JP7070140B2 - Smelter for slabs and method for smelting slabs - Google Patents

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Description

本発明は、鋳片の表面を溶削する鋳片の溶削装置、及び、鋳片の溶削方法に関するものである。 The present invention relates to a slab melting device for melting the surface of a slab and a method for melting the slab.

例えば、連続鋳造によって製造される鋳片の表面には、介在物の巻き込みや表面疵等の表面欠陥が発生することがある。
このような鋳片の表面欠陥を除去する際には、例えば特許文献1-3に開示された溶削装置(スカーファー設備)が用いられる。これらの溶削装置(スカーファー設備)は、鋳片の表面を局所的に加熱して溶融し、表面欠陥を除去するものである。
上述の溶削装置(スカーファー設備)においては、鋳片の表面に対向するようにスカーファーユニットが配設されている。
For example, surface defects such as inclusions and surface defects may occur on the surface of slabs produced by continuous casting.
In removing such surface defects of the slab, for example, the melting apparatus (scarfer equipment) disclosed in Patent Documents 1-3 is used. These milling devices (scarfer equipment) locally heat the surface of the slab to melt it and remove surface defects.
In the above-mentioned milling device (scarfer equipment), the scarfer unit is arranged so as to face the surface of the slab.

このような構成の溶削装置(スカーファー設備)においては、まず、鋳片の表面に対して可燃性ガスと予熱用酸素を吹き付けて可燃性ガスを燃焼させ、この燃焼熱により、鋳片の表面を局所的に溶融して湯溜まり部を形成する(予熱工程)。
次に、鋳片の表面に溶削用酸素を供給するとともに鋳片を搬送し、上述の湯溜まり部を熱源として溶削用酸素と鉄とを酸化反応させ、この酸化反応熱によって、鋳片の表面を深さ1~3mm程度溶融し、表面欠陥を除去する(溶削工程)。
In a milling device (scarfer equipment) having such a configuration, first, a flammable gas and preheating oxygen are sprayed on the surface of the slab to burn the flammable gas, and the combustion heat is used to burn the slab. The surface is locally melted to form a pool (preheating step).
Next, oxygen for melting is supplied to the surface of the slab and the slab is conveyed, and the oxygen for melting and iron are subjected to an oxidation reaction using the above-mentioned hot water pool as a heat source, and the heat of the oxidation reaction causes the slab to undergo an oxidation reaction. The surface of the surface is melted to a depth of about 1 to 3 mm to remove surface defects (melting step).

実開平03-070856号公報Jikkenhei 03-070856 Gazette 特開平09-168862号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 09-168862 特開平10-272561号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-272561

ところで、上述の溶削装置(スカーファー設備)によって鋳片の表面を溶削する場合、幅方向において溶削深さに変動が生じ、溶削後のスラブの表面に大きな凹凸が形成されることがあった。
ここで、鋳片の表面に大きな凹凸が存在すると、その後の圧延工程において表面疵が発生してしまい、製品歩留りが低下することになる。このため、鋳片の溶削を安定して行うことが求められている。
By the way, when the surface of a slab is melted by the above-mentioned melting device (scarfer equipment), the melting depth varies in the width direction, and large irregularities are formed on the surface of the slab after melting. was there.
Here, if there are large irregularities on the surface of the slab, surface defects will occur in the subsequent rolling process, and the product yield will decrease. Therefore, it is required that the slab is stably melted.

本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、鋳片の表面を安定して溶削を実施することができ、溶削後の鋳片の表面に大きな凹凸が生じることを抑制できる鋳片の溶削装置、及び、鋳片の溶削方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned situation, and the surface of the slab can be stably melted, and it is possible to suppress the occurrence of large irregularities on the surface of the slab after melting. It is an object of the present invention to provide a melting device for slabs and a method for melting slabs.

上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、図1に示すように、9つのヘッダーに分割された予熱用酸素の圧力分布に応じて、9つの凹凸が鋳片表面に形成されており、溶削後の鋳片の表面の凹凸の分布と予熱用酸素の幅方向の圧力分布とが良く一致していることが確認された。
よって、鋳片の幅方向において予熱用酸素の流量にばらつきが生じると、これに応じて溶削後の鋳片の表面の凹凸が生じるとの知見を得た。
As a result of diligent studies by the present inventors in order to solve the above problems, as shown in FIG. 1, nine irregularities are formed on the surface of the slab according to the pressure distribution of the preheating oxygen divided into nine headers. It was confirmed that the unevenness distribution on the surface of the slab after thawing and the pressure distribution in the width direction of the preheating oxygen were in good agreement.
Therefore, it has been found that when the flow rate of preheating oxygen varies in the width direction of the slab, the surface of the slab after melting is uneven accordingly.

