JP5061630B2 - 垂直型連続鋳造機で鋳造中の鋳片のガス切断方法 - Google Patents
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Description
本発明は、連続鋳造中の鋳片、特に垂直型連続鋳造機を用いて製造した難切断性鋳片をガス切断するのに適した方法に関するものである。
連続鋳造によって製造された鋳片は、冷却後に所定長さにガス切断される。このガス切断に際し、製造された鋳片が例えば純Ｎｉ鋼やインコネル等の難切断性鋳片の場合、切断酸素気流に微細鉄粉を供給する粉末ガス切断法が採用されている。この粉末ガス切断法では、微細鉄粉の燃焼熱によって切断材を溶融させると共に、その流動性酸化鉄を切断に供給することにより切断を進行させる。
このような粉末ガス切断法に関し、ガス切断用トーチの切断方向の前後方向両側に粉末添加用ノズルを設け、鉄粉にアルミ粉を配合した混合粉を、ガス切断用トーチからの切断酸素気流に向けて同時に噴射する技術が特許文献１で開示されている。
特開平４−４９７３号公報
また、ガス切断用トーチからの切断酸素気流に向けて噴射する粉末として、鉄粉にアルミニウム粉末またはアルミニウム、カルシウムおよびマグネシウムから選択された２種以上の金属の合金粉末を２〜３０質量％添加したものを使用する技術が特許文献２で開示されている。
特開平６−２８５６２６号公報
これら特許文献１、２に開示された技術は、切断速度を増大して鋳造速度を遅らせることがないようにすることを目的の１つとしている。しかしながら、発明者らが垂直型連続鋳造機を用いて製造した難切断性鋳片を、特許文献１、２に開示された技術で切断したところ、鋳造速度を下げなければ切断することができなかった。鋳造速度を下げた場合、鋳込み時間が長くなるので、鋳込み温度が低下し、取鍋やタンディッシュが詰まる可能性が高くなる。
図４（ａ）に示す湾曲型連続鋳造機などの場合と異なり、図４（ｂ）に示す垂直型連続鋳造機の場合に鋳造速度を下げなければならない理由は、垂直型連続鋳造機で製造した連続鋳造鋳片１は、垂直状態で切断されるからである。なお、図４中、２は取鍋、３はタンディッシュ、４は鋳型、５は切断用トーチを示す。
すなわち、連続鋳造鋳片をガス切断する場合、切断部から溶けた鋼が氷柱のように垂れるが、垂直状態で切断する場合、この垂れてくる溶けた鋼が切断面をすぐに埋めてしまい、切断性が悪化するためと考えられる。
本発明が解決しようとする問題点は、従来の粉末ガス切断法では、垂直型連続鋳造機を用いて製造した連続鋳造鋳片を、鋳造速度を低下させることなく切断することができなかったという点である。
本発明の垂直型連続鋳造機で鋳造中の鋳片のガス切断方法は、
垂直型連続鋳造機を用いて製造した連続鋳造鋳片であっても、鋳造速度を低下させることなく切断できるようにするために、
ガス切断用トーチからの切断酸素気流に向けて粉末を噴射しつつ垂直型連続鋳造機で鋳造中の鋳片をガス切断する方法であって、
前記ガス切断用トーチの外周部に、粉末添加用のパウダーノズルを、前記ガス切断用トーチの進行方向の前方及び後方の両側に各１本配置し、かつ、前記ガス切断用トーチの鋳造方向のガス切断用トーチの中心軸を含む垂直面内における後方側にも１本配置し、
これら各々の粉末添加用パウダーノズルから、鉄粉にアルミニウム粉末を配合した混合粉末を、前記切断酸素気流に向けて吹き付け、切断部から垂れる溶けた鋼を鋳造方向の後方の前記パウダーノズルからの混合粉末によって発熱させ、切断面を埋めることがないようにして切断することを最も主要な特徴としている。
垂直型連続鋳造機を用いて製造した連続鋳造鋳片であっても、鋳造速度を低下させることなく切断できるようにするために、
ガス切断用トーチからの切断酸素気流に向けて粉末を噴射しつつ垂直型連続鋳造機で鋳造中の鋳片をガス切断する方法であって、
前記ガス切断用トーチの外周部に、粉末添加用のパウダーノズルを、前記ガス切断用トーチの進行方向の前方及び後方の両側に各１本配置し、かつ、前記ガス切断用トーチの鋳造方向のガス切断用トーチの中心軸を含む垂直面内における後方側にも１本配置し、
これら各々の粉末添加用パウダーノズルから、鉄粉にアルミニウム粉末を配合した混合粉末を、前記切断酸素気流に向けて吹き付け、切断部から垂れる溶けた鋼を鋳造方向の後方の前記パウダーノズルからの混合粉末によって発熱させ、切断面を埋めることがないようにして切断することを最も主要な特徴としている。
本発明では、粉末添加用パウダーノズルのうちの少なくとも１本をガス切断用トーチの鋳造方向後方側に配置するので、切断時、切断部から垂れてくる溶けた鋼が、上部からの混合粉末で発熱し、切断面を埋めることがない。従って、垂直型連続鋳造機を用いて製造した連続鋳造鋳片であっても、鋳造速度を低下させることなく切断できるという利点がある。また、その切断面も良好である。
以下、本発明を実施するための最良の形態を、本発明のガス切断方法を実施する本発明のガス切断装置の一例を示す図１を用いて説明する。
図１において、１１は本発明を実施するガス切断装置であり、切断しようとする連続鋳造鋳片１に向けて切断酸素気流１２を噴出するガス切断用トーチ１３の外周部に、３本のパウダーノズル１４ａ〜１４ｃを配置している。
