CN104768676A - 喷射喷嘴以及连续铸造的二次冷却方法 - Google Patents

喷射喷嘴以及连续铸造的二次冷却方法 Download PDF

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Abstract

在从喷射喷嘴的喷射口朝利用连续铸造装置铸造的铸片呈扇状喷射冷却水、对连续铸造中的上述铸片进行冷却的二次冷却方法中,使上述喷射喷嘴的喷射方向的中心轴相对于上述喷射喷嘴的中心轴线倾斜。

Description

喷射喷嘴以及连续铸造的二次冷却方法
技术领域
本发明涉及喷射喷嘴以及连续铸造的二次冷却方法。
背景技术
在钢铁工业中,在使钢液凝固来制造铸片时,一般使用连续铸造设备。如图1所示,在连续铸造设备中,将在铸型1中一次冷却而表面凝固了的铸片2朝铸型1的下方一点点拉出。该铸片2一边由引导辊3夹持一边被连续地送出,由此连续地制造铸片2。在铸片2由引导辊3送出的期间,在辊式送料带4中,铸片2的表面被二次冷却。具体而言,如图2所示,在铸片2的拔出方向上相邻的一对引导辊3之间配置有喷射喷嘴5,从喷射喷嘴5喷射气液混合雾,由此铸片2被二次冷却。
例如在下述专利文献1中公开了用于铸片2的二次冷却的喷射喷嘴。该喷射喷嘴具备:喷嘴主体;形成于该喷嘴主体的前端部的多个狭缝状排出口;形成于该排出口的上游侧的第一流路;形成于第一流路的上游侧、且流路宽度小于第一流路的流路宽度的第二流路;以及形成于第二流路的上游侧、且流路宽度大于第二流路的流路宽度的第三流路。该喷射喷嘴能够提高狭缝状排出口的厚度方向上的喷雾分布的均匀性。
但是,如果将该专利文献1所记载的喷射喷嘴用于铸片2的二次冷却,则以对称的喷雾图案喷射雾。其结果,在铸片2的输送区域(或者引导区域)4a以及4b(参照图1)、尤其是在铸片2被朝铅垂方向的下方拉出的搬出区域4a,喷射到铸片2的表面的冷却水的一部分未排出而滞留于引导辊3的上部与铸片2之间,从而产生积水6(参照图2)。对于积水6,呈现喷射到铸片2的宽度方向的中央的水朝侧方扩展,所以在铸片2的宽度方向的中央部最少,随着趋向两侧方而增加的分布。这样,当在铸片2的宽度方向上积水6的分布不同的情况下,难以均匀地冷却铸片2。
此外,在利用引导辊3夹压铸片2的情况下,为了增大引导辊3的刚性而在铸片2的宽度方向上配设多个引导辊3。在这种情况下,相邻的引导辊3通过轴承部相互结合。由于在该轴承部与铸片2之间存在间隙,所以喷射到相邻的引导辊3之间的冷却水会从上述的间隙排出。因而,在相邻的引导辊3之间(即轴承部)不会产生积水6,而仅在铸片2与引导辊3的接触部产生积水6。其结果,在铸片2的宽度方向上产生冷却不均。当铸片2的冷却变得不均匀时,则在铸片2的表面性状及内部品质上产生缺陷。
为了减少上述那样的二次冷却时的铸片2的冷却不均,例如在下述专利文献2中公开了在连续铸造装置内与二次冷却用的喷射喷嘴分开地设置喷射用于除去积水的高压气体的专用喷嘴的技术。此外,在下述专利文献3中公开了在连续铸造装置内设置吸引积水的吸引管的技术。
此外,在下述专利文献4中公开了使气雾的喷射面倾斜的冷却方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本国特开2008-168167号公报
专利文献2:日本国特开2010-253528号公报
专利文献3:日本国特开2010-253529号公报
专利文献4:日本国特开2009-255127号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,在上述专利文献2以及3所公开的技术中,需要新设置用于减少二次冷却时的铸片的冷却不均的专用装置(喷射高压气体的喷嘴及吸引管等),因此存在需要用于上述专用装置的设置的成本及空间的问题。
此外,上述专利文献4所公开的技术是使得从相邻的喷嘴喷雾的气雾不相互重叠而实现均匀的冷却的技术,对于减少引导辊部分的积水则未予考虑。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种无需设置用于减少铸片的冷却不均的专用装置便能够减少铸片的冷却不均的喷射喷嘴以及连续铸造的二次冷却方法。
用于解决课题的手段
本发明为了解决上述课题来达成相关的目的,采用以下手段。即,
(1)本发明的一方案所涉及的喷射喷嘴,具备:喷嘴主体;槽部,形成于上述喷嘴主体的前端部;排出口,在上述槽部中呈细长状开口;以及流路,与上述排出口相连;与上述槽部的一方的端部相比,上述槽部的另一方的端部形成得更深。
从排出口喷出的流体沿着构成槽部的排出壁流动,因此,能够限制从一方的端部(排出壁的薄壁部或者浅槽部)侧喷射的喷射量,并且能够增大从另一方的端部(排出壁的厚壁部或者深槽部)侧喷射的喷射量。其结果,冷却水(气液混合雾)重点朝喷嘴前端的斜前方区域喷射。因而,根据上述方案所涉及的喷射喷嘴,能够有效地掏出在连续铸造设备的引导辊与铸片的接触部产生的积水,能够减少二次冷却时的铸片的冷却不均。也就是说,当二次冷却时能够均匀地冷却铸片。
(2)在上述(1)所记载的喷射喷嘴中,也可以为,在上述喷嘴主体的前端部形成有多个上述槽部。
(3)在上述(1)或者(2)所记载的喷射喷嘴中,也可以为,上述槽部中的上述排出口的中心的位置从上述喷嘴主体的轴芯偏离而位于上述槽部的另一方的端部侧。
当排出口的中心位于槽部的另一方的端部(深槽部)侧时,朝深槽部侧流入较多的来自排出口的流体,能够进一步增大从深槽部侧喷射的喷射量。
(4)在上述(1)~(3)中任一个所记载的喷射喷嘴中,也可以为,上述槽部以相对于上述喷嘴主体的轴芯正交的方向为基准倾斜3~30°。
即,也可以为,在至少一个槽部(例如,各槽部)中,连结一方的端部(浅槽部)的底部下端与另一方的端部(深槽部)的底部下端的线以相对于喷嘴主体的轴芯正交的方向为基准倾斜3~30°左右。通过该倾斜角度,能够调整朝槽部的各端部的流量分配(从各端部侧喷射的喷射量分配)。另外,也可以使上述倾斜角度与使喷射方向的中心轴相对于喷嘴主体的轴芯朝另一方的端部(深槽部)侧倾斜的角度对应。
