(57)【要約】【課題】狭面サポートロールの設置ピッチを、内部割れの原因となるバルジングの発生を回避可能な範囲で拡大する。【解決手段】狭面サポートロール９が鋳型３の下端から下流側少なくとも２.５ｍの位置までの範囲に配備され、該範囲内の狭面サポートロール９の設置ピッチは、広面サポートロール８の設置ピッチよりも大きく、鋳型３の下端から対象となる互いに隣接する狭面サポートロール９の中間点までの距離によって規定される値よりも小さい値に設定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型の下流側に、該鋳型から引き抜かれる鋳片の広面を支持する広面サポートロールと該鋳片の狭面を支持する狭面サポートロールとが配備され、これら広面及び狭面サポートロールの下流側に、前記鋳型から鋳片を連続的に引き抜く引抜きロールが配備されている連続鋳造装置において、
前記狭面サポートロールは、鋳片の狭面側の内部割れを回避すべく、前記鋳型の下端から下流側少なくとも２.５ｍの位置までの範囲に配備され、狭面サポートロールの設置ピッチは、広面サポートロールの設置ピッチよりも大きく、且つ、鋳型の下端から各狭面サポートロールまでの距離に基づいて規定される値よりも小さく設定されていることを特徴とする連続鋳造装置。
【請求項２】
前記狭面サポートロールの設置ピッチは、式（１）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造装置。
【数１】
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【請求項３】
前記狭面サポートロールは、前記鋳型の下端から下流側に式（２）で算出される距離Ｌ1の位置までの範囲に配備されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の連続鋳造装置。
【数２】
2006239769.tif 000016
【請求項４】
前記鋳型の下端から下流側４ｍの位置までの範囲が狭面サポートロール配置ゾーンに設定されると共に、該位置から引抜きロールまでの範囲が狭面サポートロール非配置ゾーンに設定され、該狭面サポートロール非配置ゾーンを通過する鋳片の狭面の表面温度が１０３０℃以下に維持されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の連続鋳造装置。
【請求項５】
前記鋳型の下端から下流側に請求項３で規定される距離Ｌ1の位置までの範囲が狭面サポートロール配置ゾーンに設定されると共に、該位置から引抜きロールまでの範囲が狭面サポートロール非配置ゾーンに設定され、該狭面サポートロール非配置ゾーンを通過する鋳片の狭面の表面温度が１０３０℃以下に維持されることを特徴とする連続鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラブやブルーム（鋳片）を連続的に鋳造する連続鋳造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、厚さの比較的大きいスラブやブルームといった鋳片を連続鋳造する連続鋳造装置においては、鋳型の下方に数基の狭面サポートロールが配備されており、該狭面サポートロールによって鋳型から引き抜かれた直後の鋳片の狭面が支持されている（例えば特許文献１参照）。
かかる連続鋳造装置においては、これまで狭面サポートロールについて詳細に検討されておらず、鋳片の生産効率を向上させるべく鋳造速度の高速化や鋳片サイズの大型化を図った場合、上述の如き数基の狭面サポートロールでは鋳片の狭面に生じるバルジングを充分に抑制することができず、該バルジングに起因する内部割れが生じてしまう虞がある。
【０００３】
そこで、例えば特許文献２においては、鼓形状の狭面サポートロールを鋳型直下から６ｍの範囲（矯正機直前）に亘って配備した連続鋳造装置が提案されている。
【特許文献１】特開昭５９−１８５５５９号公報
【特許文献２】特開平６−１４２８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２の連続鋳造装置においては、狭面サポートロールの設置ピッチが広面サポートロールの設置ピッチと同一の２００ｍｍであるため、狭面サポートロール間の隙間は小さく、鋳片の狭面に冷却水を吹き付ける冷却スプレーを該隙間に挿入することが困難である。また、該隙間に冷却スプレーを挿入した場合にも、冷却スプレーから噴出される冷却水の大半が狭面サポートロール表面に吹き付けられてしまうこととなり、効率的に鋳片の狭面を冷却することができない。
