(57)【要約】【課題】連続鋳造機の二次冷却帯で鋳片を冷却する際に鋳片表面の温度むらを抑制する。【解決手段】連続鋳造機で鋳造されている鋳片１１を二次冷却帯で冷却する冷却方法であって、前記二次冷却帯は前段冷却部と後段冷却部を有し、前記前段冷却部では第１の冷却手段１３によるスプレー散水範囲を膜沸騰の冷却状態に保持するように冷却し、前記後段冷却部では第２の冷却手段１４によるスプレー散水範囲中の鋳造方向位置の鋳片幅方向の各位置で遷移沸騰または核沸騰の冷却状態の領域ができるように冷却することを特徴とする冷却方法である。【選択図】  図１
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【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二次冷却帯で冷却する冷却方法であって、前記二次冷却帯は前段冷却部と後段冷却部を有し、前記前段冷却部では第１の冷却手段によるスプレー散水範囲を膜沸騰の冷却状態に保持するように冷却し、前記後段冷却部では第２の冷却手段によるスプレー散水範囲中の鋳片幅方向の各位置で遷移沸騰または核沸騰の冷却状態の領域ができるように冷却することを特徴とする連続鋳造鋳片の冷却方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記前段冷却部では前記第１の冷却手段によるスプレー散水範囲におけるスプレー水の最大衝突圧をＰ１とした場合に式（１）を満たす温度Ｔまで冷却し、前記後段冷却部では前記第２の冷却手段によるスプレー散水範囲における鋳片幅方向の各位置でのスプレー水の最大衝突圧Ｐ２が式（２）を満足するように冷却することを特徴とする連続鋳造鋳片の冷却方法。
Ｔ（℃）≧１２５Ｐ１２＋２１０Ｐ１＋６００  ・・・・（１）
Ｐ２（ｋＰａ）≧−２．３×１０−６Ｔ２＋６．３×１０−３Ｔ−２．６・・・（２）
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第１の冷却手段及び前記第２の冷却手段それぞれは、前記鋳片幅方向に複数配置されたスプレー散水用ノズルを有することを特徴とする連続鋳造鋳片の冷却方法。
【請求項４】
連続鋳造機で鋳造されている鋳片を二次冷却帯で冷却する冷却装置であって、前記二次冷却帯は前段冷却部と後段冷却部を有し、前記前段冷却部における第１の冷却手段は、当該第１の冷却手段によるスプレー散水範囲を膜沸騰の冷却状態に保持するように冷却する手段であり、前記後段冷却部における第２の冷却手段は、当該第２の冷却手段によるスプレー散水範囲中の鋳片幅方向の各位置で遷移沸騰または核沸騰の冷却状態の領域ができるように冷却する手段であることを特徴とする連続鋳造鋳片の冷却装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記前段冷却部における前記第１の冷却手段は、当該第１の冷却手段によるスプレー散水範囲におけるスプレー水の最大衝突圧をＰ１とした場合に式（１）を満たす温度Ｔまで冷却する手段であり、前記後段冷却部における前記第２の冷却手段は、当該第２の冷却手段によるスプレー散水範囲における鋳片幅方向の各位置でのスプレー水の最大衝突圧Ｐ２が式（２）を満足するように冷却する手段であることを特徴とする連続鋳造鋳片の冷却装置。
Ｔ（℃）≧１２５Ｐ１２＋２１０Ｐ１＋６００  ・・・・（１）
Ｐ２（ｋＰａ）≧−２．３×１０−６Ｔ２＋６．３×１０−３Ｔ−２．６・・・（２）
【請求項６】
請求項４または５において、
前記第１の冷却手段及び前記第２の冷却手段それぞれは、前記鋳片幅方向に複数配置されたスプレー散水用ノズルを有することを特徴とする連続鋳造鋳片の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造機の二次冷却帯における鋳片の冷却方法及び冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼の連続鋳造工程で、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する。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冷却水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、鋳片の幅方向で均一な冷却を行うことが要求される。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と、鋳造方向に短い間隔で配置される搬送ロールの存在によってスプレーノズルから大熱量の鋳片への散水可能な面積が狭くなることから、鋳片の幅方向で不均一冷却になりやすい。そのため、鋳片の幅方向に均一な冷却を行うことが重要となる。
