JP5140025B2 - Method of spraying coating material on tundish - Google Patents
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Description
本発明は、タンディッシュへの被覆材の吹付け施工方法に関する。 The present invention relates to a method for spraying a coating material on a tundish.
鋼の連続鋳造に使用されるタンディッシュは、鉄皮の内側に、内張り耐火物が設けられた構造をもつ。さらに、内張り耐火物には、溶鋼の汚染防止、残鋼処理の容易化、及び内張り耐火物の保護等の目的で、被覆層が形成される。被覆層は、マグネシア粉体等の耐火性粉体と、リン酸塩等の結合剤とを含む被覆材で形成される。 The tundish used for continuous casting of steel has a structure in which a lining refractory is provided inside the iron skin. Furthermore, a coating layer is formed on the lining refractory for the purpose of preventing contamination of molten steel, facilitating the processing of remaining steel, protecting the lining refractory, and the like. The coating layer is formed of a coating material containing a refractory powder such as magnesia powder and a binder such as phosphate.
被覆材の施工方法としては、これをノズルを通じて吹付ける吹付け施工方法が採られている。吹付けに際し、例えば、ノズルに至る搬送管内及び/又はノズル内で、被覆材に施工水が添加される。施工水は、被覆材を被施工面に付着させる等の役割をもつ。ノズルをタンディッシュの内面に沿って走査させることで、タンディッシュの内面に被覆層を形成することができる。 As a construction method of the covering material, a spray construction method of spraying this through a nozzle is adopted. In spraying, for example, construction water is added to the coating material in the transport pipe reaching the nozzle and / or in the nozzle. The construction water has a role of attaching the covering material to the construction surface. The coating layer can be formed on the inner surface of the tundish by scanning the nozzle along the inner surface of the tundish.
図6に、非特許文献1に開示されたノズルの走査パターンを再現する。タンディッシュ10の側面の上端から施工を開始し、水平方向右回りに施工が進行する。一巡する毎に予め定めた寸法だけ降下するサイクルを十数段繰り返すことで側面に被覆層を形成する。続けて、底面の施工に移行し、底面にも被覆層を形成して施工を終了する。なお、非特許文献2や特許文献1にも、同様の手順が示されている。
In FIG. 6, the nozzle scanning pattern disclosed in Non-Patent Document 1 is reproduced. Construction starts from the upper end of the side surface of the tundish 10, and construction progresses clockwise in the horizontal direction. A covering layer is formed on the side surface by repeating a cycle of descending by a predetermined dimension every time one round is completed. Then, the process proceeds to the construction on the bottom surface, and the coating layer is also formed on the bottom surface to finish the construction.
このように、従来はタンディッシュの側面の上方から下方に向かって被覆層を形成し、最後に底面に被覆層を形成していた。かかる手順を採る理由は、次の通りである。 Thus, conventionally, a coating layer is formed from the upper side to the lower side of the side surface of the tundish, and finally the coating layer is formed on the bottom surface. The reason for adopting such a procedure is as follows.
第1の理由は、側面に平滑な被覆層を形成するためである。即ち、被覆材は、側面に吹付けられたのち、重力で下方にだれ落ちる場合がある。図6のように、上方から下方に向かって施工を進行させれば、仮にだれ落ちが生じても、いずれその部分に改めて被覆材が吹付けられるので、だれ落ちに起因する被覆層の凸凹化を防止できる。 The first reason is to form a smooth coating layer on the side surface. That is, the coating material may fall down downward due to gravity after being sprayed on the side surface. As shown in FIG. 6, if the construction is progressed from the upper side to the lower side, even if dripping occurs, the covering material is sprayed again on any part, so that the unevenness of the coating layer due to the dripping Can be prevented.
