JP2010253528A

JP2010253528A - 連続鋳造における二次冷却方法

Info

Publication number: JP2010253528A
Application number: JP2009108798A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nakaseko; 誠中世古; Toshiki Hiruta; 敏樹蛭田; Toru Matsuba; 透松葉; Takeshi Kagoshima; 毅鹿子島
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2029-04-28
Also published as: JP5402215B2

Abstract

【課題】鋳片表面に過冷却現象を発生させることなく、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方法を提供する。
【解決手段】連続鋳造機で鋳造されている鋳片１０を、鋳片支持ロール６で支持しながら鋳型の下方に設けた二次冷却帯にて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するに際し、連続鋳造中の鋳片表面に溜まる、前記冷却水の残留水を、噴射ノズル１４からの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。その際に、鋳片支持ロールと並行に高圧気体を噴射すること、または、鋳片支持ロールのロールチョック６ａの部位に高圧気体を噴射することが好ましい。
【選択図】図３

Description

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ものである。

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。

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な冷却を行うことが提案され、実施されてきた。この場合、スラブ鋳片は幅が広く、複数個のスプレーノズルを幅方向に配置する必要があることから、幅方向で不均一冷却になりやすく、特に、鋳片幅方向で均一な冷却を行うことが重要となる。

例えば、特許文献１には、スプレーノズルの先端に複数の噴射孔を設け、隣り合うロール間において、前記噴射孔から噴射される互いに平行な、複数条のフラットスプレー水で鋳片表面を冷却することが開示されている。特許文献１によれば、複数条のスプレー水で冷却するので、冷却−復熱の温度差が小さくなり、それに応じて繰り返しの熱応力が軽減され、鋳片の表面割れが軽減されるとしている。

特許文献２には、スプレーノズルから噴射される冷却水の、鋳片引き抜き方向の水量分布で、水量分布における最大部の２０％となる点をＡ及びＢとしたとき、ＡとＢとの間では最大部の２０％以上の水量分布が連続し、且つ、スプレーノズルの噴射孔中心をＣとしたとき、角ＡＣＢが３０度以上であるスプレーノズルを用いて鋳片を冷却することが開示されている。特許文献２によれば、鋳片に対する冷却能を効率良く高めることができるとしている。

また、特許文献３には、加圧系にブースターポンプを備えた送水機構を介して、鋳片に２５〜１００ｋｇｆ／ｃｍ²（２．５〜９．８ＭＰａ）の給水圧の冷却水を吹き付けて冷却しながら連続鋳造することが開示されている。特許文献３によれば、鋳片に衝突した冷却水のはね帰りが霧状化され、鋳片表面の部分的な溜り水の発生が防止され、部分的な過冷却が防止されて、均一な冷却が実現されるとしている。

特開昭５０−１０３４２６号公報特開２００３−１３６２０５号公報特開昭５７−９１８５７号公報

鋼の連続鋳造において、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。

この過冷却現象は、鋳造中の鋳片の表面が二次冷却帯における過冷却によって低下する現象であり、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かる。尚、本発明者らは、この過冷却現象の発生原因を追求し、鋳片の温度ムラ発生と、鋳片表面に滞留する二次冷却水（滞留する二次冷却水を「残留水」と呼ぶ）の水温との間に相関があることを知見している。

この過冷却現象つまり温度ムラを防止する観点から上記従来技術を検証すれば、上記従来技術は、何れも過冷却現象の防止には効果がないか、効果があっても効率的ではない。

即ち、特許文献１は、スプレー水の噴射される面積、つまり冷却面積を広げて過冷却を防止しているが、フラットスプレーノズルを使用しており、フラットスプレーノズルのみで冷却する限り、冷却時の衝突圧力が強く、二次冷却水量も多いので、残留水の発生を防ぐことはできず、高速鋳造下での過冷却現象の発生を防ぐことはできない。

特許文献２は、鋳造方向の噴射角度を広げたスプレーノズルであり、特許文献１のフラットスプレーノズルに比較すれば、冷却時の衝突圧力を弱くすることができるので、過冷却現象は発生しにくくなる。しかしながら、スプレーノズルを用いて冷却する限り、残留水の発生を防ぐことはできず、鋳造速度を高速化すると、過冷却現象が発生する。

