JPH09141395A - 連続鋳造鋳型の冷却方法及び鋳型構造 - Google Patents
連続鋳造鋳型の冷却方法及び鋳型構造Info
- Publication number
- JPH09141395A JPH09141395A JP30184295A JP30184295A JPH09141395A JP H09141395 A JPH09141395 A JP H09141395A JP 30184295 A JP30184295 A JP 30184295A JP 30184295 A JP30184295 A JP 30184295A JP H09141395 A JPH09141395 A JP H09141395A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water passage
- mold
- water
- cooling
- continuous casting
- 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
Links
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課 題】 従来よりも低水圧・少水量で核沸騰熱伝達
を利用できる連続鋳造鋳型の冷却方法及び鋳型構造を提
供する。 【解決手段】 連続鋳造鋳型内の通水路(1) の全区間又
は一部の区間に、この通水路を流れる冷却水を強制的に
旋回流に変換する放射状又は螺旋状の案内羽根(2,3又は
4)からなる旋回流生成手段を配設する。
を利用できる連続鋳造鋳型の冷却方法及び鋳型構造を提
供する。 【解決手段】 連続鋳造鋳型内の通水路(1) の全区間又
は一部の区間に、この通水路を流れる冷却水を強制的に
旋回流に変換する放射状又は螺旋状の案内羽根(2,3又は
4)からなる旋回流生成手段を配設する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造鋳型の冷
却方法及び鋳型構造に関し、特に、核沸騰熱伝達の利用
に好適な連続鋳造鋳型の冷却方法及び鋳型構造に関す
る。
却方法及び鋳型構造に関し、特に、核沸騰熱伝達の利用
に好適な連続鋳造鋳型の冷却方法及び鋳型構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図４は、一般の連続鋳造鋳型への溶鋼注
入状況を示す概略断面図である。一般に連続鋳造（以下
適宜連鋳と略称する）においては図４に示すように、浸
漬ノズル10を介して鋳型５へ溶鋼を注入し、鋳型５で急
冷して凝固した鋼を連続的に引き抜き、鋼鋳片を得る。
入状況を示す概略断面図である。一般に連続鋳造（以下
適宜連鋳と略称する）においては図４に示すように、浸
漬ノズル10を介して鋳型５へ溶鋼を注入し、鋳型５で急
冷して凝固した鋼を連続的に引き抜き、鋼鋳片を得る。
【０００３】図５は、鋳型５の説明図であり、（ａ）は
側面、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視部断面、（ｃ）は
（ｂ）のＢ−Ｂ矢視部断面を夫々示す。鋳型５の冷却
は、図５に示すように鋳型５に設けた通水路１に冷却水
を流し、強制対流熱伝達による抜熱によって行われてい
る。なお、鋳型５の材料には熱伝導率の高い銅合金が多
用される。
側面、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視部断面、（ｃ）は
（ｂ）のＢ−Ｂ矢視部断面を夫々示す。鋳型５の冷却
は、図５に示すように鋳型５に設けた通水路１に冷却水
を流し、強制対流熱伝達による抜熱によって行われてい
る。なお、鋳型５の材料には熱伝導率の高い銅合金が多
用される。
【０００４】近年、連鋳の低コスト化及び生産性向上の
ための高速鋳造化に伴い、鋳型での溶鋼凝固の迅速化が
叫ばれ、鋳型の冷却能の向上が要求されている。すなわ
ち、鋳造速度の高速化につれて溶鋼から鋳型への入熱量
が比例的に増加するので、鋳型の熱損傷を防ぎつつ健全
な凝固シェルを生成するためには、強制対流による冷却
能を向上させなければならない。
ための高速鋳造化に伴い、鋳型での溶鋼凝固の迅速化が
叫ばれ、鋳型の冷却能の向上が要求されている。すなわ
ち、鋳造速度の高速化につれて溶鋼から鋳型への入熱量
が比例的に増加するので、鋳型の熱損傷を防ぎつつ健全
な凝固シェルを生成するためには、強制対流による冷却
能を向上させなければならない。
