JP3760551B2

JP3760551B2 - 型銑の製造装置

Info

Publication number: JP3760551B2
Application number: JP07559397A
Authority: JP
Inventors: 智明田玉; 敏胤松川; 望田村
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2017-03-27
Also published as: JPH10263749A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、型銑の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶銑を凝固し型銑を製造する型銑製造設備は、一般に鋳銑機と呼ばれ、図４に示すような構成となっている。モールドコンベア18は多連につながった複数のモールド１で構成されており、溶銑はトピードカー10などの輸送容器により搬入され、樋９を通して鋳銑機のモールド１に注湯される。モールド１内に注湯された溶銑を空気冷却する大気放冷帯を通過する間に溶銑の表面に凝固シェルを形成した後に、上部から散水設備により散水し冷却する散水冷却帯を通過し、溶銑は内部まで完全に凝固し型銑５となる。大気放冷帯をおく理由は、溶銑に直接大量の散水を行うと水蒸気爆発の危険があるからである。型銑５はモールド１がモールドコンベア18のヘッド部のスプロケットホイール４の周囲に沿って回転する間に自重によりモールド１から脱離（以下、離型という）し、貨車６などに載荷され輸送される。
【０００３】
型銑を離型したモールドはモールドコンベア下部の戻りラインを戻る間に離型剤散布装置７から離型剤（石灰乳など）を散布され、乾燥バーナ８により乾燥された後にモールドコンベア18のテール部で再度溶銑を注湯される。
鋳銑機の型銑生産量を増加するには冷却能力を向上させる必要がある。すなわち、溶銑の注湯量を増やすためにモールドコンベアの回転を速くすると大気放冷帯と散水冷却帯で十分な冷却ができなくなり、型銑が十分凝固しない状態で離型され貨車内で溶銑が散逸するなどのトラブルが発生するためである。
【０００４】
このためモールドコンベアの速度を速くするとともに大気放冷帯、散水冷却帯を長くすることで完全に凝固させる必要があるが、これはモールドコンベアの全長を長くすることであり、設備の大型化につながってしまう。
そこで特開平６−142843号公報では、設備の能力を最大限に利用するためにモールドへの注湯量とモールドコンベアの速度と型銑の目標冷却温度とから予め求めておいた冷却散水パターンに合わせて冷却散水量を調節する制御冷却方法が開示されている。また大気放冷帯の代わりに小さな液滴径の気水ミストによる冷却を行うこで冷却速度を大きくし、溶銑表層部に凝固シェルを形成する時間を短縮することで冷却を促進する方法が特開平４−52050 号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法では生産能力をあげるため、型銑冷却能力を向上させるにはモールドコンベアの長大化など設備の大型化が必要であり、設置コストのみならず、メンテナンスコストも大きくなってしまう。
また、特開平６−142843号公報に示される方法は冷却散水パターンを制御することで無駄な散水を抑制し、モールドの温度を下げすぎないことで離型剤塗布後の乾燥バーナの燃料節減などの効果はあるが、設備そのものの型銑冷却能力を向上させるものではないため、生産能力を上げるためにはやはり設備の大型化が必要となる。
【０００６】
特開平４−52050 号公報に開示された方法は、大気放冷の代わりに気水ミストによる冷却を行うことで溶銑の表面に凝固シェルが形成されるまでの伝熱係数を向上できるので冷却速度を大きくする方法であり、生産能力の向上に効果があるが、その後に引き続く散水冷却帯では上面は冷却水との直接接触による冷却になっているのに対し、モールドとの接触面はモールドを介しての冷却となっているため、散水の直接接触に比して冷却が弱い点は従来法と変わらない。
【０００７】