【０００４】
特許文献１には、二次冷却帯において鋳片と相対する面に多数の噴出孔を有した多孔板ノズルを用いて気水冷却を行うことで、鋳片表面温度をＭＨＦ点（Minimum Heat Flux Point：極小熱流束点）以上の膜沸騰の状態に保持して冷却し、鋳片表面の温度むらを抑制することが記載されている。なお、ＭＨＦ点は、膜沸騰冷却から遷移沸騰冷却へと変わる点である。
【０００５】
特許文献２には、熱間圧延された高温鋼板の温度むらを低減する方法として、冷却帯を前段・後段に分割し、前段では冷却水量を少なくすることにより全面膜沸騰となるよう冷却し、後段では冷却水量を多くすることにより速やかに遷移沸騰を通過させて全面核沸騰となるよう冷却することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２０２１６６
【特許文献２】特開２０００−４２６２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、膜沸騰の状態を保持して冷却するには、鋳片が例えば６００℃以下になると冷却水の衝突圧力を低下させなければならず、冷却能力が低下するという問題がある。さらに４５０℃以下の低温まで膜沸騰の冷却状態を保持して鋳片を冷却するのはほとんど不可能である。
【０００８】
また、特許文献２に記載された発明は熱間圧延鋼板に適用される技術であり、連続鋳造工程に適用することは次の理由で困難である。連続鋳造では、鋳造方向に短い間隔で配置された搬送ロールによって散水可能な面積が狭くなること、鋳片の厚みが非常に厚いために鋳片熱量が非常に大きいことから、鋳片が搬送ロールを通過する際に鋳片表面への復熱が繰り返される。このため、後段において全面核沸騰の冷却状態へ到達させることは現実的には不可能であり、核沸騰の冷却状態に速やかに到達させて温度むらを抑制する方法を連続鋳造では取ることができない。
【０００９】
そこで、本発明の一態様は、連続鋳造機の二次冷却帯において鋳片を冷却する際に不均一な冷却の発生を抑制することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下に、本発明の種々の態様について説明する。
［１］連続鋳造機で鋳造されている鋳片を二次冷却帯で冷却する冷却方法であって、前記二次冷却帯は前段冷却部と後段冷却部を有し、前記前段冷却部では第１の冷却手段によるスプレー散水範囲を膜沸騰の冷却状態に保持するように冷却し、前記後段冷却部では第２の冷却手段によるスプレー散水範囲中の鋳片幅方向の各位置で遷移沸騰または核沸騰の冷却状態の領域ができるように冷却することを特徴とする連続鋳造鋳片の冷却方法。
【００１１】
［２］上記［１］において、前記前段冷却部では前記第１の冷却手段によるスプレー散水範囲におけるスプレー水の最大衝突圧をＰ１とした場合に式（１）を満たす温度Ｔまで冷却し、前記後段冷却部では前記第２の冷却手段によるスプレー散水範囲における鋳片幅方向の各位置でのスプレー水の最大衝突圧Ｐ２が式（２）を満足するように冷却することを特徴とする連続鋳造鋳片の冷却方法。
Ｔ（℃）≧１２５Ｐ１２＋２１０Ｐ１＋６００  ・・・・（１）
Ｐ２（ｋＰａ）≧−２．３×１０−６Ｔ２＋６．３×１０−３Ｔ−２．６・・・（２）
【００１２】
［３］上記［１］または［２］において、前記第１の冷却手段及び前記第２の冷却手段それぞれは、前記鋳片幅方向に複数配置されたスプレー散水用ノズルを有することを特徴とする連続鋳造鋳片の冷却方法。
【００１３】
