連続鋳造における二次冷却方法
【課題】 連続鋳造設備の二次冷却帯にて鋳造中の鋳片を冷却するにあたり、鋳片表面に過冷却現象を発生させずに、鋳片を均一に冷却する。
【解決手段】 連続鋳造機で鋳造されている鋳片１０を、分割部分にロールチョック１３を有する分割型鋳片支持ロール６で支持しながら二次冷却するにあたり、分割型鋳片支持ロールのうちで矯正帯よりも鋳造方向上流側に設置された分割型鋳片支持ロールの全部または一部の表面に、溝の幅をｗ、溝の深さをｄ、分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の設置数をｎとしたとき、分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の総断面積（＝ｎ×ｗ×ｄ）が５０ｍｍ2以上となるように、ロール円周方向に延びる溝６ａを設置し、当該溝を通して鋳片表面の冷却水の滞留水を鋳造方向下流側に流下させ、ロールチョックを通って鋳造方向下流側に流下する冷却水の滞留水によって発生する鋳片の過冷却現象を抑制する。
【解決手段】 連続鋳造機で鋳造されている鋳片１０を、分割部分にロールチョック１３を有する分割型鋳片支持ロール６で支持しながら二次冷却するにあたり、分割型鋳片支持ロールのうちで矯正帯よりも鋳造方向上流側に設置された分割型鋳片支持ロールの全部または一部の表面に、溝の幅をｗ、溝の深さをｄ、分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の設置数をｎとしたとき、分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の総断面積（＝ｎ×ｗ×ｄ）が５０ｍｍ2以上となるように、ロール円周方向に延びる溝６ａを設置し、当該溝を通して鋳片表面の冷却水の滞留水を鋳造方向下流側に流下させ、ロールチョックを通って鋳造方向下流側に流下する冷却水の滞留水によって発生する鋳片の過冷却現象を抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速鋳造時であっても鋳片を均一に冷却することのできる、連続鋳造設備の二次冷却帯における鋳片の冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼の連続鋳造では、取鍋内の溶鋼を一旦タンディッシュに注入し、タンディッシュ内に所定量の溶鋼が滞在した状態で、タンディッシュ内の溶鋼を、タンディッシュ底部に設置した浸漬ノズルを介して鋳型に注入している。鋳型内に注入された溶鋼は冷却されて鋳型との接触面に凝固シェルを形成し、この凝固シェルを外殻とし、内部に未凝固溶鋼を有する鋳片は、鋳型下方に設けられた二次冷却帯において、鋳片表面に噴射される冷却水（「二次冷却水」ともいう）によって冷却されながら鋳型下方に連続的に引抜かれ、やがて中心部までの凝固が完了する。中心部までの凝固の完了した鋳片を所定の長さに切断して、圧延用素材である鋳片が製造されている。
【０００３】
二次冷却帯において、不均一な冷却が発生すると、鋳片の表面や内部に割れが生じたり、鋳片中心部の中心偏析が悪化したりするので、鋳片の鋳造方向及び幅方向で均一に冷却することが行われてきた。特に、スラブ鋳片は幅が広く、複数個のスプレーノズルを鋳片幅方向に配置する必要があることから、鋳片幅方向で不均一冷却になりやすく、鋳片幅方向で均一な冷却を行うことが重要となる。
【０００４】
一般に、二次冷却帯の鋳片の表面温度は７００〜１０００℃に制御されているが、近年の鋳造速度の高速化に伴い、二次冷却の能力が強化され、鋳造中の鋳片表面温度は全般的に低下する傾向にある。また、鋳造速度の高速化に伴って、鋳片に、７００℃を下回る表面温度の部位が局部的に生じる現象（「過冷却現象」と呼ぶ）が発生するようになった。過冷却現象の発生した鋳片の表面温度は、鋳片幅方向に温度ムラが生じる。
【０００５】
図１に、過冷却のスラブ鋳片における温度ムラの発生状況（図１（Ａ））と、冷却後のスラブ鋳片の表面割れの発生状況（図１（Ｂ））との関係を示す。図１に示すように、鋳造後の鋳片を観察すると、温度ムラの発生部位に表面割れが集中することが分る。本発明者らは、この過冷却現象の発生機構を解析し、その結果、過冷却現象の発生位置は、分割型鋳片支持ロールのロールチョックの位置に相関があることを見出した。
【０００６】
連続鋳造における二次冷却は、一般に気液混合のミストノズルや、水のみの１流体によるスプレーノズルによって行われる。二次冷却用冷却水は鋳片表面に衝突すると、常温から沸騰温度域まで水温が上昇することによる顕熱、及び、水の蒸発による蒸発潜熱を奪い、且つ衝突力によって冷却促進作用が働いて、鋳片表面の冷却が行われる。この際に、二次冷却用冷却水の一部は、蒸発し切れずに、鋳片表面上や鋳片支持ロールと鋳片とにはさまれて滞留水となって残留する。この滞留水の一部は鋳片の幅方向に流れて落下するが、滞留水の一部は分割型鋳片支持ロールのロールチョックと鋳片との隙間から、鋳片表面上を沿うようにして鋳造方向下流へ流下する。尚、分割型鋳片支持ロールを配置する理由は、鋳造速度の高速化に伴って鋳片支持ロールのロールピッチが短縮され、これによって鋳片支持ロールの外径が縮小化し、１本のロールで広幅の鋳片を支持すると、静鉄圧による鋳片支持ロールのたわみが大きくなり、鋳片のバルジング量が増大して内部割れや中心偏析が悪化する虞があることに基づく。分割型鋳片支持ロールでは、ロールのたわみは少なくなる。
【０００７】
鋳造速度が低速の場合は冷却水量が少ないので、滞留水が鋳片上に少々滞留しても問題にならないが、鋳造速度が速くなると冷却水量が増加し、滞留水量も増加し、更に、ロールチョック部から落下する滞留水の水量が増加して、滞留水による鋳片表面での冷却作用が発生する。滞留水による冷却作用が一旦発生すると、鋳片の表面温度が下がり、鋳片表面の濡れ性が良くなって、更に冷却が強くなる。本発明者らは、これが過冷却現象の発生原因であることを見出した。
【０００８】