(5)上述(1)~(4)中任一个所记载的喷射喷嘴也可以为,具备:喷嘴主体;两个槽部,在上述喷嘴主体的前端部避开上述喷嘴主体的轴芯而并列形成;排出口,在上述槽部的各个中呈细长状开口;第一流路,与上述排出口的双方相连;第二流路,形成于比上述第一流路靠上游侧,且流路宽度小于上述第一流路的流路宽度;以及第三流路,形成于比上述第二流路靠上游侧,且流路宽度大于第二流路的流路宽度。
(6)在上述(5)所记载的喷射喷嘴中,也可以为,上述第一流路沿着相对于上述喷嘴主体的轴芯正交的方向延伸。此外,也可以为,上述第二流路以及上述第三流路沿着上述喷嘴主体的轴芯延伸。进而,也可以为,上述第一流路、上述第二流路以及上述第三流路分别是截面为圆形、椭圆形或者泪形的筒状。
(7)在上述(5)或者(6)所记载的喷射喷嘴中,也可以为,两个上述槽部形成为沿着相对于上述喷嘴主体的轴芯正交的方向相互逐渐分离。
例如,也可以为,相对于喷嘴主体的轴芯倾斜的两个槽部的延伸方向是以通过(横切)轴芯的直线为中心线随着趋向槽部的倾斜面的下部而从上述中心线扩展的方向,以中心线为中心而对称。
(8)在上述(7)所记载的喷射喷嘴中,也可以为,在相对于上述喷嘴主体的轴芯正交的方向上,两个上述槽部间对置的角度(沿着各槽部的延伸方向延长的直线交叉而形成的角度)为3~30°。
(9)在上述(1)~(8)中任一个所记载的喷射喷嘴,也可以为,喷射水与空气混合而成的双流体。
(10)上述(1)~(9)中任一个所记载的喷射喷嘴,也可以为,在连续铸造线的配设有夹持铸片的辊的辊式送料带中,该喷射喷嘴配设于上述辊间,用于喷射气液混合雾来冷却上述铸片。
(11)上述(10)所记载的喷射喷嘴,也可以为,将上述槽部的另一方的端部朝向从上述铸片的侧部方向到上述铸片的下游方向的预定方向配设,喷射上述气液混合雾来冷却上述铸片。
另一方面,(12)本发明的一方案所涉及的连续铸造的二次冷却方法,从喷射喷嘴的喷射口朝利用连续铸造设备铸造的铸片呈扇状喷射冷却水,对连续铸造中的上述铸片进行冷却,其中,使上述喷射喷嘴的喷射方向的中心轴相对于上述喷射喷嘴的中心轴线倾斜。
(13)在上述(12)所记载的二次冷却方法中,也可以为,以上述喷射喷嘴的喷射方向遍及从上述喷射喷嘴的喷射口的正面到在一侧相邻的喷射喷嘴的喷射口的正面的宽度的方式使上述喷射喷嘴的喷射方向的中心轴倾斜。
(14)在上述(12)或者(13)所记载的二次冷却方法中,也可以为,以使上述喷射喷嘴的喷射方向朝上述铸片的面内方向旋转而从连续铸造的上游侧朝下游侧喷射上述冷却水的方式使上述冷却水朝上述铸片喷射的喷射面的长轴方向倾斜。
(15)在上述(14)所记载的二次冷却方法中,也可以为,使上述喷射喷嘴的喷射方向朝上述铸片的铸造方向的上游侧倾斜3°~30°。
(16)在上述(12)~(15)中任一个所记载的二次冷却方法中,也可以为,使上述喷射喷嘴的喷射方向按照上述喷射喷嘴在上述铸片的宽度方向上的每一列交替左右反向。
(17)在上述(12)~(15)中任一个所记载的二次冷却方法中,也可以为,将上述喷射喷嘴的喷射方向设为以上述铸片的宽度方向中央为边界而左右对称的方向,各喷射喷嘴朝上述铸片的侧方喷射上述冷却水。
(18)在上述(12)~(17)中任一个所记载的二次冷却方法中,也可以为,上述喷射喷嘴是双流体喷嘴,上述冷却水是在水中混合空气而成的气液混合雾。
发明效果
根据上述方案,在喷嘴主体的前端部,至少一个槽部形成为相比一方的端部对另一方的端部更深地进行切口,因此,能够朝喷嘴前端的前方倾斜区域喷射或者喷雾更多的流体。因此,当将上述方案所涉及的喷射喷嘴配设于连续铸造设备的辊式送料带时,能够朝在辊和铸片之间产生的积水大量喷射流体(冷却水)。其结果,能够有效地掏出积水,能够减少二次冷却时的铸片的冷却不均。也就是说,当二次冷却时能够均匀地冷却铸片。
尤其是,上述方案所涉及的喷射喷嘴即便位于铸片被朝铅垂方向的下方搬出的搬出区域、及为了使辊的刚性增大而将多个辊配设于铸片的宽度方向的搬出区域,也能够减少积水并均匀地冷却铸片。通过这样的均匀的冷却,也能够提高铸片的表面性状及内部品质。
此外,根据上述方案,通过使喷射方向倾斜,朝掏出引导辊位置的积水的方向喷射冷却水。其结果,朝铸片的宽度方向的侧方排出积水。也就是说,能够在冷却水喷射的同时排除积水,因此,无需设置专用装置等便能够减少铸片的宽度方向的冷却不均,从而能够制造优异品质的铸片。
附图说明
图1是示出以往的连续铸造装置的概略图。
图2是示出以往的喷射喷嘴的配置状态的概略图。
图3是本发明的一实施方式所涉及的喷射喷嘴的概略立体图。
图4是示出图3所示的喷射喷嘴的排出口的局部概略立体图。
图5是图3所示的喷射喷嘴的V-V线概略剖视图。
图6是图3所示的喷射喷嘴的VI-VI线概略剖视图。
图7是图3所示的喷射喷嘴的概略俯视图。
图8是图3所示的喷射喷嘴的VIII-VIII线剖视图。
图9是示出本实施方式所涉及的喷射喷嘴的变形例的概略剖视图。
图10是图9所示的喷射喷嘴的其他概略剖视图。
图11是图9所示的喷射喷嘴的概略俯视图。
图12A是示出本实施方式所涉及的喷射喷嘴的喷射方向的一例的概略图(主视图)。
图12B是示出本实施方式所涉及的喷射喷嘴的喷射方向的一例的概略图(立体图)。
图13A是示出本实施方式所涉及的喷射喷嘴的喷射方向的另一例子的概略图(主视图)。
图13B是示出本实施方式所涉及的喷射喷嘴的喷射方向的另一例子的概略图(立体图)。
图14A是示出本实施方式所涉及的喷射喷嘴的喷射方向的再一例子的概略图(主视图)。
图14B是示出本实施方式所涉及的喷射喷嘴的喷射方向的再一例子的概略图(立体图)。
图15是示出连续铸造设备的概要的侧视图。
图16是示出本实施方式的冷却水喷射的样子的侧视图。
图17A是示出本实施方式的喷射喷嘴(双流体喷嘴111)的喷射方向的一例的主视图。
图17B是示出本实施方式的喷射喷嘴(双流体喷嘴111)的喷射方向的一例的立体图。
图18A是示出本实施方式的喷射喷嘴(双流体喷嘴111)的喷射方向不同的例子的主视图。
图18B是示出本实施方式的喷射喷嘴(双流体喷嘴111)的喷射方向不同的例子的立体图。
图19A是示出本实施方式的喷射喷嘴(双流体喷嘴111)的喷射方向进一步不同的例子的主视图。
图19B是示出本实施方式的喷射喷嘴(双流体喷嘴111)的喷射方向进一步不同的例子的立体图。
图20是示出本发明的实施方式的主视图。
