JP2005248316A - スケールオフ量を均一化し圧延疵の発生を防止するブルームの加熱方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 分塊圧延に先立って加熱するウォーキングビーム式加熱炉において、ブルームのスケールオフ量を均一化し、分塊圧延において圧延疵の発生を防止する方法を提供する。
【解決手段】 ウォーキングビーム式加熱炉に装入するにあたり、ブルームの厚さ２である狭幅面を下面にして順次に装入することにより、ブルーム６間のピッチ７を１００〜１６０ｍｍに広げ、間隙を拡げることよりブルーム６間の熱対流と輻射を良好とし、さらに、上記の加熱において、燃焼ガス流量を１７５０〜２０５０Ｎｍ³／ｈで空燃比を１０％以上１３％未満に調整して加熱することで、スケールオフ量を均一化し、圧延疵の発生を防止するブルーム６の加熱方法である。
【選択図】 図２

Description

この発明はブルームをウォーキングビーム式加熱炉へ装入する方法を変更することによりスケールとして除去される量（以下、「スケールオフ量」という。）を均一化して圧延疵の発生を防止する方法に関する。

連続鋳造法などにより製造されたブルームは、加熱炉へ装入して加熱した後に分塊圧延をしてビレットとされる。ところで加熱炉に装入したブルームに生成したスケールが加熱炉中で均一にスケールオフされないという問題があった。このようにブルームのスケールオフ量が均一にならないで残ると、その後に行われる分塊圧延において完全にスケールオフされずに残った部分がビレットに圧延疵となり、製品として満足なものが得られないという問題があった。

このようなスケールオフされずに残った部分を除去する必要があり、このため、従来は、例えばグラインダーなどの研削作業によってスケールを除去したり、あるいは、スカーフィングバーナーによりスケールを除去し、かつそのスカーフィング手入れ後に、この手入れ時に生成されたフィンをハンドグラインダーなどの人為的手段によって除去している（例えば、特許文献１参照。）。しかし、グラインダーの摩耗や人手を要するなどのコストのかかる問題があり、またフィンの取り残しの生じる問題があった。

特開昭５５−４７３２８号公報

本発明が解決しようとする課題は、分塊圧延に先立って加熱するウォーキングビーム式加熱炉において、ブルームのスケールオフ量を均一化し、分塊圧延において圧延疵の発生を防止する方法を提供することである。

このブルームをウォーキングビーム式加熱炉に装入する場合、ブルームは、例えば、厚さ３８０ｍｍ×広幅４９０ｍｍ×長さ４０００ｍｍからなる直方体の広幅面を下面として装入されている。そこでこのウォーキングビーム式加熱炉内に連続的に装入されるブルームについての問題点を種々検討することにより、本発明の解決するための手段を見出したものである。

すなわち、課題を解決するための本発明の手段は、ウォーキングビーム式加熱炉に装入する前にブルームを転回し、ブルームの広幅面を下面として装入していたものを、ブルームの厚さの狭幅面を下面にして順次に装入することにより、ブルーム間のピッチを従来の３０ｍｍから１００ｍｍ以上でかつブルームの下面の幅より狭い幅、望ましくは１００〜１６０ｍｍに広げ、このように間隙を拡げることよりブルーム間の熱対流と輻射を良好とすることで、スケールオフ量を均一化し、圧延疵の発生を防止するブルームの加熱方法である。なお、ブルーム間隔はいたずらに広くしても生産性を低下させることになるので、ブルームの間隔はブルームの下面の幅以下に狭くする。すなわち前掲のブルーム厚さ３８０ｍｍの狭幅面を下面にして装入する場合にはブルーム間隔は最大３８０ｍｍとする。

さらに、上記の加熱方法において、燃焼ガス流量を１７５０〜２０５０Ｎｍ³／ｈで空燃比を１０％以上１３％未満に調整することにより加熱することで、スケールオフ量を均一化し、圧延疵の発生を防止するブルームの加熱方法である。

本発明は、分塊圧延温度に加熱するためウォーキングビーム式加熱炉に装入する際のスキッドに載置するブルームの面を狭幅面とすることで、ブルーム間の間隔が広がってブルーム間の熱対流が良好となったので、ブルームのスケールオフが均一化でき、さらに加熱する燃料のガス流量および空燃比を調整することで分塊圧延において圧延疵の発生を抑制して、圧延製品の品質を向上することができる。

分塊圧延温度に加熱するため加熱炉に装入するブルームについて、ブルームのスケールオフを均一にするための加熱炉内におけるブルームの間隔について、以下に記載の種々の検討をした。

先ず、燃料にＬＮＧを使用するウォーキング式加熱炉において、従来は炉内に装入したブルーム間の熱対流が悪かったので、ブルーム間のピッチを調整して炉内の雰囲気温度の温度差を調査し、表１に示す。なお、表１において炉内の温度差が１０℃以内のものを○とし、１０℃を超え１５℃以内のものを△とし、１５℃を超えるものを×とした。なお、使用するブルームの大きさは幅４９０ｍｍ×厚さ３８０ｍｍ×長さ４０００ｍｍである。また加熱炉の上下の雰囲気温度は炉内を熱伝対で測定した値であり、ブルーム隙間雰囲気温度はＣＡＥ解析にて求めた計算値である。