本発明は、上述の知見に基づいてなされたものであって、本発明に係る鋳片の溶削装置は、可燃性ガス及び予熱用酸素を噴出する予熱用ガス噴出部と、溶削用酸素を噴出する溶削用酸素噴出部と、を有し、鋳片の表面に可燃性ガスと予熱用酸素を吹き付けて前記鋳片の表面に湯溜まり部を形成し、この湯溜まりに向けて溶削用酸素を吹き付けて前記溶削用酸素と鉄との酸化反応熱によって、前記鋳片の表面を溶削する鋳片の溶削装置であって、 前記予熱用ガス噴出部は、前記予熱用酸素を噴出するノズルとして、インサートノズルと、このインサートノズルの上方において幅方向に並列配置されたカーテンノズルと、を有しており、前記予熱用酸素の供給路は、前記インサートノズル側に酸素を供給するインサートノズル用供給路と、前記カーテンノズル側に酸素を供給するカーテンノズル用供給路と、に分岐され、前記カーテンノズル用供給路には、前記予熱用酸素を分配するオリフィス部が配設されており、前記オリフィス部における圧損ΔPaが、前記カーテンノズルにおける圧損ΔPbよりも小さいことを特徴としている。 The present invention has been made based on the above-mentioned findings, and the slab smelting apparatus according to the present invention has a preheating gas ejection part that ejects flammable gas and preheating oxygen, and smelting oxygen. It has a smelting oxygen ejection part that ejects oxygen, and a flammable gas and preheating oxygen are sprayed on the surface of the slab to form a hot water pool on the surface of the slab and melt toward the hot water pool. It is a slab melting device that melts the surface of the slab by spraying shaving oxygen with the oxidation reaction heat of the shaving oxygen and iron, and the preheating gas ejection part is for the preheating. As a nozzle for ejecting oxygen, an insert nozzle and a curtain nozzle arranged in parallel in the width direction above the insert nozzle are provided, and the preheating oxygen supply path provides oxygen to the insert nozzle side. The supply path for the insert nozzle to be supplied and the supply path for the curtain nozzle to supply oxygen to the curtain nozzle side are branched, and the supply path for the curtain nozzle is provided with an orifice portion for distributing the preheating oxygen. The pressure loss ΔPa in the orifice portion is smaller than the pressure loss ΔPb in the curtain nozzle.

この構成の鋳片の溶削装置によれば、前記予熱用酸素の供給路は、前記インサートノズル側に酸素を供給するインサートノズル用供給路と、前記カーテンノズル側に酸素を供給するカーテンノズル用供給路と、に分岐されており、前記カーテンノズル用供給路に、供給される前記予熱用酸素を分配するオリフィス部が配設され、前記オリフィス部における圧損ΔPaが、前記カーテンノズルにおける圧損ΔPbよりも小さく設定されているので、幅方向に並列された複数のカーテンノズルの入側において予熱用酸素が均圧化され、予熱用酸素を鋳片の幅方向で均一に噴出することができる。これにより、溶削後の鋳片の表面に大きな凹凸が生じることを抑制することが可能となる。 According to the slab melting device having this configuration, the preheating oxygen supply path is for an insert nozzle supply path for supplying oxygen to the insert nozzle side and for a curtain nozzle for supplying oxygen to the curtain nozzle side. An orifice portion for distributing the preheating oxygen to be supplied is provided in the supply path for the curtain nozzle, and the pressure loss ΔPa in the orifice portion is from the pressure loss ΔPb in the curtain nozzle. Since it is set small, the preheating oxygen is equalized at the inlet side of a plurality of curtain nozzles arranged in parallel in the width direction, and the preheating oxygen can be uniformly ejected in the width direction of the slab. This makes it possible to suppress the occurrence of large irregularities on the surface of the slab after melting.

ここで、本発明の鋳片の溶削装置においては、前記オリフィス部には、複数の供給孔が形成されており、当該供給孔と前記カーテンノズルとが偏心して配置されている構成としてもよい。
この場合、オリフィス部の供給孔を通過した酸素が、直接、カーテンノズルへと供給されることを抑制でき、複数のカーテンノズルにおける予熱用酸素の幅方向の流量分布をさらに均一化することができる。
Here, in the slab melting apparatus of the present invention, a plurality of supply holes may be formed in the orifice portion, and the supply holes and the curtain nozzle may be arranged eccentrically. ..
In this case, oxygen that has passed through the supply hole of the orifice portion can be suppressed from being directly supplied to the curtain nozzles, and the flow rate distribution of the preheating oxygen in the plurality of curtain nozzles in the width direction can be further made uniform. ..

さらに、本発明の鋳片の溶削装置においては、前記カーテンノズルは、前記オリフィス毎に幅方向に複数個のヘッダーに分割されており、前記カーテンノズルの入側位置に、幅方向に貫通する小ヘッダーを設け、前記ヘッダーの分割境界部からも前記カーテンノズル用酸素を噴射する構成とされていてもよい。
この場合、スカーファーユニット全幅に渡ってカーテンノズルが隙間なく等間隔に噴射できるようになり、カーテンノズルの欠落部分を起点に生ずる縮流が防止でき、カーテンノズルにおける予熱用酸素の幅方向の流量分布をさらに均一化することができる。
Further, in the slab melting apparatus of the present invention, the curtain nozzle is divided into a plurality of headers in the width direction for each orifice, and penetrates the inlet position of the curtain nozzle in the width direction. A small header may be provided, and oxygen for the curtain nozzle may be injected from the divided boundary portion of the header.
In this case, the curtain nozzles can be sprayed at equal intervals without gaps over the entire width of the scarfer unit, and the contraction that occurs from the missing portion of the curtain nozzle can be prevented, and the flow rate of preheating oxygen in the curtain nozzle in the width direction. The distribution can be further homogenized.

