JPH05329402A - スプレーノズル - Google Patents
スプレーノズルInfo
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- JPH05329402A JPH05329402A JP13526492A JP13526492A JPH05329402A JP H05329402 A JPH05329402 A JP H05329402A JP 13526492 A JP13526492 A JP 13526492A JP 13526492 A JP13526492 A JP 13526492A JP H05329402 A JPH05329402 A JP H05329402A
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Abstract
させた場合に、ラップ部の流量、打力をラップしていな
い部分と均等化し、かつ、噴霧流量を変えても噴霧パタ
ーンが変動しないようにする。 【構成】ノズル本体の中心軸線に沿って気液混合液流路
となる主孔を設け、該主孔の円弧形状とした下孔部をノ
ズル本体の噴射側端面に近接して形成し、該噴射側端面
より直径方向の切り込みを上記下孔部と連通させて設け
て、中央部の巾が狭く左右外周側に向かって巾が広くな
ると共に左右両端を円弧状としたオリフィスを形成する
と共に、該オリフィスの左右両端に連続して外周側に向
かって巾の広がるガイド凹部を形成し、かつ、オリフィ
スの中央部の前後両側に、主孔に連通した副孔を設けて
いる。
Description
ズルに関し、連続鋳造装置の二次冷却帯における冷却ミ
スト噴射用として好適に使用されるもので、詳しくは、
鋳片に対して連続的に冷却ミストを噴射するために、ノ
ズルを所要間隔あけて設置して噴霧範囲がラップする場
合、噴霧流量を広範囲で制御しても、噴角変動を少なく
して、流量分布、打力分布および粒子径の均一化を図
り、よって、冷却ムラの発生を防止するものである。
ては、冷却ミスト噴射用のスプレーノズルを鋳片引き抜
きロールの間に設置し、鋳片に対して連続的に冷却ミス
トを噴射している。上記スプレーノズルとしては、従来
一流体ノズルが用いられていたが、一流体ノズルでは局
部的な過冷却や未冷却による鋳片の表面割れやノズルの
目詰まりが発生しやすく、かつ、噴霧範囲が狭い等の問
題があった。そのため、一流体ノズルより流量分布等の
均一化を図ることが出来、よって、局部的な過冷却、未
冷却によるの鋳片の表面割れを減少し、歩留まり率の向
上が得られると共に、噴霧範囲の拡大で製造時間の短縮
を図ることが出来る二流体ノズルに切り換えられてい
る。
図12(A)(B)に示すように、ノズル本体1の中心軸線
に沿って気水混合液の流入路2を設け、該流入路2の漸
次縮小した先端部に対して頂面より左右方向(直径方向)
の切り欠きを入れて、左右方向に長く、中心部の巾W1
が狭く、左右両側部の中央部で巾W2が広くなり、左右
両端に向かって収険して左右両端には巾がなくなるオリ
フィス3を形成したノズルが提供されている。
霧範囲にわたって噴射することができ、その噴霧パター
ンは図13に示すように、オリフィス3の形状を左右両
端に向かって収険させているため、ノズル直下より両側
に長い傾斜部を有する流量分布となっている。かつ、噴
霧流量を変化させた場合、噴射角度および流量分布が変
化する割合が大きい。即ち、図中、 I→II→III→IV→
Vへの噴霧流量(液量Qw)の増加に伴い、ノズル直下の
中央部の液量が減少すると共に、流量が均一に分布され
る部分が減少し、かつ、両側へのスソ引き部分が長くな
っている。
却帯ではノズルを間隔をあけて設置し、噴霧範囲をラッ
プさせる必要がある。その場合、上記ノズルの流量分布
は両側スソ引き部分が長く、かつ、流量の増加に応じて
次第に広がるため、図14に示すように、特に、ラップ
した部分の流量分布および打力分布が不均一になってい
る。
ズル本体を100mm上方に夫々設置し、かつ、ノズル本
体の間の距離は425mmにしている。また、噴霧条件は