【０００５】しかし、そのためには冷却水流速を増大す
る必要があり、必然的に冷却水の給水量が増加し、それ
に伴って給水設備，水処理設備等が大型化するためコス
トアップにつながるという問題があった。この問題の解
決方法として、特開平3-81049 号公報では、強制対流熱
伝達によらず、冷却水の圧力と流量とを厳密に制御する
ことによって、抜熱量の格段に大きい核沸騰熱伝達を安
定的に利用して、連鋳鋳型を冷却することが提案されて
いる。
る必要があり、必然的に冷却水の給水量が増加し、それ
に伴って給水設備，水処理設備等が大型化するためコス
トアップにつながるという問題があった。この問題の解
決方法として、特開平3-81049 号公報では、強制対流熱
伝達によらず、冷却水の圧力と流量とを厳密に制御する
ことによって、抜熱量の格段に大きい核沸騰熱伝達を安
定的に利用して、連鋳鋳型を冷却することが提案されて
いる。
【０００６】しかしながら、核沸騰状態においては、通
水路の断面形状や内面温度等のわずかの差で局所的に膜
沸騰状態に移行してその個所の抜熱量が急減（蓄熱量が
急増）する結果短時間のうちに温度が急上昇し、材料の
融点を超えて溶け落ちる所謂バーンアウト現象を招来す
る可能性があるため、冷却水の圧力，流量は、必要抜熱
量に対応する理論値よりも安全側すなわち十分大きい側
に設定する必要があり、コストダウンの実効が上がりに
くいという問題があった。
水路の断面形状や内面温度等のわずかの差で局所的に膜
沸騰状態に移行してその個所の抜熱量が急減（蓄熱量が
急増）する結果短時間のうちに温度が急上昇し、材料の
融点を超えて溶け落ちる所謂バーンアウト現象を招来す
る可能性があるため、冷却水の圧力，流量は、必要抜熱
量に対応する理論値よりも安全側すなわち十分大きい側
に設定する必要があり、コストダウンの実効が上がりに
くいという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題に鑑み、従来よりも低水圧・少水量で核沸
騰熱伝達を利用できる連続鋳造鋳型の冷却方法及び鋳型
構造を提供することを課題とする。
来技術の問題に鑑み、従来よりも低水圧・少水量で核沸
騰熱伝達を利用できる連続鋳造鋳型の冷却方法及び鋳型
構造を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、連続鋳造鋳型
内の通水路を流れる冷却水を、この通水路の全区間又は
一部の区間で強制的に旋回流に変換することを特徴とす
る連続鋳造鋳型の冷却方法である。また、本発明は、連
続鋳造鋳型内の通水路の全区間又は一部の区間に、この
通水路を流れる冷却水を強制的に旋回流に変換する旋回
流生成手段を配設したことを特徴とする連続鋳造鋳型の
鋳型構造である。本発明は更に、前記旋回流生成手段
が、放射状又は螺旋状の案内羽根であることを特徴とす
る。
内の通水路を流れる冷却水を、この通水路の全区間又は
一部の区間で強制的に旋回流に変換することを特徴とす
る連続鋳造鋳型の冷却方法である。また、本発明は、連
続鋳造鋳型内の通水路の全区間又は一部の区間に、この
通水路を流れる冷却水を強制的に旋回流に変換する旋回
流生成手段を配設したことを特徴とする連続鋳造鋳型の
鋳型構造である。本発明は更に、前記旋回流生成手段
が、放射状又は螺旋状の案内羽根であることを特徴とす
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、連続鋳造鋳型を冷却す
るに際し、鋳型内の通水路を一方向に流れる冷却水を、
この通水路の全区間又は一部の区間で強制的に旋回流に
変換することを特徴とする。かかる本発明方法により、
通水路の内面に蒸気膜が形成されにくい状況を実現でき
るため、バーンアウトに対する限界熱流束ｑCHF （ｋＷ
／ｍ2）が増大し、したがって冷却水の流量及び／又は
圧力を低減しても安定的に核沸騰状態を維持できること
になる。
るに際し、鋳型内の通水路を一方向に流れる冷却水を、
この通水路の全区間又は一部の区間で強制的に旋回流に
変換することを特徴とする。かかる本発明方法により、
通水路の内面に蒸気膜が形成されにくい状況を実現でき
るため、バーンアウトに対する限界熱流束ｑCHF （ｋＷ
／ｍ2）が増大し、したがって冷却水の流量及び／又は
圧力を低減しても安定的に核沸騰状態を維持できること
になる。
【００１０】この作用について以下に更に詳しく説明す
る。管路内の旋回流について、その旋回強さｘ（無次元
量）は式（１）で与えられる。
