JPS6149760A - 連続鋳造鋳片の二次冷却方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、連続鋳造鋳片の二次冷却方法に関するもの
である。

〔従来技術とその問題点〕

鋳造された連続鋳造鋳片を、高温のまま加熱炉へ装入し
たのち圧延するプロセスや、更に進めて、加熱炉を経な
いで圧延工程へ直送して、圧延するプロセスが、実施さ
れつつあるが、これらの実施にあたっては、鋳片の無欠
陥鋳造が必要となる。

鋳片表面に発生する縦割れは、モールド内でその核が発
生し、二次冷却帯での不均一な冷却によって、更に進行
することが知られている。そのため、モールドでの核発
生対策と共に、二次冷却帯での不均一冷却を防止する対
策が種々試みられている。

従来、二次冷却帯では、フラットスプレーノズルやフル
コーンノズルを用いて、水スグレー冷却が行なわれてい
るが、水だけを噴霧するために、ノズルテップ絞シ部が
極めて小さくなるので、ノズルの目詰まりが発生し易く
、その結果、目詰まりしたノズル部での冷却能が落ちて
、不均一冷却が発生する。

そこで、二次冷却帯での不均一冷却対策として、特公昭
３５−６９６１号の温水による気液冷却法をはじめ、種
々の気液冷却法が提案され、気液噴霧ノズルの改善とと
もに、気液冷却法による冷却が実施されつつある。

しかしながら、上記気液冷却法は、冷却水を加圧空気で
ｉ粒化して噴霧することから、多量の高圧空気が必要と
なり、空気量の増大とともに、大容量の空気圧縮機、空
気ホルダー等が入用となる。

また、冷却装置も、冷却水配管のみならず空気配管を必
要とすることから、設備が複雑となり、設備量も高くな
る。運転費についても、使用空気量が多いことから使用
電力量が多くなり、高くなる。

〔発明の目的〕

この発明は、上述・の現状に鑑み、連続鋳造鋳片を均一
に冷却することができる連続鋳造鋳片の二次冷却方法を
提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明の連続鋳造鋳片の二次冷却方法は、モールドか
ら引抜かれた連続鋳造鋳片に、１００℃以上の温度の熱
水を、絞りが設けられた管内を通すことによって、微細
な水滴の熱水となして噴射して、前記熱水により前記鋳
片を冷却し、次いで、前記鋳片を水冷および／または空
冷することに特徴を有する。

〔発明の構成〕

本発明者等は、先に熱水による高温物体の冷却方法を提
案した（特公昭５７−２７９２６、号）。

この発明は、上記熱水による冷却方法を基匝して、鋳片
表面の縦割れの発生を抑制することができる連続鋳造鋳
片の二次冷却方法を鋭意研究した結果、得られたもので
ある。

以下、この発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の方法の一実施態様を示す説明図であ
る。第１図において１はモールド、２はそ−ルド１から
引抜かれた連続鋳造鋳片３をガイドするガイドローラ、
４はガイドローラ２．２間に熱水冷却ノズル５が設けら
れた熱水冷却帯、６はガイドローラ２，２間に水冷却ノ
ズル７が設けられた水冷却帯である。鋳片３は、モール
ド１の下部に接続して設けられた熱水冷却帯４おいて、
熱水により冷却され、次いで熱水冷却帯４に続いて設け
られた水冷却帯６において、水により冷却され、次いで
大気による冷却が行なわれる。なお、熱水による冷却後
の鋳片３の冷却は、水による冷却または大気忙よる冷却
の一方のみとすることができる。鋳片３は、大気による
冷却が行なわれながら、ガイドローラ２によって案内さ
れ、矯正機８および切断機９を経て、ローラテーブル１
０に移送される。

水冷却帯６は、従来の二次冷却帯に設けられている水冷
却帯と同様で、水冷却ノズル７から鋳片３に冷却水をス
プレー噴射して、鋳片３を冷却する。

熱水冷却帯４は、熱水冷却ノズル５から鋳片３に微細な
水滴の熱水を噴射して、鋳片３を冷却するもので、熱水
冷却帯４のガイドローラ２，２間に配設された熱水冷却
ノズル５には、第２図に示すように、絞シ１１を設置し
た枝管１２が接続されている。枝管１２は、中間ヘッダ
ー管１３から分岐しておシ、中間ヘッダー管１３は、流
量計１４、流量制御弁１５および遮断弁１６を介挿した
熱水制御本管１７によって、熱水を供給する熱水主管１
８に接続されている。

絞シ１１を設置した枝管１２は、熱水主管１８、熱水制
御本管１７および中間ヘッダー菅１３を経て供給される
、１００℃以上の温度の熱水から、微細な水滴の熱水を
得るためのもので、１００℃以上の温度の熱水を、絞シ
１１を通過させることによって、一部を蒸発して体積膨
張させ、その体積膨張によって微細に砕いて、微細な水
滴の熱水とするものである。熱水は、微細な水滴の熱水
を含む高速気液二相流として、ノズル５に供給されて、
鋳片３に噴射される。この発明では、このように、１０
０℃以上の温度の熱水を、絞シ１１を設置した枝管１２
を通すことによって、予め微ｔ′ａな水滴の熱水として
ノズル５から噴射するので、鋳片３を均一に冷却するこ
とが可能となる。

