JP4882406B2 - Cooling grid equipment for continuous casting machine and method for producing continuous cast slab - Google Patents
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Description
本発明は、連続鋳造機の鋳型直下に設置される、鋳片を支持・冷却するためのクーリンググリッド設備、並びに、このクーリンググリッド設備の設置された連続鋳造機を用いた鋳片の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a cooling grid facility for supporting and cooling a slab installed immediately below a mold of a continuous casting machine, and a slab manufacturing method using the continuous casting machine in which the cooling grid facility is installed. Is.
鋼の連続鋳造においては、取鍋からタンディッシュに注入された溶鋼は、タンディッシュの底部に設置された浸漬ノズルを介して水冷式の鋳型に注入され、その後、鋳型によって形成された凝固シェルを外殻とする鋳片が、冷却されながら鋳型下方に連続的に引き抜かれ、連続鋳造鋳片が製造されている。この場合、先ず、鋳型においては、溶鋼は鋳型と接することによって冷却され、凝固シェルを形成する。その後、鋳型を抜けた鋳片は、ガイドロール、クーリンググリッド、クーリングプレートなどから構成される鋳片支持・案内装置によって支持されながらピンチロールによって鋳造方向に引き抜かれる。鋳片支持・案内装置によって支持されることにより、鋳片の厚み方向への膨らみ(「バルジング」という)が防止される。この鋳片支持・案内装置には水スプレーノズルやエアーミストスプレーノズルなどのスプレーノズル(以下、単に「スプレーノズル」と記載の場合には、水スプレーノズルとエアーミストスプレーノズルの両方を指すものとする)が配置されており、このスプレーノズルから噴霧される冷却水によって冷却されながら鋳片は引き抜かれ、やがて中心部までの凝固を完了させる。その後、連続鋳造機の機端に設置された鋳片切断機によって所定の長さに切断され、連続鋳造鋳片が製造される。 In continuous casting of steel, molten steel poured from a ladle into a tundish is poured into a water-cooled mold through an immersion nozzle installed at the bottom of the tundish, and then the solidified shell formed by the mold is used. The cast slab as the outer shell is continuously drawn below the mold while being cooled, and a continuous cast slab is manufactured. In this case, first, in the mold, the molten steel is cooled by contacting the mold to form a solidified shell. Thereafter, the slab that has passed through the mold is pulled out in the casting direction by a pinch roll while being supported by a slab support / guide device including a guide roll, a cooling grid, a cooling plate, and the like. By being supported by the slab support / guide device, swelling of the slab in the thickness direction (referred to as “bulging”) is prevented. This slab support / guide device includes a spray nozzle such as a water spray nozzle or an air mist spray nozzle (hereinafter simply referred to as “spray nozzle” means both a water spray nozzle and an air mist spray nozzle). The slab is pulled out while being cooled by the cooling water sprayed from the spray nozzle, and eventually solidification to the center is completed. Then, it cut | disconnects to predetermined length with the slab cutting machine installed in the machine end of the continuous casting machine, and a continuous casting slab is manufactured.
ところで、近年、製造コストを削減するべく、生産性の向上が以前にも増して要求されており、連続鋳造プロセスにおいては、製造ラインのスピード即ち鋳造速度の高速化が行われている。この鋳造速度の高速化を実現するには、様々な問題を解決する必要があるが、その中でも特に、鋳片を鋳型直下でより効率的に冷却し且つ支持する技術が必要となっている。高速鋳造下では、鋳型直下における凝固シェルの厚みが薄くなり、この凝固シェルが破れてブレークアウトが発生したり、或いは、凝固シェルの破れまでには至らないものの、鋳片が鋳型直下で溶鋼静圧によってバルジングしてしまい、これによって鋳型内の溶鋼湯面が上下に変動してモールドパウダーが凝固シェルに巻き込まれ、品質欠陥が発生したりするなどの問題が生じる。つまり、鋳型直下において、バルジングが生じないように凝固シェル厚みの薄い鋳片を支持しながら、且つ、効率良く鋳片を冷却する方法が求められている。 By the way, in recent years, in order to reduce the manufacturing cost, improvement in productivity has been demanded more than ever before, and in the continuous casting process, the speed of the manufacturing line, that is, the casting speed has been increased. In order to realize this high casting speed, it is necessary to solve various problems. In particular, a technique for more efficiently cooling and supporting the slab directly under the mold is required. Under high-speed casting, the thickness of the solidified shell immediately below the mold becomes thin, and this solidified shell breaks and breakout occurs, or the solidified shell does not break. Due to the pressure, bulging occurs, and the molten steel surface in the mold fluctuates up and down, and mold powder is caught in the solidified shell, resulting in problems such as quality defects. That is, there is a need for a method for efficiently cooling a slab directly under the mold while supporting a slab having a thin solidified shell thickness so that bulging does not occur.
従来、鋳片を鋳型直下で支持する方式としては、大きく分けて、ロール方式、クーリングプレート方式、クーリンググリッド方式の3種類に分類される(例えば、非特許文献1参照)。 Conventionally, methods for supporting a slab directly under a mold are roughly classified into three types: a roll method, a cooling plate method, and a cooling grid method (see, for example, Non-Patent Document 1).
ロール方式では、鋳造方向に隣り合うロールの隙間にスプレーノズルを設置し、スプレーノズルから噴霧される冷却水によって鋳片を冷却しながらロールで鋳片を支持する。この場合、鋳片を冷却する観点からは、ロール径を大きくしてロール間隔を拡大させ、鋳片の水冷される面積を広くすることが望ましいが、このようにすると鋳片を支持する間隔が広がるため、バルジングしやすくなってしまうという問題がある。また、ロールと鋳片とは線接触であるため、面で支持する他の2つの方式に比べて鋳片の支持面積が小さいという基本的な問題もある。 In the roll method, a spray nozzle is installed in a gap between adjacent rolls in the casting direction, and the slab is supported by the roll while cooling the slab with cooling water sprayed from the spray nozzle. In this case, from the standpoint of cooling the slab, it is desirable to increase the roll diameter to increase the roll interval and widen the area of the slab that is water-cooled. Since it spreads, there is a problem that it becomes easy to bulge. Moreover, since the roll and the slab are in line contact, there is also a basic problem that the slab support area is small compared to the other two methods of supporting by the surface.