この過冷却現象を防止するべく、本発明者らは、特許文献１及び特許文献２を提案した。特許文献１は、「連続鋳造中の鋳片表面に溜まる残留水を高圧気体の噴射によって除去しながら鋳片を二次冷却する」という技術であり、特許文献２は、「連続鋳造中の鋳片表面に溜まる残留水を吸引管によって吸引・除去しながら鋳片を二次冷却する」という技術である。つまり、残留水を強制的に鋳片表面から除去することによって、過冷却現象を防止するという技術である。
【０００９】
ところで、連続鋳造機の鋳片支持ロールに円周方向の溝を設けることが特許文献３及び特許文献４に開示されている。しかしながら、特許文献３は、一本ロール方式の鋳片支持ロールに溝を設け、この溝に冷却水の残留水を通すことによって鋳片の冷却能力を高めることを目的とし、また、特許文献４は、ドライキャスティングにおける鋳片支持ロールへの熱負荷を軽減することを目的としており、何れも上記の過冷却現象を防止する技術ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−２５３５２８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５３５２９号公報
【特許文献３】特開平７−１０８３５７号公報
【特許文献４】特開平９−１５０２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１及び特許文献２によって過冷却現象は防止されたが、特許文献１は高圧気体の噴射による運転費の上昇が避けられず、一方、特許文献２は吸引管のメンテナンスが煩雑で連続鋳造機の稼働率を低下させるなどといった問題点が発生し、更なる改善が求められていた。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、連続鋳造設備の二次冷却帯で鋳造中の鋳片を冷却するにあたり、メンテナンスなどによるコスト上昇をもたらすことなく、鋳片表面に過冷却現象を発生させずに、鋳片を均一に冷却することのできる二次冷却方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）連続鋳造機で鋳造されている鋳片を、鋳片幅方向で２以上に分割され、分割部分にロールチョックを有する分割型鋳片支持ロールで支持しながら冷却水または冷却水と気体との混合体を用いて二次冷却帯で二次冷却するにあたり、前記分割型鋳片支持ロールのうちで、円弧状の鋳片を平板状の鋳片に矯正するための矯正帯よりも鋳造方向上流側に設置された分割型鋳片支持ロールの全部または一部の表面に、溝の幅をｗ、溝の深さをｄ、前記分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の設置数をｎとしたとき、分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の総断面積（＝ｎ×ｗ×ｄ）が５０ｍｍ2以上となるように、ロール円周方向に延びる環状の溝を設置し、当該溝を通して鋳片表面の前記冷却水の滞留水を鋳造方向下流側に流下させ、前記ロールチョックを通って鋳造方向下流側に流下する冷却水の滞留水によって発生する鋳片の過冷却現象を抑制することを特徴とする、連続鋳造における二次冷却方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、分割型鋳片支持ロールの表面に、断面積が所定以上である、円周方向に延びる環状の溝を設置し、この溝を通して鋳片表面の冷却水の滞留水を鋳造方向下流側に流下させるので、滞留水は鋳片幅方向でほぼ均一に流下し、鋳造速度を高めた条件下であっても鋳片表面は局所的に過冷却とならず、分割型鋳片支持ロールのロールチョックを通って鋳造方向下流側に流下する滞留水によって発生する鋳片の過冷却現象を抑制することが実現される。その結果、表面割れのない表面品質に優れた鋳片を高い生産性で鋳造することが可能となり、工業上有益な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】過冷却のスラブ鋳片における温度ムラの発生状況と、冷却後のスラブ鋳片の表面割れの発生状況との関係を示す図である。
【図２】流下する冷却水の分割型鋳片支持ロール幅方向の分布を調査するための実験装置の概略図である。
【図３】流下する冷却水の分割型鋳片支持ロール幅方向での分布の調査結果を示す図である。
【図４】流下する冷却水の分割型鋳片支持ロール幅方向での分布の調査結果を示す図である。
【図５】本発明を適用したスラブ連続鋳造機の概略図である。
【図６】本発明で使用する分割型鋳片支持ロールの１例を示す概略図である。
【図７】本発明例１における鋳片幅方向の鋳片表面温度分布を示す図である。
【図８】従来例１における鋳片幅方向の鋳片表面温度分布を示す図である。
【図９】比較例１で使用した分割型鋳片支持ロールを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１７】
鋼の連続鋳造において、鋳造速度が速くなると、前述したように、二次冷却用の冷却水が増加し、それに伴って冷却水の滞留水も増加し、分割型鋳片支持ロールを用いた連続鋳造機では、分割型鋳片支持ロールのロールチョックから流下する滞留水が増えて鋳片の過冷却現象が発生する。尚、二次冷却用の冷却水の水量は、一般的に、鋳造される鋳片１ｋｇあたりの水量が一定になるように制御されており、従って、鋳造速度が上昇すると、二次冷却用の冷却水水量が鋳造速度に比例するように制御されている。
【００１８】
本発明は、分割型鋳片支持ロール表面の円周方向に複数個の溝を設け、この溝を通して二次冷却用の冷却水の滞留水を流下させる。つまり、滞留水をロールチョックからだけではなく、鋳片支持ロールの幅方向全体で均等に流下させ、これによって過冷却現象を防止する。但し、分割型鋳片支持ロールの幅方向で滞留水を均一に流下させるためには、滞留水を通すための溝は或る程度の大きさが必要である。
【００１９】
