JPS62110839A - 連続鋳造設備用冷却水の処理法 - Google Patents

連続鋳造設備用冷却水の処理法

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JPS62110839A
JPS62110839A JP24899785A JP24899785A JPS62110839A JP S62110839 A JPS62110839 A JP S62110839A JP 24899785 A JP24899785 A JP 24899785A JP 24899785 A JP24899785 A JP 24899785A JP S62110839 A JPS62110839 A JP S62110839A
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JP
Japan
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water
acid
scale
cooling
tank
Prior art date
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Pending
Application number
JP24899785A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadatsugu Hamada
浜田 忠嗣
Osamu Nishimura
西村 統
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62110839A publication Critical patent/JPS62110839A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/124Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、連続鋳造設備(以下CCと略称する。)用冷
却水の処理法に係シ、詳細には、CCのモールド(鋳型
)側壁を冷却する冷却水のスケールを防止するための処
理法に関する。
〔従来の技術〕
CCとは溶融した鋼をモールドに注入し、表面を凝固さ
せつつ連続的に送り出し、さらに水のスプレーによって
中心部まで凝固させて長尺の鋼片を造る装置である。モ
ールドは水によって間接冷却されているが、この冷却水
の処理系の従来の一例は第2図に示しだ通りで、冷却水
は冷却塔を含む水処理装置とモールドの間を循環してい
る。
すなわち、モールド1の冷却によって27〜35℃に上
昇17た冷却水は、まず循環ライン6を経て温水槽2に
流入する。ここから、冷却俗人ロボンブP、によって汲
み上げられた冷却水は冷却塔4で20−25℃に冷却さ
れ、冷水槽3に蓄えられ、それと同時に一部は蒸発・飛
散によシ減量する。冷水槽3の冷却水は循環ポンプPs
によって汲み上げられ、モールド1のジャケットに流入
L7、ここで27〜55℃に温度上昇する。一方温水槽
2には補給水ライン5が、冷水槽3には、ブローライン
7と、スケール防止用分散剤を注入する薬注ポンプP4
を配設した薬注ライン8がそれぞれ接続している。冷却
水のブローによって、循環水の濃縮度は一定に保たれ、
そして、補給ポンプPKを配設した補給水ライン5から
は冷却塔4によって失なわれた蒸発針、飛散損失社及び
プロー酸の合駿が補給され、全保有水駄を一定に保つ。
またスケール防止用分散剤は伝熱面に付着すれば、モー
ルド1の冷却効果を阻害する冷却水中のスケール成分を
水中に分散させておくために添加する。分散剤としては
重合リン酸系、アクリル酸系、マレイン酸系、ホスホン
酸系等の有機高分子薬剤が一般的である。なお、第2図
において、9は溶鋼入口であり、また、8M2は補給水
のサンプリング個所−8R2は循環水のサンプリング個
所を示す。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、モールド伝熱面表面の温度は、製造された鋼
片の品質を向上させようとすれば、高くする必要があり