第2の理由は、底面に飛散物が残留するのを防止するためである。即ち、被覆材を側面に吹付けた際、その一部が側面からリバウンドすることは避けられず、リバウンドした飛散物は下方に落下する。側面を施工した後に底面を施工すれば、側面の施工中に底面に飛散物が堆積しても、最後に底面を施工するときにそれを被覆層で埋め殺すことができる。このため、底面に飛散物が残留するのを防止できる。 The second reason is to prevent the scattered matter from remaining on the bottom surface. That is, when the covering material is sprayed on the side surface, it is inevitable that a part of the coating material rebounds from the side surface, and the rebounded scattered material falls downward. If the bottom surface is constructed after the side surface is constructed, even if scattered matter accumulates on the bottom surface during construction of the side surface, it can be filled with a coating layer when the bottom surface is constructed last. For this reason, it is possible to prevent the scattered matter from remaining on the bottom surface.
被覆層は、加熱乾燥を経て使用に供される。被覆層は、溶損による寿命をまたずして、加熱乾燥の途中又はタンディッシュの使用時に、内張り耐火物から剥離してしまうことがある。 The coating layer is used after being heated and dried. The coating layer may be peeled off from the lining refractory during heat drying or when using a tundish over the lifetime due to melting damage.
本発明の目的は、被覆層の剥離を防止することができるタンディッシュへの被覆材の吹付け施工方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for spraying a coating material onto a tundish that can prevent peeling of the coating layer.
図5(A)は、被覆材よりなる施工体の正面図である。水平な第1の破線T1に沿ってノズルを移動させることで、タンディッシュの側面に、水平に延在する施工体20が形成されている。既述のように、施工体20の一部が、だれ落ち部21aとなることがある。
FIG. 5A is a front view of a construction body made of a covering material. By moving the nozzle along a horizontal first dashed T 1, the side surface of the tundish, the
図5(B)は、図5(A)のZ−Z線の位置における断面図である。施工体20は、中央が最も厚く、上下端に近づくに従って薄くなった断面形状をもつ。
FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line ZZ in FIG. The
以下、施工体において厚さが幅方向中央の厚さの1%以上の部分を中央部、1%未満の部分を粉塵付着部と呼ぶことにする。図5(B)では、符号21が中央部を示し、符号22及び23が粉塵付着部を示す。
Hereinafter, in the construction body, a portion having a thickness of 1% or more of the thickness at the center in the width direction is referred to as a central portion, and a portion having a thickness of less than 1% is referred to as a dust adhesion portion. In FIG. 5 (B), the code |
図5(A)に戻って説明を続ける。従来、ノズルを第1の破線T1の高さで一巡させたのち、第1の破線T1よりも下方の第2の破線T2に沿ってノズルを走査させる。第2の破線T2に沿って形成する施工体は、既に形成した施工体20と一部オーバーラップする。
Returning to FIG. 5A, the description will be continued. Conventionally, mixture was allowed to cycle through the nozzle at a first height of the broken lines T 1, to scan the nozzle along the second dashed T 2 of the lower than the first broken line T 1. Construction body formed along the second dashed line T 2 are, partially overlap and
このため、施工体20における下方の粉塵付着部23、及びだれ落ち部21aは、第2の破線T2に沿って形成する新たな施工体によって覆われることとなる。
Therefore, under the
本発明者らは、鋭意研究の結果、粉塵付着部23の存在、及びだれ落ち部21aの存在が、被覆層に剥離をもたらす一要因となっていることを見出した。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the presence of the
即ち、粉塵付着部22及び23は施工水を殆ど含有せず、細かい粒子が被施工面に弱く付着した状態にある。また、だれ落ち部21aは施工水を過剰に含有し、被施工面への付着力は弱い。このため、施工体のうち、前回形成した施工体の粉塵付着部23やだれ落ち部21aを覆った部分は、被施工面への付着力が弱く、剥離しやすい。
That is, the
一般の吹付け施工体の形成においては、剥離の原因として、粉塵付着部やだれ落ち部の存在は無視できる。しかし、タンディッシュの被覆層は、一般の吹付け施工体と異なり、厚さが例えば10〜30mm程度と薄く施工されるため、強度を確保しにくく、粉塵付着部やだれ落ち部の存在も剥離をもたらす要因となりうる。 In the formation of a general spray construction body, the presence of a dust adhering part or a dripping part can be ignored as a cause of peeling. However, the tundish coating layer, unlike ordinary sprayed constructions, is thin and has a thickness of, for example, about 10 to 30 mm. Therefore, it is difficult to ensure strength, and the presence of dust adhering parts and dripping parts is also peeled off. It can be a factor to bring about.
