スラブ幅方向の中心偏析のバラツキを抑制する連続鋳造機の冷却装置
【課題】スラブ鋳片の幅方向の中心偏析のバラツキを抑制する。
【解決手段】
冷却装置２０は、鋳片幅方向に並設され且つミストを噴霧可能な複数のノズル３１でそれぞれ構成されており、鋳造方向に隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群３０を備える。ノズル群３０は、同一ヘッダーに接続された複数のノズル３１（３１Ａ、３１Ｂ１、３１Ｂ２）で構成されている。また、ノズル群３０において、軸受箱のある幅方向範囲には、軸受箱７ｂのある幅方向範囲以外の範囲に先端が位置しているノズル３１Ａよりも高水量のミストを噴霧可能に構成されたノズル３１Ｂ１、３１Ｂ２の先端が位置している。
【解決手段】
冷却装置２０は、鋳片幅方向に並設され且つミストを噴霧可能な複数のノズル３１でそれぞれ構成されており、鋳造方向に隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群３０を備える。ノズル群３０は、同一ヘッダーに接続された複数のノズル３１（３１Ａ、３１Ｂ１、３１Ｂ２）で構成されている。また、ノズル群３０において、軸受箱のある幅方向範囲には、軸受箱７ｂのある幅方向範囲以外の範囲に先端が位置しているノズル３１Ａよりも高水量のミストを噴霧可能に構成されたノズル３１Ｂ１、３１Ｂ２の先端が位置している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼のスラブ用の連続鋳造機に用いられる鋳片を冷却するための冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造機は、鋳造方向に沿って並設され、鋳片を鋳造方向の下流側に送る複数のロール対と、鋳造経路を通過する鋳片に冷却水を噴霧する複数のノズルを有する冷却装置を備えている（例えば、特許文献１参照）。鋳造経路を通過する鋳片は、主に、ロール面との接触による抜熱と、ミスト冷却による抜熱によって冷却される。また、各ロールは、撓みの抑制と軸受への負担の軽減のために、軸方向に２〜４分割されるとともにその分割位置で軸受箱に支持された分割型ロールが用いられている場合が多い。この軸受箱は鋳片と接触しないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４８１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、分割型ロールを用いた場合、軸受箱は鋳片と接触しないため、鋳片において、軸受箱を通過した部位は、ロール面との接触による抜熱がないため、抜熱総量が他の部位よりも少なくなる。そのため、軸受箱を通過した部位で凝固遅れが生じて、その結果、凝固が遅れている部分の中心偏析が悪化して、幅方向の中心偏析にバラツキが生じてしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、軸受箱に起因する凝固遅れ部を強冷却して、幅方向について凝固完了位置のバラツキを抑制して、中心偏析のバラツキを低減することができる連続鋳造機の冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
第１の発明のスラブ幅方向の中心偏析のバラツキを抑制する連続鋳造機の冷却装置は、鋼のスラブの連続鋳造機に用いられる冷却装置であって、鋳片を挟んで対向配置される２つのロールでそれぞれ構成され且つ鋳造方向に沿って並設された複数のロール対を備え、各ロールが鋳片幅方向に２〜４分割されると共に分割位置で軸受箱に支持されているロールスタンドに設置され、鋳片幅方向に並設され且つミストを噴霧可能な複数のノズルでそれぞれ構成されており、鋳造方向に隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群を備え、前記複数のノズル群は、同一ヘッダーに接続された複数のノズルで構成され、且つ、前記軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に先端が位置しているノズルよりも高水量のミストを噴霧可能に構成されたノズルの先端が、前記軸受箱のある幅方向範囲に位置しているノズル群を含むことを特徴とする。
【０００７】
この構成によると、軸受箱のある幅方向範囲に配置されたノズルが、軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に配置され且つ同一ヘッダーに接続された同群のノズルよりも高水量を噴霧可能に構成されているため、軸受箱のある幅方向範囲の冷却水量を、軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲の冷却水量よりも多くすることができる。つまり、ロール面との接触による抜熱量が少ない部位に対する冷却水量を増加させることができ、鋳片の幅方向の冷却を均一化することができる。したがって、軸受箱を通過した部位での凝固遅れを抑制でき、スラブの幅方向の中心偏析のバラツキを抑制することができる。
また、消耗品であるノズルの混合部またはノズルチップを交換するだけで実施できるため、追加の水量制御やポンプが不要であり、シンプルな設備構成で中心偏析のバラツキを抑制できる。
【０００８】
第２の発明のスラブ幅方向の中心偏析のバラツキを抑制する連続鋳造機の冷却装置は、鋼のスラブの連続鋳造機に用いられる冷却装置であって、鋳片を挟んで対向配置される２つのロールでそれぞれ構成され且つ鋳造方向に沿って並設された複数のロール対を備え、各ロールが鋳片幅方向に２〜４分割されると共に分割位置で軸受箱に支持されているロールスタンドに設置され、鋳片幅方向に並設され且つミストを噴霧可能な複数のノズルでそれぞれ構成されており、鋳造方向に隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群を備え、前記複数のノズル群は、同一ヘッダーに接続された複数のノズルで構成され、且つ、前記軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に先端が位置している２つのノズルよりも狭いピッチで配列された２つのノズルの先端が、前記軸受箱のある幅方向範囲に位置しているノズル群を含むことを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、軸受箱のある幅方向範囲に配置された２つのノズルのピッチが、軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に配置され且つ同一ヘッダーに接続された同群の２つのノズルのピッチよりも狭いため、軸受箱のある幅方向範囲の冷却水量を、軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲の冷却水量よりも多くすることができる。つまり、ロール面との接触による抜熱量が少ない部位に対する冷却水量を増加させることができ、鋳片の幅方向の冷却を均一化することができる。
したがって、軸受箱を通過した部位での凝固遅れをを抑制でき、スラブの幅方向の中心偏析のバラツキを抑制することができる。
また、ヘッダーの構成を変更するだけで実施できるため、追加の水量制御やポンプが不要であり、シンプルな設備構成で中心偏析のバラツキを抑制できる。
【００１０】
第３の発明のスラブ幅方向の中心偏析のバラツキを抑制する連続鋳造機の冷却装置は、鋼のスラブの連続鋳造機に用いられる冷却装置であって、鋳片を挟んで対向配置される２つのロールでそれぞれ構成され且つ鋳造方向に沿って並設された複数のロール対を備え、各ロールが鋳片幅方向に２〜４分割されると共に分割位置で軸受箱に支持されているロールスタンドに設置され、鋳片幅方向に並設され且つミストを噴霧可能な複数のノズルでそれぞれ構成されており、鋳造方向に隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群を備え、前記複数のノズル群は、前記軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に先端が位置しているノズルと異なるヘッダーに接続されたノズルの先端が、前記軸受箱のある幅方向範囲に位置しているノズル群を含むことを特徴とする。
【００１１】
この構成によると、軸受箱のある幅方向範囲に配置されたノズルが、軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に配置された同群のノズルと異なるヘッダーに接続されているため、ヘッダーに供給する水量を調整することで、軸受箱のある幅方向範囲の冷却水量を、軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲の冷却水量よりも多くすることができる。つまり、ロール面との接触による抜熱量が少ない部位に対する冷却水量を増加させることができ、鋳片の幅方向の冷却を均一化することができる。したがって、軸受箱を通過した部位での凝固遅れをを抑制でき、スラブの幅方向の中心偏析のバラツキを抑制することができる。
本発明では、追加の水量制御やポンプが必要となり設備構成が複雑となるものの、ヘッダーに供給する水量等を調整することで、軸受箱のある幅方向範囲に設置されるノズルと、軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に設置されるノズルの水量比を任意に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷却装置を備える連続鋳造機を模式的に示した図である。
【図２】図１の連続鋳造機の一部分を示す図である。
【図３】図２に示すロールスタンドを鋳造方向下流側から見た図である。
【図４】図３のIＶ−IＶ線断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図２に示すロールスタンドに設置される冷却部のヘッダーの構成を示す図である。
【図７】ノズルチップを２方向から見た図である。
【図８】ノズルの混合部を３方向から見た図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る冷却装置を備える連続鋳造機の図４に相当する図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る冷却装置を備える連続鋳造機の図４に相当する図である。
【図１１】第３実施形態の冷却装置のヘッダーの構成を示す図である。
【図１２】実施例２、８の連続鋳造機を示す図である。
【図１３】実施例３の連続鋳造機を示す図である。
【図１４】比較例２の連続鋳造機を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態の連続鋳造機１について説明する。本実施形態の連続鋳造機１は、厚板または薄板鋼板向け素材であるスラブを製造するための連続鋳造機１である。図１に示すように、連続鋳造機１は、浸漬ノズル２を介して溶鋼が注湯される矩形状の鋳型３と、鋳型３の直下から鋳造経路Ｑに沿って並設された複数のロール対５と、鋳造経路Ｑを通過する鋳片５０を冷却する冷却装置２０（図６参照）とを備えている。ロール対５は、鋳片５０を挟んで対向配置される２つのロール６で構成される。また、ロール６には、駆動力を持たずスラブを支持するためのフリーロールと、スラブの支持及び引き抜きのための駆動ロールの２種類が存在する。冷却装置２０は、鋳片５０に対してミストを噴霧する複数のノズル３１と、複数のノズル３１に水と空気をそれぞれ供給するヘッダー４０とを有する。
【００１４】
本実施形態の連続鋳造機１は、垂直曲げ型の連続鋳造機であって、鋳造経路Ｑは、鋳型の直下からほぼ鉛直下方に延びる垂直領域と、緩やかに湾曲する曲げ領域と、ほぼ水平に延びる水平領域とを有している。
【００１５】
この連続鋳造機１では、鋳型３へ注湯された溶鋼が鋳型３によって冷却（一次冷却）されることで、凝固シェル５０ａが形成される。これにより、外側に凝固シェル５０ａを有し、内部に未凝固部５０ｂを有する鋳片５０が形成される。鋳型３内の鋳片５０は、ロール対５によって鋳型３から引き抜かれて、鋳造経路Ｑの下流側に送られながら、ノズル３１から噴射されるミストによって冷却（二次冷却）される。鋳造経路Ｑを通過する鋳片５０の内部では、凝固シェル５０ａが鋳片５０の中心に向かって徐々に凝固成長していき、最終的に、内部まで完全に凝固した鋳片５０が形成される。
【００１６】
本実施形態の連続鋳造機１での鋳造速度（鋳片の引抜き速度）は、例えば０．７０〜１．３０[ｍ／ｍｉｎ．]である。また、鋳型３の直下から最下流ロールまでの区間の比水量（鋳片単位重量当たりに使用する冷却水量）は、０．５〜１．５[Ｌ／ｋｇ-ｓｔｅｅｌ]である。なお、比水量は、単位時間当たりの冷却水量[Ｌ／ｍｉｎ．]を、単位時間当たりの鋳造鋳片重量[ｋｇ／ｍｉｎ．]で除することで算出される。また、鋳型直下から最下流ロールまでの区間において、鋳片５０の上面に対する冷却水量と、鋳片の下面に対する冷却水量との比は、１：０．５〜２．２である。
【００１７】
連続鋳造機１は、複数のロールスタンド４を備えており、図２に示すように、ロール対５は、複数対ごとにロールスタンド４に設けられている。なお、図２は、鋳造経路Ｑの水平領域に設置されるロールスタンド４を示している。鋳造経路Ｑの鉛直領域と曲げ領域に設置されるロールスタンドも、図２に示すロールスタンド４とほぼ同様の構成である。
【００１８】
図３に示すように、ロールスタンド４は、鋳片５０の上側に配置されるロール６を支持する上フレーム８と、鋳片５０の下側に配置されるロール６を支持する下フレーム９と、上下フレーム８、９を連結すると共に、上フレーム８を下フレーム９に対して上下方向に移動させるシリンダー１０とを備えている。
