(57)【要約】【課題】連続鋳造設備において、二次冷却水のｐＨの変動を抑制して安定させ、連続鋳造設備の腐食を効果的に防止し得る連続鋳造設備の腐食防止方法及び薬注制御装置を提供する。【解決手段】連続鋳造設備において、二次冷却水の散水量の増加又は減少に対応して、アルカリ剤の添加量を減少又は増加し、防食剤の添加量を増加又は減少することを特徴とする連続鋳造設備の腐食防止方法、及び、連続鋳造設備において、二次冷却水の散水量の増加又は減少に対応して、アルカリ剤の添加量を減少又は増加し、防食剤の添加量を増加又は減少することを特徴とする連続鋳造設備の薬注制御装置。【選択図】図１
2005103550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造設備において、二次冷却水の散水量の増加又は減少に対応して、アルカリ剤の添加量を減少又は増加し、防食剤の添加量を増加又は減少することを特徴とする連続鋳造設備の腐食防止方法。
【請求項２】
二次冷却水の散水量とアルカリ剤の添加量を反比例させ、二次冷却水の散水量と防食剤の添加量を比例させる請求項１記載の連続鋳造設備の腐食防止方法。
【請求項３】
連続鋳造設備において、二次冷却水の散水量の増加又は減少に対応して、アルカリ剤の添加量を減少又は増加し、防食剤の添加量を増加又は減少することを特徴とする連続鋳造設備の薬注制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造設備の腐食防止方法及び薬注制御装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、連続鋳造設備において、二次冷却水のｐＨの変動を抑制して安定させ、連続鋳造設備の腐食を効果的に防止し得る連続鋳造設備の腐食防止方法及び薬注制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従前は、製鋼においては、転炉から出鋼された溶湯をインゴットに注入して鋼塊を得る造塊法が行われていたが、今日では、大部分が連続鋳造法により鋳片とされるようになった。
連続鋳造法では、取鍋から溶湯をスライディングノズルで注入速度を制御しつつタンディッシュに注入する。タンディッシュ内の溶湯は、浸漬ノズルを通じて鋳型内に注入される。鋳型は、一次冷却水により冷却され、溶湯と鋳型の焼き付きを防止するために上下に振動させ、溶湯の上にパウダーと呼ばれる可融性の粉末を連続的に投入する。パウダーは、溶鋼表面の酸化を防止するとともに、溶鋼と鋳型の間に流れ込み、鋳片表面を清浄に保ち、鋳型との焼き付きを防止する。
水冷鋳型による冷却により、溶鋼側面より凝固が進行する。鋳型の下には多くのローラーがあり、鋳片の膨張を防止するとともに、ローラー間の鋳片の側面に二次冷却水を散水し、冷却して凝固を速める。ローラーは、例えば、湾曲型に配置され、垂直に注入された鋳片を曲げて水平にし、水平部のローラーにより鋳片を引き出す。鋳片が完全に凝固したのち、適当な長さに切断して、ビレット、ブルーム、スラブなどを得る。
パウダーには、潤滑性向上と低融点化を目的として、ホタル石、氷晶石、フッ化マグネシウムなどのフッ化物が、フッ素として３〜１５重量％含まれている場合が多い。これらのフッ化物を含むパウダーは、鋳型内で１,５００℃以上の高温の溶鋼に接して溶融し、鋳型内の溶鋼の表面を正常化したのち、鋳型の振動に合わせて鋳片表面に付着しながら鋳型内を通過し、二次冷却水により大部分が鋳片より剥離する。このとき、フッ化物が二次冷却水と反応してフッ化水素が生成し、冷却水のｐＨを著しく低下させ、冷却帯付近のローラー、支持部材、スプレーノズル、配管などの金属製構造物や、コンクリートを腐食させ、連続鋳造設備の耐用年数を著しく短縮させる。このために、パウダー中のフッ化物による悪影響を防止するさまざまな試みがなされている。
例えば、連続鋳造装置において、スプレー水と接触する鉄系金属の腐食を防止する方法として、スプレー水のｐＨを８.５〜９.５に維持するために、スプレー水に水酸化マグネシウムの水性スラリーを添加する方法が提案されている（特許文献１）。また、パウダーに起因するフッ素化合物や、低ｐＨによるロールの減肉を防止する薬剤として、不飽和カルボン酸の重合体又はその塩１重量部に対し、水溶性ケイ酸塩をＳｉＯ2として０.００５〜１００重量部含むロール減肉防止剤が提案されている（特許文献２）。さらに、パウダーに含有されるフッ素分と冷却水との反応により生成するフッ酸による設備の腐食を防止し得るパウダーとして、ＣａＯとＮａ2ＯとＭｇＯとの和で表されるアルカリ分とＦとの比率：アルカリ分％／Ｆ％が１０以上の連続鋳造用モールドパウダーが提案されている（特許文献３）。
