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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022121868
(43)【公開日】2022-08-22
(54)【発明の名称】スプレーノズル、スプレーノズル用先端部材
(51)【国際特許分類】
B22D 11/124 20060101AFI20220815BHJP
B21B 45/02 20060101ALI20220815BHJP
C25F 3/16 20060101ALI20220815BHJP
C25F 3/24 20060101ALI20220815BHJP
B05B 1/00 20060101ALI20220815BHJP
【ＦＩ】
B22D11/124 G
B21B45/02 320B
C25F3/16 C
C25F3/24
B05B1/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021018829
(22)【出願日】2021-02-09
(71)【出願人】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000142023
【氏名又は名称】株式会社共立合金製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100129838
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 典輝
(74)【代理人】
【識別番号】100101203
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100104499
【弁理士】
【氏名又は名称】岸本 達人
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 悠
(72)【発明者】
【氏名】岡田 信宏
(72)【発明者】
【氏名】塚口 友一
(72)【発明者】
【氏名】千本 剛
(72)【発明者】
【氏名】斉藤 武志
(72)【発明者】
【氏名】浴本 貴生
【テーマコード（参考）】
4E004
4F033
【Ｆターム（参考）】
4E004KA07
4F033AA05
4F033BA04
4F033DA01
4F033EA01
4F033FA00
4F033MA00
4F033NA01
(57)【要約】
【課題】スプレーノズルにおいて詰まりを抑制する。
【解決手段】水冷用のスプレーノズル又は先端部材であって、少なくともノズル吐出孔の内面の一部にＣｒ濃化層が形成されており、Ｃｒ濃化層のＣｒ濃度が２５質量％以上８０質量％以下であるとともに、Ｃｒ濃化層の表面粗さが最大高さＲｚで０．０１μｍ以上５．００μｍ以下である。
【選択図】図４
【解決手段】水冷用のスプレーノズル又は先端部材であって、少なくともノズル吐出孔の内面の一部にＣｒ濃化層が形成されており、Ｃｒ濃化層のＣｒ濃度が２５質量％以上８０質量％以下であるとともに、Ｃｒ濃化層の表面粗さが最大高さＲｚで０．０１μｍ以上５．００μｍ以下である。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水冷用のスプレーノズルであって、
少なくともノズル吐出孔の内面の一部にＣｒ濃化層が形成されており、前記Ｃｒ濃化層のＣｒ濃度が２５質量％以上８０質量％以下であるとともに、前記Ｃｒ濃化層の表面粗さが最大高さＲｚで０．０１μｍ以上５．００μｍ以下である、スプレーノズル。
少なくともノズル吐出孔の内面の一部にＣｒ濃化層が形成されており、前記Ｃｒ濃化層のＣｒ濃度が２５質量％以上８０質量％以下であるとともに、前記Ｃｒ濃化層の表面粗さが最大高さＲｚで０．０１μｍ以上５．００μｍ以下である、スプレーノズル。
【請求項2】