本発明の鋳片の溶削方法は、上述の鋳片の溶削装置を用いて、鋳片の表面を溶削することを特徴としている。
この構成鋳片の溶削装置によれば、上述の鋳片の溶削装置を用いているので、複数のカーテンノズルにおける予熱用酸素の幅方向の流量分布が均一化され、予熱用酸素を鋳片の幅方向で均一に噴出することができ、溶削後の鋳片の表面に大きな凹凸が生じることを抑制することが可能となる。
The method for melting a slab of the present invention is characterized in that the surface of the slab is melted by using the above-mentioned melting device for the slab.
According to this constituent slab melting device, since the above-mentioned slab melting device is used, the flow rate distribution of the preheating oxygen in the plurality of curtain nozzles in the width direction is made uniform, and the preheating oxygen is cast. It is possible to eject evenly in the width direction of the piece, and it is possible to suppress the occurrence of large irregularities on the surface of the slab after welding.

上述のように、本発明によれば、鋳片の表面を安定して溶削を実施することができ、溶削後の鋳片の表面に大きな凹凸が生じることを抑制できる鋳片の溶削装置、及び、鋳片の溶削方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the surface of the slab can be stably melted, and the surface of the slab after the melting can be prevented from having large irregularities. An apparatus and a method for melting slabs can be provided.

溶削後の鋳片表面の凹凸と予熱用酸素の圧力分布とを示すグラフである。It is a graph which shows the unevenness of the surface of a slab after melting and the pressure distribution of oxygen for preheating. 本発明の実施形態である鋳片の溶削装置の側面説明図である。(a)が予熱工程、(b)が溶削工程の状況を示す。It is a side side explanatory view of the slab melting apparatus which is an embodiment of this invention. (A) shows the state of the preheating process, and (b) shows the state of the melting process. 図2に示す鋳片の溶削装置の予熱用ガス噴出部の断面説明図である。(a)が幅方向に直交する断面図、(b)が(a)のX-X´断面矢視図、(c)が(a)Y-Y´断面矢視図である。FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view of a preheating gas ejection portion of the slab melting device shown in FIG. 2. (A) is a cross-sectional view orthogonal to the width direction, (b) is a cross-sectional view taken along the line XX'of (a), and (c) is a cross-sectional view taken along the line (a) YY'. カーテンノズルの配置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement of a curtain nozzle. 本発明の実施形態である鋳片の溶削装置に用いられるオリフィス部の説明図である。It is explanatory drawing of the orifice part used in the melting apparatus of a slab which is an embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態である鋳片の溶削装置に用いられるオリフィス部の説明図である。It is explanatory drawing of the orifice part used in the melting apparatus of a slab which is another embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態である鋳片の溶削装置に用いられるオリフィス部の説明図である。It is explanatory drawing of the orifice part used in the melting apparatus of a slab which is another embodiment of this invention. 本発明の実施形態である鋳片の溶削装置の説明図である。(a)が側面部分断面説明図、(b)がA-A断面説明図である。It is explanatory drawing of the melting apparatus of a slab which is an embodiment of this invention. (A) is a side partial cross-sectional explanatory view, and (b) is an AA cross-sectional explanatory view. 縮流の発生状況を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the occurrence state of a contraction flow. 実施例における溶削後の鋳片表面の凹凸の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the unevenness of the surface of a slab after melting in an Example.

以下に、本発明の実施形態である鋳片の溶削装置、及び、鋳片の溶削方法について、添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the slab melting apparatus and the slab melting method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings. The present invention is not limited to the following embodiments.

本発明の実施形態である鋳片の溶削装置10は、図2に示すように、鋳片1の表面に対向するように配置されたスカーファーユニット20を有している。このスカーファーユニット20には、図2に示すように、可燃性ガスと予熱用酸素を噴出する予熱用ガス噴出部30と、溶削用酸素を噴出する溶削用酸素噴出部22が設けられている。
また、鋳片1は、図2の矢印X方向に搬送されるように搬送テーブル(図なし)上に載置されている。
なお、図2(a)及び図2(b)に示すように、溶削用酸素噴出部22から噴出される溶削用酸素の噴出流は、予熱用ガス噴出部30から噴出される可燃性ガス及び予熱用酸素の噴出流よりも、鋳片1の搬送方向Xの前方側に衝突するように配置されている。
As shown in FIG. 2, the slab melting device 10 according to the embodiment of the present invention has a scarfer unit 20 arranged so as to face the surface of the slab 1. As shown in FIG. 2, the scarfer unit 20 is provided with a preheating gas ejection section 30 for ejecting flammable gas and preheating oxygen, and a melting oxygen ejection section 22 for ejecting smelting oxygen. ing.
Further, the slab 1 is placed on a transport table (not shown) so as to be transported in the direction of the arrow X in FIG.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the ejection flow of the smelting oxygen ejected from the smelting oxygen ejection portion 22 is flammable and is ejected from the preheating gas ejection portion 30. It is arranged so as to collide with the front side of the slab 1 in the transport direction X with respect to the jet flow of gas and preheating oxygen.

