(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造設備により、鋳造された連続鋳造材を酸素供給ラインから供給される酸素ガスによって溶断する連続鋳造材のガス切断装置において、ゲージ圧で１．５ＭＰａ以上の圧力の酸素によって連続鋳造材を溶断可能な吹管と、該吹管に供給される酸素をゲージ圧で１．５ＭＰａ以上の圧力に昇圧するガス昇圧手段とを備えると共に、前記ガス昇圧手段から前記吹管までの間がゲージ圧で１．５ＭＰａ以上の酸素を供給可能な高圧配管で接続されており、前記酸素供給ラインに前記ガス昇圧手段を迂回するバイパス通路が設けてあることを特徴とする連続鋳造材のガス切断装置。
【請求項２】
前記高圧配管の長さが３００ｍ以内となる位置に前記ガス昇圧手段が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造材のガス切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造材を高切断速度で切断することができる連続鋳造材のガス切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、連続鋳造工場内に配置された連続鋳造設備において、生産能力を増大するために、連続鋳造材の鋳造速度を速めることが行われるようになり、それにともなって連続鋳造材の切断速度も速められてきた。
図３に連続鋳造設備の一例を示す。
【０００３】
なお、図３中左側は連続鋳造設備の上流側、図３中右側はその下流側であり、モールド１２内で鋳造された連続鋳造材Ｓは、ピンチロール１３によって引抜かれ、サポートロール１４で回転支持され、引き続きテーブルロール１５上を搬送されて矢印Ｘ方向に進行しつつ、ガス切断装置により所定の長さとなるように切断される。図３中ａi は切断中の位置であり、ａi+1 、ａi+2 、ａi+3 ・・・は各切断予定位置である。
【０００４】
この連続鋳造設備では、連続鋳造材Ｓにおける次の切断予定位置ａi+1 がガス切断区間Ａの始点Ｔに来る前に、ガス切断区間Ａ内で位置ａi での切断が終了し、次いで、ガス切断機１が始点Ｔに戻り、その位置で待機し、連続鋳造材Ｓの次の切断予定位置ａi+1 が始点Ｔに到達したときに、ガス切断用の酸素吹管（以下単に吹管と記す）を積載したガス切断機１が連続鋳造材Ｓの搬送速度に同期して走行するように構成されている。
【０００５】
このような連続鋳造材のガス切断装置では、ガス切断機１に設けた吹管２からガス酸素炎を連続鋳造材Ｓに吹き付けつつ、吹管２を連続鋳造材Ｓの幅方向に沿って移動させて連続鋳造材Ｓを溶断するのが普通である。
連続鋳造設備においては、上記のガス切断区間Ａ（すなわちガス切断機１の移動可能な範囲）はその最大長さが定まっているのが普通であるので、ガス切断区間Ａを連続鋳造材が移動する時間内に連続鋳造材を切断を完了しなければならない。したがって、鋳造速度を速めると、それだけ吹管２を連続鋳造材の幅方向に移動させる速度も速める必要がある。
【０００６】
しかし、吹管２の移動速度を不適当な速度にまで速めると、図４（ａ）に示すような切残し部分Ｄが連続鋳造材Ｓに生じて、連続鋳造材Ｓの切断が失敗することがある。図４（ａ）は、連続鋳造材Ｓの切断途中における切断面の模式図であり、また図４（ｂ）は、連続鋳造材Ｓの切断終了時点における正常切断面の模式図である。Ｃは正常切断部、Ｆは未切断部である。
【０００７】
ところで、吹管２には、図４（ｃ）に示すように、吹き出し口が設けてあり、中央部の吹き出し口から吹き出す酸素の切断酸素圧力が切断速度に大きな影響を与えることが知られている。
従来の吹管２は、切断酸素圧力がゲージ圧で１．５ＭＰａ未満で作動するものであったので、連続鋳造材の最大切断速度が５００ｍｍ／分未満、例えば、切断速度が４００ｍｍ／分程度であり切断速度が不十分であった。従来の吹管２で切断酸素として用いる酸素は、酸素供給設備から機側接続部４１Ａまでの間に配設される酸素配管４１および機側のホース４１Ｂとからなる酸素供給ライン１１により供給するのが一般的である。
【０００８】
最近、連続鋳造材の切断速度を５００ｍｍ／分以上としても、切残し部分Ｄが生じないように連続鋳造材を高速切断できる吹管が開発されて、実用に供されつつある。この高速切断用吹管は、切断酸素圧力が従来より高く、ゲージ圧で１．５〜４．０ＭＰａで動作するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高速切断用吹管に圧力（以下「圧力」と言う時は特に断わらない限り大気圧を基準とした相対圧、すなわちゲージ圧を言うものとする。）が１．５ＭＰａ以上の高圧酸素を供給しようとした場合、既設の酸素供給ライン１１は１．５ＭＰａ未満の圧力用の配管および機側のホースとからなるので１．５ＭＰａ以上の高圧酸素を通すことができず、また、連続鋳造工場内に供給される酸素はせいぜい１．５ＭＰａ程度が通常であった。酸素を１．５ＭＰａ以上に昇圧する圧縮機あるいは、液体酸素気化設備等の昇圧手段は、連続鋳造工場とは分離されている酸素供給設備に設置してあるために、１．５ＭＰａ以上の高圧酸素を酸素供給設備から連続鋳造工場に送るようにしたのでは、高圧配管が長くなり、圧力損失が大きくなって、高速切断のために必要とされる酸素量を確保するのに高圧配管径を大径化したり、昇圧手段の能力仕様を１クラス高くしなければならず、酸素供給ラインの建設コストが増大するという問題があった。
