(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行可能な装置本体と、該装置本体に配置された連続鋳造鋳片の幅方向に沿って移動可能な吹管とを有し、該吹管から吹き付けるガス酸素炎により連続鋳造鋳片を切断可能な構造とされている連続鋳造鋳片のガス切断装置において、前記装置本体を水冷構造体とすると共に、前記装置本体と前記連続鋳造鋳片との間に耐熱・耐酸化性鋼板により耐火物を挟み込んだ防熱板を設置するとともに、前記防熱板は、両外層がステンレス鋼板、内層が軽量耐火物とされ、そのうえ、少なくとも２つの部分に分割してあって、前記防熱板の吹管側で、かつ幅方向中間部が交換可能部分としてなることを特徴とする連続鋳造鋳片のガス切断装置。
【請求項２】
前記水冷構造体の部材をステンレス鋼製とすることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造鋳片のガス切断装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の連続鋳造鋳片のガス切断装置を用い、水冷構造体内での冷却水流速を０．５ｍ／分以上として前記装置本体を冷却しつつ、吹管から吹き付けるガス酸素炎により連続鋳造鋳片を切断することを特徴とする連続鋳造鋳片のガス切断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳片切断時の装置本体の熱変形を小さくすることにより、熱変形に起因する切断トラブルを防止することが可能な連続鋳造鋳片のガス切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造設備に配置されているガス切断装置は、鋳片切断時に、ガス酸素炎を連続鋳造鋳片Ｓ（以下、単に高温鋳片Ｓともいう）に吹き付けて高温鋳片を切断するのが普通である。
例えば、図６に示すような高温鋳片Ｓ上に装置本体１を配置するガス切断装置が一般的に用いられる。装置本体１には、車輪５を回転駆動する駆動機構と、高温鋳片Ｓの幅Ｘ方向に沿って移動可能とされた吹管８が設けられている。また、この装置本体１の下部は、例えば、水冷ジャケット方式の水冷構造体２とされている。
【０００３】
しかしながら、近年、連続鋳造設備の生産性を高めるために高速鋳造が行われるようになり、表面温度が高い状態で鋳片を切断するために、水冷構造体による冷却のみでは冷却が不十分となって、装置本体１や装置本体１内の機器類が熱変形し、吹管の移動が不安定となって切断不良が発生するという問題があった。
例えば、鋼スラブの連続鋳造設備では、鋳造速度が１．５ｍ／分以上のものまであり、ガス切断装置が配置されている位置で、鋳片は表面温度が９００〜１０００℃の高温となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような高温鋳片を切断するガス切断装置においては、冷却水として、普通、工場用環水を使用している。この場合、水冷構造体の冷却板内面温度が８０℃以上となると、純水を使用していない限り、局所沸騰が起こる箇所が存在し、この局所沸騰が起こった箇所には、炭酸カルシウムが析出するようになる。炭酸カルシウムが析出すると、この箇所における熱伝導率が悪化し、さらに炭酸カルシウムの析出が進行して水冷構造体の圧損が大きくなって、冷却水流速が遅くなり、冷却能の低下を引き起こす。局所沸騰を防止するためには、水冷構造体に用いる冷却水を純水とするか、あるいは工場用環水を使用し、水冷構造体の冷却板内面温度を８０℃以下とするために、水冷構造体内での冷却水流速を１．１ｍ／分以上とする必要がある（図５参照）。
【０００５】
しかしながら、水冷構造体に用いる冷却水を純水とした場合、純水供給設備費が高くなって現実的でなく、一方、ガス切断装置に使用できる工場用環水には制約があり、十分な冷却水流速を確保するには普通、昇圧ポンプが必要となり、これもやはり設備費が高くなる欠点がある。
本発明の目的は、上記問題点を解消することにあり、冷却水供給設備を増やさずに、装置本体の熱変形を小さくすることができ、安定して高温鋳片を切断することが可能な連続鋳造鋳片のガス切断装置およびそれを用いるガス切断方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討し、高温鋳片と装置本体との間に耐熱・耐酸化性鋼板により耐火物を挟み込んだ３層構造の防熱板を設置し、高温鋳片からの輻射熱を遮蔽することにより、上記課題を解決できるという知見を得て、本発明を完成させた。
【０００７】
