(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気液二流体を吐出し、その気体側の流路上に流量を調節するためのオリフィスを有したノズルを水平方向および上下方向に複数配列したノズル群およびノズルへの気液の流量をそれぞれ制御する流量制御装置を有する冷却設備の設置方法において、
当該設備を設置すべき現地に設置する前に、流量制御装置より下流側の設備を、現地にて設置する設備と少くともノズルの高さ方向の相対的な位置を同じとして予めオフラインで設置し、前記各ノズルの流量実績を把握し、各ノズルの液体の量が所望の量となるように前記オリフィスの径を設定し、その後、ノズル吐出時の流量制御装置以降の配管における液体および気体の圧力を測定しておき、現地にて当該設備を設置した後、ノズル吐出時の流量制御装置以降の配管における液体および気体の圧力を測定し、これらの圧力と前記オフラインでの液体および気体の圧力とをそれぞれ比較することにより、当該設備が正規に機能しているか否かを確認することを特徴とする冷却設備の設置方法。
【請求項２】
前記各ノズルのオリフィスの径を、前記ノズル群における同じ高さのノズル群から選択された代表ノズルの流量実績を測定して設定することを特徴とする請求項１記載の冷却設備の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は高さの異なる複数の二流体式のノズル群を有した冷却設備、例えば連続鋳造における二次冷却設備の設置方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造で使用する二次冷却設備は、全体をいくつかのゾーンに分割し、鋳片の品質により必要な水量密度を供給している。そしてそのゾーン内は、全ノズルが幅方向あるいは鋳造方向に同じ水量密度を供給し、鋳片表面に一様な冷却を施すことが品質、操業上必要とされている。
一方、品質的には、割れ感受性が高いなど繊細な冷却を必要とする品質のものがあったり、一つの連鋳機で多種の鋼種を鋳造するために緩冷から強冷までの広範囲な水量密度を制御可能とする冷却設備のニーズがたかまりつつあった。即ち、より一層の二次冷却制御精度の向上、および冷却制御範囲の広範囲化のニーズが強くなってきている。
連続鋳造の二次冷却設備の場合、特にノズルが前記分割されたゾーンによって、あるいはゾーン内で高さ方向に異なる配置となっており、冷却媒体である水などは、そのヘッド差により同じノズルだとその高さによって水圧が異なり、吐出する水の量も異なる。
この高さ方向の水量差を解消するために特許文献１や特許文献２に開示されているように気液混合ノズルにおいて気体側の配管あるいはノズル内にオリフィスを設けその径の大小によって前記水圧差を解消する方法が開示されている。
【特許文献１】特開昭５７−１２８４７号公報
【特許文献２】特開平０５−３２９６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、前記設備の場合、各ノズルのオリフィス径を決定するためには、従来、各ノズルの水量を調整する際、複数あるノズルからほぼ同等の水量を噴射させるため、高さによる水圧差を考慮した計算により、オリフィス径を決定し、オンラインに導入した後、設備立上げまでの限られた休止時間内での水量測定にてオリフィス径を調整していた。
即ち、
（ａ）ノズルの高さによる水圧差を計算で求め、それに従って、オリフィス径を決定し、設備を設置する現地にて配管からノズルまでを組み立てる。
（ｂ）実際に水・エアーを流し、各ノズルから吐出する水をバケツなどで受け実績の吐出量を把握する。
（ｃ）各ノズルの吐出量における設定値と実績とを比較する。
（ｄ）実績水量が、設定の水量になるようにオリフィス径を変更し、設定値になるまでオリフィスを交換し、（ｃ）を繰り返す。
【０００４】
しかしながら、従来、現地で配管などを設置した場合、特に連続鋳造設備などの場合、その周囲には連鋳ロールなど他の設備が隙間なく設置してあり、上記作業も思うようにできず、実績の水量の把握も困難な状態であり、手による触手による水量の測定、あるいは、目視による測定を行なわざるを得ない場合もあった。
