CN103842113B - 连续铸造机的二次冷却装置以及二次冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明的连续铸造机的二次冷却装置具有多对支承辊和多个喷嘴，各支承辊具有沿着铸坯的宽度方向被分割的多个辊部和设置于辊部之间的槽部。在沿着输送方向相邻的上游侧的支承辊和下游侧的支承辊上分别设置的槽部沿着宽度方向相互错开地配置。在设置于上游侧的支承辊的辊部与设置于下游侧的支承辊的槽部之间所设定的第一喷嘴位置处，配置有多个喷嘴中的第一喷嘴。

Description

连续铸造机的二次冷却装置以及二次冷却方法

技术领域

本发明涉及连续铸造机的二次冷却装置以及二次冷却方法。

本申请根据2011年11月15日向日本申请的日本特愿2011-249762号主张优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

在连续铸造机的铸模下方的二次冷却带，一边提高多对支承辊来支承并输送从铸模下端拔出的铸坯，一边从配置于相邻的两个支承辊之间的喷雾喷嘴喷射冷却水（或冷却水与空气的混合体），从而对铸坯进行冷却。

以往，上述连续铸造机中，为了将铸坯的拔出速度高速化，并抑制铸坯的隆起，采用了如下方法：通过将小径辊用作上述支承辊来缩短辊距，由此通过更多的支承辊来支承铸坯。但是，如果支承辊的辊径变小，那么不仅支承辊的刚性会下降，且用于支承该支承辊的两端的轴承也会小型化，因而不能充分地支承铸坯，致使引起隆起的可能性也变高。

于是，近年来，为了抑制上述小径辊的变形，并减少轴承负荷，采用分割辊作为上述支承辊。分割辊沿着铸坯宽度方向将与铸坯相接触的辊部分隔为多个，在相邻的分割辊部之间设置轴承部，除了支承辊的两端部之外，在中间部也对支承辊进行支承。作为该分割辊的分割数或轴承部的位置（分割位置），提出有多个类型。

例如，专利文献1中提出了，利用将辊部2分割而得到的分割辊，将沿着铸坯的输送方向相邻的2个分割辊的分割位置（轴承部）彼此在铸坯的宽度方向上错开配置（所谓，配置成交错状）。并且，专利文献2中提出了，利用将辊部3分割而得到的分割辊，进而在所分割的各个辊部的周面上设置槽部，使得向下方流下的冷却水分散，由此防止轴承部处的铸坯的过冷却。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-14029号公报

专利文献2：日本特开平8-47757号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，上述分割辊中，在辊的中间部配置有不与铸坯相接触的轴承部。因此，从喷嘴向铸坯喷射的冷却水在沿着铸坯的表面流下之后，不仅通过辊的两端部，还通过位于辊的中间部的轴承部向下游侧流下。以下，将从上述轴承部向下游侧流下的冷却水称为垂水。

并且，在辊与铸坯的接触部位的正上方，存在由辊周面和铸坯表面包围的截面呈楔形状的空间。从喷嘴向铸坯表面喷射的冷却水在沿着铸坯表面流下之后，暂时停留在上述空间，之后，从上述轴承部或辊的两端部流下。以下，将停留在辊上的空间的冷却水称为积水。

根据本申请发明人锐意研究的结果知道了若从喷嘴喷射的冷却水（以下，称为喷水）直接与上述垂水相接触而干涉，则铸坯与喷水之间的传热系数增加，铸坯被过冷却。进而，还知道了若喷水直接与辊上部的积水相接触而干涉，则在该干涉部位，铸坯与喷水之间的传热系数增加，铸坯被过冷却。这样，若喷水与垂水或积水干涉而使传热系数增加，则只有铸坯的干涉部位被过冷却，使得铸坯宽度方向上的冷却均匀性大大下降。如上所述首次判明了，由于分割辊的轴承部的位置与冷却水的喷射位置（喷嘴的配置）的关系，铸坯宽度方向上的冷却变得不均匀。这样若冷却变得不均匀，则存在铸坯将变得凝固不均匀，导致铸坯产生裂纹，或者中心偏析恶化等弊端。

此外，上述专利文献2中，记载有上述垂水引起的过冷却的问题。但是，专利文献2中，只是将与轴承部相对置的部位的铸坯因与在该轴承部流下的垂水接触而导致只有该接触部位的铸坯被过冷却的情况作为问题，而关于如上所述喷水与垂水干涉而导致干涉部位的传热系数增加引起的过冷却的问题及其解决办法，没有任何公开或启示。

本发明是考虑到上述问题而提出的，其目的在于，提供可在连续铸造机的铸模下方的二次冷却带，使通过支承辊支承并输送的铸坯宽度方向上的冷却均匀性得到提高的连续铸造机的二次冷却装置以及二次冷却方法。

用于解决课题的方案

本发明为了解决上述问题并实现相关目的而采用如下方法。

即，（1）本发明的一实施方式的连续铸造机的二次冷却装置，其具有：多对支承辊，在连续铸造机的铸模下方的二次冷却带中从铸坯的厚度方向两侧支承上述铸坯；和多个喷嘴，在沿着上述铸坯的输送方向排列且相邻的上述支承辊之间，在上述铸坯的宽度方向上相互隔着间隔而配置，用于向上述铸坯喷射冷却水，上述各支承辊具有：辊轴；多个辊部，设置在上述辊轴上，在上述宽度方向上被分割；以及槽部，设置在上述多个辊部之间，能够供上述冷却水流下，在上述输送方向上相邻的上游侧的支承辊和下游侧的支承辊各自上所设置的上述槽部彼此在上述宽度方向上错开地配置，在上述上游侧的支承辊上所设置的上述辊部与上述下游侧的支承辊上所设置的上述槽部之间所设定的第一喷嘴位置处，配置有上述多个喷嘴中的第一喷嘴。

（2）上述（1）所述的连续铸造机的二次冷却装置中，也可以在上述上游侧的支承辊上所设置的上述槽部与上述下游侧的支承辊上所设置的上述辊部之间所设定的第二喷嘴位置处，配置有上述多个喷嘴中的第二喷嘴，从上述第二喷嘴喷射的冷却水的水量小于从上述第一喷嘴喷射的冷却水的水量。

（3）上述（2）所述的连续铸造机的二次冷却装置中，也可以在上述上游侧的支承辊与上述下游侧的支承辊之间，在除了上述第一喷嘴位置以及第二喷嘴位置以外的位置所设定的第三喷嘴位置处，配置有上述多个喷嘴中的第三喷嘴，从上述第三喷嘴喷射的冷却水的水量小于从上述第一喷嘴喷射的冷却水的水量，且大于从上述第二喷嘴喷射的冷却水的水量。

（4）上述（1）至（3）中任一项所述的连续铸造机的二次冷却装置中，也可以在上述各支承辊的上述多个辊部之间，设置有支承上述辊轴的轴承部，上述槽部包括上述轴承部。

（5）上述（1）至（3）中任一项所述的连续铸造机的二次冷却装置中，上述槽部也可以包括在上述支承辊的周面上所形成的通水用的狭缝。

并且，（6）本发明的一实施方式的二次冷却方法中，在设置有在连续铸造机的铸模下方的二次冷却带中从铸坯的厚度方向两侧支承上述铸坯的多对支承辊，且在沿着上述铸坯的输送方向排列且相邻的上游侧的支承辊和下游侧的支承辊各自上所设置的槽部彼此在上述铸坯的宽度方向上错开地配置的状况下，对通过上述支承辊输送的上述铸坯进行冷却，上述多对支承辊分别具有：多个辊部，在上述铸坯的宽度方向上被分割；和上述槽部，设置在多个辊部之间，能够供冷却水流下，上述二次冷却方法具有：第一冷却工序，从上述上游侧的支承辊上所设置的上述辊部与上述下游侧的支承辊上所设置的上述槽部之间的第一喷嘴位置，向上述铸坯喷射冷却水。

（7）上述（6）所述的二次冷却方法还可以具有第二冷却工序，从上述上游侧的支承辊上所设置的上述槽部与上述下游侧的支承辊上所设置的上述辊部之间的第二喷嘴位置，以比从上述第一喷嘴位置喷射的冷却水的水量小的水量，对上述铸坯喷射冷却水。

