JP5168704B2 - タンディッシュ廃熱を用いたモールドパウダー供給装置 - Google Patents

Description

本発明はタンディッシュ廃熱を用いたモールドパウダー供給装置に関し、特にタンディッシュから発生する廃熱を回収してモールドパウダーを予熱および乾燥できるようにすると共に、タンディッシュ周囲の空間活用性を増大できるようにその構造が改善されたタンディッシュ廃熱を用いたモールドパウダー供給装置に関する。

一般的に、連続鋳造設備は溶鋼をスラブ（Ｓｌａｂ）などの半製品に製造するためのものであり、大きくタンディッシュとモールドおよび複数の連鋳機で構成され、溶鋼がモールドを通過しながら凝固層が形成されるようにした後、両側に複数配列された連鋳機ロールの間を通過する時に冷却水を噴射してスラブの表面を冷却させる製造工程を有する。

既存の連続鋳造法によってスラブを生産する場合にはスラブの表面温度管理が非常に重要である。

連鋳機内において、スラブは鋳造中にベンディング（ｂｅｎｄｉｎｇ）およびストレートニング（Ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇ）過程を経り、この過程でスラブの表面には大きい応力が加えられる。

また、鋼は、溶鋼において凝固して冷却される間に鋼の靭性が急激に落ちる温度区間が存在する。すなわち、大きい応力が加えられる区間のスラブの表面温度が靭性が急激に落ちる温度となれば、スラブの表面に欠陥が発生する。

スラブに前記のような表面欠陥が発生する場合には連鋳操業の生産性が落ち、酷い場合にはスラブを使用できなくなる。

既存の連続鋳造中にモールドの内側面にモールドパウダーが投入される工程を有し、このモールドパウダーは、溶鋼のモールド内排出を補助する潤滑作用および溶鋼の表面断熱機能を有するだけでなく、溶鋼の再酸化を防止し、介在物を吸収し、熱伝達性能を向上させる機能を有する。

モールドパウダーの投入方法には、作業者が直接手でモールドパウダーを投入する手動投入方式と投入機によってなされる自動投入方式がある。

しかし、手動投入方式では、モールドパウダーの投入時に発生する多くの粉塵とモールドタンディッシュ（Ｔｕｎｄｉｓｈ）から発生する高い輻射熱により、作業者は非常に劣悪な作業条件でモールドパウダーを投入しなければならないだけでなく、安全に係る事故の危険が伴う問題点がある。

また、モールドパウダーが微粒または顆粒の形状からなっていて大気中の水分を容易に吸収するため、モールドパウダーを予熱および乾燥させるための別途の熱源および装置が求められ、その熱源を持続的に供給しなければならないのでエネルギを浪費するだけでなく、装置の設置空間が求められるので空間上の制約を有するという短所がある。

本発明は、前記諸問題点を考慮し、これを解決するために提案されたものであり、その目的は、タンディッシュから発生する廃熱を利用してモールドパウダーを予熱および乾燥できるようにしたタンディッシュ廃熱を用いたモールドパウダー供給装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、タンディッシュの側面から離隔し、タンディッシュの上部から発生する輻射熱によって一側面が加熱されるように配置され、内部にモールドパウダーが充填される空間を有するパウダーホッパーを備え、パウダーホッパーは、タンディッシュの外側に発生される廃熱を収集してパウダーホッパー側に伝達する補助熱伝達手段をさらに備え、補助熱伝達手段は、タンディッシュの外側に付着されるように配置され、内部に熱伝達媒体が充填される熱供給管と、熱供給管と連通するように連結され、パウダーホッパーの外側面に接触するように配置される熱伝達管とを備えることを特徴とする。

前記パウダーホッパーは、内部に充填されたモールドパウダーを攪拌する攪拌手段をさらに備え、前記攪拌手段は、前記パウダーホッパーの上部に配置され、外部電源が印加されることによって前記パウダーホッパーの内部に配置された攪拌インペラーを回転させるインペラーモータを備える。

前記パウダーホッパーは、上部から下部に行くほど狭くなる形態である。

前記パウダーホッパーは、前記タンディッシュと近接した一側面が丸められた円弧形態で形成される。

前記攪拌インペラーは、内部に前記タンディッシュから発生する廃熱を収集して伝達するための熱媒体管が配置される。

熱媒体管は、端部がタンディッシュの外側に密着するように配置され、内部にはタンディッシュから発生する廃熱をパウダーホッパー側に伝達する熱伝達媒体が充填される。

本発明はタンディッシュの溶鋼から発生する廃熱を回収してモールドパウダーを予熱および乾燥できるようにしたものであり、これによれば、本発明は、モールドパウダーを乾燥させるのに必要なエネルギとしてタンディッシュの廃熱を利用するのでエネルギを節減することができ、パウダーホッパーの設置空間に対する空間活用性を増大できる有用な効果を有する。