【００１０】
また、ガス切断装置の高速切断用吹管で必要とされる酸素量は、例えば、連続鋳造材が鋼スラブの場合、圧力が１．５〜４ＭＰａで高々５００Ｎｍ3 ／時間程度と少なく、そのうえ圧力が１．５〜４ＭＰａの高圧酸素は、高速切断用に使用される以外、連続鋳造工場では用途がないので、効率よく供給したいという要求もあった。
【００１１】
本発明の目的は、上記問題点を解消し、設備仕様を限界まで抑えると共に、高圧酸素を効率よく、かつ必要量だけ吹管に供給することができる酸素供給ラインを有する連続鋳造材のガス切断装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、連続鋳造設備により、鋳造された連続鋳造材を酸素供給ラインから供給される酸素ガスによって溶断する連続鋳造材のガス切断装置において、ゲージ圧で１．５ＭＰａ以上の圧力の酸素によって連続鋳造材を溶断可能な吹管と、該吹管に供給される酸素をゲージ圧で１．５ＭＰａ以上の圧力に昇圧する昇圧手段とを備えると共に、前記ガス昇圧手段から前記吹管までの間がゲージ圧で１．５ＭＰａ以上の酸素を供給可能な高圧配管で接続されており、前記酸素供給ラインに前記ガス昇圧手段を迂回するバイパス通路が設けてあることを特徴とする。
【００１３】
その際、本発明においては、前記高圧配管の長さが３００ｍ以内となる位置に前記ガス昇圧手段が配置されていることが好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１を用いて、本発明に係る連続鋳造材のガス切断装置について説明する。
このガス切断装置は、連続鋳造設備により鋳造された連続鋳造材Ｓをガス切断するための１．５ＭＰａ以上の酸素圧力で作動する高速切断用吹管である吹管２０を備えると共にこの吹管２０に酸素を供給するため圧力が１．５ＭＰａ未満の低圧酸素を１．５ＭＰａ以上に昇圧可能なガス昇圧手段であるガス圧縮機５を備える。このガス圧縮機５の入側とガス供給設備３との間は、酸素配管４により直接または酸素配管４１を介して接続されている。一方、ガス圧縮機５の出側と吹管２０の間は、圧力１．５ＭＰａ以上の高圧配管６で接続されている。
【００１５】
酸素配管４１は、酸素配管４を途中で分岐した分岐管であり、酸素配管４には圧力が１．５ＭＰａ未満の低圧酸素が酸素供給設備３から供給される。高圧配管６は、ガス圧縮機５の出側からガス切断機１近くの機側接続部６Ｂの間に配設された固定配管と、機側接続部６Ｂと吹管２０とをつなぐ、高圧用機側ホース６Ａから成る。
【００１６】
なお、酸素配管４２は、切替弁７、８、９と合わせてガス圧縮機５をバイパスして低圧酸素を吹管２０に供給可能なバイパス通路を構成している。このバイパス通路は、普通、ガス圧縮機５の保守時又はガス圧縮機５の故障時に使用される。すなわち、酸素配管４２は、一端が酸素配管４１に接続され、かつ他端が高圧配管６の途中に接続され、酸素配管４１、高圧配管６に設けた切替弁７、８を閉、酸素配管４２に設けた切替弁９を開とすることにより、ガス圧縮機５をバイパスして低圧酸素を吹管２０に供給する。この場合、吹管２０に供給される酸素は、１．５ＭＰａ未満の酸素であるから、低速切断となる。酸素供給ライン２１にガス圧縮機５をバイパスするバイパス通路が設けてある理由は、ガス圧縮機５の保守時又はガス圧縮機５の故障時に備えて、ガス圧縮機５を２台配置した酸素供給ラインとしたのでは、新設する酸素供給ラインの設備仕様を限界まで抑えることにならず、建設コストが高くなってしまい、一方、ガス圧縮機５を２台配置した酸素供給ラインとはせずに、バイパス通路も設けないのでは、ガス圧縮機５の保守時又はガス圧縮機５の故障時にオンラインで連続鋳造材の切断が行えなくなってしまうからである。
【００１７】
このガス切断装置においては、通常、切替弁７、８を開、切替弁９を閉状態として、ガス圧縮機５により１．５ＭＰａ以上に昇圧された高圧酸素を吹管２０に切断酸素として供給し、吹管２０により、連続鋳造材の高速切断を行っている。
このように、本発明においては、ガス圧縮機５を新設する酸素供給ラインの途中に配置し、高圧配管６の長さを短くしたから、新設する酸素供給ライン２１の設備仕様を限界まで抑えることができるのである。また本発明においては、既設の酸素配管４又は４１から、１．５ＭＰａ未満の圧力の酸素を必要なだけ、ガス圧縮機５に送るようにしたので、高圧酸素を効率よく、かつ必要量だけ吹管２０に供給することができる。