ここで、予熱用ガス噴出部30においては、図3(a)及び図3(b)に示すように、予熱用酸素を噴出するノズルとして、インサートノズル31と、このインサートノズル31の上方に配置されたカーテンノズル32と、を有している。 Here, in the preheating gas ejection unit 30, as shown in FIGS. 3A and 3B, the insert nozzle 31 and the insert nozzle 31 are arranged above the insert nozzle 31 as a nozzle for ejecting the preheating oxygen. It has a curtain nozzle 32 and the like.

インサートノズル31は、図3(b)に示すように、幅方向に並列するように配置されており、本実施形態では、1つの酸素用ヘッダー33、及び、可燃性ガス用ヘッダー34に対して、3つないし4つのインサートノズル31が並列配置されている。
また、インサートノズル31は、図3(a)に示すように、その後端が予熱用酸素供給路35(インサートノズル用供給路35A)に接続され、インサートノズル31の側面が可燃性ガス供給路37に接続されている。なお、予熱用酸素供給路35(インサートノズル用供給路35A)と可燃性ガス供給路37とは、インサートノズル31の側面に配設されたOリング39によって区分けされている。
これにより、インサートノズル31の中心孔から予熱用酸素が噴出し、インサートノズル31の周囲から、可燃性ガス(本実施形態ではLPG)が噴出することになる。
As shown in FIG. 3B, the insert nozzles 31 are arranged in parallel in the width direction, and in the present embodiment, the insert nozzles 31 are arranged with respect to one oxygen header 33 and the combustible gas header 34. Three or four insert nozzles 31 are arranged in parallel.
Further, as shown in FIG. 3A, the rear end of the insert nozzle 31 is connected to the preheating oxygen supply path 35 (insert nozzle supply path 35A), and the side surface of the insert nozzle 31 is a flammable gas supply path 37. It is connected to the. The preheating oxygen supply path 35 (insert nozzle supply path 35A) and the flammable gas supply path 37 are separated by an O-ring 39 arranged on the side surface of the insert nozzle 31.
As a result, oxygen for preheating is ejected from the central hole of the insert nozzle 31, and flammable gas (LPG in this embodiment) is ejected from the periphery of the insert nozzle 31.

カーテンノズル32は、図3(a)及び図3(b)に示すように、インサートノズル31の上方において幅方向に並列配置されており、本実施形態では、図3(b)及び図4に示すように、1つの酸素用ヘッダー33に対して、5つないし7つのカーテンノズル32が並列配置されている。
このカーテンノズル32の後端側が、予熱用酸素供給路35(カーテンノズル用供給路35B)に接続されている。
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the curtain nozzle 32 is arranged in parallel in the width direction above the insert nozzle 31, and in the present embodiment, FIGS. 3 (b) and 4 show. As shown, five to seven curtain nozzles 32 are arranged in parallel with one oxygen header 33.
The rear end side of the curtain nozzle 32 is connected to the preheating oxygen supply path 35 (curtain nozzle supply path 35B).

ここで、予熱用酸素供給路35は、上述のように、インサートノズル31へと酸素を供給するインサートノズル用供給路35Aと、カーテンノズル32へと酸素を供給するカーテンノズル用供給路35Bと、に分岐されている。
そして、カーテンノズル用供給路35Bの後端には、供給される予熱用酸素を、インサートノズル用供給路35Aとカーテンノズル用供給路35Bとに分配するオリフィス部40が配設されている。
Here, as described above, the preheating oxygen supply path 35 includes an insert nozzle supply path 35A that supplies oxygen to the insert nozzle 31, and a curtain nozzle supply path 35B that supplies oxygen to the curtain nozzle 32. It is branched to.
At the rear end of the curtain nozzle supply path 35B, an orifice portion 40 is provided to distribute the supplied preheating oxygen to the insert nozzle supply path 35A and the curtain nozzle supply path 35B.

オリフィス部40は、プレート状をなし、図5に示すように、厚さ方向に貫通する供給孔41が設けられており、この供給孔41を介して、カーテンノズル32側に酸素が供給され、供給孔41を通過しない酸素がインサートノズル31側へ供給される。
このようにして、予熱用酸素が、インサートノズル31側及びカーテンノズル32側へ分配されることになる。
The orifice portion 40 has a plate shape, and as shown in FIG. 5, a supply hole 41 penetrating in the thickness direction is provided, and oxygen is supplied to the curtain nozzle 32 side through the supply hole 41. Oxygen that does not pass through the supply hole 41 is supplied to the insert nozzle 31 side.
In this way, the preheating oxygen is distributed to the insert nozzle 31 side and the curtain nozzle 32 side.

そして、本実施形態においては、オリフィス部40における圧損ΔPaが、カーテンノズル32における圧損ΔPbよりも小さくなるように設定されている。
これにより、オリフィス部40の供給孔41を通過した予熱用酸素が、並列配置された複数のカーテンノズル32の入側において均圧化され、複数のカーテンノズル32から噴射される予熱用酸素の流量が均一化されることになる。
In the present embodiment, the pressure loss ΔPa in the orifice portion 40 is set to be smaller than the pressure loss ΔPb in the curtain nozzle 32.
As a result, the preheating oxygen that has passed through the supply hole 41 of the orifice portion 40 is pressure-equalized on the inlet side of the plurality of curtain nozzles 32 arranged in parallel, and the flow rate of the preheating oxygen injected from the plurality of curtain nozzles 32. Will be homogenized.