る。管路内の旋回流について、その旋回強さｘ（無次元
量）は式（１）で与えられる。
【００１１】
【数１】
【００１２】なお、管軸とは通水路の中心軸を意味す
る。実験室において、銅管をヒータで加熱しながら銅管
内に通水し、出側の水にサイズの大きい蒸気泡が多量に
混入し始めたときの入熱量で限界熱流束ｑCHF を評価し
た。通水条件は、前記旋回強さｘを数レベル変えるよう
に選定した。図３は、上記実験により得られた限界熱流
束ｑCHF と旋回強さｘとの関係を示すグラフである。図
３では、限界熱流束ｑCHF を縦軸に、冷却水の質量速度
Ｇ（Ｍｇ／ｍ2 ｓ）を横軸に採用し、旋回強さｘはパラ
メータとして示してある。
る。実験室において、銅管をヒータで加熱しながら銅管
内に通水し、出側の水にサイズの大きい蒸気泡が多量に
混入し始めたときの入熱量で限界熱流束ｑCHF を評価し
た。通水条件は、前記旋回強さｘを数レベル変えるよう
に選定した。図３は、上記実験により得られた限界熱流
束ｑCHF と旋回強さｘとの関係を示すグラフである。図
３では、限界熱流束ｑCHF を縦軸に、冷却水の質量速度
Ｇ（Ｍｇ／ｍ2 ｓ）を横軸に採用し、旋回強さｘはパラ
メータとして示してある。
【００１３】図３に示すように、限界熱流束は、質量速
度の増大に対して１次関数的に増大するが、旋回強さの
増大につれてその増加率（直線の勾配）が大きくなる。
したがって図３より、旋回流としない一方向流のみ（ｘ
＝０）の従来においては、例えば熱流束１５ｋＷ／ｍ2
で抜熱したい場合に、Ｇ＝１０Ｍｇ／ｍ2 ｓを大きく超
えるように流量及び／又は圧力を設定する必要があった
が、本発明により、例えば旋回強さｘ＝１．５の旋回流
とした場合には、同じ抜熱量を得るのにＧ＝４Ｍｇ／ｍ
2 ｓ以上とすればよい。すなわち流量及び／又は圧力が
大幅に低減できることになる。
度の増大に対して１次関数的に増大するが、旋回強さの
増大につれてその増加率（直線の勾配）が大きくなる。
したがって図３より、旋回流としない一方向流のみ（ｘ
＝０）の従来においては、例えば熱流束１５ｋＷ／ｍ2
で抜熱したい場合に、Ｇ＝１０Ｍｇ／ｍ2 ｓを大きく超
えるように流量及び／又は圧力を設定する必要があった
が、本発明により、例えば旋回強さｘ＝１．５の旋回流
とした場合には、同じ抜熱量を得るのにＧ＝４Ｍｇ／ｍ
2 ｓ以上とすればよい。すなわち流量及び／又は圧力が
大幅に低減できることになる。
【００１４】図１は、旋回流生成手段の具体例の模式図
である。図１において、１は通水路、２は水流に主とし
て半径方向の速度成分を付与する放射状の案内羽根、３
は水流に主として斜め方向の速度成分を付与する放射状
の案内羽根、４は通水路をスパイラル状にする螺旋状の
案内羽根である。これらの案内羽根を通水路１の内面に
溶接で取り付ける等して配設することにより、一方向流
として流入する冷却水を通水路１内の任意の個所で効果
的に旋回流に変換することができる。
である。図１において、１は通水路、２は水流に主とし
て半径方向の速度成分を付与する放射状の案内羽根、３
は水流に主として斜め方向の速度成分を付与する放射状
の案内羽根、４は通水路をスパイラル状にする螺旋状の
案内羽根である。これらの案内羽根を通水路１の内面に
溶接で取り付ける等して配設することにより、一方向流
として流入する冷却水を通水路１内の任意の個所で効果
的に旋回流に変換することができる。
【００１５】図２は、通水路１における案内羽根の配設
位置の説明図であり、（ａ）は螺旋状の案内羽根４を通
水路１の中間付近の１区間に、（ｂ）は放射状の案内羽
根２を通水路１の中間付近の２区間に、（ｃ）は放射状
の案内羽根３を通水路１の中間付近の１区間及び入口付
近の１区間に、（ｄ）は螺旋状の案内羽根４を通水路１
の全区間にわたり、夫々配設した例を示す。
位置の説明図であり、（ａ）は螺旋状の案内羽根４を通
水路１の中間付近の１区間に、（ｂ）は放射状の案内羽
根２を通水路１の中間付近の２区間に、（ｃ）は放射状
の案内羽根３を通水路１の中間付近の１区間及び入口付
近の１区間に、（ｄ）は螺旋状の案内羽根４を通水路１
の全区間にわたり、夫々配設した例を示す。
【００１６】なお、通水路の一部の区間を選択して本発
明に係る旋回流生成手段を配設する場合には、入熱量が
特に大きいメニスカス（鋳型内の湯面レベル）から下方
に２００mm程度までの領域で旋回流が生成できる区間、
すなわちかかる領域より更に下方に位置する区間とする
ことが好ましい。
明に係る旋回流生成手段を配設する場合には、入熱量が