クーリングプレート方式では、鋳片の幅方向全体を1つのプレートで支持しており、このプレートは、その内部に冷却水の流れる流路が形成された水冷構造であり、鋳片と接触して鋳片を間接的に冷却するとともに、プレートの表面から鋳片に向けて水を噴出して鋳片を直接冷却する機能をも備えている。このように、クーリングプレート方式では、鋳片の幅方向全体を大きな1つのプレートで支持しており、鋳片のバルジング防止には非常に有効な方式であるが、鋳片を直接冷却する面積が小さいので、鋳片の冷却効率が悪いという問題がある。また、ブレークアウトが発生した場合、プレート表面から噴射された水が鋳片を冷却した後に発生する蒸気の逃げ場がないため、水蒸気爆発が発生する危険性が高く、操業上にもまた安全上にも問題がある。更に、プレートが大きく、しかも一体構造であるため、加工及び補修が難しいことも大きな問題である(例えば、特許文献1参照)。 In the cooling plate method, the entire width of the slab is supported by a single plate, and this plate has a water cooling structure in which a flow path for cooling water is formed. In addition to indirectly cooling the piece, it also has a function of directly cooling the slab by ejecting water from the surface of the plate toward the slab. Thus, in the cooling plate method, the entire width direction of the slab is supported by one large plate, which is a very effective method for preventing bulging of the slab, but the area for directly cooling the slab is small. Since it is small, there exists a problem that the cooling efficiency of slab is bad. Also, when a breakout occurs, there is no escape point for the steam generated after the water sprayed from the plate surface cools the slab, so there is a high risk of a steam explosion, which is also safe for operation. There is also a problem. Furthermore, since the plate is large and has an integral structure, it is also a big problem that processing and repair are difficult (see, for example, Patent Document 1).
クーリンググリッド方式は、鋳片と直接接触しこれを支持するためのウェアプレートと、ウェアプレートを支持するバックフレームと、ウェアプレートの隙間に設置される水スプレーノズルと、で構成されており、千鳥配置された多数のウェアプレートが鋳片を支持し、且つ、多数の水スプレーノズルから噴射された冷却水によって鋳片を直接冷却しており、鋳片の支持面積を確保すると同時に、鋳片の直接冷却の面積を確保するという両方を兼ね備えた設備である(例えば、特許文献2及び特許文献3参照)。
しかしながら、従来のクーリンググリッド方式の設備を精査検討したところ、従来のクーリンググリッド設備には以下に示す問題があることが判明した。 However, a careful examination of conventional cooling grid type equipment revealed that the conventional cooling grid equipment has the following problems.
即ち、従来のクーリンググリッド設備では、鋳片の冷却は、主に隣り合うウェアプレートの隙間に設置された水スプレーノズルから噴射される冷却水によって行われており、鋳片を支持するためのウェアプレートと鋳片との接触部には冷却水が直接当たらず、この部分の冷却能力が弱く、現状で求められている高速鋳造時にはクーリンググリッド設備全体の冷却能力が不十分であるという問題である。これは、ウェアプレート自体は、水冷構造ではなく、ウェアプレートの隙間に設置される水スプレーノズルから噴霧されるスプレー水によって冷却されており、鋳片とウェアプレートとの接触部はウェアプレートによる間接冷却になるからである。 That is, in the conventional cooling grid equipment, the slab is cooled mainly by the cooling water sprayed from the water spray nozzle installed in the gap between the adjacent wear plates. The cooling water is not directly applied to the contact part between the plate and the slab, and the cooling capacity of this part is weak, and the cooling capacity of the entire cooling grid equipment is insufficient at the time of high speed casting that is currently required. . This is because the wear plate itself is not a water cooling structure, but is cooled by spray water sprayed from a water spray nozzle installed in the gap of the wear plate, and the contact portion between the slab and the wear plate is indirectly by the wear plate. This is because it becomes cooling.
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、鋳型直下の鋳片支持をクーリンググリッド方式で実施するに当たり、鋳片の支持面積を十分に確保すると同時に、鋳片の冷却能力を向上させた連続鋳造機用クーリンググリッド設備を提供することであり、また、このクーリンググリッド設備を備えた連続鋳造機を用いて連続鋳造鋳片を製造する方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to ensure a sufficient support area of the slab when the slab support just below the mold is carried out by the cooling grid method, and at the same time, It is to provide a cooling grid facility for a continuous casting machine with improved cooling capacity, and to provide a method for producing a continuous cast slab using a continuous casting machine equipped with this cooling grid facility.
本発明者等は、上記課題を解決すべく、鋭意検討・研究を行った。以下に、検討・研究結果を説明する。 The present inventors have intensively studied and studied in order to solve the above problems. The results of the examination and research are explained below.
クーリンググリッド設備の冷却能力を高める手段の1つとして、クーリンググリッド設備の全体の面積に占めるウェアプレートの面積割合を低下させ、噴霧されるスプレー水で直接冷却される面積割合を拡大する方法が考えられる。しかしながら、クーリンググリッド設備の全体の面積に占めるウェアプレートの面積割合は20%から60%程度であり、鋳片を安定して支持する観点からは、この面積割合を現状よりも大幅に減ずることは困難である。そこで本発明では、クーリンググリッド設備の冷却能力を高める手段として、スプレーで直接冷却される部分の冷却能力を一層向上させることを検討した。 One way to increase the cooling capacity of the cooling grid equipment is to reduce the area ratio of the wear plate in the total area of the cooling grid equipment and to increase the area ratio directly cooled by the spray water sprayed. It is done. However, the area ratio of the wear plate in the total area of the cooling grid equipment is about 20% to 60%. From the viewpoint of stably supporting the slab, this area ratio can be greatly reduced from the current level. Have difficulty. Therefore, in the present invention, as a means for increasing the cooling capacity of the cooling grid equipment, it has been studied to further improve the cooling capacity of the portion directly cooled by the spray.
実操業の鋳型直下で使用しているクーリンググリッド設備、即ち、ウェアプレートと水スプレーノズルとを組み合わせた構造を模擬した実験装置を製作し、この実験装置において、実操業で使用している水スプレーノズルを他の形式のノズルに変更し、このノズルを用いて加熱した鋼材を冷却する実験を行い、各条件における冷却能力を比較評価した。 The cooling grid equipment used directly under the mold of the actual operation, that is, an experimental device that simulates the structure combining the wear plate and the water spray nozzle is manufactured, and the water spray used in the actual operation in this experimental device. The nozzle was changed to another type of nozzle, and an experiment was conducted to cool the heated steel material using this nozzle, and the cooling capacity under each condition was compared and evaluated.
その結果、シャワー状の水流群を形成する、図1に示すノズル(以下、「冷却水供給ノズル」と称す)が、冷却能力に優れていることが判明した。図1は、本発明で採用した冷却水供給ノズルの1例を示す概略図で、(A)は正面図、(B)は側面断面図である。但し、図1(B)は、図1(A)のX−X’断面図である。 As a result, it was found that the nozzle shown in FIG. 1 (hereinafter referred to as “cooling water supply nozzle”) that forms a shower-like water flow group is excellent in cooling capacity. 1A and 1B are schematic views showing an example of a cooling water supply nozzle employed in the present invention, where FIG. 1A is a front view and FIG. 1B is a side sectional view. However, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line X-X ′ of FIG.