なお、本実施形態では、オリフィス部40の供給孔41の大きさや配置を調整することで、オリフィス部40における圧損ΔPaを調整している。
このとき、予熱用酸素のインサートノズル31側及びカーテンノズル32側への分配量が適正範囲となるように留意して、オリフィス部40の供給孔41の大きさや配置を設計する必要がある。
In the present embodiment, the pressure loss ΔPa in the orifice portion 40 is adjusted by adjusting the size and arrangement of the supply hole 41 of the orifice portion 40.
At this time, it is necessary to design the size and arrangement of the supply hole 41 of the orifice portion 40 while paying attention so that the amount of preheating oxygen distributed to the insert nozzle 31 side and the curtain nozzle 32 side is within an appropriate range.

ここで、並列配置された複数のカーテンノズル32の入側における予熱用酸素をさらに均一化させるためには、オリフィス部40における圧損ΔPaとカーテンノズル32における圧損ΔPbとの比ΔPb/ΔPaを1.1以上とすることが好ましく、3.0以上とすることがさらに好ましい。
一方、予熱用酸素のインサートノズル31側及びカーテンノズル32側への分配量のバランスをさらに確保するためには、ΔPb/ΔPaを、5.0以下とすることが好ましく、4.0以下とすることがさらに好ましい。
Here, in order to further make the preheating oxygen on the inlet side of the plurality of curtain nozzles 32 arranged in parallel, the ratio ΔPb / ΔPa of the pressure loss ΔPa in the orifice portion 40 and the pressure loss ΔPb in the curtain nozzle 32 is 1. It is preferably 1 or more, and more preferably 3.0 or more.
On the other hand, in order to further secure the balance of the amount of preheating oxygen distributed to the insert nozzle 31 side and the curtain nozzle 32 side, ΔPb / ΔPa is preferably 5.0 or less, and 4.0 or less. Is even more preferable.

本実施形態におけるオリフィス部40は、図5に示すように、4つの供給孔41が形成されている。
これら4つの供給孔41は、カーテンノズル32の中心軸と供給孔41の中心軸とが一致しないように、偏心して配置されている。
また、4つの供給孔41は、オリフィス部40のうち供給孔41が開口された面の中心点を対称点として、点対称となるように配置されている。
As shown in FIG. 5, the orifice portion 40 in the present embodiment is formed with four supply holes 41.
These four supply holes 41 are arranged eccentrically so that the central axis of the curtain nozzle 32 and the central axis of the supply hole 41 do not coincide with each other.
Further, the four supply holes 41 are arranged so as to be point-symmetrical with the center point of the surface of the orifice portion 40 in which the supply hole 41 is opened as a point of symmetry.

次に、上述の構成の鋳片の溶削装置10において、鋳片1の溶削を行う手順について説明する。 Next, a procedure for melting the slab 1 in the slab melting device 10 having the above configuration will be described.

まず、図2(a)に示すように、スカーファーユニット20の予熱用ガス噴出部30から可燃性ガス及び予熱用酸素を鋳片1の表面に向けて噴出するとともに、この可燃性ガスを燃焼させる。そして、燃焼する可燃性ガスの熱により、鋳片1の表面の一部を溶融して、湯溜まり3を形成する(予熱工程)。
ここで、鋳片1の表面に形成される湯溜まり部3の搬送方向Xに沿った長さは、例えば30mm~80mm程度の範囲とされる。
First, as shown in FIG. 2A, combustible gas and preheating oxygen are ejected from the preheating gas ejection portion 30 of the scarfer unit 20 toward the surface of the slab 1, and the combustible gas is burned. Let me. Then, a part of the surface of the slab 1 is melted by the heat of the combustible gas to be burned to form a hot water pool 3 (preheating step).
Here, the length of the hot water pool 3 formed on the surface of the slab 1 along the transport direction X is, for example, in the range of about 30 mm to 80 mm.

次に、スカーファーユニット20の溶削用酸素噴出部22から溶削用酸素を鋳片1の表面に向けて噴出するとともに、湯溜まり部3が形成された鋳片1を搬送方向Xに向けて搬送する。
すると、溶削用酸素噴出部22から噴出される溶削用酸素の噴出流が、搬送される鋳片1の湯溜まり部3を通過し、この湯溜まり部3を熱源として溶削用酸素と鉄とを酸化反応させ、この酸化反応熱によって、鋳片1の表面を深さ1~3mm程度溶融させ、鋳片1の表面を溶削する(溶削工程)。すなわち、湯溜まり部3の搬送方向Xの後方側が、酸化反応熱によって溶削されることになる。
Next, the smelting oxygen is ejected from the smelting oxygen ejection portion 22 of the scarfer unit 20 toward the surface of the slab 1, and the slab 1 on which the hot water pool portion 3 is formed is directed to the transport direction X. And transport.
Then, the ejection flow of the melting oxygen ejected from the melting oxygen ejection portion 22 passes through the hot water pool portion 3 of the slab to be conveyed, and the hot water pool portion 3 is used as a heat source to form the melting oxygen. An oxidation reaction is carried out with iron, and the surface of the slab 1 is melted to a depth of about 1 to 3 mm by the heat of the oxidation reaction, and the surface of the slab 1 is melted (melting step). That is, the rear side of the hot water pool portion 3 in the transport direction X is melted by the heat of oxidation reaction.

