JPS60100613A - 融解した鉄材の浴にカルシウム金属を添加する方法 - 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 本発明は融解金属を処理する分野に係り、更に詳細にい
えば、処理中の金属の特性を改善するため精錬成分を添
加する方法と装置とに係るものである。

従来の技術 鋼の製造においては、典型的には鉄の融解物を適当な炉
で作り次いでこの融解物音とりべに流し込み、この当り
べにおいて融解物を精錬または合金のため１種またはそ
れ以上の数の成分で処理する。従って、この時点におい
て融解した鉄材に精錬剤としてカルシウムガス泡して酸
化物抱接浮遊、酸化物抱接形態変態、脱流を行うことは
良く知られている。不幸にしてカルシウムの低い密度（
鋼に比較１−で）、揮発性および反応性のためとりべ内
の融解材料に添７ＪＩＩｆるに満足な方法全提供する課
題をきわめて複雑にする。

金属処理、特に鋼の処理において、融解金属は一般に比
較的に固体のままで残り融解金属の表面に浮くある量の
スラブから分離される。スラグは種々の不純物、ある量
の酸化金属等から成る。融解金属に添加物質を送給する
ため、添加物質はスラグの表面の下方に位置されるかス
ラグの表面全貫通して通過させる必要がちる。もちろん
、たとえば鋼の特性全向上させるための添加物質は典型
的には比較的に高価であり保存が必要である。たとえば
、添加中にスラグ層中に添加物質が失われることでカル
シウム含有添加物質を無駄にすると製造業者と製品とに
は大きな経済的打撃となる。

従って、カルシウム全融解金属の表面の下方でカルシウ
ムがきわめて有効になり融解金属にカルシウムの添加物
をそれに均一に分布する個所に送給することが非常に望
ましい。

製鋼とりべ内の融解材料にカルシウムを添加するため種
々の技術が使用されて来た。カルシウム含有物質をばら
で添加することはこれら物質が融解物内に十分な時間滞
留せずに融解金属の表面に敏速に上昇するので不満足で
ある。炉から流出する融解金属の流れ中に粒状物質を直
接注入することにより滞留時間を長くする試みはカルシ
ウム全大気中の酸素と過度に反応させた。カルシウム含
有物質全英っ込み丁なわぢ被覆した注入器により融解金
属に導入すると滞留時間を適当にするが複雑で、高価で
時間のかかる方法である。またカルシウム含有粉末を耐
火性ランス全通して不活性ガスにより融解金属中に注入
することが提案された。

粉末全融解Ｉ−た鉄材内に推進させるには可成りのガス
流を必要とするので、ガスを放出する際に高いレベルの
層流が生じそれにより融解した鉄材全大気中の酸素と窒
素とに過度にさらすことになる。

更にまた、ランスを離れた後、カルシウムはランスを包
囲している不活性ガスの煙に入って煙の付近のアップウ
ニリングする（　ｕｐｗｅｌ’ｌｊ−ｎｇ　）融解材料
に入って融解金属を通り敏速に上昇する傾向がある。従
って浴内におけるカルシウムの滞留時間は不満足な程短
かい。

前記した問題を克服するため、製鋼とりべ内の融解金属
にその上面を通し連続的に送給された金属カルシウム含
有ワイヤ←被覆されたか被豊されない）の形態にして添
加づ−る。ワイヤ送給の大きな利点はカルシウム含有物
質を融解鉄材中に推進させるのに粉末噴入の場合程には
大きなガス流全必要としないということである。しかず
ながら、カルシウムが揮発性が高いので表面でワイヤを
送給することにより添加したカルシウムを有効な利用を
妨げる。もしワイヤ内のカルシウムが軟化する以前に表
面の下方に十分な深度侵入すると、カルシウムの滞留時
間を短かくし十分に利用せずその結果融解金属を不均一
に処理することになる。

添加したカルシウムの多くか全部は鉄定圧がカルシウム
の蒸気圧に等しくなる深度より下方に降下するまでは未
反応のままであることが特に重要である。被覆された金
属カルシウム含有ワイヤを使用してもこの目的は達成し
にくい。蒸気圧以下の鉄静圧でカルシウムが軟化すると
、融解金属の表面に敏速に上昇するカルシウムガス泡が
多量に発生する。その結果融解した鉄材全非能率に不均
一に処理し融解金属の表面に多量の層流を生じることに
なる。

米国特許第４，１５４，６０４号には容器内の融解金属
に加圧された不活性ガス金満た１〜た耐火性被覆の管を
通しワイヤを添加する方法を装置とが記載されている。

しかしながら、この特許にはワイヤの成分を融解金属の
下方にダウンウニリング個所かその真下で耐火性被覆管
の下端から可成りの距離において融解することが望まし
いと記載してない。事実、管の下端を容器の底壁に近接
させることによりこの特許の好ましい具体例においては
そのような結果は物理的に排除される。