本発明に係るタンディッシュ廃熱を用いたモールドパウダー供給装置の第１実施形態を概略的に示す構成図である。 本発明のパウダーホッパーを示す斜視図である。 図２の断面図である。 本発明に係るタンディッシュ廃熱を用いたモールドパウダー供給装置の第２実施形態を概略的に示す構成図である。 本発明に係るタンディッシュ廃熱を用いたモールドパウダー供給装置の第３実施形態を概略的に示す構成図である。 本発明に係るタンディッシュ廃熱を用いたモールドパウダー供給装置の第４実施形態を概略的に示す構成図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照してより詳細に説明する。

本発明に係るタンディッシュ廃熱を用いたモールドパウダー供給装置の第１実施形態は、図１〜図３を参照して説明すれば、その構成は、一側面がタンディッシュ１０の上部から発生する輻射熱を吸収するようにタンディッシュ１０周囲に隣接したフレーム３０に取り付けられるパウダーホッパー１００と、パウダーホッパー１００の内部に充填されたモールドパウダーＰを攪拌する攪拌手段と、パウダーホッパー１００の下部に連結され、パウダーホッパー１００内のモールドパウダーＰをモールドの内部に供給する供給管１５０とに大別される。

より詳細に説明すれば、パウダーホッパー１００は上部から下部に行くほど狭くなる形態であり、一側面がタンディッシュ１０の上部側に近接するように傾斜して形成された構造になっている。

供給管１５０はモールドパウダーＰが移送可能な管の形態で構成され、中間にモールドパウダーＰの移送を選択的に供給するための供給バルブ１５５が備えられる。

攪拌手段は、パウダーホッパー１００の内部に配置され、外周面に複数のブレードを有する攪拌インペラー２５０と、パウダーホッパー１００の上部に配置され、外部電源が印加されることによって駆動され、攪拌インペラー２５０を回転させるインペラーモータ２００とを備える。

また、パウダーホッパー１００は内部の温度が外部に漏れ出ることを防止し、上部にはインペラーモータ２００を支持するように蓋が備えられる。

パウダーホッパー１００としては熱伝導性および強度を考慮してスチール素材のものが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。

また、タンディッシュ１０の外側に発生される廃熱を収集してパウダーホッパー１００側に伝達する補助熱伝達手段をさらに備えることが好ましい。

この補助熱伝達手段は、タンディッシュ１０の外側に付着されるように配置され、内部に熱伝達媒体が充填される熱供給管３１０と、熱供給管３１０と連通するように連結され、パウダーホッパー１００の他側面に接触するように配置された熱伝達管３２０とから構成される。

熱供給管３１０は、タンディッシュ１０の外側面の一部や外周面に巻回されるように付着され、タンディッシュ１０の廃熱を熱伝達媒体を介して熱伝達管３２０側に供給する機能を有する。

熱伝達管３２０はパウダーホッパー１００の他側面に均一に熱を伝達するように"Ｓ"字が複数回で折り曲げられる形態を有することが好ましいが、他側面に各々異なる高さに分割された複数の管で形成されることもできる。

熱伝達媒体は、タンディッシュ１０から供給される高温の熱を伝達できるように２００〜５００℃の沸騰点を有する媒体を採用するか、融点の高いグリース（ｇｒｅａｓｅ）を採択することが好ましい。

この時、熱伝達媒体の移送のためにポンプ（図示せず）が備えられ、熱供給管３１０の一部に熱伝達媒体の移送を制御するように開閉バルブ３１５が配置されている。

未説明符号"１５"はタンディッシュの溶鋼移送を誘導する浸漬ノズルを示し、"２０"は浸漬ノズルを通して誘導された溶鋼を凝固してスラブに製造するためのモールドを示す。

このような構成を有する本発明の作用を説明すれば次のとおりである。

本発明に係るタンディッシュ廃熱を用いたモールドパウダー供給装置は、タンディッシュ１０と近接したフレーム３０側にパウダーホッパー１００が備えられているため、タンディッシュ１０内の溶鋼から高温の輻射熱が上側に伝達されることによってパウダーホッパー１００の一側面が加熱され、パウダーホッパー１００内に充填されたモールドパウダーＰを予熱および乾燥させる。

この時、タンディッシュ１０の外側面に付着された熱供給管３１０はタンディッシュ１０の外側面から発生する廃熱を吸収して熱伝達媒体であるグリースによって熱伝達管３２０側にタンディッシュ１０の廃熱を伝導し、これにより、パウダーホッパー１００の他側面も加熱されてモールドパウダーＰを予熱および乾燥させるようになる。

