JP4844126B2

JP4844126B2 - 連続鋳造用モールドパウダー供給装置及び供給方法

Info

Publication number: JP4844126B2
Application number: JP2006000379A
Authority: JP
Inventors: 孝板倉; 理欧中込
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2006-01-05
Filing date: 2006-01-05
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2026-01-05
Also published as: JP2007181845A

Description

本発明は、連続鋳造用鋳型内の溶鋼表面にモールドパウダーを供給するためのモールドパウダーの供給装置及び供給方法に関するものである。

鋼の連続鋳造においては、鋳型内の溶鋼表面にＣａＯ及びＳｉＯ₂ を主成分とするモールドパウダーを供給しながら溶鋼を鋳型内に注入している。このモールドパウダーは、以下のような機能を有している。即ち、溶融し、鋳型内の溶鋼表面を覆って溶鋼と大気とを遮断する酸化防止剤としての機能、鋳型内の溶鋼表面を覆って溶鋼表面の温度低下を防止する保温剤としての機能、鋳型と凝固シェルとの間隙に流れ込んで鋳型と凝固シェルとの間を潤滑する潤滑剤としての機構、溶鋼中から浮上してくるアルミナなどの酸化物を吸収して溶鋼を清浄化する介在物吸収剤としての機能などを有し、連続鋳造の重要な役割を担っている。このような機能を十分に発揮させるためには、鋳型内の溶鋼表面の全面に亘って、モールドパウダーを一定以上の厚みで散布し、且つその厚みがおおむね均等であることが必要である。

従来、モールドパウダーの鋳型内投入は人手作業によって行われていたが、高温で且つ粉塵発生の多い悪環境下での作業であったので、最近では人手による作業に代えて、モールドパウダー供給装置が開発され、機械的な自動投入が一般的に行われている。

このモールドパウダー供給装置としては種々の型式の装置が開発されているが、その内の主要な１つとして、鋳型直上を水平方向に旋回するシュート或いは移送管の先端から鋳型内にモールドパウダーを散布する型式のモールドパウダー供給装置が開発されている。しかしながら、水平方向に旋回するシュート或いは移送管を用いてスラブ鋳片のような幅の広い鋳型に投入する場合、シュート或いは移送管の先端は円弧状軌跡をとるので、シュート或いは移送管の長さを長くしないと、図６に示すように、旋回角度（θ）が最大となる位置では鋳型内にモールドパウダーを投入できなくなるという問題が発生する。シュート或いは移送管の長さを十分長くして、旋回角度（θ）が小さい範囲で鋳型幅に対応するようにすればこの問題は解消されるが、鋳型の周囲には操作盤などの機器が存在し、他の機器との干渉によって十分な長さを確保できず、そのために、モールドパウダー供給装置を設置できなくなるといった問題が発生する。尚、図６は、２つの旋回シュートを有する従来のモールドパウダー供給装置のシュートの移動範囲を模式的に示す平面図であり、図中、５は旋回シュート、１６は鋳型、１７は浸漬ノズル、θは旋回角度である。

そこで、この問題を解決するためのモールドパウダー供給装置が提案されている。例えば、特許文献１には、モールドパウダー収納ホッパーと、該ホッパー内のモールドパウダーを移送管を介して鋳型内へ散布する散布装置と、を備えたモールドパウダー供給装置において、散布装置の輸送管を直列に２本以上連通接続し、搬送管と移送管との連結部及び搬送管相互の連結部を各々独立して水平方向に旋回可能としたモールドパウダー供給装置が提案されている。特許文献１によれば、搬送管がロボットアームの如く独立して自在に水平方向に旋回可能であるので、浸漬ノズルなどの存在の如何に拘わらず、鋳型平面内の溶鋼表面の任意の場所にモールドパウダーの散布が可能になるとしている。

特許文献２には、モールドパウダー投入シュートを旋回移動及び往復移動させる旋回手段と、該シュートと鋳型との相対距離の変動を修正するためのシュート進退調整手段と、モールドパウダーを切り出すとともに切り出したモールドパウダーを前記投入シュートに供給するためのパウダー供給手段と、を備えたモールドパウダー供給装置において、旋回動作過程における前記投入シュートの鋳型への対向角度を鋳型に対して常に直交させるためのシュート直交手段を設置したモールドパウダー供給装置が提案されている。特許文献２によれば、投入シュートの旋回位置に拘わらず、投入シュートは常に鋳型と直交し、且つ鋳型との相対距離が旋回位置に応じて修正されるので、モールドパウダーを目的とする場所に的確に投入することができるとしている。