これらのパウダーノズル１４ａ〜１４ｃは、切断時、給粉器１６に収納された、鉄粉に例えば４５質量％のアルミニウム粉末を配合した混合粉末１５を、搬送ガスによってガス切断用トーチ１３からの切断酸素気流１２に向けて噴射するものである。その際、噴射される混合粉末１５のそれぞれが連続鋳造鋳片１とトーチ炎の接触部に当たるように、パウダーノズル１４ａ〜１４ｃの設置位置が調整されている。
図１は、厚みが２０６mmの純Ｎｉ鋼の連続鋳造鋳片１を切断する例を示しており、この例では、パウダーノズル１４ａ〜１４ｃの先端面が、連続鋳造鋳片１とガス切断用トーチ１３の火口間と同じ距離（１８０mm）となるような位置に配置している。また、各パウダーノズル１４ａ〜１４ｃから火口への混合粉末１５の噴出角度は、火口に向けて１５度程度となるようにしている。
本発明では、これら３本のパウダーノズル１４ａ〜１４ｃのうち、１本のパウダーノズル１４ａを、ガス切断用トーチ１３の鋳造方向の、ガス切断用トーチ１３の中心軸を含む垂直面内における後方側に配置している。また、図１の例では、残りのパウダーノズル１４ｂ，１４ｃは、ガス切断用トーチ１３の進行方向の、前記中心軸を含む垂直面内における前方と後方の両側に配置している。
かかる構成のガス切断装置１１を用いて、垂直型連続鋳造機で製造された連続鋳造鋳片１を切断する際には、前記のパウダーノズル１４ａ〜１４ｃから、ガス切断用トーチ１３の切断酸素気流に向けて、前記混合粉末１５を吹き付けつつ切断する。これが本発明に係るガス切断方法である。
このような本発明によれば、切断時、垂直型連続鋳造機で製造された連続鋳造鋳片１の切断部から垂れてくる溶けた鋼は、鋳造方向後方側のパウダーノズル１４ａから噴射する混合粉末１５によって発熱するので、切断面を埋めることがなくなる。
また進行方向の前方側のパウダーノズル１４ｂから噴射する混合粉末１５により、連続鋳造鋳片１の表面から板厚中央部までの切断が、進行方向後方側のパウダーノズル１４ｃから噴射する混合粉末１５により、板厚中央部から裏面までの切断が促進される。
ちなみに、垂直型連続鋳造機を使用して製造した、純Ｎｉ鋼の連続鋳造鋳片（厚さ：２０６mm、幅：９５０mm）を、図１に示すガス切断装置を２基用いて、本発明方法により、下記表１、表２の条件で切断した。その結果を表２に示す。比較として、特許文献１で開示された切断装置を用いた例も従来例として示す。
表２より、本発明の場合、切断部から垂れる溶けた鋼は、鋳造方向の後方のパウダーノズルからの混合粉末によって発熱し、切断面を埋めることがないので、切断に１２．４分〜１４．７分かかった従来例と比較して、７．８分〜５．０分と切断時間が飛躍的に向上した。なお、表２に示した切断時間では、連続鋳造鋳片のクランプから切断開始までの時間を除いている。
また、発明例４における連続鋳造鋳片の切断面を図２（ａ）に、従来例２における連続鋳造鋳片の切断面を図２（ｂ）に示すが、これら図２より、本発明では切断面も良好であることが分かる。
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇内であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
例えば図３に示すように、図１に示した例に加えて、ガス切断用トーチ１３の鋳造方向の前方側にもパウダーノズル１４ｄを配置する等である。このパウダーノズル１４ｄを設置すれば、切断部から垂れてくる溶けた鋼によって狭くなった切り口をより広げることができるので、切断時間や切断面の更なる向上が期待できる。
また、設置するパウダーノズルも、上記のように３本や４本に限らず、設置が可能であれば、５本でも、また６本でもよい。
さらに、アルミニウム粉末は、同時に添加する材質などによってはテルミット反応等金属アルミニウムが反応・発火する危険があるので、操業に問題のないレベルの切断能力を持つように、その配合量を決定するため、上記例のように４５質量％に限らない。
本発明例では純Ｎｉ鋼の切断について説明したが、本発明は、垂直型連続鋳造機で製造した難切断性鋳片であればインコネル等を切断する場合にも適用できる。
１ 連続鋳造鋳片
１１ ガス切断装置
１２ 切断酸素気流
１３ ガス切断用トーチ
１４ａ〜１４ｄ パウダーノズル
１５ 混合粉末
１６ 給粉器
１１ ガス切断装置
１２ 切断酸素気流
１３ ガス切断用トーチ
１４ａ〜１４ｄ パウダーノズル
１５ 混合粉末
１６ 給粉器
Claims (2)
- ガス切断用トーチからの切断酸素気流に向けて粉末を噴射しつつ垂直型連続鋳造機で鋳造中の鋳片をガス切断する方法であって、
前記ガス切断用トーチの外周部に、粉末添加用のパウダーノズルを、前記ガス切断用トーチの進行方向の前方及び後方の両側に各１本配置し、かつ、前記ガス切断用トーチの鋳造方向のガス切断用トーチの中心軸を含む垂直面内における後方側にも１本配置し、
これら各々の粉末添加用パウダーノズルから、鉄粉にアルミニウム粉末を配合した混合粉末を、前記切断酸素気流に向けて吹き付け、切断部から垂れる溶けた鋼を鋳造方向の後方の前記パウダーノズルからの混合粉末によって発熱させ、切断面を埋めることがないようにして切断することを特徴とする垂直型連続鋳造機で鋳造中の鋳片のガス切断方法。 - 前記混合粉末には、４５質量％以上のアルミニウム粉末が配合されていることを特徴とする請求項１に記載の垂直型連続鋳造機で鋳造中の鋳片のガス切断方法。
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