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JPH09141408A - 連続鋳造の二次冷却方法 - Google Patents

連続鋳造の二次冷却方法

Info

Publication number
JPH09141408A
JPH09141408A JP30532995A JP30532995A JPH09141408A JP H09141408 A JPH09141408 A JP H09141408A JP 30532995 A JP30532995 A JP 30532995A JP 30532995 A JP30532995 A JP 30532995A JP H09141408 A JPH09141408 A JP H09141408A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spray
cooling
roll
cooling capacity
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30532995A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshitane Matsukawa
敏胤 松川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP30532995A priority Critical patent/JPH09141408A/ja
Publication of JPH09141408A publication Critical patent/JPH09141408A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 特に低い側の冷却能力を従来到達できなか
った域に迄安定して制御できる連続鋳造の二次冷却方法
を提供する。 【解決手段】 スプレーノズル4を用いてロール隙間7
を通してスプレーすることにより鋳片10を二次冷却する
連続鋳造の二次冷却方法において、水量の調節に加えス
プレーノズル4の位置変更により冷却能力を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造の二次冷
却方法に関し、特に、鋼の連続鋳造において表面過冷却
によりスラブやブルームに表面欠陥の出やすい鋼種を鋳
造する場合に好適な連続鋳造の二次冷却方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来の連続鋳造の二次冷却方法
の説明図である。図2に示すように、鋳片10内部の溶鋼
1の圧力により凝固シェル2が、複数配置されたロール
3間の隙間(ロール隙間)7から膨出する所謂バルジン
グ現象を防止するため、ロール3はロール隙間7を30
〜50mmとしてできるだけ密に配置されている。そし
て、スプレーヘッダ5に供給される水を、スプレーノズ
ル4を用いて微細なスプレー水滴6として、ロール隙間
7を通して凝固シェル2に噴霧し、凝固の促進、表面温
度の適切なコントロール、及びバルジングの防止を図っ
ている。
【0003】連続鋳造の操業が常に一定の速度で行われ
ている限り、それ相応の適切な型番のスプレーノズルを
選定しておけば、二次冷却に係る問題は特に生じない。
しかし、実際の操業では、浸漬ノズルの交換作業等によ
り、鋳造を停止させ又は引き抜き速度(鋳造速度)を非
常に低下させざるを得ないケースが多々発生する。そこ
で、凝固シェル2からの抜熱量を、高速鋳造時には大き
くし、低速時又は停止時には小さくするようにスプレー
の冷却能力を制御する必要がある。特に、低速時の抜熱
量が過多であると凝固シェル2の表面の過冷却が進み遂
には割れ欠陥が発生し、又、低速時の抜熱量が過少であ
るとロール3に熱変形による曲がりやクラックを生ずる
ことはよく知られているところである。
【0004】スプレーの冷却能力は、一般に、スプレー
ヘッダ5内の水の圧力を調整してスプレー水量を変える
ことにより制御される。図3は、スプレー水量と冷却能
力との関係を示す特性図であり、従来行われている水の
みのスプレー(水スプレー)と、近年行われるようにな
ってきた気水混合スプレー(ミストスプレー)とについ
て掲げてある。図3に示すように、スプレーの冷却能力
はスプレー水量の増加に従い単調に増大する。尚、図3
において、aは圧力が低すぎてスプレーが形成できない
スプレー不成立領域、bはそれ以上圧力を高めても水量
がさほど増大しない水量頭打ち領域である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図3からわかるよう
に、スプレーノズルにあっては使用できる圧力に自ずと
上限下限が存在する。水スプレーに関しては、例えば或
るノズルについて述べると、圧力が0.5kg/cm2 を下回る
とスプレー不成立領域aに入るためスプレーとして機能
しなくなり、又、最高圧力は通常10kg/cm2程度である。
この可変圧力範囲での水量の可変範囲は、よく知られた