［４］連続鋳造機で鋳造されている鋳片を二次冷却帯で冷却する冷却装置であって、前記二次冷却帯は前段冷却部と後段冷却部を有し、前記前段冷却部における第１の冷却手段は、当該第１の冷却手段によるスプレー散水範囲を膜沸騰の冷却状態に保持するように冷却する手段であり、前記後段冷却部における第２の冷却手段は、当該第２の冷却手段によるスプレー散水範囲中の鋳片幅方向の各位置で遷移沸騰または核沸騰の冷却状態の領域ができるように冷却する手段であることを特徴とする連続鋳造鋳片の冷却装置。
【００１４】
［５］上記［４］において、前記前段冷却部における前記第１の冷却手段は、当該第１の冷却手段によるスプレー散水範囲におけるスプレー水の最大衝突圧をＰ１とした場合に式（１）を満たす温度Ｔまで冷却する手段であり、前記後段冷却部における前記第２の冷却手段は、当該第２の冷却手段によるスプレー散水範囲における鋳片幅方向の各位置でのスプレー水の最大衝突圧Ｐ２が式（２）を満足するように冷却する手段であることを特徴とする連続鋳造鋳片の冷却装置。
Ｔ（℃）≧１２５Ｐ１２＋２１０Ｐ１＋６００  ・・・・（１）
Ｐ２（ｋＰａ）≧−２．３×１０−６Ｔ２＋６．３×１０−３Ｔ−２．６・・・（２）
【００１５】
［６］上記［４］または［５］において、前記第１の冷却手段及び前記第２の冷却手段それぞれは、前記鋳片幅方向に複数配置されたスプレー散水用ノズルを有することを特徴とする連続鋳造鋳片の冷却装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、連続鋳造機の二次冷却帯において鋳片を冷却する際に不均一な冷却の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一態様に係る鋳片の冷却装置を説明する模式図。
【図２】（Ａ）は図１に示す前段のスプレー散水用ノズルが鋳片の幅方向に複数配置された状態を模式的に示す斜視図、（Ｂ）は図１に示す後段のスプレー散水用ノズルが鋳片の幅方向に複数配置された状態を模式的に示す斜視図。
【図３】鋳型内の溶鋼のメニスカスからの距離と鋳片表面温度との関係を示す図。
【図４】比較例の冷却装置によって鋳片を冷却した際の鋳型内の溶鋼のメニスカスからの距離と鋳片表面温度の関係を示す図。
【図５】図１に示す後段冷却部の冷却装置によって鋳片を冷却した際の鋳型内の溶鋼のメニスカスからの距離と鋳片表面温度の関係を示す図。
【図６】（Ａ）はスプレー散水の衝突圧力Ｐ１、鋳片表面温度Ｔと冷却状態の関係を示す図、（Ｂ）は鋳片表面温度Ｔ、スプレー散水の衝突圧力Ｐ２と冷却状態の関係を示す図。
【図７】図４で説明した比較例の冷却装置及び図１に示す冷却装置それぞれを用いて二次冷却帯で鋳片を冷却した後の鋳片表面温度と鋳片幅中央からの距離の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１９】
図１は、本発明の一態様に係る鋳片の冷却装置を説明する模式図であり、二次冷却帯の一部を示している。図２（Ａ）は、図１に示す前段冷却部のスプレー散水用ノズルが鋳片の幅方向に複数配置された状態を模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、図１に示す後段冷却部のスプレー散水用ノズルが鋳片の幅方向に複数配置された状態を模式的に示す斜視図である。
【００２０】
図１に示す鋳片の冷却装置は、鋼の連続鋳造機（図示せず）で鋳造されている鋳片を鋳型下方に設けられた二次冷却帯で強冷却する装置である。この冷却装置は、二次冷却帯を前段冷却部及び後段冷却部の二段階に分け、前段冷却部に、鋳片１１を鋳造方向に搬送するロール１２と、鋳片１１を冷却する第１の冷却手段１３が、鋳造方向に交互に配置された構造を有している。後段冷却部に、鋳片１１を鋳造方向に搬送するロール１２と、鋳片１１を冷却する第２の冷却手段１４が、鋳造方向に交互に配置された構造を有している（図１参照）。
【００２１】
詳細な冷却方法としては、前段冷却部における第１の冷却手段１３によって鋳片１１の鋳造方向に広がるようにスプレー散水することで鋳片１１に衝突する散水範囲１５を膜沸騰の冷却状態に保持するものである（図２（Ａ）参照）。また、後段冷却部では第２の冷却手段により鋳造方向に広がらないようにスプレー散水して衝突圧を高くすることによってスプレー散水範囲中の鋳片幅方向の各位置で遷移沸騰または核沸騰の冷却状態の領域ができるようにするものである。