水冷用のスプレーノズルのための先端部材であって、
少なくともノズル吐出孔の内面の一部にＣｒ濃化層が形成されており、前記Ｃｒ濃化層のＣｒ濃度が２５質量％以上８０質量％以下であるとともに、前記Ｃｒ濃化層の表面粗さが最大高さＲｚで０．０１μｍ以上５．００μｍ以下である、スプレーノズル用先端部材。
少なくともノズル吐出孔の内面の一部にＣｒ濃化層が形成されており、前記Ｃｒ濃化層のＣｒ濃度が２５質量％以上８０質量％以下であるとともに、前記Ｃｒ濃化層の表面粗さが最大高さＲｚで０．０１μｍ以上５．００μｍ以下である、スプレーノズル用先端部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鋳片、鋼板、鋼管等の製造に用いられる水冷用のスプレーノズルに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、鋳片、鋼片、鋼板又は鋼管等の製造工程におけるこれら材料の冷却は、適切な表面性状や組織を得るため、及び、均質化や安定した操業を確保する観点から重要である。
【0003】
この冷却のために冷却水を材料に供給する手段としてスプレーノズルが用いられる。スプレーノズルは、細いノズル吐出孔から冷却水を材料に向けて噴射するため、特にノズル吐出孔に詰まりが生じやすい。そして詰まりが生じると材料の冷却ができなくなり、被冷却物の品質に影響を与えてしまう。
【0004】
特許文献１には、スプレーノズルのチップ部（先端部材）に金属の表面被膜を施すことが記載されている。これによりスプレーノズルの詰まりを防止することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００８－１１４２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、詰まりを抑制することができるスプレーノズルを提供することを課題とする。また、そのための先端部材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の１つの態様は、水冷用のスプレーノズル又はそのための先端部材であって、少なくともノズル吐出孔の内面の一部にＣｒ濃化層が形成されており、Ｃｒ濃化層のＣｒ濃度が２５質量％以上８０質量％以下であるとともに、Ｃｒ濃化層の表面粗さが最大高さＲｚで０．０１μｍ以上５．００μｍ以下である。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、より確実にスプレーノズルの詰まりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
図１には、１つの形態にかかる水冷用のスプレーノズル１０の構造を示した。このスプレーノズル１０は連続鋳造工程における鋳片の二次冷却用のスプレーノズルである。ただしこれは例示であり、他の工程の冷却に用いるスプレーノズルについても同様に考えることができる。他の工程としては例えば、鋳片の分塊圧延、形鋼圧延工程、熱間圧延工程等を挙げることができる。
【0011】
スプレーノズル１０は、内側に中空部を有する混合器１１、導管１２、及び先端部材としてのノズルチップ１３を有して構成されている。
図１からわかるように、空気の流路であるエア配管１及び冷却水の流路である水配管２が混合器１１に接続され、その中空部で空気と冷却水とが混合するように構成されている。また、導管１２の一端が混合器１１に接続されており、導管１２の他端にノズルチップ１３が配置されている。
従って、エア配管１により供給された空気及び水配管２により供給された冷却水は、混合器１１の中空部にて混合され、導管１２を流れてノズルチップ１３に達し、ノズルチップ１３に設けられたノズル吐出孔１４から材料（冷却対象）に向けて噴射される。