以下、本発明の説明に先立ち、図1に示す状況を例に挙げて、本明細書で用いる用語の説明をする。 Prior to the description of the present invention, terms used in this specification will be described by taking the situation shown in FIG. 1 as an example.
図1は、ノズルとタンディッシュの側面との断面図である。ノズル2を通じて被覆材がタンディッシュの側面12に吹き付けられている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the nozzle and the side surface of the tundish. A coating material is sprayed on the
被吹付領域とは、被施工面(ここでは側面12)内において被覆材が吹き付けられている領域をいう。詳細には、ノズルの位置を固定して吹付けを行い、最も厚い部分が200mmの厚さをもつ施工体を形成したとき、施工厚さ1mm以上の領域をそのノズル位置における被吹付領域と定義する。 The sprayed region refers to a region where the covering material is sprayed in the construction surface (here, the side surface 12). In detail, when the position of the nozzle is fixed and sprayed, and the construction body with the thickest part having a thickness of 200 mm is formed, an area having a construction thickness of 1 mm or more is defined as a sprayed area at the nozzle position. To do.
ノズルと側面とのなす角α°とは、ノズル2の中心軸を表す第1の仮想直線S1、及び第1の仮想直線S1と側面12との交点Uを通って水平方向(図1の紙面に垂直な方向)に延びる第2の仮想直線の双方を面内に含む仮想平面と、側面12とが、タンディッシュの底面側に成す角度をいう。
The angle α ° formed by the nozzle and the side surface is defined in the horizontal direction through the first virtual straight line S 1 representing the central axis of the
ノズルから噴出する被覆材の拡がり角β°とは、点Uを通り側面12に垂直な第3の仮想直線、及び第1の仮想直線S1の双方を面内に含む仮想平面(以下、入射面という。)で切った断面視において、即ち、図1の断面図において、被吹付領域の上端Vからノズル2の端面2aまでの距離を表す仮想線分S2と、被吹付領域の下端Wからノズル2の端面2aまでの距離を表す仮想線分S3とが側面12側に成す角度をいう。
The divergence angle beta ° of coating material ejected from the nozzle, the third imaginary straight line perpendicular to point U as
以上のように角度α及びβを定義するとき、入射面で切った断面視において、即ち、図1の断面図において、仮想線分S2と側面12とがタンディッシュの底面側に成す角度(以下、上側入射角という。)Xは、α−β/2で表される。
When defining an angle α and β as described above, in a cross-sectional view taken along the incident surface, i.e., in the cross-sectional view of FIG. 1, the angle in which the virtual line S 2 and the
本発明の一観点によれば、(a)ノズルを通じて被覆材をタンディッシュの底面に吹き付けながら、その被吹付領域を前記底面内で走査させ、前記底面に被覆層を形成する工程と、(b)被吹付領域をタンディッシュの側面に移行させたのち、ノズルと側面とのなす角をα°、ノズルから噴出する被覆材の拡がり角をβ°としたとき、α−β/2≧50を満たす条件で、被吹付領域を側面に沿って周回させ、一巡する毎に上昇させるサイクルを繰り返すことで、側面に被覆層を形成する工程とを有するタンディッシュへの被覆材の吹付け施工方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, (a) a process of spraying a coating material onto the bottom surface of a tundish through a nozzle while scanning the sprayed area within the bottom surface and forming a coating layer on the bottom surface; ) After shifting the sprayed area to the side surface of the tundish, α−β / 2 ≧ 50 when the angle between the nozzle and the side surface is α ° and the spread angle of the coating material ejected from the nozzle is β ° A method for spraying a coating material on a tundish having a step of forming a coating layer on the side surface by repeating a cycle of rotating the sprayed region along the side surface and raising it every round under the conditions to satisfy Provided.
