JP6673991B2 - 連続鋳造機内で金属ストランドを冷却するための噴霧器具及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、連続鋳造機内で金属ストランドを冷却するための噴霧器具及び方法に関する。

特許文献１は、連続鋳造機内で金属ストランドを冷却するための方法において、複数の噴霧ノズルを用いて金属ストランドに対し噴霧ジェットが適用される方法を開示している。可能な限り広範囲にわたり噴霧液体量を変動できるようにするため、噴霧ノズルは、最大の放出可能水量用に設計されており、噴霧液体量を削減するために切換え弁を用いて断続的に起動される。最大放出可能噴霧液体量未満である既定の噴霧液体量を設定するために、こうして噴霧ノズルは常に断続的に動作させられる。金属ストランドに対する断続的な作用は、不可避的に、この金属ストランドが連続的に冷却されないことも意味する。

欧州特許第２７１４３０４（Ｂ１）号明細書

本発明は、連続鋳造機内で金属ストランドを冷却するための噴霧器具及び方法を改善するように意図されている。

この目的で本発明は、連続鋳造機内で金属ストランドを冷却するための噴霧器具において、少なくとも１つの多重ノズルヘッドと少なくとも１つの切換え弁が具備されており、多重ノズルヘッドが少なくとも第１及び第２のノズルを有し、切換え弁が多重ノズルヘッドの上流側に配設され、切換え弁が多重ノズルヘッド内の第２のノズルに流動連結されて、全ての第２のノズルに対する噴霧液体の供給を可能にするか又は遮断する。複数の多重ノズルヘッドが具備されて、多重ノズルヘッドが互いに３次元的に離隔していることが好ましい。

したがって、本発明に係る噴霧器具は、多重ノズルヘッド内のノズルをオン又はオフに切換えすることによって放出される噴霧液体量の変動を達成する。しかしながら、既定の恒常な噴霧液体量の場合には、選択されたノズルは、選択された噴霧液体圧力により断続的にではなくむしろ恒常的に起動される。これにより、ノズルの連続動作、ひいては金属ストランドの連続的冷却も達成することが可能である。ここで多重ノズルヘッド内のノズルは、各ノズルが勝手に、そして同様にノズルの任意の所望される組合せもまた、金属ストランドの幅全体にわたる噴霧液体の均等な分布、ひいてはストランドの均質な冷却を発生させるような形で、設計され配設されている。これは、とりわけ、重複するノズルの噴霧ジェットによって達成される。ここでは、切換え弁を例えば空気圧切換え弁の形で設計すること、及び、供給される圧縮空気の圧力レベルなどを介して起動させることが可能である。例えば各ケースにおいて、多重ノズルヘッド内に３つのノズルが存在する場合には、そのとき存在する２つ又は３つの切換え弁を、このとき、例えば０．６ＭＰａなどの第１の圧力で噴霧液体の供給を受けるのが第１のノズルだけであるように設計することができる。供給される圧縮空気の圧力がこのとき例えば０．３ＭＰａまで低下させられたならば、切換え弁は、第１のノズルのみならず第２のノズルについても開放し、したがって、このとき噴霧液体は第１のノズル及び第２のノズルから放出される。供給される圧縮空気の圧力が例えば０ＭＰａまでさらに低下した場合３つの切換え弁全てが開放し、したがって、噴霧液体は、次に、多重ノズルヘッド内の第１のノズル、第２のノズル及び第３のノズルを通って放出される。一変形形態として、切換え弁は同様に、電気的又は電子的に起動され得、使用される切換え弁は例えばソレノイド弁である。同様に、圧縮空気弁の形で設計された切換え弁とソレノイド弁とを組み合わせることも可能であり、この場合、切換え弁は、任意に圧縮空気の作用を受けてその切換え状態を改変させる。本発明に係る噴霧器具の大きな利点は、放出される噴霧液体量を非常に広範囲にわたり変動させることができ、それでも噴霧液体は連続的に放出される、という点にある。放出される噴霧液体量を多重ノズルヘッド内のノズルインサートの直接的な交換によって変動させることも同様に可能である。このとき、放出される噴霧液体量の変動は、一方では供給される噴霧液体の圧力を介して、他方ではオン又はオフに切換えされている多重ノズルヘッド内の個別のノズルを介して発生し得る。これにより、例えば１：１５などの非常に広範囲の噴霧液体量変動が達成可能である。第１のノズルに恒常的に噴霧液体を供給するか、又は同様に第１のノズルに切換え弁の役割を割当てることが可能である。切換え弁は、噴霧水の供給が遮断されているノズルが恒常的に又は或る程度は圧縮空気を用いてフラッシングされるような形で設計され得、こうしてノズル及びパイプライン内の堆積物及び汚染が防止される。この目的で、切換え弁には、圧縮空気用の分岐そして場合によっては分岐内の圧縮空気用のスロットルを具備することができる。各多重ノズルヘッドに１つ以上の切換え弁を具備することが可能であり、そうでなければ、１つ以上の切換え弁に複数の多重ノズルヘッドが割当てられる。