上述の如きバルジングは、鋳片の表面温度を制御することによって内部割れの発生を抑制する程度に抑えることができる。したがって、狭面サポートロールの設置ピッチを可能な限り大きく設定することによって、冷却スプレーの冷却水が直に吹き付けられることとなる領域を鋳片の狭面において拡大し、これによって鋳片の狭面の温度制御をより正確なものとすることが望ましい。
【０００５】
一方、バルジングは鋳片がロール間から膨らむ現象であるため、狭面サポートロールの設置ピッチを制限なく大きく設定することは、内部割れの原因となる大きなバルジングの発生に繋がる。
そこで、本発明の目的は、連続鋳造装置において、狭面サポートロールの設置ピッチを、内部割れの原因となるバルジングの発生を回避可能な範囲で拡大することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明における課題解決のための技術的手段は、鋳型の下流側に、該鋳型から引き抜かれる鋳片の広面を支持する広面サポートロールと該鋳片の狭面を支持する狭面サポートロールとが配備され、これら広面及び狭面サポートロールの下流側に、前記鋳型から鋳片を連続的に引き抜く引抜きロールが配備されている連続鋳造装置において、
前記狭面サポートロールは、鋳片の狭面側の内部割れを回避すべく、前記鋳型の下端から下流側少なくとも２.５ｍの位置までの範囲に配備され、狭面サポートロールの設置ピッチは、広面サポートロールの設置ピッチよりも大きく、且つ、鋳型の下端から各狭面サポートロールまでの距離に基づいて規定される値よりも小さく設定されている。
【０００７】
なお、鋳片が鋳型から引抜きロールに向かう方向を鋳片の引抜き方向とし、該引抜き方向に対して鋳型側を上流側とし、引抜きロール側を下流側とする。
鋳片のバルジングは、鋳型から引き抜かれた直後の鋳片に最も顕著に発生するため、鋳型の下流側直後にて鋳片を的確に支持することにより、以後の鋳片のバルジングの発生を抑制することができる。本願発明者は、鋳型の下端から下流側に少なくとも２.５ｍの位置までの範囲に上記設置ピッチにて狭面サポートロールを配備することにより、鋳片の狭面のバルジングを内部割れの原因とならない程度に抑えられることを知見している。
【０００８】
また、鋳型から引き抜かれた鋳片は、鋳型から引抜きロールに至る過程で表面から内部に向けて段階的に凝固が進行していく。該過程における未凝固の鋳片は、凝固が完了した凝固シェルが外殻状に形成され、該凝固シェルよりも内方に未凝固の溶鋼が存在している。
かかる未凝固の鋳片は、特に鋳型から引き抜かれた初期段階において、凝固シェルが溶鋼からの静圧（溶鋼静圧）を受けることとなり、これによって鋳片がロール間から膨れ上がる現象（バルジング）が生じる。
【０００９】
本願発明者らは、鋳片の狭面に生じるバルジングに関する実験を重ねた結果、以下の式（i）に示す如く、鋳片の狭面サポートロールの設置ピッチを広面サポートロールの設置ピッチよりも大きく設定した場合にも、鋳片の狭面のバルジングを内部割れが発生しない程度に抑えることが可能であることを発見した。
【００１０】
【数３】
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【００１１】
しかし、狭面サポートロールの設置ピッチを制限なく大きく設定すると、狭面サポートロールのロール間に内部割れの原因となるバルジングが発生してしまうことは明らかである。
そこで、本願発明者らは、実験を重ねることにより、狭面サポートロールの設置ピッチ規定するにあたり、鋳型の下端から各狭面サポートロールまでの距離を変数として選択し、前記設置ピッチを該変数によって規定される値よりも小さく設定することにより、狭面サポートロール間に発生するバルジングを内部割れが発生しない程度に抑えることができることを発見している。したがって、かかる範囲内に狭面サポートロールの設置ピッチを設定することにより、鋳片の狭面側のバルジングに起因する内部割れの発生が回避されることとなるのである。
【００１２】
より詳しくは、前記狭面サポートロールの設置ピッチは、以下の式（１）を満たすことが好ましい。
【００１３】
【数４】
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【００１４】
本願発明者らは、さらに実験を重ねることにより、狭面サポートロールの設置ピッチを、鋳型の下端から隣接する狭面サポートロールの中間点までの距離を変数として規定される値よりも小さく設定することにより、前記ロール間に発生するバルジングを内部割れが発生しない程度に抑えることができることを発見おり、前記式（１）を満たす範囲内に狭面サポートロールの設置ピッチを設定することにより、鋳片の狭面側のバルジングに起因する内部割れの発生を回避することができる。
【００１５】
