宜決定できる。本形態では、上段部２０と下段部２４に同一の多孔質耐火物を用いており、この多孔質耐火物は気孔率１０～３０％、内周面での気孔径が５～５０μｍの細孔を有する。本形態では、多孔質耐火物の内周面での気孔径は、多孔質耐火物の平均細孔径を用いる。多孔質耐火物の気孔率及び平均細孔径は、市販の測定装置を用いて測定できる。本形態の平均細孔径は、水銀圧入法で測定した。
上段部２０及び下段部２４の筒状部材２５の多孔質耐火物の細孔特性は、同じであっても異なっていても、いずれでもよい。

【0020】

本形態では、多孔質耐火物よりなる下段部２４の筒状部材２５の内周面での気孔径の開口径をＡとし、ガス吐出口２３の開口部の開口径をＢとしたときに、ＢがＡの５～１００倍となっている。すなわち、５Ａ＜Ｂ＜１００Ａの関係を満たしている。
ガス供給路２７は、外部のガス源（図示せず）とガス室２１，２６とを接続するパイプ２７Ａ，２７Ｂを有する。ガス供給路２７は、ガス供給部に相当する。

【0021】

パイプ２７Ａは、ガス源とガス室２１とを接続する。パイプ２７Ｂは、ガス源とガス室２６とを接続する。ガス供給路２７は、ガス源からのガスをガス室２１，２６のそれぞれに供給する。ガス室２１，２６のそれぞれに供給されたガスは、ガス吐出口２３と下段部２４の筒状部材２５の内周面の全面のそれぞれから、溶湯流出孔１０内の溶融金属に吹き出す。

【0022】

本形態では、一つのガス源が二つのガス室２１，２６にガスを供給するが、二つのガス室２１，２６のそれぞれが異なるガス源からガスの供給を受けてもよい。また、ガス供給路２７（パイプ２７Ａ，２７Ｂ）は、ガス流量を制御する制御手段を設けていてもよい。

【0023】

鉄皮２８は、その内部に上段部２０及び下段部２４の筒状部材２５を収容する略円筒状の耐熱性金属よりなる部材である。鉄皮２８は、上段部２０の多孔質耐火物の外周形状と略一致する内周形状を有する。上記のように、鉄皮２８と上段部２０の多孔質耐火物の間に、ガス室２１が形成される。鉄皮２８は、パイプ２７Ａ，２７Ｂと一体に形成されている。

【0024】

ゲート４は、上ノズル２と下ノズル（浸漬ノズル）３との間に設けられる。ゲート４は、上ノズル２の下部に設けられ、溶湯流出孔１０を流れる溶融金属の流量を制御する部材である。ゲート４は、上プレート４０と下プレート４２とを有する。
上プレート４０は、タンディッシュ５に固定されている。上プレート４０には、上ノズル２の下端部が固定されている。上ノズル２は、上プレート４０を介してタンディッシュ５に固定されている。

【0025】

上プレート４０は、上ノズル２の溶湯流出孔１０と連通する上プレート孔４１が形成されている板状の部材である。上プレート孔４１は、板状の上プレート４０を貫通している。上プレート孔４１は、溶湯流出孔１０の一部を形成し、上ノズル２の下端での溶湯流出孔１０と同じ径の孔である。
下プレート４２は、上プレート４０の下面４０ａと摺動可能に設けられた板状の部材である。上プレート４０と下プレート４２は、対向面が平面をなしている。

【0026】

下プレート４２は、上プレート孔４１及び上ノズル２の溶湯流出孔１０と連通可能な下プレート孔４３が形成されている。下プレート孔４３は、板状の下プレート４２を貫通している。下プレート孔４３は、溶湯流出孔１０の一部を形成し、上プレート孔４１と同じ径の孔で形成されている。

【0027】

下プレート４２は、摺動装置（図示せず）に接続され、摺動装置により板の表面に沿った方向（図１の左右方向）に、摺動しながら往復動する。摺動装置は、下プレート４２を、上プレート孔４１と下プレート孔４３が完全に重なる状態（全開状体）と、下プレート孔４３が上プレート孔４１と重なる部分がない状態（全閉状体、例えば図１に示した状態）との間で、往復動させる。全開状体と全閉状体の間は、下プレート孔４３と上プレート孔４１とが部分的に重なった状態（例えば図３に示した状態）となる。摺動装置は、上プレート孔４１と下プレート孔４３が重なる部分の量（重なる部分の広さ、開度）を調節することで、溶湯流出孔１０を流れる溶融金属の流量（鋳造条件）を制御する。