図１からわかるように、空気の流路であるエア配管１及び冷却水の流路である水配管２が混合器１１に接続され、その中空部で空気と冷却水とが混合するように構成されている。また、導管１２の一端が混合器１１に接続されており、導管１２の他端にノズルチップ１３が配置されている。
従って、エア配管１により供給された空気及び水配管２により供給された冷却水は、混合器１１の中空部にて混合され、導管１２を流れてノズルチップ１３に達し、ノズルチップ１３に設けられたノズル吐出孔１４から材料（冷却対象）に向けて噴射される。
【0012】
図２には図１のうち、ノズルチップ１３に注目した部位を拡大して表した。また、図３（ａ）にはノズルチップ１３の外観図で、平面図及び右側面図、図３（ｂ）にはＡ－Ａ断面図を示し、図４には図３（ｂ）のうちノズル吐出孔１４の部分を拡大して表した。
図２乃至図４よりわかるように、ノズルチップ１３はスプレーノズル用先端部材として機能し、外形が六角の筒状であり、その一方側の端部に底１３ａを有し、他方側の端部が開口している。底１３ａには、底１３ａを貫通するようスリット状の孔が設けられ、これがノズル吐出孔１４とされている。本形態ではノズル吐出孔１４はスリット状の孔であるが、これに限らず必要な形状であればよい。
一方、開口する他方側の端部から、ノズルチップ１３の内側に導管１２の端部が挿入されて固定されることでノズルチップ１３が導管１２に取り付けられている。
本形態では導管１２とノズルチップ１３とが異なる部材で固定されている態様であるが、これに限らず導管とノズルチップとが一体であり、区別することができない形態であってもよい。この場合には導管の先端にノズル吐出孔が設けられた態様となる。また、ノズルチップ１３は、その全てが一体構造であってもよく、複数に分割された部材を後で組み合わせたものであってもよい。
図２乃至図４よりわかるように、ノズルチップ１３はスプレーノズル用先端部材として機能し、外形が六角の筒状であり、その一方側の端部に底１３ａを有し、他方側の端部が開口している。底１３ａには、底１３ａを貫通するようスリット状の孔が設けられ、これがノズル吐出孔１４とされている。本形態ではノズル吐出孔１４はスリット状の孔であるが、これに限らず必要な形状であればよい。
一方、開口する他方側の端部から、ノズルチップ１３の内側に導管１２の端部が挿入されて固定されることでノズルチップ１３が導管１２に取り付けられている。
本形態では導管１２とノズルチップ１３とが異なる部材で固定されている態様であるが、これに限らず導管とノズルチップとが一体であり、区別することができない形態であってもよい。この場合には導管の先端にノズル吐出孔が設けられた態様となる。また、ノズルチップ１３は、その全てが一体構造であってもよく、複数に分割された部材を後で組み合わせたものであってもよい。
【0013】
図４からわかるように、ノズルチップ１３は、母材部１５及びＣｒ濃化層１６を有しており、母材部１５の少なくとも一部がＣｒ濃化層１６により覆われている。具体的には、少なくともノズル吐出孔１４の内面の一部にＣｒ濃化層１６が形成されている。本形態では、ノズル吐出孔１４の内面全部、ノズルチップ１３の底１３ａのうちの外側面１３ｂ、及び内側面１３ｃ、特にその中でもノズル吐出孔１４の周囲部分がＣｒ濃化層１６により覆われている。
ただし、これはノズルチップ１３の全部、又は、上記以外の一部にも合わせてＣｒ濃化層が形成されることを妨げるものではない。
ただし、これはノズルチップ１３の全部、又は、上記以外の一部にも合わせてＣｒ濃化層が形成されることを妨げるものではない。
【0014】
母材部１５はノズルチップ１３の大部分を構成する部位であり、本形態ではステンレス鋼からなる。用いられるステンレス鋼の種類は特に限定されることはないが、例えばＳＵＳ３０３を挙げることができる。
【0015】