しかし、前述したように最近では、広範囲のＴ/Ｄ（最小水量に対する最大水量の比）域のニーズがたかまっており、そのような場合は、水量の低密度側での適用がどうしても必要となり、オリフィスの径の精度も細かくなってきた。例えば、従来、0.5mm単位でよかったものが0.1mm単位での水準が必要となってきた。
加えて、冷却設備を設置後、全ノズルに対して、同等の水量を噴射できるようオリフィス径を調整するには、例えば、１個のオリフィスを変更すると他のオリフィスにも影響がでて結局全体のノズルのオリフィス径を変更しなければならず、それを何度も繰り返し、全体の水量が同一になるまでそれを繰り返すという非常に煩雑な作業を強いられていた。従って、その作業には長時間を要し、例えば連続鋳造機の二次冷却帯の改造工事の際には当該設備の長時間の休止を必要としていた。
また、前述のように現地での調整精度には限界があり、上限下限近傍の流量域を使用できず、制御可能な水量密度の範囲が狭くなり、鋳片の品質上きめ細かな冷却制御ができず、所望の品質が得られない、あるいは、多品種の鋳造ができないなどの問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、連続鋳造の二次冷却設備などを設置する際に、現地に直接設置する前に、設置予定地以外のオフラインにて実機と同じ配管系統で組み立て、特にノズルの高さ方向の相対的な位置を同じとして、すなわち、ノズル同士の高さ方向の相対的な位置を現地でのノズル同士の高さ方向の相対的な位置と同じとして、好ましくは、さらに配管の径や曲率を現地と同じとして組み立て、その上で、実際に気液媒体を通し、各ノズルが所望の水量密度となるようにそのオリフィス径、二流体混合条件を本手順のように調整する。これにより、計算では推定困難な配管形状の圧力損失等を反映したより精度の高いオリフィス径の選定が可能となる。
また、同時にその時の流量制御装置以降の配管での液体および気体の圧力を測定しておき、実機へ導入する際に、冷却設備を現地に設置した後、流量制御装置以降の配管での液体および気体の圧力を計測することにより実機での二次冷却水量の調整を以下の手順のように行うものである。
つまり、実際にノズルが機能しているか否かの確認を行う。例えば、配管接合部に漏れ等があり、正常に機能していなければ、水およびエアー圧力がその分低くなるのでノズルが正規に機能しているか否かがわかる。機能していない場合は、配管を点検し、不都合箇所の補修を行う。これが、従来は、目視や、触手による確認のため、よほど大きな漏れなどでない限り検知することが困難であった。
【０００６】
すなわち、本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。
（１）気液二流体を吐出し、その気体側の流路上に流量を調節するためのオリフィスを有したノズルを水平方向および上下方向に複数配列したノズル群、およびノズルへの気液の流量をそれぞれ制御する流量制御装置を有する冷却設備の設置方法において、
当該設備を設置すべき現地に設置する前に、前記流量制御装置より下流側の設備を、現地にて設置する設備と少なくともノズルの高さ方向の相対的な位置を同じとして、予めオフラインで設置し、前記各ノズルの流量実績を把握し、これに基づいて各ノズルの液体の量が所望の量となるように前記オリフィスの径を設定し、その後、ノズル吐出時の前記流量制御装置以降の配管の気体及び液体の圧力を測定しておき、現地にて当該設備を設置した後、ノズル吐出時の流量調整装置以降の配管の気体及び液体の圧力を測定し、これらの圧力と、前記オフラインでの気体及び液体の圧力とをそれぞれ比較することにより、当該設備が正規に機能しているか否かを確認することを特徴とする冷却設備の設置方法。
（２）前記各ノズルのオリフィスの径を、前記ノズル群における同じ高さのノズル群から選択された代表ノズルの流量実績を測定して設定することを特徴とする（１）に記載の冷却設備の設置方法。
【発明の効果】
【０００７】
本願発明により、連続鋳造で二次冷却設備を新設もしくは改造する際に、ラインの休止時間の短縮、調整精度の向上、噴霧可能な水量レンジの拡大が可能となる。また、品質の向上、広範囲な材質の鋳造が１基の連続鋳造機で鋳造可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図1は連続鋳造における二次冷却設備の二次冷却水の一部の配管系統図である。