【0028】

下ノズル（浸漬ノズル）３は、ゲート４の下プレート４２に固定され、全体として略円筒形状をなす部材である。下ノズル（浸漬ノズル）３は、略円筒状の上端部が下プレート４２に固定されている。下ノズル（浸漬ノズル）３は、下プレート４２が摺動したときに、下プレート４２とともに変位する。下ノズル（浸漬ノズル）３は、下端部がモールド６に貯留する溶融金属に浸漬する。

【0029】

下ノズル（浸漬ノズル）３は、略円筒形状の下端部の端面が閉じ、かつ下端部近傍の外周面に溶融金属が吐出する吐出口３０が形成されている。吐出口３０は、下ノズル（浸漬ノズル）３の下端部がモールド６に貯留する溶融金属に浸漬したときに、溶融金属中に開口する。つまり、下ノズル（浸漬ノズル）３は、下端部がモールド６に貯留する溶融金属に浸漬した状態で使用され、このとき、吐出口３０は、溶融金属の液面下で開口する。
略円筒状の下ノズル（浸漬ノズル）３は、下プレート４２の下プレート孔４３と同じ径の円形をなすように内周面が形成されている。下ノズル（浸漬ノズル）３の軸芯の中空部は、溶湯流出孔１０となる。
タンディッシュ５は、図３に示した連続鋳造装置において、モールド６に注がれる溶融金属（例えば、溶鋼）を貯留する容器である。タンディッシュ５及びモールド６の具体的な構成は限定されない。
モールド６は、図３に示した連続鋳造装置において、ガス吹きノズル１からの溶融金属を成形する装置である。モールド６は、成形に供する溶融金属を一時的に貯留し、液面に介在物を浮上させる。

【0030】

（動作及び作用効果）
本形態のガス吹きノズル１は、図３に示す連続鋳造装置のタンディッシュ５に組み付けられる。
本形態のガス吹きノズル１は、摺動装置を稼働して、上プレート孔４１と下プレート孔４３を連通させ、形成した溶湯流出孔１０に溶融金属を流れさせ、タンディッシュ５に貯留した溶融金属を下ノズル（浸漬ノズル）３の吐出口３０からモールド６に吐出する。本形態のガス吹きノズル１は、摺動装置で下プレート４２を往復動して、上プレート孔４１と下プレート孔４３が重なる部分の量（広さ）を調節し、溶湯流出孔１０を流れる溶融金属の流量（鋳造条件）を制御する。

【0031】

本形態のガス吹きノズル１は、タンディッシュ５に溶融金属を貯留した状態で、ガス源からのガスをガス供給路２７（パイプ２７Ａ，２７Ｂ）を介して二つのガス室２１，２６に供給する。
ガス室２１に供給されたガスは、ガス室２１内に充満するとともに、全ての貫通孔２２を通ってガス吐出口２３から溶湯流出孔１０内の溶融金属に吹き出す。そして、ガス吐出口２３から吹き出したガスは、溶融金属中の介在物に付着して捕捉し、介在物を浮上させ、溶融金属から除去する。
ガス室２１に供給されたガスの一部は、上段部２０の多孔質耐火物の細孔を通って、貫通孔２２及びガス吐出口２３の開口部の周辺（近傍）からも、小径のガスを溶湯流出孔１０内の溶融金属に吹き出すことができる。ガス吐出口２３の開口部の周辺（近傍）から吹き出したガスは、ガス吹きノズル１の内周面に沿って流れ、介在物が内周面に付着することを防止する。

【0032】

また、ガス室２６に供給されたガスは、ガス室２６内に充満するとともに、ガス室２６の内周側に位置する筒状部材２５を透過して内周面から溶湯流出孔１０内の溶融金属に吹き出す。そして、下段部２４の筒状部材２５から吹き出したガスは、ガス吹きノズル１の内周面に沿って流れ、介在物が内周面に付着することを防止する。

【0033】

本形態のガス吹きノズル１では、ガス吹きノズル１の溶湯流出孔１０の内周面での開口径の大きさの違いから、上段部２０のガス吐出口２３から吹き出すガスによる気泡の径が、筒状部材２５から吹き出すガスによる気泡の径よりも大きい。