Ｃｒ濃化層１６は、母材部１５のうち、上記したように、ノズル吐出孔１４の内面、ノズルチップ１３の底１３ａのうちの外側面１３ｂ、及び内側面１３ｃなどを構成する部位の表面にＣｒ濃度が高められた表層部である。なお、Ｃｒ濃化層１６におけるＣｒはＣｒ酸化物として存在している。
【0016】
Ｃｒ濃化層１６は、母材部１５に対してＣｒ濃度が高められた層であればよい。具体的には特に限定されることはないが、Ｃｒ濃化層１６のＣｒ濃度は２５質量％以上８０質量％以下であることが好ましい。Ｃｒ濃度が２５質量％未満であるとスプレーノズルの詰まり抑制の効果が限定的になり、Ｃｒ濃度が８０質量％を超えるとＣｒ濃化層１６の母材部１５からの剥離の懸念が大きくなる。
また、Ｃｒ濃化層１６には母材部１５に含まれる組成物も全て含まれていることが好ましい。これにより母材部１５とＣｒ濃化層１６との密着性を高めることができる。
Ｃｒ濃度は、Ｃ濃化層１６の表面から深さ方向に分析を行う各種の手法により得ることができるが、例えば高周波グロー放電発光表面分析（ＧＤＳ）により得ることが可能である。ＧＤＳ(Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy)は、グロー放電領域のカソードスパッタリングで表面のスパッタリングを行い、これによりスパッタされた原子に対してＡｒプラズマ内における発光を分光測定するというものである。
また、Ｃｒ濃化層１６には母材部１５に含まれる組成物も全て含まれていることが好ましい。これにより母材部１５とＣｒ濃化層１６との密着性を高めることができる。
Ｃｒ濃度は、Ｃ濃化層１６の表面から深さ方向に分析を行う各種の手法により得ることができるが、例えば高周波グロー放電発光表面分析（ＧＤＳ）により得ることが可能である。ＧＤＳ(Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy)は、グロー放電領域のカソードスパッタリングで表面のスパッタリングを行い、これによりスパッタされた原子に対してＡｒプラズマ内における発光を分光測定するというものである。
【0017】
Ｃｒ濃化層１６の表面粗さは、最大高さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１－２００１）で０．０１μｍ以上５．００μｍ以下であることが好ましい。これにより後述するようにスプレーノズルの詰まりを効果的に抑制することができる。
表面粗さは公知の測定装置により得ることができる。本形態ではＣｒ濃化層１６の断面をＳＥＭ観察することで得た。
表面粗さは公知の測定装置により得ることができる。本形態ではＣｒ濃化層１６の断面をＳＥＭ観察することで得た。
【0018】
ここで、Ｃｒ濃化層１６の表面粗さと、Ｃｒ濃度とが次の関係を満たすことがさらに好ましい。すなわち、Ｃｒ濃化層１６のＣｒ濃度をｘ（質量％、２５≦ｘ≦８０）とし、Ｃｒ濃化層１６の表面粗さＲｚをｙ（μｍ、０．０１≦ｙ≦５．００）としたとき次の式（１）及び式（２）を満たすことが好ましい。
ｙ≧０．０００７・（ｘ－７５）２－０．８５ （１）
ｙ≦－０．００１５・（ｘ－４０）２＋５．６ （２）
これにより、スプレーノズルの詰まりをさらに効果的に抑制することができる。
ｙ≧０．０００７・（ｘ－７５）２－０．８５ （１）
ｙ≦－０．００１５・（ｘ－４０）２＋５．６ （２）
これにより、スプレーノズルの詰まりをさらに効果的に抑制することができる。
【0019】
Ｃｒ濃化層１６の厚さ（範囲）は次のように考えることができる。
上記ＧＤＳによる分析において、Ｃｒ濃化層１６の表面から母材部１５に向けて厚さ方向にＣｒ濃度を得て、Ｃｒの測定ピーク強度が最大となる位置Ｐと、母材部１５のうちＣｒ濃化層１６との境界近傍と考えられる位置Ｂと、の厚さ方向の差をＣｒ濃化層１６の厚さ（範囲）とする。
