JP2005528219A - 桁用粗形鋼鋳造機の内向湾曲部において、排水を吸込む方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、鋳造されたストランド２が凝固され、必要な熱導出が特に噴射水により得られ、場合によっては、ストランド２の内向湾曲部上において排水が集まる様式の、ビームブランク鋳造機のストランド案内部８の内向湾曲部から、排水を捕集しかつ導出するための方法に関する。排水は吸込みヘッド１を使用して吸込まれる。吸込みヘッド内で捕集された排水は、フリューダイザあるいはモーメンタム抑制体を使用して流動化される。流動化された排水は吸込まれ、分離装置内においては、水−空気混合物が水と空気に分離される。さらに本発明は、本方法を実施するための装置に関し、この場合、ストランド案内部８に沿って設けられているか、あるいは案内可能に保持されていて、フリューダイザを有する接続可能な吸込みヘッド１を備えた少なくとも一つの吸込み装置が存在する。吸込み装置４はマニピュレータ７によりビームブランク粗形鋼９に沿って案内される。

Description

本発明は、鋳造されたストランドが凝固され、必要な熱導出が特に噴射水により得られ、場合によっては、ストランドの内向湾曲部上において排水が集まり、排水を吸込みヘッドを使用して捕集しかつ吸込み、吸込まれた水−空気混合物を水と空気に分離する様式の、ビームブランク鋳造機のストランド案内部の内向湾曲部から、排水を捕集しかつ導出するための方法に関する。さらに本発明は、この方法を実施するための装置にも関する。

桁用粗形鋼鋳造機あるいは軌条用粗鋼鋳造機、いわゆるビームブランク鋳造機にあって、鋳込まれたサイズがストランド案内部内で凝固する。外側の固いストランド表皮の凝固は、すでに鋳型内において、水冷された銅組立鋳型の熱導管により行われる。ビームブランク粗形鋼は鋳造半径内で製造される。

他の熱導出はストランド案内部内において、ローラ接触、過剰な噴射水および熱放射により得られる。原則的条件として、ストランドの内向湾曲部上において、過剰水すなわち排水が集まる。この排水は引き抜き方向において、ノズル毎に加わる。

集積した水は、ストランドのウェブから、すなわちビームブランクのウェブから除去されない場合には、一方では吹付け冷却による熱伝達を妨害し、もう一方では火焔切断機の前方で水集合部に案内される。

従来技術は、例えば圧縮空気を使用して、ストランドの内向湾曲部から水を吹き込むことを特徴としている。このように水を吹き込むことは、エネルギーを大量に使用することにより、かつ必要とする圧縮空気量を生産するのに必要な圧縮機のために多大な保守修理費をかけることにより行われる。特に制御されないビームブランク粗形鋼のフランジ縁部に渡って吹き込まれる水は、生産される粗形鋼の品質を損ない、それにより材料損失が発生することがある。

特許文献１により、原則的にビームブランクの場合のウェブの水を吸込む装置が公知である。この文献によれば、過剰の冷却水はナイフのように形成された入口側吸込み管により収容され、かつ負圧で丸い横断面により形成された出口側管の端部において吸込まれる。負圧は、同心のジャケット管を介して発生するが、その際このジャケット管を使用して高圧空気が、出口側管の端部の傍らを通過して流れ、ジャケット管と協働作用して負圧を発生させる。しかしながら、圧力差は比較的わずかであり、かつ冷却水の残りを吸込むことができるだけである。その際、入口側吸込み管の上方に、過剰の冷却水を退けるための傾斜面が設けられており、この傾斜面は入口側吸込み管の上方で反対の横方向に分岐しており、従って冷却水の残りは鋳造ストランドの両側に流出し、かつ両側で別々に捕集しなければならない。

原則的に、桁用粗形鋼あるいはレール用粗形鋼のようなビームブランク形鋼、すなわち粗形鋼ストランドは、残った水量が側面のフランジ縁部を自力で越えることができないように形成されている。場所と空域の割合は、すでに冷却空域内における、ならびにストランド案内部内における条件により、著しく拘束されているので、ウェブの水を除去するための費用のかかる装置を取付けできるようにするには十分な空域が不足している。吸込み管内へ供給するための対応する装置により水を迂回させることは、常に移動している加工していないストランド表面により極度に困難になる。