融解した鉄材の浴にカルシウムを添加する新規な方法が
開発され、この方法は鉄材より密度が低い金属カルシウ
ム含有ワイヤを浴に差し込まれた耐火性ランスを通し下
方に送給する一方ランスの内部分から融解した鉄材をほ
ぼ空に保持し融解材料を可成り再循環してかく拌し、浴
内におけるランスの配置とワイヤの組成、断面寸法およ
び送給速度’ｅ（ａＪワイヤがランスのワイヤ出口を出
た後完全に軟化する以前にワイヤが水平方向に向けほぼ
曲がりまた（ｂ）このワイヤ内のカルシウムの少くとも
大部分の軟化が鉄静圧が融解した鉄材の温度でのカルシ
ウムの蒸気圧より犬となる浴の表面の下方のある深度で
融解した鉄材がダウンウニリングする個所かその真下で
融解することにより生じるようにする。もちろん、ワイ
ヤを曲げさすのはワイヤが融解金属より密度が低いこと
によるワイヤの浮力である。ワイヤがランスを通り送給
されている間に、ランスのワイヤ出口は鉄静圧が融解金
属の温度におけるカルシウムの蒸気圧より犬である浴の
表面の下方のある深度に位置決めすることが好ましい。

作用 カルシウムがその蒸気圧より高い鉄静圧での軟化は液状
カルシウム小滴が融解することによるもので、このカル
シウム小滴はカルシウムの気泡よりも可成り遅く融解金
属内を上昇する（従って、滞留時間がずっと長い）、こ
れら液の小滴は浴中の融解した鉄材内全静かに上昇する
に従い最後には非常に多数の小さい気泡に変態せしめら
れ、この気泡は融解金属の表面に達する時に過度の層流
を生じない。更にまた、本発明によれば、これら液状カ
ルシウムの小滴は浴中の融解金属の循環的運動のダウン
ウニリングしている帯域を通り上昇する。上昇するカル
シウムと循環する融解した鉄との相が対流することによ
りカルシウムと融解した鉄材との接触程度を犬にし浴中
におげろカル７ウムの滞留時間を長くする。その結果１
．カルシウムから成る精錬添加物の使用効率を可成り改
善する。

本発明の方法が有する別の利点はランス内における不活
性ガスの流速をワイヤ送給速度とは関係なく変えること
ができるので内部での融解物の循環的かく拌速度と浴に
おけるスラグと金属との接触程度と全好適にする。

本発明はまたある量の融解材料内にワイヤの形態の処理
要素を直接効率良く添加する新規な装置も含み、この装
置は融解した材料の表面の下方に配置できる出口を有す
る熱抵抗ノズルと、ワイヤをノズル内に送給する手段と
、不活ガスの媒質全ワイヤと共にノズルに注入しそれに
より融解した材料の固化によるノズルの閉塞を防止する
一方融解材料を気泡のかく拌によってかく拌する手段と
を備えている。向かい合い圧力により偏倚されたピスト
ンを有するシール装置が不活性ガスの供給源の上手側で
（ワイヤ送給方向に相対的に）ワイヤに係合し、この不
活性ガスはワイヤと共に気密の導管を経てノズルに送給
される。ノズルの孔を特定の形状にすると不活性ガスの
影響を極減する。

ノズルの出口付近で流路を制限することによりガスの速
度を増大する個所を形成し、それによりワイヤを送給す
る際に生じることのある不規則も融解金属がノズルの内
部に通ることのないようにする。

本発明の新規な装置は安価で、使用が便利で、始動、停
止および使用に有効で処理した金属全特定の濃度にする
に必要な添加物の使用量を最少限にする。

本発明をそのいくつかの具体例について説明する。これ
ら具体例は本発明の範囲を限定するものではなく、本発
明の範囲は前記特許請求の範囲よってのみ限定されるも
のである。

金属カルシウム含有ワイヤ１をとりべ３（大気に開放し
ている）に入れたたとえば鋼の如き融解鉄材の浴内に送
給するために使用するのに適した装置が第１図と第２図
とに示しである。本発明の方法では、ワイヤ１は融解鉄
材２より密度が低い。

本明細岩に使用した「金属カルシウム含有ワイヤ」とい
う用語はそのようなワイヤが別個の相として少くども一
部分が未合金の元素金属カルシウムから成るという意味
である。ワイヤはまたカルシウム合金（たとえば、カル
シウムとアルミニウムとの合金）かカルシウム化合物（
たとえば、ケイ化カルシウム）または精錬または合金の
目的で融解した鉄材に添加した他の成分（たとえば、ア
ルミニウムマグネシウム、稀土要素）も含むことができ
る。金属カルシウムの含有ワイヤは被覆することも（ｆ
ｃとえば、鋼の被覆）または被覆しなくても良い。前者
の場合には、被覆したワイヤの金属カルシウム含有ワイ
ヤのコマ自体がワイヤであるか他の任意の形態、たとえ
ば、粉末の形態で存在できる。ワイヤの送給全開始する
以前に浴２の表面にたとえば石灰とほたる石とを含有す
る基本的スラグの表面層４を被覆することが好ましい。