【００１９】
各ロール６の両端は、軸受けを介して軸受箱７ａに支持されている。また、ロール６は、軸方向（鋳片幅方向）に２分割されており、その分割位置で軸受けを介して軸受箱７ｂに支持されている。このような分割型のロールを用いることにより、ロール６の撓みを抑制できると共に、軸受への負担を軽減できる。また、軸受箱７ｂは、鋳片５０と接触しないように、ロール面よりも鋳片５０から離れている。
【００２０】
本実施形態では、軸受箱７ｂは、ロール６を軸方向に約２対５に２分割するような位置に配置されている。また、図４に示すように、鋳片５０の下側に配置される複数のロール６の軸受箱７ｂは、千鳥状に配列している。つまり、軸受箱７ｂは、ロール１本おきに、鋳片幅方向について同じ位置に配置されている。本実施形態では、鋳型直下から最下流までの区間において、鋳片５０の下側に配置される全てのロール６のうちの大部分（具体的にはフリーロール）の軸受箱７ｂが、図４と同様の千鳥状配列となっている。
【００２１】
また、１つのロール対５を構成する２つのロール６の軸受箱７ｂは、左右対称な位置に配置されている（図３参照）。したがって、図示は省略するが、鋳片５０の上側に配置されるロール６の軸受箱７ｂがある幅方向範囲は、鋳片５０の下側に配置されるロール６の軸受箱７ｂがある幅方向範囲と同じである。また、鋳型直下から最下流までの区間において、鋳片５０の上側に配置される全てのロール６のうちの大部分（具体的にはフリーロール）の軸受箱７ｂは、千鳥状配列となっている。
【００２２】
次に、冷却装置２０の詳細について説明する。
冷却装置２０は、複数のロールスタンド４にそれぞれ設置された複数の冷却部で構成される。冷却装置２０が備える複数の冷却部のうち、鋳型直下のロールスタンド４からメニスカス距離１５ｍの位置に配置されたロールスタンド４までの複数のロールスタンド４に設置される冷却部を、冷却部２１とする。なお、メニスカス距離とは、鋳型３内に収容されている溶鋼の湯面の位置を起点とし、鋳造経路Ｑに沿った距離である。
【００２３】
図２に示すように、冷却部２１は、鋳片５０の下側に配置された複数のノズル３１と、鋳片５０の上側に配置された複数のノズル３１を有する。なお、図３は、ノズル３１を省略して表示している。図４に示すように、ノズル３１は、隣接するロール間において、鋳片幅方向に等間隔に並んで配置されている。図４は、鋳片５０の下側に配置されたノズル３１を表示している。図示は省略するが、鋳片５０の上側に配置されたノズル３１も同様に配置されている。鋳片幅方向に並列する複数のノズル３１がノズル群３０を構成している。したがって、冷却部２１は、鋳片５０の下側において隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群３０と、鋳片５０の上側において隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群３０とを有する。
【００２４】
また、図５および図６に示すように、冷却部２１は、鋳片５０の下側に配置される複数のノズル群３０に接続されるヘッダー４０と、鋳片５０の上側に配置される複数のノズル群３０に接続されるヘッダー４０とを有する。
【００２５】
本実施形態では、鋳片５０の下側の複数のノズル群３０およびヘッダー４０と、鋳片５０の上側の複数のノズル群３０およびヘッダー４０とは、上下対称で且つ左右対称に構成されている。そのため、以下、鋳片５０の下側のノズル群３０およびヘッダー４０について説明し、鋳片５０の上側のノズル群３０およびヘッダー４０の説明を省略する。
【００２６】
図６に示すように、ヘッダー４０は、ノズル３１に水を供給する水ヘッダー４１と、ノズル３１に空気を供給する空気ヘッダー４２とで構成されている。水ヘッダー４１は、調整弁４３を介して水ポンプ４４に接続される。水ヘッダー４１は、複数の水分岐管４１ａを有しており、各水分岐管４１ａは、各ノズル群３０を構成する複数のノズル３１に接続される。また、空気ヘッダー４２は、調整弁４５を介して空気ポンプ４６に接続される。空気ヘッダー４２は、複数の空気分岐管４２ａを有しており、各空気分岐管４２ａは、各ノズル群３０を構成する複数のノズル３１に接続される。
【００２７】
図４に示すように、各ノズル群３０は、鋳片幅方向に等間隔に並んだ６本または７本のノズル３１で構成される。６本のノズル３１を有するノズル群３０と、７本のノズル３１を有するノズル群３０とは、鋳造方向に交互に配置されている。
【００２８】
図４に示すように、軸受箱７ｂが存在する幅方向範囲を図４中左側から順にＳ１、Ｓ２とする。また、冷却部２１が有する複数のノズル３１のうち、範囲Ｓ１にその先端が位置するノズル３１をノズル３１Ｂ１とし、範囲Ｓ２にその先端が位置するノズル３１をノズル３１Ｂ２とし、範囲Ｓ１、Ｓ２にその先端が位置しないノズル３１をノズル３１Ａとする。範囲Ｓ１にノズル３１の先端が位置するとは、範囲Ｓ１にノズル３１の後述する噴霧孔３２ａの中心が位置することをいう。図４および図６では、ノズル３１Ｂ１、３１Ｂ２を太線で表示し、ノズル３１Ａを細線で表示している。各ノズル群３０は、１本のノズル３１Ｂ１と、１本のノズル３１Ｂ２と、４本または５本のノズル３１Ａで構成される。以下の説明において、ノズル３１Ｂ１、ノズル３１Ｂ２をまとめてノズル３１Ｂと称する場合がある。
【００２９】
図５に示すように、ノズル３１は、ミストを噴霧するノズルチップ３２と、水と空気とを混合する混合部３３とを有する。図７に示すように、ノズルチップ３２は、噴霧孔３２ａを１つだけ有する１孔型のノズルチップである。図８に示すように、混合部３３は、水ヘッダー４１の水分岐管４１ａから供給される水と、空気ヘッダー４２の空気分岐管４２ａから供給される空気とを混合するためのものであって、混合部３３は、水が通過する水オリフィス３４と、空気が通過する空気オリフィス３５とを有する。
【００３０】
ノズル３１Ｂ１とノズル３１Ｂ２は同じ構成である。ノズル３１Ｂ（３１Ｂ１、３１Ｂ２）の水オリフィス３４の内径は、ノズル３１Ａの水オリフィス３４の内径よりも大きい。また、ノズル３１Ｂの噴霧孔３２ａの径は、ノズル３１Ａの噴霧孔３２ａの径よりも大きい。冷却部２１のノズル３１は全て同じヘッダー４０に接続されているため、ノズル３１Ｂは、同群のノズル３１Ａよりも高水量のミストを噴霧する。
【００３１】
また、冷却装置２０が備える複数の冷却部のうち、冷却部２１よりも下流側に配置される冷却部は、各ノズル群を構成する複数のノズル３１の構成が全てノズル３１Ａと同じである。この冷却部のその他の構成は、冷却部２１と同様である。
【００３２】
鋳造経路Ｑを通過する鋳片５０は、主に、ロール面との接触による抜熱と、ミスト冷却による抜熱によって冷却される。軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２では、鋳片５０のロール面との接触による抜熱量が、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲よりも少なくなる。
【００３３】
本実施形態の冷却装置２０では、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２に配置されたノズル３１Ｂ１、３１Ｂ２が、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲に配置され且つ同一ヘッダーに接続されたノズル３１Ａよりも高水量を噴霧可能に構成されているため、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量を、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲の冷却水量よりも多くすることができる。つまり、ロール面との接触による抜熱量が少ない部位に対する冷却水量を増加させることができ、鋳片５０の幅方向の冷却を均一化することができる。したがって、軸受箱７ｂを通過した部位での凝固遅れを抑制でき、スラブの幅方向の中心偏析のバラツキを抑制することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、消耗品であるノズルチップ３２および混合部３３を交換するだけで実施できるため、追加の水量制御やポンプが不要であり、シンプルな設備構成で中心偏析のバラツキを抑制できる。
【００３５】
また、鋳片冷却時の総熱抵抗θは、凝固シェル５０ａの熱伝達係数をλ、ロール接触とミストによる鋳片表面の熱伝達係数をｈとすると、θ＝（Ｄ／λ）＋（１／ｈ）で表される。メニスカス距離が１５ｍ以下の領域では、凝固シェル５０ａの厚みＤが薄いため、鋳片５０からの抜熱に対しては、凝固シェル５０ａの熱伝達抵抗（Ｄ／λ）よりも、鋳片５０表面の熱伝達抵抗（１／ｈ）が支配的となる。一方、メニスカス距離が１５ｍを超える領域では、凝固シェル５０ａの厚みが厚くなるため、鋳片からの抜熱に対しては、鋳片表面の熱伝達抵抗（１／ｈ）よりも、凝固シェル５０ａの熱伝達抵抗（Ｄ／λ）が支配的となる。そのため、メニスカス距離が１５ｍを超える領域では、鋳片表面の熱伝達抵抗の変化（ロール接触とミストによる抜熱量の変化）は、凝固遅れにほとんど影響を及ぼさない。
【００３６】
したがって、メニスカス距離が１５ｍ以下の領域において、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量を、範囲Ｓ１、Ｓ２以外の冷却水量よりも多くすることにより、充分に中心偏析のバラツキを抑制することができる。
また、メニスカス距離が１５ｍを超える領域においては、冷却水量を幅方向に関して制御することは不要であり、範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量を増加させて無駄に水量を多くする必要がない。
【００３７】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態の連続鋳造機について説明する。但し、前記第１実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
【００３８】
図９に示すように、本実施形態の連続鋳造機の冷却装置２２０は、鋳型直下のロールスタンド４からメニスカス距離１５ｍの位置に配置されたロールスタンド４までの複数のロールスタンド４に配置される冷却部２２１のノズル群の構成が、第１実施形態と異なっており、その他の構成は第１実施形態と同じである。
【００３９】
冷却部２２１は、鋳片５０の下側に配置される複数のノズル群２３０と、鋳片５０の上側に配置される、複数のノズル群２３０と上下対称に構成された複数のノズル群２３０とを有する。以下、ノズル群２３０について説明し、鋳片５０の上側に配置されるノズル群の説明は省略する。
【００４０】
ノズル群２３０は、鋳片幅方向に並んだ８本または９本のノズル２３１で構成される。８本のノズル３１を有するノズル群２３０と、９本のノズル３１を有するノズル群２３０とは、鋳造方向に交互に配置されている。
【００４１】
冷却部２２１が有する複数のノズル２３１のうち、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１に、その先端が位置するノズル２３１をノズル２３１Ｂ１とし、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ２に、その先端が位置するノズル２３１をノズル２３１Ｂ２とし、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２に、その先端が位置しないノズル２３１をノズル２３１Ａとする。なお、図９では、ノズル２３１Ｂ１、２３１Ｂ２を太線で表示し、ノズル２３１Ａを細線で表示している。各ノズル群２３０は、２本のノズル２３１Ｂ１と、２本のノズル２３１Ｂ２と、４本または５本のノズル２３１Ａで構成される。
【００４２】
ノズル２３１Ｂ１、２３１Ｂ２、２３１Ａの構成（噴霧孔の径、水オリフィスの内径）は、全て同じである。また、冷却部２２１のノズル２３１は全て同じヘッダー４０に接続されているため、同群のノズル２３１Ｂ１、２３１Ｂ２、２３１Ａの１本当たりの噴霧水量は全て同じである。
【００４３】
また、各ノズル群２３０において、範囲Ｓ１に配置される２本のノズル２３１Ｂ１のピッチ（噴霧孔３２ａの中心の間隔）は、鋳片幅方向に隣接する２本のノズル２３１Ａのピッチよりも狭くなっている。また、各ノズル群２３０において、範囲Ｓ１に配置される２本のノズル２３１Ｂ２のピッチは、ノズル２３１Ｂ１のピッチと同じであって、ノズル２３１Ａのピッチよりも狭くなっている。したがって、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量は、範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲の冷却水量よりも多くなる。言い換えると、範囲Ｓ１、Ｓ２は、範囲Ｓ１、Ｓ２の以外の範囲よりも強冷却される。
【００４４】
本実施形態の冷却装置２２０では、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２に配置された２つのノズル２３１Ｂのピッチが、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲に配置され且つ同一ヘッダーに接続された２つのノズル２３１Ａのピッチよりも狭いため、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量を、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲の冷却水量よりも多くすることができる。つまり、ロール面との接触による抜熱量が少ない部位に対する冷却水量を増加させることができ、鋳片５０の幅方向の冷却を均一化することができる。したがって、軸受箱７ｂを通過した部位での凝固遅れを抑制でき、スラブの幅方向の中心偏析のバラツキを抑制することができる。