特に大きいメニスカス（鋳型内の湯面レベル）から下方
に２００mm程度までの領域で旋回流が生成できる区間、
すなわちかかる領域より更に下方に位置する区間とする
ことが好ましい。
【００１７】
【実施例】１チャージ当たり２５０ｔｏｎの溶鋼を連続
鋳造する連鋳機の鋳型の通水路に、図２（ｄ）に示した
形態で旋回流生成手段を配設し、本発明を実施した結
果、連鋳鋳型冷却水関連のエネルギー原単位が、従来に
比し、３５％改善するという顕著な効果が得られた。
鋳造する連鋳機の鋳型の通水路に、図２（ｄ）に示した
形態で旋回流生成手段を配設し、本発明を実施した結
果、連鋳鋳型冷却水関連のエネルギー原単位が、従来に
比し、３５％改善するという顕著な効果が得られた。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、冷却水の限界熱流束が
増大し、バーンアウト現象を抑制できるから、冷却水の
設定流量，設定圧力を従来よりも低い水準に抑えつつし
かもより高い冷却能を連続鋳造鋳型に付与でき、それに
伴って連続鋳造鋳型冷却水関連の設備費やエネルギー原
単位が大幅に節約できるという格段の効果を奏する。
増大し、バーンアウト現象を抑制できるから、冷却水の
設定流量，設定圧力を従来よりも低い水準に抑えつつし
かもより高い冷却能を連続鋳造鋳型に付与でき、それに
伴って連続鋳造鋳型冷却水関連の設備費やエネルギー原
単位が大幅に節約できるという格段の効果を奏する。
【図１】旋回流生成手段の具体例の模式図である。
【図２】通水路における案内羽根の配設位置の説明図で
ある。
ある。
【図３】限界熱流束ｑCHF と旋回強さｘとの関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図４】一般の連続鋳造鋳型への溶鋼注入状況を示す概
略断面図である。
略断面図である。
【図５】鋳型の説明図である。
１ 通水路 ２，３ 放射状の案内羽根 ４ 螺旋状の案内羽根 ５ 鋳型 10 浸漬ノズル
Claims (3)
- 【請求項１】 連続鋳造鋳型内の通水路を流れる冷却水
を、この通水路の全区間又は一部の区間で強制的に旋回
流に変換することを特徴とする連続鋳造鋳型の冷却方
法。 - 【請求項２】 連続鋳造鋳型内の通水路の全区間又は一
部の区間に、この通水路を流れる冷却水を強制的に旋回
流に変換する旋回流生成手段を配設したことを特徴とす
る連続鋳造鋳型の鋳型構造。 - 【請求項３】 旋回流生成手段が、放射状又は螺旋状の
案内羽根であることを特徴とする請求項２記載の連続鋳
造鋳型の鋳型構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30184295A JPH09141395A (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 連続鋳造鋳型の冷却方法及び鋳型構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30184295A JPH09141395A (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 連続鋳造鋳型の冷却方法及び鋳型構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09141395A true JPH09141395A (ja) | 1997-06-03 |
Family
ID=17901822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30184295A Pending JPH09141395A (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 連続鋳造鋳型の冷却方法及び鋳型構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09141395A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009061485A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Shun Sato | 非晶質合金箔帯及びその製造方法 |
| CN104722724A (zh) * | 2013-12-23 | 2015-06-24 | Posco公司 | 用于连续铸造的模具及其冷却方法 |
