CN112074360B - 连续铸造的二次冷却装置及二次冷却方法 - Google Patents

Abstract

一种向在铸造方向上被输送的铸坯的铸坯表面喷射冷却水而将其冷却的连续铸造的二次冷却装置，具备：多个辊，在沿着上述铸造方向的上下方向上排列地配置；以及喷射喷嘴，从上述多个辊之间向上述铸坯表面喷射上述冷却水；上述喷射喷嘴被设置为，上述喷射喷嘴的冷却水喷射轴线相对于上述铸坯表面中的上述冷却水的喷涂范围的长轴方向倾斜；上述喷涂范围的长轴绕从上述喷射喷嘴向上述铸坯表面的垂线即轴线向上方旋转；上述喷涂范围的中心位于比处于上述喷射喷嘴的上方的上述辊和上述铸坯表面之间的接触位置与处于下方的上述辊和上述铸坯表面之间的接触位置的中间位置靠上方。

Description

连续铸造的二次冷却装置及二次冷却方法

技术领域

本发明涉及连续铸造的二次冷却装置及二次冷却方法。

背景技术

以往，已知有连续铸造的二次冷却方法(例如，参照专利文献1～3)。

在专利文献1的二次冷却方法中，通过图9所示那样的冷却机理将铸坯冷却。在图9中，示出了表示连续铸造的二次冷却装置的一部分的示意图(A)、表示铸造距离与水量密度的关系的图(B)、以及表示铸造距离与铸坯表面温度的关系的图(C)。

专利文献1的连续铸造的二次冷却装置如图9中(A)所示，具备在上下方向上排列配置的多个辊2a、2b、和从这些辊2a、2b间向铸坯4的铸坯表面41喷射冷却水W的喷射喷嘴9。

如图9中(A)所示，喷射喷嘴9被设置为，使作为从喷嘴头31喷射的冷却水W的中心轴的冷却水喷射轴线J1与水平面(与铅直方向成直角的平面)P平行。此外，喷射喷嘴9被设置为，使铸坯表面41和冷却水喷射轴线J1的交叉位置Q9与接触位置42及接触位置43的中间位置44一致。这里，接触位置42是处于喷射喷嘴9的上方的辊2a与铸坯表面41之间的接触位置，此外，接触位置43是处于喷射喷嘴9的下方的辊2b与铸坯表面41之间的接触位置。

通过这样的结构，冷却水W在铸坯表面41上被向以中间位置44为上下方向的中心的横长的椭圆形状的喷涂范围45喷射。

当冷却水W被向喷涂范围45喷射，则铸坯表面41上的水量密度如图9中(B)的虚线所示，在中间位置44处水量密度为最大。此外，被向喷涂范围45喷射的冷却水W受到重力的影响而向下方流动，作为滴水W1积存在铸坯表面41上的比喷涂范围45靠下侧的部分与下方的辊2b的外周面之间。

在铸坯4的冷却时，铸坯表面41上的规定位置向下方移动，当接近与最初接触的辊2a的接触位置42，则如图9中(C)的虚线所示，铸坯表面41的温度通过与辊2a的接触所带来的辊冷却而开始下降，持续下降直到从接触位置42朝向下方距离规定距离以上。

然后，铸坯表面41的温度通过回热(以下，将喷涂范围与处于其上方的辊2a之间的回热称作“第1回热”)而上升，直到铸坯表面41上的上述规定位置进入到冷却水W的喷涂范围45内，当进入到喷涂范围45内，则通过喷雾冷却而持续下降直到穿过这里。

并且，当铸坯表面41上的上述规定位置穿过喷涂范围45，则铸坯表面41的温度通过回热(以下，将喷涂范围45与处于其下方的辊2b之间的回热称作“第2回热”)而上升，直到接近于与第2个接触的辊2b的接触位置43，当接近于接触位置43，则通过与辊2b的接触所带来的辊冷却而持续下降，直到从该接触位置43距离规定距离以上。