【００４５】
また、ヘッダーの構成を変更するだけで実施できるため、追加の水量制御やポンプが不要であり、シンプルな設備構成で中心偏析のバラツキを抑制できる。
【００４６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態の連続鋳造機について説明する。但し、前記第１実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
【００４７】
図１０および図１１に示すように、本実施形態の連続鋳造機の冷却装置３２０は、鋳型直下のロールスタンド４からメニスカス距離１５ｍの位置に配置されたロールスタンド４までの複数のロールスタンド４に配置される冷却部３２１のノズル群とヘッダーの構成が、第１実施形態と異なっており、その他の構成は第１実施形態と同じである。
【００４８】
冷却部３２１は、鋳片５０の下側に配置される複数のノズル群３３０および２つのヘッダー３４０、３５０と、鋳片５０の上側に配置され、複数のノズル群２３０と上下対称に構成された複数のノズル群および２つのヘッダー（図示省略）とを有する。以下、ノズル群３３０およびヘッダー３４０、３５０について説明し、鋳片５０の上側に配置されるノズル群およびヘッダーの説明は省略する。
【００４９】
ノズル群３３０は、鋳片幅方向に等間隔に並んだ６本または７本のノズル３３１で構成される。６本のノズル３３１を有するノズル群３３０と、７本のノズル３３１を有するノズル群３３０とは、鋳造方向に交互に配置されている。
【００５０】
図１０に示すように、冷却部３２１が有する複数のノズル３３１のうち、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１に、その先端が位置するノズル３３１をノズル３３１Ｂ１とし、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ２に、その先端が位置するノズル３３１をノズル３３１Ｂ２とし、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２に、その先端が位置しないノズル３３１をノズル３３１Ａとする。なお、図１０および図１１では、ノズル３３１Ｂ１、３３１Ｂ２を太線で表示し、ノズル３３１Ａを細線で表示している。各ノズル群３３０は、１本のノズル３３１Ｂ１と、１本のノズル３３１Ｂ２と、４本または５本のノズル３３１Ａで構成される。
【００５１】
ノズル３３１Ｂ１、３３１Ｂ２、３３１Ａの構成（噴霧孔の径、水オリフィスの内径）は、全て同じである。
【００５２】
図１１に示すように、ヘッダー３４０は、水ヘッダー３４１と空気ヘッダー３４２とで構成されている。水ヘッダー３４１は、調整弁３４３を介して水ポンプ３４４に接続される。水ヘッダー３４１は、複数の水分岐管３４１ａを有しており、各水分岐管３４１ａは、各ノズル群３３０が有する複数のノズル３３１Ａに接続される。空気ヘッダー３４２は、調整弁３４５を介して空気ポンプ３４６に接続される。空気ヘッダー３４２は、複数の空気分岐管３４２ａを有しており、各空気分岐管３４２ａは、各ノズル群３３０が有する複数のノズル３３１Ａに接続される。
【００５３】
ヘッダー３５０は、水ヘッダー３５１と空気ヘッダー３５２とで構成されている。水ヘッダー３５１は、調整弁３５３を介して空気ポンプ３５４に接続される。水ヘッダー３５１は、複数の水分岐管３５１ａを有しており、各水分岐管３５１ａは、各ノズル群３３０が有するノズル３３１Ｂ１、３３１Ｂ２に接続される。空気ヘッダー３５２は、調整弁３５５を介して空気ポンプ３５６に接続される。空気ヘッダー３５２は、複数の空気分岐管３５２ａを有しており、各空気分岐管３５２ａは、各ノズル群３３０が有するノズル３３１Ｂ１、３３１Ｂ２に接続される。
【００５４】
ヘッダー３４０、３５０にそれぞれ供給される水量は、ノズル３３１Ｂ１、３３１Ｂ２の１本当たりの噴霧水量が、ノズル３３１Ａの１本当たりの噴霧水量よりも多くなるように設定される。したがって、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２は、範囲Ｓ１、Ｓ２の以外の範囲よりも強冷却される。
【００５５】
本実施形態の冷却装置３２０では、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２に配置されたノズル３３１Ｂ１、３３１Ｂ２が、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲に配置されたノズル３３１Ａと異なるヘッダーに接続されているため、ヘッダーに供給する水量を調整することで、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量を、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲の冷却水量よりも多くすることができる。つまり、ロール面との接触による抜熱量が少ない部位に対する冷却水量を増加させることができ、鋳片５０の幅方向の冷却を均一化することができる。したがって、軸受箱７ｂを通過した部位での凝固遅れを抑制でき、スラブの幅方向の中心偏析のバラツキを抑制することができる。
【００５６】
また、本実施形態では、追加の水量制御やポンプが必要となり、設備構成が複雑となるものの、ヘッダーに供給する水量等を調整することで、軸受箱のある幅方向範囲に設置されるノズルと、軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に設置されるノズルの水量比を任意に変更することができる。
【００５７】
また、本実施形態では、ヘッダー３４０、３５０に供給する水量等を調整するだけで、ノズル群の構成を変更しなくても、ノズル３３１Ｂとノズル３３１Ａの水量比を容易に変更することができる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施形態として、第１〜第３実施形態を説明したが、上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。
【００５９】
上記第１実施形態では、ノズル群３０は全て、同一ヘッダー４０に接続された複数のノズル３１で構成され、且つ、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲に配置されたノズル３１Ａよりも高水量のミストを噴霧可能に構成されたノズル３１Ｂが、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２に配置された構成となっているが、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量が、範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲の冷却水量よりも多くなる構成であれば、この構成に限定されない。
つまり、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１に配置された複数のノズル３１Ｂのうちの一部と、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ２に配置された複数のノズル３１Ｂのうちの一部が、それぞれ同群のノズル３１Ａよりも高水量のミストを噴霧可能に構成されていれば、他のノズル３１Ｂは、同群のノズル３１Ａと同じ構成であってもよい。
【００６０】
上記第２実施形態では、ノズル群２３０は全て、同一ヘッダー４０に接続された複数のノズル３１で構成され、且つ、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲に配置された２つのノズル２３１Ａよりも狭いピッチの２つのノズル２３１Ｂが、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２に配置された構成となっているが、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量が、範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲の冷却水量よりも多くなる構成であれば、この構成に限定されない。
つまり、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１に配置された複数のノズル３１Ｂのうちの一部と、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ２に配置された複数のノズル３１Ｂのうちの一部が、それぞれ同群のノズル３１Ａのピッチよりも狭いピッチで配置されていれば、他のノズル３１Ｂは、同群のノズル３１Ａと同じピッチでもよい。
【００６１】
上記第３実施形態では、ノズル群３３０は全て、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲に配置されたノズル３３１Ａと異なるヘッダーに接続されたノズル３３１Ｂが、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２に配置された構成となっているが、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量が、範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲の冷却水量よりも多くなる構成であれば、この構成に限定されない。
つまり、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１に配置された複数のノズル３１Ｂのうちの一部と、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ２に配置された複数のノズル３１Ｂのうちの一部が、それぞれ同群のノズル３１Ａと異なるヘッダーに接続されていれば、他のノズル３１Ｂは、同群のノズル３１Ａと同じヘッダーに接続されていてもよい。
【００６２】
上記第１〜第３実施形態では、鋳片幅方向に並んだノズルの本数は６〜９本であるが、この数に限定されるものではない。
【００６３】
上記第１実施形態では、冷却部２１が備える複数のノズル３１Ａは、全て同じ構成であるが、異なっていてもよい。例えば、複数のノズル３１Ａは、ノズル群３０ごとに噴霧水量が異なるように構成されていてもよい。
【００６４】
上記第１実施形態では、冷却部２１が備える複数のノズル３１Ｂは、全て同じ構成であるが、異なっていてもよい。例えば、複数のノズル３１Ｂは、ノズル群３０ごとに噴霧水量が異なるように構成されていてもよい。
【００６５】
上記第２および第３実施形態では、冷却部２２１、３２１が備える複数のノズル２３１、３３１は全て同じ構成であるが、異なっていてもよい。例えば、ノズル２３１Ｂ、３３１Ｂが、このノズル２３１Ｂ、３３１Ｂと同群のノズル２３１Ａ、３３１Ａより噴霧孔の径または水オリフィスの径が大きくてもよい。また、例えば、ノズル群２３０、３３０ごとに噴霧水量が異なるように構成されていてもよい。
【００６６】
上記第２実施形態では、ノズル２３１Ｂのピッチは、全て同じであるが、異なっていてもよい。
【００６７】
上記第２実施形態では、軸受箱７ｂがある幅方向範囲Ｓ１に、２本のノズル２３１Ｂ１が鋳片幅方向に並んで配置されているが、３本以上のノズル２３１Ｂ１が鋳片幅方向に並んで配置されていてもよい。
【００６８】
上記第１および３実施形態では、ノズル群３０、３３０を構成する複数のノズル３１、３３１は等間隔に配置されているが、この構成に限定されない。例えば、上記第２実形態と同様に、軸受箱７ｂのある幅方向範囲に、ノズル３１Ａ、３３１Ａのピッチよりも狭いピッチで、２本以上のノズル３１Ｂ、３３１Ｂを配置してもよい。この場合、鋳片幅方向に並んだ複数のノズル３１Ｂ（３３１Ｂ）のうちの一方が、同群のノズル３１Ａ（３３１Ａ）より高水量噴霧可能に構成（または異なるヘッダーに接続）されていれば）、他方のノズル３１Ｂ（３３１Ｂ）は同群のノズル３１Ａ（３３１Ａ）と同じ構成（または同一ヘッダーに接続）であってもよい。
【００６９】
上記第３実施形態では、１つの冷却部３２１の複数のノズル３３１Ａは、１つのヘッダー３４０に接続されているが、冷却部３２１のノズル３３１Ａが接続されるヘッダーの数は、２以上でもよい。例えば、ノズル群ごとに異なるヘッダーに接続されていてもよい。
【００７０】
上記第３実施形態では、１つの冷却部３２１の複数のノズル３３１Ｂは、１つのヘッダー３５０に接続されているが、冷却部３２１のノズル３３１Ｂが接続されるヘッダーの数は、２以上でよい。
【００７１】
第１および第２実施形態では、１つの冷却部は、ヘッダーを１つだけ有していないが、複数のヘッダーを有していてもよい。例えば、ノズル群ごとに異なるヘッダーに接続されていてもよい。
【００７２】
上記第１〜第３実施形態では、ヘッダーは冷却部ごとに設けられている。つまり、１つのヘッダー４０は、１つの冷却部のノズル群にのみ接続されているが、１つのヘッダーが複数の冷却部のノズル群に接続されていてもよい。
【００７３】