特許文献２から、粗形鋼連続鋳造設備の場合の二次水用の吸込み装置が公知である。この吸込み装置は、ストランド幅に対応する平坦な、負圧下の状態にある吸管‐吸口部を備えている。吸管‐吸口部の後方における排気導管内において、流れ方向で、吸込まれた水の残りと汚染物質を捕集するための分離装置が挿入されている。
特開昭５８−１５７５５９号明細書 ドイツ国特許公開公報第１０１２２８３３号明細書

この従来技術から出発して、本発明の根底をなす課題は、以下の基準を満たすべき方法と装置を示すことにある。
−鋳造ストランドの材料品質に悪影響を与えずに、鋼の鋳造条件の下で、継続運転において、排水を可能な限り完全に集めかつ捕捉しならびに排水を搬送すること。
−送水装置を備えた鋳造ストランドの破損を防止すること。
−連続鋳造設備において、構造が三次元的に場所を取らずかつ複雑でないこと、および設置の費用がわずかであること。
−連続鋳造機の内向湾曲部において、保守が可能であること、あるいは排水を導出するための吸込み装置がエネルギーを節約できること。
および
−吸込み装置が様々なストランドのサイズに適合するための簡単な手段を使用すること。

上記課題を解決するために、請求項１の上位概念の特徴によるビームブランク鋳造機のストランド案内部の内向湾曲部から排水を捕集しかつ導出するための方法にあって、
フリューダイザ(fluidiser)を多数の吸込みヘッド内で分散して設けられた空気ノズルにより形成し、それと共に収容すべき水を膨張させるための流動化空域が形成されるようにして吸込みヘッドを形成することにより、吸込みヘッド内において捕集された排水をフリューダイザあるいはモーメンタム抑制装置(momentum inhibitor)を使用して流動化することを提案する。
このような方法により、吸込みヘッド内部において、排水は流動化されかつ空気で移送可能になる。排水の流動化の結果、排水はわずかなエネルギー消費で吸込むことができ、引き続いて水と空気のための分離装置に供給することができる。吸込みヘッドをこのように形成することにより、構造は複雑でなくかつ空域的に場所をとらず、従ってこの構造はわずかな費用でビームブランク鋳造機内に設置できる。

本方法の実施形態において、フリューダイザを多数の吸込みヘッド内で分散して設けられた空気ノズルにより形成し、それと共に収容すべき水を膨張させるための流動化空域が形成されるようにして吸込みヘッドを形成することを提案する。さらに、実用的な実施形態にあっては、フリューダイザとして、ルーズな金属部分あるいはチェーンが吸込みヘッドの収容空域内に設けられていてもよい。

本方法の発展した形態において、本発明によれば、吸込みヘッドをストランド内かあるいはストランドにおいて、マニピュレータにより案内および／または位置決めすることを提案する。これにより、吸込みヘッドを遠距離からかつ最適に使用するための操作場所から制御することが可能である。

吸込みヘッドをストランド粗形鋼あるいはビームブランク粗形鋼に対して封隙するために、実用的な方法でブラシあるいは弾性ゴムの封隙条片ような封隙手段を提案する。

ビームブランク鋳造機は様々なストランドサイズに使用可能であるので、本発明の他の提案により、吸込みヘッドが様々なストランドサイズに適合可能に形成されており、かつ接続するための迅速分離手段すなわち結合手段を使用して、吸込み装置に取付け可能であることは実用的である。

鋳型の下方において、鋳造ストランド、すなわちビームブランクの冶金の長さに沿った一箇所あるいは複数の個所において吸込みヘッドにより排水を吸込むことによる他の提案は特に有利である。

さらに、本発明は本方法を実施するための装置にも関する。請求項６の上位概念の特徴を備えたこの装置は、フリューダイザとビームブランク粗形鋼に沿って吸込みヘッドを案内するための手段とを備えていることを特徴とする。このように形成された吸込みヘッドを使用して、排水は空気で移送可能になり、それと共に吸込まれた水は吸入通気により、適当なパイプあるいは導管を経由して、水分離装置まで移送され、そこから更に先へ送られるかあるいは適当に洗浄した後鋳造機の冷却装置内へ環流されてもよい。