また、より好ましくは、前記狭面サポートロールは、前記鋳型の下端から下流側に式（２）で算出される距離Ｌ1までの範囲に配備されていることが望ましい。
【００１６】
【数５】
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【００１７】
溶鋼は、鋳型に注入された直後のメニスカス位置近傍から凝固が開始されており、該メニスカス位置から鋳片の凝固シェルは形成されている。本願発明者は、鋳片が鋳型の下端からメニスカス位置によって規定される式（２）のＬ1の位置まで引き抜かれることにより、該鋳片の凝固シェルが溶鋼静圧を保持可能な厚さまで凝固することを実験により発見している。
したがって、鋳型の下端から前記Ｌ1の位置まで狭面サポートロールを上記設置ピッチで配備することにより、鋳片の狭面のバルジングを内部割れが発生しない程度に抑えることができるのである。
【００１８】
また、バルジングは鋳片の表面温度と密接に関係しており、該表面温度に着目して狭面サポートロールの設置状態を規定する場合、前記鋳型の下端から下流側４ｍの位置までの範囲を狭面サポートロール配置ゾーンに設定し、該位置から引抜きロールまでの範囲を狭面サポートロール非配置ゾーンに設定し、該狭面サポートロール非配置ゾーンを通過する鋳片の狭面の表面温度を１０３０℃以下に維持することが好ましい。
狭面サポートロール配置ゾーンを通過することにより、バルジングを内部割れが発生しない程度に抑えた狭面を有する鋳片が形成される。本願発明者らは、この様な鋳片が形成される狭面サポートロール配置ゾーンとして、鋳型の下端から下流側４ｍの位置までの範囲を設定すれば必要かつ十分であることを実験により知見している。
【００１９】
ところで、狭面サポートロールは、鋳片を挟み込んだ状態で支持するものである。このため、狭面サポートロール配置ゾーンを通過した鋳片の狭面が再び狭面サポートロールに挟持されると、バルジングによる膨らみが鋳片の内方に押し込まれることとなり、これによって鋳片の狭面側に内部割れが発生してしまう虞がある。
そこで、狭面サポートロール配置ゾーン以降を狭面サポートロール非配置ゾーンに設定し、狭面サポートロール配置ゾーン通過後の鋳片を狭面サポートロールの支持なく引き抜くことにより、鋳片の狭面に外力が作用することはなく、これによって鋳片の狭面側での内部割れが回避されるのである。
【００２０】
一方、該狭面サポートロール非配置ゾーンにおいては、狭面サポートロールによる鋳片の狭面の支持がないため、前記溶鋼静圧によって鋳片の狭面が外方に膨らんでしまう虞がある。
そこで、本願発明者らは、該狭面サポートロール非配置ゾーンを通過する鋳片の狭面の表面温度を低く保つことにより、該狭面の膨らみを抑えることとしている。本願発明者らは、該表面温度を１０３０℃以下に保つことにより、上述の如き膨らみを抑えることができることを知見している。
【００２１】
したがって、狭面サポートロール非配置ゾーンを通過する鋳片の狭面の表面温度を１０３０℃以下に維持することにより、鋳片の狭面の膨らみを鋳造後の鋳片の品質低下の一因とならない程度に抑えることができるのである。
同様の観点から、前記鋳型の下端から下流側に前記式（２）で規定される距離Ｌ1の位置までの範囲を狭面サポートロール配置ゾーンに設定すると共に、該位置から引抜きロールまでの範囲を狭面サポートロール非配置ゾーンに設定し、該狭面サポートロール非配置ゾーンを通過する鋳片の狭面の表面温度を１０３０℃以下に維持することにより、内部割れの発生を抑えた高い品質の鋳片が製造されるのである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の連続鋳造装置によれば、狭面サポートロールの設置ピッチを、内部割れの原因となるバルジングの発生を回避可能な範囲で拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る連続鋳造装置の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〈第１の実施の形態〉
図１は、本願発明の第１の実施の形態を示している。
本実施の形態の連続鋳造装置１は、タンディッシュ２と、鋳型３と、サポートロール４と、冷却スプレー５と、引抜きロール６とを備えている。
なお、本実施の形態においては、図中に矢印で示す如く、鋳型から引抜きロール６によって引き抜かれる方向を鋳片Ｃの引抜き方向とすると共に、該引抜き方向の鋳型側を上流側とし、引抜きロール側を下流側とする。
【００２４】
タンディッシュ２は、取鍋（図示省略）から注がれる溶鋼Ｈを蓄えるべく上方開放状の箱型に形成されており、該タンディッシュ２の底部には、溶鋼Ｈを鋳型３に向けて注ぎ込むための浸漬ノズル７が取り付けられている。