上記第１〜第３実施形態では、鋳型直下のロールスタンド４からメニスカス距離１５ｍの位置に配置されたロールスタンド４までのロールスタンド４に冷却部２１、２２１、３２１が配置されているが、メニスカス距離１５ｍの位置に配置されたロールスタンド４よりも下流側のロールスタンド４に、冷却部２１、２２１、３２１を設置してもよい。
【００７４】
上記第１〜第３実施形態では、鋳片５０の下側に設置される複数のノズル群およびヘッダーは、鋳片５０の上側に設置される複数のノズル群およびヘッダーと上下対称に構成されているが、上下対称でなくてもよい。
【００７５】
上記第１〜第３実施形態では、１つのロール対５を構成する２つのロール６の軸受箱７ｂは、左右対称な位置に配置されているが、対向する位置に配置されていてもよい。
【００７６】
また、上記第１〜第３実施形態では、鋳片５０の上側に設置されるロール６の軸受箱７ｂが存在する幅方向範囲と、鋳片５０の下側に配置されるロール６の軸受箱７ｂが存在する幅方向範囲とが同じであるが、異なっていてもよい。この場合、鋳片上側のロールの軸受箱のある範囲の冷却水量が多くなるように、鋳片上側に配置されるノズルとヘッダーを構成し、鋳片下側のロールの軸受箱のある範囲の冷却水量が多くなるように、鋳片下側に配置されるノズルとヘッダーを構成する。
【００７７】
上記実施形態では、ノズルには、噴霧孔３２ａを１つだけ有する１孔型のノズルチップ３２が用いられているが（図７参照）、２つ以上の孔を有するノズルチップを用いてもよい。
【００７８】
上記第１〜第３実施形態の連続鋳造機は、軸方向に２分割されたロール６が用いられているが、３分割以上されたロール６を用いてもよい。
【００７９】
上記第１〜第３実施形態の連続鋳造機は、分割位置が左右対称の２本の２分割型ロールを鋳造方向に交互に配置している。つまり、分割位置が１種類のロールのみを用いているが、分割位置の異なる複数種類のロールを用いてもよい。この場合、軸受箱のある幅方向範囲であっても、軸受箱の数が少ない場合には、強冷却の対象としなくてよい。具体的には例えば、メニスカス距離１５ｍの範囲について、任意の鋳片幅方向位置において、鋳造方向に並設されたロールの全本数に対する、その幅方向位置に軸受箱が存在する上ロールの本数の比率（軸受箱率）が０．２以下であれば、強冷却の対象としなくてよい。
【００８０】
上記第１〜第３実施形態は、垂直曲げ型の連続鋳造機に本発明の冷却装置２０を適用した一例であるが、曲げ型、または、垂直型の連続鋳造機に本発明を適用してもよい。
【実施例】
【００８１】
次に、本発明の具体的な実施例と比較例について説明する。なお、実施例１〜８および比較例１、２において、軸受箱のある範囲に先端が位置するノズルをノズルＢと称し、軸受箱のある範囲にに先端が位置しないノズルをノズルＡと称する。
【００８２】
＜実施例１＞
実施例１は、上述の第１実施形態の連続鋳造機（図１〜図８参照）と同様の構成の連続鋳造機を用いて、鋳片を鋳造した。ノズルＢは、噴霧孔の径と水オリフィスの径が同群のノズルＡよりも大きいものを用いており、同群のノズルＡ、Ｂが同じヘッダーに接続された場合に、ノズルＢが同群のノズルＡの２倍の水量を噴霧できるように構成した。ノズルＢの先端中心（噴霧孔の中心）は、軸受箱の端から２５ｍｍの位置に配置した。ノズルＢの１本当たりの噴霧水量ＷＢ、ノズルＡの１本当たりの噴霧水量ＷＡ、水量比ＷＢ／ＷＡ、ノズルＡのピッチは、表１に示す通りである。なお、水量比ＷＢ／ＷＡは、同じノズル群に属するノズルＡ、Ｂの水量比を示している。
【００８３】
【表１】
【００８４】
実施例１のその他の鋳造条件は下記の通りである。なお、下記の鋳造条件は実施例２〜８および比較例１、２も同じである。
【００８５】
・炭素濃度：０．１２ｍａｓｓ％
・鋳型の上端の鋳片厚み方向の開口幅：２９０ｍｍ
・鋳片幅：２１００ｍｍ
・鋳造速度：１．２ｍ／ｍｉｎ．
・鋳型直下から最下流ロールまでの比水量：１．２Ｌ／ｋｇ-ｓｔｅｅｌ
・鋳型直下のロールスタンドからメニスカス距離１５ｍの位置に配置されたロールスタンドまでのロールの径：１５０〜２９０ｍｍ
・鋳型直下のロールスタンドからメニスカス距離１５ｍの位置に配置されたロールスタンドまでのロールのピッチ：１８０〜３５５ｍｍ
・軸受箱（ロール両端の軸受箱を除く）の幅：２００ｍｍ
【００８６】
＜実施例２＞
実施例２は、ロールの分割位置と冷却装置のノズル群の構成が実施例１と異なっており、その他の構成が実施例１と同様である連続鋳造機を用いた。図１２に示すように、実施例２では、２本のノズルＢ（図１２中太線で表示）と４本のノズルＡ（図１２中細線で表示）とで構成されるノズル群と、７本のノズルＡ（図１２中細線で表示）のみで構成されるノズル群とを、鋳造方向に交互に配置した。ロールは、軸方向に約２対３に２分割されたものを用いた。ノズルＢの先端中心は、軸受箱の幅方向中央に配置した。表１に示すように、ノズルＢ、Ａの噴霧水量ＷＢ、ＷＡ、およびノズルＡのピッチは、実施例１と同じである。
【００８７】
＜実施例３＞
実施例３は、ロールの分割位置が実施例１と異なっており、その他の構成が実施例１と同様である連続鋳造機を用いた。図１３に示すように、実施例３では、２本のノズルＢ（図１３中太線で表示）と４本のノズルＡ（図１３中細線で表示）とで構成されるノズル群と、７本のノズルＡ（図１３中細線で表示）のみで構成されるノズル群とを、鋳造方向に交互に配置した。ロールは、軸方向に約４対５に２分割されたものを用いた。ノズルＢの先端中心は、軸受箱の端から２５ｍｍの位置に配置した。表１に示すように、ノズルＢ、Ａの噴霧水量ＷＢ、ＷＡおよびノズルＡのピッチは、実施例１と同じである。
【００８８】
＜実施例４＞
実施例４は、上述の第２実施形態の連続鋳造機（図９参照）と同様の構成の連続鋳造機を用いた。表１に示すように、ノズルＢのピッチを３００ｍｍ、ノズルＡのピッチを１００ｍｍとした。鋳片幅方向に隣接する２本のノズルＢの先端中心は、軸受箱の一端から２５ｍｍの位置と、軸受箱の他端から７５ｍｍの位置に配置した。ノズルＢ、Ａは同じ構成である。ノズルＢ、Ａの具体的な噴霧水量ＷＢ、ＷＡは上記表１に示す通りである。
【００８９】
＜実施例５＞
実施例５は、冷却装置のノズルＢの構成が実施例４と異なっており、その他の構成が実施例４と同様である連続鋳造機を用いた。ノズルＢは、噴霧孔の径と水オリフィスの径が同群のノズルＡよりも大きいものを用いており、同群のノズルＡ、Ｂが同じヘッダーに接続された場合に、ノズルＢが同群のノズルＡの１．５倍の水量を噴霧できるように構成した。ノズルＢ、Ａの具体的な噴霧水量ＷＢ、ＷＡは上記表１に示す通りである。
【００９０】
＜実施例６＞
実施例６は、上述の第３実施形態の連続鋳造機（図１０および図１１参照）と同様の構成の連続鋳造機を用いた。ノズルＢ、Ａを異なるヘッダーに接続し、各ヘッダーにそれぞれ供給される水量を、ノズルＢの１本当たりの噴霧水量が同群のノズルＡの１本当たりの噴霧水量の２倍となるように設定した。また、ノズルＢの先端中心は、軸受箱の端から２５ｍｍの位置に配置した。ノズルＢ、Ａの具体的な噴霧水量ＷＢ、ＷＡおよびノズルＡのピッチは上記表１に示す通りである。
【００９１】
＜実施例７＞
実施例７は、冷却装置のノズルＢの構成が実施例６と異なっており、その他の構成が実施例６と同様である連続鋳造機を用いた。ノズルＢは、噴霧孔の径と水オリフィスの径が同群のノズルＡよりも大きいものを用いた。そして、ノズルＢ、Ａに接続されるヘッダーにそれぞれ供給される水量を、ノズルＢ１本当たりの噴霧水量が同群のノズルＡ１本当たりの噴霧水量の２倍となるように設定した。ノズルＢ、Ａの具体的な噴霧水量ＷＢ、ＷＡおよびノズルＡのピッチは上記表１に示す通りである。
【００９２】
＜実施例８＞
実施例８は、ロールの分割位置と冷却装置のノズル群の構成が実施例６と異なっており、その他の構成が実施例６と同様である連続鋳造機を用いた。実施例８のノズル群の構成は、実施例２と同様（図１２参照）と同様である。また、ノズルＢは、実施例７と同様に、噴霧孔の径と水オリフィスの径がノズルＡよりも大きいものを用いた。そして、ノズルＢ、Ａに接続されるヘッダーにそれぞれ供給される水量を、ノズルＢ１本当たりの噴霧水量がノズルＡ１本当たりの噴霧水量の２倍となるように設定した。ノズルＢ、Ａの具体的な噴霧水量ＷＢ、ＷＡおよびノズルＡのピッチは上記表１に示す通りである。
【００９３】
＜比較例１＞
比較例１は、ノズルＢの構成が実施例１と異なっており、その他の構成が実施例１と同様である連続鋳造機を用いた。ノズルＢは、ノズルＡと同じ構成のものを用いた。ノズルＢ、Ａの具体的な噴霧水量ＷＢ、ＷＡおよびノズルＡのピッチは上記表１に示す通りである。
【００９４】
＜比較例２＞
比較例２は、ノズルＢ、Ａの構成が実施例１と異なっており、その他の構成が実施例１とほぼ同様である連続鋳造機を用いた。図１４に示すように、ノズルＡのうち、軸受箱のある範囲に近接して配置されたノズルＡ１（図１４中黒丸で表示）は、他のノズルＡ２（図１４中細線の白丸で表示）の２倍の水量を噴霧可能に構成されたものを用いた。また、ノズルＢ（図１４中太線で表示）は、ノズルＡ２と同じ構成のものを用いた。ノズルＡ１、Ａ２、Ｂの１本当たりの噴霧水量およびノズルＡのピッチは、表１に示す通りである。
【００９５】
実施例１〜８および比較例１、２で鋳造された鋳片の中心偏析を以下の方法で調べた。
【００９６】
第１に、鋳片を長手方向に対して垂直に切断した。第２に、Φ５ｍｍのドリル刃を用いて、該切断面を腐食させて現れた中心偏析痕に沿って１０ｍｍ間隔で深さ２０ｍｍ程度穿孔し、複数の切粉試料を採取した。第３に、上記第２で得られた切粉試料の炭素含有量Ｃ[ｗｔ％]を燃焼赤外線吸収法により測定した。第４に、上記第３で測定した複数の切粉試料の炭素含有量Ｃのうち最も高い値をＣＭＡＸ［ｗｔ％］として記録した。第５に、同断面で、鋳片表面から鋳片の厚みの１／４だけ内側の位置（中心偏析が存在しない部位）で、上記第２と同様の方法で切粉試料を採取した。第６に、上記第５で得られた切粉試料の炭素含有量Ｃ０[ｗｔ％]を測定し、上記第４で記録されたＣＭＡＸ[ｗｔ％]との比ＣＭＡＸ/Ｃ０を算出した。その結果を表１に示した。
【００９７】
ＣＭＡＸ／Ｃ０が１．１以下だった試験を「○」と、ＣＭＡＸ／Ｃ０が１．２を超えた試験を「×」と評価した。なお、ＣＭＡＸ／Ｃ０が１．１以下であれば、実用上、品質に問題がない最終製品を製造することができる。
【００９８】
表１に示すように、実施例１〜８ではＣＭＡＸ／Ｃ０が、１．１以下であって、中心偏析のバラツキが抑制されている。また、比較例１、２ではＣＭＡＸ／Ｃ０が、１．１を超えており、中心偏析のバラツキが大きくなっている。
【符号の説明】
【００９９】
１ 連続鋳造機
４ ロールスタンド
５ ロール対
６ ロール
７ａ、７ｂ 軸受箱
２０ 冷却装置
２１ 冷却部
３０、２３０、３３０ ノズル群
３１、２３１、３３１ ノズル
３１Ａ、２３１Ａ、３３１Ａ 軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に配置されたノズル
３１Ｂ１、３１Ｂ２、２３１Ｂ１、２３１Ｂ２、３３１Ｂ１、３３１Ｂ２ 軸受箱のある幅方向範囲に配置されたノズル
３２ ノズルチップ
３３ 混合部
４０、３４０、３５０ ヘッダー
４１、３４１、３５１ 水ヘッダー
４２、３４２、３５２ 空気ヘッダー
５０ 鋳片
Ｓ１、Ｓ２ 軸受箱のある幅方向範囲
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼のスラブ用の連続鋳造機に用いられる鋳片を冷却するための冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造機は、鋳造方向に沿って並設され、鋳片を鋳造方向の下流側に送る複数のロール対と、鋳造経路を通過する鋳片に冷却水を噴霧する複数のノズルを有する冷却装置を備えている（例えば、特許文献１参照）。鋳造経路を通過する鋳片は、主に、ロール面との接触による抜熱と、ミスト冷却による抜熱によって冷却される。また、各ロールは、撓みの抑制と軸受への負担の軽減のために、軸方向に２〜４分割されるとともにその分割位置で軸受箱に支持された分割型ロールが用いられている場合が多い。この軸受箱は鋳片と接触しないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４８１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、分割型ロールを用いた場合、軸受箱は鋳片と接触しないため、鋳片において、軸受箱を通過した部位は、ロール面との接触による抜熱がないため、抜熱総量が他の部位よりも少なくなる。そのため、軸受箱を通過した部位で凝固遅れが生じて、その結果、凝固が遅れている部分の中心偏析が悪化して、幅方向の中心偏析にバラツキが生じてしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、軸受箱に起因する凝固遅れ部を強冷却して、幅方向について凝固完了位置のバラツキを抑制して、中心偏析のバラツキを低減することができる連続鋳造機の冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
第１の発明のスラブ幅方向の中心偏析のバラツキを抑制する連続鋳造機の冷却装置は、鋼のスラブの連続鋳造機に用いられる冷却装置であって、鋳片を挟んで対向配置される２つのロールでそれぞれ構成され且つ鋳造方向に沿って並設された複数のロール対を備え、各ロールが鋳片幅方向に２〜４分割されると共に分割位置で軸受箱に支持されているロールスタンドに設置され、鋳片幅方向に並設され且つミストを噴霧可能な複数のノズルでそれぞれ構成されており、鋳造方向に隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群を備え、前記複数のノズル群は、同一ヘッダーに接続された複数のノズルで構成され、且つ、前記軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に先端が位置しているノズルよりも高水量のミストを噴霧可能に構成されたノズルの先端が、前記軸受箱のある幅方向範囲に位置しているノズル群を含むことを特徴とする。