特許文献３には、旋回可能で且つシュートの軸方向にスライドする、走行台車に設けられた投入シュートと、該投入シュートの旋回時に投入シュートの先端部を鋳型側部の上方に臨ませるための、走行台車の先端部近傍に設けられたガイドと、該ガイドと当接するための、投入シュートの下部に設けられた摺動部材と、前記投入シュートの上方に設けられたホッパーとパウダー貯蔵タンクとを接続するパウダー供給機と、前記投入シュート内に供給されたモールドパウダーを投入シュートから鋳型内に押し出すためのプッシャーと、を備えたモールドパウダー供給装置が提案されている。特許文献３によれば、シュートの動きを案内するためのガイドが走行台車に設置されているので、鋳型周辺のスペース的自由度が大きくなり鋳造作業上好ましく、また、ガイドが走行台車上に設置されているので、摺動部材との当接に際してその形状を最適な構造とすることが自由にでき、ガイドと摺動部材との当接時の摺動ズレ、ムラなどの発生がなく、目的の位置にモールドパウダーを投入することができるとしている。
特開平８−１６４４５６号公報特開平１１−２３９８５３号公報特開平１１−２３９８５４号公報

上記特許文献１〜３により、旋回するシュート或いは移送管を有するモールドパウダー供給装置であっても、鋳型内の所定の位置に、的確に且つ均一にモールドパウダーを投入できるようになった。特に特許文献１によれば、鋳型中心部に浸漬ノズルが設置されていても、或いは湯面レベル計である渦流計センサーが設置されていても、投入管の先端部はこれらを迂回して移動できるので、鋳型内溶鋼湯面の全ての場所に、正確にしかも均一に投入することが可能となった。

しかしながら、特許文献１〜３に提案されたモールドパウダー供給装置は設備が複雑であり、設備費が嵩むという問題点があった。

一方、本発明者等の経験から、粉体状のモールドパウダーを散布した場合には、モールドパウダーが微粉であることから安息角が小さく、鋳型の幅方向でおおむね均一に散布すれば、鋳型の幅方向及び厚み方向でおおむね均一な厚みのモールドパウダー層が得られることが分かった。つまり、粉体状のモールドパウダーを使用した場合には、均一な厚みのモールドパウダーを得る上で、鋳型の厚み方向の投入位置は余り考慮する必要のないことが分かった。換言すれば、上記の特許文献１〜３のように鋳型の厚み方向でモールドパウダーの散布量を制御する必要はないことが分かった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、旋回式のシュートの先端から幅広の鋳型内にモールドパウダーを投入するに当たり、シュートの長さを長くしなくても、また、渦流計センサーが設置されていても渦流計センサーに干渉することなく、幅広の鋳型内にモールドパウダーを散布することのできる、極めて安価な連続鋳造用モールドパウダー供給装置及びそれを用いた連続鋳造用モールドパウダーの供給方法を提供することである。

上記課題を解決するための第１の発明に係る連続鋳造用モールドパウダー供給装置は、モールドパウダーを収納するホッパーと、該ホッパー内のモールドパウダーを切り出す切り出し装置と、切り出されたモールドパウダーを鋳型内に散布する旋回式の旋回シュートと、を備えた連続鋳造用モールドパウダー供給装置において、前記旋回シュートの先端部位は、一端が該旋回シュートに回転可能に接続され、他端である先端部が上下方向に作動可能な可動式先端シュートで構成されており、該可動式先端シュートは自重によって鉛直下方方向へ折れ曲がり、該可動式先端シュートの先端部は、前記折れ曲がりによる鋳型の長辺面との接触により、前記旋回シュートの旋回位置に応じて上下方向に作動可能であることを特徴とするものである。

第２の発明に係る連続鋳造用モールドパウダー供給装置は、第１の発明において、前記旋回シュートは、鋳型内に挿入される浸漬ノズルを挟んで鋳型幅方向の左右両側にそれぞれ１基ずつ配置されることを特徴とするものである。