（8）上述（7）所述的二次冷却方法还可以具有第三冷却工序，在上述上游侧的支承辊与上述下游侧的支承辊之间，从除了上述第一喷嘴位置以及第二喷嘴位置以外的第三喷嘴位置，以比从上述第一喷嘴喷射的冷却水的水量小且比从上述第二喷嘴喷射的冷却水的水量大的水量，对上述铸坯喷射冷却水。

发明效果

根据本发明的上述实施方式，向各个支承辊的上侧的铸坯喷射的冷却水通过各个支承辊的槽部流下而成为垂水，并且，在各个支承辊的上部与铸坯之间的空间停留有冷却水而产生积水。然而，通过在设置于上游侧的支承辊的辊部与设置于下游侧的支承辊的槽部之间设定的第一喷嘴位置处配置第一喷嘴，从上述第一喷嘴喷射的冷却水与上述垂水以及积水都不直接相接触，能够抑制相互干涉。因此，在与第一喷嘴位置相对应的铸坯的部位，铸坯与冷却水之间的传热系数不增加，从而可以防止过冷却。

并且，在设置于上游侧的支承辊的槽部与设置于下游侧的支承辊的辊部之间设定的第二喷嘴位置处配置有第二喷嘴的情况下，从该第二喷嘴喷射的冷却水直接与在上游侧的支承辊的槽部流下的垂水以及积于下游侧的支承辊上的垂水相接触而相互干涉。但是，若不在第二喷嘴位置配置第二喷嘴，则可以避免和与该第二喷嘴位置相对应的铸坯的部位的垂水以及积水干涉。或者，通过从配置于第二喷嘴位置的第二喷嘴以少于配置于第一喷嘴位置的第一喷嘴的水量喷射冷却水，能够抑制和与第二喷嘴位置相对应的铸坯的部位处的垂水以及积水的干涉。因此，可防止或降低与第二喷嘴位置相对应的铸坯的部位处的铸坯与冷却水之间的传热系数的增加，因而可以抑制过冷却。

如上所述，根据本发明，在连续铸造机的铸模下方的二次冷却带，根据垂水及积水的产生部位，适当地调整喷嘴的配置及冷却水的水量，由此可以提高通过支承辊支承并输送的铸坯的宽度方向上的冷却均匀性。

附图说明

图1为表示本发明的第一实施方式的连续铸造机的侧截面图。

图2为表示第一实施方式的连续铸造机的二次冷却装置的支承辊以及喷嘴的立体图。

图3为表示积水与喷水的干涉状态的纵截面图。

图4表示垂水与喷水的干涉状态的纵截面图。

图5为表示垂水以及积水与喷水的干涉状态的主视图。

图6A为示意性地表示喷射试验的测定条件的主视图。

图6B为示意性地表示喷射试验的测定条件的侧视图。

图7为表示通过喷射试验来获得的传热系数的增加比例的曲线图。

图8A为示意性地表示喷射试验的测定条件的主视图。

图8B为示意性地表示喷射试验的测定条件的侧视图。

图9为表示通过喷射试验来获得的传热系数的增加比例的曲线图。

图10为表示第一实施方式的二次冷却装置的支承辊以及喷嘴的配置的主视图。

图11为表示本发明的第二实施方式的二次冷却装置的支承辊以及喷嘴的配置的主视图。

图12为表示本发明的第三实施方式的二次冷却装置的支承辊以及喷嘴的配置的主视图。

图13为本发明的实施例的铸坯表面温度的测定结果的曲线图。

图14A为表示比较例的铸坯表面温度的模拟结果的分布图。

图14B为表示本发明的实施例的铸坯表面温度的模拟结果的分布图。

图15A为表示比较例的铸坯的中心固相率的模拟结果的分布图。

图15B为表示本发明的实施例的铸坯的中心固相率的模拟结果的分布图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。此外，本说明书以及附图中，对于具有实质性地相同的功能结构的结构要素，通过标注相同的附图标记来省略重复说明。

1.第一实施方式

1.1.连续铸造机的整体结构

首先，参照图1，对本发明的第一实施方式的连续铸造机的整体结构进行说明。图1为表示本实施方式的连续铸造机的侧截面图。

如图1所示，连续铸造机是用于利用连续铸造用的铸模1来将熔融金属2（例如，钢水）连续铸造，并制造板坯等铸坯3的装置。上述连续铸造机具有铸模1、浇包4、中间罐5、浸渍喷嘴6、二次冷却装置7以及铸坯切割机8。

浇包4为用于从外部将熔融金属2输送到中间罐5的可动式的容器。浇包4配置于中间罐5的上方，浇包4的内部的熔融金属2被供给到中间罐5。中间罐5配置于铸模1的上方，储存熔融金属2，从而去除上述熔融金属2中的夹杂物。浸渍喷嘴6从中间罐5的下端朝向铸模1向下方延伸，其前端浸渍于铸模1内的熔融金属2。上述浸渍喷嘴6将在中间罐5中夹杂物被去除的熔融金属2连续供给到铸模1内。

铸模1为与铸坯3的宽度以及厚度对应的四角筒状，例如，以用一对长边铸模板从宽度方向两侧夹持一对短边铸模板的方式组装。这些铸模板例如由具有水冷机构的铜板构成。铸模1对与这些铸模板相接触的熔融金属2进行冷却，从而制造在外壳的凝固壳3a的内部包括未凝固部3b的铸坯3。随着凝固壳3a朝向铸模1的下方移动，进行内部的未凝固部3b的凝固，且外壳的凝固壳3a的厚度逐渐变厚。包括这些凝固壳3a和未凝固部3b的铸坯3从铸模1的下端拔出。

二次冷却装置7设置于铸模1的下方的二次冷却带9，一边支承并输送从铸模1的下端拔出的铸坯3一边进行冷却。上述二次冷却装置7具有配置于铸坯3的厚度方向两侧的多对支承辊10（例如，无驱动支承辊11、夹送辊12以及扇形辊13）和向铸坯3喷射冷却水的多个喷雾喷嘴（省略图示）。

二次冷却装置7所具有的支承辊10成对地配置于铸坯3的厚度方向两侧，起到一边支承一边输送铸坯3的支承输送单元的功能。可通过各个支承辊10从厚度方向两侧支承铸坯3，来防止在二次冷却带9中凝固途中的铸坯3的脱逃（Breakout）和隆起。

各个支承辊10例如包括图1所示的无驱动支承辊11、夹送辊12以及扇形辊13。这些无驱动支承辊11、夹送辊12以及扇形辊13形成二次冷却带9中的铸坯3的输送路径（路线）。如图1所示，上述路线在铸模1的正下方垂直，接着以曲线状弯曲，最终成为水平。在二次冷却带9，将上述路线垂直的部分称为垂直部9A，将弯曲的部分称为弯曲部9B，将水平的部分称为水平部9C。将具有这种路线的连续铸造机称为垂直弯曲型的连续铸造机。此外，本发明的二次冷却装置不局限于如上所述的垂直弯曲型的连续铸造机，可适用于弯曲型或垂直型等各种连续铸造机。

在这里，对上述无驱动支承辊11、夹送辊12以及扇形辊13进行说明。无驱动支承辊11是设置于铸模1的正下方的垂直部9A的无驱动式辊，支承刚从铸模1拔出之后的铸坯3。就刚从铸模1拔出之后的铸坯3而言，由于凝固壳3a薄，因而为了防止脱逃或隆起，需要以比较短的间隔（辊距）支承。因此，期望的是，利用可缩短辊距的小径的辊作为无驱动支承辊11。图1的例子中，在垂直部9A的铸坯3的两侧，以比较窄的辊距设有由小径辊构成的3对无驱动支承辊11。

夹送辊12是通过马达等驱动单元旋转的驱动式辊，具有从铸模1拔出铸坯3的功能。上述夹送辊12配置于垂直部9A、弯曲部9B以及水平部9C的适当的位置。铸坯3通过从夹送辊12传递的力从铸模1拔出，并沿着上述路线输送。此外，夹送辊12的配置不局限于图1所示的例子，也可以任意设定。