本発明の一つの展開において、各々の多重ノズルヘッドはｎ個のノズルを有し、全ての第２のノズル、及び場合によっては全ての第３、第４〜第ｎ番目のノズルが各々切換え弁に流動連結されて、全ての第２のノズル、及び場合によっては全ての第３、第４及び／又は第ｎ番目のノズルに対する噴霧液体の供給を可能にするか又は遮断し、ここでｎは自然数であり、かつ２〜１０の値を有する。

基本的に、多重ノズルヘッド内には任意の所望される数のノズルが存在し、ここでｎは有利には３に等しく、この場合、３つのノズルが各々の多重ノズルヘッド内に存在し、第１の切換え弁が全ての第１のノズルに割当てられ、第２の切換え弁が全ての第２のノズルに割当てられ、第３の切換え弁が全ての第３のノズルに割当てられる。ｎの特に有利な値は、かつ２〜１０である。第１のノズルに恒常的に噴霧液体を供給しなければならない場合、第１の切換え弁無しで済ませることができる。

本発明の一展開において、噴霧液体を供給するために少なくとも第１のパイプライン及び第２のパイプラインが具備され、ここで第１のパイプラインは、全ての第１のノズルに連結され、第２のパイプラインは全ての第２のノズルに連結されている。第１の切換え弁は、多重ノズルヘッドの上流側で第１のパイプライン上に具備され得、第２の切換え弁は、多重ノズルヘッドの上流側で、第２のパイプライン上に具備され得る。

本発明に係る噴霧器具の極めて省スペース的な構造は、パイプラインを具備することによって、及び、多重ノズルヘッド内の全ての第１のノズルが共同の第１のパイプラインを介した供給を受け、多重ノズルヘッド内の全ての第２のノズルが共同の第２のパイプラインを介した供給を受けていることによって達成可能である。連続鋳造機においては、金属ストランドを冷却するためのノズルを、通常、金属ストランドのための支持用ローラの間に配設する必要があり、したがって通常は、ノズルを配設するためのスペースは極くわずかしか存在しない。共同パイプラインのさらなる多大な利点は、各パイプラインに対して、各々のケースにおいて、単一の切換え弁しか割当てる必要がないという点にある。こうして、設計関連費用は、著しく削減できる。第１のパイプラインに恒常的に噴霧液体を供給することが可能であり、この場合、第１の切換え弁無しで済ませることができる。各多重ノズルヘッド内にｎ個のノズルが具備される場合、パイプラインも同様にｎ本存在し、ここでそれぞれのパイプラインが、全ての第１、第２、第３お及び／又は第ｎ番目のノズルに対して割当てられる。

本発明の一展開において、多重ノズルヘッドの上流側で、それぞれの切換え弁は、第２のパイプライン、及び場合によっては第３、第４〜第ｎ番目のパイプライン上に具備されており、ここでｎは自然数であり、かつ２〜１０の値を有する。同様に、多重ノズルヘッドの上流側で、第１のパイプライン上に切換え弁を具備することも可能である。

例えば、ｎ＝３であり、この場合、３つのパイプラインが具備され、各々の場合において、全ての多重ノズルヘッドに３つのノズルが具備されている。３つのラインのうち少なくとも２つにそれぞれ切換え弁が割当てられており、したがって、第１のパイプラインを通る噴霧液体の供給を恒常的に可能にするか、あるいは第１の切換え弁を用いて可能にするか又は遮断すること、第２のパイプラインを通る噴霧液体の供給を第２の切換え弁により遮断するか可能にすること、及び第３のパイプラインを通る噴霧液体の供給を第３の切換え弁を用いて遮断するか可能にすることができる。第１のパイプライン内に切換え弁が存在する場合、こうして、多重ノズルヘッド内の全ての第１のノズルを、多重ノズルヘッド内の全ての第２のノズル及び／又は全ての第３のノズルと同じように、共同でオン又はオフに切換えることが可能である。ｎの特に有利な値は２〜１０である。

本発明の一展開において、少なくとも１つの多重ノズルヘッドのノズルは、噴霧液体の既定の圧力でこれらのノズルが各々異なる数量の噴霧液体を放出する限りにおいて異なっている。

多重ノズルヘッド内のノズルサイズのこのような漸進的変化により、同一のノズルの場合に比べ、本発明に係る噴霧器具により放出され得る噴霧液体量をさらに大きく拡大することができる。

本発明の一展開において、多重ノズルヘッドのノズルは、第１のノズルが噴霧液体の低圧と高圧の間の既定の圧力範囲内で第１の数量範囲内の噴霧液体量を放出し、低圧と高圧の間で第１のノズル及び第２のノズルによって放出される噴霧液体量の合計からなる数量範囲が、第１の数量範囲と重複するような形で放出される噴霧液体量に関して互いに連係されている。

こうして、非常に広範囲の噴霧液体量を網羅することが可能となり、しかもこの範囲内で一定の値を網羅つまり放出することが不可能であることはない。換言すると、低圧と高圧の間で第１のノズルと第２のノズルが共に放出する噴霧液体量により定義される第２の数量範囲は、少なくとも高圧での第１の数量範囲と重複する。

本発明の一展開において、各々の多重ノズルヘッドはｎ個のノズルを有し、噴霧液体の低圧と高圧の間の既定の圧力範囲内で、第１〜第３のノズル、第１〜第４のノズル及び／又は第１〜第ｎ番目のノズルは、第３、第４及び／又は第ｎ番目の数量範囲内の噴霧液体量を放出し、それらの数量範囲は重複する。