【0034】

本形態において、上段部２０のガス吐出口２３からのガスの気泡は、溶融金属中の介在物に付着して介在物を捕捉し、介在物を浮上させる。ガス吐出口２３からの気泡は大径であるため、溶湯流出孔１０の軸芯部まで到達する。つまり、ガス吐出口２３からのガスの気泡は、溶湯流出孔１０の軸芯部の介在物も除去できる。

【0035】

一方、上段部２０のガス吐出口２３の開口部の近傍及び下段部２４の筒状部材２５からのガスの気泡は、ガス吐出口２３からの気泡より小径であり、溶湯流出孔１０の軸芯部まで到達しにくく、溶湯流出孔１０の内周面に沿って流れやすくなっている。筒状部材２５からのガスの気泡は、微細な径の泡であり、かつ連続して吹き出していることから、溶湯流出孔１０を区画するガス吹きノズル１の内周面に介在物が接触することを抑制する。そして、本形態では、微細な径の泡が多く吹き出す筒状部材２５がガス吐出口２３の下方であり、かつゲート４の近傍に設けられており、筒状部材２５からの気泡は、溶湯流出孔１０の内周面の周方向の略全周において、介在物の接触を抑えることができる。溶湯流出孔１０の内周面との接触が抑えられた介在物は、溶融金属中に残存し、上段部２０のガス吐出口２３からの気泡で捕捉され、除去される。

【0036】

さらに、ゲート４が開いて溶湯流出孔１０を溶融金属が流れたとき、下段部２４の筒状部材２５からの気泡は、溶融金属の流れにのって、溶湯流出孔１０の内周面に沿って下方に流れる。すなわち、介在物が下ノズル（浸漬ノズル）３に付着することが抑えられ、下ノズル（浸漬ノズル）３に付着した介在物が溶湯流出孔１０を閉塞することが抑えられる。

【0037】

以上のように、本形態のガス吹きノズル１は、下段部２４の筒状部材２５からの気泡が溶湯流出孔１０を区画するガス吹きノズル１の内周面と介在物との接触を抑えながら、溶融金属中の介在物を上段部２０のガス吐出口２３からの気泡で捕捉して除去する。この結果、本形態のガス吹きノズル１は、溶湯流出孔１０を流れる溶融金属に含まれる介在物をより確実に除去できる。さらに、溶湯流出孔１０を溶融金属が流れたとき、介在物が下ノズル（浸漬ノズル）３に付着して溶湯流出孔１０が閉塞することが抑えられる。
以上のように、本形態のガス吹きノズル１は、溶融金属に介在物が残存して、鋳造不良を生じることを抑える効果を発揮する。

【0038】

本形態のガス吹きノズル１は、大径ガス発生部（ガス吐出口２３）が上段部２０に、小径ガス発生部（筒状部材２５の内周面）が大径ガス発生部の下方に位置する下段部２４に、それぞれ設けられている。この構成によると、上段部２０のガス吐出口２３から吹き出したガスが介在物を浮上させて除去するとともに、下段部２４の筒状部材２５からの気泡がガス吹きノズル１の内周面と介在物との接触を抑える効果をより確実に発揮できる。
本形態のガス吹きノズル１は、上段部２０（大径ガス発生部）が、多孔質耐火物より形成される。この構成によると、ガス室２１に供給されたガスが、ガス吐出口２３の開口部近傍からも吹き出し、上段部２０からのガスが、介在物の除去、及びガス吹きノズル１の内周面と介在物とが接触することを抑える効果をより確実に発揮できる。
本形態のガス吹きノズル１は、筒状部材２５の内周面における気孔径（平均細孔径）をＡとし、ガス吐出口２３の開口部の開口径をＢとしたときに、ＢがＡの５～１００倍である。また、筒状部材２５の多孔質耐火物が、気孔率１０～３０％、内周面での気孔径が５～５０μｍの細孔を有し、上段部２０のガス吐出口２３が０．３～０．５ｍｍの開口径で開口する。本形態のガス吹きノズル１は、この構成となることで、上記の効果をより確実に発揮できる。

【0039】

なお、筒状部材２５の気孔径が過剰に大きくなると、筒状部材２５からの気泡とガス吐出口２３からの気泡の径との差が小さくなり、気泡の流れが溶湯流出孔１０の内周面から離れやすくなり、上記した介在物の接触を抑える効果を生じにくくなる。筒状部材２５の気孔径が小さくなりすぎると、溶湯流出孔１０を流れる溶融金属に気泡が残存しやすくなり（溶融金属から浮き上がりにくくなり）、鋳造品中に気泡が残存しやすくなる。