特許文献３は、鋳片に２５〜１００ｋｇｆ／ｃｍ²の高圧の二次冷却水を噴射することにより、残留水の発生を防ぎ、均一冷却を行うものであり、高圧水によって残留水の発生は抑制され、過冷却現象防止の効果が発現される。しかしながら、鋼の連続鋳造機においては、二次冷却帯の長さは２０ｍから長いものでは５０ｍにも達し、全ての二次冷却ゾーンで高圧水による冷却を実施することは設備費のみならず運転費が嵩み、たとえ上流部の二次冷却ゾーンだけに絞ったとしても運転費が高く、実用的ではない。

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ることなく、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。

上記課題を解決するための第１の発明に係る連続鋳造における二次冷却方法は、連続鋳造機で鋳造されている鋳片を、鋳片支持ロールで支持しながら鋳型の下方に設けた二次冷却帯にて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するに際し、連続鋳造中の鋳片表面に溜まる、前記冷却水の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ことを特徴とするものである。

第２の発明に係る連続鋳造における二次冷却方法は、第１の発明において、前記鋳片支持ロールと並行に、前記高圧気体を噴射することを特徴とするものである。

第３の発明に係る連続鋳造における二次冷却方法は、第１の発明において、前記鋳片支持ロールが鋳片幅方向で２以上に分割された分割型鋳片支持ロールであり、該分割型鋳片支持ロールのロールチョックの部位に、前記高圧気体を噴射することを特徴とするものである。

本発明によれば、連続鋳造中の鋳片表面に溜まる、二次冷却水の残留水を圧縮空気などの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ので、過冷却現象の原因である残留水が鋳片表面から除去され、鋳造速度を高めた条件下であっても鋳片表面は過冷却とならず、鋳片表面に温度ムラを発生させることなく、鋳片を均一に冷却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。

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。本発明を適用したスラブ連続鋳造機の概略図である。本発明を適用したスラブ連続鋳造機の第１冷却ゾーンの概略図である。実施例１における鋳片幅方向の表面温度分布を示す図である。本発明を適用した他のスラブ連続鋳造機の第１冷却ゾーンの概略図である。実施例２における鋳片幅方向の表面温度分布を示す図である。

以下、本発明を詳細に説明する。先ず、本発明に至った経緯を説明する。

本発明者らは、実機連続鋳造機の操業結果から、鋳造速度が速くなると、前述した図１に示すように、温度ムラの原因である鋳片の過冷却現象が多発し、それに応じて鋳片の表面割れが多発することを確認した。そこで、鋳造速度が速くなると過冷却現象が起こりやすくなる原因を追求した。

連続鋳造機の設備長は限られており、従って、鋳造速度が速くなると、限られた設備長の範囲内で鋳片の凝固を完了させなければならず、そのために、二次冷却帯における冷却能力を強くする。通常、二次冷却帯の水スプレーノズルやエアーミストスプレーノズル（以下、まとめて「スプレーノズル」とも記す）から噴射される冷却水量或いはエアーミスト量（冷却水と空気との混合体）を増加させて、二次冷却帯における冷却能力を強くしている。一般的に、連続鋳造機の二次冷却は、鋳造される溶鋼１ｋｇあたりの冷却水量が一定となるように制御されており、この場合には、鋳造速度が２倍になると、単位時間あたりの二次冷却水量は２倍になる。

スプレーノズルから噴射された冷却水は、鋳片表面に衝突した後の水温が初期状態の常温から沸騰温度まで上昇することによる顕熱、及び、蒸発による蒸発潜熱によって鋳片から熱を奪い、且つ、冷却水の衝突力による冷却促進作用が働いて、鋳片表面の冷却が行われる。この場合、噴射された二次冷却水は蒸発しきれず、鋳片表面上や、鋳片支持ロールと鋳片とに挟まれて残留水となって滞留する。また、一部の残留水は鋳片幅方向に流れて鋳片表面から落下し、また、一部の残留水は、鋳片幅方向で２以上に分割された分割型鋳片支持ロールのロールチョックの間隙を通って鋳片表面上を沿うようにして下流側へ流下する。尚、分割型鋳片支持ロールは、鋳片の支持面積を増加させるべくロールピッチ（鋳造方向のロール間距離）を小さくすると、自ずと鋳片支持ロールのロール径が小さくなり、ロール径が小さくなるとロールの剛性が低下してロール自体のたわみが大きくなるので、このたわみを少なくするための鋳片支持ロールである。当然ながら、分割型鋳片支持ロールが配置されないスラブ連続鋳造機も存在する。