図1に示すように、冷却水供給ノズル15は、箱状のノズルヘッド16と、整流孔19を有する冷却水供給配管18とから構成され、ノズルヘッド16の前面には複数のノズル孔17が設けられており、これらのノズル孔17からシャワー状に冷却水が噴出する。冷却水供給配管18は、その先端がノズルヘッド16の箱部内に貫通接続され、その側面部に複数の整流孔19を有した閉端管で形成されている。この構造は、ノズルヘッド16の前面に設けられた複数のノズル孔17から冷却水が均一に噴出するための整流機能とヘッダー機能とを持たせたものである。尚、この冷却水供給ノズル15に対して実操業で使用している水スプレーノズルは、一般にフルコーン型水スプレーノズルと呼ばれるもので、冷却水を円錐状に噴霧するものである。
As shown in FIG. 1, the cooling
1200℃に保持した電気炉で冷却用の鋼材を約1時間加熱した後、この鋼材を取り出し、実験装置に固定して冷却を開始した。冷却中、鋼材の温度変化を鋼材に埋め込んだ熱電対により計測した。そして、この温度計測値をパーソナルコンピュータで読み込み、数値計算と組み合わせて鋼材表面における熱伝達率を算出した(実験方法の詳細は、実施例1で後述する)。 The steel material for cooling was heated for about 1 hour in an electric furnace maintained at 1200 ° C., and then the steel material was taken out and fixed to an experimental apparatus to start cooling. During cooling, the temperature change of the steel material was measured with a thermocouple embedded in the steel material. And this temperature measurement value was read with the personal computer, and the heat transfer coefficient in the steel material surface was calculated in combination with the numerical calculation (details of the experimental method will be described later in Example 1).
その結果、従来の水スプレーノズルを用いる場合よりも、上記のシャワー状の水流群を形成する冷却水供給ノズル15を用いた場合の方が、熱伝達率が大幅に向上し、クーリンググリッド設備における鋳片の冷却能力を強化できることが分かった。この場合、シャワー状水流群の本数密度は、0.08本/cm2 以上とすることが好適であることが分かった。シャワー状水流群の本数密度が0.08本/cm2 未満では、水流によって冷却される部位が少なくなり、冷却能力が低下するからである。ここで、シャワー状水流群の本数密度とは、1つの冷却水供給ノズル15から噴出したシャワー状の冷却水流の本数をウェアプレート間隙の面積で除した値であり、ウェアプレート間隙の面積は、「ウェアプレート間隙の面積=(鋳片幅方向に隣り合うウェアプレートの間隙長さ)×(鋳造方向に隣り合うウェアプレートの間隙長さ)」で定義する。
As a result, the heat transfer coefficient is significantly improved when the cooling
また、冷却水供給ノズル15のノズル孔17から噴出する冷却水の吐出流速を2.0m/秒以上とすることが好適であることが分かった。冷却水の吐出流速が2.0m/秒未満の場合には、水流が鋳片に達するまでの間に垂下するため冷却能力が低下するからである。また更に、冷却水供給ノズル15からウェアプレート間隙へ噴出する冷却水の水量密度を、1000リットル/分・m2 から6000リットル/分・m2 の範囲内とすると好適であることも分かった。水量密度が1000リットル/分・m2未満であると、水量そのものが少ないために冷却能が上がらず、一方、水量密度が6000リットル/分・m2 を超えると、ウェアプレートの間隙に冷却水が滞留し、新たに供給された冷却水が鋳片に達しにくくなるためである。ここで冷却水の水量密度とは、1つの冷却水供給ノズル15から噴出した冷却水の1分間当たりの流量をウェアプレート間隙の面積で除した値である。ウェアプレート間隙の面積は上記の通りである。
Moreover, it turned out that it is suitable for the discharge flow velocity of the cooling water ejected from the
また、この冷却水供給ノズル15において、鋳片とウェアプレートとの境界部に向けて水流を噴射させるノズル孔をノズルヘッド16に追加配置することで、冷却能が向上することが分かった。ここでは、鋳片とウェアプレートとの境界部に向けて水流を噴射させるノズル孔を追加配置したものを冷却水供給ノズル15Aと表示し、冷却水供給ノズル15と区別する。
Moreover, in this cooling
具体的には、図2に示すように、冷却水供給ノズル15Aのノズルヘッド16の外周部に、複数の傾角付ノズル孔26、つまり鋳片とウェアプレートとの境界部に向けて傾斜させた傾角付ノズル孔26を追加配置し、ウェアプレート間隙領域内の外周部並びにウェアプレート側面にも水流を衝突させて、これらの部分の冷却を同時に行うものである。ここで、図2は、本発明で採用した冷却水供給ノズルの他の例を示す概略図で、(A)は正面図、(B)は側面断面図であり、冷却水供給ノズル15Aは、傾角付ノズル孔26の追加配置以外の構造は図1に示す冷却水供給ノズル15と同一構造であり、同一の部分は同一符号で表している。但し、図2(B)は、図2(A)のX−X’断面図である。
Specifically, as shown in FIG. 2, the outer periphery of the
この冷却水供給ノズル15Aからウェアプレート間隙へ噴出する冷却水の最適水量密度は、傾角付ノズル孔26が追加配置されることによって冷却水供給ノズル15の水量密度よりも多くなり、2000リットル/分・m2 以上8000リットル/分・m2 以下の範囲内とすると好適であることが分かった。水量密度が2000リットル/分・m2未満であると、水量そのものが少ないために冷却能が上がらず、一方、水量密度が8000リットル/分・m2 を超えると、ウェアプレートの間隙に冷却水が滞留し、新たに供給された冷却水が鋳片に達しにくくなるためである。
The optimal water density of the cooling water ejected from the cooling
更に、冷却能を向上させるために、ウェアプレート自体にも冷却機能を付与させることが好適であることが分かった。具体的には、ウェアプレートの鋳片と接触する側に複数個の溝を設けるとともに、この溝の部分に、溝の内部に向けて冷却水を噴射するための噴出孔を設け、噴出孔から噴射する冷却水によって鋳片を冷却する型式のウェアプレートを用いることである。 Furthermore, in order to improve cooling capacity, it turned out that it is suitable to give a cooling function also to the wear plate itself. Specifically, a plurality of grooves are provided on the side of the wear plate that comes into contact with the slab, and an injection hole for injecting cooling water toward the inside of the groove is provided in the groove portion. It is to use a type of wear plate that cools the slab with the cooling water to be sprayed.