然后，通过对铸坯表面41反复进行上述第1回热、喷雾冷却、第2回热、辊冷却的循环，铸坯4整体被冷却而温度逐渐下降。

在专利文献1中，通过使用上述那样的二次冷却装置将冷却水以比通常的水压高的水压向铸坯表面喷涂，实现了铸坯冷却能的强化和鼓起量的减小。

在专利文献2中，公开了以下的连续铸造的二次冷却方法：使喷射喷嘴的喷射方向的中心轴线相对于喷射喷嘴的中心轴线倾斜，并且使喷射喷嘴的喷射方向在铸坯的面内方向上旋转，将冷却水的向铸坯的喷射面的长轴方向倾斜，以将冷却水从连续铸造的上游侧朝向下游侧喷射。

在该专利文献2的二次冷却装置中，如图10A及图10B所示，在使冷却水喷射轴线J1相对于铸坯表面的垂线旋转、向铸造方向DC(铸坯的移动方向)的上游侧倾斜后，将喷涂范围45向斜下方倾斜。另外，在图10A及图10B中对于与图9对应的要素赋予相同的标号。

具体而言，在图10A的视线中，首先使冷却水喷射轴线J1相对于上述垂线向铸坯4的侧方以倾斜角度α倾斜。此时，喷涂范围45－1的中心450－1移动到喷涂范围45－2的中心450－2。接着，如图10B所示，使冷却水喷射轴线J1以旋转角度β旋转，以使喷涂范围45－1的长轴LB－1朝向斜下方。结果，喷涂范围45－1的长轴LB－1移动到标号LB－3的位置，喷涂范围从标号45－2移动到标号45－3的位置。但是，如果旋转角度β较大，则标号45－3所示的冷却范围的斜下方部分被下侧的辊遮挡。因此，在专利文献2中，使冷却水喷射轴线J1进一步以倾斜角度γ量向与铸坯的移动方向相反方向倾斜。结果，长轴LB－3移动到标号LB－4的位置，喷涂范围从标号45－3移动到标号45－4的位置。

这样，使冷却水喷射轴线J1在图10B的视线中向铸坯表面上的斜下侧倾斜，结果使喷涂范围45－4的中心450－4向比原来的状态(标号450－1)靠斜下侧倾斜。通过这样的结构，即使增大旋转角度β也能够不被下侧的辊遮挡地将冷却水向拨出滴水W1的右下方向喷射(在图10B中，冷却水被朝向纸面右下喷射)。结果，滴水W1被朝向铸坯的宽度方向的侧方排出，能够减少铸坯的宽度方向的冷却不匀。

在专利文献3中，如其图2所示，公开了使在上下方向上排列配置的多个辊之间的喷射喷嘴主体相对于水平面向上方倾斜而朝向斜上方喷射冷却水。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003－285147号公报

专利文献2：日本特许第5741874号公报

专利文献3：日本特开2018－1208号公报

发明内容

发明要解决的课题

此外，在连续铸造中，既希望提高铸坯的品质也希望提高生产性，作为用于此的一个方案，可以考虑将喷雾冷却时的冷却水与铸坯表面的热传导系数增大。例如可以想到如专利文献1中公开的那样，如果将冷却水以高压向铸坯表面喷涂，则每单位时间与铸坯表面接触的冷却水量增加，所以热传导系数变大，生产性也改善。

但是，在专利文献1的方法中，需要泵的增设及高压对应型的配管等的新的设备，成本将上升。

在专利文献2的方法中，将冷却水从连续铸造的上游侧朝向下游侧喷射，由此来减少铸坯的冷却不匀，但是关于提高冷却水与铸坯表面的热传导系数方面则完全没有考虑。

在专利文献3的装置及方法中，通过使喷射喷嘴主体相对于水平面倾斜来调整喷射位置。但是，通常各辊间的间隔优选的是尽量窄，所以作为处于喷射喷嘴的上方的辊外周面与处于喷射喷嘴的下方的辊外周面的间隔，例如仅为30mm～40mm左右。将喷射喷嘴主体插入到这样窄的间隙内而使其进一步上下倾斜并不容易。