以上のような構成とされた本実施形態である鋳片の溶削装置10、及び、鋳片の溶削方法によれば、カーテンノズル用供給路35Bの後端には、供給される予熱用酸素を、インサートノズル用供給路35Aとカーテンノズル用供給路35Bとに分配するオリフィス部40が配設されており、オリフィス部40における圧損ΔPaが、カーテンノズル32における圧損ΔPbよりも小さくなるように設定されているので、オリフィス部40の供給孔41を通過した予熱用酸素が、並列配置された複数のカーテンノズル32の入側で均圧化され、複数のカーテンノズル32から噴射される予熱用酸素の流量が均一化されることになる。これにより、予熱用酸素を鋳片1の幅方向で均一に噴出することができ、溶削後の鋳片1の表面に大きな凹凸が生じることを抑制することが可能となる。 According to the slab melting device 10 and the slab melting method according to the present embodiment having the above-described configuration, the preheating is supplied to the rear end of the curtain nozzle supply path 35B. An orifice portion 40 for distributing oxygen to the insert nozzle supply path 35A and the curtain nozzle supply path 35B is arranged so that the pressure loss ΔPa in the orifice portion 40 is smaller than the pressure loss ΔPb in the curtain nozzle 32. Since it is set, the preheating oxygen that has passed through the supply hole 41 of the orifice portion 40 is pressure-equalized on the inlet side of the plurality of curtain nozzles 32 arranged in parallel, and is injected from the plurality of curtain nozzles 32 for preheating. The flow rate of oxygen will be made uniform. As a result, oxygen for preheating can be uniformly ejected in the width direction of the slab 1, and it is possible to suppress the occurrence of large irregularities on the surface of the slab 1 after melting.

また、本実施形態においては、オリフィス部40に複数の供給孔41が形成され、これら供給孔41が、カーテンノズル32の中心軸と供給孔41の中心軸とが一致しないように、偏心して配置されているので、オリフィス部40の供給孔41を通過した酸素が、直接、カーテンノズル32へと供給されることを抑制でき、幅方向に並列された複数のカーテンノズル32において噴出する酸素の流量分布をさらに均一化することができる。 Further, in the present embodiment, a plurality of supply holes 41 are formed in the orifice portion 40, and these supply holes 41 are arranged eccentrically so that the central axis of the curtain nozzle 32 and the central axis of the supply hole 41 do not match. Therefore, it is possible to suppress the oxygen that has passed through the supply hole 41 of the orifice portion 40 from being directly supplied to the curtain nozzle 32, and the flow rate of oxygen ejected from the plurality of curtain nozzles 32 arranged in parallel in the width direction. The distribution can be further homogenized.

さらに、本実施形態においては、4つの供給孔41は、図5に示すように、点対称に配置されているので、オリフィス部40を通過した酸素が幅方向に並列された複数のカーテンノズル32に対して比較的均一に供給されることになり、幅方向に並列された複数のカーテンノズル32において噴出する酸素の流量分布をさらに均一化することができる。 Further, in the present embodiment, since the four supply holes 41 are arranged point-symmetrically as shown in FIG. 5, a plurality of curtain nozzles 32 in which oxygen passing through the orifice portion 40 is arranged in parallel in the width direction are 32. The oxygen flow rate distribution to be ejected from the plurality of curtain nozzles 32 arranged in parallel in the width direction can be further made uniform.

以上、本発明の実施形態である本実施形態である鋳片の溶削装置、及び、鋳片の溶削方法について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、図5に示すオリフィス部40を用いるものとして説明したが、これに限定されることはなく、図6に示すように、複数の供給孔141の大きさを変化させたオリフィス部140を用いてもよい。また、図7に示すように、供給孔241を軸対称に配設したオリフィス部240を用いてもよい。
Although the slab melting apparatus and the slab melting method according to the present embodiment, which are the embodiments of the present invention, have been described above, the present invention is not limited thereto, and the technique of the present invention is used. It can be changed as appropriate without departing from the idea.
For example, in the present embodiment, the orifice portion 40 shown in FIG. 5 has been described, but the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 6, the sizes of the plurality of supply holes 141 are changed. Orifice portion 140 may be used. Further, as shown in FIG. 7, an orifice portion 240 in which the supply holes 241 are arranged axisymmetrically may be used.