本装置の実施形態において、吸込みヘッドは釣鐘状の収容空域の様式で形成されており、この場合この収容空域は捕集された水を流動化するためのノズル、ルーズな金属部分あるいはチェーンのようなフリューダイザを備えている。このように配設することにより、吸込みヘッドを極めてコンパクトな構造にすることができ、従って吸込みヘッドは空域的に場所をとらずにストランド案内部内で格納することができる。連続鋳造設備の複数の領域内で、吸込みヘッドが設けられた場合に、吸込みヘッドが排水をビームブランクの内向湾曲部から早期に吸込むことは有利である。

吸込み装置の特に有利な実施形態において、吸込みヘッドは他のビームブランクサイズに適合するために、交換ヘッドとしての迅速分離手段、すなわち結合手段により構成されている。さらに、特に桁を圧延する場合、様々なビームブランク粗形鋼が鋳造されるので、ここで提案された、吸込みヘッドを適合させるための処置は特に有利である。
さらに吸込み装置の最適な使用により、吸込みヘッドを位置決めするためのマニピュレータが設けられている場合に、吸込みヘッドはビームブランクサイズの表面に対して０〜４０ｍｍの間隔で位置決め可能であることがわかる。この処置により、吸込みヘッドがビームブランクの個々のケースにおける極めて起伏のある表面と接触し、ビームブランク自体もしくは吸込みヘッドが損傷を受けることが回避される。

本発明による装置の他の実施形態は、他の従属請求項に記載されている。

本発明の詳細、特徴および他の長所は、図において概略的に示した実施例の以下に述べる説明から明らかになる。

図１においてはビームブランクに関する、本発明の場合桁用粗形材に関するストランドの一部が見て取れる。参照番号１２により、ビームブランクの鋳造方向が表されている。ビームブランクの側面縁部形状は参照番号１１と１１‘で示す。

生じる骨状のストランド輪郭９内においては、この中に集まる過剰水あるいは排水を吸込む目的で、吸込みヘッド１がある。この吸込みヘッドは迅速分離手段、すなわち連結手段３により吸込み装置４に接続可能である。この吸込み装置は吸込みパイプ１０と水分離除去機１３から成る。吸込みヘッド１に接続可能な吸込みパイプ１０により、吸込みヘッド内で生じ、かつ空気で輸送可能な水−空気混合物が導出される。吸込みパイプ１０は、−すでに述べたように−、捕集された水−空気混合物が水と空気に分離される分離装置に接続されており、その後水の部分は再使用の目的で処理される。すなわち一緒には運ばれる固形物および他の物質から分離され、かつビームブランク鋳造機の再使用のために環流される。

吸込みヘッド１は下方に吸込み開口部を備えた釣鐘状に形成されており、かつ吸込むべき水を膨張させるための流動化空域を取り囲んでいる。さらに、吸込みヘッド１は、その内部空域において、吸込みヘッド１内で捕集された排水を流動化するために、いわゆるフリューダイザ、あるいはモーメンタム抑制装置を内蔵しており、それにより排水は空気で移送可能になる。捕集された排水の流動化は、好ましくは吸込みヘッド内で分散して設けられた空気ノズルが、釣鐘状の流動化空域の内部で、収容されるべき水を膨張させるために存在することにより改善される。これらのノズルにより、捕集されるべき水は激しく空気により渦を巻き、かつそれにより空気で移送可能になる。さらにフリューダイザはチェーンあるいは類似の機械式装置を備えることもできる。

図２に示すように、ストランド案内部８は鋳型と一列のストランド案内部セグメント６，６‘，６“〜６^ｎとを備えている。吸込みヘッドを案内および／または位置決めするために、図２のわかり易い概略図によるマニピュレータ７，７‘，７“がある。これらのマニピュレータは、電気的あるいは電磁気的パルスにより、吸込みヘッド１とストランド案内部８の輪郭９の間において、排水を吸込む際に常に同じ間隔が、好ましくはストランド表面に対して０〜４０ｍｍの間隔が維持されるように案内されている。