本発明は、上記検討結果に基づいてなされたものであり、第1の発明に係る連続鋳造機用クーリンググリッド設備は、連続鋳造機の鋳型直下に設置される連続鋳造機用クーリンググリッド設備であって、鋳片と接触して鋳片を支持するウェアプレートの間隙に、箱状のノズルヘッドと、整流孔を有する冷却水供給配管と、から構成される冷却水供給ノズルであって、前記ノズルヘッドの前面には複数のノズル孔が設けられており、これらのノズル孔から鋳片に向けてシャワー状の水流群を噴出して鋳片を冷却する冷却水供給ノズルが設置されていることを特徴とするものである。 The present invention has been made on the basis of the above examination results, and the cooling grid equipment for a continuous casting machine according to the first invention is a cooling grid equipment for a continuous casting machine installed immediately below the mold of the continuous casting machine. A cooling water supply nozzle comprising a box-shaped nozzle head and a cooling water supply pipe having a rectifying hole in a gap between wear plates that contact the slab and support the slab , wherein the nozzle A plurality of nozzle holes are provided on the front surface of the head, and a cooling water supply nozzle is provided to cool the slab by ejecting a shower-like stream of water from these nozzle holes toward the slab. It is a feature.
第2の発明に係る連続鋳造機用クーリンググリッド設備は、第1の発明において、前記ウェアプレートは、鋳片と接触する側の面に溝が設置され、且つ、この溝の内部に向けて冷却媒体を噴射するための噴出孔が設置されたものであることを特徴とするものである。 In the cooling grid equipment for a continuous casting machine according to the second invention, in the first invention, the wear plate is provided with a groove on the surface in contact with the slab, and is cooled toward the inside of the groove. The present invention is characterized in that an ejection hole for ejecting the medium is provided.
第3の発明に係る連続鋳造機用クーリンググリッド設備は、第1の発明において、前記冷却水供給ノズルは、更に、前記ノズル孔の外周に、前記ノズルヘッドに傾斜して配置された、鋳片とウェアプレート外縁との境界部に向けてシャワー状の水流を噴出するための傾角付ノズル孔を有することを特徴とするものである。 The cooling grid equipment for a continuous casting machine according to a third aspect is the slab according to the first aspect , wherein the cooling water supply nozzle is further disposed on the outer periphery of the nozzle hole so as to be inclined to the nozzle head. And a wear plate outer edge, and a nozzle hole with an inclination for ejecting a shower-like water flow toward the boundary portion.
第4の発明に係る連続鋳造鋳片の製造方法は、第1の発明に記載の連続鋳造機用クーリンググリッド設備を備えた連続鋳造機を用い、冷却水供給ノズルからシャワー状の水流群を噴出して鋳片を冷却しながら鋳造することを特徴とするものである。 Method for producing a fourth continuous casting slab according to the invention is a continuous casting machine used with a continuous casting machine cooling grid installation according to the first invention, ejecting a shower-like water flow group from the cooling water supply nozzle Then, the slab is cast while being cooled.
第5の発明に係る連続鋳造鋳片の製造方法は、第2の発明に記載の連続鋳造機用クーリンググリッド設備を備えた連続鋳造機を用い、冷却水供給ノズルからシャワー状の水流群を噴出するとともに、ウェアプレートに設置された噴出孔から冷却水を噴射させて、鋳片を冷却しながら鋳造することを特徴とするものである。 Fifth method for fabricating continuous casting slab according to the invention is a continuous casting machine used with a continuous casting machine cooling grid installation according to the second invention, ejecting a shower-like water flow group from the cooling water supply nozzle In addition, it is characterized in that the casting is cast while cooling the slab by injecting cooling water from the ejection holes provided in the wear plate.
第6の発明に係る連続鋳造鋳片の製造方法は、第3の発明に記載の連続鋳造機用クーリンググリッド設備を備えた連続鋳造機を用い、冷却水供給ノズルからシャワー状の水流群を噴出して鋳片を冷却しながら鋳造することを特徴とするものである。 A method for producing a continuous cast slab according to a sixth aspect of the invention uses a continuous caster equipped with the cooling grid equipment for a continuous caster according to the third aspect of the invention, and ejects a shower-like stream of water from a cooling water supply nozzle. Then, the slab is cast while being cooled.
上記構成の本発明に係る連続鋳造機用クーリンググリッド設備によれば、鋳片の支持を確実に行うことができると同時に、鋳片の冷却を向上させることができ、高速鋳造条件であっても操業トラブルを生じることなく安定して高品質の鋳片を鋳造することが実現でき、工業上有益な効果がもたらされる。 According to the cooling grid equipment for a continuous casting machine according to the present invention having the above-described configuration, the slab can be reliably supported, and at the same time, the cooling of the slab can be improved, even under high-speed casting conditions. It is possible to stably cast a high-quality slab without causing operational trouble, and an industrially beneficial effect is brought about.
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図3は、本発明の実施の形態を示す図であって、本発明に係るクーリンググリッド設備を備えた連続鋳造機の概略図、図4は、図3におけるクーリンググリッド設備の拡大斜視図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 is a view showing an embodiment of the present invention, and is a schematic view of a continuous casting machine equipped with a cooling grid facility according to the present invention. FIG. 4 is an enlarged perspective view of the cooling grid facility in FIG. .