扇形辊13（也有称导辊的情况）是设置于弯曲部9B以及水平部9C的无驱动式辊，沿着上述路线支承并引导铸坯3。扇形辊13也可以根据路线上的位置来以分别不同的辊径或辊距配置，或者也可以在铸坯3的F面（Fixed面，图1中左下侧的面）和L面（Loose面，图1中右上侧的面）以分别不同的辊径或辊距配置。

铸坯切割机8配置于上述路线的水平部9C的末端，将沿着上述路线输送的铸坯3以预定的长度切断。切断的厚板状的铸坯14通过案辊15（Tableroll）输送到下一个工序的设备。

接着，对上述结构的连续铸造机的动作进行说明。用浇包4输送来的熔融金属2被供给到中间罐5，上述熔融金属2的夹杂物被去除。接着，中间罐5内的熔融金属2通过浸渍喷嘴6注入于铸模1内。

在铸模1内，与上述铸模1的内表面相接触的熔融金属2的外周部分凝固，从而形成凝固壳3a，并朝向铸模1的下方，随之凝固逐渐进行，凝固壳3a的厚度增加。然后，在上述凝固壳3a内存在未凝固部3b的状态下，铸坯3向铸模1的下方拔出。

接着，在铸模1下方的二次冷却带9，从铸模1拔出的铸坯3通过二次冷却装置7的多对支承辊10（11、12、13）一边沿着上述垂直弯曲型的路线被支承并输送，一边逐渐被冷却。由此，进一步进行铸坯3内部的未凝固部3b的凝固，在弧坑端3c结束凝固。之后，结束凝固的铸坯3通过铸坯切割机8切断成预定长的铸坯14，从而向外部搬出。

此外，通过连续铸造机制造的铸坯3的类型以及尺寸不受特别的限制。例如，铸坯3也可以是厚度为250～300mm左右的板坯、大于500mm的钢锭或坯段，或者也可以是厚度为100mm左右的薄板坯、50mm以下的薄带连续铸造铸坯等。并且，作为铸坯3的材料，例如除了钢铁、特殊钢之外，可以是铝、铝合金、钛等可连续铸造的各种金属。

1.2.二次冷却装置的结构

接着，参照图2，详述本实施方式的连续铸造机的二次冷却装置7的结构。图2为表示本实施方式的连续铸造机的二次冷却装置7的支承辊10以及喷嘴20的立体图。

如图2所示，本实施方式的二次冷却装置7具有：多对支承辊10，在铸模1的下方的二次冷却带9，从铸坯3的厚度方向两侧支承上述铸坯3；以及多个喷嘴20，向铸坯3喷射冷却水。

支承辊10是图1所示的无驱动支承辊11、夹送辊12以及扇形辊13等的总称。上述支承辊10成对地配置于铸坯3的厚度方向两侧，具有从其两侧支承铸坯3的功能。并且，支承辊10随着铸坯3的移动而旋转，还具有沿着上述预定的路线引导并输送铸坯3的功能。可通过将多对这些支承辊10设置于路线的两侧，来防止铸坯3的宽度方向中央部膨胀的隆起以及凝固壳3a的破断所引起的脱逃。

这些支承辊10在铸坯3的两侧沿着铸坯3的输送方向（图2的下方）相互分隔预定间隔而配置。此时，沿着输送方向排列而相邻的支承辊10的间隔窄时可适当地支承铸坯3，因而，优选地，尽可能使用小径的辊作为支承辊10，来缩小上述间隔。然而，若支承辊10为小径辊，则辊的刚性下降，且辊两端的轴承部（省略图示）也小型化，因而辊中央部容易向外侧挠曲。

于是，如图2所示，采用与铸坯3相接触的辊部（主体部）沿着铸坯3的宽度方向（以下，称为铸坯宽度方向）被分割为多个的分割辊作为本实施方式的支承辊10。辊部的分割数可以是2以上的任意数，但图2中示出了辊部分割为3个的分割辊的例子。通过利用上述分割辊，除了辊两端之外，还能够在辊中间部设定轴承，从而还能够支承支承辊10的中间部，因而可适当地抑制支承辊10的挠曲。

如图2所示，由上述分割辊构成的各个支承辊10具有：1个辊轴101；多个分割辊部102（相当于辊部），沿着铸坯宽度方向被分割；以及1或2以上的轴承部103（相当于槽部），设置于沿着铸坯宽度方向相邻的两个分割辊部102之间。图示的例子的3分割辊在1个辊轴101的周围设有3个分割辊部102和2个轴承部103。

辊轴101是沿着铸坯宽度方向延伸的1个或多个旋转轴，在上述辊轴101固定多个分割辊部102。支承辊10为驱动辊的情况下，辊轴101为1个，但支承辊10为无驱动辊的情况下，辊轴101也可以分割为多个，并且，上述分割辊轴也可以分别由轴承部103支承。分割辊部102与铸坯3相接触地旋转，并支承铸坯3。

轴承部103是设置于相邻的分割辊部102之间，且能供冷却水流下的槽部的一例。上述轴承部103的前端以相对于辊轴101自由旋转的方式设置，轴承部103的后端固定于未图示的支承部件（例如，背部框架）。由此，轴承部103支承支承辊10的中间部，防止支承辊10的中间部沿着从铸坯3脱离的方向挠曲。并且，轴承部103的前端不与铸坯3相接触，在上述轴承部103的前端与铸坯3之间存在有间隙105。从后述的喷嘴20喷射的冷却水由于在与铸坯3的表面3d相碰撞之后不能通过与铸坯3相接触的分割辊部102的位置，因而通过上述轴承部103的间隙105集中地流下，从而成为垂水。

并且，各个支承辊10的轴承部103的水平方向上的位置（即，分割辊的分割位置）是任意的，在沿着铸坯3的输送方向相邻的上游侧的支承辊10和下游侧的支承辊10处分别设置的轴承部103（即，槽部）沿着铸坯宽度方向相互错开配置。以下，有将这种配置称为交错配置的情况。

即，图2所示的最上游侧的支承辊10的轴承部103的水平位置（位置A）与中央的支承辊10的轴承部103的水平位置（位置B）错开。进而，中央的支承辊10的轴承部103的水平位置（位置B）也与最下游侧的支承辊10的轴承部103的水平位置（位置A）错开。

此外，图10中，设置于上游侧的支承辊10的槽部（轴承部103）与设置于下游侧的支承辊10的槽部（轴承部103）以从输送方向观察时不相互完全重叠的方式交错配置。不局限于这种交错配置，如后述的图11所示，上游侧的槽部和下游侧的槽部也能够以从输送方向观察时一部分相互重叠的方式交错配置。即，本实施方式的交错配置（即，上游侧的槽部和下游侧的槽部沿着铸坯宽度方向错开配置）是允许从输送方向观察时两槽部的一部分相互重叠的情况的概念。

这样，本实施方式中，在沿着输送方向相邻的上游侧的支承辊10和下游侧的支承辊10处分别设置的轴承部103（即，可供冷却水通过的槽部）沿着铸坯宽度方向相互错开配置（交错配置）。由此，可使沿着输送方向相邻的多个支承辊10支承铸坯3的支承部位向在铸坯宽度方向上分散，来将这些多个支承辊10对铸坯3的支承均匀化。进而，可通过采用上述交错配置，来将通过各个支承辊10的轴承部103流下的垂水的位置在铸坯宽度方向上错开。因此，可防止通过垂水仅使铸坯3的宽度方向上的同一部位被局部过冷却，从而提高铸坯宽度方向上的冷却均匀性。

此外，图2所示的最上游侧的支承辊10的轴承部103的水平位置（位置A）与最下游侧的支承辊10的轴承部103、103的水平位置（位置A）相同。因此，图2所示的例子中，在沿着铸坯3的输送方向排列的多个支承辊10中，轴承部103的位置像位置A、位置B、位置A、位置B（以下，位置A、B的反复）那样成为按每2个支承辊反复错开的交错配置。但是，本发明的交错配置不局限于上述例，例如，也可以像位置A、位置B、位置C、位置A、位置B、位置C（以下，位置A、B、C的反复）那样每3个支承辊反复错开，同样，也可以每4个以上的支承辊反复错开。并且，也可以是像位置A、位置B、位置C、位置D、位置E（以下，任意位置的反复）那样没有周期性的不规则地错开的交错配置。