【0040】

［実施形態２］
本形態は、上段部２０を形成する材料が異なること以外は、実施形態１と同様な構成のガス吹きノズル１である。
本形態のガス吹きノズル１の上段部２０は、非多孔質耐火物で形成される。非多孔質耐火物は、実施形態１の変形形態で用いた緻密質耐火物である。すなわち、非多孔質耐火物は、ガス透過性を有していない耐火物である。上段部２０は、実施形態１と同様な構成の貫通孔２２及びガス吐出口２３が形成されている。
すなわち、本形態のガス吹きノズル１は、上段部２０及び下段部２４を備えている。上段部２０は、非多孔質耐火物により形成され、この上段部２０には貫通孔２２及びガス吐出口２３が形成されている。下段部２４は、多孔質耐火物よりなる筒状部材２５を有している。

【0041】

本形態のガス吹きノズル１は、実施形態１のガス吹きノズル１と同様な効果を発揮する。
本形態のガス吹きノズル１は、ガス室２１に供給されたガスの全てがガス吐出口２３から吹き出す。つまり、上段部２０のガス吐出口２３のみからガスが吹き出すこととなる。この結果、上段部２０からのガスが、溶湯流出孔１０の軸芯まで到達でき、気泡が介在物を除去する効果をより確実に発揮できる。
本形態のガス吹きノズル１は、上段部２０が非多孔質耐火物で形成されている。非多孔質耐火物は、多孔質耐火物よりも緻密で強度に優れており、高い耐摩耗性を有している。つまり、溶湯流出孔１０を流れる溶融金属による摩耗損傷が抑えられる。

【0042】

［実施形態３］
本形態は、上段部２０と下段部２４の配置が異なること以外は、実施形態１と同様な構成のガス吹きノズル１である。
本形態のガス吹きノズル１は、実施形態１の下段部２４に相当する位置に、ガス吐出口２３が開口している。実施形態１の上段部２０のガス吐出口２３が開口している位置に多孔質耐火物よりなる小径ガス発生部が設けられている。
すなわち、本形態のガス吹きノズル１は、上段部２０及び下段部２４を備えている。上段部２０は、多孔質耐火物よりなる筒状部材２５を有している。下段部２４は、多孔質耐火物により形成され、この下段部２４には貫通孔２２及びガス吐出口２３が形成されている。
本形態のガス吹きノズル１は、実施形態１のガス吹きノズル１と同様な効果を発揮する。

【0043】

［実施形態４］
本形態は、下段部２４にもガス吐出口２３が更に形成されていること以外は、実施形態１と同様な構成のガス吹きノズル１である。
本形態のガス吹きノズル１は、実施形態１の下段部２４の筒状部材２５の下方に、ガス吐出口２３が開口している。
すなわち、本形態のガス吹きノズル１は、上段部２０及び下段部２４を備えている。上段部２０は、多孔質耐火物により形成され、この上段部２０には貫通孔２２及びガス吐出口２３が形成されている。下段部２４は、多孔質耐火物よりなる筒状部材２５と、筒状部材２５の下方に開口した貫通孔２３を有している。
本形態のガス吹きノズル１は、実施形態１のガス吹きノズル１と同様な効果を発揮する。

【実施例0044】

以下、実施例を用いて本発明を説明する。
［実施例１］
本例は、上記の実施形態１のガス吹きノズル１である。本例は、上段部２０の貫通孔２２の内径及びガス吐出口２３の開口径がφ０．３ｍｍである。すなわち、上記のＢ＝０．３ｍｍ＝３００μｍである。下段部２４の筒状部材２５を形成する多孔質耐火物は、水銀圧入法で測定した、溶湯流出孔１０に面する内周面の平均気孔径が１４．７μｍである。すなわち、上記のＡ＝１４．７μｍである。このＡ、Ｂは、７８．５（＝１４．７×５）＜Ｂ（＝３００）＜１４７０（＝１４．７×１００）の関係を満たしている。また、筒状部材２５を形成する多孔質耐火物の気孔率は、１９．７％であった。

【0045】

［実施例２］
本例は、上記の実施形態２のガス吹きノズル１である。本例は、上段部２０の貫通孔２２の内径及びガス吐出口２３の開口径、及び多孔質耐火物の細孔特性は実施例１と同様である。