【０００７】
この構成によると、軸受箱のある幅方向範囲に配置されたノズルが、軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に配置され且つ同一ヘッダーに接続された同群のノズルよりも高水量を噴霧可能に構成されているため、軸受箱のある幅方向範囲の冷却水量を、軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲の冷却水量よりも多くすることができる。つまり、ロール面との接触による抜熱量が少ない部位に対する冷却水量を増加させることができ、鋳片の幅方向の冷却を均一化することができる。したがって、軸受箱を通過した部位での凝固遅れを抑制でき、スラブの幅方向の中心偏析のバラツキを抑制することができる。
また、消耗品であるノズルの混合部またはノズルチップを交換するだけで実施できるため、追加の水量制御やポンプが不要であり、シンプルな設備構成で中心偏析のバラツキを抑制できる。
【０００８】
第２の発明のスラブ幅方向の中心偏析のバラツキを抑制する連続鋳造機の冷却装置は、鋼のスラブの連続鋳造機に用いられる冷却装置であって、鋳片を挟んで対向配置される２つのロールでそれぞれ構成され且つ鋳造方向に沿って並設された複数のロール対を備え、各ロールが鋳片幅方向に２〜４分割されると共に分割位置で軸受箱に支持されているロールスタンドに設置され、鋳片幅方向に並設され且つミストを噴霧可能な複数のノズルでそれぞれ構成されており、鋳造方向に隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群を備え、前記複数のノズル群は、同一ヘッダーに接続された複数のノズルで構成され、且つ、前記軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に先端が位置している２つのノズルよりも狭いピッチで配列された２つのノズルの先端が、前記軸受箱のある幅方向範囲に位置しているノズル群を含むことを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、軸受箱のある幅方向範囲に配置された２つのノズルのピッチが、軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に配置され且つ同一ヘッダーに接続された同群の２つのノズルのピッチよりも狭いため、軸受箱のある幅方向範囲の冷却水量を、軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲の冷却水量よりも多くすることができる。つまり、ロール面との接触による抜熱量が少ない部位に対する冷却水量を増加させることができ、鋳片の幅方向の冷却を均一化することができる。
したがって、軸受箱を通過した部位での凝固遅れをを抑制でき、スラブの幅方向の中心偏析のバラツキを抑制することができる。
また、ヘッダーの構成を変更するだけで実施できるため、追加の水量制御やポンプが不要であり、シンプルな設備構成で中心偏析のバラツキを抑制できる。
【００１０】
第３の発明のスラブ幅方向の中心偏析のバラツキを抑制する連続鋳造機の冷却装置は、鋼のスラブの連続鋳造機に用いられる冷却装置であって、鋳片を挟んで対向配置される２つのロールでそれぞれ構成され且つ鋳造方向に沿って並設された複数のロール対を備え、各ロールが鋳片幅方向に２〜４分割されると共に分割位置で軸受箱に支持されているロールスタンドに設置され、鋳片幅方向に並設され且つミストを噴霧可能な複数のノズルでそれぞれ構成されており、鋳造方向に隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群を備え、前記複数のノズル群は、前記軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に先端が位置しているノズルと異なるヘッダーに接続されたノズルの先端が、前記軸受箱のある幅方向範囲に位置しているノズル群を含むことを特徴とする。
【００１１】
この構成によると、軸受箱のある幅方向範囲に配置されたノズルが、軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に配置された同群のノズルと異なるヘッダーに接続されているため、ヘッダーに供給する水量を調整することで、軸受箱のある幅方向範囲の冷却水量を、軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲の冷却水量よりも多くすることができる。つまり、ロール面との接触による抜熱量が少ない部位に対する冷却水量を増加させることができ、鋳片の幅方向の冷却を均一化することができる。したがって、軸受箱を通過した部位での凝固遅れをを抑制でき、スラブの幅方向の中心偏析のバラツキを抑制することができる。
本発明では、追加の水量制御やポンプが必要となり設備構成が複雑となるものの、ヘッダーに供給する水量等を調整することで、軸受箱のある幅方向範囲に設置されるノズルと、軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に設置されるノズルの水量比を任意に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷却装置を備える連続鋳造機を模式的に示した図である。
【図２】図１の連続鋳造機の一部分を示す図である。
【図３】図２に示すロールスタンドを鋳造方向下流側から見た図である。
【図４】図３のIＶ−IＶ線断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図２に示すロールスタンドに設置される冷却部のヘッダーの構成を示す図である。
【図７】ノズルチップを２方向から見た図である。
【図８】ノズルの混合部を３方向から見た図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る冷却装置を備える連続鋳造機の図４に相当する図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る冷却装置を備える連続鋳造機の図４に相当する図である。
【図１１】第３実施形態の冷却装置のヘッダーの構成を示す図である。
【図１２】実施例２、８の連続鋳造機を示す図である。
【図１３】実施例３の連続鋳造機を示す図である。
【図１４】比較例２の連続鋳造機を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態の連続鋳造機１について説明する。本実施形態の連続鋳造機１は、厚板または薄板鋼板向け素材であるスラブを製造するための連続鋳造機１である。図１に示すように、連続鋳造機１は、浸漬ノズル２を介して溶鋼が注湯される矩形状の鋳型３と、鋳型３の直下から鋳造経路Ｑに沿って並設された複数のロール対５と、鋳造経路Ｑを通過する鋳片５０を冷却する冷却装置２０（図６参照）とを備えている。ロール対５は、鋳片５０を挟んで対向配置される２つのロール６で構成される。また、ロール６には、駆動力を持たずスラブを支持するためのフリーロールと、スラブの支持及び引き抜きのための駆動ロールの２種類が存在する。冷却装置２０は、鋳片５０に対してミストを噴霧する複数のノズル３１と、複数のノズル３１に水と空気をそれぞれ供給するヘッダー４０とを有する。
【００１４】
本実施形態の連続鋳造機１は、垂直曲げ型の連続鋳造機であって、鋳造経路Ｑは、鋳型の直下からほぼ鉛直下方に延びる垂直領域と、緩やかに湾曲する曲げ領域と、ほぼ水平に延びる水平領域とを有している。
【００１５】
この連続鋳造機１では、鋳型３へ注湯された溶鋼が鋳型３によって冷却（一次冷却）されることで、凝固シェル５０ａが形成される。これにより、外側に凝固シェル５０ａを有し、内部に未凝固部５０ｂを有する鋳片５０が形成される。鋳型３内の鋳片５０は、ロール対５によって鋳型３から引き抜かれて、鋳造経路Ｑの下流側に送られながら、ノズル３１から噴射されるミストによって冷却（二次冷却）される。鋳造経路Ｑを通過する鋳片５０の内部では、凝固シェル５０ａが鋳片５０の中心に向かって徐々に凝固成長していき、最終的に、内部まで完全に凝固した鋳片５０が形成される。
【００１６】
本実施形態の連続鋳造機１での鋳造速度（鋳片の引抜き速度）は、例えば０．７０〜１．３０[ｍ／ｍｉｎ．]である。また、鋳型３の直下から最下流ロールまでの区間の比水量（鋳片単位重量当たりに使用する冷却水量）は、０．５〜１．５[Ｌ／ｋｇ-ｓｔｅｅｌ]である。なお、比水量は、単位時間当たりの冷却水量[Ｌ／ｍｉｎ．]を、単位時間当たりの鋳造鋳片重量[ｋｇ／ｍｉｎ．]で除することで算出される。また、鋳型直下から最下流ロールまでの区間において、鋳片５０の上面に対する冷却水量と、鋳片の下面に対する冷却水量との比は、１：０．５〜２．２である。
【００１７】
連続鋳造機１は、複数のロールスタンド４を備えており、図２に示すように、ロール対５は、複数対ごとにロールスタンド４に設けられている。なお、図２は、鋳造経路Ｑの水平領域に設置されるロールスタンド４を示している。鋳造経路Ｑの鉛直領域と曲げ領域に設置されるロールスタンドも、図２に示すロールスタンド４とほぼ同様の構成である。
【００１８】
図３に示すように、ロールスタンド４は、鋳片５０の上側に配置されるロール６を支持する上フレーム８と、鋳片５０の下側に配置されるロール６を支持する下フレーム９と、上下フレーム８、９を連結すると共に、上フレーム８を下フレーム９に対して上下方向に移動させるシリンダー１０とを備えている。
【００１９】
各ロール６の両端は、軸受けを介して軸受箱７ａに支持されている。また、ロール６は、軸方向（鋳片幅方向）に２分割されており、その分割位置で軸受けを介して軸受箱７ｂに支持されている。このような分割型のロールを用いることにより、ロール６の撓みを抑制できると共に、軸受への負担を軽減できる。また、軸受箱７ｂは、鋳片５０と接触しないように、ロール面よりも鋳片５０から離れている。
【００２０】
本実施形態では、軸受箱７ｂは、ロール６を軸方向に約２対５に２分割するような位置に配置されている。また、図４に示すように、鋳片５０の下側に配置される複数のロール６の軸受箱７ｂは、千鳥状に配列している。つまり、軸受箱７ｂは、ロール１本おきに、鋳片幅方向について同じ位置に配置されている。本実施形態では、鋳型直下から最下流までの区間において、鋳片５０の下側に配置される全てのロール６のうちの大部分（具体的にはフリーロール）の軸受箱７ｂが、図４と同様の千鳥状配列となっている。
【００２１】
また、１つのロール対５を構成する２つのロール６の軸受箱７ｂは、左右対称な位置に配置されている（図３参照）。したがって、図示は省略するが、鋳片５０の上側に配置されるロール６の軸受箱７ｂがある幅方向範囲は、鋳片５０の下側に配置されるロール６の軸受箱７ｂがある幅方向範囲と同じである。また、鋳型直下から最下流までの区間において、鋳片５０の上側に配置される全てのロール６のうちの大部分（具体的にはフリーロール）の軸受箱７ｂは、千鳥状配列となっている。
【００２２】
次に、冷却装置２０の詳細について説明する。
冷却装置２０は、複数のロールスタンド４にそれぞれ設置された複数の冷却部で構成される。冷却装置２０が備える複数の冷却部のうち、鋳型直下のロールスタンド４からメニスカス距離１５ｍの位置に配置されたロールスタンド４までの複数のロールスタンド４に設置される冷却部を、冷却部２１とする。なお、メニスカス距離とは、鋳型３内に収容されている溶鋼の湯面の位置を起点とし、鋳造経路Ｑに沿った距離である。
【００２３】
図２に示すように、冷却部２１は、鋳片５０の下側に配置された複数のノズル３１と、鋳片５０の上側に配置された複数のノズル３１を有する。なお、図３は、ノズル３１を省略して表示している。図４に示すように、ノズル３１は、隣接するロール間において、鋳片幅方向に等間隔に並んで配置されている。図４は、鋳片５０の下側に配置されたノズル３１を表示している。図示は省略するが、鋳片５０の上側に配置されたノズル３１も同様に配置されている。鋳片幅方向に並列する複数のノズル３１がノズル群３０を構成している。したがって、冷却部２１は、鋳片５０の下側において隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群３０と、鋳片５０の上側において隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群３０とを有する。
【００２４】
また、図５および図６に示すように、冷却部２１は、鋳片５０の下側に配置される複数のノズル群３０に接続されるヘッダー４０と、鋳片５０の上側に配置される複数のノズル群３０に接続されるヘッダー４０とを有する。
【００２５】
本実施形態では、鋳片５０の下側の複数のノズル群３０およびヘッダー４０と、鋳片５０の上側の複数のノズル群３０およびヘッダー４０とは、上下対称で且つ左右対称に構成されている。そのため、以下、鋳片５０の下側のノズル群３０およびヘッダー４０について説明し、鋳片５０の上側のノズル群３０およびヘッダー４０の説明を省略する。
【００２６】