鋳型３は、タンディッシュ２の下方に配備されてタンディッシュ２から注入された溶鋼Ｈを鋳片Ｃに鋳造するものであって、断面長方形状の中空部が上下開放状に形成された筒状を呈しており、その長さは５００ｍｍ〜１５００ｍｍに設定されている。
サポートロール４は、鋳型の下端から下流側に伸びて鋳片Ｃを支持するものであって、鋳型３から引き抜かれた鋳片Ｃの広面側を支持する広面サポートロール８と、該鋳片Ｃの狭面を支持する狭面サポートロール９とを備えている。
【００２５】
広面サポートロール８は、鋳型３の下端部から引き抜かれる鋳片Ｃの引抜き方向に垂直な回転軸に回転自在に枢支されている。また、鋳片Ｃの一方の広面と対向する広面サポートロール８と他方の広面と対向する広面サポートロール８とは互いに対向しており、これら一組の広面サポートロール８が、鋳型３の下端から引抜きロール６まで広面バルジングを抑制できるような設置ピッチで配備されている。
狭面サポートロール９は、前記引抜き方向に垂直な回転軸に回転自在に枢支されている。また、鋳片Ｃの一方の狭面と対向する狭面サポートロール９と他方の狭面と対向する狭面サポートロール９とは互いに対向しており、これら一組の狭面サポートロール９が、鋳型３の下端から前記引抜き方向に後述の設置ピッチで配備されている。
【００２６】
冷却スプレー５は、鋳片Ｃに冷却水を吹き付けるべく、サポートロール４のロール間に配備されている。
引抜きロール６は、サポートロール４の下流に配備されて鋳型３から鋳片Ｃを連続的に引き抜くものであって、前記引抜き方向に垂直な回転軸を有し、鋳片Ｃの一対の広面を挟持すべく上下に配備されている。また、一方の引抜きロール６は固定され、他方の引抜きロール６は油圧等により一定の圧力で当接すべき鋳片Ｃの広面に圧着するよう構成されている。
【００２７】
取鍋により運ばれてきた溶鋼Ｈはタンディッシュ２に注がれ、該タンディッシュ２に蓄えられた溶鋼Ｈは、タンディッシュ２の底部の浸漬ノズル１０によって流量をコントロールされつつ鋳型３に注入される。該鋳型３に注入された溶鋼Ｈは、鋳型３の内壁面との接触部が冷却（１次冷却）されて凝固し、これによって、表面部に凝固シェルＳを備え、該凝固シェルＳに溶鋼Ｈが包囲された未凝固の鋳片Ｃが形成される。該鋳片Ｃは、引抜きロール６によって鋳型３の下端から連続的に引き抜かれる。
鋳型３の下端から引き抜かれた未凝固の鋳片Ｃは、サポートロール４によって支持された状態で引抜きロール６まで引き抜かれる。このとき、該鋳片Ｃは冷却スプレー５によって冷却（二次冷却）されることとなり、これによって鋳片Ｃの凝固が表面から内部に徐々に進行していく。また、該鋳片Ｃは、サポートロール４の案内によって鋳型３の下端から引抜きロール６に至る過程で徐々に屈曲し、引抜きロール６の上流側にて水平方向を向くと共に凝固が完了する。凝固を完了した鋳片Ｃは、引抜きロール６を通過した後、切断手段（図示省略）によって適宜必要な大きさに切断されるのである。
【００２８】
前記サポートロール４の間を通過中の未凝固の鋳片Ｃは、図３に示す如く、凝固を完了した凝固シェルＳが外殻状に形成され、該凝固シェルＳが未凝固の溶鋼Ｈを包囲している。また、凝固シェルＳと未凝固の溶鋼Ｈとの間には、溶鋼Ｈの固相率が１.０以下の固液界面ｉが存在する。
鋳型３から引き抜かれた直後の未凝固の鋳片Ｃにおいては、図２に示す如く、凝固シェルＳの厚さが小さいため、該凝固シェルＳは溶鋼Ｈからの静圧（溶鋼静圧）を受けて鋳片Ｃの外方に膨出することとなり、これによって鋳片Ｃがサポートロール４のロール間から膨れ出す現象（バルジング）が生じる。
【００２９】
また、かかる鋳片Ｃの膨らみは、図中の矢印の如き鋳片Ｃの引抜き方向への移動に伴ってロールによって押さえ付けられこととなる。これによって、ロールと対向することとなる凝固シェルＳの内側に引張力が作用することとなり、該引張力によって、凝固シェルＳの内側に割れ（内部割れ）が発生するのである。
上述の如く、大きなバルジングは内部割れの原因となっており、バルジングを抑えることが内部割れの発生回避に繋がる。バルジングの発生の抑制を目的として、サポートロールの設置ピッチを小さなものとし、サポートロールを密に配備することは従来から行われている。
【００３０】
一方、鋳片Ｃの表面温度を制御することによりバルジングを抑制することができることが知られており、この観点からみると、鋳片Ｃの表面温度を制御する冷却スプレー５と鋳片Ｃとの対向領域を拡大することによって冷却スプレー５の冷却水を直に吹き付け可能とする領域を拡大し、これによって鋳片Ｃの表面温度を正確に制御することが望まれる。
本願発明者らは、鋳片Ｃの狭面のバルジングに関する実験を重ねた結果、狭面サポートロール９の設置ピッチを広面サポートロール８の設置ピッチよりも大きく設定した場合にも、鋳片Ｃの狭面のバルジングを内部割れの原因とならない程度に抑えることが可能であることを発見した。