【００２２】
なお、本明細書中において「スプレー散水」とは、水または水と気体の混合体を噴射して鋳片表面に撒くことをいう。また、「散水範囲」とは、鋳片にスプレー散水した際に水または水と気体の混合体が鋳片の表面に衝突する範囲をいう。また、「鋳片幅方向の各位置」とは、鋳片表面上の鋳造方向と直角に交差する軸線上の各位置のことをいう。
【００２３】
前段冷却部における第１の冷却手段１３は、鋳片１１の幅方向にスプレー散水用ノズル１３ａ，１３ｂが複数配置されている。後段冷却部における第２の冷却手段１４は、鋳片１１の幅方向にスプレー散水用ノズル１４ａ，１４ｂが複数配置されている（図２参照）。なお、本実施の形態では、第１及び第２の冷却手段１３，１４それぞれにおいて鋳片１１の幅方向に２つのスプレー散水用ノズル１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂを配置しているが、これに限定されず、鋳片１１の幅方向に３つ以上のスプレー散水用ノズルを配置してもよい。
【００２４】
前段冷却部における第１の冷却手段１３によって鋳片１１にスプレー散水した際に鋳片１１に衝突する散水範囲１５におけるスプレー水の最大衝突圧をＰ１とした場合に式（１）を満たす温度Ｔまで冷却するとよい。この最大衝突圧Ｐ１は、図２（Ａ）に示す散水範囲１５の全領域の衝突圧のうちの最大の衝突圧である。つまり、スプレー散水用ノズル１３ａによってスプレー散水された散水範囲と、スプレー散水用ノズル１３ｂによってスプレー散水された散水範囲との重複範囲であるスプレーラップ部１５ａの衝突圧、及びスプレー散水用ノズル１３ａ，１３ｂそれぞれによってスプレー散水されたスプレー直下部１５ｂ，１５ｃの衝突圧のうち最大の衝突圧をＰ１とする。式（１）は冷却状態が膜沸騰となる条件を示すものであり、最大衝突圧Ｐ１で式（１）を満たす温度Ｔまで冷却するようにすれば、前段冷却部における散水範囲１５の全域で膜沸騰の冷却状態に保持することができる。
Ｔ（℃）≧１２５Ｐ１２＋２１０Ｐ１＋６００  ・・・・（１）
【００２５】
後段冷却部では第２の冷却手段によるスプレー散水範囲１６における鋳片幅方向の各位置でスプレー水の最大衝突圧Ｐ２が式（２）を満足するように冷却するとよい。式（２）は冷却状態が遷移沸騰または核沸騰となる条件を示すものであり、この衝突圧について式（２）を満足させることにより、後段冷却部において第２の冷却手段１４によってスプレー散水された散水範囲１６の鋳片幅方向の各位置で遷移沸騰または核沸騰の冷却状態となる領域をつくることができる。
Ｐ２（ｋＰａ）≧−２．３×１０−６Ｔ２＋６．３×１０−３Ｔ−２．６・・・（２）
【００２６】
本発明の一態様では、後段冷却部における第２の冷却手段１４によってスプレー散水された散水範囲１６の鋳片幅方向の各位置で遷移沸騰または核沸騰の冷却状態となる領域をつくることにより、鋳片幅方向で膜沸騰と遷移沸騰とが混在する鋳片１１の表面の不均一な冷却の発生を抑制することができる。なお、鋳片１１が二次冷却体の前段冷却部、後段冷却部と進むにつれて鋳片１１の温度が徐々に低下していく。このため、後段冷却部における最初の方の第２の冷却手段１４によってスプレー散水された散水範囲１６では遷移沸騰の冷却状態を保持できる可能性があるが、後段冷却部における最後の方の第２の冷却手段によってスプレー散水された散水範囲（図示せず）では鋳片１１の温度が低いために一部核沸騰の冷却状態になることも考えられる。
【００２７】
前段冷却部における第１の冷却手段１３は、例えば水圧１．０ＭＰａ以下の低圧水を用いてスプレー散水用ノズルから散水するものであって、鋳片１１に衝突する散水範囲１５の鋳造方向の長さ１５ｄを１００ｍｍ以上とするとよい。このようにすることで、前段冷却部における散水範囲１５を膜沸騰の冷却状態に保持することができる。
【００２８】
後段冷却部における第２の冷却手段１４は、水圧１．０ＭＰａ以下の低圧水を用いてスプレー散水用ノズルから散水するものであって、鋳片１１に衝突する散水範囲１６の鋳造方向の長さ１６ｄを５０ｍｍ以下とするとよい。このようにすることで衝突圧を上げることができ、後段冷却部において第２の冷却手段１４によってスプレー散水された散水範囲１６中の鋳片幅方向各位置で遷移沸騰または核沸騰の冷却状態の領域をつくることができる。