鋳造速度が低速の範囲は二次冷却水量が少ないので、鋳片上に滞留している残留水の水温は８０℃以上の高温であることが確認されている。また、この場合には、過冷却現象は発生しないことが確認されている。しかしながら、鋳造速度が上がって二次冷却水量が増加すると、鋳片上に滞留する残留水が多くなり、残留水の水温は低下することが予測される。

そこで、実験装置を用いて、二次冷却水量とそのときの残留水の温度との関係について調査した。実験は、加熱した平らな厚鋼板を斜めに配置し、この厚鋼板の上端部に、ロールチョックの間隙を模擬したスリット（スリットの数＝１）を有する遮蔽箱を配置し、この遮蔽箱の内側に冷却水を供給し、この冷却水がスリットを通って厚鋼板の表面を流下するようにして行った。流下する冷却水の温度は、スリットの出口位置に、厚鋼板の表面から２ｍｍ離して配置した熱電対により測定し、厚鋼板の温度は、スリットの出口位置に、厚鋼板の表面から１ｍｍ離れた厚鋼板の内部に埋め込んだ熱電対により測定した。

厚鋼板を遮蔽箱とともに均熱炉で１０００℃に加熱し、この厚鋼板を均熱炉から取り出して所定の位置に配置し、厚鋼板の温度が９００℃になった時点で、遮蔽箱の内側に３５℃の冷却水を水供給管から供給した。冷却水の供給量は１０Ｌ（リットル）／分及び２０Ｌ／分の２水準とした。

冷却水の供給量が１０Ｌ／分の場合には、スリット出口位置の冷却水の水温は８５〜９０℃と高温のままであり、また、厚鋼板の温度はほぼ一定速度で低下し、給水開始から５０秒を経過した時点では約８００℃であり、過冷却現象は発生しなかった。しかし、冷却水の供給量が２０Ｌ／分の場合には、冷却水の水温は、給水直後は約８０℃程度であったが、給水開始から２０秒を過ぎた頃から水温が８０℃以下に下がりだし、給水開始から５０秒を経過した時点では約６０℃程度となった。また、スリット出口位置の冷却水の水温が８０℃未満になった以降、厚鋼板の温度も急激に下がりだし、給水開始から５０秒を経過した時点では約３００℃まで低下した。つまり、冷却水の供給量が２０Ｌ／分の場合には過冷却現象が発生した。

これらの結果から、二次冷却水の滞留水の水温が低下することが、過冷却現象の原因であることが分かった。つまり、鋳造速度が上がって二次冷却水量が増加すると、鋳片上に滞留する残留水が多くなり、残留水の水温は８０℃未満に低下する。鋳片の幅方向に流れて鋳片表面から落下する残留水は問題とならないが、分割型鋳片支持ロールのロールチョックの間隙を通って鋳片表面上を沿うようにして下流側へ流下する残留水は、残留水の水温が低下することに伴ってサブクール度が高くなり、この残留水には鋳片を冷却する作用が発現する。残留水による冷却の作用が一旦鋳片に働くと、その部位の鋳片の表面温度が低下し、鋳片表面の濡れ性が良くなって更に冷却作用が強くなり、局部的に表面温度の低い部位が形成される。そして、これが過冷却現象の発生原因であることを見出した。従って、鋳片表面上の残留水を圧縮空気などの高圧気体の噴射により強制的に鋳片表面上から除去すれば、過冷却現象は発生しないとの知見を得た。