本发明是鉴于上述情况而做出的，目的是提供一种能够不导致成本上升而实现生产性的改善的连续铸造的二次冷却装置及二次冷却方法。

用来解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明采用以下的技术方案。

(1)本发明的第一技术方案，是向在铸造方向上被输送的铸坯的铸坯表面喷射冷却水来将其冷却的连续铸造的二次冷却装置，具备：多个辊，在沿着上述铸造方向的上下方向上排列地配置；以及喷射喷嘴，从上述多个辊之间向上述铸坯表面喷射上述冷却水；上述喷射喷嘴被设置为，上述喷射喷嘴的冷却水喷射轴线相对于上述铸坯表面中的上述冷却水的喷涂范围的长轴方向而倾斜；上述喷涂范围的长轴绕作为从上述喷射喷嘴向上述铸坯表面的垂线的轴线向上方旋转；上述喷涂范围的中心位于比处于上述喷射喷嘴的上方的上述辊和上述铸坯表面间的接触位置与处于下方的上述辊和上述铸坯表面间的接触位置的中间位置靠上方。

根据上述(1)所记载的技术方案，由于采用将喷涂范围的中心设为比上述中间位置靠上方、并且冷却水喷射轴线相对于铸坯表面的垂线向斜上侧倾斜的结构，所以能够使冷却水的喷涂目的地接近于处于喷射喷嘴的上方的辊及铸坯表面间的接触位置。由此，能够在经过该接触位置朝向下方的铸坯表面通过回热而大幅地温度上升之前进行冷却。由此，能够将铸坯的冷却效果比以往提高而使生产性改善。并且，由于能够不设置新的设备就提高铸坯的冷却效果，所以也不会导致成本上升。

(2)在上述(1)所记载的技术方案中，也可以是，上述喷射喷嘴被设置为，上述冷却水喷射轴线相对于上述铸坯表面中的上述冷却水的喷涂范围的长轴方向以30°～40°倾斜；上述喷涂范围的长轴绕作为从上述喷射喷嘴向上述铸坯表面的垂线的轴线而向上方旋转5°～15°。

(3)本发明的第2技术方案，一种连续铸造的二次冷却方法，具有从配置于在沿着铸造方向的上下方向上排列地配置的多个辊间的喷射喷嘴向铸坯表面喷射冷却水而进行冷却的工序，上述喷射喷嘴的冷却水喷射轴线相对于上述铸坯表面中的上述冷却水的喷涂范围的长轴方向倾斜；上述喷涂范围的长轴绕作为从上述喷射喷嘴向上述铸坯表面的垂线的轴线向上方旋转；上述喷涂范围的中心位于比处于上述喷射喷嘴的上方的上述辊和上述铸坯表面间的接触位置与处于下方的上述辊和上述铸坯表面间的接触位置的中间位置靠上方。

根据上述(3)所记载的技术方案，能够得到与上述(1)的技术方案同样的作用效果。

发明效果

根据本发明的上述各技术方案，能够提供能够不导致成本上升而实现生产性的改善的连续铸造的二次冷却装置及二次冷却方法。

附图说明

图1是表示有关本发明的一实施方式的连续铸造的二次冷却装置的一部分的侧视图和其主要部分放大图。

图2是表示该实施方式的辊和喷射喷嘴的配置状态的正视图和其主要部分放大图。

图3是该实施方式的喷射喷嘴的概略立体图。

图4A是表示使该实施方式的喷射喷嘴的冷却水喷射轴线相对于喷涂范围的长轴方向倾斜的状态的图，是将铸坯表面面对观察的图。

图4B是图4A的立体图。

图5A是表示使该实施方式的喷射喷嘴的冷却水喷射轴线相对于铸坯表面的垂线向斜上侧倾斜的状态的图，是将铸坯表面面对观察的图。

图5B是图5A的立体图。

图6是表示该实施方式的连续铸造的二次冷却装置的冷却机理的说明图，是表示连续铸造的二次冷却装置的一部分的示意图(A)、表示铸造距离与水量密度的关系的图(B)、以及表示铸造距离与铸坯表面温度的关系的图(C)。

图7是表示用来确认本发明效果的比较例的图，是表示辊和喷射喷嘴的配置状态的正视图。

图8是表示该实施方式的实施例及上述比较例的连续铸造的二次冷却的模拟结果的图。

图9是表示以往的连续铸造的二次冷却装置的冷却机理的说明图，是表示连续铸造的二次冷却装置的一部分的示意图(A)、表示铸造距离与水量密度的关系的图(B)、以及表示铸造距离与铸坯表面温度的关系的图(C)。