【0046】

［実施例３］
本例は、上記の実施形態４のガス吹きノズル１である。本例は、下段部２４にもガス吐出口２３が更に形成されている例である。本例の下段部２４の貫通孔の内径及びガス吐出口２３の開口径は上段部２０のガス吐出口２３と同様である。

【0047】

［比較例］
本例は、図４に示した上ノズル２を有するガス吹きノズルである。本例は、上ノズル２の構成が異なる以外は、実施例と同様な構成のガス吹きノズルである。
本例の上ノズル２は、図４に示したように、実施例１の上ノズル２の上段部２０の貫通孔２２が形成されている部分に、下段部２４の筒状部材２５を形成する多孔質耐火物を配した構成となっている。
具体的には、実施例の上ノズル２の上段部２０の貫通孔２２が形成されている部分と、下段部２４が形成されている部分と、の上下方向の２箇所にガス吹き部２９，２９が形成されている。ガス吹き部２９，２９のそれぞれは、実施例の上ノズル２の下段部２４の筒状部材２５と同様に形成されている。
すなわち、本例は、実施例１の上ノズル２の下段部２４の筒状部材２５が上下方向の２箇所に形成された構成を備えている。

【0048】

［評価］
各実施例及び比較例のガス吹きノズル１の評価として、水モデル試験を行った。評価結果を表１に示した。

【0049】

水モデル試験は、ガス吹きノズル１を半割（すなわち、図１に示した軸方向断面を示す状態）として溶湯流出孔１０を水平方向に面した状態（すなわち、溶湯流出孔１０の軸方向が鉛直方向に沿った状態）で水中に配置しておき、ガス吹きノズル１の内周面からガスを吹き出し、水中のガスの気泡の大きさを測定する。気泡の大きさは、水中の気泡を撮影し、撮影した画像から大きさ（すなわち気泡径）を測定する。気泡径が３ｍｍ以上のものを大径の気泡とし、３ｍｍ未満のものを小径の気泡とした。合わせて、大径及び小径の気泡の測定位置を求めた。測定した気泡径及び測定位置を表１に示した。
なお、表１中、小径及び大径の気泡の測定位置の上段部又は下段部内壁面とは、上段部又は下段部の内壁面近傍の位置を示す。上段部又は下段部中央部とは、上段部又は下段部での溶湯流出孔１０の中央部近傍の位置を示す。

【0050】

【表1】

【0051】

表１に示したように、各実施例のガス吹きノズル１からは、大径の気泡と小径の気泡の２種類の気泡のガスが確認できた。各実施例のガス吹きノズル１において、大径の気泡のガスは、溶湯流出孔１０を流れる溶融金属中の介在物を除去する。小径の気泡は、ガス吹きノズル１の内周面に沿って流れ、ガス吹きノズル１の内周面に介在物が付着することを防止する。

【0052】

一方、比較例のガス吹きノズル１からは、小径の気泡のガスのみが確認できた。比較例例のガス吹きノズル１において、小径の気泡は、ガス吹きノズル１の内周面に沿って流れ、ガス吹きノズル１の内周面に介在物が付着することを防止する。しかし、比較例のガス吹きノズル１からは、大径の気泡のガスが確認できなかった。すなわち、比較例のガス吹きノズル１からは、大径の気泡のガスによる効果が十分に発揮できない。

【0053】

更に、各実施例のガス吹きノズル１は、少なくとも下段部２４が多孔質耐火物よりなっており、下段部２４から小径の気泡のガスが吹き出す。下段部２４から吹き出す小径の気泡は、溶湯流出孔１０を溶融金属が流れたとき、溶融金属の流れにのって下方（下ノズル（浸漬ノズル）３側）に流れる。この結果、介在物が下ノズル（浸漬ノズル）３に付着して溶湯流出孔１０が閉塞することが抑えられる。

【符号の説明】

【0054】

１：ガス吹きノズル、１０：溶湯流出孔、
２：上ノズル、２０：上段部、２１：ガス室、２２：貫通孔、２３：ガス吐出口、２４：下段部、２５：筒状部材、２６：ガス室、２７：ガス供給路、２８：鉄皮、２９：ガス吹き部、
３：下ノズル（浸漬ノズル）、３０：吐出口、
４：ゲート、４０：上プレート、４１：上プレート孔、４２：下プレート、４３：下プレート孔、
５：タンディッシュ、
６：モールド。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】