図６に示すように、ヘッダー４０は、ノズル３１に水を供給する水ヘッダー４１と、ノズル３１に空気を供給する空気ヘッダー４２とで構成されている。水ヘッダー４１は、調整弁４３を介して水ポンプ４４に接続される。水ヘッダー４１は、複数の水分岐管４１ａを有しており、各水分岐管４１ａは、各ノズル群３０を構成する複数のノズル３１に接続される。また、空気ヘッダー４２は、調整弁４５を介して空気ポンプ４６に接続される。空気ヘッダー４２は、複数の空気分岐管４２ａを有しており、各空気分岐管４２ａは、各ノズル群３０を構成する複数のノズル３１に接続される。
【００２７】
図４に示すように、各ノズル群３０は、鋳片幅方向に等間隔に並んだ６本または７本のノズル３１で構成される。６本のノズル３１を有するノズル群３０と、７本のノズル３１を有するノズル群３０とは、鋳造方向に交互に配置されている。
【００２８】
図４に示すように、軸受箱７ｂが存在する幅方向範囲を図４中左側から順にＳ１、Ｓ２とする。また、冷却部２１が有する複数のノズル３１のうち、範囲Ｓ１にその先端が位置するノズル３１をノズル３１Ｂ１とし、範囲Ｓ２にその先端が位置するノズル３１をノズル３１Ｂ２とし、範囲Ｓ１、Ｓ２にその先端が位置しないノズル３１をノズル３１Ａとする。範囲Ｓ１にノズル３１の先端が位置するとは、範囲Ｓ１にノズル３１の後述する噴霧孔３２ａの中心が位置することをいう。図４および図６では、ノズル３１Ｂ１、３１Ｂ２を太線で表示し、ノズル３１Ａを細線で表示している。各ノズル群３０は、１本のノズル３１Ｂ１と、１本のノズル３１Ｂ２と、４本または５本のノズル３１Ａで構成される。以下の説明において、ノズル３１Ｂ１、ノズル３１Ｂ２をまとめてノズル３１Ｂと称する場合がある。
【００２９】
図５に示すように、ノズル３１は、ミストを噴霧するノズルチップ３２と、水と空気とを混合する混合部３３とを有する。図７に示すように、ノズルチップ３２は、噴霧孔３２ａを１つだけ有する１孔型のノズルチップである。図８に示すように、混合部３３は、水ヘッダー４１の水分岐管４１ａから供給される水と、空気ヘッダー４２の空気分岐管４２ａから供給される空気とを混合するためのものであって、混合部３３は、水が通過する水オリフィス３４と、空気が通過する空気オリフィス３５とを有する。
【００３０】
ノズル３１Ｂ１とノズル３１Ｂ２は同じ構成である。ノズル３１Ｂ（３１Ｂ１、３１Ｂ２）の水オリフィス３４の内径は、ノズル３１Ａの水オリフィス３４の内径よりも大きい。また、ノズル３１Ｂの噴霧孔３２ａの径は、ノズル３１Ａの噴霧孔３２ａの径よりも大きい。冷却部２１のノズル３１は全て同じヘッダー４０に接続されているため、ノズル３１Ｂは、同群のノズル３１Ａよりも高水量のミストを噴霧する。
【００３１】
また、冷却装置２０が備える複数の冷却部のうち、冷却部２１よりも下流側に配置される冷却部は、各ノズル群を構成する複数のノズル３１の構成が全てノズル３１Ａと同じである。この冷却部のその他の構成は、冷却部２１と同様である。
【００３２】
鋳造経路Ｑを通過する鋳片５０は、主に、ロール面との接触による抜熱と、ミスト冷却による抜熱によって冷却される。軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２では、鋳片５０のロール面との接触による抜熱量が、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲よりも少なくなる。
【００３３】
本実施形態の冷却装置２０では、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２に配置されたノズル３１Ｂ１、３１Ｂ２が、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲に配置され且つ同一ヘッダーに接続されたノズル３１Ａよりも高水量を噴霧可能に構成されているため、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量を、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲の冷却水量よりも多くすることができる。つまり、ロール面との接触による抜熱量が少ない部位に対する冷却水量を増加させることができ、鋳片５０の幅方向の冷却を均一化することができる。したがって、軸受箱７ｂを通過した部位での凝固遅れを抑制でき、スラブの幅方向の中心偏析のバラツキを抑制することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、消耗品であるノズルチップ３２および混合部３３を交換するだけで実施できるため、追加の水量制御やポンプが不要であり、シンプルな設備構成で中心偏析のバラツキを抑制できる。
【００３５】
また、鋳片冷却時の総熱抵抗θは、凝固シェル５０ａの熱伝達係数をλ、ロール接触とミストによる鋳片表面の熱伝達係数をｈとすると、θ＝（Ｄ／λ）＋（１／ｈ）で表される。メニスカス距離が１５ｍ以下の領域では、凝固シェル５０ａの厚みＤが薄いため、鋳片５０からの抜熱に対しては、凝固シェル５０ａの熱伝達抵抗（Ｄ／λ）よりも、鋳片５０表面の熱伝達抵抗（１／ｈ）が支配的となる。一方、メニスカス距離が１５ｍを超える領域では、凝固シェル５０ａの厚みが厚くなるため、鋳片からの抜熱に対しては、鋳片表面の熱伝達抵抗（１／ｈ）よりも、凝固シェル５０ａの熱伝達抵抗（Ｄ／λ）が支配的となる。そのため、メニスカス距離が１５ｍを超える領域では、鋳片表面の熱伝達抵抗の変化（ロール接触とミストによる抜熱量の変化）は、凝固遅れにほとんど影響を及ぼさない。
【００３６】
したがって、メニスカス距離が１５ｍ以下の領域において、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量を、範囲Ｓ１、Ｓ２以外の冷却水量よりも多くすることにより、充分に中心偏析のバラツキを抑制することができる。
また、メニスカス距離が１５ｍを超える領域においては、冷却水量を幅方向に関して制御することは不要であり、範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量を増加させて無駄に水量を多くする必要がない。
【００３７】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態の連続鋳造機について説明する。但し、前記第１実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
【００３８】
図９に示すように、本実施形態の連続鋳造機の冷却装置２２０は、鋳型直下のロールスタンド４からメニスカス距離１５ｍの位置に配置されたロールスタンド４までの複数のロールスタンド４に配置される冷却部２２１のノズル群の構成が、第１実施形態と異なっており、その他の構成は第１実施形態と同じである。
【００３９】
冷却部２２１は、鋳片５０の下側に配置される複数のノズル群２３０と、鋳片５０の上側に配置される、複数のノズル群２３０と上下対称に構成された複数のノズル群２３０とを有する。以下、ノズル群２３０について説明し、鋳片５０の上側に配置されるノズル群の説明は省略する。
【００４０】
ノズル群２３０は、鋳片幅方向に並んだ８本または９本のノズル２３１で構成される。８本のノズル３１を有するノズル群２３０と、９本のノズル３１を有するノズル群２３０とは、鋳造方向に交互に配置されている。
【００４１】
冷却部２２１が有する複数のノズル２３１のうち、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１に、その先端が位置するノズル２３１をノズル２３１Ｂ１とし、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ２に、その先端が位置するノズル２３１をノズル２３１Ｂ２とし、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２に、その先端が位置しないノズル２３１をノズル２３１Ａとする。なお、図９では、ノズル２３１Ｂ１、２３１Ｂ２を太線で表示し、ノズル２３１Ａを細線で表示している。各ノズル群２３０は、２本のノズル２３１Ｂ１と、２本のノズル２３１Ｂ２と、４本または５本のノズル２３１Ａで構成される。
【００４２】
ノズル２３１Ｂ１、２３１Ｂ２、２３１Ａの構成（噴霧孔の径、水オリフィスの内径）は、全て同じである。また、冷却部２２１のノズル２３１は全て同じヘッダー４０に接続されているため、同群のノズル２３１Ｂ１、２３１Ｂ２、２３１Ａの１本当たりの噴霧水量は全て同じである。
【００４３】
また、各ノズル群２３０において、範囲Ｓ１に配置される２本のノズル２３１Ｂ１のピッチ（噴霧孔３２ａの中心の間隔）は、鋳片幅方向に隣接する２本のノズル２３１Ａのピッチよりも狭くなっている。また、各ノズル群２３０において、範囲Ｓ１に配置される２本のノズル２３１Ｂ２のピッチは、ノズル２３１Ｂ１のピッチと同じであって、ノズル２３１Ａのピッチよりも狭くなっている。したがって、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量は、範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲の冷却水量よりも多くなる。言い換えると、範囲Ｓ１、Ｓ２は、範囲Ｓ１、Ｓ２の以外の範囲よりも強冷却される。
【００４４】
本実施形態の冷却装置２２０では、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２に配置された２つのノズル２３１Ｂのピッチが、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲に配置され且つ同一ヘッダーに接続された２つのノズル２３１Ａのピッチよりも狭いため、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量を、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲の冷却水量よりも多くすることができる。つまり、ロール面との接触による抜熱量が少ない部位に対する冷却水量を増加させることができ、鋳片５０の幅方向の冷却を均一化することができる。したがって、軸受箱７ｂを通過した部位での凝固遅れを抑制でき、スラブの幅方向の中心偏析のバラツキを抑制することができる。
【００４５】
また、ヘッダーの構成を変更するだけで実施できるため、追加の水量制御やポンプが不要であり、シンプルな設備構成で中心偏析のバラツキを抑制できる。
【００４６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態の連続鋳造機について説明する。但し、前記第１実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
【００４７】
図１０および図１１に示すように、本実施形態の連続鋳造機の冷却装置３２０は、鋳型直下のロールスタンド４からメニスカス距離１５ｍの位置に配置されたロールスタンド４までの複数のロールスタンド４に配置される冷却部３２１のノズル群とヘッダーの構成が、第１実施形態と異なっており、その他の構成は第１実施形態と同じである。
【００４８】
冷却部３２１は、鋳片５０の下側に配置される複数のノズル群３３０および２つのヘッダー３４０、３５０と、鋳片５０の上側に配置され、複数のノズル群２３０と上下対称に構成された複数のノズル群および２つのヘッダー（図示省略）とを有する。以下、ノズル群３３０およびヘッダー３４０、３５０について説明し、鋳片５０の上側に配置されるノズル群およびヘッダーの説明は省略する。
【００４９】
ノズル群３３０は、鋳片幅方向に等間隔に並んだ６本または７本のノズル３３１で構成される。６本のノズル３３１を有するノズル群３３０と、７本のノズル３３１を有するノズル群３３０とは、鋳造方向に交互に配置されている。
【００５０】
図１０に示すように、冷却部３２１が有する複数のノズル３３１のうち、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１に、その先端が位置するノズル３３１をノズル３３１Ｂ１とし、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ２に、その先端が位置するノズル３３１をノズル３３１Ｂ２とし、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２に、その先端が位置しないノズル３３１をノズル３３１Ａとする。なお、図１０および図１１では、ノズル３３１Ｂ１、３３１Ｂ２を太線で表示し、ノズル３３１Ａを細線で表示している。各ノズル群３３０は、１本のノズル３３１Ｂ１と、１本のノズル３３１Ｂ２と、４本または５本のノズル３３１Ａで構成される。
【００５１】
ノズル３３１Ｂ１、３３１Ｂ２、３３１Ａの構成（噴霧孔の径、水オリフィスの内径）は、全て同じである。
【００５２】
図１１に示すように、ヘッダー３４０は、水ヘッダー３４１と空気ヘッダー３４２とで構成されている。水ヘッダー３４１は、調整弁３４３を介して水ポンプ３４４に接続される。水ヘッダー３４１は、複数の水分岐管３４１ａを有しており、各水分岐管３４１ａは、各ノズル群３３０が有する複数のノズル３３１Ａに接続される。空気ヘッダー３４２は、調整弁３４５を介して空気ポンプ３４６に接続される。空気ヘッダー３４２は、複数の空気分岐管３４２ａを有しており、各空気分岐管３４２ａは、各ノズル群３３０が有する複数のノズル３３１Ａに接続される。
【００５３】