ここで、ｎが有利には３に等しいケースもあり、ｎのさらなる有利な値は２〜１０である。したがって、第２の数量範囲と第３の数量範囲は重複し、第３及び第４及び／又は第（ｎ−１）番目及び第ｎ番目の数量範囲についても同様である。

本発明の一展開において、多重ノズルヘッドは、パイプラインに沿って互いに３次元的に離隔している。

これにより、本発明に係る噴霧器具のコンパクトで省スペースな構造を達成することができる。パイプラインは有利には互いに平行に走っている。このとき求められるのは、短い分岐ラインが平行なパイプラインから多重ノズルヘッドに向って走っているということだけである。

本発明の一展開において、パイプラインは連続鋳造機の鋳造方向に対して平行に走り、多重ノズルヘッドは鋳造方向で互いに前後してパイプラインに沿って配設されている。

本発明に係る複数の噴霧器具が、鋳造方向に並べて配設されている場合には、個別の噴霧器具がオフに切換えされることで、鋳造されたばかりの金属ストランドの幅に対応する、本発明に係る噴霧器具が作用する幅を変動させることが可能である。

本発明の一展開においてパイプラインは連続鋳造機の鋳造方向に対して横断方向に配設され、多重ノズルヘッドは前記鋳造方向で互いに前後してパイプラインに沿って配設されている。

企図されている応用ケースに応じて、パイプラインは同様に、鋳造方向に対して横方向に敷設されると有利であり得る。鋳造方向とは、ここでは金属ストランドの前進方向を意味するように意図されている。

本発明の一展開において、切換え弁は圧縮空気弁の形で設計されており、各切換え弁にはそれぞれの切換え弁に対する圧縮空気の供給を可能にするか又は遮断するためのソレノイド弁が割当てられている。

これにより、一見すると高水準の設計関連費用が関与するものの動作の信頼性が非常に高い配設を達成することができる。圧縮空気弁は同様に、苛酷な環境条件下でも確実にその機能を果たすことができる。これとは対照的に、ソレノイド弁は、電子的に容易に起動され得、同様に高水準のプロセス制御システム内に直接統合され得る。したがって、電子的に起動可能なソレノイド弁と圧縮空気弁の組合せは、本発明に係る噴霧器具の統合し易く動作信頼性が非常に高い設計を保証する。

本発明の一展開において、ソレノイド弁アイランド内で複数のソレノイド弁が組み合わされ、ここでソレノイド弁アイランドはソレノイド弁用の共同ベース及び共同電子制御手段を有する。

こうして、コンパクトな構造を達成することが可能となる。ソレノイド弁アイランド及び／又はソレノイド弁アイランドの共同電子制御手段は、データバスラインへの接続に好適であり得、したがって、非常に単純な電子配線を達成することも同様に可能である。

本発明の一展開において、パイプラインの少なくとも１つは、プロファイル材の長手方向に連続している少なくとも１つの中空チャンバを伴うプロファイル材の形態で設計されている。

例えば、アルミニウム、真ちゅうと同様、鋼、特にステンレス鋼でも構成される押出し加工されたプロファイル材などを使用することができる。こうして、パイプラインは非常に安定した設計のものであり得、例えば、プロファイル材は多重ノズルヘッド用の締結手段さえ提供することができる。

本発明の一展開において、複数のパイプラインは、長手方向に連続している複数の中空チャンバを伴うプロファイル材を用いて形成されている。

これにより、本発明に係る噴霧器具の非常にコンパクトな設計を達成することが可能になる。

本発明の一展開においては、複数のプロファイル材が連結されて支持体を形成する。

本発明の一展開において多重ノズルヘッドは、プロファイル材上又は複数のプロファイル材を有する支持体上に配設されている。

支持体が形成されることにより、こうして、パイプラインを同時に機械的に支持する部品の形で設計することが可能である。

本発明の根拠となっている課題は、本発明に係る噴霧器具を用いて連続鋳造機内で金属ストランドを冷却するための方法において、所要噴霧液体量に応じて多重ノズルヘッドの全ての第１のノズル、全ての第２のノズル及び／又は全ての第ｎ番目のノズルに対する噴霧液体の供給を可能にするステップ及び噴霧液体の供給を遮断するステップを提供し、噴霧液体の供給を可能にし、及び／又は噴霧液体の供給を遮断する動作が、所要噴霧液体量が改変された場合にだけ実施される、方法によっても解決される。

したがって、ノズルを用いて放出される噴霧液体量を本発明に係る方法によって非常に幅広く変動させることができ、ここでは、同時に、噴霧液体量が恒常である場合、噴霧液体は、金属ストランドに対し連続して作用し、こうして連続冷却も達成される。噴霧液体量が改変された場合にのみ、個別のノズルをオン又はオフに切換えることができる。

本発明のさらなる特徴及び利点は、特許請求の範囲から及び図面と併用した本発明の好ましい実施形態についての以下の説明から集約することができる。図面中で示され明細書中で説明されている本発明の異なる実施形態の個別の特徴を任意の所望される方法で互いに組み合わせることができ、それによって本発明の枠組から逸脱することはない。このことは同様に、何らかのさらなる特徴が個別の特徴と共に説明又は図示されないものの、個別の特徴の組合せにもあてはまる。