本明細書に使用しｆｃ「浴の表面下の深度」、「浴２の
表面下の深度」等の用語はスラグと融解金属との界面下
の深度を指す。

第一１図に詳細に示しであるように、ワイヤ１は浴２に
差し込まれた耐火性ランス５全通し浴中に下向きに送給
する。同時に、ランス５全通して浴に不活性ガス（たと
えば、アルゴン）の流れ全供給する。この不活性ガスは
ランス５のワイヤ出口から出てランス５を包囲する複数
の気泡として浴の表面に１で上４−ｆる。不活性ガスの
圧力と流速とはランスの内部の孔から融解鉄材を取除き
この鉄材が固化することによりランスの孔が閉塞される
のを防止するに十分である。更にまた、不活性ガスの圧
力と流量とはとりべ３内の融解鉄材２を可成り循環かく
拌するに十分とする必要がある（第１図の浴２中の矢印
参照）。ｌ−かしながら、不活性ガスの流量は気泡７が
大気に逸出する際に浴の表面に多量の層流を生じる程に
高くてはｌよらない。

ランス５を通る不活性ガスの流速範囲は約１．５×１０
−６から約４Ｘ１０’標準フート３／（浴の分ボンド）
であることが好ましい。ランス５内の不活性ガスはワイ
ヤｌを浴中に推進することを要求されないので、ランス
内の不活性ガスの流速はワイヤの送給速度とは無関係に
調節できる。ランス５内の不活性ガスの圧力は、もちろ
ん、ワイヤ出口における鉄静圧より犬でなければならな
い。

本明細１、に使用した「耐火性ランス」という用語は浴
２に接触するランスの少くとも最も外側の長さ方向部分
が浴２と接触中に物理的または化学的の変化に抵抗する
耐火材で（たとえば、アルミナ）で作られているという
意味である。ランス５は真直でそれを通しワイヤ１を送
給中垂直に配向することが好ましい。しかしながら、ラ
ンス５はまたワイヤを送給中垂直配向から傾斜させるこ
ともできる（しかしながら、水平にではなく）。またラ
ンス５は「くの字形状を有することもできる。

ランスにはワイヤ入口とワイヤ出口とが設けてあり、ワ
イヤ入口はワイヤ出口よりも使用中は高い位置になる。

通常ワイヤ出口はランスの下端にある。しかしながら、
たとえば、ランスの下端力Ｓら変位した側部口孔のワイ
ヤ出口を有するランスを使用することもできる。

ランス５に加えて、第１図に示した装置はワイヤスベー
ル８と、機械的ワイヤ送り９と、不活性ガス送りおよび
密封組合わせ体］０と組合わぜ体１０全ランス５に接続
しランスを支持する気密の導管１１とを含んでいる。本
発明を実施するには必須ではないが、第４図ないし第１
１図に示した形式の機械的ワイヤ送りと、不活性ガス送
給および密封組合わせ体と耐火性ランスとを使用するこ
とが好ましい。もしワイヤ１が非被覆の金属カルシウム
のワイヤの如く外面に露出した元素金属カルシウムを含
んでいれば、スプール８上のワイヤを大気の侵食から保
護するにはスグール８をカルシウムに不活性のガスで加
圧しタハウジング内に保持するといった措置を講じる必
要がある。

典型的な製鋼作業では、とりべ３内の溶融鉄拐丁なわち
浴２の温度は約２８００ないし３０００Ｔである。この
温度範囲では、カルシウムの蒸気圧は可成り高い。前に
も述べたように、カルシウム添加作業全完全に成功させ
るにはワイヤ１内の元素金属カルシウムの軟化の大部分
（またはすべて）を蒸発でなく融解により行うことが必
要である。従って、この軟化は鉄静圧がカルシウムの蒸
気圧（浴温で）に等しい浴の表面下の深度と定義する浴
の臨界深度の下方で生じる必要がある。臨界深度は第３
図に示した図表を使用することにより容易に決めること
ができる。第３図の右側の曲線はカルシウムの蒸気圧対
温度の作図で他方左側の曲線は鉄静圧対浴の表面の下方
の深度の作図である。たとえば２６６０”Ｆでは、カル
シウムの蒸気圧は１．５７大気圧である。２．８フイー
トの深度で１．５７大気圧の鉄静圧が得られ、従って、
この深度が臨界深度である。

本発明の方法の核心は浴２内におけるランス５の配置と
ワイヤーの組成、断面寸法および送給速度金次のように
して調節することである、丁なわち、 ａ）ワイヤがランスのワイヤ出口から出た後十分に軟化
する以前にワイヤがほぼ水平方向に向は曲がり、 ｂ）ワイヤ内のカルシウムの軟化の少くとも太部分が臨
界深度Ｄ（第１図）の下方のある深度での融解鉄材のダ
ウンウニリン個所でかその真下で融解することにより生
じる。本明細に使用した「ランスの配置」または「ラン
ス配置」という用語は浴中におけるランスの深度および
浴内の水平面（たとえば、第２図の紙面）における位置
ならびに垂直に対するランスの配向（すなわち、もし傾
斜していれば垂直から離れた再度と方向）とを指す。ラ
ンスの配置、ワイヤの組成、ワイヤの断面寸法およびワ
イヤの送給速度の４つの変数は相互に関連していて従っ
てこれら変数の１つが変化すると残りの変数の１つまた
はそれ以上を調整し直しして前記した結果（ａ）、、（
’ｂ）ｋ得る。従って、たとえばランスをそのワイヤ出
口６が臨界深度の下方に位置決めされ他方ワイヤが第１
図に示した如くランスを通り送給することが好ましい。