そこで、本発明者らは、図２に示す、分割型鋳片支持ロール４本分（幅２．０ｍ、高さ１．０ｍ、傾斜角度８０°、各分割型鋳片支持ロールにロールチョックを２箇所、ロールチョックの幅１８０ｍｍ、分割型鋳片支持ロールのロール径２１６．５ｍｍ、ロールチョックと鋳片表面との間隙距離８ｍｍ、１つのロールチョックによる間隙面積１４４０ｍｍ2（＝180mm×8mm））の実験装置を作成し、各分割型鋳片支持ロール６の直上に３個のエアーミストスプレーノズルを等間隔で配置し、１つのエアーミストスプレーノズルあたり冷却水流量を５０Ｌ／ｍｉｎ、エアー流量を３００ＮＬ／ｍｉｎとして噴射し、各分割型鋳片支持ロール６及びロールチョック１３を通って流下する冷却水を、最下段の分割型鋳片支持ロール６の直下に１００ｍｍピッチで配置した容器１５で受け、流下する冷却水の分割型鋳片支持ロール幅方向における分布を調査した。尚、図２の符号１４Ａは、エアーミストスプレーノズルからの鋳片における噴霧面を示している。
【００２０】
各分割型鋳片支持ロール６には、幅ｗが１０ｍｍの環状の溝を２０ｍｍピッチ（長さ１００ｍｍの範囲に５本の溝、ｎ＝５）で等間隔に設置した。但し、溝の深さｄを、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、３．０ｍｍの４水準に変更した。この場合、分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の総断面積（＝ｎ×ｗ×ｄ）は、深さｄが０．５ｍｍのときに２５ｍｍ2、深さｄが１．０ｍｍのときに５０ｍｍ2、深さｄが２．０ｍｍのときに１００ｍｍ2、深さｄが３．０ｍｍのときに１５０ｍｍ2となる。また、比較のために溝を設置しない分割型鋳片支持ロールについても、流下する冷却水の分割型鋳片支持ロール幅方向の分布を調査した。
【００２１】
図３及び図４に調査結果を示す。図３は、溝無し、溝深さ０．５ｍｍ、溝深さ１．０ｍｍの３水準における調査結果で、図４は、溝深さ２．０ｍｍ、溝深さ３．０ｍｍの２水準における調査結果である。図３及び図４に示すように、分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の総断面積が５０ｍｍ2以上であれば、流下する冷却水の滞留水を分割型鋳片支持ロールの幅方向でほぼ均等化できることが分った。即ち、鋳片の過冷却現象を確実に防止するためには、分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の総断面積（＝ｎ×ｗ×ｄ）を５０ｍｍ2以上とすることが必要であることが分った。
【００２２】
また、鋳片の過冷却現象が発生するのは滞留水が鋳造方向下流側に流れる連続鋳造機の垂直部から湾曲部にかけてであり、水平部では滞留水はロールチョックの間隙を流れることは少ない。また、一般的に水平部での二次冷却水量は少ない。つまり、水平部では、過冷却現象の発生する頻度が極めて少ないので、本発明を適用する範囲は、連続鋳造機の垂直部から湾曲部までの範囲の全部または一部とすれば十分である。湾曲部と水平部との境界は、湾曲部の円弧状の鋳片を水平部の平板状の鋳片に矯正するための矯正帯であり、従って、矯正帯よりも鋳造方向上流側に設置された分割型鋳片支持ロールの全部または一部に、上記断面積の溝を設置すればよい。湾曲型連続鋳造機の場合には、湾曲部に配置される分割型鋳片支持ロールの全部または一部に溝を設置すればよい。当然ではあるが、水平部も含めた全ての分割型鋳片支持ロールに溝を設置してもよい。
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、分割型鋳片支持ロールの表面に、断面積が所定以上である、円周方向に延びる環状の複数個の溝を設置し、この溝を通して鋳片表面の冷却水の滞留水を鋳造方向下流側に流下させるので、滞留水は鋳片幅方向でほぼ均一に流下し、鋳造速度を高めた条件下であっても鋳片表面は局所的に過冷却とならず、分割型鋳片支持ロールのロールチョックを通って鋳造方向下流側に流下する冷却水の滞留水によって発生する鋳片の過冷却現象を抑制することが実現される。
【実施例】
【００２４】
図５に示すスラブ連続鋳造機における本発明の実施例を説明する。図５において、符号１は、垂直曲げ型のスラブ連続鋳造機、２は、取鍋から供給される溶鋼を鋳型に中継供給するためのタンディッシュ、３は、鋳型への溶鋼流量調整用のスライディングノズル、４は、溶鋼を鋳型内に注入するための浸漬ノズル、５は、溶鋼を冷却して鋳片の外殻形状を形成するための鋳型、６は、鋳片を支持・案内するための分割型鋳片支持ロール、７は、鋳造された鋳片を搬送するための搬送ロール、８は、鋳造された鋳片を所定長さに切断するためのガス切断機、９は溶鋼、１０は鋳造されつつある鋳片、１０ａは切断された鋳片、１１は凝固シェル、１２は未凝固相である。
【００２５】
使用したスラブ連続鋳造機１の設備長は４５ｍであり、幅２０００ｍｍのスラブ鋳片の鋳造が可能な設備である。鋳型５の上端から鋳型５の下端までが１ｍであり、鋳型直下から機端までの４４ｍの範囲が二次冷却帯であり、この二次冷却帯を、鋳型直下側から機端側に向けて、第１冷却ゾーン、第２冷却ゾーン、第３冷却ゾーン、第４冷却ゾーン、第５冷却ゾーンの５つの二次冷却ゾーンに分け、それぞれの二次冷却ゾーン毎に冷却条件を設定した。図５において、Ａ−Ａ’位置からＢ−Ｂ’位置直上の分割型鋳片支持ロール６までの範囲が第１冷却ゾーン、Ｂ−Ｂ’位置からＣ−Ｃ’位置直上の分割型鋳片支持ロール６までの範囲が第２冷却ゾーン、Ｃ−Ｃ’位置からＤ−Ｄ’位置直上の分割型鋳片支持ロール６までの範囲が第３冷却ゾーン、Ｄ−Ｄ’位置からＥ−Ｅ’位置直上の分割型鋳片支持ロール６までの範囲が第４冷却ゾーン、Ｅ−Ｅ’位置から機端の分割型鋳片支持ロール６までの範囲が第５冷却ゾーンである。つまり、スラブ連続鋳造機１の垂直部から湾曲部までの範囲を３つの冷却ゾーンに分割し、水平部を２つの冷却ゾーンに分割した。二次冷却帯の各二次冷却ゾーンにはエアーミストスプレーノズルが配置されており、このエアーミストスプレーノズルから噴射されるエアーミストにより、鋳片１０は冷却される。
【００２６】
図６に示す、深さｄが２．０ｍｍ、幅ｗが１０ｍｍの溝６ａを２０ｍｍ間隔で設けた分割型鋳片支持ロール６を、第１〜第５冷却ゾーン（全冷却ゾーン）に配置し、鋳造試験を実施した（本発明例１）。この分割型鋳片支持ロール６における分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の総断面積（＝ｎ×ｗ×ｄ）は１００ｍｍ2となる。溝６ａの配置は、図６に示すように鋳造方向上下の分割型鋳片支持ロール６で「互い違い」になるように設置した。尚、図６に示す溝６ａの断面形状は矩形であるが、溝６ａの断面形状は、V字谷、U字谷など、必要断面積以上を確保する限りどのような形状であっても構わない。