絞シ１１は、従来の噴霧ノズルに見られるような丸味を
もつ流動抵抗の少ない絞シではなく、鋭いエツジを有す
る絞シとする。このような鋭いエツジを有する絞シ１１
としては、オリスイス板を使用することができ、枝管１
２に設置するには、第３図に示すように、枝管１２の途
中に一対の７ラ７ジ１９，１９を設け、オリフィス板２
ｏを、７ランジ１９．１９の間に介挿してボルトで固定
すればよい。絞シ１１を鋭いエツジを有する絞シとする
ことによって、絞シ１１を熱水が通過する際に、低圧域
を発生させて気泡核の生成、成長を促し、微細な水滴の
熱水による鋳片３のフラッシングを、安定して行なうこ
とを可能とする。

熱水冷却ノズル５としては、例えば第４図（ａ）に示す
ようなリングノズル２１を用いることができる。このノ
ズル２１は、鋳片３に相対する内側面に、互いに間隔を
あけて複数個のノズル孔２２が設けられた、環状の・ぐ
イブ２３からなシ、パイプ２３の外側面には、微細な水
滴の熱水を供給する２本の枝管１２が、接線方向に取付
けられている。

ノズル孔２２は、第４図（ｂ）に示すように、環状のパ
イプ２３に直交する面２３ａと、微細な水滴の熱水を含
む気液二相流のパイプ２３内での流れの向きＡの下流側
に、面２３ａに対して鋭角をなす、例えば４５度をなす
面２３ｂとの２つの面で切欠イタ、切欠きである。この
ようなリングノズル２１によれば、ノズル周方向の噴霧
特性が向上し、微細な水滴の熱水を、ノズル周方向に均
一に噴射することができ、鋳片３の均一冷却を行なうの
に、好適となる。

熱水主管１８に熱水を供給するためには、例えば第５図
に示すような熱水供給設備を用いることができる。第５
図において、２４は熱水主管１８が接続された熱水タン
クで、この熱水タンク２４には、給水制御弁２５を設置
した、タンク２４内に水を供給するための給水管２６と
、蒸気流量制御弁２７を設置した、タンク２４内の水を
加熱する加熱水蒸気を供給するための加熱水蒸気管２８
とが接続されている。熱水タンク２４の上部には、圧力
制御弁２９を設置した排気管３０が、そして、下部には
、ブロー水制御弁３１を設置した排水管３２が設けられ
ている。

この熱水供給設備においては、熱水タンク２４内の熱水
の温度制御は、タンク２４内の水蒸気の圧力を制御する
ことによって行なわれる。熱水タンク２４内の水蒸気の
圧力制御は、タンク２４内の水蒸気の圧力を圧力検出器
３３によって検出して、加熱水蒸気管２８の蒸気流量制
御弁２７と、排気管３０の圧力制御弁２９との弁開度を
調節することによって行なわれる。従って、熱水タンク
２４内の熱水は、タンク２４内の水蒸気圧力に対応した
飽和水となっている。熱水タンク２４内の熱水の水位制
御は、水位検出器３４によってタンク２４内の熱水の水
位を検出して、給水管２６の給水制御弁２５と、排水管
３２のブロー、水制御弁３１との弁開度を調節すること
Ｋよって行なわれる。

この発明では、以上のように、モールド１から引抜かれ
た連続鋳造鋳片３を二次冷却するにあたり、１００℃以
上の温度の熱水を、絞シ１１が設けられた枝管１２内を
通すことによって、予め微細な水滴の熱水となして鋳片
３に噴射して、鋳片３の均一冷却が可能な熱水冷却を、
先ず鋳片３に行ない、しかる後に鋳片３に通常の水冷お
よび／または空冷を行なうので、鋳片３の二次冷却をよ
）均一に行なうことができる。

なお、第５図に示した熱水供給設備の熱水タンク２４に
、加熱水蒸気管２８を通して供給する水蒸気には、ボイ
ラー設備で発生する水蒸気を用いれば良いことは言うま
でもないが、省エネルギー化を図るために、鋳片３の二
次冷却中に、鋳片３から大気中に放散される熱を回収し
て、その熱源に利用することが好ましい。すなわち、鋳
片３は、モールド１から引出されて、切断機１０に至る
間に、約１３００℃の温度から約７００℃の温度にまで
冷却され、この温度差に相当する鋳片３の熱のうち、一
部の熱が熱水冷却帯４および水冷却帯６での冷却水の温
度上昇に消費され、残シの熱が。