【００２９】
本実施の形態によれば、二次冷却帯を前段冷却部と後段冷却部に分割し、前段冷却部では鋳片を膜沸騰の冷却状態を保持し、後段冷却部の第２の冷却手段による冷却では鋳片を遷移沸騰または核沸騰の状態に保持することにより、鋳片１１の表面の不均一な冷却の発生を抑制することができる。特に、鋳片温度が例えば４００〜７００℃程度の後段冷却部で膜沸騰と遷移沸騰の冷却状態が鋳片幅方向で混在するのを防止することで、鋳片１１の表面の不均一な冷却の発生を抑制できる。
【００３０】
また、後段冷却部では鋳片を遷移沸騰域または核沸騰で冷却を行うことにより、少ない水量で大きな抜熱が可能となり、また冷却完了温度を、膜沸騰のような制約がなく、低温に設定可能となる。
【００３１】
また、前段冷却部では鋳片を膜沸騰域で冷却を行い、後段冷却部の第２の冷却手段１４から遷移沸騰域の冷却に切り替えるため、後段冷却部において遷移沸騰域通過時の鋳片表面の不均一な冷却の発生を少なくすることができる。
【００３２】
図３は、鋳型内の溶鋼のメニスカスからの距離と鋳片表面温度との関係を示す図である。二次冷却帯には、鋳片を鋳造方向に搬送するロールと、鋳片を冷却する冷却手段が、鋳造方向に交互に配置されている。このため、冷却手段によって鋳片にスプレー散水されることで鋳片が強冷却されて鋳片表面温度が急激に低下することと、その冷却手段の次の搬送ロールによって冷却が中断されることで復熱により鋳片表面温度が急激に上昇することを交互に繰り返す。ここで重要なのは、冷却手段によって鋳片が強冷却される際に、前段冷却部では膜沸騰の冷却状態を保持し、後段冷却部では鋳片幅方向の各位置で遷移沸騰または核沸騰の冷却状態の領域をつくることである。このようにすることで、鋳片を冷却する際に鋳片幅方向で膜沸騰と遷移沸騰が混在した鋳片表面の不均一な冷却の発生を抑制することができる。
【００３３】
図４は、比較例の冷却装置によって鋳片を冷却した際のＭＨＦ点近傍の鋳片表面温度変化を示している。
【００３４】
比較例の冷却装置は、本実施の形態のように二次冷却帯を前段冷却部、後段冷却部に分けず、前段冷却部の低衝突圧のスプレーを後段冷却部でも使用したものである。なお、冷却手段は、鋳片の幅方向に複数配置されたスプレー散水用ノズルを有している。
【００３５】
図４に示す点線グラフは、鋳片の幅方向に並べて配置された二つのスプレー散水用ノズルからそれぞれスプレー散水された散水範囲の重複範囲であるスプレーラップ部におけるＭＨＦ点近傍での鋳片表面の温度変化である。また図４に示す実線グラフは、スプレー散水用ノズルによってスプレー散水されたスプレー直下部（中央部）におけるＭＨＦ点近傍での鋳片表面の温度変化である。
【００３６】
図４によれば、冷却途中でスプレー直下部は膜沸騰から遷移沸騰へ冷却状態が変わり鋳片表面温度が大きく低下したのに対し、ラップ部では衝突圧が低下するために膜沸騰のままで鋳片表面温度の低下は小さく、鋳片幅方向で不均一な冷却となった。
【００３７】
図５は、図１に示す冷却装置によって鋳片を冷却した際のＭＨＦ点近傍の鋳片表面温度変化を示している。図１に示す冷却装置は、二次冷却帯を前段冷却部に低衝突圧のスプレーを使用し、後段冷却部に高衝突圧のスプレーを使用したものである。
【００３８】
図５に示す点線グラフは、図２（Ａ）に示す隣合うスプレー散水用ノズル１３ａ、１３ｂによってそれぞれスプレー散水された散水範囲の重複範囲であるスプレーラップ部１５ａにおけるＭＨＦ点近傍での鋳片表面の温度変化である。また図５に示す実線グラフは、スプレー散水用ノズル１３ａによってスプレー散水されたスプレー直下部１５ｂにおけるＭＨＦ点近傍での鋳片表面の温度変化である。
【００３９】
図５によれば、スプレー水の衝突圧を高くすることで、スプレー直下部だけでなく、スプレーラップ部も膜沸騰から遷移沸騰へ冷却状態が変わった。これにより、両者とも同じように温度が低下し、鋳片表面の不均一な冷却の発生を抑制することができた。
【００４０】
図６（Ａ）は、スプレー散水の衝突圧力Ｐ１、鋳片表面温度Ｔと冷却状態の関係を示す図であり、図中の白丸は、ＭＨＦ点を示している。図６（Ａ）は、前段冷却部のスプレー散水領域内の局所衝突圧をＰ１とした場合に、式（１）を満たすように冷却すれば、スプレー散水全領域が膜沸騰の冷却状態となることを示している。なお、図６は、実験を繰り返すことにより求めたグラフである。