本発明に係る噴霧器具の第１の実施形態の概略図を示す。 図１からの噴霧器具の多重ノズルヘッドを伴う多重ノズルユニットの概略図を示す。 図１からの噴霧器具により網羅され得る放出される噴霧液体量の範囲を説明するための図表を示す。 本発明に係る噴霧器具の場合において複数のパイプラインを形成するためのプロファイル材の概略図を示す。 本発明に係る噴霧器具の第２の実施形態の概略図を示す。

図１の図は、金属ストランドが生成される連続鋳造機内に配設されるために提供される本発明に係る噴霧器具１０を示す。金属ストランドの鋳造方向は、矢印１２によって例示される。鋳造方向１２は金属ストランドの前進方向に対応する。例えば、金属ストランドは溶鋼から鋳造され、その後、矢印１２の方向で前方へ支持用ローラの間を輸送される。本発明に係る噴霧器具は、このとき金属ストランドより上方に配設され、本発明に係るさらなる噴霧器具１０は金属ストランドの下方に配設され得、こうして上側及び下側からこの金属ストランドを冷却することが可能になっている。本発明に係る複数の噴霧器具１０を並べて配設することができ、こうして例えば非常に幅広の金属ストランドをその表面積全体にわたり冷却することが可能になっている。

本発明に係る噴霧器具１０は、鋳造方向１２に対し平行に延在するノズル支持体１４を有する。図２においてより詳細に説明される複数の多重ノズルユニット１６が、前記ノズル支持体１４の上に配設される。例示されている実施形態の場合、合計５つの多重ノズルユニット１６がノズル支持体１４上に配設されている。本質的に、ノズル支持体上には、任意の所望される数の多重ノズルユニット１６が配設され、これらは、本質的に任意の所望される形でノズル支持体１４上に配設される。例示された実施形態の場合、ノズル支持体１４の右側に３つの多重ノズルユニット１６が配設され、ノズル支持体１４の左側に２つの多重ノズルユニット１６が配設される。この配設は、単なる一例として提供され、本質的に所望される通りに選択され得る。多重ノズルユニット１６を恒久的に支持体１４に連結するか又は解除可能な形で支持体１４に連結することが可能である。

ノズル支持体１４は、連続鋳造機内で、金属ストランドのための支持用ローラの上方に配設される。多重ノズルユニット１６はこのとき、ノズル支持体１４から下向きに離れるように、すなわち図１の図面平面内へ向って延在し、したがってこのとき、噴霧ノズルを例えば支持用ローラの間に配設することができる。

ノズル支持体１４は内部に第１のパイプライン１８ａ、第２のパイプライン２０ａ及び第３のパイプライン２２ａを格納しており、パイプラインは互いに平行に、及びノズル支持体１４に対して平行に走っている。第１のパイプライン１８ａは、実線を用いて例示され、第２のパイプライン２０ａは破線を用いて例示され、第３のパイプライン２２ａは一点鎖線を用いて例示されている。これは単に例示を目的として、及び３つのパイプライン１８ａ、２０ａ、２２ａを区別するためのみに役立つ。

各々の多重ノズルユニット１６は、各々が別個のノズル送水管により起動される３つの噴霧ノズルを有する。このことを図１の概略図で示すことができるようにするため、３つのノズル送水管１８ｂ、２０ｂ及び２２ｂが各々の多重ノズルユニット１６内に例示されている。全ての多重ノズルユニット１６のノズル送水管１８ｂは、短い分岐ラインを介してパイプライン１８ａに連結されている。全ての多重ノズルユニット１６のノズル送水管２６ｂは、短い分岐ラインを介して第２のパイプライン２０ａに連結され、全ての多重ノズルユニット１６のノズル送水管２２ｂは短い分岐ラインを介して第３のパイプライン２２ａに連結される。パイプライン１８ａ、２０ａ、２２ａ及び支持体１４が好適な形で設計されている場合には、分岐ライン無しで済ますことができる。

合計３つの切換え弁２６、２８及び３０を伴うノズル弁ブロック２４が、多重ノズルユニット１６の上流側に具備される。第１の切換え弁２６は、第１のパイプライン１８ａに対し連結され、第２の切換え弁２８は第２のパイプライン２０ａに連結され、第３の切換え弁３０は第３のパイプライン２２ａに連結されている。３つの切換え弁２６、２８、３０は、パイプライン１８ａ、２０ａ、２２ａに対する噴霧液体の供給、例えば矢印３２により表される水供給を可能にするか又は遮断することができる。切換え弁２６、２８、３０はここでは、空気圧式に起動されるピンチ弁の形で設計されるのが有利である。切換え弁２６、２８、３０は、それぞれのソレノイド弁を用いて空気圧式に起動され、ソレノイド弁は、ノズル弁ブロック２４の上方に示されているソレノイド弁アイランド３４内に配設される。このソレノイド弁アイランド３４には、矢印３６で表されるように、圧縮空気の供給を受ける。さらに、ソレノイド弁アイランド３４はデータバスに接続可能な共同電子制御手段を有する。このようなデータバス、ひいては電気信号供給は、矢印３８で表されている。本発明の枠内で、第１のパイプライン１８ａひいては多重ノズルユニット１６の全ての第１のノズルに恒常的に噴霧液体を供給することが意図されている場合には、第１の切換え弁２６無しで済ませることができる。当然のことながら、それでも噴霧器具１０全体のための噴霧の供給をオン又はオフに切換えするためのより高水準のデバイスを提供することが可能である。