図3に示すように、連続鋳造機1には、溶鋼10を冷却して凝固させ、鋳片11の外殻形状を形成するための鋳型5が設置され、この鋳型5の上方所定位置には、取鍋(図示せず)から供給される溶鋼10を鋳型5に中継供給するためのタンディッシュ2が設置されている。タンディッシュ2の底部には、タンディッシュ2から鋳型5に注入される溶鋼10の流量を調整するためのスライディングノズル3が設置され、このスライディングノズル3の下面には、溶鋼10を鋳型5に注入するための耐火物製の浸漬ノズル4が設置されている。
As shown in FIG. 3, the continuous casting machine 1 is provided with a
一方、鋳型5の下方には、鋳型5の直下にクーリンググリッド設備6が設置され、クーリンググリッド設備6の下方には、対向する複数対の鋳片支持ロール7が設置されている。クーリンググリッド設備6及び鋳片支持ロール7は、鋳型5から引き抜かれる鋳片11を支持しながら下方に案内するための鋳片支持・案内装置であり、鋳片支持ロール7には鋳片11を引き抜くためのピンチロール(図示せず)が含まれる。鋳造方向に隣り合う鋳片支持ロール7の間隙には、水スプレーノズル或いはエアーミストスプレーノズルなどのスプレーノズル(図示せず)が配置され、これらのスプレーノズルから噴霧される冷却水により、鋳片11は引き抜かれながら冷却される。
On the other hand, below the
また、鋳片支持ロール7の下流側には、鋳造された鋳片11を搬送するための複数の搬送ロール8が設置されており、この搬送ロール8の上方には、鋳造される鋳片11から所定の長さの鋳片11aを切断するための鋳片切断機9が配置されている。
A plurality of transport rolls 8 for transporting the
クーリンググリッド設備6は、図4に示すように、鋳片11を支持するための、千鳥配置された多数のウェアプレート14と、ウェアプレート14を支持するバックフレーム(図示せず)と、隣り合うウェアプレート14の隙間に設置される冷却水供給ノズル15または冷却水供給ノズル15Aと、で構成されている。尚、図4では、クーリンググリッド設備6を鋳片11の幅方向の一部のみで示しているが、鋳片11の全幅に亘ってクーリンググリッド設備6が設置されている。
As shown in FIG. 4, the
シャワー状の水流群を噴出する冷却水供給ノズル15は、前述した図1に示す冷却水供給ノズル15と同一構造であり、また、冷却水供給ノズル15Aは、前述した図2に示す冷却水供給ノズル15Aと同一構造である。以下、図1を参照して冷却水供給ノズル15を説明し、また、図2を参照して冷却水供給ノズル15Aを説明する。先ず、冷却水供給ノズル15について説明する。
The cooling
図1に示すように、冷却水供給ノズル15は、箱状のノズルヘッド16と、整流孔19を有する冷却水供給配管18とから構成される。ノズルヘッド16の前面には複数のノズル孔17が設けられており、これらのノズル孔17からシャワー状に冷却水が噴出する。冷却水供給配管18は、その先端がノズルヘッド16の箱部内に貫通接続され、その側面部に複数の整流孔19を有した閉端管となっている。この冷却水供給配管18の構造は、ノズルヘッド16の前面に設けられた複数のノズル孔17から均一に冷却水を噴出させるための整流機能とヘッダー機能とを持たせたものである。
As shown in FIG. 1, the cooling
ノズル孔17の直径及び孔数は、基本的には供給する冷却水の流量に応じて決定するが、冷却水内に懸濁する異物によるノズル孔17の詰まり防止の観点から、ノズル孔17の直径は3mm以上とすることが望ましい。但し、冷却水の流量が一定のまま、ノズル孔17の直径を大きくし過ぎると、ノズル孔17からの冷却水の吐出流速が低下するために、水流が鋳片11に達するまでの間に垂下してしまい冷却能力が低下する。従って、ノズル孔17の直径及び孔数は、各々のノズル孔17から噴射された水流が、鋳片11に衝突した後に滞留しない範囲で、衝突箇所を最大限確保するようにすることが望ましい。具体的には、ウェアプレート14の間隙の面積に対して0.08本/cm2 以上のシャワー状の水流群を形成するようにノズル孔17の孔数を決定し、これらを千鳥配置した上で、冷却水流量を調整するとよい。
The diameter and the number of holes of the
次に、冷却水供給ノズル15Aについて説明する。図2に示すように、ウェアプレート14の間隙領域内のみならず、ウェアプレート14の間隙領域内の外周部及びウェアプレート14の側面にも水流を衝突させて、これらの部分の冷却を同時に行うことのできる冷却水供給ノズル15Aは、冷却水供給ノズル15と同様に、箱状のノズルヘッド16と、整流孔19を有する冷却水供給配管18とから構成される。ノズルヘッド16の前面には、複数のノズル孔17と、このノズル孔17の外周に配置され、鋳片11とウェアプレート14との境界部に向け、ノズルヘッド16に傾斜して配置された複数の傾角付ノズル孔26とが設けられており、ノズル孔17からは鋳片11の表面に向けて、また、傾角付ノズル孔26からは鋳片11とウェアプレート14の外縁との境界部に向けてシャワー状に冷却水が噴出する。冷却水供給配管18は、その先端がノズルヘッド16の箱部内に貫通接続され、その側面部に複数の整流孔19を有した閉端管となっている。この冷却水供給配管18の構造は、ノズルヘッド16の前面に設けられた複数のノズル孔17及び傾角付ノズル孔26から均一に冷却水を噴出させるための整流機能とヘッダー機能とを持たせたものである。
Next, the cooling
ノズル孔17及び傾角付ノズル孔26の直径及び孔数は、基本的には供給する冷却水の流量に応じて決定するが、冷却水内に懸濁する異物によるノズル孔17及び傾角付ノズル孔26の詰まり防止の観点から、その直径は3mm以上とすることが望ましい。但し、冷却水の流量が一定のまま、ノズル孔17及び傾角付ノズル孔26の直径を大きくし過ぎると、ノズル孔17及び傾角付ノズル孔26からの冷却水の吐出速度が低下するために、水流が鋳片11に達するまでの間に垂下してしまい冷却能力が低下する。従って、ノズル孔17及び傾角付ノズル孔26の直径及び孔数は、各々のノズル孔17及び傾角付ノズル孔26から噴射された水流が、鋳片11に衝突した後に滞留しない範囲で、衝突箇所を最大限確保するようにすることが望ましい。具体的には、ウェアプレート14の間隙の面積に対して0.08本/cm2 以上のシャワー状の水流群を形成するようにノズル孔17及び傾角付ノズル孔26の孔数を決定し、冷却水流量を調整するとよい。ノズル孔17は千鳥配置し、傾角付ノズル孔26はノズルヘッド16の外周部にノズル孔17に対して千鳥配置する。
The diameter and the number of holes of the
図4に示すウェアプレート14は、長方形型であるが、非特許文献1に示されるような格子型であってもよい。要は、ウェアプレート14による鋳片11の支持面積が20〜60%となり、その他の部位を冷却水供給ノズル15または冷却水供給ノズル15Aによって冷却できるような構造であるならば、ウェアプレート14の形状はどのようであっても構わない。また、クーリンググリッド設備6の鋳造方向の設置長さは特に限定されるものではなく、少なくともウェアプレート14が鋳造方向に千鳥配置されるならば幾らであっても構わない。但し、クーリンググリッド設備6は、本来、鋳型直下で鋳片11を支持する装置であるので、3m以上の長さは必要としない。
The
ウェアプレート14は、通常、鋳鋼製或いは鋳鉄製で鋳片11との接触面が平坦な平板状であり、冷却水供給ノズル15または冷却水供給ノズル15Aから噴射される冷却水によって冷却されていて、ウェアプレート14と接触する部位の鋳片11は、冷却水によって直接冷却されず、ウェアプレート14を介して間接的に冷却されている。クーリンググリッド設備6における冷却能を更に高めるために、冷却機能を付与させたウェアプレート14を使用することが好ましい。具体的には、図5に示す形状のウェアプレート14を使用することが好ましい。