本発明は、上記知見に基づきなされたものであり、連続鋳造機で鋳造されている鋳片を、鋳片支持ロールで支持しながら鋳型の下方に設けた二次冷却帯にて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するに際し、連続鋳造中の鋳片表面に溜まる、前記冷却水からなる残留水を圧縮空気などの高圧気体の噴射によって強制的に除去しながら鋳片を二次冷却することを特徴としている。

高圧気体の噴射方法は、特に規定する必要はなく、鋳片上の残留水が、噴射される高圧気体によって強制的に除去される限り、どのような噴射方法であっても構わないが、二次冷却水の残留水は鋳片支持ロールと鋳片との接触面に滞留するので、この部位に向けて鋳片支持ロールと並行に、鋳片支持ロールの一方の端部側から噴射することが好ましい。鋳片支持ロールの一方の端部側から高圧気体を噴射することで、鋳片支持ロールと鋳片との接触面に滞留する残留水は、鋳片支持ロールの他方の端部側に追いやられ、鋳片上から落下する。

また、分割型鋳片支持ロールが配置された連続鋳造機の場合には、分割型鋳片支持ロールのロールチョックの間隙を通って残留水が流下するので、これを防止するために、分割型鋳片支持ロールのロールチョックの部位に向けて、鋳片長辺面と直交する方向から高圧気体を噴射することが好ましい。高圧気体は、ノズルを介して噴射してもよく、また、細管を介して噴射してもよい。更には、供給配管から直接噴射することもできる。

高圧気体の噴射は、二次冷却帯の全ての二次冷却ゾーンで実施する必要はなく、二次冷却水量の多い上流部または中流部の二次冷却ゾーンのみで実施してもよく、また、その場合でも、鋳造方向に隣り合う鋳片支持ロールの全ての位置で実施する必要はなく、数本の鋳片支持ロール毎に高圧気体を噴射させてもよい。つまり、完全に残留水を鋳片上から除去する必要はなく、鋳造速度が低速の場合に滞留する残留水と同程度の残留水が滞留しても問題ない。

使用する高圧気体としては、安価であることから圧縮空気が好適であるが、圧縮空気に限らず、高圧の窒素ガス、炭酸ガスなども使用することができる。また、水スプレーノズルが配置された二次冷却ゾーンであっても、エアーミストスプレーノズルが配置された二次冷却ゾーンであっても、冷却水を使用する限り、本発明を適用することができる。

このように、本発明によれば、連続鋳造中の鋳片表面に溜まる残留水を圧縮空気などの高圧気体の噴射によって強制的に除去しながら鋳片を二次冷却するので、過冷却現象の原因である残留水が鋳片表面から除去され、鋳造速度を高めた鋳造下であっても、鋳片表面は過冷却とならず、鋳片表面に温度ムラを発生させることなく、鋳片を均一に冷却することが実現される。

図２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２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。

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、およそ１１ｍ毎に、鋳型直下側から機端側に向いて、第１冷却ゾーン、第２冷却ゾーン、第３冷却ゾーン、第４冷却ゾーンの４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２において、Ａ−Ａ’位置からＢ−Ｂ’位置直上の鋳片支持ロール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’位置から機端の鋳片支持ロール６までの範囲が第４冷却ゾーンである。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。

これらの二次冷却ゾーンのうち、第１冷却ゾーン及び第２冷却ゾーンで本発明方法を適用した。図３は、図２に示すスラブ連続鋳造機の第１冷却ゾーンの上部側の垂直部の範囲を示す概略図であり、図３（Ａ）は鋳片の短辺側から見た図、図３（Ｂ）は鋳片の長辺側から見た図である。