下方から上方に向かって被覆層を形成するため、施工体にだれ落ち部が生じても、次のサイクルで形成する施工体がそのだれ落ち部を覆うことがない。このため、被覆層と側面との間にだれ落ち部が介在することに起因した剥離を防止することができる。 Since the covering layer is formed from the lower side to the upper side, even if a drooping portion is generated in the construction body, the construction body formed in the next cycle does not cover the dripping portion. For this reason, it is possible to prevent peeling due to the sagging portion interposed between the coating layer and the side surface.
角度α−β/2(例:図1の上側入射角X)≧50°を満たすことで、施工体の上側の粉塵付着部(例:図5(A)の粉塵付着部22)の幅を狭くすることができる。このため、前回のサイクルで形成した施工体の上側の粉塵付着部を、次のサイクルで形成する施工体が覆うことに起因した剥離を抑えることができる。
By satisfying the angle α−β / 2 (example: upper incident angle X in FIG. 1) ≧ 50 °, the width of the dust adhering portion on the upper side of the construction body (example:
図2に、実施例によるノズルの走査パターンを示す。図2は、タンディッシュの平面図であり、矢印で示した実線は、図1のノズル2の中心軸(第1の仮想直線S1)とタンディッシュの内面との交点の軌跡を示す。
FIG. 2 shows a nozzle scanning pattern according to the embodiment. FIG. 2 is a plan view of the tundish, and a solid line indicated by an arrow indicates a locus of an intersection between the central axis (first virtual straight line S 1 ) of the
まず、タンディッシュ10の底面11内の始点Pと対向する位置にノズル配置し、始点Pから施工を開始する。ノズルから底面11に被覆材を吹き付けながら、その被吹付領域を底面11内で走査させる。図2の例では、タンディッシュ10の長手方向にジグザグ状に往復する施工パターンに従って、被吹付領域を走査させる。
First, the nozzle is arranged at a position facing the starting point P in the
底面11に被覆層を形成すると、被吹付領域を側面12に移行させる。そして、図1の上側入射角X≧50°を満たす条件で、被吹付領域を側面12に沿ってある高さ位置で周回させ、一巡する毎にある寸法だけ上昇させるサイクルを繰り返す。被吹付領域が側面12の上端における終点Qに達したら、被覆層の形成が完了する。
When the coating layer is formed on the
なお、図2には、便宜上、側面12の施工を5回の周回で終える例を示したが、周回の回数及び一巡する毎に上昇させる寸法は特に限られない。
In addition, although the example which finishes construction of the
以上のように、下方から上方に向かって被覆層を形成してゆく場合、施工体にだれ落ちが生じても、そのだれ落ちは既に形成した施工体の表面上を流れるだけであり、次のサイクルで形成する施工体がそのだれ落ち部を覆うことがない。このため、被覆層と側面との間にだれ落ち部が介在することに起因した剥離を防止することができる。 As described above, when the coating layer is formed from the bottom to the top, even if the construction body sags, the sagging will only flow on the surface of the construction body already formed. The construction body formed in the cycle does not cover the dripping part. For this reason, it is possible to prevent peeling due to the sagging portion interposed between the coating layer and the side surface.
また、図1の上側入射角X≧50°とすることで、図5(A)の施工体20の上側の粉塵付着部22の幅を狭くすることができる。このため、前回のサイクルで形成した施工体の上側の粉塵付着部を、次のサイクルで形成する施工体が覆うことに起因した剥離を抑えることができる。
Moreover, the width | variety of the
なお、図1で、上側入射角X≧50°以上とすることは、角度α及びβの少なくともいずれか一方を調整することで実現できる。 In FIG. 1, the upper incident angle X ≧ 50 ° or more can be realized by adjusting at least one of the angles α and β.