下記の表1に示す通りに設定している。
最も少ないI段階では、ラップ部分Rの流量が少なく、
当該部分と対向する鋳片は未冷却となり、一方、噴霧流
量の最も大きいV段階ではラップ部分Rの流量が多くな
り、鋳片は過冷却となる。また、打力分布はラップ部分
Rが弱くなっている。
割れ感受性の小さい材質からなる鋳片に対しては、±5
0%以下の差であれば、割れの発生を許容範囲内に抑え
ることができるが、割れ感受性の大きな材質からなる鋳
片に対しては、±20%以下にする必要がある。噴霧の
対象物である鋼種の中には、低炭素含有材料(C:0.1
4〜0.2%、Nb,V,Cd,Ni)のようにオシュレーショ
ン割れ、 コーナー割れ、 表面割れ等の割れ感受性の強い
材料も多い。近時、連続鋳造装置では、多品種少量生
産、鋼種の拡大が図られているため、上記した流量分布
および打力分布における差は±20%以下となるように
要請されている。
0mm、厚さ200mm〜300mmと従来に比べて対象範囲
が広がっている。それに応じて、噴霧流量の範囲を鋳片
寸法に応じて広い範囲で制御する必要がある。しかしな
がら、 上記したように、従来の二流体ノズルでは噴霧流
量を変化させると、流量分布、打力分布および粒子径の
ムラが大きくなるため、流量制御範囲、所謂ターンダウ
ン比は1:10の範囲以下とされている。
下でも、噴射角度等が変化して、図13に示すように、
流量分布、打力分布に20%以上の変動が生じて、鋳片
の割れが発生している。
程で補修されているが、製鋼工程で一度降温した鋼を、
圧延工程で再度昇温して圧延するため、エネルギーロス
が生じている。この点に関して、省エネルギーおよび省
力化のため、製鋼から圧延までの温度ロスのない一貫生
産ラインの技術、即ち、HDR方式(ホット・ダイレク
ト・ローリング方式)の採用に対する要求が高まってい
る。
の割れをなくして、製鋼工程での不良率を低減し、HD
R方式の採用を可能とし、しかも、多品種小量生産の要
請に対応するには、下記の性能を有するスプレーノズル
を提供する必要がある。 a)製鋼工程での不良率の低減に対して、流量分布、打
力分布、粒径分布の変動率を20%以下に抑えて、均等
な冷却を行う。 b)鋼種の拡大に対して、流量制御範囲(ターンダウン
比)を1:20以上に広げても、上記流量分布、打力分
布および粒径分布の変動率を20%以下に抑える。 c)鋼寸法の多様化に対して、 噴霧距離が変化(50〜4
00mm)しても噴霧パターンを安定化させる。
ので、噴霧範囲がラップした部分とラップしていない部
分の流量、打力および粒子径の均等化を図り、しかも、
流量をターンダウン比=1:20以上の広い範囲で変動
しても、上記ラップ部分とラップしていな部分との流
量、打力および粒子径の変動率を20%以下に抑えられ
るスプレーノズルを提供することを目的としている。
め、本発明は、スプレーノズルのオリフィス形状等を改
良し、その噴霧パターンが、両側のスソ引き部分が短い
台形状になり、かつ、この両側スソ引き部分の流量を合
算するとノズル直下の流量と略同一となり、しかも、流
量を変動しても、噴射角度の変動が少なく、噴霧パター
ンの両側のスソ引き部分の長さが長くならず、ラップ部
分とラップしていない部分との流量、打力および粒子径
を均一化させるものである。
沿って気液混合液流路となる主孔を設け、該主孔の先端
の円弧形状の下孔部をノズル本体の噴射側端面に近接し
て形成し、該噴射側端面より直径方向の切り込みを上記
下孔部と連通させて設けて、中央部の巾が狭く左右外周
側に向かって巾が広くなると共に左右両端を円弧状とし
たオリフィスを形成すると共に、該オリフィスの左右両
端に連続して外周側に向かって巾の広がるガイド凹部を
形成し、かつ、オリフィスの中央部の前後両側に、主孔
に連通した副孔を設けていることを特徴とするスプレー
ノズルを提供するものである。
な曲率としており、かつ、オリフィスの中央部の巾と左
右両側部の最大巾との差は従来より小さくなるように設
定している。
り込みはテーパエンドミルを用いて左右方向よりノズル
本体の中心軸線に対して傾斜させて形成して、ガイド凹