、冷却水のバルク温度は27〜35℃でも表面温度は1
00℃以上好ましくは150℃程度にする。
この場合、たとえば系内圧力が1 atmの時は当然表
面で沸騰現象が発生、スケール成分の析出が急増し、分
散剤の効果が減少することによりモールド構成材料が溶
解、損傷するという事故が多発してくる。
また、従来はリン酸重合体、マレイン酸重合体、アクリ
ル酸重合体、ホスホン酸等を含む有機高分子から成る薬
剤(分散剤)を冷却水中に5〜20 ppm添加するこ
とによって、スケール成分の伝熱面への付着を抑制し、
あたかも液中にスケール成分を過飽和状態に保つが如き
特性を示すいわゆる薬剤添加法が採用されてきた。
しかし、この方法には次の問題点がある。
(1)有機物であるため、おのずと熱分解温度が低く、
その温度以上では効果がなくなる。
(2)伝熱面で沸騰が起ると、スケール成分の濃縮と伝
熱面への付着力防止のだめのスケール粒子の結晶学的変
形の阻止により、スケール成分の水中への分散力が阻害
され、伝熱面への付着力が増大する。
以上のととから、はとんどの上記薬剤(分散剤)は20
0℃以下に適用され、系内の圧力も伝熱面の最高温度に
対応する飽和圧力以上に保つ必要がある。因みに200
℃で沸騰させないようにするには16 atm以上の水
圧が要求される。しかし、モールドの性格上、又冷却面
の構造上、このような高圧でモールド内を所定流量に保
つことけ困維である。このために、本発明者等は上水を
冷却水とする場合に多くみられる炭酸塩を主体とするス
ケールの発生を防止するために、炭酸塩水中のアニオン
を炭酸ガスとして系外に放出する方法(以下酸添加法と
呼ぶ)を同時に提案した。
しかしこの酸添加法はスケール成分が炭酸塩を主体とす
る冷却水(以下上水と呼ぶ)の場合のみに有効でたとえ
ばスケール中にCa5(PO4)s 。
Zn5(Po4)s  等炭酸以外の塩が加わると、こ
れら塩に対しては、全く効果がないため、工場廃水、生
活廃水の2次・3次処理水等リン酸塩を含む冷却水(以
下王水と呼ぶ)を使用する場合には効果が半減する。
〔目 的〕
本発明は、前記従来手段の欠点を解消する連続鋳造設備
用冷却水処理法を提供することを特徴とする特に本発明
は、前記した従来手段によるモールド構成材料の溶解e
損傷による事故を防止することを意図し、このため前記
従来の単んに分散剤を添加する方法に代る新しいスケー
ル防止手段を提供することを目的とする。さらに、本発
明は、冷却水として、スケール成分が炭酸塩を主体とす
る冷却水(上水)のみならず、スケール成分が炭酸塩以
外に例えばリン酸塩などを含む冷却水(王水)をも使用
することができるようにした連続鋳造設備用冷却水の処
理法を提供することを目的とする。
〔構 成〕
そして、本発明は、上記目的を達成する手段として、酸
およびスケール付着防止用薬剤の併用手段を採用し、か
つ、酸添加による発生炭酸ガスを連続鋳造設備の付属水
処理装置に具備した直接冷却装置から放散させるように
したものである。すなわち、本発明は、連続鋳造設備用
冷却水の補給水又は循環水中に酸をある定められたpH
になるように添加し、これによって発生する炭酸ガスを
上記設備の付属水処理を装置に具備した直接冷却装置よ
り放散させると共に、スケール付着防止用薬剤を補給水
又は循環水に所定量添加することを特徴とする連続鋳造
設備用冷却水の処理法である。
以下本発明を具体的に説明すると、本発明は、CC用冷
却水の補給水又は循環水中に酸をちる定められたpHに
なるように添加して、これによって発生する炭酸ガスを
当該装置の付属水処理装置に具備した直接冷却装置(冷
却塔)から放散させると共に、スケール付着防止用薬剤
を補給水又は循環水中に所定量添加するという、この両
方式によって、CCモールド冷却水側のスケール付着を
防止するようにしたものであり、ここで直接冷却装置(
冷却塔)とれ、温水をその温度より低い平衡操作温度(
近似的に湿球温度に婢しい)の空気と接触させて、水の
冷却をその蒸発潜熱の放出によって行なわしめる冷却装
置のことである。
また、本発明では、スケール成分のうちCaC01,Z
nC01,等炭酸塩には酸添加法を、主に王水に含まれ
るCa5(Po4)so Znm(PO4)3ft、ら