従来、角度αは90°以下、角度β/2は45°程度であるので、上側入射角Xは高々45°である。かかる条件下では、角度αを95°と大きくすることで、角度β/2の既定値45°を変更することなく、上側入射角Xを50°にすることができる。
Conventionally, since the angle α is 90 ° or less and the angle β / 2 is about 45 °, the upper incident angle X is at most 45 °. Under such conditions, by increasing the angle α to 95 °, the upper incident angle X can be set to 50 ° without changing the
また、角度βを小さくすることによっても、上側入射角X≧50°以上を実現できる。角度βを小さくすることは、例えば、先絞り状のノズルを使用すること、ノズルの内径を小さくすること、被覆材の吹付け圧力を小さくすること等によって容易に実現できる。 Further, the upper incident angle X ≧ 50 ° or more can also be realized by reducing the angle β. Decreasing the angle β can be easily realized, for example, by using a previously-drawn nozzle, reducing the inner diameter of the nozzle, reducing the spraying pressure of the covering material, and the like.
なお、本手法によると、側面12に形成する被覆層がだれ落ち部をもつ可能性、及び側面12の施工中にリバウンドした飛散物が底面11の被覆層に堆積する可能性がある。そこで、側面12に被覆層を形成した後、その側面12の被覆層を平滑化する処理、及び底面11に形成した被覆層の表面から飛散物を除去する処理の少なくともいずれか一方を行うことが好ましい。
According to this method, there is a possibility that the coating layer formed on the
図3は、実施例による吹付け施工装置の一部を示す断面図である。被覆材がエアー搬送される搬送管1に、ノズル2が接続されている。ノズル2の中心軸を表す第1の仮想直線S1は、搬送管1の中心軸を表す第3の仮想直線S4とコーナー部3において交差する。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the spray construction apparatus according to the embodiment. A
施工水供給部4が、搬送管1に設けられている。施工水供給部4は、搬送管1に形成された複数の貫通孔4aと、搬送管1におけるそれら貫通孔4aが形成された部分の外周を覆うリング状部材4bと、リング状部材4b内に施工水を供給する施工水供給管4cとを有する。施工水供給部4において、被覆材に施工水が添加される。
A construction
エアー供給部5が、ノズル2に設けられている。エアー供給部5は、ノズル2に形成された複数の貫通孔5aと、ノズル2におけるそれら貫通孔5aが形成された部分の外周を覆うリング状部材5bと、リング状部材5b内に圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給管5cとを有する。
An
振動部材6が、ノズル2の内面に固定されている。振動部材6は、可撓性をもつ材料、具体的にはゴムよりなり、一端の開口が他端の開口よりも絞られたコーン状体の、一端側開口に、他端に向かって延びる切り込みを複数形成した形状をなす。振動部材6は、その一端から他端までの間に、貫通孔5aから供給される圧縮エアーがあたる位置に配置されている。
A vibrating member 6 is fixed to the inner surface of the
振動部材6は、これに被覆材が衝突することで振動し、その振動力によって、被覆材と施工水供給部4で供給された施工水との混合を促進する。また、エアー供給部5から圧縮エアーを供給することで、振動部材6の振動エネルギーを高めることができ、被覆材と施工水との混合をさらに促進することができる。
The vibrating member 6 vibrates when the covering material collides with the vibrating member 6, and the vibration force promotes mixing of the covering material and the construction water supplied by the construction
被覆材と施工水との混ざり具合も、図1の上側入射角Xと同様、図5(A)の粉塵付着部22の幅を左右する因子となる。被覆材と施工水とが良好に混ざり合っている程、粉塵付着部の幅が狭くなる。このため、図3のように振動部材6を備えたノズル2を使用することで、図1の上側入射角X≧50とすることと相まって、被覆層の剥離防止効果を一層高めることができる。
The mixing condition of the covering material and the construction water is also a factor that affects the width of the
被覆層の接着強度と図1の上側入射角Xとの関係を調べるために次の実験を行った。 The following experiment was conducted to examine the relationship between the adhesive strength of the coating layer and the upper incident angle X in FIG.