したがって、ソレノイド弁アイランド３４内のソレノイド弁をどのように起動させるかに応じて、前記弁は、切換え弁２６、２８、３０に対する圧縮空気供給を可能にするか、又は圧縮空気供給を遮断し、その結果として、このときパイプライン１８ａ、２０ａ、２２ａへの噴霧液体供給も同様に任意に可能にされるか又は遮断される。

図２は、多重ノズルユニット１６の概略図を示す。各々の多重ノズルユニット１６は、組付け用ブロック４０を有し、この中にノズル送水管１８ｂ、２０ｂ及び２２ｂの各々の始点が配設されている。ノズル送水管１８ｂ、２０ｂ、２２ｂはこのとき、支持体４２を通って多重ノズルヘッド４４に通じている。この多重ノズルヘッド４４は、図２に概略的に標示されている噴霧ジェットを各々生成できる３つのノズル４６、４８、５０を格納する。３つのノズル４６、４８、５０全てが動作している場合には、ノズル４６、４８、５０の噴霧ジェットは重複する。ノズル４６、４８、５０の１つだけが動作しているか又はノズル４６、４８、５０のいずれかの所望される組合せが動作しているかとは無関係に、噴霧液体の均質な分布が達成され、同様に金属ストランドの幅全体の均質な冷却も常に達成される。多重ノズルユニット１６は恒久的に又は解除可能な形で、組付け用ブロック４０を介して支持体１４に連結される。

多重ノズルヘッド４４はここでは、金属ストランドのための２つの支持用ローラの間に配設され得るようなコンパクトな設計のものである。多重ノズルヘッド４４は常に、ノズル４６、４８、５０によって生成される噴霧ジェットが、支持用ローラ間を妨害無く通過できるような形で、設計され配設される。

第１のノズル４６は、第１のノズル送水管１８ｂによって噴霧液体の供給を受け、第２のノズル４８は、第２のノズル送水管２０ｂによって噴霧液体の供給を受け、第３のノズル５０は、第３のノズル送水管２２ｂによって噴霧液体の供給を受ける。したがって、究極的に、多重ノズルユニット１６内の全ての第１のノズル４６は第１のパイプライン１８ａに対し流動連結されるが、全ての第１のノズル４６が第２のパイプライン２０ａ及び第３のパイプライン２２ａに流動連結されるというのは事実ではない。同じように、多重ノズルユニット１６の全ての第２のノズル４８は、第２のパイプライン２０ａにだけ流動連結される。多重ノズルユニット１６の全ての第３のノズル５０は、第３のパイプライン２２ａにだけ流動連結される。

したがって、第１の切換え弁２６を用いて、多重ノズルユニット１６内の全ての第１のノズル４６に対する噴霧液体の供給を可能にするか又は遮断することが可能である。第２の切換え弁２８を用いて、多重ノズルユニット１６内の全ての第２のノズル４８に対する噴霧液体の供給を可能にするか又は遮断することが可能である。第３の切換え弁３０を用いて、多重ノズルユニット１６の全ての第３のノズル５０に対する噴霧液体供給を可能にするか又は遮断することが可能である。

したがって、金属ストランドを冷却するために比較的少ない量の噴霧液体しか必要とされないケースでは、恒常的に噴霧液体の供給を受けるノズルのみが使用されるか、又はより高水準の制御手段（例示せず）が、例えば切換え弁２６のみを介した第１のパイプライン１８ａ内への噴霧液体供給を可能にする一方で、第２のパイプライン２０ａ及び第３のパイプライン２２ａ内への噴霧液体供給は切換え弁２８、３０を用いて遮断される。結果として、第１のノズル４６のみが噴霧ジェットを放出する。噴霧ジェットは、ここで連続的かつ途切れることなく、第１のノズル４６を通って放出される。所要噴霧液体量が改変された場合にのみ、一方では、例示されていないデバイスを用いて供給される噴霧液体の圧力を改変させることが可能である。他方では、全ての第２のノズル４８を、例えば第２の切換え弁２８を介してオン切換えすることが可能である。さらに多くの噴霧液体が求められる場合には、全ての第３のノズル５０を例えば第３の切換え弁３０を介してオン切換えすることが可能である。

したがって、放出される噴霧液体量は、一方では供給される噴霧液体の圧力が改変されることによって、また他方ではノズル４６、４８、５０がオン又はオフに切換えられることによって、改変され得る。既定の噴霧液体量が恒常である場合、ノズル４６、４８、５０は連続的かつ途切れることのない噴霧ジェットを生成する。したがって、金属ストランドを連続的かつ途切れることなく冷却することができる。