图10A是用来说明以往的连续铸造的二次冷却装置的二次冷却方法的图，是将铸坯表面面对观察的图。

图10B是表示在图10A中进一步使喷涂范围移动后的状态的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。

另外，在本实施方式中表示方向的情况下，将图1所示的坐标轴的+X方向、－X方向、+Y方向、－Y方向、+Z方向、－Z方向分别称作“左”、“右”、“前”、“后”、“上”、“下”。

〔连续铸造的二次冷却装置的结构〕

首先，对连续铸造的二次冷却装置的结构进行说明。

如图1的上图所示，连续铸造的二次冷却装置1具备在沿着铸造方向DC的上下方向上排列地配置的多个辊2(在图1的下图中是辊2a、2b)、和从多个辊2之间向铸坯表面41喷射冷却水W的喷射喷嘴3。各辊2及各喷射喷嘴3如图2所示，也在前后方向上排列地配置。

作为辊2的直径R，优选的是100mm以上400mm以下。作为相互上下相邻的各辊2间的间距L1(相互上下相邻的各辊2的中心C间的距离)，是100mm以上450mm以下。此外，优选的是在相互上下相邻的各辊2的外周面间的间隙中能够插入喷射喷嘴3的前端部。具体而言，作为上述间隙，是30mm～40mm。

如图1的下图所示，喷射喷嘴3例如具备圆柱状或方柱状的喷嘴头31。并且，从该喷嘴3向铸坯表面41喷涂的冷却水W的喷涂范围46如图2的下图所示那样呈椭圆形状。该椭圆形状的长轴LA的方向(以下，有简单称作长轴方向的情况)相对于水平方向(Y方向)倾斜，并且喷涂范围46的中心460(标号460－3)位于比接触位置42与接触位置43的中间位置44靠上方。这里，接触位置42是处于喷射喷嘴3的上方的辊2a与铸坯表面41之间的接触位置，接触位置43是处于喷射喷嘴3的下方的辊2b与铸坯表面41之间的接触位置。进而，以喷射喷嘴3的冷却水喷射轴线J1相对于铸坯表面41的垂线向斜上侧倾斜的方式设置。喷射喷嘴3如图2所示，既可以以在前后方向(Y方向)上相互相邻的喷涂范围46的长轴方向端部彼此上下重叠的方式设置，也可以以在前后方向(Y方向)上相互相邻的喷涂范围46的长轴方向端部彼此不重叠的方式设置。

这样的结构可以如以下这样实现。

首先，作为在本实施方式的二次冷却装置中使用的喷射喷嘴3，例如如图3所示，能够适当地使用具备以下的结构的二流体喷嘴。

即，作为喷射喷嘴3，如图3所示，可以采用具备方柱状的喷嘴头的喷嘴主体11、形成在喷嘴主体11的前端部的多个(图示是一对)槽部12、12’、在槽部12、12’内以细长状开口的一对喷出口13、13’、以及与喷出口13、13’相连的多个流路14、15、16的结构。与槽部12、12’的一方的端部相比，另一方的端部被形成得深，并且槽部12、12’的喷出口13、13’的中心的位置从喷嘴主体11的轴芯偏离，位于槽部12、12’的另一端部侧。

该喷射喷嘴3，从喷出口13、13’喷射的流体沿着构成槽部12、12’的喷出壁流动。并且，由于喷出口13、13’的中心位于槽部12、12’的另一方的端部(深槽部)侧，所以来自喷出口13、13’的流体更多地流入到深槽部侧。因此，能够限制从一方的端部(喷出壁的薄壁部或浅槽部)侧的喷射量，并且增大来自另一方的端部(喷出壁的厚壁部或深槽部)侧的喷射量。结果，冷却水(气液混合雾)被向喷嘴前端的斜前方区域重点地喷射。因而，根据该喷射喷嘴3，能够将铸坯表面41上的喷涂范围46的形状如图2的下图所示那样做成偏心的椭圆形状。更具体地讲，通过冷却水向喷嘴前端的斜前方区域重点地喷射，喷涂范围46－1的中心460－1移动到标号460－3。即，如在图2的下图用实线表示那样，被从喷嘴前端喷射的冷却水的喷涂范围46－3成为偏心的椭圆形状。