冷却設備の各ノズル１には、水配管（本管）３から分岐した水配管（支管）２と、エアー配管（本管）５から分岐したエアー配管（支管）４が接続されており、ノズル１のエアー流路上には、オリフィス６が設けられている。また、水配管およびエアー配管には、水流量制御装置７とエアー流量制御装置８の二つの流量制御装置が設けられている。
なお、各ノズル１は、ロール１０に近接して設けられている。
連続鋳造設備は高さ差を有する構造のため、同一系統の二次冷却水で高さ差に応じた圧力差が生じる。この圧力差により、同一系統内で水量差が生じる。この差を解消するために、エアー配管にオリフィスを挿入し、エアーの圧力を調整することで、高低差による水圧差を相殺し、各ノズルの水量が均一になるように調整を行っている。
即ち、高い位置のノズルでは、水圧が小さいので、水量が低く、そのままでは水量密度が小さくなるため、エアー側のオリフィスを小さくし、エアー流量を減少し、水量密度を周辺の同一ゾーン内ノズルと同一になるように調整する。
【０００９】
図2はオフラインでの二次冷却水の配管系統図である。図2に示すように、水及びエアーの圧力計９，１０が流量制御装置７，８以降の水配管およびエアー配管にそれぞれ取り付けられている。
水配管（支管）、エアー配管（支管）からノズル噴出孔までの配管ノズルは、現地設置の設備そのものであり、それよりも本管側の供給ホースなどは実機とは異なっても良い。但し、前述のように少くともノズルの高さ方向の位置の条件は、現地設置の条件と同じとする。
【００１０】
次に実際のオフラインでのオリフィス径の調整手順を説明する。
（ｉ）高さによる水圧差を計算で求め、それに従って、オリフィス径を決定し、オフラインにて配管からノズルを組み立てる。
（ii）実際に水・エアーを流し、各ノズルの水の吐出量をバケツなどで受けその実績を把握する。
（iii）各ノズルの水量における設定値と実績とを比較する。
（iv）実績水量が、設定の水量になるようにオリフィス径を変更し、設定値になるまでオリフィスを交換し、（iii）を繰り返す。
（ｖ）全ノズルのオリフィス径が最終的に決定された後、その状態で通水・通気した時の流量制御装置以降の配管における水圧およびエアー圧を測定しておく。
（vi）当該設備を現地にて組み立てる。
（vii）通水・通気を行い、そのときの流量制御装置以降の配管における水圧およびエアー圧力を確認し、各ノズルが正規に機能していることを確認する。
【００１１】
なお、ノズル径を決定する際のオフラインでの実績水量の測定は、全ノズル測定する必要はなく、高さの異なるノズル群毎に代表のノズル、例えば１個か２個実績を測定すれば十分である。また、オフラインでのオリフィス径決定後の流量制御装置以降の配管における水圧エアー圧を測定しておくことにより現地での冷却設備が正規に設置されているか否かが容易に確認できる。なお、本願発明は、噴射物として、液体に水、気体にエアーを使用しているが、物質の種類に特定されたものはなく、他の物質に置き換えても良い。
【実施例】
【００１２】
本願発明によるスプレーの調整を行った結果、ライン休止時間が４０％（５日から３日に）短縮され、更に、ノズル噴出可能な最大水量の最小流量に対する比（Ｔ／Ｄ）が従来１０程度から３０以上と広範囲な制御が可能となった。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
高品質な材質の鋳造、広範囲な材質の鋳造する連続鋳造機の二次冷却設備を大きな休止なく、改造できるため産業上の意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】現地での配管系統図。
【図２】オフラインでの配管系統図。
【符号の説明】
【００１５】
１    ノズル
２    水配管（支管）
３    水配管（本管）
４    エアー配管（支管）
５    エアー配管（本管）
６    オリフィス
７    水流量制御装置
８    エアー流量制御装置
９    圧力計（水）
１０    圧力計（エアー）
１１    ロール
【図１】
0004658833.tif 000002
【図２】
0004658833.tif 000003