しかしながら、またランスのワイヤ出口を臨界深度より
いく分上方にしても作用できる。この場合には、本発明
を実施するためワイヤの送給速度を増すか、ワイヤの直
径を増すか被覆したワイヤに切り換えるかする必要のあ
る場合もある。また第３図の紙面における如く水平面で
見てランス５をとりべ内に中心から外れて配置すること
も好ましい。とりべ３内にランス５をこのように備心配
置にするととりべの片側（第１図）にダウンウニリング
を集中することにより再循環している浴２内の目標のダ
ウンウニリング帯域の体積を増大する作用を行う。ラン
ス５の長さ方向軸線ととりべの最も近い側壁の内面（た
とえば、第１図と第２図とにおいて表面１２）との間の
距離は水平面で見て浴の最も長い直線寸法りの約ＫＹｘ
いし％である。浴のこの最も長い直線寸法は楕円形すな
わち長円形断面を有するとりべの場合には大きい方の軸
線で、円形断面を有するとりべの場合には直径また矩形
状断面を有するとりべの場合には長さである。

特定のワイヤ１が十分に軟化する以前にランス５のワイ
ヤ出口６から運動する距離がワイヤの送給速度に直接左
右されるので、ワイヤ送給速度は非常に重要な変数であ
る。本発明を実施する際に、ワイヤ１の太さを細くする
か被覆されたワイヤから被覆されてないワイヤに変える
かするとワイヤ送給速度を増す必要を生じ勝ちである。

また、浴温を高くするとワイヤの送給速度を増す必要を
生じ勝ちである。約８ないし１２Ｂ直経を有しているワ
イヤ１が被覆されてない金属カルシウムワイヤである場
合には、ランス５は真直で、浴内に垂直に配向され、ラ
ンス５のワイヤ出口６はランスの下端にあり臨界深度り
の下方に位置決めされ、ランスの長さ方向軸線ととりべ
の最も近い側壁の内面との間の距離は浴の長い方の直線
寸法の約％ないし％であり、浴２の温度は約２８００な
いし３０００下で、本発明を実施する際のワイヤ送給速
度の好ましい範囲は約５００フイート／分ないし１００
０フイート／分である。

以下の実施例は本発明を例示するものであるが限定する
ものではない。

実施例 実施例１ 塩基性スラグ混合物８６００ポンドを水平面から見て楕
円形断面を有するとりべの底部に添加し、融解した鋼２
００　）ンを次いで炉からとりべに流し込んだ。鋼の硫
黄含量はこの流し込み作業の結果として００２１重量係
からｏ、ｏｏｓ重量重量減少した。前記Ｉ−た米国特許
出願に記載した形式の８フィート長さの真直な耐火性ラ
ンスを次に垂直配向に１〜でとりべの楕円形断面の大き
い方の軸線にこの軸線の長さの約％の距離とりべの最も
近い側壁の内面から離しランスのワイヤＬ１着コを融解
した鋼の浴の表面の下方６フイートに位置決めして融解
Ｉ−た鋼の浴内に位置決めした。加圧した（３０ｐｓｉ
　）のアルゴンｉ１２ｓｃｆｍ　でランスに流して全体
直径が８脇の３０００フィート長さの被覆した金属カル
シウムワイヤ（４９重量係の金属カルシウムコアー５１
重ｉ％０．０１インチ厚味の１０１０鋼の被覆）を次に
融解した鋼の浴内に下向きに５５０フィート／分の送給
速度でランスを通し送給した。とりべ内の融解した鋼の
温度は２８フイートの臨界深度に相等する２８６０下で
あった。ランスの下端から出た後、ワイヤはほぼ水平方
向に向は曲がった。ランスの下端から約１０フイートの
距離でワイヤは完全に分解し、た。

ワイヤの送給を終った後、とりべ内の融解した鋼を適当
な鋳型に注入して鋳造した。鋳造した鋼製品は０．２２
重量係の炭素と、１３６重量係のマンガンと、０３０重
量係のアルミニウムと、０１２重量係のバナジウムと、
ｏ、ｏｏｓｘ量係の硫黄と、１００万毎に４５部のカル
シウムとを含んでいた。