另外，槽部12、12’也可以以相对于上述喷嘴主体11的轴芯正交的方向为基准以3°～40°倾斜。

即，在至少1个槽部12、12’中，将一方的端部(浅槽部)的底部下端与另一方的端部(深槽部)的底部下端连结的线也可以以相对于喷嘴主体11的轴芯正交的方向为基准倾斜3°～40°左右。通过该倾斜角度，能够调整向槽部12、12’的各端部的流量分配(从各端部侧的喷射量分配)。

如上述那样，该喷射喷嘴3由于喷射冷却水W的槽部12、12’(喷射口)的一方的端部被形成为比另一方的端部深，所以如图4A、图4B所示，由实线表示的冷却水喷射轴线J1相对于喷嘴头31的轴线310以倾斜角度α1倾斜。具体而言，喷射喷嘴3的冷却水喷射轴线J1相对于铸坯表面41中的冷却水W的喷涂范围46的长轴方向以倾斜角度α1倾斜。另外，轴线310是从喷嘴头31向铸坯表面41的垂线。在不使冷却水喷射轴线J1相对于喷涂范围46的长轴方向倾斜而使喷涂范围46的长轴方向相对于水平方向绕轴线310旋转的情况下，如在图2的下图中用双点划线表示那样，成为喷嘴头31的轴线310与铸坯表面41的交叉位置与喷涂范围46－1的中心460－1一致，通过以轴线310为中心的对称的样式将冷却水W喷射。相对于此，在使冷却水喷射轴线J1相对于喷涂范围46的长轴方向倾斜的情况下，如图4B的实线所示，由于轴线310和铸坯表面41的交叉位置与喷涂范围46－2的中心460－2不再一致，所以通过以轴线310为中心的非对称的样式将冷却水W喷射。在本实施方式中，这样以非对称的样式将冷却水W向铸坯表面41上喷射。

另外，如图4B所示，冷却水喷射轴线J1相对于喷涂范围46的长轴方向的倾斜角度α1优选的是倾斜30°～40°。被从喷射喷嘴3喷射的冷却水W的长轴方向的扩展角度优选的是窄角侧角度α2超过－90°且小于90°，广角侧角度α3是倾斜角度α1以上95°以下。另外，窄角侧角度α2是以轴线310为基准向窄角侧(在图4B中，以轴线310为基准向纸面左侧)扩展的冷却水W的角度，广角侧角度α3是以轴线310为基准向广角侧(在图4B中，以轴线310为基准向纸面右侧)扩展的冷却水W的角度。

并且，从使喷射喷嘴3的喷嘴头31成为其轴线310与铸坯表面41的垂线平行、并位于上下的辊2a、2b的中间的状态，使铸坯表面41的冷却水W的喷涂范围46－2的长轴绕轴线310向上方以旋转角度β旋转，如图5A、图5B的实线所示，喷涂范围46―2的长轴LA如用标号LA－1表示那样朝向斜上方。结果，冷却水喷射轴线J1相对于铸坯表面41的垂线向斜上侧倾斜，喷涂范围从标号46－2移动到标号46－3的位置。通过这样的结构，如图2所示，能够使喷涂范围46的长轴方向的广角侧相对于水平方向向斜上侧倾斜。除此以外，能够使喷涂范围46－3的中心460－3位于比中间位置44靠上方，进而使喷射喷嘴3的冷却水喷射轴线J1相对于铸坯表面41的垂线向斜上侧倾斜。