表１から、ブルーム間のピッチが１００〜１６０ｍｍの時に雰囲気温度の温度差が略なくなることが判る。ブルーム間のピッチが狭い場合は、熱対流が悪くなり、ブルーム間の隙間へ熱が流れないために雰囲気温度は低い。逆にブルーム間のピッチが広い場合はブルーム間の輻射熱がなくなるために雰囲気温度は、ブルーム間のピッチが１００ｍｍ未満の場合より温度差が小さいものの１００〜１６０ｍｍの場合より大きくなった。

次いで、ブルーム間のピッチを１００〜１６０ｍｍで、ＬＮＧガス流量および空燃比を調整し、側面、上面、下面のスケールオフ深さを測定し、それぞれの１ビレット当たりの疵個数で比較した。表２は空燃比を７％以上１０％未満とした場合と、空燃比を１０％以上１３％未満とした場合と、空燃比を１３％以上６％未満とした場合をそれぞれ示す。評価は１ビレット当たりの平均疵個数が２．０以下のものは○、この個数が２．０を越えるものは×とした。なおスケールオフ量は、質量の代りにスケールオフした深さで測定した。つまり、鋳型の寸法である４９０ｍｍ×３８０ｍｍのブルームの熱収縮量から理論上計算されるスケールオフのないときの室温での寸法を基準とし、実際に加熱してから室温にまで冷却したときのブルームについて長さ４０００ｍｍに対して端から４００ｍｍずつ切断し、切断面の幅および厚さの中央部分で寸法を測定して上下面間隔および側面間隔の各平均値を求め、これと前述の基準値との差の１／２を上下面スケールオフ深さおよび側面スケールオフ深さとした。

上記の表２に示すように、ＬＮＧガス流量および空燃比を調整してテストを実施した結果、スケールオフ深さは１．１９ｍｍで最も疵個数が少ないという結果が得られた。

１ビレットあたりの平均の圧延疵の個数が２個以内を基準とした場合、空燃比１０〜１３％でＬＮＧガス流量が１７５０〜２０５０Ｎｍ³／ｈの時に最も良好な結果が得られた。

表１に見られるように、ブルーム間のピッチが１００〜１６０ｍｍで雰囲気温度は均一になっている。しかし、表２に示すように、ＬＮＧガス流量が少なく、空燃比が低い場合には、熱対流があまり促進されず、スケールオフ深さに差が出て、スケールオフ深さが浅い側面において、残存疵が見られた。ＬＮＧガス流量が多く、空燃比が高い場合には、熱対流が過度に促進され、スケールオフ深さが深くなりすぎ、スケール残りによる噛み込み疵が見られた。

燃料をＬＮＧガスとするウオーキングビーム式加熱炉において、図１に示す広幅１が４９０ｍｍ、厚さ２が３８０ｍｍ、長さ３が４０００ｍｍからなる大きさのブルーム６を、図２に示すように、その厚さ２の３８０ｍｍの面を下面の狭幅面となるようにして炉内の炉床４上に設けたウオーキングビーム５の上に装入した。この場合、ブルーム６間のピッチ７は１００〜１６０ｍｍとした。さらにＬＮＧガス流量を１７５０〜２０５０Ｎｍ³／ｈ、空燃比１０％以上１３％未満として炉内の熱対流効果を向上して分塊圧延温度に加熱し、在炉時間を約３ｈｒとして操業した。この結果、ブルーム６のスケールオフ量は均一化され、後続の分塊圧延においてビレットに圧延疵の発生が見られなかった。

ウォーキングビーム式加熱炉に装入するブルームの大きさを示す斜視図である。 ウォーキングビーム式加熱炉に装入した状態のブルームとウォーキングビームの側面を模式的に示す図である。

符号の説明

１ 広幅
２ 厚さ
３ 長さ
４ 炉床
５ ウォーキングビーム
６ ブルーム
７ ピッチ

Claims (3)

1. ブルームの狭幅面を下面に広幅面を側面としてウォーキングビーム式加熱炉に順次に装入し、かつブルーム間のピッチを１００ｍｍ以上でブルームの下面の幅より狭い幅として加熱することを特徴とするスケールオフ量を均一化し圧延疵の発生を防止するブルームの加熱方法。
2. ブルームの狭幅面を下面に広幅面を側面としてウォーキングビーム式加熱炉に順次に装入し、かつブルーム間のピッチを１００〜１６０ｍｍとして加熱することを特徴とするスケールオフ量を均一化し圧延疵の発生を防止するブルームの加熱方法。
3. 加熱は燃焼ガス流量を１７５０〜２０５０Ｎｍ³／ｈで空燃比を１０％以上１３％未満に調整することにより行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のスケールオフ量を均一化し圧延疵の発生を防止するブルームの加熱方法。

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