| DE102017206914A1 (de) * | 2017-04-25 | 2018-10-25 | Sms Group Gmbh | Stranggießkokille mit strömungsoptimierter Kühlung |
-
1995
- 1995-11-21 JP JP30184295A patent/JPH09141395A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009061485A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Shun Sato | 非晶質合金箔帯及びその製造方法 |
| CN104722724A (zh) * | 2013-12-23 | 2015-06-24 | Posco公司 | 用于连续铸造的模具及其冷却方法 |
| DE102017206914A1 (de) * | 2017-04-25 | 2018-10-25 | Sms Group Gmbh | Stranggießkokille mit strömungsoptimierter Kühlung |
| EP3395472A1 (de) * | 2017-04-25 | 2018-10-31 | SMS Group GmbH | Stranggiesskokille mit strömungsoptimierter kühlung |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4434839A (en) | Process for producing metallic slurries | |
| US6991670B2 (en) | Method and apparatus for making a thixotropic metal slurry | |
| US6402367B1 (en) | Method and apparatus for magnetically stirring a thixotropic metal slurry | |
| JP6922977B2 (ja) | 金属鋳塊の製造方法 | |
| WO2012115272A1 (ja) | 金属溶製用溶解炉 | |
| JP2018506434A (ja) | 超音波結晶粒微細化 | |
| CN103406520B (zh) | 附加自耗搅拌器制备大型均质电渣重熔钢锭的装置及方法 | |
| JPH0255650A (ja) | 連続鋳造によるチキソトロピー性の金属製品の製法 | |
| CN103464705A (zh) | 一种减缓结晶器液面波动的电磁控流方法 | |
| CN1994623B (zh) | 一种7xxx系铝合金半连续铸造装置及方法 | |
| JPH09141395A (ja) | 連続鋳造鋳型の冷却方法及び鋳型構造 | |
| JP5788691B2 (ja) | 金属溶製用溶解炉およびこれを用いた金属の溶製方法 | |
| CN105149529B (zh) | 一种温控型金属铸造方法 | |
| TW200909099A (en) | Continuous casting chill with a coolant duct | |
| CN112317707A (zh) | 侧螺旋电磁搅拌装置 | |
| CN115125396B (zh) | 采用var工艺对特殊钢枝晶细化及夹杂物去除的控制方法 | |
| CN114749616A (zh) | 用于大型高长径比钢锭的铸锭模及坯料成形方法 | |
| JP4296566B2 (ja) | 鋳造用鋳込装置 | |
| JP5730738B2 (ja) | チタンまたはチタン合金からなるスラブの連続鋳造方法および連続鋳造装置 | |
| JP5053227B2 (ja) | 連続鋳造用タンディッシュ | |
| CN116748478A (zh) | 一种高碳钢连铸设备及方法 | |
| CN203610632U (zh) | 一种弯月面径向强剪切电磁搅拌圆坯连铸装置 | |
| KR20140129338A (ko) | 티타늄 또는 티타늄 합금을 포함하여 이루어지는 주괴의 연속 주조용 주형 및 이것을 구비한 연속 주조 장치 | |
| CN104439196B (zh) | 自耗剪切流法细化凝固组织的工艺及其装置 | |
| CN104707960B (zh) | 一种弯月面径向强剪切电磁搅拌圆坯连铸装置和方法 |