ヘッダー３５０は、水ヘッダー３５１と空気ヘッダー３５２とで構成されている。水ヘッダー３５１は、調整弁３５３を介して空気ポンプ３５４に接続される。水ヘッダー３５１は、複数の水分岐管３５１ａを有しており、各水分岐管３５１ａは、各ノズル群３３０が有するノズル３３１Ｂ１、３３１Ｂ２に接続される。空気ヘッダー３５２は、調整弁３５５を介して空気ポンプ３５６に接続される。空気ヘッダー３５２は、複数の空気分岐管３５２ａを有しており、各空気分岐管３５２ａは、各ノズル群３３０が有するノズル３３１Ｂ１、３３１Ｂ２に接続される。
【００５４】
ヘッダー３４０、３５０にそれぞれ供給される水量は、ノズル３３１Ｂ１、３３１Ｂ２の１本当たりの噴霧水量が、ノズル３３１Ａの１本当たりの噴霧水量よりも多くなるように設定される。したがって、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２は、範囲Ｓ１、Ｓ２の以外の範囲よりも強冷却される。
【００５５】
本実施形態の冷却装置３２０では、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２に配置されたノズル３３１Ｂ１、３３１Ｂ２が、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲に配置されたノズル３３１Ａと異なるヘッダーに接続されているため、ヘッダーに供給する水量を調整することで、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量を、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲の冷却水量よりも多くすることができる。つまり、ロール面との接触による抜熱量が少ない部位に対する冷却水量を増加させることができ、鋳片５０の幅方向の冷却を均一化することができる。したがって、軸受箱７ｂを通過した部位での凝固遅れを抑制でき、スラブの幅方向の中心偏析のバラツキを抑制することができる。
【００５６】
また、本実施形態では、追加の水量制御やポンプが必要となり、設備構成が複雑となるものの、ヘッダーに供給する水量等を調整することで、軸受箱のある幅方向範囲に設置されるノズルと、軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に設置されるノズルの水量比を任意に変更することができる。
【００５７】
また、本実施形態では、ヘッダー３４０、３５０に供給する水量等を調整するだけで、ノズル群の構成を変更しなくても、ノズル３３１Ｂとノズル３３１Ａの水量比を容易に変更することができる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施形態として、第１〜第３実施形態を説明したが、上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。
【００５９】
上記第１実施形態では、ノズル群３０は全て、同一ヘッダー４０に接続された複数のノズル３１で構成され、且つ、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲に配置されたノズル３１Ａよりも高水量のミストを噴霧可能に構成されたノズル３１Ｂが、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２に配置された構成となっているが、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量が、範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲の冷却水量よりも多くなる構成であれば、この構成に限定されない。
つまり、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１に配置された複数のノズル３１Ｂのうちの一部と、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ２に配置された複数のノズル３１Ｂのうちの一部が、それぞれ同群のノズル３１Ａよりも高水量のミストを噴霧可能に構成されていれば、他のノズル３１Ｂは、同群のノズル３１Ａと同じ構成であってもよい。
【００６０】
上記第２実施形態では、ノズル群２３０は全て、同一ヘッダー４０に接続された複数のノズル３１で構成され、且つ、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲に配置された２つのノズル２３１Ａよりも狭いピッチの２つのノズル２３１Ｂが、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２に配置された構成となっているが、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量が、範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲の冷却水量よりも多くなる構成であれば、この構成に限定されない。
つまり、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１に配置された複数のノズル３１Ｂのうちの一部と、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ２に配置された複数のノズル３１Ｂのうちの一部が、それぞれ同群のノズル３１Ａのピッチよりも狭いピッチで配置されていれば、他のノズル３１Ｂは、同群のノズル３１Ａと同じピッチでもよい。
【００６１】
上記第３実施形態では、ノズル群３３０は全て、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲に配置されたノズル３３１Ａと異なるヘッダーに接続されたノズル３３１Ｂが、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２に配置された構成となっているが、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１、Ｓ２の冷却水量が、範囲Ｓ１、Ｓ２以外の範囲の冷却水量よりも多くなる構成であれば、この構成に限定されない。
つまり、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ１に配置された複数のノズル３１Ｂのうちの一部と、軸受箱７ｂのある幅方向範囲Ｓ２に配置された複数のノズル３１Ｂのうちの一部が、それぞれ同群のノズル３１Ａと異なるヘッダーに接続されていれば、他のノズル３１Ｂは、同群のノズル３１Ａと同じヘッダーに接続されていてもよい。
【００６２】
上記第１〜第３実施形態では、鋳片幅方向に並んだノズルの本数は６〜９本であるが、この数に限定されるものではない。
【００６３】
上記第１実施形態では、冷却部２１が備える複数のノズル３１Ａは、全て同じ構成であるが、異なっていてもよい。例えば、複数のノズル３１Ａは、ノズル群３０ごとに噴霧水量が異なるように構成されていてもよい。
【００６４】
上記第１実施形態では、冷却部２１が備える複数のノズル３１Ｂは、全て同じ構成であるが、異なっていてもよい。例えば、複数のノズル３１Ｂは、ノズル群３０ごとに噴霧水量が異なるように構成されていてもよい。
【００６５】
上記第２および第３実施形態では、冷却部２２１、３２１が備える複数のノズル２３１、３３１は全て同じ構成であるが、異なっていてもよい。例えば、ノズル２３１Ｂ、３３１Ｂが、このノズル２３１Ｂ、３３１Ｂと同群のノズル２３１Ａ、３３１Ａより噴霧孔の径または水オリフィスの径が大きくてもよい。また、例えば、ノズル群２３０、３３０ごとに噴霧水量が異なるように構成されていてもよい。
【００６６】
上記第２実施形態では、ノズル２３１Ｂのピッチは、全て同じであるが、異なっていてもよい。
【００６７】
上記第２実施形態では、軸受箱７ｂがある幅方向範囲Ｓ１に、２本のノズル２３１Ｂ１が鋳片幅方向に並んで配置されているが、３本以上のノズル２３１Ｂ１が鋳片幅方向に並んで配置されていてもよい。
【００６８】
上記第１および３実施形態では、ノズル群３０、３３０を構成する複数のノズル３１、３３１は等間隔に配置されているが、この構成に限定されない。例えば、上記第２実形態と同様に、軸受箱７ｂのある幅方向範囲に、ノズル３１Ａ、３３１Ａのピッチよりも狭いピッチで、２本以上のノズル３１Ｂ、３３１Ｂを配置してもよい。この場合、鋳片幅方向に並んだ複数のノズル３１Ｂ（３３１Ｂ）のうちの一方が、同群のノズル３１Ａ（３３１Ａ）より高水量噴霧可能に構成（または異なるヘッダーに接続）されていれば）、他方のノズル３１Ｂ（３３１Ｂ）は同群のノズル３１Ａ（３３１Ａ）と同じ構成（または同一ヘッダーに接続）であってもよい。
【００６９】
上記第３実施形態では、１つの冷却部３２１の複数のノズル３３１Ａは、１つのヘッダー３４０に接続されているが、冷却部３２１のノズル３３１Ａが接続されるヘッダーの数は、２以上でもよい。例えば、ノズル群ごとに異なるヘッダーに接続されていてもよい。
【００７０】
上記第３実施形態では、１つの冷却部３２１の複数のノズル３３１Ｂは、１つのヘッダー３５０に接続されているが、冷却部３２１のノズル３３１Ｂが接続されるヘッダーの数は、２以上でよい。
【００７１】
第１および第２実施形態では、１つの冷却部は、ヘッダーを１つだけ有していないが、複数のヘッダーを有していてもよい。例えば、ノズル群ごとに異なるヘッダーに接続されていてもよい。
【００７２】
上記第１〜第３実施形態では、ヘッダーは冷却部ごとに設けられている。つまり、１つのヘッダー４０は、１つの冷却部のノズル群にのみ接続されているが、１つのヘッダーが複数の冷却部のノズル群に接続されていてもよい。
【００７３】
上記第１〜第３実施形態では、鋳型直下のロールスタンド４からメニスカス距離１５ｍの位置に配置されたロールスタンド４までのロールスタンド４に冷却部２１、２２１、３２１が配置されているが、メニスカス距離１５ｍの位置に配置されたロールスタンド４よりも下流側のロールスタンド４に、冷却部２１、２２１、３２１を設置してもよい。
【００７４】
上記第１〜第３実施形態では、鋳片５０の下側に設置される複数のノズル群およびヘッダーは、鋳片５０の上側に設置される複数のノズル群およびヘッダーと上下対称に構成されているが、上下対称でなくてもよい。
【００７５】
上記第１〜第３実施形態では、１つのロール対５を構成する２つのロール６の軸受箱７ｂは、左右対称な位置に配置されているが、対向する位置に配置されていてもよい。
【００７６】
また、上記第１〜第３実施形態では、鋳片５０の上側に設置されるロール６の軸受箱７ｂが存在する幅方向範囲と、鋳片５０の下側に配置されるロール６の軸受箱７ｂが存在する幅方向範囲とが同じであるが、異なっていてもよい。この場合、鋳片上側のロールの軸受箱のある範囲の冷却水量が多くなるように、鋳片上側に配置されるノズルとヘッダーを構成し、鋳片下側のロールの軸受箱のある範囲の冷却水量が多くなるように、鋳片下側に配置されるノズルとヘッダーを構成する。
【００７７】
上記実施形態では、ノズルには、噴霧孔３２ａを１つだけ有する１孔型のノズルチップ３２が用いられているが（図７参照）、２つ以上の孔を有するノズルチップを用いてもよい。
【００７８】
上記第１〜第３実施形態の連続鋳造機は、軸方向に２分割されたロール６が用いられているが、３分割以上されたロール６を用いてもよい。
【００７９】
上記第１〜第３実施形態の連続鋳造機は、分割位置が左右対称の２本の２分割型ロールを鋳造方向に交互に配置している。つまり、分割位置が１種類のロールのみを用いているが、分割位置の異なる複数種類のロールを用いてもよい。この場合、軸受箱のある幅方向範囲であっても、軸受箱の数が少ない場合には、強冷却の対象としなくてよい。具体的には例えば、メニスカス距離１５ｍの範囲について、任意の鋳片幅方向位置において、鋳造方向に並設されたロールの全本数に対する、その幅方向位置に軸受箱が存在する上ロールの本数の比率（軸受箱率）が０．２以下であれば、強冷却の対象としなくてよい。
【００８０】
上記第１〜第３実施形態は、垂直曲げ型の連続鋳造機に本発明の冷却装置２０を適用した一例であるが、曲げ型、または、垂直型の連続鋳造機に本発明を適用してもよい。
【実施例】
【００８１】
次に、本発明の具体的な実施例と比較例について説明する。なお、実施例１〜８および比較例１、２において、軸受箱のある範囲に先端が位置するノズルをノズルＢと称し、軸受箱のある範囲にに先端が位置しないノズルをノズルＡと称する。
【００８２】
＜実施例１＞
実施例１は、上述の第１実施形態の連続鋳造機（図１〜図８参照）と同様の構成の連続鋳造機を用いて、鋳片を鋳造した。ノズルＢは、噴霧孔の径と水オリフィスの径が同群のノズルＡよりも大きいものを用いており、同群のノズルＡ、Ｂが同じヘッダーに接続された場合に、ノズルＢが同群のノズルＡの２倍の水量を噴霧できるように構成した。ノズルＢの先端中心（噴霧孔の中心）は、軸受箱の端から２５ｍｍの位置に配置した。ノズルＢの１本当たりの噴霧水量ＷＢ、ノズルＡの１本当たりの噴霧水量ＷＡ、水量比ＷＢ／ＷＡ、ノズルＡのピッチは、表１に示す通りである。なお、水量比ＷＢ／ＷＡは、同じノズル群に属するノズルＡ、Ｂの水量比を示している。
【００８３】
【表１】
【００８４】
実施例１のその他の鋳造条件は下記の通りである。なお、下記の鋳造条件は実施例２〜８および比較例１、２も同じである。
【００８５】
・炭素濃度：０．１２ｍａｓｓ％
・鋳型の上端の鋳片厚み方向の開口幅：２９０ｍｍ
・鋳片幅：２１００ｍｍ
・鋳造速度：１．２ｍ／ｍｉｎ．
・鋳型直下から最下流ロールまでの比水量：１．２Ｌ／ｋｇ-ｓｔｅｅｌ
・鋳型直下のロールスタンドからメニスカス距離１５ｍの位置に配置されたロールスタンドまでのロールの径：１５０〜２９０ｍｍ
・鋳型直下のロールスタンドからメニスカス距離１５ｍの位置に配置されたロールスタンドまでのロールのピッチ：１８０〜３５５ｍｍ