【００３１】
これにより、狭面サポートロール９と広面サポートロール８の設置ピッチには、以下の式（i）が成立する。
【００３２】
【数６】
2006239769.tif 000006
【００３３】
一方、狭面サポートロール９の設置ピッチを制限なく大きく設定した場合、鋳片Ｃの狭面に内部割れの原因となるバルジングが発生し、これによって鋳片Ｃの狭面側に内部割れが形成されることは明らかである。
そこで、本願発明者らは、バルジングに起因する内部割れと狭面サポートロール９の設置ピッチとの関係を調べるべく、以下の実験を行った。
［実験１］
広面幅６００ｍｍ且つ狭面幅４００ｍｍの鋳片Ｃを連続鋳造する連続鋳造装置において、公知の配置状態で配備された広面サポートロール８及び狭面サポートロール９の内、鋳型３の下端から下流側１ｍの位置の狭面サポートロール９の設置ピッチを２００ｍｍに設定し、鋳片Ｃの連続鋳造を行う。
【００３４】
そして、鋳造後の鋳片Ｃをその引抜き方向に垂直な面で切断することにより、該鋳片Ｃの断面サンプルを採取する。断面サンプルには、凝固シェルが外縁から中央部に向かう層状に形成されているため、該断面サンプル上のある任意点の外縁からの距離を計測することにより、該任意点が鋳型３の下端からどれだけ引き抜かれた位置で凝固したのかを特定することができる。
この手段を用いて鋳型３の下端から下流側に１ｍとなる位置を断面サンプル上に特定して該当位置を検査位置とし、該検査位置を検査することにより、下流側１ｍとなる位置における鋳片Ｃの内部割れの有無を確認する。
【００３５】
同様の試験を鋳型３の下端から下流側１ｍの位置の狭面サポートロール９の設置ピッチを２００ｍｍ〜４００ｍｍの間で５０ｍｍ刻みで設定した場合にてそれぞれ行い、各断面サンプルを検査する。
次に、鋳型の下端から下流側２ｍの位置となる狭面サポートロール９の設置ピッチを３００ｍｍ〜４５０ｍｍの間で５０ｍｍ刻みで設定した場合にてそれぞれ行い、各断面サンプルを検査する。
かかる試験を鋳型の下端から下流側３ｍ、４ｍ及び５ｍの狭面サポートロールの設置ピッチを適宜設定した場合にてそれぞれ行い、各断面サンプルを検査する。これらの試験の結果を図４に示す。
【００３６】
なお、本実験において、公知の設置状態とした広面サポートロール８及び狭面サポートロール９は、鋳型３の下端から内部割れの原因となるバルジングの発生を確実に抑えることができる位置まで配備されており、その設置ピッチは、バルジングの発生を確実に抑えることができるものとされている。より詳しくは、１８０φ〜３００φのロール径を有するものが採用され、広面サポートロール８の設置ピッチは１８０ｍｍ〜３００ｍｍ程度に設定されている。
また、鋳片Ｃの鋳造速度ＶはＶ＝２.０（ｍ／ｍｉｎ）とし、鋳片Ｃの狭面の表面温度は１０００℃〜１２３０℃に維持される。
【００３７】
また、冷却スプレー５は各ロール間のそれぞれ１基配備され、各冷却スプレー５の冷却能力は、Ｖ＝０.９（ｍ／ｍｉｎ）に対してその流量が０.１〜０.３ｔｏｎ／ｈｒとなるものが採用されている。
また、試験に採用した鋳片Ｃの鋼種は、Ｃ＝０.１２％、０.４％及び０.６％のものが採用されており、図４にはその一例の結果が示されている。
図４中の「鋳型下距離（ｍ）」とは、各位置の鋳型３の下端からの距離を示している。また、これらの位置は、互いに隣接する狭面サポートロール９の中間点となっている。
【００３８】
また、「狭面ロールピッチ（ｍｍ）」とは、狭面サポートロール９の設置ピッチを示している。
また、図中の○は、狭面サポートロール９の設置ピッチを設定値とした場合にも、断面サンプル上の該当検査位置に対応する部位から内部割れが検出されなかったことを示し、図中の△は、狭面サポートロール９の設置ピッチを設定値とした場合に、断面サンプル上の該当検査位置に対応する部位に長さ２ｍｍ以下の内部割れが３個以下だけ発生したことを示し、図中の×は、狭面サポートロール９の設置ピッチを設定値とした場合に、断面サンプル上の該当検査位置に対応する部位に長さが２ｍｍよりも大きい内部割れが３個より多く発生したことを示している。
【００３９】
なお、図中の−は、試験を行っていないことを示しているものの、他の検査結果から、図中に示す如く（○）（内部割れなし）または（×）（２ｍｍよりも大きい内部割れが３個より多く発生）と推定される。
また、図５は図４に示される実験の結果をグラフ化して示したものである。図に示されるグラフは、横軸が前記鋳型下距離に設定されると共に、縦軸が前記狭面ロールピッチに設定されている。
該グラフに示す如く、内部割れを発生する狭面サポートロール９の設置ピッチと内部割れを生じない狭面サポートロール９の設置ピッチとの境界は、鋳型３の下端からの距離を変数とする次式によって示される。
【００４０】