図３に示すように、この範囲の鋳片支持ロール６は、ロールチョック６ａで鋳片１０の幅方向に２つに分割された分割型鋳片支持ロールであり、ロールチョック６ａの部位が鋳造方向に互い違いに並ぶように、鋳片支持ロール６が配置されている。隣り合う鋳片支持ロール６の間には、それぞれ２つのエアーミストスプレーノズル１３が配置されており、鋳片１０は、分割型の鋳片支持ロール６で支持されながら、エアーミストスプレーノズル１３から噴射されるエアーミストで冷却される。また、鋳片１０の一方の側面には、高圧気体としての圧縮空気を噴射するための圧縮空気噴射ノズル１４が各ロール間に配置されている。各圧縮空気噴射ノズル１４は、枝管１７を介して、圧縮空気を供給するためのヘッダー管１６と連結している。圧縮空気噴射ノズル１４の出口噴射孔の直径は約４．５ｍｍであり、１つの圧縮空気噴射ノズル１４から約１０００Ｎｍ³／ｈｒの圧縮空気が噴射されるように構成されており、各噴射ノズル１４から噴射される圧縮空気は、鋳片支持ロール６の軸心方向に並行して噴射され、ロール間に滞留する残留水を他方側の鋳片短辺面側から吹き飛ばすようになっている。

尚、図３では鋳片１０の片側の長辺面のみにエアーミストスプレーノズル１３及び圧縮空気噴射ノズル１４が配置されているが、これは、図が煩雑になることを避けるためであり、実際には、鋳片１０の両側の長辺面に、エアーミストスプレーノズル１３及び圧縮空気噴射ノズル１４が配置されている。但し、スラブ連続鋳造機１の湾曲部及び水平部の鋳片１０の下面側では、鋳片１０に噴射された二次冷却水は重力によって自然落下し、残留水は発生しないので、鋳片１０の傾斜角度が小さくなる範囲は、鋳片下面側には圧縮空気噴射ノズル１４を配置する必要がない。従って、ここでは、第１冷却ゾーンでは、鋳片１０の両側に圧縮空気噴射ノズル１４を配置しているが、第２冷却ゾーンでは、鋳片下面側には圧縮空気噴射ノズル１４を配置せず、鋳片１０の上面側にのみ圧縮空気噴射ノズル１４を配置した。

この構成のスラブ連続鋳造機１を用い、二次冷却帯の第３冷却ゾーンと第４冷却ゾーンとの境界の鋳片上面側に設置した、赤外線カメラからなる表面温度プロフィール計（図示せず）で鋳片表面温度を測定しながら、厚み２５０ｍｍ、幅２０００ｍｍのスラブ鋳片を１．５ｍ／分の鋳造速度（Ｖｃ）で鋳造開始した。鋳片表面温度プロフィール計で測定された鋳片幅方向の表面温度分布を図４に示す。鋳造速度が１．５ｍ／分の場合には、鋳片表面温度プロフィール計で測定される鋳片幅方向の表面温度分布は、温度偏差が約４０℃以下であり、ほぼ均一に冷却されていた。

その後、鋳造速度を２．０ｍ／分に増速し、二次冷却水量を鋳造速度に比例して増加したところ、ロールチョック６ａの部位に相当する鋳片表面部位で過冷却が発生し、図４に示すように、鋳片表面温度の偏差は２５０℃以上に拡大した。そこで、第１冷却ゾーン及び第２冷却ゾーンに設置した各圧縮空気噴射ノズル１４から、それぞれ約１０００Ｎｍ³／ｈｒの圧縮空気の噴射を開始した。各圧縮空気噴射ノズル１４から圧縮空気を噴射開始してから約５分後に鋳片表面温度の偏差が小さくなり始め、約１０分後には、図４に示すように鋳片表面温度の偏差は４５℃以内となった。尚、図４に示す「従来法」とは、圧縮空気を噴射しない鋳造形態であり、「本発明法」とは、圧縮空気を噴射した鋳造形態である。

実施例１に示すスラブ連続鋳造機１における圧縮空気噴射ノズル１４の設置位置に替えて、第１冷却ゾーン及び第２冷却ゾーンの鋳片支持ロール６のロールチョック６ａの部位に圧縮空気噴射ノズル１５を配置したスラブ連続鋳造機を用いて本発明を実施した。

図５に、鋳片支持ロール６のロールチョック６ａの部位に圧縮空気噴射ノズル１５を配置した概略図を示す。尚、図５は、第１冷却ゾーンの上部側の垂直部の範囲を示す概略図であり、図５（Ａ）は鋳片の短辺側から見た図、図５（Ｂ）は鋳片の長辺側から見た図である。