さらに、図8に示すように、オリフィス部340を幅方向に分割し、カーテンノズル332の入側位置に幅方向に貫通する小ヘッダー350を設けるとともに、分割されたオリフィス部340毎の仕切部分に新たなカーテンノズル孔332´を設けて、スカーファーユニット全幅に渡ってカーテンノズルを隙間なく等間隔に配置してもよい。なお、小ヘッダー350の開口径は、4mmから10mm程度とすることが好ましく、6mm程度とすることがさらに好ましい。
この場合、図9に示すような縮流が抑えられ、幅方向に並列された複数のカーテンノズル332及びカーテンノズル孔332´において噴出する酸素の流量分布をさらに均一化することができる。
Further, as shown in FIG. 8, the orifice portion 340 is divided in the width direction, a small header 350 penetrating in the width direction is provided at the entry side position of the curtain nozzle 332, and a partition portion for each divided orifice portion 340 is provided. A new curtain nozzle hole 332'may be provided and the curtain nozzles may be arranged at equal intervals without gaps over the entire width of the scarfer unit. The opening diameter of the small header 350 is preferably about 4 mm to 10 mm, more preferably about 6 mm.
In this case, the contraction as shown in FIG. 9 is suppressed, and the flow rate distribution of oxygen ejected from the plurality of curtain nozzles 332 and the curtain nozzle holes 332'paralleled in the width direction can be further made uniform.

以下に、本発明の効果を確認すべく実施した実験結果について説明する。 The results of experiments carried out to confirm the effects of the present invention will be described below.

本実施形態で説明した鋳片の溶削装置において、オリフィス部の供給孔の構成を表1に示すように変更した。ここで、予熱用酸素の入口圧力を270kPaとした場合のオリフィス部での圧損ΔPa、カーテンノズルの入側圧力、カーテンノズルにおける圧損ΔPbを表1に示す。また、このオリフィス部において分配されたインサートノズル側への酸素流量(下欄)とカーテンノズル側への酸素流量(上欄)との比を表1に示す。 In the slab melting apparatus described in this embodiment, the configuration of the supply hole of the orifice portion is changed as shown in Table 1. Here, Table 1 shows the pressure loss ΔPa at the orifice portion, the inlet pressure of the curtain nozzle, and the pressure loss ΔPb at the curtain nozzle when the inlet pressure of the preheating oxygen is 270 kPa. Table 1 shows the ratio of the oxygen flow rate to the insert nozzle side (lower column) and the oxygen flow rate to the curtain nozzle side (upper column) distributed in the orifice portion.

そして、上述のオリフィス部を備え、幅方向に9つのヘッダーを備えた鋳片の溶削装置を用いて、幅1350mmの鋳片の溶削を実施した。そして、鋳片の表面に形成された凹凸を測定し、9つのヘッダーに対応して形成された9つの凹凸の最小値と最大値の差(凹凸差)を測定した。この凹凸差の平均μと標準偏差σを表1に示す。また、鋳片表面の凹凸の測定結果を図10に示す。 Then, a slab having a width of 1350 mm was smelted by using a slab melting device provided with the above-mentioned orifice portion and nine headers in the width direction. Then, the unevenness formed on the surface of the slab was measured, and the difference between the minimum value and the maximum value (concavo-convex difference) of the nine unevennesses formed corresponding to the nine headers was measured. Table 1 shows the average μ and the standard deviation σ of the unevenness difference. Further, FIG. 10 shows the measurement results of the unevenness on the surface of the slab.

Figure 0007070140000001
Figure 0007070140000001

オリフィス部における圧損ΔPaが、カーテンノズルにおける圧損ΔPbよりも大きくされた比較例においては、鋳片の凹凸差の平均が大きく、かつ、標準偏差も大きくなった。予熱用酸素の流量分布が幅方向で均一でなかったためと推測される。 In the comparative example in which the pressure drop ΔPa in the orifice portion was larger than the pressure drop ΔPb in the curtain nozzle, the average of the unevenness difference of the slab was large and the standard deviation was also large. It is presumed that the flow rate distribution of preheating oxygen was not uniform in the width direction.

一方、オリフィス部における圧損ΔPaが、カーテンノズルにおける圧損ΔPbよりも大きくされた本発明例1-4においては、比較例に比べて、鋳片の凹凸差の平均が小さく、かつ、標準偏差も小さくなった。予熱用酸素の流量分布が幅方向で均一化されたためと推測される。 On the other hand, in Example 1-4 of the present invention in which the pressure drop ΔPa in the orifice portion is larger than the pressure drop ΔPb in the curtain nozzle, the average difference in unevenness of the slab is smaller and the standard deviation is smaller than in the comparative example. became. It is presumed that the flow rate distribution of preheating oxygen was made uniform in the width direction.

また、本発明例1-4を比較すると、オリフィス部における圧損ΔPaとカーテンノズルにおける圧損ΔPbとの比ΔPb/ΔPaが大きくなると、オリフィス部において分配されたインサートノズル側への酸素流量(下欄)とカーテンノズル側への酸素流量(上欄
)との比が変化することが確認された。このため、オリフィス部における酸素の分配量を考慮した上で、オリフィス部における圧損ΔPaを設定することが好ましい。
Further, comparing Examples 1-4 of the present invention, when the ratio ΔPb / ΔPa between the pressure loss ΔPa in the orifice portion and the pressure loss ΔPb in the curtain nozzle becomes large, the oxygen flow rate to the insert nozzle side distributed in the orifice portion (lower column). It was confirmed that the ratio of the oxygen flow rate to the curtain nozzle side and the oxygen flow rate (upper column) changed. Therefore, it is preferable to set the pressure drop ΔPa in the orifice portion in consideration of the amount of oxygen distributed in the orifice portion.