関係(√(10/0.5 )≒4.5 )によれば、最低量からそ
の4〜5倍までの決して広いとはいえない範囲である。
仮に更に圧力を上げ得たとしても、水量は√で効くため
水量を増大させる効果は小さい。すなわち水量頭打ち領
域bに入ってしまう。
【0006】一方、連続鋳造のスプレーによる二次冷却
における冷却能力Qは水量Wに対し、 Q∝Wn ;n=0.5 〜0.7 …………(1) なる関係にあることが知られている。(1)式によれ
ば、水量Wの可変範囲が4〜5倍の場合、冷却能力Qの
可変範囲は2〜3倍となる。このことは、圧力を20倍
(前記10/0.5 )上げても冷却能力は2〜3倍にしか上
がらず、逆に圧力を1/20に落としても冷却能力は1/
2〜1/3にしか下がらないことを示している。
【0007】このように制御範囲の狭い水スプレー冷却
に対し、前記したように空気と水を同時に噴霧するミス
トスプレー冷却が最近よく行われるようになった。これ
に使用するミストスプレーノズルでは、低水圧であって
もエアの力で水滴を飛ばすことができるため、図3に示
すように、水スプレーノズルの場合に比べ、スプレー不
成立領域aが低水量側に移行する。すなわちスプレーを
安定的に形成できる水量の制御範囲が拡大する。
【0008】しかしながら、ミストスプレー=緩冷却と
の俗説・憶説に反し、実際は図3に示すようにミストス
プレーは同水量の水スプレーに比較して冷却能力が高
い。しかも両者の冷却能力差は低水量側ほど拡がる。こ
のためミストスプレーは、水量の制御範囲を拡大できて
も、肝心の冷却能力の制御範囲を拡大するまでには至ら
ない。
【0009】かかる事情のため、従来の技術において
は、水スプレー、ミストスプレーという冷却方式にかか
わらず、鋳造速度最高時に必須の高冷却能力を与える仕
様で二次冷却設備を設計すると、低速鋳造時に要求され
る低冷却能力を無理なく得ることが困難であった。すな
わち過冷却を恐れて低冷却能力を得ようと強引に水を絞
ると、スプレー不成立領域aに入る結果、冷却が不安定
且つ不均一となり、凝固シェルばかりかロールにも水が
まばらにしか掛からなくなって、ロール曲がりやロール
表面クラックを引き起こす等の問題が派生することが多
々あった。
【0010】本発明は、上記した問題点に鑑み、特に低
い側の冷却能力を従来到達できなかった域に迄安定して
制御できる連続鋳造の二次冷却方法を提供することを課
題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、スプレーノズ
ルを用いてロール隙間を通してスプレーすることにより
鋳片を二次冷却する連続鋳造の二次冷却方法において、
水量の調節に加えスプレーノズルの位置変更により冷却
能力を制御することを特徴とする連続鋳造の二次冷却方
法である。
【0012】又、本発明においては、このスプレーノズ
ルの位置変更は、強冷却時にスプレーの中心をロール隙
間の中心に置き、弱冷却時にはスプレーの中心をロール
側に置くように行うことが好ましい。そして、かかる位
置変更は、スプレーヘッダをスライドシフト及び/又は
回転させることにより好適に行うことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の連続鋳造の二次
冷却方法の説明図である。尚、前掲図2と同一部材には
同一符号を付し、説明を省略する。図1に示すように、
本発明の連続鋳造の二次冷却方法は、スプレーノズル4
を用いてロール隙間7を通してスプレーすることにより
鋳片10を二次冷却する際に、水量の調節に加えスプレー
ノズル4の位置変更により冷却能力を制御することを特
徴とする。図1ではスプレーノズル4の位置変更に関
し、強冷却のときを点線で、弱冷却のときを実線で示し
た。すなわち、本発明においては、スプレーノズル4の
位置変更は、強冷却時にスプレーの中心がロール隙間7
の中心に来るようにし、弱冷却時にはそれがロール3側
に来るように行うのが好ましい。尚、図1には、スプレ
ーノズル4の位置変更を、スプレーノズル4を固定した
スプレーヘッダ5を凝固シェル2の表面に沿う形でスラ
イドシフトさせることにより行う例を開示したが、スプ
レーヘッダ5を回転させて行ってもよい。
【0014】この構成により、前記課題を好適に解決で
きる理由を以下に述べる。これまで連続鋳造の二次冷却
では、スプレー水滴6を鋳片10に如何に有効に掛けるか
が重視され、ロール3にはスプレー水滴6を極力掛けな
いようにするのが常であった。つまり、ロール3に掛か
る水量は、多くの場合、鋳片の冷却にとっては無効な水
量として扱われていた。
【0015】しかし鋳片の冷却は、スプレー水滴6によ
る直接冷却(スプレー直接冷却)と、スプレー水滴6に
より冷却されたロールとの接触による間接冷却(ロール
間接冷却)とが組み合わさって進行するものであり、普
通はスプレー直接冷却の冷却能力のほうが大きいのであ
るが、例えば、鋳造速度が非常に遅くてスプレー直接冷
却を全く止めたときロールの保護のためロールに直接水
をかけると鋳片も少し冷却されることからもわかるよう
に、ロール間接冷却の効果は無視できないものである。
【0016】本発明は、かかるロール間接冷却を最大限