具有如上所述的结构的支承辊10以辊轴101的两端部被未图示的轴承部支承，且辊轴101的中间部被轴承部103支承的状态设置。由此，多个分割辊部102的周面与铸坯3相接触，从而支承铸坯3。此时，铸坯3沿着输送方向移动，因而随着铸坯3的移动，分割辊部102与辊轴101一起旋转。

接着，对本实施方式的二次冷却装置7的喷嘴20进行说明。如图2所示，喷嘴20由朝向铸坯3以喷雾状喷射冷却水与空气的混合体的喷雾喷嘴构成。喷嘴20与未图示的冷却水供给单元相连接，冷却水以及空气以预定的供给压从上述冷却水供给单元供给到喷嘴20，并从喷嘴20向铸坯3喷射。可通过调整对喷嘴20的冷却水的供给量或喷嘴20的喷射口的大小等，来控制从喷嘴20喷射的冷却水的水量q。

此外，本实施方式的喷嘴20是将冷却水与空气的混合体作为制冷剂喷射的，但以下为了便于说明，记载为喷射冷却水。并且，从喷嘴20喷射的制冷剂（流体）除了冷却水以及空气的组合之外，例如还可以是冷却水与氮、冷却水与表面活性剂等的组合，或者也可以是单独的冷却水。

在沿着铸坯3的输送方向相邻的上游侧的支承辊10和下游侧的支承辊10之间的区域（以下，称为辊间区域），多个上述喷嘴20沿着铸坯宽度方向相互分隔而配置。图2的例子中，6个喷嘴20沿着铸坯宽度方向以等间隔配置，但不局限于上述例子，若喷嘴20的设置数为多个，那么可以是任意数，并且喷嘴20的配置间隔也是任意的。

这样，喷嘴20配置于沿着输送方向相邻的上游侧的支承辊10与下游侧的支承辊10之间的辊间区域，从上述配置位置向铸坯3喷射冷却水。从上述喷嘴20喷射的冷却水与铸坯3相碰撞，进而沿着铸坯3的表面3d流下。由此，在冷却水与铸坯3之间发生热交换，从而冷却铸坯3。

1.3.垂水以及积水的弊端

接着，详细说明本申请发明人对垂水以及积水和喷水的干涉引起的强冷却的弊端进行的研究结果。

根据本申请发明人锐意研究的结果，判明了若从喷嘴20喷射的冷却水（喷水）与垂水以及积水干涉，则在上述干涉位置，冷却水与铸坯3之间的传热系数上升，且在铸坯3发生局部的强冷却。以下，详述上述强冷却现象。

1.3.1.积水与喷水的干涉状态

首先，参照图3，对积水与喷水的干涉状态进行说明。图3为表示积水30与喷水21的干涉状态的纵截面图。此外，以下，在沿着输送方向（上下方向）相邻的2个支承辊10中，将输送方向上的上游侧的支承辊10称为上侧辊10，将下游侧的支承辊10称为下侧辊10。并且，将从喷嘴20喷射的冷却水称为喷水21。

如图3所示，从配置于上侧辊10与下侧辊10之间的辊间区域的喷嘴20喷射的喷水21在与铸坯3的表面3d相碰撞之后沿着上述表面3d流下。下侧辊10的分割辊部102与铸坯3相接触，妨碍沿着铸坯3的表面3d流下的冷却水通过。因此，沿着铸坯3的表面3d流下的冷却水积于由下侧辊10的分割辊部102上部的铸坯3侧的周面102a和铸坯3的表面3d包围的断面呈楔状的空间，从而产生积水30。

这样，若积于分割辊部102的周面102a与铸坯3的表面3d之间的积水30直接与来自喷嘴20的喷水21相接触，则上述喷水21与积水30干涉，从而上述干涉域31的冷却水与铸坯3之间的传热系数增加。图3的例子中，喷水21的下部侧和下侧辊10上的积水30在干涉域31干涉。

其结果，由于与上述干涉域31相对应的位置的铸坯3被局部强冷却，因而铸坯宽度方向上的冷却均匀性受阻碍。这样由于积水30与喷水21的干涉导致传热系数增加的理由如下：与积水30的量相应地，干涉域31的水量密度增加；因喷水21搅动干涉域31的积水30，导致对流热传递促进。通常，水与冷却对象物之间的传热系数由水量密度的函数表示，水量密度越大，传热系数也越大，冷却对象物的温度变化越剧烈。

1.3.2.垂水与喷水的干涉状态

接着，参照图4以及图5，对垂水与喷水的干涉进行说明。图4为表示垂水32以及积水30和喷水21的干涉状态的纵截面图。图5为表示垂水32以及积水30和喷水21的干涉状态的主视图。

如上所述，用图2所示的分割辊构成支承辊10的情况下，不与铸坯3相接触的轴承部103成为可供冷却水流下的槽部（通水部）。因此，积于上侧辊10的分割辊部102的上部的积水30朝向轴承部103沿着铸坯宽度方向移动，如图4以及图5所示，通过轴承部103的前端103a与铸坯3的表面3d之间的间隙105，冷却水集中地流下。这样，从轴承部103的位置流下的冷却水为垂水32。若上述垂水32流下至下侧辊10的附近，则在上述下侧辊10的分割辊部102上成为积水30。

若这种垂水32直接与来自配置于上侧辊10与下侧辊10之间的喷嘴20的喷水21相接触，则上述喷水21与垂水32干涉，从而其干涉域33的冷却水与铸坯3之间的传热系数增加。图4以及图5的例子中，喷水21的上部侧和垂水32在干涉域33干涉，并且，上述喷水21的下部侧也与下侧辊10的上部的积水30在干涉域31干涉。

其结果，由于与喷水21和垂水32的干涉域33相对应的位置的铸坯3被局部强冷却，因而铸坯宽度方向上的冷却均匀性受阻碍。这样，通过垂水32和喷水21的干涉来使传热系数增加的理由在于，与垂水32量相应地，干涉域33的水量密度增加。

1.3.3.与积水的干涉引起的传热系数的增加

接着，参照图6A、图6B以及图7，说明为了测定喷水21与积水30的干涉引起的传热系数的增加量而进行了喷水21的喷射试验的结果。图6A为模式性地表示喷射试验的测定条件的主视图。图6B为模式性地表示喷射试验的测定条件的侧视图。图7为表示通过喷射试验来获得的传热系数的增加比例的曲线图。

如图6A以及图6B所示，沿着平板状的铸坯3上下排列配置2个辊（上侧辊10和下侧辊10），且在两辊10、10的中间配置了1个喷嘴20。将从喷嘴20喷射的喷水21的水量（喷射量）设为20L/min。并且，如图6A以及图6B所示，将喷水21的喷射范围设为横长的椭圆状。进而，在喷水21与积水30的干涉域31内设定了4个测定点P_A、P_B、P_C、P_D。测定点P_A为喷嘴20的中心的正下方，从测定点P_A到测定点P_B、P_C、P_D的水平距离分别为70mm、140mm、210mm。

进行了3次在上述条件下从喷嘴20喷射喷水21并使其与下侧辊10上的积水30干涉，测定各个测定点P_A、P_B、P_C、P_D处的铸坯3与冷却水之间的传热系数h的试验（试验1～试验3）。并且，作为比较对象，在下侧辊10上没有积水30的状态下从喷嘴20喷射喷水21，并测定了各个测定点P_A、P_B、P_C、P_D处的铸坯3与喷水21之间的传热系数h₀（喷雾单体）。

将上述喷射试验的传热系数的测定结果表示在图7中。图7的纵轴表示将试验1～试验3中测定的传热系数h除以上述喷雾单体的情况下测定的传热系数h₀而得到的值k1（k1＝h/h₀）。