【００２７】
このスラブ連続鋳造機を用い、幅２０００ｍｍ、厚み２５０ｍｍのスラブ鋳片の鋳造を１．５ｍ／ｍｉｎの鋳造速度で開始した。鋳造開始当初、第４冷却ゾーンと第５冷却ゾーンとの間に設置されている温度プロフィール計で鋳片表面を測温した結果、温度偏差（鋳片の両端部２００ｍｍの範囲を除く最高温度と最低温度との差）は約４０℃以内であり均一な二次冷却が行われていた。その後、鋳造速度を２．０ｍ／ｍｉｎに昇速し、且つ、これに応じて二次冷却水量を増加させたが、特に、鋳片表面温度の温度分布に変化はなく、ロールチョックを通って鋳造方向下流側に流下する冷却水の滞留水によって発生する鋳片の過冷却現象は発生しなかった。図７に、本発明例１における、鋳造速度が１．５ｍ／ｍｉｎの場合と、２．０ｍ／ｍｉｎとの場合の鋳片表面温度の分布を示す。尚、図７における符号１４は、エアーミストスプレーノズルである。
【００２８】
また、本発明例１で使用した、深さｄが２．０ｍｍ、幅ｗが１０ｍｍの溝６ａを２０ｍｍ間隔で設けた分割型鋳片支持ロール６を、水平部には配置せず、第１冷却ゾーン、第２冷却ゾーン及び第３冷却ゾーンに配置し、鋳造試験を実施した（本発明例２）。
【００２９】
このスラブ連続鋳造機を用い、幅２０００ｍｍ、厚み２５０ｍｍのスラブ鋳片の鋳造を１．５ｍ／ｍｉｎの鋳造速度で開始した。鋳造開始当初、第４冷却ゾーンと第５冷却ゾーンとの間に設置されている温度プロフィール計で鋳片表面を測温した結果、温度偏差は約４０℃以内であり均一な二次冷却が行われていた。その後、鋳造速度を２．０ｍ／ｍｉｎに昇速し、且つ、これに応じて二次冷却水量を増加させたが、特に、鋳片表面温度の温度分布に変化はなく、ロールチョックを通って鋳造方向下流側に流下する冷却水の滞留水によって発生する鋳片の過冷却現象は発生しなかった。
【００３０】
また、比較のために、溝の設置されていない分割型鋳片支持ロールを配置したスラブ連続鋳造機を用いて鋳造試験を実施した（従来例１）。
【００３１】
このスラブ連続鋳造機を用い、幅２０００ｍｍ、厚み２５０ｍｍのスラブ鋳片の鋳造を１．５ｍ／ｍｉｎの鋳造速度で開始した。鋳造開始当初、第４冷却ゾーンと第５冷却ゾーンとの間に設置されている温度プロフィール計で鋳片表面を測温した結果、温度偏差は約４０℃以内であり均一な二次冷却が行われていた。その後、鋳造速度を２．０ｍ／ｍｉｎに昇速し、且つ、これに応じて二次冷却水量を増加させたら、分割型鋳片支持ロールのロールチョックの設置位置に相当する鋳片表面の表面温度が５００℃を下回し、過冷却現象が発生した。図８に、従来例１における、鋳造速度が１．５ｍ／ｍｉｎの場合と、２．０ｍ／ｍｉｎとの場合の鋳片表面温度の分布を示す。鋳造後、過冷却の部位を検査した結果、鋳片表面に横割れの発生が確認できた。
【００３２】
また、図９に示す、深さｄが１．５ｍｍ、幅ｗが１０ｍｍの溝を５０ｍｍ間隔で設けた分割型鋳片支持ロール６を、第１〜第５冷却ゾーン（全冷却ゾーン）に配置し、鋳造試験を実施した（比較例１）。この分割型鋳片支持ロール６における分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の総断面積（＝ｎ×ｗ×ｄ）は３０ｍｍ2となる。
【００３３】
このスラブ連続鋳造機を用い、幅２０００ｍｍ、厚み２５０ｍｍのスラブ鋳片の鋳造を１．５ｍ／ｍｉｎの鋳造速度で開始した。鋳造開始当初、第４冷却ゾーンと第５冷却ゾーンとの間に設置されている温度プロフィール計で鋳片表面を測温した結果、温度偏差は約４０℃以内であり均一な二次冷却が行われていた。その後、鋳造速度を２．０ｍ／ｍｉｎに昇速し、且つ、これに応じて二次冷却水量を増加させたら、分割型鋳片支持ロールのロールチョックの設置位置に相当する鋳片表面の表面温度が５００℃を下回し、過冷却現象が発生した。鋳造後、過冷却の部位を検査した結果、鋳片表面に横割れの発生が確認できた。
【００３４】
また、本発明例１で使用した、深さｄが２．０ｍｍ、幅ｗが１０ｍｍの溝６ａを２０ｍｍ間隔で設けた分割型鋳片支持ロール６を、垂直部及び湾曲部には配置せず、第４冷却ゾーン及び第５冷却ゾーンに配置し、鋳造試験を実施した（比較例２）。
【００３５】
このスラブ連続鋳造機を用い、幅２０００ｍｍ、厚み２５０ｍｍのスラブ鋳片の鋳造を１．５ｍ／ｍｉｎの鋳造速度で開始した。鋳造開始当初、第４冷却ゾーンと第５冷却ゾーンとの間に設置されている温度プロフィール計で鋳片表面を測温した結果、温度偏差は約４０℃以内であり均一な二次冷却が行われていた。その後、鋳造速度を２．０ｍ／ｍｉｎに昇速し、且つ、これに応じて二次冷却水量を増加させたら、分割型鋳片支持ロールのロールチョックの設置位置に相当する鋳片表面の表面温度が５００℃を下回し、過冷却現象が発生した。鋳造後、過冷却の部位を検査した結果、鋳片表面に横割れの発生が確認できた。
【００３６】
本発明例、従来例及び比較例における結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【符号の説明】
【００３８】
１ スラブ連続鋳造機
２ タンディッシュ
３ スライディングノズル
４ 浸漬ノズル
５ 鋳型
６ 分割型鋳片支持ロール
７ 搬送ロール
８ ガス切断機
９ 溶鋼
１０ 鋳片
１１ 凝固シェル
１２ 未凝固相
１３ ロールチョック
１４ エアーミストスプレーノズル
１５ 容器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速鋳造時であっても鋳片を均一に冷却することのできる、連続鋳造設備の二次冷却帯における鋳片の冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼の連続鋳造では、取鍋内の溶鋼を一旦タンディッシュに注入し、タンディッシュ内に所定量の溶鋼が滞在した状態で、タンディッシュ内の溶鋼を、タンディッシュ底部に設置した浸漬ノズルを介して鋳型に注入している。鋳型内に注入された溶鋼は冷却されて鋳型との接触面に凝固シェルを形成し、この凝固シェルを外殻とし、内部に未凝固溶鋼を有する鋳片は、鋳型下方に設けられた二次冷却帯において、鋳片表面に噴射される冷却水（「二次冷却水」ともいう）によって冷却されながら鋳型下方に連続的に引抜かれ、やがて中心部までの凝固が完了する。中心部までの凝固の完了した鋳片を所定の長さに切断して、圧延用素材である鋳片が製造されている。