各々の多重ノズルヘッド４４の第１のノズル４６、第２のノズル４８及び第３のノズル５０がここでは同一であるか、又は同じ噴霧液体圧力で異なる噴霧液体量を放出するように設計されることが可能である。例えば、第１のノズル４６は、既定の噴霧液体圧力で第１の噴霧液体量を放出し、第２のノズル４８は、同じ噴霧液体圧力でより大量の噴霧液体を放出し、第３のノズル５０は同じ噴霧液体圧力でさらに一層大量の噴霧液体を放出する。

このことはすなわち、放出可能な噴霧液体量の広がりを３つの同一設計のノズル４６、４８、５０に関して著しい規模で増大できるということを意味する。

ノズル４６、４８、５０は、多重ノズルブロック４４内で、例えばノズルインサートの形で形成され得、したがって、これらのノズルは、迅速かつ簡単に交換可能である。このことは、摩耗を理由としてのみならず、放出される噴霧液体量を適応させる目的ででもノズル４６、４８、５０を交換しなければならない場合に有利である。

図３は、放出される噴霧液体量が噴霧液体の水圧に対して毎分あたりのリットルでプロットされている図表を例示している。円の付いた第１のラインは、水圧に対してプロットされた第１のノズル４６により放出される噴霧液体量を示す。十字の付いた第２のラインは、第１のノズル４６及び第２のノズル４８により放出される噴霧液体量の合計を示す。正方形の付いた第３のラインは、３つのノズル４６、４８、５０全てによって放出される噴霧液体量の合計を示す。

第１のノズル４６は、０．１ＭＰａの噴霧液体圧力でわずかおよそ１リットル／分の噴霧液体量しか放出しないことが分かる。このとき、１．２ＭＰａの噴霧液体圧力では、およそ３リットル／分の噴霧液体量が放出されている。

放出される噴霧液体量を３リットル／分超に増大しなければならない場合、第２のノズル４８がオン切換えされる。同時に、噴霧液体圧力は再び０．１ＭＰａまで削減される。

十字の付いたラインから、第１のノズル４６及び第２のノズル４８により放出される噴霧液体量の合計は、０．１ＭＰａの噴霧液体圧力でおよそ２リットル／分であることが分かる。したがって、この値は、１．２ＭＰａの噴霧液体圧力で第１のノズル４６が単独で放出する噴霧液体量よりも少ない。したがって、第１のノズル４６が単独で放出する噴霧液体量及び第１のノズル４６と第２のノズル４８が共に放出する噴霧液体量の数量範囲は重複する。こうして、噴霧液体圧力を変動させること、及び個別のノズル４６、４８、５０をオン又はオフに切換えることによって、放出される噴霧液体量の非常に精確な設定を達成することが可能になる。

十字付きのラインの右端を見ると分かるように、第１のノズル４６及び第２のノズル４８は共に、１．２ＭＰａの噴霧液体圧力でおよそ７．５リットル／分の噴霧液体を放出する。このとき、噴霧液体量をさらに一層増大させることが意図されている場合には、３つのノズル４６、４８、５０全てに噴霧液体が供給され、それと同時に噴霧液体圧力は再び０．１ＭＰａまで削減される。図３中の正方形付きラインを参照すると分かるように、３つのノズル４６、４８、５０全てが共に０．１ＭＰａの噴霧液体圧力でおよそ６リットル／分の噴霧液体量を放出する。したがって、ここでも同様に、第１のノズル４６及び第２のノズル４８が共に放出する噴霧液体量の数量範囲と、３つのノズル４６、４８、５０全てが共に放出する噴霧液体量の数量範囲とは重複する。当然のことながら、噴霧液体量は、説明された形でのみ増大され得るものではなく、むしろ、図３の図表内の所望の噴霧量を設定できるように、異なる噴霧液体圧力でノズルをオン又はオフに切換えることも可能である。

したがって、多重ノズルヘッド４４のノズル４６、４８、５０は、噴霧液体の低圧と高圧の間の既定の圧力範囲内で第１のノズルが第１の数量範囲内の噴霧液体量を放出し、低圧で第１のノズルと第２のノズルにより放出される噴霧液体量の合計が高圧で第１のノズルにより放出される噴霧液体量よりも低くなるような形で、放出される噴霧液体量に関して互いに連係させられる。したがって、一方では第１のノズルがそして他方では第１のノズルと第２のノズルが共に放出する噴霧液体量の数量範囲は重複する。類似の形で、このことは同様に、高圧で第１のノズル及び第２のノズルにより放出される噴霧液体量の合計、及び低圧で第１のノズル、第２のノズル及び第３のノズルが共に放出する噴霧液体量の合計についてもあてはまる。このことは、図３中の正方形付きラインを参照すると分かる。放出される噴霧液体量のこの連係は、同一である３つのノズル４６、４８、５０及び放出される噴霧液体量に関して異なっている３つのノズル４６、４８、５０の両方によって達成可能である。

図４は、図１からの支持体１４の前面図を概略的に示す。支持体１４は、長手方向に連続する３つの中空チャンバを有するプロファイル材５２によって形成される。これら３つの中空チャンバは、パイプライン１８ａ、２０ａ及び２２ａを形成し、これに対して、すでに説明したように、多重ノズルユニット１６に対する分岐ラインが次に連結されるか、又は多重ノズルユニット１６が直接連結される。