一方、本発明例4においては、カーテンノズル入側位置に小ヘッダーを設けたことにより、カーテンノズルの幅方向欠落部分が無くなったので、縮流が抑えられ、予熱用酸素の流量分布が幅方向でより均一化された。 On the other hand, in Example 4 of the present invention, since the small header is provided at the entrance side position of the curtain nozzle, the missing portion in the width direction of the curtain nozzle is eliminated, so that the contraction is suppressed and the flow rate distribution of the preheating oxygen is in the width direction. It was made more uniform in.

以上の結果から、本発明例によれば、鋳片の表面を安定して溶削を実施することができ、溶削後の鋳片の表面に大きな凹凸が生じることを抑制可能な鋳片の溶削装置、及び、鋳片の溶削方法を提供できることが確認された。 From the above results, according to the example of the present invention, the surface of the slab can be stably melted, and the surface of the slab after melting can be prevented from having large irregularities. It was confirmed that a melting device and a melting method for slabs could be provided.

1 鋳片
3 湯溜まり部
10 鋳片の溶削装置
20 スカーファーユニット
30 予熱用ガス噴出部
31 インサートノズル
32 カーテンノズル
35 予熱用酸素供給路
35A インサートノズル用供給路
35B カーテンノズル用供給路
40 オリフィス部
41 供給孔
1 Shard 3 Hot water pool 10 Smelt smelting device 20 Scarfer unit 30 Preheating gas ejection part 31 Insert nozzle 32 Curtain nozzle 35 Preheating oxygen supply path 35A Insert nozzle supply path 35B Curtain nozzle supply path 40 Orifice Part 41 Supply hole

Claims (4)

可燃性ガス及び予熱用酸素を噴出する予熱用ガス噴出部と、溶削用酸素を噴出する溶削用酸素噴出部と、を有し、鋳片の表面に可燃性ガスと予熱用酸素を吹き付けて前記鋳片の表面に湯溜まり部を形成し、この湯溜まりに向けて溶削用酸素を吹き付けて前記溶削用酸素と鉄との酸化反応熱によって、前記鋳片の表面を溶削する鋳片の溶削装置であって、
前記予熱用ガス噴出部は、前記予熱用酸素を噴出するノズルとして、インサートノズルと、このインサートノズルの上方において幅方向に並列配置されたカーテンノズルと、を有しており、
前記予熱用酸素の供給路は、前記インサートノズル側に酸素を供給するインサートノズル用供給路と、前記カーテンノズル側に酸素を供給するカーテンノズル用供給路と、に分岐され、前記カーテンノズル用供給路には、供給される前記予熱用酸素を分配するオリフィス部が配設されており、
前記オリフィス部における圧損ΔPaが、前記カーテンノズルにおける圧損ΔPbよりも小さいことを特徴とする鋳片の溶削装置。
It has a preheating gas ejection part that ejects flammable gas and preheating oxygen, and a melting oxygen ejection portion that ejects milling oxygen, and sprays flammable gas and preheating oxygen onto the surface of the slab. A hot water pool is formed on the surface of the slab, and oxygen for melting is sprayed toward the hot water pool, and the surface of the slab is melted by the heat of the oxidation reaction between the oxygen for melting and iron. It is a slab melting device
The preheating gas ejection unit has an insert nozzle and a curtain nozzle arranged in parallel in the width direction above the insert nozzle as a nozzle for ejecting the preheating oxygen.
The preheating oxygen supply path is branched into an insert nozzle supply path that supplies oxygen to the insert nozzle side and a curtain nozzle supply path that supplies oxygen to the curtain nozzle side, and supplies the curtain nozzle. An orifice portion for distributing the supplied preheating oxygen is provided in the path.
A slab melting device characterized in that the pressure drop ΔPa in the orifice portion is smaller than the pressure drop ΔPb in the curtain nozzle.
前記オリフィス部には、複数の供給孔が形成されており、当該供給孔と前記カーテンノズルとが偏心して配置されていることを特徴とする請求項1に記載の鋳片の溶削装置。 The slab melting apparatus according to claim 1, wherein a plurality of supply holes are formed in the orifice portion, and the supply holes and the curtain nozzle are arranged eccentrically. 前記カーテンノズルは、前記オリフィス毎に幅方向に複数個のヘッダーに分割されており、前記カーテンノズルの入側位置に、幅方向に貫通する小ヘッダーを設け、前記ヘッダーの分割境界部からも前記カーテンノズル用酸素を噴射する構成とされていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の鋳片の溶削装置。 The curtain nozzle is divided into a plurality of headers in the width direction for each orifice, and a small header penetrating in the width direction is provided at the entry side position of the curtain nozzle, and the division boundary portion of the header is also described. The smelting apparatus according to claim 1 or 2, wherein the curtain nozzle is configured to inject oxygen for a nozzle. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の鋳片の溶削装置を用いて、鋳片の表面を溶削することを特徴とする鋳片の溶削方法。 A method for melting a slab, which comprises melting the surface of the slab using the slab melting apparatus according to any one of claims 1 to 3 .
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