図５に示すように、ロールチョック６ａの部位が鋳造方向に互い違いに並ぶように、鋳片支持ロール６が配置されており、このロールチョック６ａの直上に、鋳片長辺面に対してほぼ垂直な方向を向いて、圧縮空気を噴射するための圧縮空気噴射ノズル１５が各ロール間に配置されている。各圧縮空気噴射ノズル１５は、枝管１７を介して、圧縮空気を供給するためのヘッダー管１６と連結している。圧縮空気噴射ノズル１５の出口噴射孔の直径は約４．５ｍｍであり、１つの圧縮空気噴射ノズル１５から約１０００Ｎｍ³／ｈｒの圧縮空気が噴射されるように構成されており、各噴射ノズル１５から噴射される圧縮空気は、鋳片表面にほぼ垂直な方向に噴射され、ロールチョック６ａを介して流下する残留水を鋳片表面上から吹き飛ばすようになっている。

尚、図５では鋳片１０の片側の長辺面のみにエアーミストスプレーノズル１３及び圧縮空気噴射ノズル１５が配置されているが、これは、図が煩雑になることを避けるためであり、実際には、鋳片１０の両側の長辺面に、エアーミストスプレーノズル１３及び圧縮空気噴射ノズル１５が配置されている。また、実施例１と同様に、第１冷却ゾーンでは、鋳片１０の両側に圧縮空気噴射ノズル１５を配置しているが、第２冷却ゾーンでは、鋳片１０の上面側にのみ圧縮空気噴射ノズル１５を配置した。このスラブ連続鋳造機のその他の構造は、実施例１に示すスラブ連続鋳造機１と同一構造であり、その説明は省略する。

この構成のスラブ連続鋳造機を用い、二次冷却帯の第３冷却ゾーンと第４冷却ゾーンとの境界の鋳片上面側に設置した、赤外線カメラからなる表面温度プロフィール計で鋳片表面温度を測定しながら、厚み２５０ｍｍ、幅２０００ｍｍのスラブ鋳片を１．５ｍ／分の鋳造速度（Ｖｃ）で鋳造開始した。鋳片表面温度プロフィール計で測定された鋳片幅方向の表面温度分布を図６に示す。鋳造速度が１．５ｍ／分の場合には、鋳片表面温度プロフィール計で測定される鋳片幅方向の表面温度分布は、温度偏差が約４０℃以下であり、ほぼ均一に冷却されていた。

その後、鋳造速度を２．０ｍ／分に増速し、二次冷却水量を鋳造速度に比例して増加したところ、ロールチョック６ａの部位に相当する鋳片表面部位で過冷却が発生し、図６に示すように、鋳片表面温度の偏差は２５０℃以上に拡大した。そこで、第１冷却ゾーン及び第２冷却ゾーンに設置した各圧縮空気噴射ノズル１５から、それぞれ約１０００Ｎｍ³／ｈｒの圧縮空気の噴射を開始した。各圧縮空気噴射ノズル１５から圧縮空気を噴射開始してから約５分後に鋳片表面温度の偏差が小さくなり始め、約１０分後には、図６に示すように鋳片表面温度の偏差は４０℃以内となった。尚、図６に示す「従来法」とは、圧縮空気を噴射しない鋳造形態であり、「本発明法」とは、圧縮空気を噴射した鋳造形態である。

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鋳片支持ロール
６ａロールチョック
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エアーミストスプレーノズル
１４圧縮空気噴射ノズル
１５圧縮空気噴射ノズル
１６ヘッダー管
１７枝管

Claims

連続鋳造機で鋳造されている鋳片を、鋳片支持ロールで支持しながら鋳型の下方に設けた二次冷却帯にて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するに際し、連続鋳造中の鋳片表面に溜まる、前記冷却水の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ことを特徴とする、連続鋳造における二次冷却方法。
前記鋳片支持ロールと並行に、前記高圧気体を噴射することを特徴とする、請求項１に記載の連続鋳造における二次冷却方法。
前記鋳片支持ロールが鋳片幅方向で２以上に分割された分割型鋳片支持ロールであり、該分割型鋳片支持ロールのロールチョックの部位に、前記高圧気体を噴射することを特徴とする、請求項１に記載の連続鋳造における二次冷却方法。