【０００３】
二次冷却帯において、不均一な冷却が発生すると、鋳片の表面や内部に割れが生じたり、鋳片中心部の中心偏析が悪化したりするので、鋳片の鋳造方向及び幅方向で均一に冷却することが行われてきた。特に、スラブ鋳片は幅が広く、複数個のスプレーノズルを鋳片幅方向に配置する必要があることから、鋳片幅方向で不均一冷却になりやすく、鋳片幅方向で均一な冷却を行うことが重要となる。
【０００４】
一般に、二次冷却帯の鋳片の表面温度は７００〜１０００℃に制御されているが、近年の鋳造速度の高速化に伴い、二次冷却の能力が強化され、鋳造中の鋳片表面温度は全般的に低下する傾向にある。また、鋳造速度の高速化に伴って、鋳片に、７００℃を下回る表面温度の部位が局部的に生じる現象（「過冷却現象」と呼ぶ）が発生するようになった。過冷却現象の発生した鋳片の表面温度は、鋳片幅方向に温度ムラが生じる。
【０００５】
図１に、過冷却のスラブ鋳片における温度ムラの発生状況（図１（Ａ））と、冷却後のスラブ鋳片の表面割れの発生状況（図１（Ｂ））との関係を示す。図１に示すように、鋳造後の鋳片を観察すると、温度ムラの発生部位に表面割れが集中することが分る。本発明者らは、この過冷却現象の発生機構を解析し、その結果、過冷却現象の発生位置は、分割型鋳片支持ロールのロールチョックの位置に相関があることを見出した。
【０００６】
連続鋳造における二次冷却は、一般に気液混合のミストノズルや、水のみの１流体によるスプレーノズルによって行われる。二次冷却用冷却水は鋳片表面に衝突すると、常温から沸騰温度域まで水温が上昇することによる顕熱、及び、水の蒸発による蒸発潜熱を奪い、且つ衝突力によって冷却促進作用が働いて、鋳片表面の冷却が行われる。この際に、二次冷却用冷却水の一部は、蒸発し切れずに、鋳片表面上や鋳片支持ロールと鋳片とにはさまれて滞留水となって残留する。この滞留水の一部は鋳片の幅方向に流れて落下するが、滞留水の一部は分割型鋳片支持ロールのロールチョックと鋳片との隙間から、鋳片表面上を沿うようにして鋳造方向下流へ流下する。尚、分割型鋳片支持ロールを配置する理由は、鋳造速度の高速化に伴って鋳片支持ロールのロールピッチが短縮され、これによって鋳片支持ロールの外径が縮小化し、１本のロールで広幅の鋳片を支持すると、静鉄圧による鋳片支持ロールのたわみが大きくなり、鋳片のバルジング量が増大して内部割れや中心偏析が悪化する虞があることに基づく。分割型鋳片支持ロールでは、ロールのたわみは少なくなる。
【０００７】
鋳造速度が低速の場合は冷却水量が少ないので、滞留水が鋳片上に少々滞留しても問題にならないが、鋳造速度が速くなると冷却水量が増加し、滞留水量も増加し、更に、ロールチョック部から落下する滞留水の水量が増加して、滞留水による鋳片表面での冷却作用が発生する。滞留水による冷却作用が一旦発生すると、鋳片の表面温度が下がり、鋳片表面の濡れ性が良くなって、更に冷却が強くなる。本発明者らは、これが過冷却現象の発生原因であることを見出した。
【０００８】
この過冷却現象を防止するべく、本発明者らは、特許文献１及び特許文献２を提案した。特許文献１は、「連続鋳造中の鋳片表面に溜まる残留水を高圧気体の噴射によって除去しながら鋳片を二次冷却する」という技術であり、特許文献２は、「連続鋳造中の鋳片表面に溜まる残留水を吸引管によって吸引・除去しながら鋳片を二次冷却する」という技術である。つまり、残留水を強制的に鋳片表面から除去することによって、過冷却現象を防止するという技術である。
【０００９】
ところで、連続鋳造機の鋳片支持ロールに円周方向の溝を設けることが特許文献３及び特許文献４に開示されている。しかしながら、特許文献３は、一本ロール方式の鋳片支持ロールに溝を設け、この溝に冷却水の残留水を通すことによって鋳片の冷却能力を高めることを目的とし、また、特許文献４は、ドライキャスティングにおける鋳片支持ロールへの熱負荷を軽減することを目的としており、何れも上記の過冷却現象を防止する技術ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−２５３５２８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５３５２９号公報
【特許文献３】特開平７−１０８３５７号公報
【特許文献４】特開平９−１５０２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１及び特許文献２によって過冷却現象は防止されたが、特許文献１は高圧気体の噴射による運転費の上昇が避けられず、一方、特許文献２は吸引管のメンテナンスが煩雑で連続鋳造機の稼働率を低下させるなどといった問題点が発生し、更なる改善が求められていた。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、連続鋳造設備の二次冷却帯で鋳造中の鋳片を冷却するにあたり、メンテナンスなどによるコスト上昇をもたらすことなく、鋳片表面に過冷却現象を発生させずに、鋳片を均一に冷却することのできる二次冷却方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）連続鋳造機で鋳造されている鋳片を、鋳片幅方向で２以上に分割され、分割部分にロールチョックを有する分割型鋳片支持ロールで支持しながら冷却水または冷却水と気体との混合体を用いて二次冷却帯で二次冷却するにあたり、前記分割型鋳片支持ロールのうちで、円弧状の鋳片を平板状の鋳片に矯正するための矯正帯よりも鋳造方向上流側に設置された分割型鋳片支持ロールの全部または一部の表面に、溝の幅をｗ、溝の深さをｄ、前記分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