本発明は、さらに型銑の冷却能力を向上させることで、設備を大型化することなく型銑製造設備の生産能力を向上させることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
従来の方法では鋳銑機のモールド上で、注湯から凝固完了まで行っているため、最も伝熱効果の大きい水と型銑表面の直接接触が上面のみに限られ、モールドと接触している下面および側面は冷却速度を十分大きくすることができないとう問題があった。
【０００９】
そこで本発明者らは、冷却速度をあげるには、できるだけ早く型銑をモールドから離型し、型銑の全面で水と接触させて冷却速度を大きくすることが効果的であることに想到した。そして同時に、初期の冷却により離型が可能な程度に型銑の凝固シェルが十分強固になった時点で離型し、その後は別の冷却方法により型銑全面からの冷却を行うことで、設備的にもモールドコンベアの長大化を避けることができ、設備の大型化の必要がない型銑製造設備に想到したものである。
【００１０】
すなわち本発明は、モールド（型枠）内の溶銑を冷却して表層部に凝固シェルを有する型銑を製造する一次冷却帯と、該一次冷却帯で製造された型銑の全面を水冷却して完全に凝固させる二次冷却帯と、からなり、前記一次冷却帯が、モールドコンベアと気水ミストスプレーノズルとを有してなることを特徴とする型銑の製造装置である。この型銑の製造装置では、二次冷却帯が、上下に散水設備を有するメッシュベルト製コンベアであることが好ましい。
【００１１】
また本発明は、モールド（型枠）内の溶銑を冷却して表層部に凝固シェルを有する型銑を製造する一次冷却帯と、該一次冷却帯で製造された型銑の全面を水冷却して完全に凝固させる二次冷却帯と、からなり、前記二次冷却帯が、上下に散水設備を有するメッシュベルト製コンベアであることを特徴とする前記の型銑の製造装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る設備の構成を図１に示す。溶銑はトピードカー10等の溶銑輸送容器から樋９を通ってモールドコンベア18上のモールド１に注湯される。モールド内溶銑は、一次冷却として気水ミストスプレーノズル16から噴霧されるミストで冷却される。溶銑は表層部に凝固シェルが形成され、内部に未凝固の溶融部を有する凝固シェルからなる型銑となる。凝固シェルが、モールドコンベアから離型、落下しても破損しない程度にまで成長した状態で、型銑はモールドから離型される。型銑を離型したモールドはモールドコンベア下面を戻る途中で離型剤塗布装置７で離型剤が塗布されるが、モールドは従来の鋳銑機のような散水冷却帯を通過していないため、従来の鋳銑機に比べ高温であるため、乾燥バーナによる離型塗布剤の乾燥は省略することもできる。
【００１３】
離型した型銑５は二次冷却として全面から水冷却される。図１は型銑５がメッシュベルト製のコンベア13に載り、上下から散水設備３により散水冷却を行う例を示している。ここで、型銑５は全面を水と接触して水冷却を受けることが可能である。特にべルトコンベアにメッシュベルトを使用することにより、ベルト下方から型銑に散水をかけることができる。このほか二次冷却の方法としては、気水ミストを噴霧する方法や、ベルトコンベアの代わりに冷水槽内で浸漬冷却する方法もある。いずれの場合も一次冷却で強固な凝固シェルが形成されているため、二次冷却で水蒸気爆発を気にせず型銑の全面から冷却を行うことができ、従来より速いスピードで型銑を連続的に製造できる。
【００１４】
本発明によると、モールドコンベア上での冷却は凝固シェルを形成するまででよいので、モールドコンベアの長さは従来の鋳銑機に比べ大幅に短縮でき、かつ離型した後直ちに型銑全面から強冷却を行うことができたので、著しく冷却速度を大きくすることができた。
【００１５】
【実施例】
（実施例１）
実施例１に係る設備構成を図２に示した。
型銑製造設備は一次冷却帯（30ｍ）と、二次冷却帯（20ｍ）とからなり、全長50ｍである。
【００１６】