如图7所示，使喷水21与积水30干涉的情况（试验1～试验3）下的传热系数成为喷雾单体的情况下的传热系数h₀的1.2～1.5倍，大大增加。上述传热系数h的增加比例与从喷嘴20的中心的距离不同的各个测定点P_A、P_B、P_C、P_D无关地几乎一定。根据这种试验结果，可以说证明了由于喷水21与积水30的干涉，冷却水与铸坯3之间的传热系数大大增加，干涉域31的铸坯3被强冷却。

1.3.4.与垂水的干涉引起的传热系数的增加

接着，参照图8A、图8B以及图9，说明为了测定喷水21与垂水32的干涉引起的传热系数的增加量而进行了喷水21的喷射试验的结果。图8A为模式性地表示喷射试验的测定条件的主视图。图8B为模式性地表示喷射试验的测定条件的侧视图。图9为表示通过喷射试验来获得的传热系数的增加比例的曲线图。

如图8A以及图8B所示，形成了沿着平板状的铸坯3上下排列配置2个辊（上侧辊10和下侧辊10），将上侧辊10设为2分割辊，且可使冷却水在轴承部103与铸坯3的间隙105流下的结构。并且，在上侧辊10的上方，在轴承部103的正上方配置1个喷嘴20a，在上侧辊10与下侧辊10的中间，在轴承部103的正下方配置了另一个喷嘴20b。并且，将从各个喷嘴20a、20b喷射的喷水21的水量（喷射量）设为20L/min，且如图8A以及图8B所示，将喷水21的喷射范围设为横长的椭圆状。

在上述条件下从喷嘴20a喷射喷水21，从而在上侧辊10的轴承部103产生垂水32，进而从喷嘴20b喷射喷水21使其与垂水32干涉。然后，在来自喷嘴20b的喷水21的喷射范围内，进行了测定铸坯3与冷却水之间的传热系数h的平均值的试验。进而，通过改变来自喷嘴20b的喷水21的水量q，多次进行了同样的试验。并且，作为比较对象，停止来自上侧的喷嘴20a的喷水21的喷射，并在没有垂水32的状态下，从下侧的喷嘴20b喷射喷水21，从而测定了铸坯3与喷水21之间的传热系数h₀（喷雾单体）。

将上述喷射试验的传热系数的测定结果表示在图9中。图9的纵轴表示将上述试验中测定的传热系数h的平均值除以上述喷雾单体的情况下测定的传热系数h₀而得到的值k2（k2＝h/h₀）。并且，图9的横轴表示将上述试验中测定的垂水32的水量Q除以来自喷嘴20b的喷水21的水量q而得到的值k3（k3＝Q/q）。

如图9所示，使喷水21与垂水32干涉的情况（k3＝0.2～1.0）下的传热系数h成为喷雾单体的情况（k3＝0）下的传热系数h₀的1.14～1.52倍，大大增加。尤其，垂水32的水量Q与喷水21的水量q的比例k3越大，传热系数h的增加比例越大。例如，垂水32的水量Q与喷水21的水量q相同的情况（k3＝1.0）下，传热系数h成为传热系数h₀的约1.5倍。根据这种试验结果，可以说证明了由于喷水21与垂水32的干涉，冷却水与铸坯3之间的传热系数大大增加，干涉域33的铸坯3被强冷却。

1.4.与垂水以及积水的位置对应的喷嘴配置和水量控制

接着，对本实施方式的二次冷却装置7的特征即喷嘴20的配置和水量控制进行详细说明。

如上所述，若来自喷嘴20的喷水21与积水30或垂水32干涉，则上述干涉域31、32的传热系数增加，从而铸坯3被强冷却，因而铸坯3的宽度方向上的冷却均匀性下降。带来这种弊端的积水30或垂水32的产生位置与设置于支承辊10的槽部的位置有关。槽部是支承辊10中不与铸坯3相接触，可供冷却水流下的部分，例如为上述轴承部103或狭缝等。积水30在下游侧的支承辊10的没有槽部的部分（即，分割辊部102）上产生，垂水32在上游侧的支承辊10的槽部的部分（即，轴承部103）产生。

因此，为了解决上述问题，本实施方式的二次冷却装置7中，特征在于，根据设置于支承辊10的槽部（轴承部103或狭缝等）的位置，调整喷嘴20的配置、来自各个喷嘴20的喷水21的水量。由此，可以极力抑制喷水21与积水30或垂水32干涉，从而减少上述强冷却引起的铸坯3的宽度方向上的冷却不均匀。以下，详述本实施方式的喷嘴20的配置、来自各个喷嘴20的冷却水的水量。

图10为表示本实施方式的二次冷却装置7的支承辊10以及喷嘴20的配置的主视图。如图10所示，各个支承辊10由3分割辊构成，具有3个分割辊部102、设置于这些3个分割辊部102之间的2个轴承部103。在上下相邻的支承辊10中，轴承部103相互交错状配置。

然后，在沿着输送方向相邻的上游侧的支承辊10与下游侧的支承辊10之间的辊间区域配置多个喷嘴20，沿着铸坯宽度方向以等间隔排列。喷嘴20根据其配置位置分类为正上方喷嘴20A（第一喷嘴）、正下方喷嘴20B（第二喷嘴）以及中间喷嘴20C（第三喷嘴）。

正上方喷嘴20A是在上述辊间区域配置于下游侧的支承辊10的轴承部103的正上方的位置（即，在设置于上游侧的支承辊10的分割辊部102与设置于下游侧的支承辊10的轴承部103（槽部）之间设定的第一喷嘴位置）的喷嘴。此外，本实施方式的正上方喷嘴20A配置于轴承部103等槽部的正上方，但不局限于该例子，也可以在槽部的上方配置于很难与垂水32或积水30干涉的位置。并且，图示的例子中，仅在各个支承辊10的2个轴承部103中之一的正上方配置有正上方喷嘴20A，但也可以在所有轴承部103的上方分别配置正上方喷嘴20A。

正下方喷嘴20B是在上述辊间区域配置于上游侧的支承辊10的轴承部103的正下方的位置（即，在设置于上游侧的支承辊10的轴承部103（槽部）与设置于下游侧的支承辊10的分割辊部102之间设定的第二喷嘴位置）的喷嘴。此外，本实施方式的正下方喷嘴20B配置于轴承部103等槽部的正下方，但不局限于该例子，在槽部的下方配置于与垂水32或积水30干涉的位置的喷嘴20也包括在正下方喷嘴20B。并且，图示的例子中，仅在各个支承辊10的2个轴承部103中之一的正下方配置有正下方喷嘴20B，但也可以在所有轴承部103的下方分别配置正下方喷嘴20B，或者也可以在所有轴承部103的下方都不配置正下方喷嘴20B。

中间喷嘴20C是在上述辊间区域配置于上游侧的支承辊10的分割辊部102与下游侧的支承辊10的分割辊部102之间的位置（即，在上述辊间区域，配置于除了第一喷嘴位置以及第二喷嘴位置以外的位置设定的第三喷嘴位置）的喷嘴。在上述中间喷嘴20C的上方以及下方不存在轴承部103等槽部，而存在分割辊部102。因此，除了上述正上方喷嘴20A以及正下方喷嘴20B以外的喷嘴20成为中间喷嘴20C。

从防止上述喷水21与积水30以及垂水32的干涉的观点考虑，最优选地，在轴承部103的正上方配置正上方喷嘴20A，其次，优选地，在上下分割辊部102之间配置中间喷嘴20C。进而，从上述观点考虑，优选地，将正上方喷嘴20A的喷水量q_A设为最多，其次，将中间喷嘴20C的喷水量q_C调整为小于q_A的水量。另一方面，优选地，不在轴承部103的正下方配置正下方喷嘴20B。假定配置正下方喷嘴20B的情况下，也优选地，将上述正下方喷嘴20B的喷水量q_B设为0或者设为尽可能小，并调整为小于q_A以及q_C的水量。以下，对这种喷嘴配置以及喷水量q的理由进行说明。