图21是示出实施图20的冷却方法时的铸片的温度分布的曲线图。
图22是示出本发明的不同实施方式的主视图。
图23是示出实施图22的冷却方法时的铸片的温度分布的曲线图。
图24是示出以往的二次冷却方法的例子的主视图。
图25是示出图24的冷却水喷射的样子的侧视图。
图26是示出使喷射面全部朝相同方向倾斜的二次冷却方法的例子的主视图。
图27是示出距离喷射喷嘴的中心的距离与宽度方向的喷雾量之间的关系的曲线图。
图28是示出距离喷射喷嘴的中心的距离与厚度方向的喷雾量之间的关系的曲线图。
图29是示出距离相互相邻的喷射喷嘴的喷射区域重叠形成的重叠区域的中心的距离与宽度方向的喷雾量之间的关系的曲线图。
图30是示出实施例2的喷射喷嘴的配置例与铸片的宽度方向的温度分布的概略图。
图31是示出比较例2的喷射喷嘴的配置例与铸片的宽度方向的温度分布的概略图。
图32是示出比较例3的喷射喷嘴的配置例与铸片的宽度方向的温度分布的概略图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的一实施方式进行详细说明。
[喷射喷嘴]
首先,对本发明所涉及的喷射喷嘴的一实施方式进行说明。图3是本实施方式所涉及的喷射喷嘴的概略立体图。图4是示出图3所示的喷射喷嘴的排出口的局部概略立体图。图5是图3所示的喷射喷嘴的V-V线概略剖视图。图6是图3所示的喷射喷嘴的VI-VI线概略剖视图。图7是图3所示的喷射喷嘴的概略俯视图。图8是图3所示的喷射喷嘴的VIII-VIII线概略剖视图。
本实施方式所涉及的喷射喷嘴具备:筒状的喷嘴主体11;避开轴芯而并列形成于喷嘴主体11的前端的两个槽部12、12’;在各个槽部上呈椭圆状开口的排出口13、13’;与上述排出口的双方相连、且在相对于喷嘴主体11的轴线方向正交的方向上形成的截面圆形的筒状体(第一流路14);在该第一流路的上游侧沿喷嘴主体11的轴芯方向形成、且流路宽度比第一流路14的流路宽度窄的截面圆形的筒状体(第二流路15);以及在该第二流路的上游侧沿喷嘴主体11的轴芯方向与第二流路15同轴地形成、且流路宽度大于第二流路15的流路宽度的截面圆形的筒状体(第三流路16)。
自上述第三流路16的下游端起,截面形状为半圆弧状的切口凹槽与第二流路15邻接(或者切削第二流路的内壁),沿轴向延伸至第二流路15的中途部而形成,由此形成连通流路17。上述切口凹槽形成于第二流路15的内壁对置的对置壁,由此形成相互对置的一对连通流路17。进而,各切口凹槽的下游端形成能够与来自上游的流体碰撞的碰撞壁(或者台阶部)18。
如图4~图6所示,对以喷嘴主体11的轴芯为中心的喷雾量分布赋予各向异性,因此,在槽部12、12’中,与一方的端部(A侧端部、浅槽部)相比,另一方的端部(B侧端部、深槽部)形成地更深。更详细地说,槽部12、12’具备底壁12a、12a’、从上述底壁相互对置地立起的侧壁(排出壁)12b、12b’以及12c、12c’,各底壁沿着槽从一方的端部朝向另一方的端部朝后方方向(上游侧)倾斜,各排出壁在一方的端部的高度(壁厚)小而形成浅槽部(薄壁部),在另一方的端部高度(壁厚)大而形成深槽部(厚壁部)。因此,从在槽部12、12’的底壁12a、12a’呈椭圆状开口的排出口13、13’喷出并沿着排出壁流动的流体,相比槽部12、12’的一方的端部侧(浅槽的A侧)在另一方的端部侧(深槽的B侧)流量增大,因此能够朝喷嘴前端的斜前方区域喷雾大量的流体。
此外,槽部12、12’以相对于喷嘴主体11的轴芯正交的方向为基准倾斜3~30°左右。上述倾斜角度与连结槽部12、12’的一方的端部(浅槽部的底部下端)与另一方的端部(深槽部的底部下端)的线的倾斜角度(底壁12a、12a’或者排出口13、13’的倾斜角度)对应。通过上述倾斜,能够增大来自槽部12、12’的另一方的端部侧(深槽的B侧)的喷雾量,并且能够使喷雾方向的中心轴相对于喷嘴主体11的轴芯朝另一方的端部侧(深槽的B侧)倾斜。
如图7所示,并列的槽部12、12’(排出口13、13’)以通过轴芯沿槽部的列方向延伸的线为中心对称地配置。此外,排出口13、13’的中心从轴芯偏离,位于槽部12、12’的另一方的端部侧(深槽的B侧)。因此,来自排出口13、13’的流体,与槽部12、12’的一方的端部侧(浅槽的A侧)相比较多地分配至另一方的端部侧(深槽的B侧),能够在另一方的端部侧(深槽的B侧)进一步增大喷射量。
如图8所示,两个槽部12、12’的方向(深度方向)是随着趋向前方方向(下游侧)而沿喷嘴主体11的轴线方向相互接近的方向(内方)。即,构成槽部12、12’的排出壁12b、12b’以及12c、12c’随着接近喷嘴主体11的轴芯而朝前方方向倾斜(朝向喷嘴主体11的侧部或者周缘部朝后方方向倾斜)。因此,来自排出口13、13’的流体从喷嘴主体11的轴线方向朝外方向的喷射被限制,容许朝喷嘴主体11的轴线方向(或者内方)的喷射,在喷嘴主体11的前端部的斜前方区域或者碰撞混合区域,使来自各排出口的流体碰撞混合,能够使喷射流的液滴微细化以及均质化。
本实施方式所涉及的喷射喷嘴在喷射气体和液体的混合流体(双流体)方面是有用的。即,本实施方式所涉及的喷射喷嘴通常情况下气密以及液密地装配于具备气体供给路和液体供给路的供给单元(供给管等)。该供给单元为了使气体和液体碰撞混合而向喷射喷嘴供给,也可以具备混合室。
在这样的喷射喷嘴中,来自供给单元的气液混合流体在从第三流路16朝第二流路15流通的过程中,在流路径小的第二流路15中,在连通流路17的下游端的碰撞壁(或者台阶部)18碰撞,因此能够提高搅乱性或者搅拌性(或者碰撞混合性),能够使混合流体(气液混合雾)的液滴微细化。进而,在碰撞壁18搅拌混合后的混合流体从流路径小的第二流路15导入到流路径大的第一流路14而敞开,因此,能够进一步提高混合流体(气液混合雾)的混合性,并且能够使液滴微细化以及均质化。
并且,能够将在第一流路14内被均质化后的混合流体(气液混合雾)均等地(或者大致相等地)分配至具有以喷嘴主体的轴芯为基准呈对称的位置关系的两个排出口13、13’。此外,来自各排出口的混合流体(气液混合雾)沿着一方的端部低且另一方的端部高的排出壁流动,因此,在排出壁所延伸的伸出方向的流量分布中,能够使另一方的端部(深槽部)侧的流量增加。当以这样的流量分布从喷嘴前端部喷射时,来自各排出口的混合流体(气液混合雾)在喷嘴前端部的斜前方区域交叉而合流或者碰撞,因此能够朝被处理体喷射或者喷雾被进一步均匀化以及均质化后的混合流体(混合雾)。