の設置数をｎとしたとき、分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の総断面積（＝ｎ×ｗ×ｄ）が５０ｍｍ2以上となるように、ロール円周方向に延びる環状の溝を設置し、当該溝を通して鋳片表面の前記冷却水の滞留水を鋳造方向下流側に流下させ、前記ロールチョックを通って鋳造方向下流側に流下する冷却水の滞留水によって発生する鋳片の過冷却現象を抑制することを特徴とする、連続鋳造における二次冷却方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、分割型鋳片支持ロールの表面に、断面積が所定以上である、円周方向に延びる環状の溝を設置し、この溝を通して鋳片表面の冷却水の滞留水を鋳造方向下流側に流下させるので、滞留水は鋳片幅方向でほぼ均一に流下し、鋳造速度を高めた条件下であっても鋳片表面は局所的に過冷却とならず、分割型鋳片支持ロールのロールチョックを通って鋳造方向下流側に流下する滞留水によって発生する鋳片の過冷却現象を抑制することが実現される。その結果、表面割れのない表面品質に優れた鋳片を高い生産性で鋳造することが可能となり、工業上有益な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】過冷却のスラブ鋳片における温度ムラの発生状況と、冷却後のスラブ鋳片の表面割れの発生状況との関係を示す図である。
【図２】流下する冷却水の分割型鋳片支持ロール幅方向の分布を調査するための実験装置の概略図である。
【図３】流下する冷却水の分割型鋳片支持ロール幅方向での分布の調査結果を示す図である。
【図４】流下する冷却水の分割型鋳片支持ロール幅方向での分布の調査結果を示す図である。
【図５】本発明を適用したスラブ連続鋳造機の概略図である。
【図６】本発明で使用する分割型鋳片支持ロールの１例を示す概略図である。
【図７】本発明例１における鋳片幅方向の鋳片表面温度分布を示す図である。
【図８】従来例１における鋳片幅方向の鋳片表面温度分布を示す図である。
【図９】比較例１で使用した分割型鋳片支持ロールを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１７】
鋼の連続鋳造において、鋳造速度が速くなると、前述したように、二次冷却用の冷却水が増加し、それに伴って冷却水の滞留水も増加し、分割型鋳片支持ロールを用いた連続鋳造機では、分割型鋳片支持ロールのロールチョックから流下する滞留水が増えて鋳片の過冷却現象が発生する。尚、二次冷却用の冷却水の水量は、一般的に、鋳造される鋳片１ｋｇあたりの水量が一定になるように制御されており、従って、鋳造速度が上昇すると、二次冷却用の冷却水水量が鋳造速度に比例するように制御されている。
【００１８】
本発明は、分割型鋳片支持ロール表面の円周方向に複数個の溝を設け、この溝を通して二次冷却用の冷却水の滞留水を流下させる。つまり、滞留水をロールチョックからだけではなく、鋳片支持ロールの幅方向全体で均等に流下させ、これによって過冷却現象を防止する。但し、分割型鋳片支持ロールの幅方向で滞留水を均一に流下させるためには、滞留水を通すための溝は或る程度の大きさが必要である。
【００１９】
そこで、本発明者らは、図２に示す、分割型鋳片支持ロール４本分（幅２．０ｍ、高さ１．０ｍ、傾斜角度８０°、各分割型鋳片支持ロールにロールチョックを２箇所、ロールチョックの幅１８０ｍｍ、分割型鋳片支持ロールのロール径２１６．５ｍｍ、ロールチョックと鋳片表面との間隙距離８ｍｍ、１つのロールチョックによる間隙面積１４４０ｍｍ2（＝180mm×8mm））の実験装置を作成し、各分割型鋳片支持ロール６の直上に３個のエアーミストスプレーノズルを等間隔で配置し、１つのエアーミストスプレーノズルあたり冷却水流量を５０Ｌ／ｍｉｎ、エアー流量を３００ＮＬ／ｍｉｎとして噴射し、各分割型鋳片支持ロール６及びロールチョック１３を通って流下する冷却水を、最下段の分割型鋳片支持ロール６の直下に１００ｍｍピッチで配置した容器１５で受け、流下する冷却水の分割型鋳片支持ロール幅方向における分布を調査した。尚、図２の符号１４Ａは、エアーミストスプレーノズルからの鋳片における噴霧面を示している。
【００２０】
各分割型鋳片支持ロール６には、幅ｗが１０ｍｍの環状の溝を２０ｍｍピッチ（長さ１００ｍｍの範囲に５本の溝、ｎ＝５）で等間隔に設置した。但し、溝の深さｄを、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、３．０ｍｍの４水準に変更した。この場合、分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の総断面積（＝ｎ×ｗ×ｄ）は、深さｄが０．５ｍｍのときに２５ｍｍ2、深さｄが１．０ｍｍのときに５０ｍｍ2、深さｄが２．０ｍｍのときに１００ｍｍ2、深さｄが３．０ｍｍのときに１５０ｍｍ2となる。また、比較のために溝を設置しない分割型鋳片支持ロールについても、流下する冷却水の分割型鋳片支持ロール幅方向の分布を調査した。
【００２１】
図３及び図４に調査結果を示す。図３は、溝無し、溝深さ０．５ｍｍ、溝深さ１．０ｍｍの３水準における調査結果で、図４は、溝深さ２．０ｍｍ、溝深さ３．０ｍｍの２水準における調査結果である。図３及び図４に示すように、分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の総断面積が５０ｍｍ2以上であれば、流下する冷却水の滞留水を分割型鋳片支持ロールの幅方向でほぼ均等化できることが分った。即ち、鋳片の過冷却現象を確実に防止するためには、分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の総断面積（＝ｎ×ｗ×ｄ）を５０ｍｍ2以上とすることが必要であることが分った。
【００２２】