首先，对配置正上方喷嘴20A的优点进行说明。在正上方喷嘴20A的上方存在上游侧的支承辊10（以下，称为上侧辊10）的分割辊部102，因而在正上方喷嘴20A的喷射范围内不产生垂水32。因此，正上方喷嘴20A的喷水21不与垂水32干涉。并且，在正上方喷嘴20A的下方存在下游侧的支承辊10（以下，称为下侧辊10）的轴承部103，且冷却水从上述轴承部103流下，因而在正上方喷嘴20A的喷射范围内不产生积水30。因此，正上方喷嘴20A的喷水21也几乎不与积水30干涉。

因此，即使设置正上方喷嘴20A，将上述喷水量q_A设为较多，正上方喷嘴20A的喷水21也不与垂水32或积水30干涉。因此，在正上方喷嘴20A的喷水21的喷射范围内，不产生上述传热系数增大引起的铸坯3的局部强冷却。因此，可通过正上方喷嘴20A的喷水21，将喷射范围内的铸坯3无冷却偏差地，均匀地进行冷却。因此，与配置上述正下方喷嘴20B或中间喷嘴20C相比，优选配置正上方喷嘴20A，且优选地，将上述喷水量q_A调整为多于其他喷嘴的水量（例如，通常水量）。

接着，对配置中间喷嘴20C的优点和缺点进行说明。在中间喷嘴20C的上方存在上侧辊10的分割辊部102，因而在中间喷嘴20C的喷射范围内不产生垂水32。因此，中间喷嘴20C的喷水21也不与垂水32干涉。而在中间喷嘴20C的下方存在下侧辊10的分割辊部102，因而在中间喷嘴20C的喷射范围内产生积水30。因此，具有中间喷嘴20C的喷水21中的至少一部分与积水30干涉的情况。

因此，仅配置上述正上方喷嘴20A，也不能冷却铸坯宽度方向整体的情况下，优选地，配置中间喷嘴20C，从而冷却铸坯宽度方向整体。但是，中间喷嘴20C的喷水21与积水30干涉的情况下，优选地，将中间喷嘴20C的喷水量q_C设为小于正上方喷嘴20A的喷水量q_A。由此，在中间喷嘴20C的喷水21的喷射范围内，可以抑制中间喷嘴20C的喷水21与积水30干涉，从而抑制铸坯3的局部强冷却。

接着，对配置正下方喷嘴20B的优点和缺点进行说明。在正下方喷嘴20B的上方存在上侧辊10的轴承部103，因而在中间喷嘴20C的喷射范围内产生垂水32。因此，中间喷嘴20C的喷水21的至少一部分与垂水32干涉。另一方面，在正下方喷嘴20B的下方存在下侧辊10的分割辊部102，因而在中间喷嘴20C的喷射范围内还产生积水30。因此，中间喷嘴20C的喷水21的至少一部分还与积水30干涉。

因此，优选地，尽可能不配置正下方喷嘴20B。由此，可避免正下方喷嘴20B的喷水21与积水30以及垂水32干涉，并防止产生因传热系数的增大引起的铸坯3的强冷却。

但是，在即使配置上述正上方喷嘴20A以及中间喷嘴20C，也不能冷却铸坯宽度方向整体的情况或者利用现有设备的喷嘴配置的情况等下，也可以配置正下方喷嘴20B，从而冷却铸坯宽度方向整体。但优选地，将正下方喷嘴20B的喷水量q_B设为更小于正上方喷嘴20A的喷水量q_A以及中间喷嘴20C的喷水量q_C（q_A＞q_C＞q_B）。由此，在正下方喷嘴20B的喷水21的喷射范围内，可抑制正下方喷嘴20B的喷水21与积水30或垂水32干涉，从而抑制铸坯3的局部强冷却。

此外，对于将上述正下方喷嘴20B的喷水量q_B以及中间喷嘴20C的喷水量q_C设为比正上方喷嘴20A的喷水量q_A小多少，进行利用实际的连续铸造机或模拟试验机等的预备实验，并根据其实验结果适当地设定喷水量q_A、q_B、q_C即可。

例如，考虑到喷水21与积水30的干涉而将中间喷嘴20C的喷水量q_C和正下方喷嘴20B的喷水量q_B设为较少的情况下，预先通过预备实验来测定喷水21与积水30的干涉引起的传热系数的增加比例与喷水量的关系（参照图7）。然后，根据其测定结果，以不产生与积水30的干涉引起的局部强冷却的方式将与积水30干涉的正下方喷嘴20B以及中间喷嘴20C的喷水量q_B、q_C分别设定为小于正上方喷嘴20A的喷水量q_A的适当的水量即可。

并且，考虑到喷水21与垂水32干涉而将正下方喷嘴20B的喷水量q_B设为较少的情况下，预先通过预备实验来测定喷水21与垂水32的干涉引起的传热系数的增加度比例与喷水量的关系（参照图9）。然后，根据其测定结果，以不产生与垂水32的干涉引起的局部强冷却的方式将与垂水32干涉的正下方喷嘴20B的喷水量q_B设定为小于正上方喷嘴20A的喷水量q_A的适当的水量即可。

接着，对通过上述喷嘴配置的二次冷却装置7来冷却铸坯3的方法进行说明。一边通过支承辊10（无驱动支承辊11、夹送辊12以及扇形辊13等）沿着路线支承并输送从铸模1的下端拔出的铸坯3，一边从配置于沿着输送方向相邻的支承辊10之间的喷嘴20喷射冷却水，从而冷却铸坯3。此时，优选地，从正上方喷嘴20A以喷水量q_A喷射冷却水，并从中间喷嘴20C也以喷水量q_C（q_A＞q_C）喷射冷却水。另一方面，对于正下方喷嘴20B，不喷射冷却水，或者即使是喷射，也以小于上述q_A、q_C的喷水量q_B喷射冷却水（q_A＞q_C＞q_B）。此外，根据铸坯3的宽度、温度及通板速度、喷嘴20的设置数、支承辊10的尺寸、形状以及配置等，将各个喷水量q_A、q_C、q_B设定为适当的水量即可。

如上所述，本实施方式的连续铸造机的二次冷却装置7中，在上下（输送方向）相邻的支承辊10之间，根据该上下支承辊10的轴承部103的位置，来调整喷嘴20的配置以及喷水量q。由此，可抑制喷水21与积水30以及垂水32干涉，从而防止铸坯3被局部强冷却。因此，可将铸坯3沿着宽度方向均匀地冷却，从而提高铸坯3内部的未凝固部3b的凝固均匀性，因而可制造没有铸坯3的裂纹以及中心偏析的质量好的铸坯3。

此外，在二次冷却带9中，作为适用上述喷嘴配置以及流量控制的范围，如果是产生上述积水30或垂水32的部分，那么就可以是任意的范围，但可适当地适用于上述二次冷却带9的路线的垂直部9A以及弯曲部9B的前半部分。上述垂直部9A以及弯曲部9B的前半部分中，沿着输送方向相邻的支承辊10、10上下配置或者沿着倾斜方向配置，因而容易产生积水30或垂水32。因此，可通过在这些垂直部9A以及弯曲部9B的前半部分适用上述喷嘴配置以及流量控制，来大大提高铸坯宽度方向上的冷却均匀性。

2.第二实施方式

接着，对本发明的第二实施方式的连续铸造机的二次冷却装置7A的辊形状和喷嘴配置进行说明。与第一实施方式相比，第二实施方式的不同之处在于，利用2分割辊，且支承辊10的可供冷却水流下的槽部除了沿着铸坯宽度方向相邻的分割辊部102之间的轴承部103之外还包括在各个分割辊部102的周面上形成的通水用的狭缝，其他功能结构与上述第一实施方式相同。

图11为表示第二实施方式的二次冷却装置7A的支承辊10以及喷嘴20的配置的主视图。如图11所示，各个支承辊10由2分割辊构成，具有2个分割辊部102A、102B和设置于上述2个分割辊部102A、102B之间的1个轴承部103。第二实施方式中，与上述第一实施方式相同地，在沿着输送方向相邻的上游侧的支承辊10和下游侧的支承辊10上分别设置的轴承部103沿着铸坯宽度方向相互错开配置（交错配置）。为了实现这种交错配置，2分割辊的辊部由相对长的分割辊部102A（以下，称为长辊部102A）和相对短的分割辊部102B（以下，称为短辊部102B）构成。