水冷却帯６から切断機１０に至る間の大気による冷却帯
で、大気への放散熱として捨てられているそこで、例え
ば第８図に示すように、水冷却帯６から切断機ｌＯに至
る間の鋳片３の移動路上に支持部材３５内に断熱材３６
を介して環状の伝熱管３７を固定した熱交換器３８を設
置し、この熱交換器３８内に鋳片３を通すことによって
、ボイラ３９から熱交換器３８に循環供給されるボイラ
水を加熱して、鋳片３から放射される熱を回収するよう
にすると良い。ボイラ３９内で発生した水蒸気は、加熱
水蒸気管２８によって、熱水タンク２４に送くられる。

以上のように、鋳片３から放散される熱を回収して、熱
水冷却帯４で用いられる熱水の熱源として利用すること
によって、前記熱源で使用するエネルギーの省エネルギ
ー化を図れるが、鋳片温度の点でも、鋳片３の熱を大気
中へ放散させている場合に比べ、鋳片３の放熱が抑制さ
れて高温に維持されるので、有利であシ、再加熱炉での
燃料消費景が低減する。

次に、この発明を実施例にょシ説明する。

ビレット連続鋳造機のモールド直下よシ長さ１．４ｍＫ
亘る冷却帯域を２分割して、第６図（ａ）ＦＣ示すよう
に、モールド１に続く上半分を熱水冷却帯４とし、下半
分を従来の水冷却帯と同様な水冷却帯６として、モール
ド１から引抜かれる鋳片３を熱水冷却し、次いで水冷却
し、しかるのち大気による冷却をして、二次冷却しなが
ら、鋳片３を試験鋳造し、゛そのとき鋳片３の表面に発
生した縦割れについて調べた。比較のために、上記冷却
帯域を全て水冷却帯とした場合（比較例１）と、第６図
（ｂ）に示すように、熱水冷却帯４と、水冷却帯６とを
、第６図（ａ）とは逆に設けた場合（比較例２）とにつ
いて、同様に、鋳片３の表面に発生した縦割れを調べた
。

熱水冷却帯４の熱水冷却ノズル５には：第４図（ａ）、
（ｂ）に示したリングノズル２１を用いた。また、水冷
却帯６の水冷却ノズル７には、環状のパイプの、鋳片３
に相対する内側面に、周方向に等間隔に１複数個のスプ
レーノズルが設置されたものを用いた。

鋳片サイズ等の鋳造条件および熱水流量等の熱水冷却条
件を、第１表に示す。また、鋳片３の縦割れの発生状況
を、第７図忙示す。

第７図から明らかなように、との発明の方法では、鋳片
３に発生した縦割れが、モールド直下よシ長さ１．４ｍ
に亘る冷□却帯域を、全て水冷却帯として冷却した比較
例１の約半分、前記冷却帯塚の上半分を水冷却帯とし、
下半分を熱水、冷却帯として冷却した比較例２の約′６
割になった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の方法によれば、モール
ドから引抜かれた連続鋳造鋳片を、均一に二次冷却でき
るので、不均一な二次冷却によって鋳片表面に発生して
いた縦割れを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法の一実施態様を示す説明図、第
２図は第１図の方法において用いられる熱水冷却帯の配
管を示す配管図、第３図は第２図の熱水冷却帯で用いら
れる枝管に設置した絞りを示す構造図、第４図（ａ）は
第２図の熱水冷却帯で用いられる熱水冷却ノズルを示す
平面図、第４図へ）は第４図（ａンの熱水冷却ノズルの
ノズル孔部分を示、す平面図、第５図は第２図の熱水冷
却帯に熱水を供給する熱水供給設備を示す説明図、第６
図（ａ）はこの発明の実施例で用いた二次冷却帯の一部
を示す構成図、第゛６図（ｂ）は比較例２で用いた二次
冷却　　−帯の一部を示す構成図、第７図は実施例およ
び□比較例１．２の方法により鋳片表面に発生した縦割
れの発生指数を示すグラフ、第８図はこの発明の冷却方
法において熱回収を行なうための熱回収装置の好ましい
一態様を示す図である。図面において、 ３”・・・モールド、　　　　　２・・・ガイドローラ
、３・・・鋳片、　　　　　　　４・・・熱水冷却帯、
５・・・熱水冷却ノズル、　　６・・・水冷却帯、７・
・・水冷却ノズル、　　１１・・・絞り、１２・・・枝
管、　　　　　　１９・・・７ランジ、２０・・・オリ
フィス板、　　２１・・・リングノズル、２２・・・ノ
ズル孔、　　　　２３・・・環状の／ぐイブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モールドから引抜かれた連続鋳造鋳片に、１００℃以上
   の温度の熱水を、絞りが設けられた管内を通すことによ
   つて、微細な水滴の熱水となして噴射して、前記熱水に
   より前記鋳片を冷却し、次いで、前記鋳片を水冷および
   ／または空冷することを特徴とする連続鋳造鋳片の二次
   冷却方法。