JP2010029898A - 鋳造用ノズルの予熱方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】連続鋳造工程における鋳造用ノズルを予熱する方法において、鋳造用ノズルの外側の全体または一部に該ノズルを囲むようにコイルを配置した誘導加熱装置を有し、鋳造用ノズルの内側に向けて燃焼ガスにより予熱するバーナーを有し、外側の予熱温度を内側より高く設定して予熱する。
【選択図】図3
Description
鋳造用ノズルを予熱することで、鋳造用ノズルに高温の溶鋼が接触した際、溶鋼が冷却されて凝固することを防止でき、鋳造用ノズルの閉塞を回避できる。
また、鋳造用ノズルが急激な温度変化を受けることによる熱衝撃を緩和することにより、鋳造用ノズルの亀裂の生成を抑制でき、鋳造用ノズルの寿命が短くなることも防止できる。
これらの効果を得るためには、予熱温度は溶鋼温度に近いほど好ましい。
ガスバーナーによる予熱では、鋳造用ノズルを800℃〜1200℃程度まで予熱することがきる。しかしながら、ガスバーナーによる予熱方法では、加熱に時間がかかるため、加熱中に浸漬ノズルの耐火物が劣化してしまい、予熱後の鋳造中にスポーリング等のトラブルが発生する場合があった。
誘導加熱方式による鋳造用ノズルの予熱は、鋳造用ノズル自体を発熱させる予熱方法なので、熱損失が小さく、エネルギー効率が高い。また、鋳造用ノズルの予熱設定温度に対する制御性も良好である。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、鋳造用ノズルの寿命を改善する予熱方法を提供することを目的とする。
(1) 連続鋳造設備における鋳造用ノズルを予熱する方法において、
鋳造用ノズルの外側の全体または一部に該ノズルを囲むように誘導加熱コイルを配置した誘導加熱装置を用い、該誘導加熱装置によってノズルの外側を加熱すると同時に、誘導加熱装置以外の加熱手段によって鋳造用ノズルの内側を加熱し、その際、外側の予熱温度を内側の予熱温度より高く設定したことを特徴とする鋳造用ノズルの予熱方法。
(3) 前記鋳造用ノズルが浸漬ノズルであり、浸漬ノズルをタンディッシュに接続した状態で、前記バーナーが浸漬ノズルの内側上部および上部に配置する耐火物を予熱することを特徴とする(2)に記載の鋳造用ノズルの予熱方法。
(5) 前記鋳造用ノズルがロングノズルであり、タンディッシュをバーナーで加熱する際の排ガスをロングノズル内面に引き込み、該ノズルの内側を予熱することを特徴とする(1)に記載の鋳造用ノズルの予熱方法。
(7) 前記外側の予熱温度を前記内側の予熱温度より50〜400℃高く設定して予熱することを特徴とする(1)〜(6)に記載の鋳造用ノズルの予熱方法。
以下、本発明の実施の態様を詳細に説明する。
本発明では、連続鋳造設備における鋳造用ノズルの外側を誘導加熱装置で加熱し、同時に内側も誘導加熱以外の加熱手段により加熱する。第一の実施の形態では、内側の加熱に、鋳造用ノズルの内側に向けて燃焼ガスを発生させるバーナーを用いたものである。
ロングノズルを加熱する場合も、同様に、誘導加熱コイルとバーナーが配置される。
バーナー5は、浸漬ノズルの内部でCOGなどの燃料を燃焼させて高温の燃焼ガスを発生させ、コイル3より上部に位置する耐火物を予熱するものである。
これらの加熱装置を用いて、浸漬ノズル1を外側と内側から同時に予熱する。その際に、外側の温度を内側より高くなるように加熱温度を制御する。
周波数により調整する場合は、好ましくは30kHz〜100kHz、さらに好ましくは50kHz〜30kHzに設定する。なお、周波数で鋳造用ノズルの外側と内側の温度制御を行わない場合は、10kHz〜30kHzの周波数でも可能である。
鋳造用ノズルの外直径が高さ方向に対し変化がある場合には、鋳造用ノズルの外直径が相対的に大きい範囲に位置するコイルの巻き数を、鋳造用ノズルの外直径が相対的に小さい範囲に位置するコイルの巻き数より小さくすることが好ましい。巻き数を小さくすることで、鋳造用ノズルの高さ方向に対し温度分布を小さくすることができる。
バーナーによりノズル内側は予熱されるが、温度の上限をノズル外側より50℃〜400℃低くなるよう、800℃〜1150℃に調整する。温度の調整はバーナーの燃焼量により調整する。浸漬ノズルをタンディッシュに接続して予熱する場合はその上に配置されている耐火物を予熱するためバーナーの炎を長炎とするのが好ましい。