图9以及图10是示出本实施方式所涉及的喷射喷嘴的变形例的概略剖视图。另外,图9与图3的VI-VI线方向的概略剖视图相当,图10与图3的VIII-VIII线方向的概略剖视图相当。图11是图9以及图10所示的喷射喷嘴的概略俯视图。
图9~图11所示的喷射喷嘴,除了在平面形状(或者相对于喷嘴主体的轴芯正交的面)中,两个槽部22、22’形成为沿着相对于喷嘴主体11的轴芯正交的方向相互逐渐分离(形成为所谓的ハ字状)这一点以及第一流路24为截面泪形的筒状体这一点之外,构成为与图3~图8所示的喷射喷嘴相同。
这样的喷射喷嘴由于是第一流路24朝向前方方向(下游侧)逐渐变细的形态,所以来自第二流路25的混合流体被进一步节流而均匀化以及均质化。此外,两个槽部22、22’形成为以通过轴芯的直线作为中心线,从上述中心线朝向槽部的倾斜面(切口面)的下部逐渐扩展,因此能够在宽广的区域喷雾混合流体。尤其是在将图9~图11所示的喷射喷嘴利用于连续铸造设备的情况下,能够利用一个喷嘴朝铸片的两侧部方向同时喷雾,因此能够极其有效地掏出积水,在这一点上是有利的。
另外,喷嘴主体的形状并不特别限定于筒状,能够利用各种形状的喷嘴主体。此外,如果需要则也可以在喷嘴主体上形成气体供给口以及/或者液体供给口。进而,也可以在喷嘴主体的上游侧形成气体供给路以及/或者液体供给路。
只要在喷嘴主体的前端部形成至少一个槽部(凹部)即可,从增大喷射厚度方向的扩展而提高喷射分布的均匀性的观点出发,优选形成多个槽部。槽部的数量例如可以是2~5左右,但通常情况下多为2~4(尤其是2或者3)左右。
对于至少一个槽部,只要相比一方的端部,另一方的端部形成得更深即可。即,对于槽部的侧壁(排出壁)的高度(壁厚),只要另一方的端部大于一方的端部即可,槽部也可以从一方的端部朝向另一方的端部不规则地或者规则地(直线地或者弯曲地)变深。来自排出口的流体沿着槽部的排出壁流通,因此能够在高度(壁厚)小的浅槽部(薄壁部)减少流量,并能够在高度(壁厚)大的深槽部(厚壁部)增加流量。这样,能够根据排出壁的高度(壁厚)简便地调整排出壁所延伸的伸出方向上的流量,能够相比一方的端部(浅槽部或者排出壁的薄壁部)从另一方的端部(深槽部或者排出壁的厚壁部)喷射更多的流体。
与一方的端部相比另一方的端部较深地形成的槽部以相对于喷嘴主体的轴芯正交的方向为基准而倾斜。例如,连结槽部的一方的端部(浅槽部的底部下端)与另一方的端部(深槽部的底部下端)的线(或者槽部的底部)以相对于喷嘴主体的轴芯正交的方向为基准而倾斜[随着从一方的端部趋向另一方的端部而朝后方方向(上游侧)倾斜]。倾斜角度(与图12A以及12B所示的角度α对应的角度)例如为1~50°,优选为2~40°,更优选为3~30°,尤其为5~25°左右。此外,在隔开间隔配置多个喷嘴的情况下,优选将上述倾斜角度形成为能够喷雾至相邻的喷嘴的喷射口正面的角度。如果上述倾斜角度过大,则过度减少槽部的一方的端部(浅槽部)侧的喷射量,如果上述倾斜角度过小,则槽部的一方的端部(浅槽部)侧与另一方的端部(深槽部)侧的喷射量差减小,喷射量分布以喷嘴主体的轴芯为中心而对称。
槽部的深度方向(排出壁的厚度方向)可以是喷嘴主体的轴芯方向,也可以是相对于喷嘴主体的轴芯倾斜的方向[朝向喷嘴主体的前方方向(下游侧)或者后方方向(上游侧)而从喷嘴主体的轴芯分离的方向]。相对于喷嘴主体的轴芯的倾斜角度例如为5~30°,优选为7~28°,更优选为10~25°左右。
槽部也可以通过喷嘴主体的轴芯而延伸,但通常情况下多避开喷嘴主体的轴芯而延伸。此外,槽部也可以直线地或者弯曲地延伸。进而,槽部可以横切喷嘴主体的前端,也可以不横切喷嘴主体的前端而从轴芯或者轴芯附近朝向周缘部延伸。
槽部的平面形状(或者槽部的底壁的形状)并无特殊限定,例如可以是矩形、圆形、椭圆形、炮弹形等。此外,槽部的截面形状并无特殊限定,例如可以是コ字状、U字状、V字状等。
当在喷嘴主体的前端部形成多个槽部的情况下,在至少一个槽部(通常为全部的槽部)中,相比一方的端部,另一方的端部形成得更深。各个槽部的形态可以相同也可以不同。各个槽部的形态通常情况下多以喷嘴主体的轴芯为中心而对称。
多个槽部可以交叉地延伸,但通常情况下不交叉地延伸。多个槽部中的任意的两个槽部也可以在相对于喷嘴主体的轴芯正交的方向上平行或者ハ字状地形成。例如,相对于喷嘴主体的轴芯倾斜的两个槽部的延伸方向可以是以通过喷嘴主体的轴芯的直线为中心线朝向各槽部的倾斜面的上部或者下部从中心线扩展的ハ字状,也可以以中心线为中心而对称。在相对于喷嘴主体的轴芯正交的方向上,形成为ハ字状的两个槽部间对置的角度(沿各槽部的延伸方向延长的直线交叉而形成的角度)例如为1~40°,优选为2~35°,更优选为3~30°左右。
多个槽部的深度方向可以是平行方向、碰撞方向(内方)、敞开方向(外方)。即,各槽部的深度方向相互相同或者不同,可以是喷嘴主体的轴芯方向,也可以相对于喷嘴主体的轴芯倾斜。从扩展喷雾宽度或者使喷雾流碰撞而微细化以及均匀化的观点出发,任意的两个槽部中的至少一方的槽部的深度方向可以相对于喷嘴主体的轴芯倾斜,任意的两个槽部的深度方向可以是以喷嘴主体的轴芯为中心线朝向前方方向(下游侧)或者后方方向(上游侧)从中心线扩展的ハ字状,也可以以中心线为中心而对称。
另外,多个槽部可以与第二流路的轴向的投影区域至少局部地重叠,也可以形成于从上述投影区域脱离的区域。进而,多个槽部中的至少一个槽部可以通过喷嘴主体的轴芯,但多个槽部通常情况下多避开轴芯而形成。
只要排出口在槽部开口便无特殊限定,可以在槽部的侧壁(排出壁)开口,但多在槽部的底部或者底壁开口。
排出口的中心可以位于喷嘴主体的轴芯上,但多位于从轴芯偏离的位置。此外,排出口的中心可以位于槽部的一方的端部与另一方的端部的中央,但也可以靠槽部的一方的端部侧或者另一方的端部侧。尤其是在形成多个排出口的情况下,多个排出口(例如,两个排出口)的中心也可以分别从轴芯偏离、且位于一方的端部(浅槽部)侧或者另一方的端部(深槽部)侧(尤其是深槽部侧)。此外,多个排出口(例如两个排出口)也可以避开轴芯而并列形成、且位于以通过轴芯的直线为中心而对称的位置。当像这样配置多个排出口时,能够随着趋向深槽侧而大幅增加流体的喷射量。