熱伝達媒体であるグリースは、作業者が開閉バルブ３１５を開放した後、ポンプの圧送圧力を利用して熱伝達媒体を熱供給管３１０から熱伝達管３２０に圧送する過程を有する。

次に、パウダーホッパー１００内に充填されたモールドパウダーＰを均一に加熱して乾燥させるために攪拌手段であるインペラーモータ２００を駆動させれば、インペラーモータ２００の駆動により、垂直下方に配置された攪拌インペラー２５０が回転してモールドパウダーＰを攪拌する。

これにより、パウダーホッパー１００は、タンディッシュ１０の上側に近接するように配置された一側面にタンディッシュ１０の上部から輻射熱が伝達され、他側面に熱伝達管３２０の内部に充填された熱伝達媒体からタンディッシュ１０の廃熱を回収して内部のモールドパウダーＰ側に熱を伝達して予熱および乾燥させる。

予熱および乾燥が完了したモールドパウダーＰは、パウダーホッパー１００の下部に連結された供給管１５０を通してモールド内に供給され、パウダー本来の機能を遂行するようになる。

この時、供給管１５０は中間に配置された供給バルブ１５５の開閉動作に応じて選択的に開放され、供給バルブ１５５が開放された状態で、モールドより上側に配置されたパウダーホッパー１００からモールドパウダーＰの移送が可能となる。

図４は本発明に係るタンディッシュ廃熱を用いたモールドパウダー供給装置の第２実施形態を示すものであり、その構造は、熱伝達管３２０がパウダーホッパー１００の他側面だけに配置されるものではなく、側面にも配置され得ることを示すものである。

また、図面には図示していないが、熱伝達管３２０がパウダーホッパー１００の外周面を囲む構造に配置されることもできる。

すなわち、熱伝達管３２０がパウダーホッパー１００の外側面を巻く構造になったものを採択することができる。

図５は本発明に係るタンディッシュ廃熱を用いたモールドパウダー供給装置の第３実施形態を示すものであり、その構造は、タンディッシュ１０から発生する廃熱を収集して伝達する熱供給管３１０と連結され、攪拌インペラー２５０の内部に配置される熱媒体管３３０を備えたものである。

熱媒体管３３０は、攪拌インペラー２５０の内部に攪拌インペラー２５０の外形と対応するようにジグザグ形態で配置される。

図６は本発明に係るタンディッシュ廃熱を用いたモールドパウダー供給装置の第４実施形態を示すものであり、タンディッシュ１０と近接したパウダーホッパー１００の一側面が曲率を有するように丸められた円弧形態で形成される。

これは、パウダーホッパー１００の外側面がタンディッシュ１０から発生する廃熱を容易に回収できる他の形態を有することができるということを示す。

上述したように、本発明は、タンディッシュ１０の溶鋼から発生する輻射熱と廃熱を回収してモールドパウダーを予熱および乾燥できるようにしたものであり、本発明は、前記した実施形態に限定されず、本発明の要旨から逸脱しない範囲内で様々に変更して実施することができ、これが本発明の構成に含まれるということは明らかなものである。

Claims (4)

1. タンディッシュの側面から離隔し、前記タンディッシュの上部から発生する輻射熱によって一側面が加熱されるように配置され、内部にモールドパウダーが充填される空間を有するパウダーホッパーを備え、
   前記パウダーホッパーは、前記タンディッシュの外側に発生される廃熱を収集して前記パウダーホッパー側に伝達する補助熱伝達手段をさらに備え、
   前記補助熱伝達手段は、前記タンディッシュの外側に付着されるように配置され、内部に熱伝達媒体が充填される熱供給管と、
   前記熱供給管と連通するように連結され、前記パウダーホッパーの外側面に接触するように配置される熱伝達管とを備えることを特徴とするタンディッシュ廃熱を用いたモールドパウダー供給装置。
2. 前記パウダーホッパーは、内部に充填されたモールドパウダーを攪拌する攪拌手段をさらに備え、
   前記攪拌手段は、前記パウダーホッパーの上部に配置され、外部電源が印加されることによって前記パウダーホッパーの内部に配置された攪拌インペラーを回転させるインペラーモータを備えることを特徴とする、請求項１に記載のタンディッシュ廃熱を用いたモールドパウダー供給装置。
3. 前記パウダーホッパーは、上部から下部に行くほど狭くなる形態であることを特徴とする、請求項１に記載のタンディッシュ廃熱を用いたモールドパウダー供給装置。
4. 前記パウダーホッパーは、前記タンディッシュと近接した一側面が丸められた円弧形態で形成されることを特徴とする、請求項１に記載のタンディッシュ廃熱を用いたモールドパウダー供給装置。

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