这样，在2分割辊中存在长辊部102A和短辊部102B的情况下，在长辊部102A的上侧产生大量的积水30。于是，第二实施方式中，为了减少上述长辊部102A上的积水30，在各个支承辊10的长辊部102A的周面形成狭缝104。图示的例子中，在长辊部102A的周面仅形成1个狭缝104。各个狭缝104的深度、宽度分别是与轴承部103的深度、宽度相同的程度。但是，不局限于这种例子，狭缝104的设置数也可以是2以上，也可以任意设定狭缝104的深度或宽度、配置等。

这样，设置于长辊部102A的狭缝104起到使冷却水向下游侧流下的槽部（通水部）的功能。由此，积于长辊部102a上的冷却水通过该长辊部102A的中间部的狭缝104向下游侧流下，因而可防止在长辊部102A上产生大量的积水30。

通过将设有这些狭缝104以及轴承部103的支承辊10（2分割辊）上下（输送方向）排列，与上述第一实施方式的3分割辊一样地，冷却水在各个支承辊10的2个部位流下。此外，优选地，以使设置于沿着输送方向相邻的上游侧的支承辊10和下游侧的支承辊10的狭缝104以及轴承部103沿着铸坯宽度方向相互错开的方式将两槽部（狭缝104以及轴承部103）交错配置。由此，即使在2分割辊设置狭缝104的情况下，也可以沿着铸坯宽度方向均匀地冷却。

然后，如图11所示，第二实施方式中也与第一实施方式一样，在沿着输送方向相邻的上游侧的支承辊10与下游侧的支承辊10之间的辊间区域，多个喷嘴20沿着铸坯宽度方向以等间隔排列，根据其位置，分类为正上方喷嘴20A、正下方喷嘴20B以及中间喷嘴20C。

正上方喷嘴20A是配置于下侧辊10（下游侧的支承辊10）的轴承部103或狭缝104的正上方的位置（第一喷嘴位置）的喷嘴。具体而言，图11中，正上方喷嘴20A配置于在设置于最上游侧的支承辊10上的长辊部102A与设置于中央的支承辊10上的轴承部103（槽部）之间所设定的第一喷嘴位置、以及在设置于中央的支承辊10上的长辊部102A与设置于最下游侧的支承辊10上的狭缝104（槽部）之间所设定的第一喷嘴位置。

正下方喷嘴20B是配置于上侧辊10（上游侧的支承辊10）的轴承部103或狭缝104的正下方的位置（第二喷嘴位置）的喷嘴。

具体而言，图11中，正下方喷嘴20B配置于在设置于最上游侧的支承辊10上的轴承部103（槽部）与设置于中央的支承辊10上的长辊部102A之间所设定的第二喷嘴位置、以及在设置于中央的支承辊10上的狭缝104与设置于最下游侧的支承辊10上的长辊部102A之间所设定的第二喷嘴位置。

中间喷嘴20C是配置于上侧辊10的分割辊部102A、102B与下侧辊10的分割辊部102A、102B之间的位置（在辊间区域，除了第一喷嘴位置以及第二喷嘴位置以外的第三喷嘴位置）的喷嘴。对于这些正上方喷嘴20A、正下方喷嘴20B以及中间喷嘴20C的功能或喷水量，与第一实施方式相同，因而省略详细说明。

如上所述，根据第二实施方式，在2分割辊的长辊部102A设置狭缝104，根据上侧辊10以及下侧辊10的轴承部103以及狭缝104的位置，来调整喷嘴20的配置以及喷水量q。由此，可获得与第一实施方式相同的效果，提高铸坯宽度方向上的冷却均匀性。进而，根据第二实施方式，还可以通过狭缝104减少在2分割辊的长辊部102A上产生的积水30，抑制来自喷嘴20的喷水21与积水30的干涉。

3.第三实施方式

接着，对本发明的第三实施方式的连续铸造机的二次冷却装置7B的辊形状和喷嘴配置进行说明。与第一实施方式相比，第三实施方式不同之处在于，利用2分割辊，且在支承辊10的分割辊部102的周面形成多个通水用的细的狭缝，其他功能结构与上述第一实施方式相同。

图12为表示第三实施方式的二次冷却装置7B的支承辊10以及喷嘴20的配置的主视图。如图12所示，各个支承辊10由2分割辊构成，具有2个分割辊部102A、102B和设置于这些2个分割辊部102A、102B之间的1个轴承部103。在沿着输送方向相邻的上游侧的支承辊10（上侧辊）和下游侧的支承辊10（下侧辊）上分别设置的轴承部103沿着上述铸坯宽度方向相互错开配置（交错配置）。为了实现这种交错配置，2分割辊的辊部由长辊部102A和短辊部102B构成。

2分割辊中，由于分割数少，因而在各个分割辊部102的上侧容易产生积水30。尤其，如上所述，在长辊部102A的上侧产生大量的积水30。于是，第三实施方式中，为了减少这些长辊部102A以及短辊部102B上的积水30，在各个支承辊10的长辊部102A以及短辊部102B的周面形成多个细的狭缝106。图示的例子中，在长辊部102A以及短辊部102B的周面上同样以等间隔形成多个细的狭缝106。各个狭缝106的深度、宽度足够小于轴承部103的深度、宽度。但是，不局限于这种例子，也可以任意设定狭缝106的设置数及深度、宽度、配置等。

这样，设置于长辊部102A以及短辊部102B的多个细的狭缝106起到使冷却水向下游侧流下的槽部（通水部）的功能。由此，流下至长辊部102A以及短辊部102B上的冷却水通过狭缝106立刻向下方（下游侧）流下，因而在长辊部102A以及短辊部102B上不产生积水30。进而，冷却水从各个狭缝106适当地流下，因而冷却水也不集中在轴承部103而流下。因此，通过轴承部103的垂水也大大减少，在各个支承辊10中，可产生沿着铸坯宽度方向均匀分散的微少的垂水34。

然后，如图12所示，第三实施方式中也与第一实施方式一样地，在上侧辊10与下侧辊10之间的辊间区域，多个喷嘴20沿着铸坯宽度方向以等间隔排列。就这些喷嘴20而言，所有喷嘴20喷射的冷却水与通过上述狭缝106或轴承部103流下的微少的垂水34干涉，因而分类为与上述正下方喷嘴20B相同类型的喷嘴。但是，由于垂水34的流量微少，因而即使正下方喷嘴20B的喷水21与上述垂水34干涉，在该干涉位置处的冷却水与铸坯3之间的传热系数不会大大增加，因而也不产生第一实施方式中所述的局部强冷却。因此，即使不调整这些正下方喷嘴20B的喷水量，设为通常流量，也不会对铸坯宽度方向上的均匀性产生太大的不良影响。当然，可将正下方喷嘴20B的喷水量设为小于通常水量。

如上所述，根据第三实施方式，在2分割辊的长辊部102A以及短辊部102B上设有多个细的狭缝106。由此，与第一实施方式相同地，可提高铸坯宽度方向上的冷却均匀性。进而，根据第三实施方式，可通过各个狭缝106，防止在2分割辊的分割辊部102上产生积水30，并且还可以抑制来自喷嘴20的喷水21与积水30的干涉。此外，由于通过狭缝106以及轴承部103流下的垂水34微少，因而还具有不考虑垂水34的位置，可将喷嘴20自由地配置于任意水平位置的优点。

实施例

接着，对本发明的实施例进行说明。此外，以下实施例表示为了证明本发明的效果而进行的试验结果，本发明不局限于以下实施例。

（1）实际的连续铸造试验的铸坯表面温度的测定结果

首先，对利用图1所示的连续铸造机进行连续铸造试验，且在铸模1下方的二次冷却带9测定铸坯3的表面温度的结果进行说明。上述试验中，当以1.0m/min的铸造速度铸造厚度300mm×宽度2200mm的铸坯3时，利用辐射温度计来测定了从弯液面（Meniscus）18m左右的位置处的铸坯3的表面温度。将上述铸坯表面温度的测定结果表示在图13中。图13示出了本发明的实施例和比较例的测定结果。