排出口的形状只要是细长状便无特殊限定,例如可以是矩形、椭圆形、炮弹形等。能够根据流体的喷射量适当选择排出口的大小(开口径等)。另外,在形成多个排出口的情况下,各排出口的形状以及大小可以相互相同也可以相互不同。通过改变各排出口的大小,也能够调整分配至各排出口的混合流体的流量。
槽部(以及排出口)的形成方法并无特殊限定,例如,可以沿以相对于喷嘴主体的轴芯正交的方向为基准朝前方方向(下游侧)或者后方方向(上游侧)倾斜预定的角度的方向,直线地或者弯曲地切除喷嘴前端,由此形成槽部。另外,也可以不仅对喷嘴主体进行切口而且也对流路进行切口,由此同时形成槽部和排出口。
与排出口相连的流路(第一流路)的形状只要能够敞开混合流体而使其微细化便无特殊限定,例如可以形成为截面为圆形、椭圆形或者泪形(或者液滴形)的筒状,也可以形成为球体状、椭圆体状、卵状、棱柱状等。此外,流路可以沿着喷嘴主体的轴线方向形成,也可以沿着相对于喷嘴主体的轴线方向正交的方向形成。从加工性的观点出发,多形成沿着相对于喷嘴主体的轴线方向正交的方向延伸的流路。
另外,与排出口相连的流路只要与至少一个排出口相连即可,可以与多个排出口相连。即,与排出口相连的流路的数量可以与排出口的数量相同或者为较之少的数量。
也可以在与排出口相连的流路进一步连通至少一个(例如多个)流路。例如,多在与排出口相连的流路(第一流路)的上游侧形成流路宽度与上述流路的流路宽度不同的第二流路,在第二流路的上游侧形成流路宽度与第二流路的流路宽度不同的第三流路。
第二流路的形状只要能够对混合流体进行节流便无特殊限定,例如可以为截面为圆形、椭圆形或者泪形(或者液滴形)的筒状,也可以为球体状、椭圆体状、卵状、棱柱状等。此外,第二流路的形状可以为流路朝向第一流路而变窄的形状(例如,圆锥状、角锥状等的锥状)。进而,第二流路只要流路宽度窄于第一流路的流路宽度即可,也可以为小孔状。第二流路通常情况下多沿喷嘴主体的轴线方向、尤其是喷嘴主体的轴芯方向形成。
第三流路的形状并无特殊限定,例如可以为截面为圆形、椭圆形或者泪形(或者液滴形)的筒状,也可以为球体状、椭圆体状、卵状、棱柱状等。此外,第三流路的形状也可以为流路朝向第二流路而变窄的形状(例如,圆锥状、角锥状等的锥状)。第三流路的流路宽度大于第二流路的流路宽度,当将第三流路的流路径(平均径)设为100时,第二流路的流路径(平均径)例如可以从5~85左右的范围选择,通常情况下为10~80,优选为20~75,更优选为30~70左右。进而,第三流路多沿喷嘴主体的轴线方向形成。例如,第三流路多与第二流路同轴、尤其是多沿喷嘴主体的轴芯方向形成。
在喷嘴主体上也可以轴芯相同地形成由第一流路、第二流路以及第三流路构成的流路,也可以在相对于喷嘴主体的轴芯正交的方向上形成第一流路,并沿着喷嘴主体的轴芯形成第二流路以及第三流路。
喷射喷嘴也可以具备连通第三流路和第二流路、并且在周向的至少一个部位沿半径方向缩窄第三流路、且在下游端形成有能够与来自第三流路的流体碰撞的台阶部(或者碰撞台阶部、碰撞壁)的连通流路。这样的连通流路在喷雾的分布形成方面是有用的。此外,在连通流路中,通过形成台阶部(或者碰撞台阶部、碰撞壁),由此与台阶部碰撞而被搅拌混合的流体在流路宽度窄的第二流路被进一步混合搅拌,在第一流路释放(尤其是急剧地释放)而能够均质化。因此,也可以在喷射喷嘴上形成至少一个连通流路。此外,也可以在喷射喷嘴上在周向的多个部位(例如,至少一个对置的部位)形成连通流路,例如也可以在沿周向每隔等间隔地形成的2~6左右的部位形成连通流路。
连通流路的碰撞壁(台阶部)只要在半径方向缩窄第三流路即可,通常情况下多在周向的多个部位(例如,至少一个对置的部位)在半径方向缩窄第三流路,例如也可以在沿周向每隔等间隔地形成的2~6左右的部位在半径方向缩窄第三流路。
连通流路多与第二流路邻接(或者沿轴向切削第二流路内壁),可以由从第三流路的下游端朝下游方向延伸至第二流路的中途部的切口凹槽(切口凹部)构成。该切口凹槽的下游端(切口凹槽的下游侧的端面)通常形成上述台阶部(碰撞壁)。切口凹槽(或者切口凹部)的截面形状可以是半圆弧状、U字状、コ字状、V字状等。进而,连通流路可以从上游方向朝下游方向形成为多段。
上述的喷射喷嘴在喷射各种流体(水等的气体、空气等的气体)方面是有用的,也可以单独地喷射水等的液体,但在喷射混合液体(尤其是水)和气体(尤其是空气)的双流体方面是有用的。因此,朝喷射喷嘴供给流体并从排出口喷射。尤其是,朝喷射喷嘴供给气体和液体,并从排出口喷射在喷嘴内混合后的混合流体。
在上述的喷射喷嘴中,气体的压力通常为0.01~1MPa(例如,0.02~0.8MPa),优选为0.03~0.7MPa左右。液体通常作为加压液体(或者高压液)供给,压力为0.01~2MPa、优选为0.02~1.5MPa、更优选为0.03~1MPa左右。对于气体与液体的流量比(体积比例),例如气体/液体(气液体积比)可以为2~500,优选为3~400,更优选为4~300左右。
即便上述的喷射喷嘴是简单的构造,也能够生成微粒子化的雾(气液混合雾)。雾粒子的粒子径根据气体以及液体的流量等而变动,例如平均粒子径(平均液滴径)可以为10~500μm,优选为15~400μm(例如,20~300μm),更优选为50~250μm(例如,60~200μm)左右。
根据上述的喷射喷嘴,能够不朝斜方安装喷射喷嘴便从喷嘴前端朝斜前方区域喷射或者喷雾更多的流体。喷射方向的中心轴相对于喷嘴主体的轴芯朝另一方的端部(深槽部)侧倾斜,倾斜角度(图12A以及12B所示的角度α)例如为1~50°,优选为2~40°,更优选为3~30°,尤其为5~25°左右。
此外,上述的喷射喷嘴能够以喷嘴主体的轴芯为中心呈非对称的喷射图案喷射流体。例如,也可以为,在槽部的长度方向上,流体的喷射角度(喷雾角度)以喷嘴主体的轴芯为基准,狭角侧(浅槽侧的角度,图12B所示的角度θ1)为10~50°(优选为15~45°,更优选为20~40°)左右,广角侧(深槽侧的角度、图12B所示的角度θ2)为20~70°(优选为25~65°,更优选为30~60°)左右。