連続鋳造設備では、タンディッシュ2に溶鋼を注湯する前にタンディッシュも予熱される。その予熱は、図2に示すように、カバー7の貫通孔に挿入したバーナー8によって行われる。この態様では、そのバーナーの排ガスを浸漬ノズルに引き込んで、該ノズルの内側を加熱する。
この形態では、図2に示すように、ロングノズル9の外側を誘導加熱コイル3によって予熱するとともに、タンディッシュ加熱の排ガスをロングノズル9の内面に引き込み、ロングノズルの内側を予熱するものである。排ガスをロングノズルに引き込む方法は、前記第ニの形態と同様に、エジェクター(図示せず)をロングノズルの上側に配置して行う等の方法がある。
この態様でも第二の形態と同様に、タンディッシュ加熱の排ガスを利用することでエネルギー効率に優れる。
ここで用いた浸漬ノズルの形状は、概略で140mm、内径が80mm、長さが780mmの円筒形状で、下端は閉じており、下端から50mmの位置の側面に1対の吐出口を有するものである。
浸漬ノズルには側面に、厚みが25mmのセラミックファイバーブランケットを巻いた。これは予熱時および予熱から鋳造を開始する間に浸漬ノズルが外気により冷却するのを抑制するためである。
高周波電源は、最大出力が20kW、周波数が20〜40kHzのものを用いた。高周波電源はケーブルでコイルと接続され、高周波電流を供給する。
次に出力が20kW、周波数が25kHzの高周波電流をコイルに流した。10分後、バーナーのCOG流量を5m3N/hrに上げた。さらに40分後、浸漬ノズルのパウダーラインの外側の温度が1450℃となったため高周波電流の出力を15kWとし、1450℃の温度を保持した。このとき内側の温度は1300℃であった。
その状態で40分保持し、合計90分で予熱を完了し、コイルから浸漬ノズルを抜いた。鋳造開始までは7分あり、その間に浸漬ノズルは冷却されるため、外側の温度は1380℃、内側の温度は1260℃に下がった。
図3から分かるように、本発明例では、比較例1に比べ溶損速度を15%改善でき、比較例2に対し溶損速度を7%改善できた。この結果、本発明の効果を確認できた。
2 タンディッシュ
3 誘導加熱コイル
4 浸漬ノズルの吐出口
5 ノズル内側加熱用のバーナー
6 バーナー孔
7 タンディッシュカバー
8 タンディッシュ加熱用のバーナー
9 ロングノズル
Claims (7)
- 連続鋳造設備における鋳造用ノズルを予熱する方法において、
鋳造用ノズルの外側の全体または一部に該ノズルを囲むように誘導加熱コイルを配置した誘導加熱装置を用い、該誘導加熱装置によってノズルの外側を加熱すると同時に、誘導加熱装置以外の加熱手段によって鋳造用ノズルの内側を加熱し、その際、外側の予熱温度を内側の予熱温度より高く設定したことを特徴とする鋳造用ノズルの予熱方法。 - 前記鋳造用ノズルの内側を、バーナーにより予熱することを特徴とする請求項1に記載の鋳造用ノズルの予熱方法。
- 前記鋳造用ノズルが浸漬ノズルであり、浸漬ノズルをタンディッシュに接続した状態で、前記バーナーが浸漬ノズルの内側上部および上部に配置する耐火物を予熱することを特徴とする請求項2に記載の鋳造用ノズルの予熱方法。
- 前記鋳造用ノズルが浸漬ノズルであり、タンディッシュをバーナーで加熱する際の排ガスを浸漬ノズル内に引き込み、該ノズルの内側を予熱することを特徴とする請求項1に記載の鋳造用ノズルの予熱方法。
- 前記鋳造用ノズルがロングノズルであり、タンディッシュをバーナーで加熱する際の排ガスをロングノズル内面に引き込み、該ノズルの内側を予熱することを特徴とする請求項1に記載の鋳造用ノズルの予熱方法。
- 前記鋳造用ノズルの外直径が高さ方向に対し変化するノズルであり、該ノズルの外直径が相対的に大きい範囲に位置する前記誘導加熱コイルの巻き数を、外直径が相対的に小さい範囲に位置するコイルの巻き数より小さくすることを特徴とする請求項1〜5に記載の鋳造用ノズルの予熱方法。
- 前記外側の予熱温度を前記内側の予熱温度より50〜400℃高く設定して予熱することを特徴とする請求項1〜6に記載の鋳造用ノズルの予熱方法。
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