連続鋳造設備の鋳型の直下の二次冷却水の散水部では、生成するフッ酸によりｐＨが低下するために、ｐＨを調整し、かつ低ｐＨでも効果を発揮する防食剤を添加することにより防食処理を実施している。連続鋳造設備において、鋳型の直下の水のｐＨは、フッ酸生成の原因となるパウダー成分、パウダー投入量、二次冷却水の散水量などの影響を受けて変動が大きいために、変動に対応した薬注制御を実施しないと、ｐＨが調整しきれず、腐食速度を低減することができない。しかし、鋳型の直下の水を連続的にサンプリングして、薬注制御する方法では、パウダーなどによるサンプリングラインの詰まりが生じやすく、現実的に制御が実施できず、その結果不正確なｐＨ値を読み取ることとなり、処理の悪化又は薬品の過剰注入をもたらす可能性が高くなる。また、鋳型の直下ではなく、スケールスルー部の水をサンプリングすると、ｐＨが鋳型の直下とは全く異なり、制御には使用できない。
従来は、ｐＨ調整剤と防食剤とを合わせて一剤として使用し、散水量に対して一定の割合の量の薬剤を注入していたが、鋳型幅の変更や、異鋼種連続連続鋳造などの操業の変化による水質変動に対応する制御を確立することができず、最大限の防食効果が発揮できなかった。逆に、防食効果を高く発揮させようとすると、過剰注入の時期があるために無駄が多くなっていた。
【特許文献１】特開平７−１７８５２３号公報（第２頁）
【特許文献２】特許第３２１１６５２号公報（第１頁）
【特許文献３】特開平１０−１５６４９号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、連続鋳造設備において、二次冷却水のｐＨの変動を抑制して安定させ、連続鋳造設備の腐食を効果的に防止し得る連続鋳造設備の腐食防止方法及び薬注制御装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、連続鋳造設備において、二次冷却水の散水量とアルカリ剤の添加量を反比例させ、二次冷却水の散水量と防食剤の添加量を比例させることにより、二次冷却水のｐＨを安定させるとともに、二次冷却水中の防食剤の濃度を常に一定に保ち得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）連続鋳造設備において、二次冷却水の散水量の増加又は減少に対応して、アルカリ剤の添加量を減少又は増加し、防食剤の添加量を増加又は減少することを特徴とする連続鋳造設備の腐食防止方法、
（２）二次冷却水の散水量とアルカリ剤の添加量を反比例させ、二次冷却水の散水量と防食剤の添加量を比例させる第１項記載の連続鋳造設備の腐食防止方法、及び、
（３）連続鋳造設備において、二次冷却水の散水量の増加又は減少に対応して、アルカリ剤の添加量を減少又は増加し、防食剤の添加量を増加又は減少することを特徴とする連続鋳造設備の薬注制御装置、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の連続鋳造設備の腐食防止方法及び薬注制御装置によれば、二次冷却水の散水量の変化に対応して、アルカリ剤の添加量と防食剤の添加量をそれぞれ独立して制御するという簡単な手段により、二次冷却水のｐＨを安定させ、かつ二次冷却水中の防食剤の濃度を一定に保つことが可能となる。その結果、アルカリ剤と防食剤の使用量を無駄なく節減し、連続鋳造設備の腐食速度を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の連続鋳造設備の腐食防止方法においては、連続鋳造設備において、二次冷却水の散水量の増加又は減少に対応して、アルカリ剤の添加量を減少又は増加し、防食剤の添加量を増加又は減少する。本発明方法においては、二次冷却水の散水量とアルカリ剤の添加量を反比例させ、二次冷却水の散水量と防食剤の添加量を比例させることが好ましい。本発明の連続鋳造設備の薬注制御装置においては、二次冷却水の散水量の増加又は減少に対応して、アルカリ剤の添加量を減少又は増加し、防食剤の添加量を増加又は減少する。
【０００７】