第３の発明に係る連続鋳造用モールドパウダーの供給方法は、第１または第２の発明に記載の連続鋳造用モールドパウダー供給装置を用いた連続鋳造用モールドパウダーの供給方法であって、前記旋回シュートと前記鋳型の長辺面とが直交する位置関係のときには、該旋回シュートと前記可動式先端シュートとの接合点を、鋳型の長辺面よりも鋳型の内部空間側に突出させた位置とし、可動式先端シュートは、鋳型の長辺面に接触せず、自重によって鉛直下方方向に折れ曲がり、前記旋回シュートと前記可動式先端シュートとの接合点が、鋳型の長辺面よりも前記モールドパウダー供給装置の設置側の位置では、可動式先端シュートは自重によって鋳型の長辺面の上端と接触し、斜め下方を向いた方向に折れ曲がるように、連続鋳造用モールドパウダー供給装置を調整した上で、該連続鋳造用モールドパウダー供給装置を介して鋳型内の溶鋼表面にモールドパウダーを散布することを特徴とするものである。

本発明によれば、モールドパウダーを鋳型内に散布するための旋回シュートの先端部が自重による上下方向への可動式になっているので、旋回シュートの先端部は旋回シュートの旋回位置に応じて鋳型上端と接触して上下方向に作動する。つまり、旋回シュートの先端部が旋回位置に応じて上下方向に作動することで、旋回シュートの水平面への投影形状で見ると、先端部の上下方向への作動に応じてあたかも旋回シュートの長さが伸縮するように変化する。換言すれば、水平面における旋回シュート先端部の軌跡は、単一の半径の円弧ではなく、旋回シュートと鋳型との位置関係に応じて変化する。これにより、旋回シュートからのモールドパウダーの落下位置は、旋回シュートの旋回位置に拘わらず余り変化しなくなり、鋳型厚み方向の中央部にモールドパウダーを散布することが可能となる。また、旋回シュートの長さがあたかも伸縮するように変化するので、旋回シュート全体の長さを、従来の一定半径の軌跡を有する旋回シュートの場合に比べて大幅に短くすることが可能となる。更に、旋回シュートの先端部を自重を利用した上下方向への可動式とするだけであるので、この発明の実施に必要な設備費は極めて安価で、製造コストを上昇させることはない。

以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図１〜２は、本発明の実施の形態例を示す図であって、図１は、本発明に係る連続鋳造用モールドパウダー供給装置の概略側面図、図２は、本発明に係る連続鋳造用モールドパウダー供給装置の概略平面図である。尚、図２では装置の一部を省略している。

図１及び図２において、連続鋳造設備の鋳造床１４の連続鋳造用鋳型１６の近傍にモールドパウダー供給装置１が配置されている。モールドパウダー供給装置１には、車輪１３，１３Ａが設置されていて、鋳造床１４に設けた軌道（図示せず）の上を鋳型１６の長辺面１６Ａに対して直交する方向に移動可能となっている。モールドパウダー供給装置１は、モールドパウダーを収納するホッパー２と、ホッパー２の下部に設置された、ホッパー２に収納されたモールドパウダーを切り出すための切り出し装置３と、切り出し装置３により切り出されたモールドパウダーを２基の旋回シュート５，５に分配・供給する分配シュート４と、分配・供給されたモールドパウダーを鋳型１６に散布する旋回シュート５と、旋回シュート５を振動させて旋回シュート５に供給されたモールドパウダーを旋回シュート５の先端部側に移動させるための振動発生器１１と、旋回シュート５を水平方向に旋回させるための電動機１２と、を備えている。

旋回シュート５は、タンディッシュ１５の底部に取り付けられ、鋳型１６の中央部に挿入・配置される浸漬ノズル１７に干渉されないようにするために、浸漬ノズル１７を挟んで鋳型１６の幅方向の左右にそれぞれ１基ずつ配置されている。振動発生器１１及び電動機１２も同様に鋳型１６の幅方向の左右にそれぞれ１基ずつ配置されている。

旋回シュート５は、シュート本体７と、シュート本体７の先端に連結する固定式先端シュート８と、固定式先端シュート８の先端に接続する可動式先端シュート９とで構成され、シュート本体７の分配シュート４の直下位置には、分配シュート４から供給されるモールドパウダーを受けるための受口６が設置されている。つまり、受口６から旋回シュート５に供給されたモールドパウダーは、シュート本体７、固定式先端シュート８、可動式先端シュート９を順に経由して、可動式先端シュート９の先端から鋳型内の溶鋼１９の表面に散布されるようになっている。