］００％の抱接変態が観察された。

実施例２ 非被覆の金属カルシウムワイヤを使用して実施例ｊの手
順全反復できる。非被覆の１２Ｍ・直径の金属カルシウ
ムワイヤを融解した鋼の浴に８００フィート／分の速度
で送給する以外は作業装置と条件とはほぼ変えない。ラ
ンスの下端のワイヤ出口から出た後、ワイヤはほぼ水平
方向に曲がる。

ワイヤはランスの下端から約１０フイートの距離におい
て完全に分解する。

本発明の装置の好ましい具体例が第４図ないし第１１図
に示しである。融解した金属製品全処理する１つ′−！
たはそれ以上の数の処理要素がワイヤ２０内に配置され
るかその一部を形成している。

そのような処理要素は以下に時にはワイヤ型と呼称する
。第４図（略図）を参照すると、一般的な目的はワイヤ
２０をリール２２から容器５２内のある量の融解金属５
６に搬送することである。そのような送給全行うため、
送給機構２４がワイヤ２０をリールから引き出し送給通
路に沿い前進させる。出口部分付近、特にノズル６０の
付近において、ワイヤ２０は気密の導管４４内を運ばれ
る。

不活性ガスを気密の導管に供給し不活性ガスの入口のす
ぐ上手側に位置したシール機構３０がワイヤ２０のまわ
りで不活性ガスが送給通路に沿い後方に失われるのを防
止１−る。

挟持ローラ２６を含む適当な送給機構２４については米
国特許第４，２３５，３６２号を参照のこと。

シースに入れたか入れないワイヤも含む広範囲な寸法と
組成とのワイヤ全使用できる。しかし１．ｃがら、本発
明は約１ｃ１ｎ直径のシース入りのカルシウラ含有ワイ
ヤについて詳細に説明する。この直径のワイヤとそれよ
りいく分小さい直径のワイヤとは比較的に剛強である。

従って、送給機構ならびにワイヤ搬送部材とは耐摩性て
なければプよらない。

更にまた、送給中に比較的に剛強なワイヤが送給通路に
おける途切れに出会うこととまたワイヤが突き当ったり
曲がったりすることによりある程度振動したり横方向に
変位したりすることも予想する必要がある。

第５図ないし第７図に詳細に示しであるように本発明の
ノズル６０は耐火性セラミック製ケーシング６２を備え
、このケーシングを通しカルシウムワイヤを金属製導管
部分６６．７０内を究極の出口すなわち排出個所８４に
まで搬送する。耐火製ケーシング６２はアルミニウム（
Ａｌ□ｏ３）が石灰キルン等に使用する如き任意他の適
当な耐火材で作ることができる。

ノズル全体は融解金属の貯槽内を所定の深度にまで延び
るに十分な長さに作っである。一般にはワイヤをスラブ
と金属との界面の下方少くとも３ないし５フイートにし
てノズルから排出することが好ましい。従って、スラグ
と金属との高温と腐食性とを十分考慮して耐火性ケーシ
ング６２は１０フィート程度の長さにする必要がある。

ノズル６０は適当な機械的リンク仕掛けにより金属容器
５２に相対的に上下動するかもしくはその反対にするこ
とができる。第４図に略図で示しであるように、金属の
容器５２はヨーク組合わせ体４８を含むウィンナ−搬送
系統により支持できる。あるいはまた、容器は第１１図
に示した如く送給機構全体を一体として上下動すること
が好ましいこともある。いづれにしても、導管１４の屈
折を避けることが有益である。

ノズル６０の中心のワイヤ支持部分は金属製導管７２に
まで延びている金属製導管６６を含み、ワイヤはこれら
導管を通過せしめられる。大きい方の導管６６はワイヤ
をノズル６０の排出開口８４の付近にまで運ぶ。大きい
方の導管６６の端部には拡大した孔６８が形成され、こ
の孔内に小さい方の導管７０がはまっている。両方の導
管６６゜７０はねじか、溶接７２か他の便利な手段によ
り互いに接続する。

第７図に示しであるように、ノズル６０の末端における
小さい方の導管７０の排出端は流れ方向に内径を減少す
る細長く漸次にテーバを付した漏斗状部分８０を有して
いる。この漏斗状部分８０の細い方の端部８２に続いて
直径が急に拡大した部分がありこの部分はほぼ均一な直
径の比較的に短かいほぼ円筒形の部分８３により形成さ
れている。均一な円筒形部分８３の漏斗状部分８０の細
い方の端部とは反対の端部はノズル６０の出口８４を形
成している。第７図に示しであるように、ワイヤの運動
通路に沿い直径をこのように特定な形状に変化させると
ある利点を有している。特に、断面は融解金属５６がノ
ズル６０内を上方に流れるのを共働して防止するように
する。さもないと侵入する融解金属が導管６６．７０の
内部に沿い固化しワイヤを導管に拘束する。融解金属を
ノズルから排除すると同時に、ワイヤ２０と共にノズル
６０を通り外方に流れる不活性ガスは金属をかく拌し添
加物質と融解金属とを混合し、従って、添加物質を一層
均一に分布する。不活性ガスはまたノズルを冷温に保持
する慎能も果丁。