ここで、位置Ｂを決めるに際しては、Ｃｒ濃化層１６と母材部１５とは必ずしも明確な境界を有するものではないため、Ｃｒ濃化層１６に近い位置の母材部１６を位置Ｂとすればよい。そのための手段は特に限定されることはないが、例えば、Ｃｒ濃化層１６の表面から母材部１５に向けて厚さ方向にＣｒ濃度を測定し、Ｃｒのピーク強度の変動が十分に一定となったときの最初の点（例えば当該変動が１％未満である結果が厚さ方向に複数位置で得られたときの最初の位置）を位置Ｂとすることが挙げられる。
本形態でＣｒ濃化層の厚さは特に限定されることはなく、この厚さがスプレーノズルの詰まり抑制に与える効果は限定的であると考えられる。後で示すように電解研磨によりＣｒ濃化層を形成した場合にはＣｒ濃化層は、条件にもよるが１ｎｍ以上９０ｎｍ以下程度となる。
上記ＧＤＳによる分析において、Ｃｒ濃化層１６の表面から母材部１５に向けて厚さ方向にＣｒ濃度を得て、Ｃｒの測定ピーク強度が最大となる位置Ｐと、母材部１５のうちＣｒ濃化層１６との境界近傍と考えられる位置Ｂと、の厚さ方向の差をＣｒ濃化層１６の厚さ（範囲）とする。
ここで、位置Ｂを決めるに際しては、Ｃｒ濃化層１６と母材部１５とは必ずしも明確な境界を有するものではないため、Ｃｒ濃化層１６に近い位置の母材部１６を位置Ｂとすればよい。そのための手段は特に限定されることはないが、例えば、Ｃｒ濃化層１６の表面から母材部１５に向けて厚さ方向にＣｒ濃度を測定し、Ｃｒのピーク強度の変動が十分に一定となったときの最初の点（例えば当該変動が１％未満である結果が厚さ方向に複数位置で得られたときの最初の位置）を位置Ｂとすることが挙げられる。
本形態でＣｒ濃化層の厚さは特に限定されることはなく、この厚さがスプレーノズルの詰まり抑制に与える効果は限定的であると考えられる。後で示すように電解研磨によりＣｒ濃化層を形成した場合にはＣｒ濃化層は、条件にもよるが１ｎｍ以上９０ｎｍ以下程度となる。
【0020】
Ｃｒ濃化層１６は電解研磨により形成することができる。すなわち、母材部１５の表面のうちＣｒ濃化層１６が必要である表面を電解研磨することでＣｒ濃化層１６を形成する。電解研磨によれば、Ｃｒ濃化層１６のＣｒ濃度、厚さ、及び表面粗さを電解研磨の条件を変えることで制御することができ、容易に所望のＣｒ濃化層１６の態様を得ることができる。
【0021】
以上のようなＣｒ濃化層１６を有するスプレーノズル１０によれば、Ｃｒ濃化層１６の表面粗さが小さいことにより、表面積が小さくなるため冷却水に含まれる異物の引っ掛かり原因部（トラップサイト）や析出原因部（析出サイト）が減少し、異物の固着が抑制される。これにより、スプレーノズルの詰まりが抑制される。
【0022】
またＣｒ濃化層１６における高い濃度のＣｒにより耐食性が向上するため、腐食による表面粗さの増大（粗面化）を抑制することができ、表面粗さが小さい状態を長い時間に亘って維持することが可能となる。かかる観点からもスプレーノズルの詰まりが抑制される。
表面の粗面化が顕著になると、冷却水中の異物が表面に引っかかるようにして堆積しやすくなる（上記トラップサイト）。また、粗面化した表面に冷却水中のカルシウム成分が析出すると、平滑な表面と比較してアンカー効果により析出したカルシウム成分が剥離し難くなる（上記析出サイト）。更に、析出したカルシウム成分は金属表面より親水性が高いため、一度析出すると加速度的に異物を捕捉しやすくなる。このように、粗面化は、その原因の種類によらず表面への異物の堆積を助長し、ノズル吐出孔の狭小化や詰まりの原因となる。これに対して本形態によれば、これら異物の堆積を抑制することができスプレーノズルの詰まりが抑制される。
表面の粗面化が顕著になると、冷却水中の異物が表面に引っかかるようにして堆積しやすくなる（上記トラップサイト）。また、粗面化した表面に冷却水中のカルシウム成分が析出すると、平滑な表面と比較してアンカー効果により析出したカルシウム成分が剥離し難くなる（上記析出サイト）。更に、析出したカルシウム成分は金属表面より親水性が高いため、一度析出すると加速度的に異物を捕捉しやすくなる。このように、粗面化は、その原因の種類によらず表面への異物の堆積を助長し、ノズル吐出孔の狭小化や詰まりの原因となる。これに対して本形態によれば、これら異物の堆積を抑制することができスプレーノズルの詰まりが抑制される。