结果，冷却水W如图6中(A)所示，被向在图6的视线中以比中间位置44靠上方的位置为上下方向的中心的喷涂范围46喷射。即，如图6中(B)的实线所示，冷却水W被向比图9中(A)的以往的喷涂范围45(在图6中(B)中用虚线表示)靠上方变动后的喷涂范围46喷射。此外，从图6的视线(+Y方向侧)观察时的喷涂范围46的上下方向(Z方向)的厚度(高度)变得比图9中(A)的以往的喷涂范围45的上下方向(Z方向)厚。进而，通过使冷却水喷射轴线J1向斜上侧倾斜，与如在图2的下图中用双点划线表示那样，不使冷却水喷射轴线J1相对于喷涂范围46的长轴方向倾斜、而通过以轴线310为中心的对称的样式使冷却水W喷射的结构相比，能够使向斜上方的喷射量变多。进而，铸坯表面41中的喷涂范围46的上端位置461能够位于比以往的铸坯表面41中的喷涂范围45的上端位置靠上方。

另外，喷射喷嘴3(喷涂范围46)绕轴线310向上方旋转的旋转角度β优选的是以5°～15°倾斜。

上下方向(Z方向)上的从一对辊2的中间位置44到喷涂范围46的中心460－3的距离M(参照图2的下图)优选的是超过0mm且(L1/2)mm以下。

从喷射喷嘴3的喷嘴头31的前端到铸坯表面41的距离L2(X方向)(参照图1的下图)优选的是50mm以上450mm以下。

喷涂范围46既可以包括铸坯表面41的中间位置44，也可以不包括铸坯表面41的中间位置44。从喷涂范围46的上端位置461到铸坯表面41中的与上方的辊2a的接触位置42为止的距离L3(参照图1的下图)优选的是0mm以上200mm以下。也可以是冷却水W以与上方的辊2a接触的方式被喷射，但优选的是不接触。例如，在辊2的直径R为250mm，辊2的间距L1为290mm，从喷嘴头31的前端到铸坯表面41为止的距离L2为80mm的情况下，距离L3优选的是45mm左右。

喷射喷嘴3的轴线310与铸坯表面41的交叉位置既可以与中间位置44重叠，也可以与中间位置44不重叠。

喷涂范围46的长轴LA的倾斜方向如图2所示，既可以按照铸坯4的宽度方向的每列交替地不同，也可以相同，也可以在1个列中以铸坯4的宽度方向中央为边界设为对称。

〔连续铸造的二次冷却装置的作用〕

接着，对连续铸造的二次冷却装置1的作用进行说明。在有关该实施方式的连续铸造的二次冷却方法中，以图6所示那样的冷却机理将铸坯冷却。在图6中，示出了表示连续铸造的二次冷却装置的一部分的示意图(A)、表示铸造距离与水量密度的关系的图(B)、以及表示铸造距离与铸坯表面温度的关系的图(C)。另外，以下对图6中(A)中的上侧的辊2a是二次冷却装置1的最初的辊2的情况进行说明。

在铸坯4的冷却时，如果铸坯表面41上的某个规定位置接近于与最初接触的辊2a的接触位置42，则如图6中(C)的实线所示，铸坯表面41的温度通过与辊2a的接触所带来的辊冷却而开始下降，持续下降直到从接触位置42朝向下方离开规定距离以上。

此时，由最初接触的辊2a进行的辊冷却后的效果量(本实施方式与以往的结构的刚进行辊冷却后的温度的差)ΔTr1为0℃。

然后，铸坯表面41的温度通过第1回热而上升，直到铸坯表面41上的上述规定位置进入到喷涂范围46内，如果进入到喷涂范围46内，则通过喷雾冷却而持续下降直到穿过那里。

此时，图6中(B)的实线所示的喷涂范围46与该图的虚线所示的以往的喷涂范围45相比从图6的视线观察向上方变动，并且，在上下方向(Z方向)上变厚。因此，图6中(C)的实线所示的第1回热期间变得比该图的虚线所示的以往的结构短，喷雾冷却比以往的结构更早地开始。即，能够在铸坯表面41通过回热而大幅地温度上升之前进行冷却。因此，与以往的结构相比，回热量减少，喷雾冷却开始时的铸坯表面41的温度变低，喷雾冷却时的热传导系数变大。结果，冷却效率E1相比以往的结构的冷却效率E9变高，铸坯表面41通过喷雾冷却而被冷却到更低的温度。此外，由于使冷却水喷射轴线J1向斜上侧倾斜，使向斜上方的喷射量变多，所以能够进一步减少第1回热期间中的回热量，能够进一步增大喷雾冷却时的热传导系数。