部の底面は、オリフィスの左右両端に連続して噴射側端
面にむかって外周側へ広がる方向に傾斜させていると共
に、ガイド凹部の両側面を噴射側端面に向かって巾が広
がる方向に傾斜させている。
鋭角的に突出させずに、円弧形状としているため、噴霧
パターンを台形状にすることができ、均一分布部分の両
側のスソ部の長さが短くなる。よって、スソ部分が重な
って流量および打力の変動が発生しやすいラップ部分が
少なくなり、かつ、該ラップ部分の流量および打力をラ
ップしていない部分と均等とすることが可能となる。
設けているため、低流量では噴射角度を広げる一方、高
流量では噴射角度を抑えることが出来、噴霧流量を変え
ても噴射角度の変動を抑えることが出来る。
に示す実施例により詳細に説明する。図1に示すよう
に、ノズル本体10は断面略小判状で、前後両側外面1
0aは直線状で、左右両側外面10bは円弧形状として
いる。ノズル本体10の内部中心には軸線Lに沿って断
面真円形状の主孔11を設け、該主孔11の図中上端開
口は、気液混合液の配管(図示せず)と接続するようにし
ている。
下方向の中央部まで略同一径の大径孔部12とし、その
内周面に上記配管との接続用雌ネジを形成している。上
記大径孔部12より下側は若干小径とした小径孔部13
を設け、該小径孔部13の下側部を先端にむけて漸次円
弧状に縮小した下孔部14とし、該下孔部14の軸線L
上に位置する頂点(下端点)Pはノズル本体10の下端面
10cより僅かに上側(内側)に位置させている。
段アール部14a,14b,14cを連続的に組み合わせ
て形成している。本実施例では、アール14aを0.2
93D、14bを1.0D、14cを1.5Dとしてい
る。
大径孔部12の内周面に連続するように形成した断面小
円弧形状の一対の副孔15A,15Bを設け、 これら副
孔15Aと15Bを下孔14の頂点Pの近傍まで延在さ
せている。
は、中心軸線Lと左右直径方向の切り込みを入れ、上記
主孔11の下孔部14の先端を開口して、図1(A)に示
す形状の吐出口となるオリフィス16を形成している。
エンドミル20を用いて、ノズル本体10の対して左右
両側よりノズル軸線Lに対して傾斜させて行い、よっ
て、オリフィス16を言わばピーナッツ形状に形成して
いる。即ち、中心部分16aの巾W1を狭く、両側部1
6b,16cを左右外周方向に向かって巾を広げ、左右
両側部16b,16cの先端近傍で巾W2を最大とし、
左右両側部16b,16cの先端16d,16eを円弧形
状としている。該左右両端部の円弧は大きな曲率とし
て、直線に近似させている。
図11の従来のオリフィス3を一点鎖線で比較して示す
ように、従来のオリフィス3では左右両端が収険して両
側に突出していたのに対して、左右両端を大きな曲率の
円弧形状とし、かつ、両側に突出させていない。さら
に、巾の狭い中央部W1と最大巾W2の差を従来例より
小さくしている。
6の左右両側部に連続するガイド凹部17を形成してい
る。このガイド凹部17の底面(内面)17aは、図1
(D)に示すように、下側噴射方向に向かって傾斜し、ま
た、左右両側面17b,17bは、図1(A)に示すよう
に、左右先端側に向かって外広がりに傾斜して左右両側
面間の巾S1を広げていると共に、図1(E)に示すよう
に、下端より上端に向かって内側に傾斜させて巾S2を
狭くしている。
両側に形成し、かつ、下端頂点側まで延長させていない
ため、図1(C)に示すように、オリフィス16とは連続
させておらず、オリフィス16の近傍の下孔部14の前
後先端側に副孔15A,15Bの先端を連続している。
ス16の形状を上記のように、中央部16aの巾W1を
左右両側部16b,16cの巾W2より小さくしている
ため、ノズル直下の流量を抑えることができる一方、左
右両側部16b,16cの巾を中央部16aより広くし
ているため、図4および図5に示すように、流量が均一
な範囲Xが長い台形状の噴霧パターンとすることが出来
る。
d,16eを鋭角状態に突出させずに、円弧形状として
いるため、噴霧巾を厚くなり、両側への噴射の広がりが
抑制される。よって、上記均一流量部分Xの両側のスソ
部分Yが短くなる。