另外,在多个槽部(两个一组的槽部等)的方向(深度方向)是随着趋向前方方向(下游侧)而相对于喷嘴主体的轴线方向相互缩窄的方向(碰撞方向)的情况下,来自各槽部的喷出流的交叉角度能够从10~60°左右的范围选择,通常为15~55°,优选为20~50°,更优选为25~45°左右。
上述的喷射喷嘴相对于喷嘴主体的轴芯能够朝特定的方向大量喷射或者喷雾流体,因此在连续铸造设备的在铸片的两侧配设有辊的辊式送料带中能够有效地利用于对铸片进行二次冷却。尤其是,对于上述的喷射喷嘴,无需复杂的安装方法,如图12A以及12B所示,能够使流体的喷射方向的中心轴相对于喷嘴主体的轴芯朝特定的方向倾斜,因此能够有效地掏出引导辊位置的积水,从而能够均匀地冷却铸片。另外,在图12A以及12B中,箭头表示铸造方向(铸片的行进方向)。
在图12A以及12B中,喷嘴的轴芯朝向相对于铸片的行进方向正交的方向,将喷嘴的槽部的另一方的端部(深槽部)朝向铸片的侧方配设,因此,喷雾方向的中心轴相对于喷嘴的轴芯朝铸片的侧方倾斜角度α。另外,能够根据在铸片的宽度方向相邻的一对喷嘴间隔适当选择倾斜角度α(斜行角α)。
在该例子中,在铸片的宽度方向上隔开间隔(250~350mm左右)而相邻的一对喷嘴中,使从一方的喷嘴喷射的流体的喷射面处于从该喷嘴的轴芯至另一方的喷嘴的轴芯的范围。通过像这样使流体的喷射方向的中心轴朝铸片的侧方倾斜,积水容易朝铸片的侧方排出。
另外,如图13A以及13B和图14A以及14B所示,也能够根据需要使喷射喷嘴旋转以及/或者倾斜,使流体的喷射方向的中心轴朝向特定方向来加以使用。在图13A以及13B和图14A以及14B中,箭头表示铸造方向。
在图13A以及13B中,与图12A以及12B相同,喷射喷嘴的轴芯朝向相对于铸片的行进方向正交的方向,但将喷射喷嘴的槽部的另一方的端部(深槽部)配设于在随着趋向铸片的行进方向而趋向铸片的侧方的方向,因此,图12A以及12B所示的喷雾方向的中心轴朝铸片的面内方向旋转角度β。因此,能够使喷射角度大的一侧(θ2)接近辊上部的积水部,能够朝辊上部的积水部喷雾大量的流体,从而能够提高积水的排出性。另外,能够根据在铸造方向上相邻的一对辊间隔(40~50mm左右)、喷射喷嘴的排出口与铸片的距离适当选择旋转角度β(扭转角β),为1~50°(优选为2~40°,更优选为3~30°,尤其是5~25°)左右。如果旋转角度β过小,则朝向积水的斜下方向的喷射不充足,积水的排出效果变小,如果旋转角度β过大,则与下游侧的辊碰撞而未到达铸片,冷却效率降低。
在图14A以及14B中,通过使喷嘴主体朝铸造方向的上游侧倾斜,使图13A以及13B所示的喷雾方向的中心轴朝铸造方向的上游侧倾斜角度γ。因此,即便增大旋转角度β,也能够防止流体与铸造方向的下游侧的辊干涉,能够提高积水的排出性。另外,能够根据在铸造方向上相邻的一对辊间隔、喷射喷嘴的排出口与铸片的距离、以及铸片的面内方向上的喷雾方向的中心轴的旋转角度β适当选择倾斜角度γ(迎角γ),为1~50°(优选为2~40°,更优选为3~30°,尤其是5~25°)左右。
这样,对于上述的喷射喷嘴,能够使喷射方向的中心轴相对于喷嘴主体的轴芯倾斜任意角度,因此,能够有效地减少辊位置的积水(或者使遍及铸片的宽度方向的积水的分布均匀化),能够均匀地冷却铸片从而提高铸片的表面性状及内部品质。
[连续铸造的二次冷却方法]
其次,对本发明所涉及的连续铸造的二次冷却方法的一实施方式进行说明。
图15示出连续铸造设备100的概要。从铸型102的上侧注入中间罐(未图示)内的钢液,将在铸型102中被一次冷却而表面凝固的状态下的铸片103从铸型102的下方一点点拉出。在铸型102的下方,铸片103由分别对置设置的多对引导辊104一边夹持一边连续地送出,由此生产连续的铸片103。图15是连续铸造设备100的一例,是在利用铸片103的两侧的引导辊104将铸片103朝铸型102的大致铅垂下方拔出之后,逐渐弯曲成90°左右并朝水平方向移动的弯曲型的连续铸造设备。本发明并不限定于弯曲型的连续铸造设备,即便是垂直型等也能够相同地应用。
铸片103在由喷射冷却水的二次冷却构件冷却的同时由引导辊104连续地送出。如图16所示,二次冷却构件由从各引导辊104彼此的间隙朝铸片103喷射气雾112(气液混合雾)的双流体喷嘴111(上述的喷射喷嘴)构成,在双流体喷嘴111内空气和水混合,喷射气雾112。双流体喷嘴111以成为在铸片103的宽度方向上具有均匀的水量密度分布的喷射图案的方式在铸片103的宽度方向上隔开适当间隔配置有多个,例如相对于2200mm左右的宽度的铸片3,在宽度方向的每1列配置7~8个。并且,通常,每一个喷嘴喷射5~20升/分左右的水量。
从双流体喷嘴111的喷射口121呈扇状扩展地喷射气雾112,气雾112与铸片103碰撞的喷射面122形成为椭圆形状。如图24所示,在不使双流体喷嘴111的喷射方向倾斜的情况下,即喷射方向是双流体喷嘴111的中心轴线方向、气雾112呈以喷射口121为中心的椭圆形状喷射的情况下,如图25所示,在与铸片103接触的引导辊104的上部滞留气雾112的排水而形成积水113。当引导辊104如图24所示那样在铸片103的宽度方向被分割的情况下,在引导辊104与铸片103接触的部分形成积水113,但在轴承部105没有形成积水。其结果,在铸片103的宽度方向产生温度不均而无法实现均匀的冷却。
因此,在本实施方式中,首先,如图17A以及17B所示,使气雾112的喷射方向的中心轴从沿着双流体喷嘴111的中心轴线的方向倾斜。即,使从喷射口121喷射的气雾112的喷射方向成为遍及从喷射口121的正面到与左右任一方相邻的双流体喷嘴111的喷射口121的正面的宽度的范围。另外,对于配置于铸片103的宽度方向的最靠端部的双流体喷嘴111的喷射口121,也与其他的喷射口121相同地使喷射方向倾斜。通过像这样使气雾112的喷射方向朝向铸片103的侧方,积水113容易朝铸片103的侧方排出。