固定式先端シュート８及び可動式先端シュート９の拡大図を図３に示す。図３は固定式先端シュートと可動式先端シュートとの接続状態を示す図で、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は側面図である。図３に示すように、可動式先端シュート９は、リベット１０によって固定式先端シュート８に取り付けられていて、可動式先端シュート９は、リベット１０を回転軸として固定式先端シュート８に対して回転可能となっている。つまり、可動式先端シュート９の先端部９Ａは、リベット１０を回転軸として可動式先端シュート９の自重によって上下方向に作動可能な構造になっている。尚、固定式先端シュート８はシュート本体７に固定して接続されている。また、図示の例では、可動式先端シュート９と固定式先端シュート８との取り付けはリベット１０を介してなされているが、取り付け手段はリベットに限定されるものではなく、可動式先端シュート９が鉛直方向に対して傾斜する方向に回転しうるように取り付ける手段であれば、他の手段であってもよい。

このような構成の本発明に係るモールドパウダー供給装置１を用いて鋳型１６にモールドパウダーを供給する際の旋回シュート５の作動状況を図面を用いて説明する。

図４は、旋回シュート５が、前述した図２の実線で示す位置に旋回したときの、旋回シュート５の先端部の作動状況を示す概略図である。旋回シュート５がこの位置に存在するときには、図２及び図４に示すように、固体式先端シュート８と可動式先端シュート９との接合点であるリベット１０の設置位置は、鋳型１６の長辺面１６Ａよりも鋳型１６の内部空間側に突出した位置となるので、可動式先端シュート９は鋳型１６の長辺面１６Ａに接触せず、可動式先端シュート９は自重によって鉛直下方方向に折れ曲がる。この場合には、旋回シュート５に供給されたモールドパウダーは、固定式先端シュート８から鋳型内に散布される。尚、図２に示す旋回シュート５では可動式先端シュート９を曲げずに表示している。

また、浸漬ノズル１７の近傍に湯面レベル計側用の渦流計センサー１８を設置すれば、渦流計センサー１８と旋回シュート５とは接触することがなく、渦流計センサー１８の存在如何に拘わらず、旋回シュート５から鋳型１６にモールドパウダーを散布することができる。この観点から、少なくとも旋回シュート５と鋳型１６の長辺面１６Ａとが直交する位置関係のときには、可動式先端シュート９が鉛直下方方向を向くように、モールドパウダー供給装置１を設計・調整することが好ましい。このように調整した上で、旋回シュート５と鋳型１６の長辺面１６Ａとが直交する位置近傍に渦流計センサー１８を配置すれば、渦流計センサー１８による干渉を受けずに、旋回シュート５から鋳型１６にモールドパウダーを散布することができる。通常、渦流計センサー１８は、湯面変動が安定していることから浸漬ノズル１７の近傍に設置されることが多い。

図５は、旋回シュート５が、前述した図２の破線で示す位置に旋回したときの、旋回シュート５の先端部の作動状況を示す概略図である。旋回シュート５がこの位置に存在するときには、図２及び図５に示すように、固体式先端シュート８と可動式先端シュート９との接合点であるリベット１０の設置位置は、鋳型１６の長辺面１６Ａよりもモールドパウダー供給装置１の設置側の位置となるので、つまり、リベット１０の設置位置が鋳型１６の内部空間に届かないので、可動式先端シュート９は自重によって鉛直下方方向に折れ曲がるが、可動式先端シュート９が鋳型１６の長辺面１６Ａの上端と接触するので、可動式先端シュート９は斜め下方を向いた方向に折れ曲がる。この場合には、旋回シュート５に供給されたモールドパウダーは、可動式先端シュート９から鋳型内に散布される。

旋回シュート５は、モールドパウダーを鋳型１６に散布する際に、図２の実線で示す位置と破線で示す位置との間を往復旋回するので、可動式先端シュート９は、図４に示す鉛直下方方向から図５に示す鉛直斜め下向き方向の間を、旋回シュート５の旋回に伴って上下方向に作動することになる。つまり、旋回シュート５の先端部が旋回位置に応じて上下方向に作動することで、旋回シュート５の水平面への投影形状で見ると、可動式先端シュート９の上下方向への作動状態に応じてあたかも旋回シュート５の長さが伸縮するように変化するので、旋回シュート５からのモールドパウダーの落下位置は、旋回シュート５の旋回位置に拘わらず余り変化しなくなり、鋳型１６の厚み方向の中央部にモールドパウダーを散布することが可能となる。散布されたモールドパウダーは安息角が小さいので鋳型１６の厚み方向に分散する。当然ではあるが、可動式先端シュート９が鋳型１６の長辺面１６Ａと接触しない範囲では、可動式先端シュート９は鉛直下方を向いたままであり、旋回シュート５の長さは一定で、伸縮するようには変化しない。