同様に、それぞれのアンダーカット溝５４、５６が３つの中空チャンバ又はパイプライン１８ａ、２０ａ、２２ａから側方に配設されていることも事実である。これらのアンダーカット溝５４、５６は、例えば、支持体１４上に多重ノズルユニット１６を組付けるために使用可能である。３つのノズル送水管１８ｂ、２０ｂ、２２ｂを組み合わせる図２からの支持体４２は、同じ又は類似の要領で、複数の中空チャンバを伴うプロファイル材５２の形で設計され得る。

図５は、本発明に係る噴霧器具のさらなる実施形態の概略図を示す。

噴霧器具６０は、すでに図２を参照して説明したように、多重ノズルユニット１６を有する。したがって、多重ノズルユニット１６についてここで改めて説明することはしない。

図２からの多重ノズルユニット１６とは対照的に、合計３つの切換え弁２６、２８及び３０を伴うノズル弁ブロック２４が、多重ノズルユニット１６の組付け用ブロック４０上に配設され、前記ノズル弁ブロックについては、図１からの噴霧器具を参照してすでに説明されている。

第１の切換え弁２６は第１のノズル送水管１８ｂに割当てられ、第２の切換え弁２８は第２のノズル送水管２０ｂに割当てられ、第３の切換え弁３０は第３のノズル送水管２２ｂに割当てられる。ノズル送水管１８ｂ、２０ｂ、２２ｂ、ひいては多重ノズルヘッド４４内のノズル４６、４８及び／又は５０に対する噴霧水供給はこうして、切換え弁２６、２８、３０を介して可能にされるか又は遮断され得る。

明確さのために、図５では、ノズル弁ブロック２４に対する噴霧液体供給、ノズル弁ブロック２４に対する圧縮空気供給、及び場合によってより高水準のソレノイド弁アイランドは例示されていないが、これらは図１中のものと同一の形で提供され、図１と併せて説明されている。

したがって、本発明の図５に係る噴霧器具６０は多重ノズルユニット１６を１つだけ有する。当然のことながら、それでも、本発明の枠組の中で、図１と類似の配設で複数の噴霧器具６０を組合せることも可能である。このとき、金属ストランドを冷却するために、複数の噴霧器具６０が提供される。図１からの噴霧器具１０とは対照的に、このとき、図５に係る複数の噴霧器具が具備された場合、個別の多重ノズルユニット１６を互いに別個に起動させることが可能である。

Claims (22)