进而,如图18A以及18B所示,以朝掏出引导辊104部分的积水113的方向喷射气雾112的方式使双流体喷嘴111的喷射方向旋转。即,以从喷射口121朝向铸造的下游方向向斜方向喷射气雾112的方式使喷射方向朝铸片103的表面的面内方向旋转,使喷射面122的长轴方向倾斜。另外,图18A以及18B的箭头表示铸造方向。由此,如图16所示,气雾112将引导辊104的上部的积水113朝向铸片103的侧方掏出。根据引导辊104彼此的上下间隔以及双流体喷嘴111的喷射口121与铸片103的距离设定其旋转角度。引导辊104的上下方向的间隙通常为40~50mm左右,设为从双流体喷嘴111的喷射口121喷射的气雾112能够不被下游侧的引导辊104遮挡而到达铸片103的范围。如果倾斜角度过小,则朝向积水113的斜下方向的气雾112的喷射不充分,积水113的排出效果降低。此外,如果倾斜角度过大,则气雾112的一部分与引导辊104抵碰而未到达铸片103,冷却效率降低。
进而,通过图18A以及18B所示的喷射方向的旋转使得气雾12不与下游侧的引导辊干涉,也可以如图19A以及19B所示,使喷射方向以处于引导辊104的上下方向的间隙的中心附近的方式朝铸造方向的上游侧倾斜。将该倾斜角度设为3°~30°左右,根据引导辊104彼此的上下间隔、双流体喷嘴111的喷射口121与铸片103的距离、以及前述的图18A以及18B的旋转角度进行设定。另外,图19A以及19B的箭头表示铸造方向。
对于从各喷射口121喷射的喷射方向,可以将图17A以及17B、图18A以及18B、图19A以及19B所示的上述的倾斜以及旋转全部组合在一起,也可以仅通过图17A以及17B的倾斜或者将图17A以及17B和图18A以及18B组合在一起。
图20是将图17A以及17B、图18A以及18B、图19A以及19B所示的进行倾斜以及旋转的各喷射面122的喷射方向按照各喷射面122在铸片103的宽度方向上的每一列交替左右反向的例子。即,以自图20上方起第一列从喷射口121a朝图的左下喷射,自上方起第二列从喷射口121b朝右下喷射的方式使喷射方向倾斜。第三列与第一列相同,第四列与第二列相同。在同列配置的喷射口21为相同喷射方向,如图20所示,在各列,在沿着喷射方向的方向大量排出积水113。并且,通过按照每一列使喷射方向交替反向,整体上均匀地排出积水113。图21的曲线图的实线表示实施图20的二次冷却方法的情况下的铸片103的宽度方向的温度分布。虚线是如图26所示那样仅将喷射面122的长轴方向全部朝相同方向倾斜而实施二次冷却的情况下的铸片103的温度分布,在本实施方式中,获得了均匀的冷却效果。
图22是进行图17A以及17B、图18A以及18B、图19A以及19B所示那样的倾斜以及旋转的各喷射面122的倾斜以铸片103的宽度方向的中央为边界左右相互反向即左右对称,以各自的喷射方向朝向下游侧且铸片103的侧方进行喷射的方式倾斜的例子。即,在图22中,在任一列中,以从铸片103的宽度方向中央朝两侧方掏出积水113的方式使喷射方向倾斜。另外,在该情况下,如图22所示,也可以在宽度方向中央设置使喷射方向不朝宽度方向倾斜而朝铸造下游侧倾斜的喷射口121c。图22所示的中央的喷射口121c的喷射方向朝铸造下游侧倾斜,因此,具有掏出下游侧的引导辊104部分的积水113的效果。图23的曲线图的实线表示实施图22的二次冷却方法的情况下的铸片103的宽度方向的温度分布。虚线是如图26所示那样仅将喷射面122的长轴方向全部朝相同方向倾斜而实施二次冷却的情况下的铸片103的温度分布,在本实施方式中,获得了均匀的冷却效果。
如以上那样,根据本实施方式,通过使双流体喷嘴111的喷射方向倾斜,促进积水113朝铸片103侧方的排出。因而,能够减少积水113成为主要原因的二次冷却不均,从而能够制造优异品质的铸片。此外,无需在铸片103的行进方向上配置的各引导辊104间的间隙所限定的空间设置新的专用装置,作为双流体喷嘴111利用前述的本实施方式所涉及的喷射喷嘴,由此能够在二次冷却的同时进行积水113的排出。
另外,在上述实施方式中,引导辊104为,为了确保强力约束铸片103的高刚性,在宽度方向被分割并利用轴承部105连结各引导辊104,但即便是具有按压铸片103的宽度方向整体的宽度的引导辊,也同样能够发挥排出积水的效果。
实施例
以下,基于实施例对本发明进行更详细的说明,但本发明并不由这些实施例所限定。
(1)喷射喷嘴单体的水量分布
实施例1
从图3所示的喷射喷嘴在表1所示的空气量以及水量、喷射距离155mm的条件下喷雾气液混合雾。另外,喷雾角度为,相对于喷射喷嘴的中心轴,θ1为35°以及θ2为60°。制作成表示距离喷嘴中心的距离与喷雾量(水量密度(%))之间的关系的曲线图。用图27的实线表示宽度方向的喷雾量分布(图3所示的VI-VI线方向的喷雾量分布),用图28的实线表示厚度方向的喷雾量分布(图3所示的VIII-VIII线方向的喷雾量分布)。如图27以及图28的实线所示,对于实施例1的喷射喷嘴,厚度方向的喷雾量分布以喷嘴中心为中心而对称,与此相对,宽度方向的喷雾量分布以喷嘴中心为中心非对称,表示以距离喷嘴中心的距离偏离50~100mm左右的位置为中心大致对称的喷雾量分布。此外,对于实施例1的喷射喷嘴,即便使水量大幅度变化也能够确保均匀的分布。
[表1]
表1
比较例1
使用专利文献1的图1~5所记载的喷嘴,在与实施例1相同的条件下喷雾气液混合雾,制作成表示距离喷嘴中心的距离与喷雾量(水量密度(%))之间的关系的曲线图。用图27的虚线表示宽度方向的喷雾量分布,用图28的虚线表示厚度方向的喷雾量分布。如图27以及图28的虚线所示,对于比较例1的喷嘴,宽度方向以及厚度方向的喷雾量分布以喷嘴中心为中心而对称。
(2)重叠水量分布
实施例2
将扭转角(β)设为0°,隔开270mm的间隔呈列状配置图3所示的喷射喷嘴。从各个喷射喷嘴在表1所示的空气量以及水量、喷射距离155mm的条件下喷雾气液混合雾。制作成表示距离相互相邻的喷射喷嘴的喷雾区域重叠形成的重叠区域的中心部(重叠中心)的距离与喷雾量(水量密度(%))之间的关系的曲线图。用图29的实线表示结果。如图29的实线所示,对于实施例2的喷射喷嘴组,宽度方向的喷雾量分布以重叠中心为中心非对称。
比较例2
使用专利文献1的图1~5所记载的喷嘴,在与实施例2相同的条件下喷雾气液混合雾,制作成表示距离相互相邻的喷射喷嘴的喷雾区域重叠形成的重叠区域的中心部(重叠中心)的距离与喷雾量(水量密度(%))之间的关系的曲线图。用图29的虚线表示结果。如图29的虚线所示,对于比较例2的喷嘴组,宽度方向的喷雾量分布以重叠中心为中心而对称。