The
図5に示すように、冷却機能を付与させたウェアプレート14には、鋳片11との接触面に溝20が設置され、また、溝20の内部に向けて冷却媒体としての冷却水を噴射するための噴出孔21が、それぞれの溝20に設置されている。ウェアプレート14の内部は冷却水の流路22になっており、導入管23を介して流路22に供給された冷却水が各噴出孔21から噴射するようになっている。従って、冷却水がウェアプレート14の内部に設けられる流路22を通ることから、ウェアプレート14も流路22を通過する冷却水によって水冷される。即ち、冷却機能を付与させたウェアプレート14とは、噴出孔21から噴射する冷却水による冷却の向上と、水冷構造のウェアプレート14による冷却の向上とを意図したウェアプレート14である。これに対して、冷却機能を持たない従来のウェアプレートは、鋳片11と接触する面に溝20はなく平坦であり、また、噴出孔21もなく、内部から水冷される構造にもなっていない。尚、図5は、冷却機能を付与させたウェアプレートの形状の1例を示す図で、(A)は正面図、(B)は側面断面図である。また、図5では、溝20がウェアプレート14に対して横方向に設置されているが、縦方向であっても、また斜め方向であってもよい。また溝20は直線である必要はなく、曲線であっても構わない。要は、溝20を介して水蒸気が逃げるような構造になっていれば、どんな形状であっても構わない。
As shown in FIG. 5, the
噴出孔21の直径は、噴出孔21から噴射する冷却水の流量から決定する。冷却水の流量が一定のまま、直径を大きくし過ぎると、冷却水の鋳片11に当たる衝突圧が下がり、蒸気膜が生成されて冷却能力が減少する。しかしながら、流速を確保するために噴出孔21の直径を小さくし過ぎると、詰まりが発生してしまい、冷却不能になることがある。従って、詰まり防止の観点からは直径を3mm以上とすることが望ましい。また、噴出孔21の個数は、冷却水の流量に応じて決定すればよい。また、複数個の噴出孔21を同じ溝20に設置する場合には、隣り合う噴出孔21との間隔を、各々の噴出孔21から噴射される冷却水が滞留しないように決定するのが望ましく、噴出孔21の直径が3mmの場合には30mm程度離すことが好ましい。
The diameter of the
このウェアプレート14を使用して噴出孔21から冷却水を噴射させることによって平均熱伝達率が向上し、冷却水供給ノズル15によって冷却される位置における熱伝達率と、ウェアプレート14と接触する位置における熱伝達率との差が小さくなり、均一冷却が可能になる。
The average heat transfer coefficient is improved by injecting the cooling water from the ejection holes 21 using the
この場合、噴出孔21から噴射させる水量密度は、200リットル/分・m2 以上、8000リットル/分・m2 以下の範囲が好ましい。200リットル/分・m2未満であると、ウェアプレート14による冷却が向上せず、一方、水量密度が8000リットル/分・m2 以上を超えると、新しい水が鋳片表面に直接接触することがなくなるために熱伝達率が向上しない。尚、噴出孔21から噴射させる冷却水の水量密度とは、1つのウェアプレート14に設置された全ての噴出孔21から噴出させる冷却水の1分間当たりの総量を、1つのウェアプレート14の鋳片11との接触面(溝面積を含む)の面積で除して得られる値である。
In this case, the density of the amount of water ejected from the ejection holes 21 is preferably in the range of 200 liters / minute · m 2 or more and 8000 liters / minute · m 2 or less. If it is less than 200 liters / minute · m 2 , cooling by the
このような構成の連続鋳造機1を用いて、タンディッシュ2に滞留する溶鋼10を、スライディングノズル3により流量を調整しながら浸漬ノズル4を介して鋳型5に注入する。鋳型5に注入された溶鋼10は、鋳型5と接触して冷却され、凝固シェル12を形成する。鋳型5における溶鋼湯面位置をほぼ一定位置に保ちながら、表面を凝固シェル12とし、内部を未凝固相13とする鋳片11を鋳型5の下方に連続的に引き抜き、溶鋼10の連続鋳造を実施する。鋳型5を引き抜かれた鋳片11は、クーリンググリッド設備6及び鋳片支持ロール7で支持されながら冷却され、やがて内部まで完全に凝固する。鋳造される鋳片11を鋳片切断機9によって切断し、所定の長さの鋳片11aを製造する。
Using the continuous casting machine 1 having such a configuration, the
その際に、冷却水供給ノズル15のノズル孔17における吐出流速が2m/秒以上となり、ウェアプレート間隙における冷却水の水量密度が1000リットル/分・m2 以上6000リットル/分・m2 以下の範囲となるように、冷却水供給ノズル15から噴出する冷却水量を調整することが望ましい。また、冷却水供給ノズル15Aの場合には、冷却水供給ノズル15Aのノズル孔17及び傾角付ノズル孔26における吐出流速が2m/秒以上となり、ウェアプレート間隙における冷却水の水量密度が2000リットル/分・m2 以上8000リットル/分・m2 以下の範囲となるように、冷却水供給ノズル15Aから噴出する冷却水量を調整することが望ましい。尚、鋳片支持ロール7の間隙に設置されるスプレーノズルからの冷却水の噴霧量は、特に規定するものではなく、鋳造する鋼種や鋳造速度に応じて適宜最適な範囲を設定するものとする。
At that time, the discharge flow rate in the
上記構成のクーリンググリッド設備6を用いて鋳片11を冷却することで、鋳片11を安定して支持しつつ、効率的に冷却することができるので、鋳造速度の高速化による生産量の増加が可能になる。また、図5に示すウェアプレート14を使用した場合には、クーリンググリッド設備6における冷却の不均一性を改善することができるので、不均一冷却に起因する鋳片11の表面割れを防止することも可能となる。
By cooling the
実操業の鋳型直下で使用しているクーリンググリッド設備、即ちウェアプレートと水スプレーノズルとを組み合わせた鋳型直下の構造を模擬した実験装置を製作し、この実験装置において、従来のフルコーン型の水スプレーノズルと、シャワー状の水流群を噴出して鋳片を冷却する冷却水供給ノズルとを用いて加熱した鋼材を冷却し、冷却能力を比較・評価した。 An experimental device that simulates the cooling grid equipment used directly under the mold in actual operation, that is, a structure directly under the mold that combines a wear plate and a water spray nozzle, is manufactured. The steel material heated was cooled using the nozzle and the cooling water supply nozzle which cools a slab by ejecting a shower-like stream of water, and the cooling capacity was compared and evaluated.