【数７】
2006239769.tif 000007
【００４１】
したがって、各位置における狭面サポートロール９の設置ピッチを以下の式（ii）を満たす範囲に設定することにより、鋳片Ｃの狭面側にバルジングに起因する内部割れが発生する虞はない。
【００４２】
【数８】
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【００４３】
よって、式（i）及び式（ii）から導かれる以下の式（１）の範囲内に狭面サポートロール９の設置ピッチを設定することにより、鋳片Ｃの狭面側での内部割れの発生を抑えつつ、狭面サポートロール９の設置ピッチを広面サポートロール８の設置ピッチよりも大きく設定することができるのである。
【００４４】
【数９】
2006239769.tif 000009
【００４５】
また、狭面サポートロール９は、バルジングが最も顕著に発生する鋳型の下流側直後となる位置、より詳しくは鋳型３の下端から下流側に少なくとも２.５ｍの位置までの範囲に、上記式（１）で示される設置ピッチで配備されることが好ましいことが実験により知見されている。
本実施の形態の連続鋳造装置によれば、鋳型３から引き抜かれた鋳片Ｃは、その狭面が鋳型３の下端から少なくとも２.５ｍの位置までの範囲を式（１）で示される設置ピッチで配備された狭面サポートロール９によって支持されることにより、鋳片Ｃの狭面側にバルジングに起因する内部割れが発生する虞はない。
【００４６】
したがって、式（１）を満たす範囲内で狭面サポートロール９の設置ピッチを設定することができ、これによって、鋳片Ｃの狭面と該狭面を冷却すべき冷却スプレー５との対向領域を可及的大きなものとされ、鋳片Ｃの狭面の表面温度の制御がより正確に行割れるのである。この結果、バルジングがより正確に制御され、鋳片Ｃの品質の向上が図られるのである。
〈第２の実施の形態〉
図６は本願発明の第２の実施の形態を示している。
【００４７】
内部割れの原因となるバルジングは、溶鋼静圧によって凝固シェルＳが変形することによって生じるものであるため、内部割れは鋳型３から引き抜かれた直後に凝固する凝固シェルＳに顕著に発生する。その後、鋳片Ｃの冷却に伴って凝固シェルＳが十分な厚さに形成されることにより、溶鋼静圧による凝固シェルＳの変形は僅かなものとなるため、かかる凝固シェルＳが形成された鋳片Ｃに内部割れが発生する虞はない。
そこで、本実施の形態においては、狭面サポートロール９による鋳片Ｃの狭面の支持を、鋳片Ｃの凝固シェルＳの厚さが内部割れの発生を回避可能な大きさに形成される位置までとすることを目的とし、該位置を溶鋼Ｈのメニスカス位置から規定することにより、より確実に内部割れの発生を防ぐための狭面サポートロール９の配置方法が採用されている。
【００４８】
本実施の形態において狭面サポートロール９が配備される範囲を設定するに先立ち、狭面サポートロール９の配備状態と内部割れの発生との関係を調べるべく、以下に示す実験２を行った。
［実験２］
広面幅６００ｍｍ且つ狭面幅４００ｍｍの鋳片Ｃを連続鋳造する連続鋳造装置において、公知の配置状態で配備された広面サポートロール８及び狭面サポートロール９の内、鋳型３の下端から下流側２ｍの位置の狭面サポートロール９の設置ピッチを４００ｍｍに設定し、鋳片Ｃの連続鋳造を行う。
【００４９】
その後、該鋳片Ｃから実験１の如く断面サンプルを採取し、該断面サンプル上にメニスカス位置から下流側２ｍとなる位置をそれぞれ特定して該当位置を検査位置とし、該検査位置に内部割れが発生しているかどうかを検査する。
同様の試験を鋳型３の下端から下流側２ｍの位置の狭面サポートロール９の設置ピッチを４００ｍｍ〜８００ｍｍの間で１００ｍｍ刻みで設定した場合にてそれぞれ行い、各断面サンプルを検査する。
かかる試験を鋳型の下端から下流側４ｍ、６ｍ、８ｍ及び１０ｍの狭面サポートロールの設置ピッチを適宜設定した場合にてそれぞれ行い、各断面サンプルを検査する。これらの試験の結果を図７に示す。
【００５０】
なお、該実験において、鋳造速度ＶはＶ＝１.０（ｍ／ｍｉｎ）に設定されており、他の条件は実験１と同じものが採用されている。
図７中の「メニスカス距離（ｍ）」とは、メニスカス位置から各位置までの距離を示し、「凝固シェル厚（ｍｍ）」とは、各位置での固相率ｆｓ＝０.８に相当する凝固シェルＳの厚さを算出したものである。
また、「狭面ロールピッチ（ｍｍ）」とは、狭面サポートロール９の設置ピッチを示している。図中の○、△及び×は、図４と同じ内容を示している。
【００５１】
また、「狭面鋳片狭面温度」とは、前記各位置での鋳片Ｃの狭面の表面温度を示している。
図７に示す如く、鋳片Ｃの狭面側において、固相率ｆｓ＝０.８に相当する凝固シェルＳの厚さが６０ｍｍ程度に達すると、狭面サポートロール９の設置ピッチに拘わらず鋳片Ｃの狭面側に内部割れが発生しないことが分かる。