図１は、本発明方法の実施の一態様の工程系統図である。連続鋳造機１から排出される冷却水は、ろ過器２に通水されて懸濁物質などの不溶解分が除去され、次いで冷却塔３において冷却される。冷却塔において冷却された冷却水は、アルカリ剤及び防食剤が添加されて、二次冷却水として鋳片に散水される。二次冷却水の散水量は、連続鋳造設備の運転条件に対応して、制御器４からの指令による流量制御弁５の開度により制御される。制御器４は、同時に既定のプログラムにしたがって、二次冷却水の散水量が増加するときは、アルカリ剤の添加量を減少するとともに防食剤の添加量を増加し、二次冷却水の散水量が減少するときは、アルカリ剤の添加量を増加するとともに防食剤の添加量を減少する。散水量の信号は、流量制御弁の電流値より受け取り、流量に対してインバーター制御の薬注ポンプにより、薬注量を制御することができる。散水量を確認することができれば、信号は電流値には限られない。また、散水量に対して薬注量を変化させることができれば、薬注量の制御手段も限定されない。薬注は、特に腐食の激しいセグメントに対して散水している配管に対して実施することができ、あるいは、連続鋳造設備の散水全体に対して実施することもできる。
【０００８】
本発明においては、必要に応じて、冷却水系に補給水を供給し、冷却水系からブロー水を排出することができる。本発明方法にしたがって、二次冷却水の散水量の増加又は減少に対応して、アルカリ剤の添加量を減少又は増大することにより、二次冷却水のｐＨの変動幅を小さくし、鋳型の直下の水のｐＨの変動も小さくなり、連続鋳造設備における鋳片の二次冷却を安定して行うことができる。
【０００９】
本発明において、連続鋳造設備の連続鋳造機のマシンプロフィールに特に制限はなく、例えば、垂直型、垂直曲げ型、湾曲型、ローヘッド型、水平型などを挙げることができる。本発明に用いるろ過器に特に制限はなく、例えば、砂ろ過器、ディスクフィルター、プレートプレス、プリコート加圧ろ過器、カートリッジ清澄器、ストレーナーなどを挙げることができる。本発明方法において、ろ過水中の懸濁物質濃度は、１０ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、５ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましい。ろ過水中の懸濁物質濃度が１０ｍｇ／Ｌを超えると、散水ノズルに詰まりを生ずるおそれがある。冷却水は、必ずしも全量をろ過する必要はなく、一部をろ過することにより、懸濁物質を所定の濃度以下に保つこともできる。本発明において、冷却塔に特に制限はなく、例えば、強制通風塔と自然通風塔のいずれをも用いることができ、噴霧塔式と充填塔式のいずれともすることができ、その操作方式は、向流方式、並流方式、十字流方式のいずれともすることができる。
【００１０】
本発明方法において、アルカリ剤の添加量は、鋳型の直下でサンプリングした水のｐＨが５〜８、より好ましくは５.５〜７.５になるように選定することが好ましい。鋳型の直下でサンプリングした水のｐＨが所定の範囲に入るようにいったんアルカリ剤の添加量を選定すると、以後は通水量の増加又は減少に対応して、あらかじめ定めたプログラム、例えば、反比例関係にしたがってアルカリ剤の添加量を減少又は増加することにより、二次冷却水のｐＨ、延いては鋳型の直下の水のｐＨを所定の範囲に維持することができる。本発明に用いるアルカリ剤に特に制限はなく、例えば、アンモニア、エタノールアミンなどのアミン、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどの炭酸塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水酸化物などを挙げることができる。
【００１１】
本発明方法において、防食剤の添加量は、連続鋳造設備の腐食の防止に必要な量を選定した上で、以後は通水量の増加又は減少に対応して、あらかじめ定めたプログラム、例えば、比例関係にしたがって防食剤の添加量を増加又は減少することにより、二次冷却水中に常に過不足なく必要にして十分な量の防食剤を含有させることができる。本発明に用いる防食剤に特に制限はなく、例えば、メタケイ酸ナトリウム、オルトケイ酸ナトリウム、二ケイ酸ナトリウム、四ケイ酸ナトリウムなどのケイ酸塩、リン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムなどのリン酸塩、ニトリロメチレンホスホホン酸、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ホスホノブタントリカルボン酸などのホスホン酸、亜鉛塩、亜硝酸塩、モリブデン酸塩、クロム酸塩などを挙げることができる。
【００１２】
