JPS583014B2 - スラブの冷却方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スラブ例えば連続鋳造設備に於いて製造され
る鋳片を巾方向に均一冷却させることを主目的とし、フ
ラットノズルを用いて上記フラットノズルを流れる水本
流に気体を添加して、巾方向中央に水へそして両コーナ
一部にミストが位置するスプレーパターンを形成するこ
とを特徴と１するスラブ冷却方法である。

周知の如く例えばスラブ製造プロセスとしての連鋳プロ
セスでは、鋳片の巾方向の均一冷却が連鋳片の品質、形
状に重大な影響を与える。

今、連鋳片の巾方向の均一冷却が損なわれた場合、鋳片
の熱応力により縦割疵、ヒビワレ疵、横ワレ疵等の表面
疵が発生若しくは拡大するし、また凝固末端での巾方向
の不均一冷却は鋳片のバルジングをおこし、これにより
上記連鋳片の内部欠陥、特に中心割れ、中心偏析等を招
来する。

また、昨今の省エネルギー事情に基づき、連鋳と連熱を
直結するＣＣ−ＨＯＴ直接圧延方法が種々検討されてい
るがこの際、ＨＯＴ圧延時のスラブ温度、特に両コーナ
一部の温度低下が品質形状に多大な影響を及ぼすことが
わかっている。

この温度低下の原因の１つに連鋳でのコーナー過冷却が
ありこのコーナー過冷却をなくすことがＣＣ−ＨＯＴ直
接圧延を可能ならしめる。

上記の巾方向不均一冷却に起因する欠点は被冷却材料が
厚ものになる程著しく普通造塊法にもとづく鋼塊から製
造される鋼片、上記の如く連鋳プロセスでの鋳片等で代
表される広巾厚もののスラブにおいて特に著しい。

この様に広巾厚のものとしてのスラブ例えば連鋳片を冷
却する場合特に巾方向の均一冷却が必要不可欠である。

以下はスラブのうちでも特に連鋳片の例を主として説明
して行く。

かかるスラブ例えば連鋳片の巾方向の均一冷却に関して
従来は、フラットノズルを使用し鋳片巾方向各位置での
受水量が一定となるようにして冷却していた。

しかしながら上記冷却の場合鋳片両コーナーエッジ部分
は巾中央部分に比してコーナー短片側からの冷却を受け
、かつ巾中央部分にスプレーされた水がエッジ部分に流
出されるため両コーナーエッジ部分で過冷却現象が生じ
、均一冷却が得られなかった。

このように従来のフラットノズルによる鋳片の冷却方法
は形式上は一定冷却ではあるが真の意味での均一冷却で
はなかった。

この連鋳片の場合はプロセス上長期間その影響を受ける
ので一層不都合である。

したがって鋳片の巾方向の均一冷却を得るには、上記の
知見をもとに、巾方向山型（散水量分布）スプレーパタ
ーンが必要である。

すなわち、中央部での散水量が両コーナーエッジ部分で
のそれよりも多くなるスプレーパターンが必要である。

上記の鋳片巾方向山型スプレーパターンを得る方法とし
ては、 （１） 連鋳片巾方向に多数個のノズルを設置し、各ノ
ズルについて流量制御を行なう。

（２） 鋳片両コーナ一部での散水量が少なくなるよう
なスプレーパターンが得られるようにフラットノズルを
改良する。

ことが考えられる。

しかしながら上記（１）の場合多数個のノズルそれぞれ
につき巾方向の山型スプレーパターンに基づく流量制御
を行なうことは設備費、整備費がかさみ操業も複雑にな
り得策でない。

また上記（２）の場合連鋳操業は鋼種毎に冷却水流量を
変化させるものであり、この冷却水量変化に伴ないノズ
ル前圧力が変化し鋼種に応じて流量を少なくする場合あ
るいは連々のつなぎ時の低流量でスプレー広がりを確保
することが難しい等の問題がある。

すなわち低流量域でもスプレー広がりを確保するには、
ノズルロ径を小さくし噴出圧力を向上させれば良いが、
こうすると（１）最大流量が少なくなる。

（２）ノズル詰りか増大する可能性があり詰りによる不
均一冷却が生じ易い。

つまり従来のフラットノズルにおいては操業冷却水量範
囲内において、最大流量を確保し、かつ連々のつなぎ等
の低流量域で充分なるスプレー広がりが得られることは
難しいという問題もある。

本発明者らは上記の欠点を解消すべく鋭意検討した結果
複雑な構造、操作を有さずに簡単に山型スプレーパター
ンを得る方法を見い出した。

すなわち本発明は従来のフラットノズルを用いて上記フ
ラットノズルを流れる水本流に気体を添加して例えば鋳
片巾方向中央部に散水、両コーナ一部にミストが位置す
るスプレーパターンを形成して冷却するものである。

このようにフラットノズルを流れる水本流に対して空気
を添加すると空気量がある限界点（完全ミストになる時
点）以下であると質量速度の小さい空気は水スプレーに
対して上記ノズルで形成されるスプレーパターンが両エ
ッジ側に追いやられることになり結果として鋳片巾中央
部が水スプレー、両コーナ一部がミストスプレーによる
ソフト冷却という理想的なスプレーパターンを得ること
ができかつ低流量域での流速の低下によるスプレーパタ
ーン不形成の問題も空気の添加による見かけ流速の向上
により同時に解消できる。