本発明の連続鋳造鋳片のガス切断装置は、走行可能な装置本体と、該装置本体に配置された連続鋳造鋳片の幅方向に沿って移動可能な吹管とを有し、該吹管から吹き付けるガス酸素炎により連続鋳造鋳片を切断可能な構造とされている連続鋳造鋳片のガス切断装置において、前記装置本体を水冷構造体とすると共に、前記装置本体と前記連続鋳造鋳片との間に耐熱・耐酸化性鋼板により耐火物を挟み込んだ防熱板を設置するとともに、前記防熱板は、両外層がステンレス鋼板、内層が軽量耐火物とされ、そのうえ、少なくとも２つの部分に分割してあって、前記防熱板の吹管側で、かつ幅方向中間部が交換可能部分としてなることを特徴とする。
【０００８】
このガス切断装置において、前記水冷構造体の部材をステンレス鋼製とすることが、水冷構造体の高温腐蝕を抑制することができて、水漏れを防止することができるのでより好適である。
【０００９】
また、本発明の連続鋳造鋳片のガス切断方法は、上記のいずれかに記載の連続鋳造鋳片のガス切断装置を用い、水冷構造体内での冷却水流速を０．５ｍ／分以上として前記装置本体を冷却しつつ、吹管から吹き付けるガス酸素炎により連続鋳造鋳片を切断することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
先ず、図１、２を用いて、本発明に係る一例のガス切断装置について詳細に説明する。
本発明に係る一例のガス切断装置は、装置本体１が水平となるようにして、図示しない連続鋳造設備のライン内に配置されている。装置本体１は、装置本体１に備えた車輪５を回転駆動させる駆動機構により走行可能とされ、また、装置本体１には、高温鋳片Ｓの幅Ｘ方向に沿って移動可能な吹管８が配置されている。これらにより、ガス切断装置は、吹管８から吹き付けるガス酸素炎により高温鋳片Ｓを切断可能である。
【００１１】
なお、この場合、高温鋳片Ｓは、図示しないピンチロールにより連鋳機内から引き抜かれ、図２の矢印の方向に搬送されている。
駆動機構としては、モータ等とすることができ、鋳片切断時は、車輪５を回転駆動させて切断すべき鋳片Ｓの搬送速度に同期させて装置本体１を図２の矢印の方向に前進させ、鋳片切断終了後は、装置本体１を搬送方向と反対方向に向けて後退させる。吹管８は、例えば、装置本体１内に取り付けられている吹管駆動用モーター等により移動可能としてある。
【００１２】
ここで、装置本体１は、箱体であり、箱体の底部は、図２に示すように、この場合、水冷構造体である水冷ジャケット２としてある。水冷ジャケット２は、上冷却板と下冷却板の間に冷却水を所定の流速で通過させることにより、装置本体１を冷却可能としている。なお、箱体の上部および両側部を水冷ジャケット２とし、装置本体１の周囲を水冷構造体とすることもできる。
【００１３】
本発明に係る一例のガス切断装置では、図１、図２に示すように、装置本体１と高温鋳片Ｓとの間に防熱板３が設置されている。図１、図２中符号４は、連結部材であり、連結部材４は、防熱板３と装置本体１とを連結している。装置本体１と防熱板３との間には適宜な隙間が設けてある。
この防熱板３は、耐熱・耐酸化性鋼板により耐火物３Ｂを挟み込んだものである。また、耐熱・耐酸化性鋼板の厚み、および耐火物３Ｂの厚みは、切断する鋳片の温度、鋳片の材質等によって、適宜定めることができる。
【００１４】
本発明に用いる防熱板３は、両外層がステンレス鋼板、内層がガラス繊維等の軽量耐火物の３層構造とするのが、鋳片切断時、より効果的に高温鋳片からの輻射熱を遮蔽でき、かつ保全コストを削減することができるので好適である。
また、防熱板３は、少なくとも２つの部分に分割してあって、図３に示すように、吹管８側で、かつ幅方向中間部が交換可能部分７としてあることが、より保全コストを削減することができるので好適である。交換可能部分７とする範囲は、鋳片切断時、高温の切断屑が飛散し、付着するために寿命の短い部分とするのが好ましい。この交換可能部分７のみを寿命となった時に交換するので、防熱板３の全部を交換するのに比して、保守コストを顕著に削減することができる。
【００１５】
図３中のＷ、Ｌは、防熱板３の全幅および全長さであり、Ｗ１  、Ｌ１  は防熱板３の交換可能部分７の幅および長さである。
ところで、防熱板３の全幅Ｗおよび全長さＬは、図示の例では、水冷構造体の幅を超え、水冷構造体の長さと同程度としてあるが、水冷構造体の底面よりある程度狭くしても、それに応じて、高温鋳片Ｓからの輻射熱を遮蔽する効果があるので、このようにすることも可能である。要は設備コストに見合うだけの、切断不良の発生を防止する効果のある範囲で広くするのが望ましい。
【００１６】
また、本発明のガス切断装置において、水冷構造体の部材をステンレス鋼製とすることが、鋳片切断時、水冷構造体の高温腐蝕を抑制することができて、長期間使用した場合でも、水漏れを防止することができるのでより好適である。
次いで、上記したガス切断装置を用いるガス切断方法について説明する。