に活用すべく、弱冷却時にスプレーの中心がロール側に
来るようにスプレーノズルの位置変更を行うものであ
る。この措置により、スプレー直接冷却の冷却能力が削
がれると共にロール間接冷却の冷却能力が強化されるこ
とになり、しかして従来の水量調節のみによっては図3
のスプレー不成立領域aに入ってしまうため到達不可能
であった低冷却能力が無理なく得られ且つその冷却能力
で安定して操業できるため、懸案であった鋳片の過冷却
及びロール曲がり・ロール表面クラックの問題を一挙に
解決できるのである。
【0017】更に、本発明によれば、ノズル特性による
水量の下限を気にしなくてもよくなるから、水量下限値
がより大きいすなわち上限値も大きいノズルを選定で
き、更なる高速鋳造が可能となる。
【0018】
【実施例】厚み230mm 、幅800 〜1900mmのスラブを連続
鋳造できる規模のスラブ連鋳機に本発明を実施した。こ
の連鋳機の機長(モールド湯面から最終ロールまでの道
程)は32mでモールド以降には88対のロールが配設され
ている。ロール隙間は狭い所で32mm、広い所で45mmであ
る。湾曲半径は12mで、機長途上の約19m地点に矯正点
がある。
【0019】スプレーノズルの位置変更を行う区間は、
定常時の冷却水量がもともと多いモールド直下から12m
迄の区間とし、スプレーノズルは5対のロールで構成さ
れるローラエプロンセグメント毎に鋳造方向に20mmの範
囲で位置変更するようにした。尚、図示しないが、スプ
レーノズルの位置変更は、各スプレーヘッダをローラエ
プロンセグメント毎に一体化したものをシリンダにて移
動させることにより行った。
【0020】鋼種としてNb,V等を含む表面割れ感受性
の高いパイプ用厚板材を選び、これを連続鋳造する際
に、一旦鋳造を停止させ浸漬ノズルを3分費やして交換
し、その後鋳造を再開するという操業を行った。この停
止の間、従来はスプレー水の圧力を許容下限の0.5 kg/c
m2に落としてスプレーを続行するのみであった。かかる
従来法を比較例とし、スプレー水の圧力は比較例と同じ
だが、更に上述の条件で本発明に係るスプレーノズルの
位置変更を行ったものを実施例とした。
【0021】連鋳機の出側(88対目のロールを出たとこ
ろ)で鋳片幅中央の最も温度の低い個所の温度を比較す
ると、比較例では320 ℃迄低下し、過冷却されていた
が、実施例では560 ℃に止まり過冷却の進行が抑制でき
ていた。これに伴い、スラブの幅方向表面に発生する微
細な割れも、比較例では43個あったものが、実施例では
2個に激減した。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、連続鋳造の二次冷却に
おいて、従来の水量調節のみによっては到達不可能であ
った低冷却能力が無理なく得られるようになることか
ら、(1)表面過冷却による鋳片表面欠陥が減少し、(2)
ロール曲がりやロール表面クラックが減少し、又、(3)
ノズル特性による水量の下限を気にしなくてもよくなる
から、水量下限値がより大きいすなわち上限値も大きい
ノズルを選定でき、更なる高速鋳造が可能となるという
種々格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の連続鋳造の二次冷却方法の説明図であ
る。
【図2】従来の連続鋳造の二次冷却方法の説明図であ
る。
【図3】スプレー水量と冷却能力との関係を示す特性図
である。
【符号の説明】
1 溶鋼 2 凝固シェル 3 ロール 4 スプレーノズル 5 スプレーヘッダ 6 スプレー水滴 7 ロール隙間 10 鋳片 a スプレー不成立領域 b 水量頭打ち領域

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スプレーノズルを用いてロール隙間を通
    してスプレーすることにより鋳片を二次冷却する連続鋳
    造の二次冷却方法において、水量の調節に加えスプレー
    ノズルの位置変更により冷却能力を制御することを特徴
    とする連続鋳造の二次冷却方法。
  2. 【請求項2】 スプレーノズルの位置変更は、強冷却時
    にスプレーの中心をロール隙間の中心に置き、弱冷却時
    にはスプレーの中心をロール側に置くように行うことを
    特徴とする請求項1記載の連続鋳造の二次冷却方法。
  3. 【請求項3】 スプレーノズルの位置変更は、スプレー
    ヘッダをスライドシフト及び/又は回転させることによ
    り行うことを特徴とする請求項2記載の連続鋳造の二次
    冷却方法。
JP30532995A 1995-11-24 1995-11-24 連続鋳造の二次冷却方法 Pending JPH09141408A (ja)

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JP30532995A JPH09141408A (ja) 1995-11-24 1995-11-24 連続鋳造の二次冷却方法

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