第１図に本発明方法による鋳片巾方向の散水量分布と従
来のフラットノズルによる散水量分布の一例を比較して
示す。

この場合両者とも水量は通常鋳造鋼種の相違に応じて５
〜５０ｌ／ｍｉｎの範囲で操業しており本発明例ではこ
の状況下で添加空気量を２５０ｌ／ｍｉｎ一定とした。

ちなみにこの本発明例を空気／水の重量比で表わせば０
．００６５〜０．０６５の範囲の操業となる。

この第１図に例示するように、従来例では鋳片巾方向で
の散水量は一定であるのに対し、本発明では両コーナ一
部に対して中央部の散水量が多い山型スプレーパターン
が得られる。

この結果（冷却状況）を第２図に示すが、従来のフラッ
トノズルでは巾方向中央部とコーナ一部との温度差が約
２００℃もあるのに対し、本発明では約７０℃以下とい
った均一冷却となる。

第２図の測温は両者ともピンチロール部で行なったもの
であり、鋳片サイズは２５０ｍｍ厚×２１００ｍｍ巾、
引抜速度は０．６ｍ／ｍｉｎである。

本発明の実施にあたり添加する空気の条件は以下の通り
である。

ノズル形式、散水圧力等により定量的には云えないが通
常用いる連鋳機でのノズルにおいて安定的にスプレーパ
ターンを確保するためには１ノズルあたり空気／水の重
量比で０．００５以上必要であり上限については１ノズ
ルあたり空気／水の重量比で０１であり、これ以上とな
るとスプレーは完全ミストと化し本発明が得られない。

次に本発明の装置例を示す。

第３図に示す例は１ケのフラットノズルで鋳片の巾方向
全体を冷却する例である。

図中１はフラットノズルであり１１５°ワイドアングル
ノズルである。

２は水本管、３は空気添加のための分岐管を示す。

２′はスプレー水 ３′は添加空気を示す。

４は被冷却鋳片を示す。上記フラットノズルの断面形状
を第４図に示す。

ａは短径、ｂは長径を示す。

分岐管３の本管２に対する取付角度（空気の吸込み角度
）０は任意の角度でよい。

但し分岐管３の取付位置（ノズル先端からの距離ｌ）ノ
ズル先端からあまり離し過ぎると息つき現象を生じるた
めｌ＝３００ｍｍ以下が好ましい。

このような条件でスプレー水本流に気体添加を行なうと
第３図に示すように鋳片４の巾方行中央部４Ｃには水６
が位置し、両コーナ一部４ａ，４ｂにはミスト５，５′
が位置する鋳片巾方向均一冷却上好ましいスプレーパタ
ーンとなる。

上記装置例のように１１５°のワイドアングルフラット
ノズルを用いた場合上記フラットノズルよりもやや広が
り角度が大きくなりスプレーの広がり角度は１３０°と
なり両コーナ一部のミスト（４ａ＋４ｂ）は全体の約１
／３程度となる。

なお上記装置例において、スプレー水本流に空気添加を
行なわない場合の散水状況は、第３図点線で示す如くで
ある。

次に本発明の実施例を説明する。

実施例 鋼の連続鋳造設備２次冷却帯において第３図に示す状態
で本発明を実施した。

実施条件は以下の通りである。

以上の条件でＡｌ−Ｓｉ キルド鋼を対象に約１ケ月間
連鋳操業を実施した結果、中心割れ降格の発生割合は０
．１％、中心偏析の平均Ｓバンド評点は１．０であった
。

ちなみに本発明実施前の１ケ月間での中心割れ降格の発
生割合は１〜２％、中心偏析のＳバンド評点は１．５で
あった。

このように本発明の実施により、中心割れ降格は１／２
０〜１／１０に減少し、中心偏析Ｓバンド評点は２／３
向上した。

以上の例ではスラブとして連鋳片の例を示したが鋼塊か
ら得る鋼片の冷却の場合も同様の効果が得られる。

以上記述したように本発明はフラットノズルに単に気体
を添加することにより （１）スラブ巾方向で、巾中央水スプレー、両エツジミ
ストスプレーという均一冷却上理想的なスプレーパター
ンが簡単に得られ、結果としてこの山型のスプレーパタ
ーンにより均一冷却ができる。

（２） スプレーパターン維持範囲が広いため１つのノ
ズルでの流量確保範囲が広い。

（３）添加空気量は完全ミスト冷却に比べ非常に少なく
て済み経済的であり水量の変化に対し略空気量一定でよ
いため空気制御が容易である。

等のメリットがある。

このように本発明はスラブ巾方向均一冷却に寄与するこ
と大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の鋳片巾方向での受水量分布と従来フラ
ットノズルの鋳片巾方向での受水量分布の比較を示す図
。 第２図は本発明により得られる鋳片巾方向の温度分布と
従来フラットノズルの鋳片巾方向の温度分布の比較を示
す図。 第３図は本発明装置の一例を示す図。 第４図は第３図で使用するノズル断面形状を示す図。 １・・・ノズル、２・・・水本管、３・・・分岐管、２
′・・・スプレー水、３′・・・空気 ４・・・鋳片、
４ａ，４ｂ・・・鋳片端部、４ｃ・・・鋳片中央部、５
，５’・・・ミスト部分、６・・・スプレー水部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フラットノズルを冷却水がスラブ巾方向に噴射され
   るように配置してスラブを水冷却する方法に於いて、上
   記フラットノズルを流れる水本流に微量の気体を添加し
   て、巾方向中央に水が、そして両コーナ一部にミストが
   位置するスプレーパターンを形成したことを特徴とする
   スラブの冷却方法。