并且，当铸坯表面41上的上述规定位置穿过喷涂范围46内，则铸坯表面41的温度通过第2回热而上升，但由于第2回热开始时的温度比以往的结构低，所以由第2个接触的辊2b进行的冷却开始时的温度也变低，由该辊2b带来的辊冷却后的效果量ΔTr2变得比0℃大。然后，通过反复进行上述的第1回热、喷雾冷却、第2回热、辊冷却的循环，铸坯4的温度逐渐下降而被冷却。

在该冷却过程中，由于辊冷却后的效果量随着朝向铸造方向下游而逐渐变大，所以与以往的结构相比铸坯的冷却时间被缩短。

[本实施方式的效果]

根据本实施方式，有以下这样的效果。

由于采用将喷涂范围46的中心设为比中间位置44靠上方、另外使冷却水喷射轴线J1相对于铸坯表面41的垂线向斜上侧倾斜的结构，所以能够使冷却水W的喷涂目的地接近于处于喷射喷嘴3的上方的辊2a及铸坯表面41间的接触位置42。由此，能够在经过该接触位置42而朝向下方的铸坯表面41通过回热而大幅地温度上升之前进行冷却。由此，相比以往能够提高铸坯4的冷却效果而使生产性改善。并且，由于能够不设置新的设备而提高铸坯4的冷却效果，所以也不会导致成本上升。

因而，根据本实施方式的连续铸造的二次冷却装置及二次冷却方法，能够不导致成本上升而实现生产性的改善。

[变形例]

另外，本发明并不仅限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改良及设计的变更等，除此以外，本发明的实施的时间上的具体的次序及构造等在能够达成本发明的目的的范围内也可以做成其他的构造等。

例如，也可以使用冷却水喷射轴线J1相对于喷涂范围46的长轴方向不倾斜的喷射喷嘴3。在此情况下，通过将喷射喷嘴3的前端部以比图6中(A)的位置更接近于铸坯表面41、并且位于上方的方式配置，如在图2的下图中用双点划线表示那样，喷嘴头31的轴线310和铸坯表面41的交叉位置与喷涂范围46的中心460一致。进而，也可以是喷涂范围46的长轴绕作为从喷射喷嘴3向铸坯表面41的垂线的轴线310旋转，并且使得喷涂范围46的中心460位于比中间位置44靠上方。

在这样的结构中，与以往的结构相比，也能够使冷却水W的喷涂范围46向上方变动，并且在上下方向(Z方向)上变厚，能够不导致成本上升而实现生产性的改善。

作为喷射喷嘴3，也可以使用单流体喷嘴。

实施例

接着，将本发明通过实施例更详细地说明，但本发明完全不受这些例子限定。

对于用来验证本发明效果的模拟进行说明。

作为在实施例和比较例中共通的参数，进行了以下的设定。

辊的直径R：150mm以上且360mm以下

辊的间距L1：190mm以上且430mm以下

从喷射喷嘴前端到铸坯表面的距离L2：80mm以上且430mm以下

从喷涂范围的上端位置到铸坯表面中的与上方的辊的接触位置的距离L3：超过0mm且为(L1/2)mm以下

喷射水量：每1个喷嘴为8L/min以上且80L/min以下

每个辊间的宽度方向喷嘴个数：1个～16个

铸造速度：2.0m/min

钢水中的碳量：0.04％

铸坯宽度：1500mm

铸坯厚度：250mm

此外，将实施例的辊2及喷射喷嘴3的配置状态如图2所示那样设定，将比较例的辊2及喷射喷嘴9的配置状态如图7所示那样设定。将实施例及比较例中的“冷却水喷射轴线J1相对于喷涂范围46的长轴方向的倾斜角度α1”、“以轴线310为基准的冷却水W的窄角侧角度α2”、“以轴线310为基准的冷却水W的广角侧角度α3”、“绕轴线310向上方旋转的喷射喷嘴3、9(喷涂范围46)的旋转角度β”、“上下方向上的从一对辊2的中间位置44到喷涂范围46的中心460的距离M”表示在以下的表1中。