また、鋳片の過冷却現象が発生するのは滞留水が鋳造方向下流側に流れる連続鋳造機の垂直部から湾曲部にかけてであり、水平部では滞留水はロールチョックの間隙を流れることは少ない。また、一般的に水平部での二次冷却水量は少ない。つまり、水平部では、過冷却現象の発生する頻度が極めて少ないので、本発明を適用する範囲は、連続鋳造機の垂直部から湾曲部までの範囲の全部または一部とすれば十分である。湾曲部と水平部との境界は、湾曲部の円弧状の鋳片を水平部の平板状の鋳片に矯正するための矯正帯であり、従って、矯正帯よりも鋳造方向上流側に設置された分割型鋳片支持ロールの全部または一部に、上記断面積の溝を設置すればよい。湾曲型連続鋳造機の場合には、湾曲部に配置される分割型鋳片支持ロールの全部または一部に溝を設置すればよい。当然ではあるが、水平部も含めた全ての分割型鋳片支持ロールに溝を設置してもよい。
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、分割型鋳片支持ロールの表面に、断面積が所定以上である、円周方向に延びる環状の複数個の溝を設置し、この溝を通して鋳片表面の冷却水の滞留水を鋳造方向下流側に流下させるので、滞留水は鋳片幅方向でほぼ均一に流下し、鋳造速度を高めた条件下であっても鋳片表面は局所的に過冷却とならず、分割型鋳片支持ロールのロールチョックを通って鋳造方向下流側に流下する冷却水の滞留水によって発生する鋳片の過冷却現象を抑制することが実現される。
【実施例】
【００２４】
図５に示すスラブ連続鋳造機における本発明の実施例を説明する。図５において、符号１は、垂直曲げ型のスラブ連続鋳造機、２は、取鍋から供給される溶鋼を鋳型に中継供給するためのタンディッシュ、３は、鋳型への溶鋼流量調整用のスライディングノズル、４は、溶鋼を鋳型内に注入するための浸漬ノズル、５は、溶鋼を冷却して鋳片の外殻形状を形成するための鋳型、６は、鋳片を支持・案内するための分割型鋳片支持ロール、７は、鋳造された鋳片を搬送するための搬送ロール、８は、鋳造された鋳片を所定長さに切断するためのガス切断機、９は溶鋼、１０は鋳造されつつある鋳片、１０ａは切断された鋳片、１１は凝固シェル、１２は未凝固相である。
【００２５】
使用したスラブ連続鋳造機１の設備長は４５ｍであり、幅２０００ｍｍのスラブ鋳片の鋳造が可能な設備である。鋳型５の上端から鋳型５の下端までが１ｍであり、鋳型直下から機端までの４４ｍの範囲が二次冷却帯であり、この二次冷却帯を、鋳型直下側から機端側に向けて、第１冷却ゾーン、第２冷却ゾーン、第３冷却ゾーン、第４冷却ゾーン、第５冷却ゾーンの５つの二次冷却ゾーンに分け、それぞれの二次冷却ゾーン毎に冷却条件を設定した。図５において、Ａ−Ａ’位置からＢ−Ｂ’位置直上の分割型鋳片支持ロール６までの範囲が第１冷却ゾーン、Ｂ−Ｂ’位置からＣ−Ｃ’位置直上の分割型鋳片支持ロール６までの範囲が第２冷却ゾーン、Ｃ−Ｃ’位置からＤ−Ｄ’位置直上の分割型鋳片支持ロール６までの範囲が第３冷却ゾーン、Ｄ−Ｄ’位置からＥ−Ｅ’位置直上の分割型鋳片支持ロール６までの範囲が第４冷却ゾーン、Ｅ−Ｅ’位置から機端の分割型鋳片支持ロール６までの範囲が第５冷却ゾーンである。つまり、スラブ連続鋳造機１の垂直部から湾曲部までの範囲を３つの冷却ゾーンに分割し、水平部を２つの冷却ゾーンに分割した。二次冷却帯の各二次冷却ゾーンにはエアーミストスプレーノズルが配置されており、このエアーミストスプレーノズルから噴射されるエアーミストにより、鋳片１０は冷却される。
【００２６】
図６に示す、深さｄが２．０ｍｍ、幅ｗが１０ｍｍの溝６ａを２０ｍｍ間隔で設けた分割型鋳片支持ロール６を、第１〜第５冷却ゾーン（全冷却ゾーン）に配置し、鋳造試験を実施した（本発明例１）。この分割型鋳片支持ロール６における分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の総断面積（＝ｎ×ｗ×ｄ）は１００ｍｍ2となる。溝６ａの配置は、図６に示すように鋳造方向上下の分割型鋳片支持ロール６で「互い違い」になるように設置した。尚、図６に示す溝６ａの断面形状は矩形であるが、溝６ａの断面形状は、V字谷、U字谷など、必要断面積以上を確保する限りどのような形状であっても構わない。
【００２７】
このスラブ連続鋳造機を用い、幅２０００ｍｍ、厚み２５０ｍｍのスラブ鋳片の鋳造を１．５ｍ／ｍｉｎの鋳造速度で開始した。鋳造開始当初、第４冷却ゾーンと第５冷却ゾーンとの間に設置されている温度プロフィール計で鋳片表面を測温した結果、温度偏差（鋳片の両端部２００ｍｍの範囲を除く最高温度と最低温度との差）は約４０℃以内であり均一な二次冷却が行われていた。その後、鋳造速度を２．０ｍ／ｍｉｎに昇速し、且つ、これに応じて二次冷却水量を増加させたが、特に、鋳片表面温度の温度分布に変化はなく、ロールチョックを通って鋳造方向下流側に流下する冷却水の滞留水によって発生する鋳片の過冷却現象は発生しなかった。図７に、本発明例１における、鋳造速度が１．５ｍ／ｍｉｎの場合と、２．０ｍ／ｍｉｎとの場合の鋳片表面温度の分布を示す。尚、図７における符号１４は、エアーミストスプレーノズルである。
【００２８】
また、本発明例１で使用した、深さｄが２．０ｍｍ、幅ｗが１０ｍｍの溝６ａを２０ｍｍ間隔で設けた分割型鋳片支持ロール６を、水平部には配置せず、第１冷却ゾーン、第２冷却ゾーン及び第３冷却ゾーンに配置し、鋳造試験を実施した（本発明例２）。
【００２９】
このスラブ連続鋳造機を用い、幅２０００ｍｍ、厚み２５０ｍｍのスラブ鋳片の鋳造を１．５ｍ／ｍｉｎの鋳造速度で開始した。鋳造開始当初、第４冷却ゾーンと第５冷却ゾーンとの間に設置されている温度プロフィール計で鋳片表面を測温した結果、温度偏差は約４０℃以内であり均一な二次冷却が行われていた。その後、鋳造速度を２．０ｍ／ｍｉｎに昇速し、且つ、これに応じて二次冷却水量を増加させたが、特に、鋳片表面温度の温度分布に変化はなく、ロールチョックを通って鋳造方向下流側に流下する冷却水の滞留水によって発生する鋳片の過冷却現象は発生しなかった。
【００３０】
また、比較のために、溝の設置されていない分割型鋳片支持ロールを配置したスラブ連続鋳造機を用いて鋳造試験を実施した（従来例１）。
【００３１】