一次冷却帯には、多連につながったモールド１が 120枚配置され、下部に離型剤塗布装置７と乾燥バーナ８が配置され、モールドコンベア18から型銑を落下させても破損しない程度の凝固シェルを形成させ二次冷却帯に引き渡す役目を担う。モールド内溶銑は表面が完全に凝固していないので、散水冷却では水蒸気爆発する可能性がある。そこで、一次冷却帯では、水滴が迅速に蒸発できるように気水ミストスプレーノズル16を用いて液滴径を細かくした気水冷却を行った。
【００１７】
二次冷却帯（20ｍ）には、メッシュベルト13を用いて上下面スプレー冷却を行った。メッシュベルト13は例えばステンレス金網などで作られた、型銑支持ができる耐熱性のある孔の開いたベルトである。メッシュベルト13の下面から斜方ノズル17で冷却水を散布でき、型銑の上下両面から冷却できるので、従来法に比べて凝固する時間は短縮できる。
（実施例２）
実施例２に係る設備構成を図３に示した。
【００１８】
型銑製造設備は一次冷却帯（30ｍ）と、二次冷却帯（水冷槽）とからなる。
一次冷却帯には、多連につながったモールド１が120 枚配置され、下部に離型剤（石灰乳）塗布装置７が配置される。
実施例１と同様にモールドコンベア18から型銑５を落下させても破損しない程度の凝固シェルを形成し、型銑を二次冷却帯に引き渡す。一次冷却帯では、実施例１と同様に、水蒸気爆発対策として気水ミストスプレーノズル16を用いて気水冷却を行った。
【００１９】
型銑５は、冷却槽14の冷却液中に浸漬したコンベア上に落下させ、全面浸漬冷却し、コンベア末端から貨車に積み込む。
本実施例でモールド数を120 枚、モールドスピードを30m/min で型銑重量の5kg/個のとき生産量4000t/d の実績であった。
（比較例）
比較例に係る設備構成を図５に示した。
【００２０】
型銑製造設備は、多連につらなったモールド１が 230枚全長60ｍのモールドコンベア18に配置され、その下部に離型剤塗布装置７、乾燥バーナ８が配置される。
全長60ｍのモールドコンベアの大気放冷ゾーンは47ｍ、散水ノズルによる上方からの散水冷却（水量250t/h）ゾーンは13ｍである。
【００２１】
モールド数 230枚、モールドスピード15m/min で型銑重量5kg/個のとき、大気放冷時間３分、その後水冷 30secで型銑は完全に凝固する。このとき生産量は2000t/d であった。
表１に実施例１、２および比較例の結果をまとめた。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【発明の効果】
型銑内部に未凝固溶融部が存在する状態で離型するようにしたので、モールドコンベアが短縮され、かつ離型した後直ちに上下冷却を行ったので、従来に比べ冷却速度が早まり、全体として従来に比べて凝固時間を約半分に短縮でき、生産性を２倍に向上することができる。
【００２４】
さらに、モールド個数の削除、モールド内面の乾燥作業の省略などで操業費が削減された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る設備の概略説明図。
【図２】本発明の１実施例の説明図。
【図３】本発明の１実施例の説明図。
【図４】従来の方法の説明図。
【図５】比較例の説明図。
【符号の説明】
１モールド
２気水比ミストスプレー
３散水設備
４スプロケットホイール
５型銑
６貨車
７離型剤塗布装置
８乾燥バーナ
９樋
10 トピードカー
11 コンベア
12 ドライフォグ（気水冷却）
13 メッシュベルト
14 冷却槽
16 気水ミストスプレーノズル
17 斜方ノズル
18 モールドコンベア

Claims

モールド（型枠）内の溶湯を冷却して表層部に凝固シェルを有する型銑を製造する一次冷却帯と、該一次冷却帯で製造された型銑の全面を水冷却して完全に凝固させる二次冷却帯と、からなり、前記一次冷却帯が、モールドコンベアと気水ミストスプレーノズルとを有してなることを特徴とする型銑の製造装置。
モールド（型枠）内の溶湯を冷却して表層部に凝固シェルを有する型銑を製造する一次冷却帯と、該一次冷却帯で製造された型銑の全面を水冷却して完全に凝固させる二次冷却帯と、からなり、前記二次冷却帯が、上下に散水設備を有するメッシュベルト製コンベアであることを特徴とする型銑の製造装置。
前記二次冷却帯が、上下に散水設備を有するメッシュベルト製コンベアであることを特徴とする請求項１に記載の型銑の製造装置。