シャワー状の水流群を噴出して鋳片を冷却する冷却水供給ノズルとしては、前述した図1に示す冷却水供給ノズル15及び図2に示す冷却水供給ノズル15Aを準備した。即ち、箱状のノズルヘッド16と整流孔19を有する冷却水供給配管18とから構成され、ノズルヘッド16の前面には複数のノズル孔17が設けられており、これらのノズル孔17からシャワー状に冷却水を噴出させることが可能な冷却水供給ノズル15、及び、箱状のノズルヘッド16と整流孔19を有する冷却水供給配管18とから構成され、ノズルヘッド16の前面には複数のノズル孔17及び傾角付ノズル孔26が設けられており、これらのノズル孔17及び傾角付ノズル孔26からシャワー状に冷却水を噴出させることが可能な冷却水供給ノズル15Aである。冷却水供給ノズル15及び冷却水供給ノズル15Aともに、ノズルヘッド部の外形寸法は、高さ89mm、幅89mm、奥行95mmである。冷却水供給ノズル15のノズルヘッド前面には千鳥配列されたノズル孔17が設けられ、冷却水供給ノズル15Aのノズルヘッド前面には千鳥配列されたノズル孔17及びノズル孔26がそれぞれ設けられている。これに対して、従来の水スプレーノズルは、ひとつのノズル孔から円錐状に水を噴霧するフルコーン型の水スプレーノズルである。ウェアプレートは、通常の平板上のウェアプレートを使用した。
The cooling
冷却能力を実験室的に評価する方法としては、加熱した鋼材に水を噴霧して冷却し、鋼材の温度履歴から熱伝達率を求める方法が一般的であり、そこで、本実施例では、鋼材の冷却される面とは反対側に穴を設け、そこに熱電対を埋め込み、熱電対で温度履歴を測定した。 As a method for laboratory evaluation of the cooling capacity, a method is generally used in which water is sprayed on the heated steel material to cool it, and the heat transfer coefficient is obtained from the temperature history of the steel material. A hole was provided on the side opposite to the surface to be cooled, a thermocouple was embedded therein, and the temperature history was measured with the thermocouple.
実験は、図6に示すように、6個の冷却水供給ノズル15または6個の冷却水供給ノズル15Aと、6個のウェアプレート14とを組み合わせた構成の装置を用いた。比較のために、冷却水供給ノズル15,15Aの代わりにフルコーン型の水スプレーノズルを設置した装置も用いた。加熱した鋼材24をウェアプレート14に接触させた状態として、この鋼材24に、図7に示すように、冷却水供給ノズル15、冷却水供給ノズル15A及び水スプレーノズルから冷却水を噴射して冷却した。何れのノズルを用いた場合も、鋼材表面からノズル前面までの距離は80mmとした。尚、図6は、冷却水供給ノズルの冷却能力を比較・評価するための実験装置の概略図、図7は、冷却水供給ノズルの冷却能力の評価試験方法を示す側面断面図であり、図7は冷却水供給ノズル15を使用した場合を示している。
In the experiment, as shown in FIG. 6, an apparatus having a configuration in which six cooling
加熱する鋼材24としては、幅400mm、高さ600mm、厚み20mm、炭素濃度が0.2質量%の炭素鋼の鋼材を用い、この鋼材24の冷却面とは反対側の面に、直径1.8mm、深さ18mmの穴を11個空けて、そこに直径1.6mmのK型シース熱電対25を埋め込んだ。熱電対25の埋め込み位置は、図6に示すように、冷却水が直接かかる冷却水供給ノズル15の直下位置に11箇所とした。実験では、1200℃に保持した電気炉で上記の鋼材24を約1時間加熱し、均一に加熱された鋼材24を取り出して実験装置に固定し、冷却を開始した。鋼材24の冷却中、熱電対25による11点の温度測定値を0.1秒ごとにパーソナルコンピュータに取り込んだ。実験後、計測した温度履歴と数値計算を組み合わせてそれぞれの熱電対の位置における熱伝達率(局所熱伝達率)を算出し、得られた局所熱伝達率の面積平均値で、冷却用ノズルの冷却能を評価した。
As the
試験は、以下の6つの水準で実施した。 The test was conducted at the following six levels.
水準1:従来のフルコーン型の水スプレーノズルを使用し、水スプレーノズル1本当たりの冷却水量を25リットル/分として試験を行った。以下、水準1を「従来例1」と記す。 Level 1: A conventional full cone type water spray nozzle was used, and the amount of cooling water per water spray nozzle was 25 liters / minute. Hereinafter, level 1 is referred to as “conventional example 1”.
水準2:シャワー状の水流群を噴出する冷却水供給ノズル15を使用し、冷却水供給ノズル1本当たりの冷却水量は、従来例1と同一の25リットル/分として試験を行った。冷却水供給ノズル15のノズル孔17の直径は3.0mm、冷却水供給ノズル1本当たりのノズル孔17の設置数は13個であり、これらのノズル孔17は、高さ方向及び幅方向に30mmピッチでノズルヘッド16に千鳥配列されている。この場合、ノズル孔17から噴出する冷却水の吐出流速は4.5m/秒である。以下、水準2を「本発明例1」と記す。
Level 2: The test was performed by using the cooling
水準3:シャワー状の水流群を噴出する冷却水供給ノズル15を使用し、冷却水供給ノズル1本当たりの冷却水量は、従来例1及び本発明例1と同一の25リットル/分として試験を行った。冷却水供給ノズル15のノズル孔17の直径は4.8mmとし、冷却水供給ノズル1本についてノズルヘッド16の中心と四隅の合計5箇所にノズル孔17を設置した。四隅に設置されたノズル孔17の高さ方向及び幅方向の間隔は48mmとした。この場合、ノズル孔17から噴出する冷却水の吐出流速は、本発明例1とほぼ同等の4.6m/秒である。以下、水準3を「本発明例2」と記す。
Level 3: A cooling
水準4:従来のフルコーン型の水スプレーノズルを使用し、水スプレーノズル1本当たりの冷却水量を48リットル/分として試験を行った。以下、水準4を「従来例2」と記す。 Level 4: A test was conducted using a conventional full cone type water spray nozzle and a cooling water amount per water spray nozzle of 48 liters / minute. Hereinafter, level 4 is referred to as “conventional example 2”.