このスラブ連続鋳造機を用い、幅２０００ｍｍ、厚み２５０ｍｍのスラブ鋳片の鋳造を１．５ｍ／ｍｉｎの鋳造速度で開始した。鋳造開始当初、第４冷却ゾーンと第５冷却ゾーンとの間に設置されている温度プロフィール計で鋳片表面を測温した結果、温度偏差は約４０℃以内であり均一な二次冷却が行われていた。その後、鋳造速度を２．０ｍ／ｍｉｎに昇速し、且つ、これに応じて二次冷却水量を増加させたら、分割型鋳片支持ロールのロールチョックの設置位置に相当する鋳片表面の表面温度が５００℃を下回し、過冷却現象が発生した。図８に、従来例１における、鋳造速度が１．５ｍ／ｍｉｎの場合と、２．０ｍ／ｍｉｎとの場合の鋳片表面温度の分布を示す。鋳造後、過冷却の部位を検査した結果、鋳片表面に横割れの発生が確認できた。
【００３２】
また、図９に示す、深さｄが１．５ｍｍ、幅ｗが１０ｍｍの溝を５０ｍｍ間隔で設けた分割型鋳片支持ロール６を、第１〜第５冷却ゾーン（全冷却ゾーン）に配置し、鋳造試験を実施した（比較例１）。この分割型鋳片支持ロール６における分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の総断面積（＝ｎ×ｗ×ｄ）は３０ｍｍ2となる。
【００３３】
このスラブ連続鋳造機を用い、幅２０００ｍｍ、厚み２５０ｍｍのスラブ鋳片の鋳造を１．５ｍ／ｍｉｎの鋳造速度で開始した。鋳造開始当初、第４冷却ゾーンと第５冷却ゾーンとの間に設置されている温度プロフィール計で鋳片表面を測温した結果、温度偏差は約４０℃以内であり均一な二次冷却が行われていた。その後、鋳造速度を２．０ｍ／ｍｉｎに昇速し、且つ、これに応じて二次冷却水量を増加させたら、分割型鋳片支持ロールのロールチョックの設置位置に相当する鋳片表面の表面温度が５００℃を下回し、過冷却現象が発生した。鋳造後、過冷却の部位を検査した結果、鋳片表面に横割れの発生が確認できた。
【００３４】
また、本発明例１で使用した、深さｄが２．０ｍｍ、幅ｗが１０ｍｍの溝６ａを２０ｍｍ間隔で設けた分割型鋳片支持ロール６を、垂直部及び湾曲部には配置せず、第４冷却ゾーン及び第５冷却ゾーンに配置し、鋳造試験を実施した（比較例２）。
【００３５】
このスラブ連続鋳造機を用い、幅２０００ｍｍ、厚み２５０ｍｍのスラブ鋳片の鋳造を１．５ｍ／ｍｉｎの鋳造速度で開始した。鋳造開始当初、第４冷却ゾーンと第５冷却ゾーンとの間に設置されている温度プロフィール計で鋳片表面を測温した結果、温度偏差は約４０℃以内であり均一な二次冷却が行われていた。その後、鋳造速度を２．０ｍ／ｍｉｎに昇速し、且つ、これに応じて二次冷却水量を増加させたら、分割型鋳片支持ロールのロールチョックの設置位置に相当する鋳片表面の表面温度が５００℃を下回し、過冷却現象が発生した。鋳造後、過冷却の部位を検査した結果、鋳片表面に横割れの発生が確認できた。
【００３６】
本発明例、従来例及び比較例における結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【符号の説明】
【００３８】
１ スラブ連続鋳造機
２ タンディッシュ
３ スライディングノズル
４ 浸漬ノズル
５ 鋳型
６ 分割型鋳片支持ロール
７ 搬送ロール
８ ガス切断機
９ 溶鋼
１０ 鋳片
１１ 凝固シェル
１２ 未凝固相
１３ ロールチョック
１４ エアーミストスプレーノズル
１５ 容器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造機で鋳造されている鋳片を、鋳片幅方向で２以上に分割され、分割部分にロールチョックを有する分割型鋳片支持ロールで支持しながら冷却水または冷却水と気体との混合体を用いて二次冷却帯で二次冷却するにあたり、
前記分割型鋳片支持ロールのうちで、円弧状の鋳片を平板状の鋳片に矯正するための矯正帯よりも鋳造方向上流側に設置された分割型鋳片支持ロールの全部または一部の表面に、溝の幅をｗ、溝の深さをｄ、前記分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の設置数をｎとしたとき、分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の総断面積（＝ｎ×ｗ×ｄ）が５０ｍｍ2以上となるように、ロール円周方向に延びる環状の溝を設置し、
当該溝を通して鋳片表面の前記冷却水の滞留水を鋳造方向下流側に流下させ、前記ロールチョックを通って鋳造方向下流側に流下する冷却水の滞留水によって発生する鋳片の過冷却現象を抑制することを特徴とする、連続鋳造における二次冷却方法。
【請求項１】
連続鋳造機で鋳造されている鋳片を、鋳片幅方向で２以上に分割され、分割部分にロールチョックを有する分割型鋳片支持ロールで支持しながら冷却水または冷却水と気体との混合体を用いて二次冷却帯で二次冷却するにあたり、
前記分割型鋳片支持ロールのうちで、円弧状の鋳片を平板状の鋳片に矯正するための矯正帯よりも鋳造方向上流側に設置された分割型鋳片支持ロールの全部または一部の表面に、溝の幅をｗ、溝の深さをｄ、前記分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の設置数をｎとしたとき、分割型鋳片支持ロール長さ方向１００ｍｍあたりの溝の総断面積（＝ｎ×ｗ×ｄ）が５０ｍｍ2以上となるように、ロール円周方向に延びる環状の溝を設置し、
当該溝を通して鋳片表面の前記冷却水の滞留水を鋳造方向下流側に流下させ、前記ロールチョックを通って鋳造方向下流側に流下する冷却水の滞留水によって発生する鋳片の過冷却現象を抑制することを特徴とする、連続鋳造における二次冷却方法。
【図３】
【図４】
【図５】
【図１】
【図２】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図４】
【図５】
【図１】
【図２】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−９４８２８（Ｐ２０１３−９４８２８Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０７８４（Ｐ２０１１−２４０７８４）
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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