ところで、凝固シェルＳの厚さは、以下の式（iii）によって定義される。
【００５２】
【数１０】
2006239769.tif 000010
【００５３】
該式（iii）より、溶鋼Ｈのメニスカス位置から凝固シェルＳの厚さが６０ｍｍに達する位置は、以下の式（iv）によって与えられる。
【００５４】
【数１１】
2006239769.tif 000011
【００５５】
また、鋳片Ｃの凝固が引抜きロール６の位置で完了したと仮定すると、前記Ｖｃ（ｍ／ｍｉｎ）は、式（iii）から以下の式（v）によって与えられる。
【００５６】
【数１２】
2006239769.tif 000012
【００５７】
上記式（iv）及び式（v）からＶｃを消去することにより、以下の式（vi）が与えられる。
【００５８】
【数１３】
2006239769.tif 000013
【００５９】
前記メニスカス位置から下流側に式（vi）だけ進んだ位置の鋳片Ｃの凝固シェルＳの厚さが６０ｍｍとなるため、鋳型３の下端から該位置まで狭面サポートロール９によって鋳型３の狭面を支持すれば、鋳型３の鋳面側にバルジングに起因する内部割れが発生する虞はない。即ち、当該連続鋳造装置１においては、所定の凝固シェル厚を確保するためには、メニスカス位置から下流側最大ＬOの位置までは狭面サポートロール９を配備し、それ以降は不要であることを意味している。
【００６０】
したがって、狭面サポートロール９は、鋳型３の下端から下流側に以下の式（２）によって算出される距離Ｌ1となる位置までの範囲で上記式（１）によって与えられる設置ピッチで設置すればよい。
【００６１】
【数１４】
2006239769.tif 000014
【００６２】
本実施の形態の連続鋳造装置によれば、鋳型３から引き抜かれた鋳片Ｃは、その狭面が鋳型３の下端から式（２）まで進んだ位置までの範囲を式（１）で示される設置ピッチで配備された狭面サポートロール９によって支持されることにより、より確実に鋳片Ｃの狭面側での内部割れの発生が抑制されるのである。
〈第３の実施の形態〉
図８は、本願発明の第３の実施の形態を示している。
【００６３】
狭面サポートロール９は、鋳片Ｃの狭面を支持することによって該狭面の膨らみを抑える作用を奏する一方、ロール間に形成されたバルジングを押さえ込む作用によって内部割れの一因ともなっている。
また、鋳片Ｃの膨らみと鋳片Ｃの表面温度とは密接に関係しており、鋳片の狭面においては、該狭面の表面温度を低く保つことにより、狭面サポートロール９による支持が無い場合にも狭面の膨らみを抑制することができる。
そこで、本実施の形態においては、狭面サポートロール９によって鋳片Ｃの狭面を支持することが該鋳片Ｃの狭面側の内部割れの一因となっていることに鑑み、鋳片Ｃの狭面を狭面サポートロール９によって支持しない領域を設け、該領域を通過する鋳片Ｃの狭面の表面温度を低く保つことにより、該領域での膨らみを抑えることを目的としている。
【００６４】
即ち、本実施の形態においては、鋳型３の下流側４ｍの範囲を上記式（１）の設置ピッチで狭面サポートロール９を配備する狭面サポートロール配置ゾーン１１に設定すると共に、該位置から引抜きロール６までの範囲を狭面サポートロール９を配備しない狭面サポートロール非配置ゾーン１２に設定し、該狭面サポートロール非配置ゾーン１２における鋳片Ｃの狭面の表面温度をある特定の温度以下に維持することにより、該狭面サポートロール非配置ゾーン１２での鋳片の膨らみを抑制している。
本願発明者は、前記特定の温度を検出すべく、狭面サポートロール９によって鋳片Ｃの狭面を支持しない場合の鋳片Ｃの狭面の表面温度と該狭面の膨らみ（中央変形量）の関係を調べるため、以下の実験を行った。
［実験３］
上記連続鋳造装置１を用いて広面幅６００ｍｍ且つ狭面幅４００ｍｍの鋳片Ｃを連続鋳造するに際し、鋳型３の下端から下流側に４ｍ進んだ位置までの範囲に公知の設置ピッチで広面サポートロール８及び狭面サポートロール９を配備し、該位置から引抜きロール６までの間には狭面サポートロール９を配備せず、この状態で鋳片Ｃを鋳造する。
【００６５】
そして、引抜きロール６の上流側となる位置での鋳片Ｃの狭面の表面温度と中央変形量とを計測し、各表面温度での中央変形量を図９に示した。
なお、該実験において、鋳造速度ＶはＶ＝２.０（ｍ／ｍｉｎ）に設定されており、他の条件は実験１と同じものが採用されている。
図１０は図９をグラフ化して示したものであり、グラフの横軸は鋳片Ｃの狭面の表面温度を示し、縦軸は鋳片Ｃの狭面の中央変形量を示している。
ところで、鋳片Ｃの狭面の中央変形量が８.０ｍｍ以下であれば、鋳造後の鋳片Ｃの品質に問題がないことが知られている。
【００６６】