另外，在比较例中，冷却水喷射轴线J1相对于喷涂范围46的长轴方向不倾斜，使用喷嘴头91的轴线910和铸坯表面41的交叉位置与喷涂范围46的中心460一致的喷射喷嘴9。被从该喷射喷嘴9喷射的冷却水W的长轴方向的扩展角度由于在以轴线910为基准的长轴方向两侧(左右两侧)相同，所以在表1中表示将左右两侧加在一起的角度。

[表1]

并且，进行了连续铸造的二次冷却的模拟。图8是表示表1所示的数值范围中的铸坯表面温度变化的结果的一例。

如图8所示，由与最初的辊的接触带来的辊冷却后的效果量(实施例与比较例的辊刚冷却后的温度的差)ΔTr1为0℃，但辊冷却后的第1回热期间由实线表示的实施例比由虚线表示的比较例短，实施例的回热量与比较例的回热量相比降低了7℃(在图8中表示为“ΔTa”)。

此外，比较例的由喷雾冷却带来的下降温度ΔTsc是150℃，实施例的下降温度ΔTsp是176℃，刚喷雾冷却后的效果量(实施例与比较例的刚喷雾冷却后的温度的差)ΔTb1是33℃。

进而，由与第2、第3个辊的接触带来的辊冷却后的效果量ΔTr2、ΔTr3为14℃、25℃，然后，随着朝向铸造方向下游，辊冷却后的效果量逐渐变大。此外，第2、第3个刚喷雾冷却后的效果量ΔTb2、ΔTb3为49℃、59℃，然后，随着朝向铸造方向下游，刚喷雾冷却后的效果量逐渐变大。

结果，实施例与比较例相比，能够确认铸坯的冷却时间被缩短0.3min。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供不导致成本上升而实现生产性的改善的连续铸造的二次冷却装置及二次冷却方法。由此，产业上的可利用性较大。

标号说明

1…二次冷却装置

2、2a、2b…辊

3…喷射喷嘴

4…铸坯

41…铸坯表面

42、43…接触位置

44…中间位置

46…喷涂范围

460…中心

J1…冷却水喷射轴线

W…冷却水

Claims (3)

1.一种连续铸造的二次冷却装置，向在铸造方向上被输送的铸坯的铸坯表面喷射冷却水而将其冷却，其特征在于，

具备：

多个辊，在沿着上述铸造方向的上下方向上排列地配置；以及

喷射喷嘴，从上述多个辊之间向上述铸坯表面喷射上述冷却水；

上述喷射喷嘴被设置为，

上述喷射喷嘴的冷却水喷射轴线相对于上述喷射喷嘴的喷嘴头的轴线倾斜；

上述铸坯表面中的上述冷却水的喷涂范围的长轴绕从上述喷射喷嘴向上述铸坯表面的垂线即轴线向上方旋转；

上述喷涂范围的中心位于比处于上述喷射喷嘴的上方的上述辊和上述铸坯表面之间的接触位置与处于下方的上述辊和上述铸坯表面之间的接触位置的中间位置靠上方。

2.如权利要求1所述的连续铸造的二次冷却装置，其特征在于，

上述喷射喷嘴被设置为，

上述冷却水喷射轴线相对于上述喷射喷嘴的喷嘴头的轴线倾斜30°～40°；

上述喷涂范围的长轴绕从上述喷射喷嘴向上述铸坯表面的垂线即轴线向上方旋转5°～15°。

3.一种连续铸造的二次冷却方法，具有从配置于在沿着铸造方向的上下方向上排列地配置的多个辊间的喷射喷嘴向铸坯表面喷射冷却水而进行冷却的工序，上述连续铸造的二次冷却方法的特征在于，

上述喷射喷嘴的冷却水喷射轴线相对于上述喷射喷嘴的喷嘴头的轴线倾斜；

上述铸坯表面中的上述冷却水的喷涂范围的长轴绕从上述喷射喷嘴向上述铸坯表面的垂线即轴线向上方旋转；

上述喷涂范围的中心位于比处于上述喷射喷嘴的上方的上述辊和上述铸坯表面之间的接触位置与处于下方的上述辊和上述铸坯表面之间的接触位置的中间位置靠上方。

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