Ｔ（℃）≧１２５Ｐ１２＋２１０Ｐ１＋６００  ・・・・（１）
【００４１】
図６（Ａ）に示すように、膜沸騰の冷却状態を保持する二次冷却帯の前段冷却部では、第１の冷却手段によって鋳片にスプレー散水した際に鋳片に衝突する散水範囲の衝突圧Ｐ１が式（１）を満たすようにするとよいことが分かる。
【００４２】
図６（Ｂ）は、鋳片表面温度Ｔ、スプレー散水の衝突圧力Ｐ２と冷却状態の関係を示す図であり、図中の白丸は、ＭＨＦ点を示している。図６（Ｂ）は、スプレー散水の衝突圧Ｐ２が式（２）を満たすように冷却すれば、遷移沸騰または核沸騰の冷却状態となることを示している。なお、図６は、実験を繰り返すことにより求めたグラフである。
Ｐ２（ｋＰａ）≧−２．３×１０−６Ｔ２＋６．３×１０−３Ｔ−２．６・・・（２）
【００４３】
図６（Ｂ）に示すように、遷移沸騰または核沸騰の冷却状態を保持する二次冷却帯の後段冷却部では、第２の冷却手段によって鋳片にスプレー散水した際に鋳片に衝突する散水範囲の衝突圧Ｐ２が式（２）を満たすようにするとよいことが分かる。このようにすることで、鋳片表面に不均一な冷却の発生を抑制することができる。
【００４４】
スプレー散水した鋳片に高い衝突圧を発生させるにはデスケーリングノズルのように高い水圧をかける方法が挙げられる。ところが連続鋳造機の二次冷却帯のように膨大な水量を散水する設備において高圧水を発生させるには、設備能力を大幅増強させなければならず、現実に実施することが難しい。そこで、連続鋳造用の低圧水で所定の衝突圧を確保する方法として、鋳造方向の散水角度を狭くする方法が挙げられる。従って、図２に示す通り、膜沸騰を維持する二次冷却帯の前段冷却部では散水範囲１５の鋳造方向の長さ１５ｄを１００ｍｍ以上とし、遷移沸騰を維持する後段冷却部では散水範囲１６の鋳造方向の長さ１６ｄを５０ｍｍ以下とするとよい。これにより、１．０ＭＰａ以下の低圧水であっても、たとえば、前段冷却部の散水範囲１５を５ｇｆ／ｃｍ２以下の衝突圧に制御でき、後段冷却部の散水範囲１６を１５ｇｆ／ｃｍ２以上の衝突圧に制御でき、その結果、前段冷却部では膜沸騰、後段冷却部では遷移沸騰または核沸騰の冷却状態の領域を鋳片幅方向各位置につくることが可能となる。
【００４５】
図７は、図４で説明した比較例の冷却装置及び本発明の冷却装置それぞれを用いて二次冷却帯で鋳片を冷却した後の鋳片表面温度と鋳片幅中央からの距離の関係を示す図である。図７に示す波線（対策前）が比較例の冷却装置を用いて冷却した結果であり、図７に示す実線（対策後）が本発明の冷却装置を用いて冷却した結果である。なお、冷却装置は鋳片幅方向に４つのスプレー散水用ノズルを配置したものである。
【００４６】
対策前では、前段冷却部と後段冷却部、幅全域で散水範囲の衝突圧を５ｇｆ／ｃｍ２以下として冷却した。対策後では、前段冷却部は幅全域で散水範囲１５の衝突圧を５ｇｆ／ｃｍ２以下として冷却し、後段冷却部は幅全域で散水範囲１６の衝突圧を１５ｇｆ／ｃｍ２以上として冷却した。前段冷却部と後段冷却部の切り替えはおよそ８００℃で行った。
【００４７】
図７に示すように、対策前に比べて対策後の方が鋳片表面の不均一な冷却の発生を抑制できることが確認された。
【符号の説明】
【００４８】
１１    鋳片
１２    搬送ロール
１３    第１の冷却手段
１４    第２の冷却手段
１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ  スプレー散水用ノズル
１５，１６    散水範囲
１５ａ，１６ａ    スプレーラップ部
１５ｂ，１５ｃ，１６ｂ，１６ｃ    スプレー直下部
１５ｄ  散水範囲１５の鋳造方向の長さ
１６ｄ  散水範囲１６の鋳造方向の長さ
【図１】
2014200803.tif 000003
【図２】
2014200803.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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