・軸受箱（ロール両端の軸受箱を除く）の幅：２００ｍｍ
【００８６】
＜実施例２＞
実施例２は、ロールの分割位置と冷却装置のノズル群の構成が実施例１と異なっており、その他の構成が実施例１と同様である連続鋳造機を用いた。図１２に示すように、実施例２では、２本のノズルＢ（図１２中太線で表示）と４本のノズルＡ（図１２中細線で表示）とで構成されるノズル群と、７本のノズルＡ（図１２中細線で表示）のみで構成されるノズル群とを、鋳造方向に交互に配置した。ロールは、軸方向に約２対３に２分割されたものを用いた。ノズルＢの先端中心は、軸受箱の幅方向中央に配置した。表１に示すように、ノズルＢ、Ａの噴霧水量ＷＢ、ＷＡ、およびノズルＡのピッチは、実施例１と同じである。
【００８７】
＜実施例３＞
実施例３は、ロールの分割位置が実施例１と異なっており、その他の構成が実施例１と同様である連続鋳造機を用いた。図１３に示すように、実施例３では、２本のノズルＢ（図１３中太線で表示）と４本のノズルＡ（図１３中細線で表示）とで構成されるノズル群と、７本のノズルＡ（図１３中細線で表示）のみで構成されるノズル群とを、鋳造方向に交互に配置した。ロールは、軸方向に約４対５に２分割されたものを用いた。ノズルＢの先端中心は、軸受箱の端から２５ｍｍの位置に配置した。表１に示すように、ノズルＢ、Ａの噴霧水量ＷＢ、ＷＡおよびノズルＡのピッチは、実施例１と同じである。
【００８８】
＜実施例４＞
実施例４は、上述の第２実施形態の連続鋳造機（図９参照）と同様の構成の連続鋳造機を用いた。表１に示すように、ノズルＢのピッチを３００ｍｍ、ノズルＡのピッチを１００ｍｍとした。鋳片幅方向に隣接する２本のノズルＢの先端中心は、軸受箱の一端から２５ｍｍの位置と、軸受箱の他端から７５ｍｍの位置に配置した。ノズルＢ、Ａは同じ構成である。ノズルＢ、Ａの具体的な噴霧水量ＷＢ、ＷＡは上記表１に示す通りである。
【００８９】
＜実施例５＞
実施例５は、冷却装置のノズルＢの構成が実施例４と異なっており、その他の構成が実施例４と同様である連続鋳造機を用いた。ノズルＢは、噴霧孔の径と水オリフィスの径が同群のノズルＡよりも大きいものを用いており、同群のノズルＡ、Ｂが同じヘッダーに接続された場合に、ノズルＢが同群のノズルＡの１．５倍の水量を噴霧できるように構成した。ノズルＢ、Ａの具体的な噴霧水量ＷＢ、ＷＡは上記表１に示す通りである。
【００９０】
＜実施例６＞
実施例６は、上述の第３実施形態の連続鋳造機（図１０および図１１参照）と同様の構成の連続鋳造機を用いた。ノズルＢ、Ａを異なるヘッダーに接続し、各ヘッダーにそれぞれ供給される水量を、ノズルＢの１本当たりの噴霧水量が同群のノズルＡの１本当たりの噴霧水量の２倍となるように設定した。また、ノズルＢの先端中心は、軸受箱の端から２５ｍｍの位置に配置した。ノズルＢ、Ａの具体的な噴霧水量ＷＢ、ＷＡおよびノズルＡのピッチは上記表１に示す通りである。
【００９１】
＜実施例７＞
実施例７は、冷却装置のノズルＢの構成が実施例６と異なっており、その他の構成が実施例６と同様である連続鋳造機を用いた。ノズルＢは、噴霧孔の径と水オリフィスの径が同群のノズルＡよりも大きいものを用いた。そして、ノズルＢ、Ａに接続されるヘッダーにそれぞれ供給される水量を、ノズルＢ１本当たりの噴霧水量が同群のノズルＡ１本当たりの噴霧水量の２倍となるように設定した。ノズルＢ、Ａの具体的な噴霧水量ＷＢ、ＷＡおよびノズルＡのピッチは上記表１に示す通りである。
【００９２】
＜実施例８＞
実施例８は、ロールの分割位置と冷却装置のノズル群の構成が実施例６と異なっており、その他の構成が実施例６と同様である連続鋳造機を用いた。実施例８のノズル群の構成は、実施例２と同様（図１２参照）と同様である。また、ノズルＢは、実施例７と同様に、噴霧孔の径と水オリフィスの径がノズルＡよりも大きいものを用いた。そして、ノズルＢ、Ａに接続されるヘッダーにそれぞれ供給される水量を、ノズルＢ１本当たりの噴霧水量がノズルＡ１本当たりの噴霧水量の２倍となるように設定した。ノズルＢ、Ａの具体的な噴霧水量ＷＢ、ＷＡおよびノズルＡのピッチは上記表１に示す通りである。
【００９３】
＜比較例１＞
比較例１は、ノズルＢの構成が実施例１と異なっており、その他の構成が実施例１と同様である連続鋳造機を用いた。ノズルＢは、ノズルＡと同じ構成のものを用いた。ノズルＢ、Ａの具体的な噴霧水量ＷＢ、ＷＡおよびノズルＡのピッチは上記表１に示す通りである。
【００９４】
＜比較例２＞
比較例２は、ノズルＢ、Ａの構成が実施例１と異なっており、その他の構成が実施例１とほぼ同様である連続鋳造機を用いた。図１４に示すように、ノズルＡのうち、軸受箱のある範囲に近接して配置されたノズルＡ１（図１４中黒丸で表示）は、他のノズルＡ２（図１４中細線の白丸で表示）の２倍の水量を噴霧可能に構成されたものを用いた。また、ノズルＢ（図１４中太線で表示）は、ノズルＡ２と同じ構成のものを用いた。ノズルＡ１、Ａ２、Ｂの１本当たりの噴霧水量およびノズルＡのピッチは、表１に示す通りである。
【００９５】
実施例１〜８および比較例１、２で鋳造された鋳片の中心偏析を以下の方法で調べた。
【００９６】
第１に、鋳片を長手方向に対して垂直に切断した。第２に、Φ５ｍｍのドリル刃を用いて、該切断面を腐食させて現れた中心偏析痕に沿って１０ｍｍ間隔で深さ２０ｍｍ程度穿孔し、複数の切粉試料を採取した。第３に、上記第２で得られた切粉試料の炭素含有量Ｃ[ｗｔ％]を燃焼赤外線吸収法により測定した。第４に、上記第３で測定した複数の切粉試料の炭素含有量Ｃのうち最も高い値をＣＭＡＸ［ｗｔ％］として記録した。第５に、同断面で、鋳片表面から鋳片の厚みの１／４だけ内側の位置（中心偏析が存在しない部位）で、上記第２と同様の方法で切粉試料を採取した。第６に、上記第５で得られた切粉試料の炭素含有量Ｃ０[ｗｔ％]を測定し、上記第４で記録されたＣＭＡＸ[ｗｔ％]との比ＣＭＡＸ/Ｃ０を算出した。その結果を表１に示した。
【００９７】
ＣＭＡＸ／Ｃ０が１．１以下だった試験を「○」と、ＣＭＡＸ／Ｃ０が１．２を超えた試験を「×」と評価した。なお、ＣＭＡＸ／Ｃ０が１．１以下であれば、実用上、品質に問題がない最終製品を製造することができる。
【００９８】
表１に示すように、実施例１〜８ではＣＭＡＸ／Ｃ０が、１．１以下であって、中心偏析のバラツキが抑制されている。また、比較例１、２ではＣＭＡＸ／Ｃ０が、１．１を超えており、中心偏析のバラツキが大きくなっている。
【符号の説明】
【００９９】
１ 連続鋳造機
４ ロールスタンド
５ ロール対
６ ロール
７ａ、７ｂ 軸受箱
２０ 冷却装置
２１ 冷却部
３０、２３０、３３０ ノズル群
３１、２３１、３３１ ノズル
３１Ａ、２３１Ａ、３３１Ａ 軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に配置されたノズル
３１Ｂ１、３１Ｂ２、２３１Ｂ１、２３１Ｂ２、３３１Ｂ１、３３１Ｂ２ 軸受箱のある幅方向範囲に配置されたノズル
３２ ノズルチップ
３３ 混合部
４０、３４０、３５０ ヘッダー
４１、３４１、３５１ 水ヘッダー
４２、３４２、３５２ 空気ヘッダー
５０ 鋳片
Ｓ１、Ｓ２ 軸受箱のある幅方向範囲
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼のスラブの連続鋳造機に用いられる冷却装置であって、
鋳片を挟んで対向配置される２つのロールでそれぞれ構成され且つ鋳造方向に沿って並設された複数のロール対を備え、各ロールが鋳片幅方向に２〜４分割されると共に分割位置で軸受箱に支持されているロールスタンドに設置され、
鋳片幅方向に並設され且つミストを噴霧可能な複数のノズルでそれぞれ構成されており、鋳造方向に隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群を備え、
前記複数のノズル群は、
同一ヘッダーに接続された複数のノズルで構成され、且つ、前記軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に先端が位置しているノズルよりも高水量のミストを噴霧可能に構成されたノズルの先端が、前記軸受箱のある幅方向範囲にのみ配置されているノズル群を含むことを特徴とする、スラブ幅方向の中心偏析のバラツキを抑制する連続鋳造機の冷却装置。
【請求項２】
鋼のスラブの連続鋳造機に用いられる冷却装置であって、
鋳片を挟んで対向配置される２つのロールでそれぞれ構成され且つ鋳造方向に沿って並設された複数のロール対を備え、各ロールが鋳片幅方向に２〜４分割されると共に分割位置で軸受箱に支持されているロールスタンドに設置され、
鋳片幅方向に並設され且つミストを噴霧可能な複数のノズルでそれぞれ構成されており、鋳造方向に隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群を備え、
前記複数のノズル群は、
同一ヘッダーに接続された複数のノズルで構成され、且つ、前記軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に先端が位置している２つのノズルよりも狭いピッチで配列された２つのノズルの先端が、前記軸受箱のある幅方向範囲にのみ配置されているノズル群を含むことを特徴とする、スラブ幅方向の中心偏析のバラツキを抑制する連続鋳造機の冷却装置。
【請求項３】
鋼のスラブの連続鋳造機に用いられる冷却装置であって、
鋳片を挟んで対向配置される２つのロールでそれぞれ構成され且つ鋳造方向に沿って並設された複数のロール対を備え、各ロールが鋳片幅方向に２〜４分割されると共に分割位置で軸受箱に支持されているロールスタンドに設置され、
鋳片幅方向に並設され且つミストを噴霧可能な複数のノズルでそれぞれ構成されており、鋳造方向に隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群を備え、
前記複数のノズル群は、
前記軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に先端が位置しているノズルと異なるヘッダーに接続されたノズルの先端が、前記軸受箱のある幅方向範囲にのみ配置さえれているノズル群を含むことを特徴とする、スラブ幅方向の中心偏析のバラツキを抑制する連続鋳造機の冷却装置。
【請求項１】
鋼のスラブの連続鋳造機に用いられる冷却装置であって、
鋳片を挟んで対向配置される２つのロールでそれぞれ構成され且つ鋳造方向に沿って並設された複数のロール対を備え、各ロールが鋳片幅方向に２〜４分割されると共に分割位置で軸受箱に支持されているロールスタンドに設置され、
鋳片幅方向に並設され且つミストを噴霧可能な複数のノズルでそれぞれ構成されており、鋳造方向に隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群を備え、
前記複数のノズル群は、
同一ヘッダーに接続された複数のノズルで構成され、且つ、前記軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に先端が位置しているノズルよりも高水量のミストを噴霧可能に構成されたノズルの先端が、前記軸受箱のある幅方向範囲にのみ配置されているノズル群を含むことを特徴とする、スラブ幅方向の中心偏析のバラツキを抑制する連続鋳造機の冷却装置。
【請求項２】
鋼のスラブの連続鋳造機に用いられる冷却装置であって、
鋳片を挟んで対向配置される２つのロールでそれぞれ構成され且つ鋳造方向に沿って並設された複数のロール対を備え、各ロールが鋳片幅方向に２〜４分割されると共に分割位置で軸受箱に支持されているロールスタンドに設置され、
鋳片幅方向に並設され且つミストを噴霧可能な複数のノズルでそれぞれ構成されており、鋳造方向に隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群を備え、
前記複数のノズル群は、
同一ヘッダーに接続された複数のノズルで構成され、且つ、前記軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に先端が位置している２つのノズルよりも狭いピッチで配列された２つのノズルの先端が、前記軸受箱のある幅方向範囲にのみ配置されているノズル群を含むことを特徴とする、スラブ幅方向の中心偏析のバラツキを抑制する連続鋳造機の冷却装置。
【請求項３】
鋼のスラブの連続鋳造機に用いられる冷却装置であって、
鋳片を挟んで対向配置される２つのロールでそれぞれ構成され且つ鋳造方向に沿って並設された複数のロール対を備え、各ロールが鋳片幅方向に２〜４分割されると共に分割位置で軸受箱に支持されているロールスタンドに設置され、
鋳片幅方向に並設され且つミストを噴霧可能な複数のノズルでそれぞれ構成されており、鋳造方向に隣接するロール間にそれぞれ配置される複数のノズル群を備え、
前記複数のノズル群は、
前記軸受箱のある幅方向範囲以外の範囲に先端が位置しているノズルと異なるヘッダーに接続されたノズルの先端が、前記軸受箱のある幅方向範囲にのみ配置さえれているノズル群を含むことを特徴とする、スラブ幅方向の中心偏析のバラツキを抑制する連続鋳造機の冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−２７８９３（Ｐ２０１３−２７８９３Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６４５５２（Ｐ２０１１−１６４５５２）
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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