また、旋回シュート５が、その長さをあたかも伸縮するように変化するので、旋回シュート５の全体の長さを、従来の一定半径の軌跡を有する旋回シュートの場合に比べて大幅に短くすることが可能となる。因みに、鋳型幅が２３００ｍｍのスラグ連続鋳造設備において、旋回シュート５の長さを１７００ｍｍ程度にすることができた。また更に、旋回シュート５の先端部を自重による可動式とするだけであるので、極めて安価な設備費で対処することができる。

尚、本発明は上記説明に限るものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記説明では、モールドパウダー供給装置１が鋳造床１４を移動可能であるが、固定させてもよい。また、ホッパーを２基設置し、それぞれの旋回シュート５に個別にモールドパウダーを供給するようにしてもよい。

本発明に係る連続鋳造用モールドパウダー供給装置の概略側面図である。本発明に係る連続鋳造用モールドパウダー供給装置の概略平面図である。本発明に係る連続鋳造用モールドパウダー供給装置の固定式先端シュートと可動式先端シュートとの接続状態を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。旋回シュートが、図２の実線で示す位置に旋回したときの旋回シュートの先端部の作動状況を示す概略図である。旋回シュートが、図２の破線で示す位置に旋回したときの旋回シュートの先端部の作動状況を示す概略図である。２つの旋回シュートを有する従来のモールドパウダー供給装置のシュートの移動範囲を模式的に示す平面図である。

符号の説明

１モールドパウダー供給装置
２ホッパー
３切り出し装置
４分配シュート
５旋回シュート
６受口
７シュート本体
８固定式先端シュート
９可動式先端シュート
１０リベット
１１振動発生器
１２電動機
１３車輪
１４鋳造床
１５タンディッシュ
１６鋳型
１７浸漬ノズル
１８渦流計センサー
１９溶鋼

Claims

モールドパウダーを収納するホッパーと、該ホッパー内のモールドパウダーを切り出す切り出し装置と、切り出されたモールドパウダーを鋳型内に散布する旋回式の旋回シュートと、を備えた連続鋳造用モールドパウダー供給装置において、前記旋回シュートの先端部位は、一端が該旋回シュートに回転可能に接続され、他端である先端部が上下方向に作動可能な可動式先端シュートで構成されており、該可動式先端シュートは自重によって鉛直下方方向へ折れ曲がり、該可動式先端シュートの先端部は、前記折れ曲がりによる鋳型の長辺面との接触により、前記旋回シュートの旋回位置に応じて上下方向に作動可能であることを特徴とする連続鋳造用モールドパウダー供給装置。
前記旋回シュートは、鋳型内に挿入される浸漬ノズルを挟んで鋳型幅方向の左右両側にそれぞれ１基ずつ配置されることを特徴とする、請求項１に記載の連続鋳造用モールドパウダー供給装置。
請求項１または請求項２に記載の連続鋳造用モールドパウダー供給装置を用いた連続鋳造用モールドパウダーの供給方法であって、
前記旋回シュートと前記鋳型の長辺面とが直交する位置関係のときには、該旋回シュートと前記可動式先端シュートとの接合点を、鋳型の長辺面よりも鋳型の内部空間側に突出させた位置とし、可動式先端シュートは、鋳型の長辺面に接触せず、自重によって鉛直下方方向に折れ曲がり、
前記旋回シュートと前記可動式先端シュートとの接合点が、鋳型の長辺面よりも前記モールドパウダー供給装置の設置側の位置では、可動式先端シュートは自重によって鋳型の長辺面の上端と接触し、斜め下方を向いた方向に折れ曲がるように、連続鋳造用モールドパウダー供給装置を調整した上で、
該連続鋳造用モールドパウダー供給装置を介して鋳型内の溶鋼表面にモールドパウダーを散布することを特徴とする、連続鋳造用モールドパウダーの供給方法。