(3)铸片的冷却效果
实施例3
使用图3所示的喷嘴主体11,按照图30所示的喷嘴的配置例设置于连续铸造装置。即,以朝以铸片的中央为边界的左右两侧掏出辊的积水的方式以铸片中央部为边界朝外方向配置非对称喷雾角度大的一侧。使用该装置,按照表1的喷雾条件3喷雾气液混合雾,对铸片进行冷却,测定铸片的宽度方向的温度。在图30示出结果。如图30所示,通过从喷嘴朝斜方喷射气液雾,排除辊的积水,减少积水的影响,因此,铸片的宽度方向的温度变得均匀。
比较例3
使用专利文献1的图1~5所记载的喷嘴31,按照图31所示的喷嘴的配置例设置于连续铸造装置。使用该装置,在与实施例3相同的条件下喷雾气液混合雾,测定铸片的宽度方向的温度。在图31示出结果。如图31所示,相邻的喷嘴的喷雾在两侧发生干涉,因此几乎无法掏出辊的积水,铸片温度在两侧高且不均匀。
比较例4
使用图1~5所记载的喷嘴31,按照图32所示的喷嘴的配置例设置于连续铸造装置。使用该装置,在与实施例3相同的条件下喷雾气液混合雾,测定铸片的宽度方向的温度。在图32中示出结果。如图32所示,辊的积水几乎没有被掏出,铸片的两侧的积水对冷却造成强烈影响,因此,尽管喷雾量分布均匀,铸片温度在两侧高且不均匀。
产业上的可利用性
本发明所涉及的喷射喷嘴适用于对被处理体朝斜方向喷射流体的用途,例如,能够在连续铸造装置(弯曲型、垂直型等)中为了均匀地冷却铸片而适当进行利用。尤其地,本发明所涉及的喷射喷嘴能够有效地掏出积水(或者使积水的分布均匀),因此,也能够应用于配置于铸片被朝铅垂下方拔出的搬出区域的情况、为了将辊夹压于铸片而将辊以在铸片的宽度方向分割的方式加以利用的情况。
此外,本发明所涉及的连续铸造的二次冷却方法,在连续铸造机等中,能够应用于一边利用辊输送板状搬送物一边利用喷嘴喷射冷却水的冷却方法。
标记说明
1、102 铸型
2、103 铸片
3、104 引导辊
4 辊式送料带
5 喷射喷嘴
6、113 积水
7、105 轴承部
11、21、31 喷嘴主体
12、12’、22、22’ 槽部
13、13’、23、23’ 排出口
14、24 第一流路
15、25 第二流路
16、26 第三流路
17、27 连通流路
18、28 碰撞壁
111 双流体喷嘴
112 气雾
121 喷射口
122 喷射面

Claims (18)

1.一种喷射喷嘴,其特征在于,具备:
喷嘴主体;
槽部,形成于所述喷嘴主体的前端部;
排出口,在所述槽部中呈细长状开口;以及
流路,与所述排出口相连,
与所述槽部的一方的端部相比,所述槽部的另一方的端部形成得更深。
2.如权利要求1所述的喷射喷嘴,其特征在于,
在所述喷嘴主体的前端部形成有多个所述槽部。
3.如权利要求1或2所述的喷射喷嘴,其特征在于,
所述槽部中的所述排出口的中心的位置从所述喷嘴主体的轴芯偏离而位于所述槽部的另一方的端部侧。
4.如权利要求1~3中任一项所述的喷射喷嘴,其特征在于,
所述槽部以相对于所述喷嘴主体的轴芯正交的方向为基准倾斜3~30°。
5.如权利要求1~4中任一项所述的喷射喷嘴,其特征在于,具备:
喷嘴主体;
两个槽部,在所述喷嘴主体的前端部避开所述喷嘴主体的轴芯而并列形成;
排出口,在所述槽部的各个中呈细长状开口;
第一流路,与所述排出口的双方相连;
第二流路,形成于比所述第一流路靠上游侧,且流路宽度小于所述第一流路的流路宽度;以及
第三流路,形成于比所述第二流路靠上游侧,且流路宽度大于第二流路的流路宽度。
6.如权利要求5所述的喷射喷嘴,其特征在于,
所述第一流路沿着相对于所述喷嘴主体的轴芯正交的方向延伸,
所述第二流路以及所述第三流路沿着所述喷嘴主体的轴芯延伸,
所述第一流路、所述第二流路以及所述第三流路分别是截面为圆形、椭圆形或者泪形的筒状。
7.如权利要求5或6所述的喷射喷嘴,其特征在于,
两个所述槽部形成为沿着相对于所述喷嘴主体的轴芯正交的方向相互逐渐分离。
8.如权利要求7所述的喷射喷嘴,其特征在于,
在相对于所述喷嘴主体的轴芯正交的方向上,两个所述槽部间对置的角度为3~30°。
9.如权利要求1~8中任一项所述的喷射喷嘴,其特征在于,
喷射水与空气混合而成的双流体。
10.如权利要求1~9中任一项所述的喷射喷嘴,其特征在于,
在连续铸造线的配设有夹持铸片的辊的辊式送料带中,所述喷射喷嘴配设于所述辊间,用于喷射气液混合雾来冷却所述铸片。
11.如权利要求10所述的喷射喷嘴,其特征在于,
将所述槽部的另一方的端部朝向从所述铸片的侧部方向到所述铸片的下游方向的预定方向配设,喷射所述气液混合雾来冷却所述铸片。
12.一种连续铸造的二次冷却方法,从喷射喷嘴的喷射口朝利用连续铸造装置铸造的铸片呈扇状喷射冷却水,对连续铸造中的所述铸片进行冷却,其特征在于,
使所述喷射喷嘴的喷射方向的中心轴相对于所述喷射喷嘴的中心轴线倾斜。
13.如权利要求12所述的连续铸造的二次冷却方法,其特征在于,
以所述喷射喷嘴的喷射方向遍及从所述喷射喷嘴的喷射口的正面到在一侧相邻的喷射喷嘴的喷射口的正面的宽度的方式使所述喷射喷嘴的喷射方向的中心轴倾斜。
14.如权利要求12或13所述的连续铸造的二次冷却方法,其特征在于,
以使所述喷射喷嘴的喷射方向朝所述铸片的面内方向旋转而从连续铸造的上游侧朝下游侧喷射所述冷却水的方式使所述冷却水朝所述铸片喷射的喷射面的长轴方向倾斜。
15.如权利要求14所述的连续铸造的二次冷却方法,其特征在于,
使所述喷射喷嘴的喷射方向朝所述铸片的铸造方向的上游侧倾斜3°~30°。
16.如权利要求12~15中任一项所述的连续铸造的二次冷却方法,其特征在于,
使所述喷射喷嘴的喷射方向按照在所述铸片的宽度方向上的每一列交替左右反向。
17.如权利要求12~15中任一项所述的连续铸造的二次冷却方法,其特征在于,
将所述喷射喷嘴的喷射方向设为以所述铸片的宽度方向中央为边界而左右对称的方向,各喷射喷嘴朝所述铸片的侧方喷射所述冷却水。
18.如权利要求12~17中任一项所述的连续铸造的二次冷却方法,其特征在于,
所述喷射喷嘴是双流体喷嘴,所述冷却水是在水中混合空气而成的气液混合雾。
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