【００１８】
ところで、本発明では、高圧配管６の長さが３００ｍを超えるように、ガス圧縮機５を酸素供給ラインの途中に配置すると、図２に示すように、高圧配管６の径が１サイズ上の１００Ａとなってしまうので、高圧配管６の長さが３００ｍ以内となるようにガス圧縮機５を配置して、高圧配管６の径を９０Ａ以下とすることが好適である。この図２は、ガス圧縮機から吹管までの圧力損失を０．０５ＭＰａ以下とするために必要な配管径とガス圧縮機から吹管までの配管長さの関係を示したグラフである。
【００１９】
なお、酸素供給ラインの建設コストを高圧配管６の長さをパラメーターとして調べると、図２（ｂ）に示すようになり、高圧配管６の長さが３００ｍとなる位置にガス圧縮機５を配置した場合の建設コストは、高圧配管６の長さが２０００ｍの場合の建設コストに比べて１／９になると試算される。
以上の説明ではガス昇圧手段としてガス圧縮機５を用いているが、本発明に用いるガス昇圧手段はガス圧縮機５に限定されず、酸素気化設備等のガス昇圧手段を用いることもできる。
【００２０】
【実施例】
酸素供給ラインを有する連続鋳造材のガス切断装置において、図１に示すガス切断機１に１．５ＭＰａ以上の切断酸素圧力にて作動する吹管２０を設け、かつ圧力が１．５ＭＰａの酸素を２．０ＭＰａ以上に昇圧可能なガス圧縮機５を圧力が１．５ＭＰａの酸素を供給する酸素供給設備３から吹管２０に到る酸素供給ラインの途中に配置し、ガス圧縮機５の出側に高圧配管６を接続すると共に、ガス圧縮機５の入側に酸素を供給する酸素配管４１を接続することにより、吹管２０に１．５ＭＰａ以上に昇圧された高圧酸素を供給可能にした。
【００２１】
その際、ガス圧縮機５の配置位置は、連続鋳造工場外とし、高圧配管用炭素鋼鋼管である高圧配管６の長さを１５０ｍとしたから、高圧配管６の配管径は４０Ａとすることができ、また、高圧配管６の長さが３００ｍを超えた場合に必要な仕様より１クラス下の仕様のガス圧縮機５とすることができた。１クラス下の仕様のガス圧縮機５は、３．０ＭＰａ昇圧可能で、かつ圧力が４．０ＭＰａでの流量が４００Ｎｍ3 ／時間である。
【００２２】
このガス切断装置により、鋼スラブの切断速度を５００〜６００ｍｍ／分とするのに必要な高圧酸素を吹管２０に供給することができ、上記実施例での酸素供給ラインの建設コストは、酸素供給設備３からガス切断の機側接続部６Ｂに到る高圧配管６を設けるようにした場合の建設コストに対して１／１０である。
【００２３】
なお、酸素供給ラインにガス圧縮機５をバイパスするバイパス通路を設けてあるため、連続鋳造材の切断速度を４００ｍｍ／分以下として、定修期間を利用してガス圧縮機５のメンテナンスを３〜５日／年行うことができ、ロスタイムが発生することもなかった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、酸素供給ラインの設備仕様を限界まで抑えることができると共に、高圧酸素を効率よく、かつ必要量吹管に供給することができる。
その結果、連続鋳造材の切断装置において、酸素供給ラインの建設コストを低減したうえ、連続鋳造材を高速切断することがきるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る連続鋳造材のガス切断装置の構成図である。
【図２】（ａ）は本発明に用いる高圧配管長さと高圧配管径の関係を示すグラフであり、（ｂ）は高圧配管長さと酸素供給ラインの建設コスト比率の関係を示すグラフである。
【図３】本発明を適用した連続鋳造設備の配置図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は吹管によるガス切断状況を示す概略図であり、（ｃ）は吹管口の一例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
Ｓ  連続鋳造材
１００  連続鋳造材のガス切断装置
１  ガス切断機
１０  連続鋳造工場
１１  酸素供給ライン
２、２０  吹管
３  酸素供給設備
４、４１、４２  酸素配管
５  ガス圧縮機（ガス昇圧手段）
６  高圧配管
４Ａ、６Ａ  接続部
４Ｂ、６Ｂ  機側ホース
７、８、９  切替弁
１２  モールド
１３  ピンチロール
１４  サポートロール
１５  テーブルロール
Ａ  ガス切断区間
Ｔ  始点
Ｘ  搬送方向
Ｂ  幅
ａi+1 、ａi+2 、ａi+3 ・・・切断予定位置
ａi   切断中の位置
【図１】
0004608832.tif 000002
【図２】
0004608832.tif 000003
【図３】
0004608832.tif 000004
【図４】
0004608832.tif 000005