1. 連続鋳造機内で金属ストランドを冷却するための噴霧器具において、
   少なくとも１つの多重ノズルヘッドと少なくとも１つの切換え弁とが具備されており、各多重ノズルヘッドが少なくとも第１及び第２のノズルを有し、少なくとも１つの前記切換え弁が前記多重ノズルヘッドの上流側に配設され、前記切換え弁が前記多重ノズルヘッド内の前記第２のノズルに流動連結されて、全ての前記第２のノズルに対する噴霧液体の供給を可能にするか又は遮断し、
   当該噴霧器具は、ノズル支持体と、該ノズル支持体に解除可能な形で連結されている少なくとも一つの多重ノズルユニットとを有し、
   前記ノズル支持体は内部に少なくとも二つのパイプラインを格納しており、
   各々の多重ノズルユニットが組付け用ブロックを有し、該組付け用ブロック内にノズル送水管の始点が配設され、前記ノズル送水管はこのときに前記多重ノズルヘッドに通じており、前記多重ノズルユニットは解除可能な形で前記組付け用ブロックを介して前記ノズル支持体に連結される、ことを特徴とする噴霧器具。
2. 複数の多重ノズルヘッドが具備されており、複数の該多重ノズルヘッドが３次元的に互いに離隔している、ことを特徴とする請求項１に記載の噴霧器具。
3. 各々の多重ノズルヘッドがｎ個のノズルを有し、全ての前記第２のノズル、及び場合によっては全ての第３、第４〜第ｎ番目のノズルが各々切換え弁に流動連結されて、全ての前記第２のノズル、及び場合によっては全ての第３、第４及び／又は第ｎ番目のノズルに対する噴霧液体の供給を可能にするか又は遮断し、ここでｎは自然数であり、かつ２〜１０の値である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の噴霧器具。
4. 少なくとも第１及び第２の切換え弁が具備されており、前記第１の切換え弁は、前記多重ノズルヘッド内の全ての前記第１のノズルに対して流動連結されて、全ての前記第１のノズルに対する噴霧液体の供給を可能にするか又は遮断し、前記第２の切換え弁は、前記多重ノズルヘッド内の全ての前記第２のノズルに対して流動連結されて、全ての前記第２のノズルに対する噴霧液体の供給を可能にするか又は遮断する、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の噴霧器具。
5. 噴霧液体を供給するために少なくとも第１のパイプライン及び第２のパイプラインが具備されており、前記第１のパイプラインは全ての前記第１のノズルに連結され、前記第２のパイプラインは全ての前記第２のノズルに連結されている、ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の噴霧器具。
6. ｎ本のパイプラインが具備されており、前記第１のパイプラインは全ての前記第１のノズルに連結され、前記第２のパイプラインは全ての前記第２のノズルに連結されており、場合によって第３、第４〜第ｎ番目のパイプラインは全ての第３、第４及び／又は第ｎ番目のノズルに連結され、ここでｎは自然数であり、かつ２〜１０の値である、ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の噴霧器具。
7. 多重ノズルヘッドの上流側で、それぞれの切換え弁が前記第２のパイプライン、及び場合によっては第３、第４〜第ｎ番目のパイプライン上に具備されており、ここでｎは自然数であり、かつ２〜１０の値である、ことを特徴とする請求項５又は６に記載の噴霧器具。
8. 前記多重ノズルヘッドの上流側で、前記第１のパイプライン上に切換え弁が具備されている、ことを特徴とする請求項５〜７の何れか一項に記載の噴霧器具。
9. 少なくとも１つの多重ノズルヘッドのノズルは、前記噴霧液体の既定の圧力でこれらのノズルが各々異なる数量の噴霧液体を放出する限りにおいて異なっている、ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の噴霧器具。
10. 多重ノズルヘッドの前記ノズルは噴霧液体量に関して互いに連係し、前記第１のノズルが、噴霧液体の低圧と高圧の間の既定の圧力範囲内で、第１の数量範囲内の噴霧液体量を放出し、かつ前記低圧と前記高圧の間で前記第１のノズル及び前記第２のノズルによって放出される噴霧液体量の合計からなる第２の数量範囲が、前記第１の数量範囲と重複する、ことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の噴霧器具。
11. 各々の多重ノズルヘッドがｎ個のノズルを有し、前記噴霧液体の低圧と高圧の間の既定の圧力範囲内で、第１〜第３のノズル、第１〜第４のノズル及び／又は第１〜第ｎ番目のノズルは、第３、第４及び／又は第ｎ番目の数量範囲内の噴霧液体量を放出し、かつ前記数量範囲が重複し、ここでｎは自然数であり、かつ２〜１０の値である、ことを特徴とする請求項１０に記載の噴霧器具。
12. 前記多重ノズルヘッドは前記パイプラインに沿って互いに３次元的に離隔している、ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の噴霧器具。
13. 前記パイプラインが前記連続鋳造機の鋳造方向に対して平行に走り、前記多重ノズルヘッドが前記鋳造方向で互いに前後して前記パイプラインに沿って配設されている、ことを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の噴霧器具。
14. 前記パイプラインが前記連続鋳造機の鋳造方向に対して横断方向に配設され、前記多重ノズルヘッドが前記鋳造方向に対して横断方向で互いに前後して前記パイプラインに沿って配設されている、ことを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の噴霧器具。
15. 連続鋳造機内で金属ストランドを冷却するための噴霧器具において、
    少なくとも１つの多重ノズルヘッドと少なくとも１つの切換え弁とが具備されており、各多重ノズルヘッドが少なくとも第１及び第２のノズルを有し、少なくとも１つの前記切換え弁が前記多重ノズルヘッドの上流側に配設され、前記切換え弁が前記多重ノズルヘッド内の前記第２のノズルに流動連結されて、全ての前記第２のノズルに対する噴霧液体の供給を可能にするか又は遮断し、
    前記切換え弁が圧縮空気弁の形で設計され、各切換え弁にはそれぞれの切換え弁に対する圧縮空気の供給を可能にするか又は遮断するためのソレノイド弁が割当てられている、ことを特徴とする噴霧器具。
16. ソレノイド弁アイランド内で複数のソレノイド弁が組み合わされ、ここで前記ソレノイド弁アイランドはソレノイド弁用の共同ベース及び共同電子制御手段を有すること、を特徴とする請求項１５に記載の噴霧器具。
17. 前記パイプラインの少なくとも１つが、プロファイル材の長手方向に連続している少なくとも１つの中空チャンバを伴うプロファイル材の形態で設計されている、ことを特徴とする請求項１〜１６の何れか一項に記載の噴霧器具。
18. 複数のパイプラインが前記長手方向に連続している複数の中空チャンバを伴うプロファイル材を用いて形成されている、ことを特徴とする請求項１７に記載の噴霧器具。
19. 複数のプロファイル材が連結されて支持体を形成する、ことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の噴霧器具。
20. 前記多重ノズルヘッドが前記プロファイル材上又は複数のプロファイル材を有する前記支持体上に配設されている、ことを特徴とする請求項１７〜１９の何れか一項に記載の噴霧器具。
21. 請求項１〜２０の何れか一項に記載の噴霧器具を用いて連続鋳造機内で金属ストランドを冷却するための方法において、
    所要噴霧液体量に応じて前記多重ノズルヘッドの全ての前記第２のノズル及び／又は全ての第ｎ番目のノズルに対する噴霧液体の供給を可能にするステップ、及び噴霧液体の供給を遮断するステップを有し、前記噴霧液体の供給を可能にする動作、及び／又は噴霧液体の供給を遮断する動作が、前記所要噴霧液体量が改変された場合にだけ実施される、方法。
22. 所要噴霧液体量に応じて、前記多重ノズルヘッドの全ての前記第１のノズルに対する噴霧液体の供給を可能にするか、又は噴霧液体の供給を遮断することを特徴とし、噴霧液体の供給を可能にする動作、及び／又は噴霧液体の供給を遮断する動作が、前記所要噴霧液体量が改変された場合にだけ実施される、請求項２１に記載の方法。

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