本発明に係るガス切断方法は、上記したガス切断装置を用い、装置本体を切断すべき高温鋳片Ｓの搬送速度に同期させて前進走行させつつ、装置本体に配置されている吹管を鋳片の幅端部から幅中央部まで移動させて、吹管から吹き付けるガス酸素炎により連続鋳造鋳片を切断する。
【００１７】
その際、工場用環水配管から供給される水冷構造体内での冷却水流速が０．５ｍ／分以上を確保できるようにして装置本体を冷却する。
このようにして高温鋳片Ｓをガス切断することにより、図４に示すように、水冷構造体の冷却板内面温度を８０℃未満にすることができるから、工場用環水を使用し、例えば、水冷構造体内での冷却水流速を１．０ｍ／分として、装置本体を冷却しても、局所沸騰が発生することがなく、炭酸カルシウム等の析出により圧損が大きくなって、装置本体の冷却能が低下することがない。
【００１８】
これに対して防熱板を設置していない従来のガス切断装置においては、工場用環水を使用し、例えば、水冷構造体内での冷却水流速を１．０ｍ／分とした場合、図５に示すように、水冷構造体の冷却板内面温度が８０℃を超え、局所沸騰が発生してしまう。このため、従来のガス切断装置では、水冷構造体での冷却水流速を１．１ｍ／分以上とする必要があった（図５参照）。
【００１９】
なお、図４は、後述する実施例のガス切断装置により得た水冷構造体内での冷却水流速と冷却板内面温度の関係を示すグラフである。
以上説明したように、本発明のガス切断方法によれば、防熱板により効果的に高温鋳片からの輻射熱を遮蔽しているため、従来の冷却水の流速の約１／２の流速で、局所沸騰を防止することができるから、冷却水供給設備を増やす必要がなく、そのうえ、本体装置の熱変形を小さくすることができ、安定して高温鋳片を切断することができる。
【００２０】
【実施例】
図１、２に示す連続鋳造鋳片のガス切断装置を用い、鋳造時、装置本体を切断すべき連続鋳造鋳片の搬送速度に同期させて前進移動させつつ、装置本体に配置されている吹管を連続鋳造鋳片の幅端部から幅中央部まで移動させてガス酸素炎により連続鋳造鋳片を切断した。その際、水冷構造体内での冷却水の各部での流速が０．５ｍ／分を下回らないように、水冷構造体内での冷却水流速が１．０ｍ／分となるように、工場用環水を供給して装置本体を冷却し、発明例とした。
【００２１】
なお、防熱板は、両外層が厚み１．５ｍｍのＳＵＳ３１０Ｓステンレス鋼板とし、内層が厚み３０ｍｍのガラス繊維製軽量耐火物とし、全幅Ｗが４０００ｍｍ、全長さＬが２０００ｍｍの矩形状とした。また、交換可能部分７の幅Ｗ１  は１７００ｍｍ、長さＬ１  は５００ｍｍである。水冷構造体の部材は、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼製とした。
【００２２】
上記した発明例では、鋳造速度が１．５ｍ／分以上で、鋳片切断時の表面温度が９００〜１０００℃である鋼スラブを切断したが、防熱板により鋼スラブからの輻射熱を遮蔽したので、冷却水供給設備を増やさずに、本体装置の熱変形による切断トラブルもなく、安定して高温鋳片を切断することができた。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、鋳片切断時、鋳片からの輻射熱を効果的に遮蔽することができるため、冷却水供給設備を増やさずに、装置本体の熱変形を小さくすることができ、安定して高温鋳片を切断することが可能となる。
その結果、連続鋳造設備において、高温鋳片を高能率で製造できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガス切断装置の一例の構成を示す概略正面図である。
【図２】図１に示すガス切断装置の構造を示すＢ−Ｂ断面図である。
【図３】本発明に用いて好適な防熱板を示す図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】実施例のガス切断装置における水冷構造体の冷却水流速と冷却板内面温度の関係を示すグラフである。
【図５】従来例のガス切断装置における水冷構造体の冷却水流速と冷却板内面温度の関係を示すグラフである。
【図６】従来例の連続鋳造鋳片のガス切断装置を示す概略正面図である。
【符号の説明】
１  装置本体
２  水冷ジャケット（水冷構造体）
３  防熱板
３Ａ  ステンレス鋼板（鋼板）
３Ｂ  耐火物
４  連結部材
５  車輪
Ｓ  鋳片
７  交換可能部分
８  吹管
Ｘ  鋳片の幅
Ｗ、Ｌ  防熱板の全幅および全長さ
Ｗ１  、Ｌ１    防熱板の交換可能部分の幅および長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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