水準5:シャワー状の水流群を噴出する冷却水供給ノズル15を使用し、冷却水供給ノズル1本当たりの冷却水量は、従来例2と同一の48リットル/分として試験を行った。冷却水供給ノズル15は本発明例1と同一のものを使用した。この場合、ノズル孔17から噴出する冷却水の吐出速度は8.8m/秒である。以下、水準5を「本発明例3」と記す。
Level 5: The test was performed by using the cooling
水準6:傾角付ノズル孔26を配置し、ウェアプレート間隙領域内の外周部及びウェアプレート側面にもシャワー状の水流を衝突させることを可能にした冷却水供給ノズル15Aを使用し、冷却水供給ノズル1本当たりの冷却水量は、従来例2及び本発明例3と同一の48リットル/分として試験を行った。冷却水供給ノズル15Aのノズル孔17の直径は3.0mmとし、冷却水供給ノズル1本当たりのノズル孔17の設置数は13個であり、本発明例3と同一に配置した。また、冷却水供給ノズル15Aのノズルヘッド16の外周部に合計12個の傾角付ノズル孔26を配置した。傾角付ノズル孔26の直径はノズル孔17と同一の3.0mmとした。この場合、ノズル孔17及び傾角付ノズル孔26から噴出する冷却水の吐出流速は、4.6m/秒である。以下、水準6を「本発明例4」と記す。
Level 6: Cooling water supply using the cooling
表1に、これら6つの水準で測定された、鋼材24の表面温度が850℃の時点におけるウェアプレート間隙部の平均熱伝達率を示す。ここで平均熱伝達率は、図6に示した熱電対設置位置において局所熱伝達率を求め、ウェアプレート間隙部に対する面積平均値をとったものである。
Table 1 shows the average heat transfer coefficient of the wear plate gap when the surface temperature of the
表1に示すように、従来例1におけるウェアプレート間隙部の平均熱伝達率は、2156kcal/m2 ・hr・Kであった。これに対して、本発明例1では、ウェアプレート間隙部の平均熱伝達率は、2753kcal/m2・hr・Kであり、従来例に比べて冷却能率が約28%向上した。また、本発明例2では、熱伝達率の平均値は2235kcal/m2 ・hr・Kであり、冷却水流量及び冷却水の吐出流速が本発明例1とほぼ同じであるにも拘わらず、冷却能力は従来例よりも4%程度向上しただけであった。このことから、シャワー状の水流群を形成する場合にも、冷却能を高めるためには、冷却単位面積当たりの水流数を或る程度以上確保することが重要であることが分かった。この点に関し、冷却水供給ノズル15のノズル孔数及びノズル径を種々変化させた試験結果から、ウェアプレート間隙の面積に対して0.08本/cm2以上のシャワー状の水流群を形成して鋳片を冷却することが好適であることが分かった。
As shown in Table 1, the average heat transfer coefficient of the wear plate gap in Conventional Example 1 was 2156 kcal / m 2 · hr · K. On the other hand, in Example 1 of the present invention, the average heat transfer coefficient of the wear plate gap was 2753 kcal / m 2 · hr · K, and the cooling efficiency was improved by about 28% compared to the conventional example. Further, in the present invention example 2, the average value of the heat transfer coefficient is 2235 kcal / m 2 · hr · K, and the cooling water flow rate and the cooling water discharge flow rate are substantially the same as those of the present invention example 1, The cooling capacity was only about 4% higher than the conventional example. From this, it was found that it is important to secure the number of water streams per unit cooling area to a certain degree or more in order to enhance the cooling ability even when forming a shower-like water stream group. In this regard, from the test results obtained by variously changing the number of nozzle holes and the nozzle diameter of the cooling
また、本発明例1で使用した冷却水供給ノズル15を用い、冷却水の流量を変化させた試験結果から、ノズル孔17から噴出する冷却水の吐出流速が2.0m/秒以上であり、且つ、前記冷却水供給ノズル1個当たりに供給される冷却水が、ウェアプレート間隙の面積に対して1000リットル/分・m2 以上、6000リットル/分・m2 以下の範囲であることが最適であることが分かった。冷却水の吐出流速が2.0m/秒未満の場合は、水流が鋳片に達するまでの間に垂下するため冷却能力が低下する。また、水量密度が1000リットル/分・m2未満であると水量そのものが少ないために冷却能が上がらず、6000リットル/分・m2 を超えるとウェアプレート間隙に冷却水が滞留し、新たに供給された冷却水が鋳片に達しにくくなるためである。
Moreover, from the test result which changed the flow volume of the cooling water using the cooling
また、水量密度を高めた従来例2におけるウェアプレート間隙部の平均熱伝達率は、2847kcal/m2 ・hr・Kであった。これに対して、本発明例3では、ウェアプレート間隙部の平均熱伝達率は、3559kcal/m2 ・hr・Kであり、従来例2に比べて冷却能率が約25%向上した。また、本発明例4では、平均熱伝達率は4609kcal/m2・hr・Kであり、冷却水流量が本発明例3とほぼ同じであるにも拘わらず、冷却能力は従来例2より62%も向上した。このことから、シャワー状の水流群を形成する場合にも、冷却能を高めるためには、ウェアプレート間隙領域内の外周部及びウェアプレート側面にもシャワー状の水流を衝突させて、これらの領域の冷却能を高めることが重要であることが分かった。 In addition, the average heat transfer coefficient of the wear plate gap in Conventional Example 2 in which the water density was increased was 2847 kcal / m 2 · hr · K. On the other hand, in Example 3 of the present invention, the average heat transfer coefficient of the wear plate gap was 3559 kcal / m 2 · hr · K, and the cooling efficiency was improved by about 25% compared to Conventional Example 2. Further, in Example 4 of the present invention, the average heat transfer coefficient is 4609 kcal / m 2 · hr · K, and the cooling capacity is 62 as compared with Conventional Example 2 although the cooling water flow rate is almost the same as that of Example 3 of the present invention. % Also improved. Therefore, even in the case of forming a shower-like water flow group, in order to increase the cooling capacity, the shower-like water flow is also caused to collide with the outer peripheral portion in the wear plate gap region and the wear plate side surface, so that these regions are It was found that it is important to increase the cooling capacity of the.
また、本発明例4で使用した冷却水供給ノズル15Aを用い、冷却水の流量を変化させた試験結果から、ノズル孔17及び傾角付ノズル孔26から噴出する冷却水の吐出速度が2.0m/秒以上であり、且つ、冷却水供給ノズル1個当たりで供給される冷却水が、ウェアプレート間隙の面積に対して2000リットル/分・m2 以上、8000リットル/分・m2以下の範囲であることが最適であることが分かった。冷却水の吐出速度が2.0m/秒未満の場合には、水流が鋳片に達するまでの間に垂下するため冷却能力が低下する。また、水量密度が2000リットル/分・m2未満であると水量そのものが少ないために冷却能が上がらず、8000リットル/分・m2を超えるとウェアプレート間隙に冷却水が滞留し、新たに供給された冷却水が鋳片に達しにくくなるためである。
Moreover, from the test result which changed the flow volume of the cooling water using the cooling
1 連続鋳造機
2 タンディッシュ
3 スライディングノズル
4 浸漬ノズル
5 鋳型
6 クーリンググリッド設備
7 鋳片支持ロール
8 搬送ロール
9 鋳片切断機
10 溶鋼
11 鋳片
12 凝固シェル
13 未凝固相
14 ウェアプレート
15 冷却水供給ノズル
16 ノズルヘッド
17 ノズル孔
18 冷却水供給配管
19 整流孔
20 溝
21 噴出孔
22 流路
23 導入管
24 鋼材
25 熱電対
26 傾角付ノズル孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
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