びにFe10g、 CnO等炭酸塩以外の塩、腐食生成
物には薬剤添加法をそれぞれ用いてスケールの伝熱面へ
の付着を抑制しようとするものである。
以下に両方式の手段を述べる。
(1)酸添加法 この炭酸塩を系外に除去するには、カチオンあるいはア
ニオンのいずれか一方の除去でよい。
本発明はこのうちアニオンであるC08(炭酸イオン)
を酸の添加によってCo富にガス化して、これをCC水
処理装置に必ず具備されている直接冷却装置(冷却塔)
で放散せしめようとするものである。
まず、スケールの生成機構について述べる。
冷却水中に含まれているHCO−が伝熱面上で、加熱さ
れると、(1)式によってCO,に変化し、このCOs
  がその温度に対応するCaC0@あるいはZnC0
1の溶解度に相当する濃度以上に達すると、12)式に
従ってCaC01,ZnC0gが析出、伝熱面上に付着
する。
2HCO,′      → col+col   +
HHO2(1)3+  富− Ca +00m   →CaC0112)したがって、
これらスケール成分の析出を防止しようとすればCOs
  が生成されないようにHCOs−を除去すればよい
すなわち、Mアルカリ度(1JeAtk=HcO,−+
2CO□ 十〇H−H)  を減少させればよい。その
ためには冷却水に硫酸、塩酸等の酸を添加して(3)式
によってHCO,−をCOsに変化させ、これを系外に
除去すればよい。
↑ HCOs+ H−+C(% + HlO’   (3)
との場合、■+ の濃度をHCO,−の当量以上添加す
ると、C03を除去してもT3Hは回復し寿いが、添加
量をHCO,″の当量以下にするとHCO,−が残存し
ているため除去後の残存するCO,とHCO,−との割
合に対応する値までp!(が上昇する。
さて仁の酸の添加によって1(C!Os−をCO,に分
解し、アルカリ度を低減させる技術は十分既知であり、
これまで海水淡水化装置(以下M8Fという)K広範囲
にも活用されているが、本発明が、M8yめ場合と異な
るのはCO,を系外に除去する方式に関する。す寿わち
上記MBFではラシとリング等を充填した充填塔を用い
、ここでストリッピング用空気と向流で冷却水中のCo
gを放散、すなわち脱炭酸している。
本発明はこのような充填塔を用いなく、CC用水処理装
置で社必ず具備している直接冷却装置(冷却塔)で冷却
と同時に脱炭酸も行なわせるものである。
(2)薬剤添加法 薬剤添加法は前記従来の技術のところで述べたように、
リン酸重合体、マレイン酸重合体、アクリル酸重合体、
ホスホン酸等を含む有機高分子から成る薬剤(分散剤)
を冷却水中に°5〜10 ppm添加することによって
、スケール成をの伝熱面への付着を抑制し、あたかも液
中にスケール成分を過飽和状態に保つが如き特性を示す
本ので、スケール成分それ自体を除去するものではない
しかしこの方式はスケールの組成を極端に選ぶものでは
ないので酸添加法で全く効果がないリン酸塩にも同様の
作用で、伝熱面への付着を抑制する。
ただし、沸騰時の影響は前記従来の技術のところで示し
たことと同様であるがもう1つスケールの主成分である
炭酸塩の析出を酸添加法によって防止しているので、炭
酸塩以外のスケール成分を含む冷却水においても薬剤系
加法単独、酸系加法単独の場合に比べて遥かに少ないス
ケール付着量となる。
〔実施例〕
第1図に本発明の水処理方式の具体例を示す。
この循環系は従来方式第2図と同様であるが、補給水ラ
インには上記酸添加法、すなわち酸を添加するライン及
び酸の注入量をコントロールするコントロール系があり
、さらに冷水槽又はその出口には従来法の薬注ラインが
付設している。第1表に王水を補給水とした場合の水質
測定結果の一例を従来法と併せて示す。
すなわち補給水ライン5から流入した補給水(王水)に
まず硫酸タンク10に貯蔵されている硫酸が酸注入ポン
プpmによって酸注入ライン11及び混合槽12を通じ
て54.4 ppm (as100%H,804)添加
された。この添加量はT)H指示調節計13によって冷
却槽のpHを調節する。この操作によってpH47,M
アルカリ度38 ppm (as cacos)の補給
水は補給水のサンプリング個所8M1では第1表に示す