融解金属の表面から可成り下方の個所で融解金属５６に
ワイヤの形態の添加物質を添加するには、融解金属の可
成りの流体圧力に打ち勝つ必要がある。流体圧はもちろ
ん、融解金属の表面の下方の深度の１関数である。この
特定の圧力は特定の金属に左右されるが、一般には１ま
たは２ｍの深度で可成り犬である。供給された不活性ガ
スの圧力は融解金属がノズル内を上昇するのを防止する
ためこの流体圧力に打ち勝つ必要がある。融解金属がノ
ズル内に流入すると、ワイヤ２０は離解金属が固化する
に従い直ちに捕捉され導管の壁に溶接される。

ワイヤ２０の形態の添加物質は融解金属の貯槽内に排出
された後融解する。不活性ガスの気泡８８は融解金属の
表面に向は上昇し、融解金属をかく拌しノズルの付近で
は上方に流れさせ他の個所では、すなわち、融解金属の
貯槽５２の周囲のまわりでは下方に融解金属全体を流れ
させる。

導管７０の内径を下方に行くに従い減少したのはノズル
６０の出口８４の至近個所でガスの速度を最大限にする
ためである。減少する断面の個所８０に沿い、定圧のガ
スは挟挿部８２にまでは速度金増丁。挟挿部８２を越え
たすぐの個所では孔の均一な円筒形部分８３により形成
した開放している空所丁なわち室は挟挿部８２を融解金
属から間隔をあげ融解金属が挟挿部８２のオリフィスに
入るのを更に防止する。

発明の効果 前記した構造にしであるため、ワイヤは必然的に融解金
属にさらされる導管７０の下縁から十分離して保持され
ノズルと接触することにより冷却した固化する金属によ
り導管７０の下縁に溶接されることはない。ワイヤ２０
は送給されるに従い狭搾されたオリフィス８２における
許容されたスペースのまわりを振動すなわちがたつくも
のと予想される。しかしながら、ワイヤはたとえ狭搾さ
れオリフィスの壁に圧接しても排出開口８４で、中心に
位置決めされたままである。ワイヤと狭搾されたオリフ
ィス８２との間に開放して残されたスペースはガス圧が
さもないとノズルを上昇する傾向のある融解金属の流体
圧に打ち勝つ程度に十分小さい。ワイヤと不活性ガスと
が互いに作用して運動することによりノズルが閉塞に抵
抗する能力全増大する。

不活性ガスを何らかの形式の密封した不活性ガス貯槽か
ら送給するようにしないと、可成りの量の不活性ガスが
大気に放出され融解金属５６がノズル６０に入るのを防
止する機能を果さない。従って、不活性ガスのバックウ
ォッシュを防止するシール機構３０が設けである。シー
ル機構３０は少くとも１対の向かい合ったピストン３２
を有するハウジング金偏え、これらピストンはそれらの
開音運動するワイヤにすべり係合して前進するワイヤ２
０を気密に把持する形状にした密封面ヲ有している。向
かい合ったピストン３２の下手側で、不活性ガスは不活
性ガス供給源３１から導管３３を経てワイヤ２０の個所
に送給され、ワイヤ２０はその際にシール機構３０から
ノズル６０にまで延びて、いる気密の導管４４に封入さ
れている。シール機構３０は第４図に略図で示してあり
第８図ないし第１０図に詳細に示しである。ワイヤ２０
に係合させるよう向かい合ったピストン３２を駆動する
ため圧縮空気源３４全使用することが好ましい。ばねに
よる偏倚力、液圧等もまた使用できる。コンプレッサ３
４１ｃはその他の空気供給源の空気圧を均一に分布する
ためマニホルド３６を使用できる。向かい合ったピスト
ン３２は気密のシリンダ内にすべり可能に装着され、た
とえば各ピストンに２個づつにした弾性的０１Ｊングに
よりシリンダ内に密封されている。マニホルド３６によ
りガス圧を均一にすると各段において向かい合って対に
して軸線方向に並んだピストン３２に等しい圧力ヲカげ
ることになる。向かい合つｆｃ２段丁なわち２対のピス
トンが平行関係にして配置されている。これら対のピス
トンはまた１対のピストンが大気シールとなり他方の対
のピストンが不活性ガス媒体のシールとなるよう独立に
作動せしめることができる。

シール機構３０のハウジングは鋼で作ることが好ましい
。ハウジングのシリンダ内に装着したピストン３２は耐
久性のプラスチック材で作っである。ピストンは、たと
えば、テフロン、ナイロン等で作るかそれで被覆スるこ
とができる。

シール機構３０のハウジングにはワイヤ２０の先端を「
捕捉」Ｊ−るようにｌ−た拡大した漏斗状入口オリフィ
ス３５が設けである。ワイヤ２０を最初に装入中ピスト
ン金中心に並べるため向かい合ったピストン３２を更に
ばねで偏倚させるか手動で調節する必要のあることもあ
る。しかしながら、一度びワイヤ全装入するとシール機
構３０はシール機構に相対的なワイヤ２２の横方向位置
の変位全補償する一方気密を保持する。被覆されたワイ
ヤがきわめて硬いので、過度の摩擦全防止し密封全保持
するためある程度並びの変差を許容する必要がある。