【0023】
以上のようなスプレーノズル１０のＣｒ濃化層１６以外の部分については、従来公知の方法により作製することができる。
【実施例0024】
［試験用ノズルチップ］
試験のためのノズルチップを図３の形状に倣って作製した。その母材はステンレス鋼（ＳＵＳ３０３）である。ノズルチップ形状の母材に対して電解研磨を行うことでＣｒ濃化層を形成した。本例ではＣｒ濃化層はノズルチップの全表面に亘って形成された。具体的にはＳＵＳ３０３をノズルチップの形状に加工した後、アセトンを用いて５分間の超音波洗浄を行い、その後に電解研磨を行って水洗、乾燥させることで試験用ノズルチップとした。電解研磨溶液は、６０質量％のリン酸と１５質量％のクロム酸を超純水に溶かした混酸とし、電解研磨は電流密度を０．４Ａ／ｃｍ２、温度を４０℃、時間を実施例１は１５分、実施例２は５分、実施例３は３０分の条件でスターラ（回転速度２０００ｒｐｍ）により撹拌しながら行った。
試験のためのノズルチップを図３の形状に倣って作製した。その母材はステンレス鋼（ＳＵＳ３０３）である。ノズルチップ形状の母材に対して電解研磨を行うことでＣｒ濃化層を形成した。本例ではＣｒ濃化層はノズルチップの全表面に亘って形成された。具体的にはＳＵＳ３０３をノズルチップの形状に加工した後、アセトンを用いて５分間の超音波洗浄を行い、その後に電解研磨を行って水洗、乾燥させることで試験用ノズルチップとした。電解研磨溶液は、６０質量％のリン酸と１５質量％のクロム酸を超純水に溶かした混酸とし、電解研磨は電流密度を０．４Ａ／ｃｍ２、温度を４０℃、時間を実施例１は１５分、実施例２は５分、実施例３は３０分の条件でスターラ（回転速度２０００ｒｐｍ）により撹拌しながら行った。
【0025】
Ｃｒ濃化層の濃度測定にはグロー放電発光分光分析法（ＧＤＳ）を用いた。ＧＤＳには、堀場製作所製ＧＤ－Ｐｒｏｆｉｌｅｒ（マーカス型高周波グロー放電発光分析装置）を用い、ＲＦ出力は３５Ｗ、スパッタリングガス種はＡｒ、圧力は６００Ｐａとした。測定モードは、パルススパッタリングモードとし、スパッタリング間隔は３００秒、測定間隔は０．０４秒とした。
【0026】
Ｃｒ濃化層の表面粗さは、最大高さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１－２００１）を測定することで評価した。最大高さＲｚは、Ｃｒ濃化層の断面において水平方向に５０μｍの基準長さを取り、その範囲内で最大山高さと最大谷深さとの和で表した。粗さ曲線は、ＳＥＭを用いてノズルチップの一部の断面を観察することにより得た。断面観察の位置は、ノズルチップの内面のうち、ノズル吐出孔とその反対側の開口との間の中央部分の任意の位置とした。
【0027】
［試験方法］
試験は加速試験により行った。図５に加速試験に用いた加速試験機の概念図を表した。この加速試験機を用いて次のように試験を行った。
（１）準備した試験用ノズルチップを用いて図１に示した例に倣ってスプレーノズルを作製する。
（２）作製したスプレーノズルを加速試験機に設置する。加速試験機ではスプレーノズル下方に設置した水槽から水をくみ上げてスプレーノズルに供給し、スプレーノズルから出射した水は水槽に戻ることにより水が循環するように構成されている。また、実際の製造工程を想定し、スプレーノズルの温度を高めるため、スプレーノズルを筐体で囲い、その中に熱風を循環させることができるようにしている。
（３）ここで循環させる水は稼働中の連続鋳造機から採取した冷却水を用い、さらに異物として鉄酸化物を５０ｍｇ／Ｌ、モールドパウダー（カスピダイン、３ＣａＯ－２ＳｉＯ２－ＣａＦ２）を５０ｍｇ／Ｌ、及び炭酸カルシウムを５０ｍｇ／Ｌで含ませた。