ようにpH&23Mアルカリ度2.9 ppm (as
 CaC01)となり、35.1 ppm (as C
aC01)のMアルカリ度分が炭酸ガスに変化した。
これが温水槽2に流入し、モールド1からの循環水の戻
り水と混合後、冷却塔4で減温、脱炭酸され、冷水槽3
に流入する。この冷水槽3出口(循環ボンプルm入口)
にはマレイン酸重合体、ホスホノカルボン酸及びモール
ド材料銅合金の腐食防止剤ベンゾトリアゾールをある一
定の割合で混合したスケール分散剤Mが、薬注ライン8
から薬注ポンプP4を介して補給水に対して10 pp
m添加されている。なお、添加位置は必ずしも循環ポン
プPs出口にする必要はなく、温水槽2、補給水ライン
5、あるいはモールド出循猿ライン6等、いずれの場所
に添加しても同等の効果がある。
この脱炭酸され、かつスケール分散剤Mの添加された循
環水を循環水のサンプリング個所8R1から採取して水
質分析した結果を第1表に併記する。
これから明らかなように、従来法で64.6ppm (
as CaCO3)あったMアルカリ度は5 ppm(
as CaC01)に添少し、かつ補給水に対して10
ppm添加(濃縮率は1.7倍であったから循環水中の
スケール分散剤Mの濃度は17 ppmとなる)された
ことによシ、スケール付着量は第1表に併記するように
分散剤M単独の場合の付着量2.1η/12が本発明を
採用することによシ、α6Nil / is ”とスケ
ール付着量を7t4%減少させることができた。なお、
王水を酸添加法のみで処理した場合の付着量はt24η
/ am ”で減少率は40%にとどまった。
スケール付着量及び減少率に対する水質及び処理方式の
影響をまとめると第2表のようになる。
第2表 〔効 果〕 本発明は、以上詳記したように、従来までのスケール防
止法である分散剤を添加する薬剤添加法の欠点を解決す
るため炭酸塩スケールをゼロにする酸添加法と、これ以
外のスケール成分(PO2系、腐食生成物、81(%e
t(! )の付着防止のための従来からの薬剤添加法の
両方式を併用することによって、両スケール成分を含む
工水を補給水とするCCモールドの冷却水側伝熱面への
スケール付着を71.4%減少させるととができ、これ
によって冷却水の種類を選択する必要がなくなると共に
、高温での連続鋳造がより容易になり、製品の品質向上
に役立つ効果が生ずるものである。また、本発明では、
炭酸ガスを大気に放散させる装置が必要であるが、これ
をCC冷却水処理装置に必ず付属する直接冷却装置(冷
却塔)で共用させることにより新たに脱炭酸塔を設置す
る必要がないなど顕著な効果が生ずるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるCC冷却水の処理法フローの実施
例を示し、第2図は従来のCC冷却水処理7a−の代表
例を示す図である。 復代理人  内 1)  明 復代理人  萩 原 亮 − 彷代理人  安 西 篤 夫

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 連続鋳造設備用冷却水の補給水又は循環水中に酸をある
    定められたpHになるように添加し、これによつて発生
    する炭酸ガスを上記設備の付属水処理を装置に具備した
    直接冷却装置より放散させると共に、スケール付着防止
    用薬剤を補給水又は循環水に所定量添加することを特徴
    とする連続鋳造設備用冷却水の処理法。
JP24899785A 1985-11-08 1985-11-08 連続鋳造設備用冷却水の処理法 Pending JPS62110839A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5190593A (en) * 1991-02-21 1993-03-02 Kurzinski Cass R Apparatus and method for cleaning the outside of the mold tube in a continuous casting machine
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