適当な制御機構を同時に挾持ローラワイヤ送給装置２４
と不活性ガス圧制御装置４２とに接続できる。無駄をな
く丁ため、ワイヤ２０にシール機構３０の向かい合った
ピストン３２が保合するまではガス圧制御装置４２は閉
じたままにして置く必要がある。いづれの場合にも、ノ
ズル６０が融解金属５６がその上のスラグ５４に近接せ
しめられるまで何ら特定のガス圧も必要としない。この
時点で、送給装置と不活性ガス圧制御手段とは同時に作
動でき、ノズルは融解金属に突っ込むことができる。融
解している添加物質と不活性ガスとはスラグと融解金属
との界面の可成り下方でノズルのオリフィスから構成さ
れる 装置の好まＩ−い物理的配置が第１，１図に示してする
。事実上、装置金は蝶番１２２を中心としてピボット運
動する枢着したテーブル１２０に装着されている。液圧
または空気圧の持上げ装置１２４がテーブル１２０をそ
のピボット点全中心として上下させそれによりノズル６
０を容器５２内の融解金属５６に相対的に上下させる。

持上げ機構は共通の不活性ガスおよびワイヤ制御手段の
下に同様に組み込むことができる。

ノズル６０には孔が設げてあり、この孔は添加物質の送
給および不活性ガスの流れ方向に見てほぼ均一な直径の
ほぼ円筒形で、この部分に次いでワイヤの半径よりほん
の僅か大きい半径の孔で終る直径を縮少したテーパ付き
部分と孔の直径より大きいほぼ均一な直径の第２のほぼ
円筒形の部分とがあり、それによりワイヤは出口付近の
ノズル導管の内縁から間隔をあげたままとなる。テーパ
状部分と第２の円筒形部分との間で急激に転移すること
によりガスの速度を増す挟挿した直径のオリフィスを形
成し、融解金属はこのオリフィスを過ぎて逆流しない。