れんがを縦横に積んで形成した垂直なテスト面に対し、図3のノズル2を用い、図1の角度β/2が45°となる条件で、被覆材を吹付ける。ノズル2をテスト面の一端から他端に向かって水平に走査させた後、所定寸法上昇させ、他端から一端に向かって水平に走査させるサイクルを繰り返し、テスト面に被覆層を形成する。
A
その後、サイクル間で施工体をオーバーラップさせた部分のれんがを所定個切り出し、110℃で加熱乾燥後、れんがと施工体との界面のせん断強さを測定し、かつ切り出したれんが間での測定結果の平均値を求める。 After that, cut out a predetermined number of bricks where the construction body overlapped between cycles, heat and dry at 110 ° C, measure the shear strength of the interface between the brick and construction body, and measure between the cut bricks Find the average of the results.
上側入射角Xが、35°、45°、50°、55°、及び70°である場合の上記せん断強さの平均値をそれぞれ求め、上側入射角Xが50°の場合のせん断強さの平均値で割って100倍した値(接着強度指数)を求める。なお、上側入射角Xの変更は、角度αのみを変更することで行った。 The average values of the shear strengths when the upper incident angle X is 35 °, 45 °, 50 °, 55 °, and 70 ° are respectively obtained, and the shear strength when the upper incident angle X is 50 ° is obtained. A value (adhesive strength index) obtained by dividing the average value by 100 is obtained. The upper incident angle X was changed by changing only the angle α.
図4に、その結果のグラフを示す。横軸が上側入射角X、縦軸が接着強度指数を示す。上側入射角X≧50のときに、特に接着強度が高まることが分かる。 FIG. 4 shows a graph of the results. The horizontal axis represents the upper incident angle X, and the vertical axis represents the adhesive strength index. It can be seen that the adhesive strength is particularly increased when the upper incident angle X ≧ 50.
以上、本発明の具体例について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、図3には、乾式の吹付け施工装置を示したが、本発明は、予め被覆材を施工水で錬った坏土を吹付ける湿式吹付け施工法にも適用されうる。この他、種々の組み合わせ及び改良が可能なことは当業者に自明であろう。 As mentioned above, although the specific example of this invention was demonstrated, this invention is not limited to this. For example, FIG. 3 shows a dry-type spraying apparatus, but the present invention can also be applied to a wet spraying method in which dredged clay previously scoured with construction water is sprayed. It will be apparent to those skilled in the art that various combinations and improvements can be made.
1…搬送管、2…ノズル、2a…ノズルの端面、3…コーナー部、4…施工水供給部、4a…貫通孔、4b…リング状部材、4c…施工水供給管、5…エアー供給部、5a…貫通孔、5b…リング状部材、5c…圧縮エアー供給管、6…振動部材、10…タンディッシュ、11…底面、12…側面、20…施工体、21…中央部、21a…だれ落ち部、22…上方の粉塵付着部、23…下方の粉塵付着部、T1…第1の破線、T2…第2の破線、P…始点、Q…終点、S1…第1の仮想直線、S2,S3…仮想線分、S4…第3の仮想直線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Conveyance pipe, 2 ... Nozzle, 2a ... End face of nozzle, 3 ... Corner part, 4 ... Construction water supply part, 4a ... Through-hole, 4b ... Ring-shaped member, 4c ... Construction water supply pipe, 5 ... Air supply part DESCRIPTION OF
Claims (3)
(b)前記被吹付領域をタンディッシュの側面に移行させたのち、ノズルと前記側面とのなす角をα°、ノズルから噴出する被覆材の拡がり角をβ°としたとき、α−β/2≧50を満たす条件で、前記被吹付領域を前記側面に沿って周回させ、一巡する毎に上昇させるサイクルを繰り返すことで、前記側面に被覆層を形成する工程と
を有するタンディッシュへの被覆材の吹付け施工方法。 (A) While spraying the coating material onto the bottom surface of the tundish through the nozzle, scanning the sprayed region within the bottom surface, and forming a coating layer on the bottom surface;
(B) After shifting the sprayed region to the side surface of the tundish, α−β / when the angle between the nozzle and the side surface is α ° and the spread angle of the coating material ejected from the nozzle is β ° The tundish is coated with a step of forming a coating layer on the side surface by repeating a cycle in which the sprayed region circulates along the side surface and is raised every time under a condition satisfying 2 ≧ 50. Material spraying method.
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