比较例中，如上述图10所示，配置支承辊10和喷嘴20，并将所有的喷嘴20的喷水量q设为相同。其结果，比较例中，如图13所示，铸坯宽度方向上的中心部与边缘部之间的温度差ΔＴ’有100℃以上，铸坯宽度方向上的冷却均匀性不好。作为其理由，推定为如下：由于是容易使喷水积于铸坯宽度方向上的中心部附近的分割辊部102的轴承配置，因而产生积水30与喷水21的干涉；由于来自轴承部103的垂水32集中于中心部附近且大量产生，因而其正下方的喷嘴20的喷水与垂水32干涉。

于是，本发明的实施例中，如上述图11所示，在支承辊10上设置狭缝104，从而不使积水30积聚，并且，将位于与来自轴承部103的垂水32干涉的位置处的正下方喷嘴20B的喷水量减少为小于其他喷嘴20。其结果，实施例中，如图13所示，铸坯宽度方向上的中心部与边缘部之间的温度差ΔＴ被减少至50℃温度左右，大大改善了铸坯宽度方向上的冷却均匀性。因此，铸坯宽度方向上的温度分布变得均匀，改善了铸坯3的凝固均匀性和中心偏析级别。

（2）基于计算的铸坯的表面温度/固相率的推定结果

接着，对进行利用通过图7所示的试验来测定的传热系数，模拟铸坯3的凝固状态，推定铸坯的表面温度和固相率的试验而得到的结果进行说明。该试验中，与上述（1）相同地设定铸造条件、辊以及喷嘴的配置结构的条件来进行模拟。

图14A是表示通过本模拟来获得的比较例的铸坯表面温度的分布图。图14B是表示通过本模拟来获得的本发明的实施例的铸坯表面温度的分布图。图15A是表示通过本模拟来获得的比较例的铸坯厚度方向中心的固相率的分布图。图15B是表示通过本模拟来获得的本发明的实施例的铸坯厚度方向中心的固相率的分布图。此外，铸坯3完全未凝固时的固相率为0.0，铸坯3完全凝固时的固相率为1.0。

如图14A所示可知，比较例中，在从弯液面主要5～10m的区域A中，由于喷水21和积水30以及垂水32的干涉，铸坯表面温度局部下降，使得铸坯宽度方向上的温度变得不均匀。而如图14B所示可知，本发明的实施例中，未产生上述区域A的铸坯表面温度的局部下降，铸坯宽度方向上的冷却均匀性得到改善。其理由如下：实施例中，由于区域A处几乎没有喷水21和积水30以及垂水32的干涉，因而可防止铸坯表面的局部过冷却。

并且，如图15A所示，比较例中，在从弯液面25～30m的区域B，由于上述区域A的冷却不均匀的影响，铸坯宽度方向上的凝固变得不均匀，铸坯宽度方向上的中心部预先结束凝固。因此，凝固延迟部残留有稠化钢水，从而产生了中心偏析。而如图15B所示，本发明的实施例中，在上述区域B，固相率在铸坯宽度方向上均匀，凝固均匀性得到改善，中心偏析被减少。其理由如下：实施例中，直到到达区域B，铸坯3沿着宽度方向均匀地被冷却。

根据如上所述的试验结果，可以收验证了通过本发明由于能够提高铸坯宽度方向上的冷却均匀性，因而能够改善铸坯宽度方向上的凝固均匀性和中心偏析级别。

以上，参照附图详细说明了本发明的优选的实施方式，但本发明不受这些例子的限制。可以明确的是，只要是本领域的普通技术人员，就能够在权利要求书中所记载的技术思想的范畴内想到各种变更例或修改例，当然这些也属于本发明的技术范围内。

附图标记的说明

1：铸模

2：熔融金属

3：铸坯

3a：凝固壳

3b：未凝固部

4：浇包

5：中间罐

6：浸渍喷嘴

7、7A、7B：二次冷却装置

8：铸坯切割机

9：二次冷却带

9A：垂直部

9B：弯曲部

9C：水平部

10：支承辊

11：无驱动支承辊

12：夹送辊

13：扇形辊

14：铸坯

15：案辊

20：喷嘴

20a：正上方喷嘴

20b：正下方喷嘴

20C：中间喷嘴

21：喷水

30：积水

31：干涉域

32、34：垂水

33：干涉域

101：辊轴

102：分割辊部

103：轴承部

104、106：狭缝

105：间隙

Claims (6)

1.一种连续铸造机的二次冷却装置，其特征在于，具有：

多对支承辊，在连续铸造机的铸模下方的二次冷却带中从铸坯的厚度方向两侧支承上述铸坯；和

多个喷嘴，在沿着上述铸坯的输送方向排列且相邻的上述支承辊之间，在上述铸坯的宽度方向上相互隔着间隔而配置，用于向上述铸坯喷射冷却水，

上述各支承辊具有：

辊轴；

多个辊部，设置在上述辊轴上，在上述宽度方向上被分割；以及

槽部，设置在上述多个辊部之间，能够供上述冷却水流下，

在上述输送方向上相邻的上游侧的支承辊和下游侧的支承辊各自上所设置的上述槽部彼此在上述宽度方向上错开地配置，

在上述上游侧的支承辊上所设置的上述辊部与上述下游侧的支承辊上所设置的上述槽部之间所设定的第一喷嘴位置处，配置有上述多个喷嘴中的第一喷嘴，

在上述上游侧的支承辊上所设置的上述槽部与上述下游侧的支承辊上所设置的上述辊部之间所设定的第二喷嘴位置处，配置有上述多个喷嘴中的第二喷嘴，

从上述第二喷嘴喷射的冷却水的水量小于从上述第一喷嘴喷射的冷却水的水量。

2.根据权利要求1所述的连续铸造机的二次冷却装置，其特征在于，

在上述上游侧的支承辊与上述下游侧的支承辊之间，在除了上述第一喷嘴位置以及第二喷嘴位置以外的位置所设定的第三喷嘴位置处，配置有上述多个喷嘴中的第三喷嘴，

从上述第三喷嘴喷射的冷却水的水量小于从上述第一喷嘴喷射的冷却水的水量，且大于从上述第二喷嘴喷射的冷却水的水量。

3.根据权利要求1或2所述的连续铸造机的二次冷却装置，其特征在于，

在上述各支承辊的上述多个辊部之间，设置有支承上述辊轴的轴承部，

上述槽部包括上述轴承部。

4.根据权利要求1或2所述的连续铸造机的二次冷却装置，其特征在于，

上述槽部包括在上述支承辊的周面上所形成的通水用的狭缝。

5.一种二次冷却方法，在设置有在连续铸造机的铸模下方的二次冷却带中从铸坯的厚度方向两侧支承上述铸坯的多对支承辊，且在沿着上述铸坯的输送方向排列且相邻的上游侧的支承辊和下游侧的支承辊各自上所设置的槽部彼此在上述铸坯的宽度方向上错开地配置的状况下，对通过上述支承辊输送的上述铸坯进行冷却，上述多对支承辊分别具有：多个辊部，在上述铸坯的宽度方向上被分割；和上述槽部，设置在多个辊部之间，能够供冷却水流下，

上述二次冷却方法的特征在于，具有：

第一冷却工序，从上述上游侧的支承辊上所设置的上述辊部与上述下游侧的支承辊上所设置的上述槽部之间的第一喷嘴位置，向上述铸坯喷射冷却水；以及

第二冷却工序，从上述上游侧的支承辊上所设置的上述槽部与上述下游侧的支承辊上所设置的上述辊部之间的第二喷嘴位置，以比从上述第一喷嘴位置喷射的冷却水的水量小的水量，对上述铸坯喷射冷却水。

6.根据权利要求5所述的二次冷却方法，其特征在于，还具有：

第三冷却工序，在上述上游侧的支承辊与上述下游侧的支承辊之间，从除了上述第一喷嘴位置以及第二喷嘴位置以外的第三喷嘴位置，以比从上述第一喷嘴喷射的冷却水的水量小且比从上述第二喷嘴喷射的冷却水的水量大的水量，对上述铸坯喷射冷却水。