図１０のグラフに示す如く、鋳片Ｃの狭面の中央変形量が８.０ｍｍとなる鋳片Ｃの狭面の表面温度は１０３０℃である。
したがって、本実施の形態においては、狭面サポートロール非配置ゾーン１２での鋳片Ｃの狭面の表面温度を１０３０℃以下に維持することにより、狭面サポートロール非配置ゾーン１２において鋳片の狭面の膨らみが製品上問題とされる８.０ｍｍよりも大きくなることはない。
〈第４の実施の形態〉
図１１は、本願発明の第４の実施の形態を示している。
【００６７】
該第４の実施の形態は、第３の実施の形態の変形例である。
即ち、該第４の実施の形態においては、鋳型３の下端から下流側に上記式（２）で示される位置までの範囲が上記式（１）の設置ピッチで狭面サポートロール９を配備する狭面サポートロール配置ゾーン１１に設定され、該位置から引抜きロール６までの範囲が狭面サポートロール９を配備しない狭面サポートロール非配置ゾーン１２に設定されている。
また、狭面サポートロール非配置ゾーン１２における鋳片Ｃの狭面の表面温度は、上記第３の実施の形態と同様、１０３０℃以下に維持されている。
【００６８】
上記第３又は第４の実施の形態においては、鋳片が凝固シェルＳが充分な厚さに形成されていない引抜き初期に狭面サポートロール配置ゾーン１１を通過することにより、バルジングの抑制を図りつつ凝固シェルＳが溶鋼静圧を支持可能な厚さに形成される。
そして、該凝固シェルＳを備えた鋳片Ｃが狭面サポートロール配置ゾーン１１の通過後に狭面サポートロール非配置ゾーン１２を通過する。このとき、該鋳片Ｃの狭面には、狭面サポートロール９による押込み力が作用することがないため、該押込み力に起因する内部割れの発生が回避されるのである。
【００６９】
このとき、溶鋼静圧によって鋳片Ｃの狭面が外方に膨らんでしまうことが考えられるが、上記実施の形態の如く狭面サポートロール非配置ゾーン１２の鋳片Ｃの狭面の表面温度を１０３０℃以下に保つことにより、該狭面サポートロール非配置ゾーン１２における鋳片Ｃの狭面の膨らみが鋳造後の品質に問題とならない程度に抑えられるのである。
したがって、上記第３及び第４の実施の形態によれば、内部割れを有することなく、且つ狭面の膨らみを抑えた高品質の鋳片Ｃが鋳造されるのである。
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、垂直型や湾曲型といった連続鋳造装置に採用することも可能である。また、スラブやビレットを連続鋳造する連続鋳造装置に採用することも可能であり、かかる装置においても、本実施の形態と同様の効果を示す。
【００７０】
また、狭面サポートロールの設置ピッチの上限は、鋳造される鋳片の鋼種やサイズ、鋳造速度、冷却スプレーの冷却能力等によって適宜変更されるものであり、それらに応じて前記Ｌから前記設置ピッチを規定することにより、鋳片の狭面側のバルジングを内部割れの原因とならない程度に抑えることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本願発明の第１の実施の形態を示す模式図である。
【図２】鋳片にバルジングが生じる様子を示す模式図である。
【図３】鋳片に内部割れが生じる様子を示す模式図である。
【図４】鋳型の下端からの距離と狭面サポートロールの設置ピッチとの関係を示した図である。
【図５】鋳型の下端からの距離と狭面サポートロールの設置ピッチとの関係を示したグラフである。
【図６】本願発明の第２の実施の形態を示す模式図である。
【図７】メニスカス位置からの距離と狭面サポートロールの設置ピッチとの関係を示した図である。
【図８】本願発明の第３の実施の形態を示す模式図である。
【図９】鋳片の狭面の表面温度と中央変形量の関係を示した図である。
【図１０】鋳片の狭面の表面温度と中央変形量の関係を示したグラフである。
【図１１】本願発明の第４の実施の形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７２】
１    連続鋳造装置
２    タンディッシュ
３    鋳型
４    サポートロール
５    冷却スプレー
６    引抜きロール
７    浸漬ノズル
８    広面サポートロール
９    狭面サポートロール
１１  狭面サポートロール配置ゾーン
１２  狭面サポートロール非配置ゾーン
Ｈ    溶鋼
Ｃ    鋳片
Ｓ    凝固シェル
【図１】
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【図２】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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