（４）エア配管からスプレーノズルに対して空気を供給しつつスプレーノズルからの出射水量が１０Ｌ／ｍｉｎとなるように水を循環させた。また、熱風を循環させることによりスプレーノズルの表面温度が２２０℃となるようにした。
（５）スプレーノズルの表面温度が２２０℃に達した後、次の（ａ）から（ｅ）を１５０回繰り返した。
（ａ）スプレーノズルから空気の噴射を開始
（ｂ）空気の噴射を開始して５秒後に冷却水を噴射開始
（ｃ）冷却水噴射開始から７０秒経過で冷却水停止
（ｄ）冷却水を停止してから５秒後の空気の噴射を停止
（ｅ）１５分静置（乾燥）
試験は加速試験により行った。図５に加速試験に用いた加速試験機の概念図を表した。この加速試験機を用いて次のように試験を行った。
（１）準備した試験用ノズルチップを用いて図１に示した例に倣ってスプレーノズルを作製する。
（２）作製したスプレーノズルを加速試験機に設置する。加速試験機ではスプレーノズル下方に設置した水槽から水をくみ上げてスプレーノズルに供給し、スプレーノズルから出射した水は水槽に戻ることにより水が循環するように構成されている。また、実際の製造工程を想定し、スプレーノズルの温度を高めるため、スプレーノズルを筐体で囲い、その中に熱風を循環させることができるようにしている。
（３）ここで循環させる水は稼働中の連続鋳造機から採取した冷却水を用い、さらに異物として鉄酸化物を５０ｍｇ／Ｌ、モールドパウダー（カスピダイン、３ＣａＯ－２ＳｉＯ２－ＣａＦ２）を５０ｍｇ／Ｌ、及び炭酸カルシウムを５０ｍｇ／Ｌで含ませた。
（４）エア配管からスプレーノズルに対して空気を供給しつつスプレーノズルからの出射水量が１０Ｌ／ｍｉｎとなるように水を循環させた。また、熱風を循環させることによりスプレーノズルの表面温度が２２０℃となるようにした。
（５）スプレーノズルの表面温度が２２０℃に達した後、次の（ａ）から（ｅ）を１５０回繰り返した。
（ａ）スプレーノズルから空気の噴射を開始
（ｂ）空気の噴射を開始して５秒後に冷却水を噴射開始
（ｃ）冷却水噴射開始から７０秒経過で冷却水停止
（ｄ）冷却水を停止してから５秒後の空気の噴射を停止
（ｅ）１５分静置（乾燥）
【0028】
［固着量の評価］
固着物の固着量を固着物の厚さで評価した。具体的にはノズルチップ断面をＳＥＭ観察し、画像解析ソフトを用いて５０μｍの範囲の視野における厚さをデータ点数２７０点で平均化して得た。測定箇所は粗さ測定を行った部位の近傍とした。
固着物の固着量を固着物の厚さで評価した。具体的にはノズルチップ断面をＳＥＭ観察し、画像解析ソフトを用いて５０μｍの範囲の視野における厚さをデータ点数２７０点で平均化して得た。測定箇所は粗さ測定を行った部位の近傍とした。
【0029】
［結果］
実施例１から実施例３として上記のように電解研磨をしたノズルチップを備えるスプレーノズル、及び、比較例として電解研磨を行わないノズルチップを備えるスプレーノズルを準備して試験を行った。結果を表１に示す。
実施例１から実施例３として上記のように電解研磨をしたノズルチップを備えるスプレーノズル、及び、比較例として電解研磨を行わないノズルチップを備えるスプレーノズルを準備して試験を行った。結果を表１に示す。
【0030】
【表1】
【0031】
結果からわかるようにＣｒ濃化層を設け、表面粗さを小さくすることにより固着物の固着量を低減することができた。これによればスプレーノズルの詰まりを抑制することができると考えられる。
【符号の説明】
【0032】
１０ スプレーノズル
１１ 混合器
１２ 導管
１３ ノズルチップ（先端部材）
１４ ノズル吐出孔
１５ 母材部
１６ Ｃｒ濃化層
１１ 混合器
１２ 導管
１３ ノズルチップ（先端部材）
１４ ノズル吐出孔
１５ 母材部
１６ Ｃｒ濃化層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】