を間隔をあけて配置した場合、スソ部分Yをラップさせ
ると、該ラップ部分Rの流量を均一流量部分Xと略同一
量とすることが出来る。よって、ラップ部分Rにおける
過冷却、あるいは未冷却の発生を低減することが出来
る。
はガイド凹部17により噴射角度が広くなると共に、副
孔15A,15Bの存在により、流量分布を中央部に集
中させずに均等に分布させることが出来る。一方、高流
量では、ガイド凹部17により逆に噴射角度が抑えられ
ると共に、ガイド凹部17の巾を先端に向かって広げて
いるため、噴霧の厚さ方向の噴射角度が広くなり、両側
スソ部分Yへの広がりを抑制出来る。このように、低流
量では噴射角度が広くなるように、高流量では噴射角度
を抑えように機能させているため、流量を変動しても噴
射角度を略一定に保つことができ、よって、噴霧パター
ンが図4および図5の状態で変動せず、冷却ムラの発生
を低減出来る。
霧流量等の噴霧条件を変えて、流量分布および打力分布
を測定した。また、連続鋳造装置の二次冷却帯に設置す
る場合は、鋳片寸法に応じて、スプレーノズル位置から
鋳片までの距離を変化させ、図6に示すように、上下3
段の位置にスプレーノズルを設置して測定した。図6に
おいて、測定面Bから下段のスプレーノズル10Aの高
さH1は61mm、 中段のスプレーノズル10Bの高さH
2は150mm、 上端のスプレーノズル10Cの高さH2
は225mmとしている。また、 水平方向に並列する下段
のスプレーノズル10A間の距離NP1は、225mm、
中段のスプレーノズル10B間の距離NP2は480m
m、 上端のスプレーノズル10C間の距離NP3は70
0mmとしている。
2に示すように、〜に変えて行い、次第に噴霧流量
を増加させた。
Aによる実験結果の流量分布と打力分布を示している。
図7に示すように、流量分布は台形状になり、ラップ部
分Rの流量はラップしていない部分と略均等となってい
る。また、噴霧流量を増加させても流量分布のパターン
は変動していない。打力分布も流量分布と略同様とな
り、ラップ部分Rとラップしていない部分とが略均等
で、かつ、噴霧流量を増加させても略同一となってい
る。即ち、流量および打力の変動を20%以下に抑える
ことが出来た。
Bによる実験結果の流量分布と打力分布を示している。
また、図9は上段のスプレーノズル10C,10Cによ
る実験結果の流量分布と打力分布を示している。いずれ
も、上記下段の場合と同様に、流量分布および打力分布
が台形状態となり、ラップ分布Rでの変動がな少なく、
また、噴霧流量を増加しても流量および打力は均等とな
っている。
径と、従来の図12に示すスプレーノズルの噴霧の粒子
径を、図10に示すように、ノズル直下位置A、A位置
より375mmの位置B、A位置より750mmの位置Cの
3箇所で測定した。その結果は、下記の表3に示す通り
である。
ノズルでは、従来のスプレーノズルと比較して、A位
置、B位置およびC位置における粒子径の変動が少な
く、噴霧範囲の全体にわたって粒子径が略均等であっ
た。
と消費空気量との関係において、従来のスプレーノズル
では実線で示すラインが制御ラインとなっているのに対
して、本発明のスプレーノズルでは点線で示すラインが
制御ラインとなっている。即ち、従来のスプレーノズル
では流量が4リットル/分以下の低流量ではラップ部分
の流量が少なくなり、冷却ムラが発生していたために、
4リットル以下は使用出来ず、よって、4リットルから
40リットルの間で、流量制御範囲のターンダウン比が
1:10の範囲であった。これに対して、本発明のスプ
レーノズルでは、流量が2リットルの低流量でもラップ
部分の流量をラップしていな部分と均等にすることが出
来、よって、2リットルから40リットルの範囲で制御
可能で、ターンダウン比を1:20と広げることが出来
る。
ては、流量分布および打力分布の変動率が50%以下の
範囲を制御範囲に含めていたが、本発明の制御範囲は上
記変動率を20%以下の範囲としている。
に係わるスプレーノズルでは、オリフィスの形状を左右
外周側を鋭角状に突出させずに円弧形状としているた