吸込みヘッド１は、ストランド２に対して、詳しくは図示していないブラシを使用して可撓的に適合している。ビームブランク粗形鋼９の様々なサイズに適合している様々な
吸込みヘッド１は、吸込みパイプ１０により、迅速分離手段、すなわち結合手段を介して連結可能である。

ストランド案内部の内向湾曲部に設けられた排水のための吸込み装置を備えたストランドの一部の側面図である。 所属する吸込み装置を備えたストランド案内部の側面図である。

符号の説明

１ 吸込みヘッド
２ ストランド
３ 結合手段
４ 吸込み装置
５ 鋳型
６ セグメント
７ 吸込みヘッドを案内するための手段
８ ストランド案内部
９ 内向湾曲部

Claims (12)

1. 鋳造されるストランド（２）が凝固され、必要な熱導出が特に噴射水を介して行われる、場合によっては、ストランド（２）の内向湾曲部（９）上において排水が集まる様式の、ビームブランク−鋳造機のストランド案内部の内向湾曲部から、排水を捕集しかつ導出するための方法において、
   吸込みヘッド（１）を使用して排水を捕集すること、吸込みヘッド（１）内において捕集された排水をフリューダイザあるいはモーメンタム抑制装置を使用して流動化すること、流動化した排水を吸込むこと、および水−空気混合物を水と空気に分離することを特徴とする方法。
2. フリューダイザを多数の吸込みヘッド（１）内で分散して設けられた空気ノズルにより形成し、それと共に収容すべき水を膨張させるための流動化空間が形成されるようにして吸込みヘッドを形成することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 吸込みヘッド（１）をストランド（２）内かあるいはストランドにおいて、マニピュレータにより案内および／または位置決めすることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 吸込みヘッド（１）をストランド（２）に対して封隙手段、例えばブラシを使用して封隙することを特徴とする請求項１または２または３に記載の方法。
5. 吸込みヘッド（１）がストランド（２）の様々なサイズに適合可能に形成されており、かつ接続するための即座の分離手段すなわち結合手段（３）を使用して、吸込み装置（４）に取付け可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
6. 鋳型の下方において、ストランドの冶金上の長さに沿った一箇所あるいは複数の個所において吸込みヘッド（１）により、排水を吸込むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
7. ビームブランク粗形鋼（９）の連続鋳造のための鋳型（５）と、セグメント（６−６^ｎ）により形成されており、鋳型（５）の下方に設けられたストランド案内部（８）とを備えた、ビームブランク−鋳造機のストランド案内部（８）の内向湾曲部から、排水を捕集しかつ導出するための装置において、
   ストランド案内部（８）に沿って設けられているか、あるいは案内可能に保持されていて、吸込み装置（４）に接続可能な、フリューダイザとビームブランク粗形鋼（９）に沿って吸込みヘッド（１）を案内するための手段（７）とを有する、少なくとも一つの吸込みヘッド（１）を備えていることを特徴とする装置。
8. 吸込みヘッド（１）が釣鐘状の収容空間の様式で形成されており、収容空間が捕集された水を流動化するためのノズル、ルーズな金属部分あるいはチェーンのようなフリューダイザを備えていることを特徴とする請求項７記載の装置。
9. ストランド案内部（８）の複数の領域内で、吸込みヘッド（１，１‘，１“）が設けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の装置。
10. 吸込みヘッド（１）が、他のビームブランク寸法（９）に適合するために、交換ヘッドとしての迅速分離手段、すなわち結合手段（３）により構成されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一つに記載の装置。
11. 吸込みヘッドを位置決めするためのマニピュレータが設けられており、この場合吸込みヘッド（１）がビームブランクサイズの表面に対して０〜４０ｍｍの間隔で位置決め可能であることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一つに記載の装置。
12. ビームブランク形鋼（９）に対して吸込みヘッド（１）を封隙かつ案内するために、ブラシ、ゴム状の言い換えれば弾性的条片等が設けられていることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一つに記載の装置。

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