本発明の必須の特徴を説明したが、当業者には更に種々
の変形例は明かなことと思う。本発明の範囲については
以上の説明ではなく特許請求の範囲を参照すること。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に使用するのに適した装置の略図
、第２図は第１図の２−２線に沿い切断してとりべ内の
耐火ランスの偏心配置を示す断面図、第３図はとりべ内
の融解金属の臨界深度、丁なわち、鉄静圧がカルシウム
の蒸気圧に等しい融解金属の表面の下方の深度を温度の
１関数として定めるために使用できる図表、第４図は本
発明の装置の１具体例の斜視略図、第５図は第４図に示
した本発明のノズルの一部切欠き斜視図、第６図は第５
図の３−３線に沿い切断して示した断面図、第７図はこ
れもまた第５図の３−３線に沿い切断してノズルの出口
である添加個所の詳細図、第８図は第４図に示した本発
明のシール機構の斜視図、第９図は第８図の６−６線に
切断して示した断面図、第１０図は第８図の７−７線に
沿い切断して示した断面図、第１１図は第４図に略図で
示した部品の好ましい物理的レーアウドを示す立面図で
ある。 ５・・・ガス注入手段、２０・・・ワイヤ、２４・・・
ツイヤ送給手段、３２・・・ピストン、３６・・・マニ
ホルド、４４・・・導管、６０・・・ノズル、８０・・
・漏斗状部分、８３・・・円筒形部分。 手続補正書（方式） 昭和２年１２月土日 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、事件の表示　適 昭和Ｈ年　￥ｒ詩願第　／ｂ了／Ｊ’／　号済ム角Ｔし
゛た（丸オ′ｉの、な１：）＋＋レンツＬ、カニ咎が２
け３オニを、プ・よυ牙Ｓ ６、補正をする者 事件との関係　出　願　人 住所 ２保１１　ファイｒ−インツーけ、ルーア、Ｆ゛４、代
理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）鉄材より冨度が低い全局カルシウム含有のワイヤ金
   該鉄材の自フリＩ１．浴内に差（、込んだ耐火性ランス
   を辿し下向きに送給することがら成る融解した鉄材の浴
   に金属カルシウムを添加する方法であり、該方法がラン
   ス全通し不活性ガス全ランスに融解した鉄材を実質的に
   存在させずまた融解した鉄材を可成り再循環かく拌する
   に十分な流れにして供給し、浴内のランスの配置とワイ
   ヤの組成、断面寸法および送給速度と”ｔｔａ）ワイヤ
   がランスのワイヤ出口から出た後十分に分解する以前に
   ほぼ水平方向に向は曲がり（ｂ）ワイヤ内のカルシウム
   の軟化の少くとも大部分が鉄静圧が融解鉄材の温度にお
   いてカルシウムの蒸気圧より犬である浴の表面の下方の
   ある深度において融解鉄相のダウンウニリング（ｄｏｗ
   ｎｗｅｌｌｉｎｇ　’）領域でかその真下で生じる程度
   にしておることを特徴とする融解鉄材の浴に金属カルシ
   ウムを添加する方法。 ２）ランスのワイヤ出口がワイヤが該ランスを送給され
   ている間には融解鉄材の温度において鉄静圧が蒸気圧よ
   り犬である浴の表面の下方のある深度に位置決めされて
   いる特許請求の範囲第１項の方法。 ３）ランスが真直で、ワイヤ出口がランスの下端にあり
   、ワイヤ全送給中ランスが垂直に配向され、ワイヤを送
   給中ランスが水平面で見て浴内に偏心的に配置される特
   許請求の範囲第２項の方法。 ４）浴が底部およびほぼ垂直な壁を有する容器内に保持
   され、ランスの長さ方向軸線とランスに最も近い容器の
   側壁の内面との間の距離が水平断面における浴の最も長
   い直線寸法の約局ないし％でちる特許請求の範囲第２項
   の方法。 ５）入口が融解材料の表面の上方に配置され出口が該表
   面の下方に配置される作用位置に可動でワイヤの半径よ
   り僅かに大きい半径を有する孔で終る漏斗状部分および
   該孔が開放するほぼ均一な直径のほぼ円筒形の部分が設
   けてあり、均一な直径の部分の直径が孔の直径より可成
   り犬で２つの部分間に急激な転移部分を形成し、はぼ均
   一な直径の部分の孔とは反対の端部における開口がノズ
   ルの出口を形成している熱抵抗ノズルと、一端がノズル
   の入口に接続されている気密の導管と、 導管の他端に配置されワイヤを密封して受領する手段と
   、 不活性ガスを導管に注入する手段と、 ワイヤを導管とノズルとに送り込みそれらを通し融解し
   た材料内に直接送給する手段とを備え、それによりワイ
   ヤと共にノズルの出口を出る不活性ガスが固化した融解
   材料による出口の閉塞を防止し気泡のかく拌により融解
   材料中への処理要素の混合を促進すること全特徴とする
   融解材料の表面の下方にワイヤの形態の処理要素を注入
   する装置。 ６）入口が融解材料の表面の上方に配置され出口が該表
   面の下方に配置される作用位置に可動ででちる熱抵抗ノ
   ズルと、 一端がノズルの入口に接続されている気密の導管と、 導管の他端に配置されワイヤを密封して受領し且同軸に
   配置され互いに接近する方向に可動で間を運動するワイ
   ヤにすべり保合する形状にした密封面を有する少くとも
   １対の圧力作動のピストンから成る手段と、 不活性ガスを導管内に注入するようにしてあり且不活性
   ガスの加圧供給源および該供給源に接続され少くとも１
   対のピストンの下手側また導管の上手側でワイヤを密封
   して受領する手段から成る手段と、 ワイヤを導管とノズルとに送り込みそれらを通して融解
   材料中に直接送り込む手段とを備えて成り、ワイヤと共
   にノズルの出口を出る不活性ガスが融解材料の固化によ
   る導管の閉塞をほぼ防止し融解材料への処理要素の混合
   を促進することを特徴とするワイヤの形態の処理要素を
   融解材料の表面の下方に注入する装置。 ７）ワイヤを密封して受領する手段が更にまたピストン
   を等圧の下に駆動するマニホルドとマニホルド用の加圧
   ガス源とを備えている特許請求の範囲第６項の装置。 ８）ワイヤを密封して受領する手段がワイヤ送給方向に
   沿い互いに間隔をあけ、一方の対が大気シール全形成し
   他方の対が不活性ガスシールを形成する２対のピストン
   から成る特許請求の範囲第６項の装置。 ９）ワイヤの形態の処理要素を融解材料等の内部に直接
   注入するようにしてあり非常に高温抵抗材で作られワイ
   ヤ全融解材料に直接送給する軸孔を有し、軸孔がワイヤ
   がノズルを出る際に通る終端開口を有する細長いケーシ
   ングを備えているノズルであり、 該孔が終端開口の上手側で直径で挟挿され、挟挿部の上
   手側に漏斗形部分があり、漏斗形部分から挟挿部の下手
   側で終端開口付近にほぼ均一な直径の部分に急激に転移
   し、漏斗形部分が均一な直径の部分より軸線方向に長く
   、それにより注入されたワイヤが終端開口に相対的に中
   心法めされるようにしであることを特徴とするノズル。 １０）特許請求の範囲第９項のノズルをその入口を融解
   した材料の表面の上方に出口を該表面の下方に位置決め
   して融解金属内に差し込み、ワイヤをノズルを通し融解
   した材料中に直接前進させ、 不活性ガスをワイヤと共にノズルを通過させることによ
   り、融解材料の固化によるノズル出口の閉塞を防止し融
   解材料への処理要素の混合を促進することを特徴とする
   ワイヤの形態の処理要素を融解した材料の表面の下方に
   注入する方法。