本発明方法においては、二次冷却水にスライムコントロール剤を添加することができる。二次冷却水にスライムコントロール剤を添加することにより、散水ノズルやストレーナーの詰まりを防止することができる。スライムコントロール剤の添加量は、二次冷却水の散水量の増加又は減少に対応して、増加又は減少させることが好ましい。スライムコントロール剤としては、例えば、次亜塩素酸ナトリウム、メチレンビスチオシアネート、ベンゾイソチアゾリン−３−オン、グルタルアルデヒドなどを挙げることができる。本発明方法においては、必要に応じて、冷却水にスケール防止剤を添加することができる。冷却水にスケール防止剤を添加することにより、ノズルなどのスケールによる閉塞を防止することができる。
本発明の連続鋳造設備の腐食防止方法及び薬注制御装置によれば、操業条件が激しく変化する連続鋳造設備においても、薬剤を常に過不足なく適量を添加することができ、薬剤の注入過剰によるコスト高や、薬剤の注入不足による腐食の発生を招くことがない。本発明によれば、連続鋳造設備の操業条件の変化に対応して冷却水を処理することができ、無駄を省き、最大限の防食効果を発揮することができる。
【実施例】
【００１３】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
比較例１
鋳造速度１.２〜１.８ｍ／分、鋳造能力２０万ｔ／(月・２ストランド)のスラブ連続鋳造設備の運転において、従来は、フッ素含有量８重量％のパウダーを用い、炭酸カリウム１５０ｇ／Ｌとメタケイ酸ナトリウム２００ｇ／Ｌを含有するアルカリ・防食剤を、二次冷却水の散水量に比例して添加していた。
すなわち、二次冷却水の散水量をｗ（Ｌ／分）、アルカリ・防食剤の添加量をａ（Ｌ／分）としたとき、
ａ ＝０.０００１５ｗ
の関係が成り立つように、二次冷却水にアルカリ・防食剤を添加していた。
その結果、２か月にわたって二次冷却水がスタンドを伝って流れた水をサンプリングして測定したｐＨは、図２に ◇ で示すように、散水量１８１〜１,５７０Ｌ／分の範囲において、３.１〜９.０の範囲で変動していた。
【００１４】
実施例１
炭酸カリウムとメタケイ酸ナトリウムを含有するアルカリ・防食剤を添加する代わりに、炭酸カリウム１５０ｇ／Ｌを含有するアルカリ剤と、メタケイ酸ナトリウム２００ｇ／Ｌを含有する防食剤を別々に添加し、アルカリ剤を二次冷却水の添加量に反比例して添加し、防食剤を二次冷却水の散水量に比例して添加した以外は、比較例１と同じ条件で連続鋳造設備の運転を行った。
すなわち、二次冷却水の散水量をｗ（Ｌ／分）、アルカリ剤の添加量をｂ（Ｌ／分）、防食剤の添加量をｃ（Ｌ／分）としたとき、
ｂ ＝ ６５０００／ｗ
ｃ ＝ ０.０００１７ｗ
の関係が成り立つように、二次冷却水にアルカリ剤と防食剤を別々に添加した。
その結果、１か月にわたって二次冷却水がスタンドを伝って流れた水をサンプリングして測定したｐＨは、図２に ◆ で示すように、散水量４７０〜１,５４０Ｌ／分の範囲において、５.５〜７.７の範囲で変動し、アルカリ・防食剤を一剤として添加していた比較例１に比べて、ｐＨの変動幅は大幅に小さくなった。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明の連続鋳造設備の腐食防止方法及び薬注制御装置によれば、二次冷却水の散水量の増加又は減少に対応して、アルカリ剤の添加量を減少又は増加し、防食剤の添加量を増加又は減少するという簡便な手段により、薬剤の無駄な消費をなくして使用量を節減し、二次冷却水のｐＨの変動を抑えて鋳型の直下の水のｐＨをほぼ中性の領域に保ち、連続鋳造設備の腐食を効果的に抑制することができる。本発明方法及び本発明装置によれば、今後も一層の大型化、高速化、多様化、自動化が進むと予想される連続鋳造設備において、二次冷却水の水質の管理と安定化が容易になり、ランニングコストを低減するとともに、装置の腐食を防止して、耐用年数を延長することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明方法の実施の一態様の工程系統図である。
【図２】散水量と鋳型の直下の水のｐＨの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１７】
１  連続鋳造機
２  ろ過器
３  冷却塔
４  制御器
５  流量制御弁
【図１】
2005103550.tif 000003
【図２】
2005103550.tif 000004