め、流量部布および打力分布のパターンを両側スソ部が
広がらない台形状するすることが出来る。かつ、オリフ
ィスの中心部分の前後両側に副孔を設けると共に、オリ
フィスの左右両端に連続するガイド面を下方傾斜させる
と共に外周にむかって巾を広くしているため、噴霧流量
を変えても噴射角度に変動を生じないようにすることが
出来る。
り、噴霧範囲の全体にわたって流量、打力および粒子径
の均等化が図られ、かつ、ラップ部分とラップしていな
い部分の流量、打力および粒子径も均等となり、流量お
よび打力の変動率を20%以下に抑えることが出来る。
よって、割れ感受性の強い材質の鋳片に対して用いた場
合にも、鋳片の割れ発生を低減することが出来る。さら
に、噴霧流量を変えても、噴霧パターンが変動せず、流
量、打力および粒子径の均等であるため、流量制御範囲
のターンダウン比を1:20に広げることが出来る。そ
のため、鋳片寸法の相違に応じて噴霧流量を変えて対応
させることができ、多品種小量生産の要請に応えること
が出来る。
(A)は底面図、(B)は平面図、(C)は(A)のC−C線断
面図、(D)は(A)のD−D線断面図、(E)は側面図であ
る。
ある。
流量分布を示す線図である。
を比較した線図である。
図、(B)は底面図である。
示す線図である。
させた場合の実験結果を示す線図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 ノズル本体の中心軸線に沿って気液混合
液流路となる主孔を設け、該主孔の先端の円弧形状とし
た下孔部をノズル本体の噴射側端面に近接して形成し、
該噴射側端面より直径方向の切り込みを上記下孔部と連
通させて設けて、中央部の巾が狭く左右外周側に向かっ
て巾が広くなると共に左右両端を円弧状としたオリフィ
スを形成すると共に、該オリフィスの左右両端に連続し
て外周側に向かって巾の広がるガイド凹部を形成し、か
つ、オリフィスの中央部の前後両側に、主孔に連通した
副孔を設けていることを特徴とするスプレーノズル。 - 【請求項2】 上記オリフィスの左右両端部の円弧は大
きな曲率としていることを特徴とする請求項1記載のス
プレーノズル。 - 【請求項3】 上記ガイド凹部の底面は、オリフィスの
左右両端に連続して噴射側端面にむかって外周側へ広が
る方向に傾斜させていると共に、ガイド凹部の両側面を
噴射側端面に向かって巾が広がる方向に傾斜させている
ことを特徴とする請求項1あるいは2記載のスプレーノ
ズル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4135264A JP2719073B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | スプレーノズル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4135264A JP2719073B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | スプレーノズル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05329402A true JPH05329402A (ja) | 1993-12-14 |
JP2719073B2 JP2719073B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=15147639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4135264A Expired - Lifetime JP2719073B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | スプレーノズル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2719073B2 (ja) |
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