(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼種の違いによって二次冷却条件の変更を伴う鋼の連続鋳造方法であって、鋳型から引き抜かれた鋳片を同一の気水ミストノズルを用いて二次冷却する際に、ノズル内の水と空気の混合部からノズルの先端までの長さを１００〜３００ｍｍとし、
(a) 鋳型出口から鋳片の矯正位置までの間で、鋳片表面の温度をいったんＡ３変態点未満に低下させた後、Ａ３変態点以上に復熱させる場合には、Ａ３変態点未満までの冷却条件を、常温常圧における水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）を５〜１５、水量密度を０．０３〜０．０９リットル／ｃｍ２・分とし、そして、
(b) 鋳型出口から鋳片の矯正位置までの間で、鋳片表面の温度をＡ３変態点未満に低下させない場合には、前記Ａ３変態点未満までの冷却させるゾーンにおける常温常圧における水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）を５０〜２００、水量密度を０．００５〜０．０１５リットル／ｃｍ２・分とする
ことを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳型から引き抜かれた鋳片を気水ミストにより二次冷却する鋼の連続鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、厚板製品などにおいて、機械的性質上の要求からＮｂ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｕなどの合金元素を含有させた低合金鋼が多く用いられている。これら低合金鋼を湾曲型や垂直曲げ型の連続鋳造機を用いて鋳造する場合には、鋳片表面に横割れ、横ひび割れと呼ばれる割れが発生しやすい。鋳片が矯正されるとき、鋳片表面に働く矯正応力が、これら低合金鋼に固有の限界応力を超えるために、鋳片表面に横割れや横ひび割れが発生する。
【０００３】
Ｎｂ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｕなどの合金元素を含有する低合金鋼の鋳片が横割れなどを発生しやすい理由をさらに説明すると、次のとおりである。すなわち、      これら低合金鋼の鋳片の熱間延性が、鋳片の凝固組織がγ相からα相に変態するＡ3 変態点の温度近傍、すなわち、約６００〜８５０℃程度の温度領域で、著しく低下する。さらに、これら低合金鋼の鋳片では、鋳型から引き抜かれた後の二次冷却過程で、ＡｌＮやＮｂＣなどがγ相粒界に析出しやすい。ＡｌＮやＮｂＣなどが析出したγ相粒界は割れやすい。したがって、上記のような温度領域で低合金鋼の鋳片が矯正されると、矯正応力によりγ相粒界が割れやすく、そのため鋳片表面に横割れや横ひび割れなどが発生するのである。
【０００４】
そこで、これら低合金鋼の鋳片を矯正する際に、上記のＡ3 変態点の温度近傍、いわゆる脆化温度域よりも、さらに低温の温度領域で鋳片を矯正する試みがあるが、上述したようにＡｌＮやＮｂＣなどがすでにγ相粒界に析出しているために、鋳片の割れ感受性が高く、単に脆化温度域より低温の温度領域で矯正するだけでは、横割れなどの発生を防止できない。
【０００５】
また、鋳片が鋳型から引き抜かれて矯正されるまでの間に、鋳片表面の凝固組織がγ相からα相に変態しないよう、鋳片表面の温度をＡ3 変態点より高温に保持し、脆化温度域よりも高温の温度領域で、鋳片を矯正する試みがある。しかし、この場合も横割れなどが発生しやすい。鋳片表面の凝固組織のγ相が変態していないので、γ相の結晶粒は大きい。したがって、鋳片表面が矯正応力によって割れやすい。
【０００６】
特開平９−４７８５４号公報では、鋳型から引き抜かれた直後の鋳片を気水ミストノズルを用いて強冷却し、鋳片表面の温度をいったんＡ3 変態点以下の８５０℃程度の温度に冷却し、その後、鋳片を矯正するまでに、鋳片表面の温度をＡ3 変態点を超えて９００℃程度に復熱させる方法が開示されている。
【０００７】
この方法では、鋳片表面の凝固組織が、いったんγ相からα相に変態し、その後、復熱によりγ相に変態する。そのため、鋳片が矯正されるときの鋳片表面のγ相の結晶粒は小さくなっており、また、Ａ3 変態点以上の高温で鋳片が矯正されるので、鋳片表面に横割れなどが発生しにくい。
【０００８】
しかし、前述の特開平９−４７８５４号公報で提案されているような鋳片の凝固組織をγ相からα相にいったん変態させる気水ミストノズルを備えた連続鋳造機において、割れ感受性の低い一般的な炭素鋼を鋳造する場合に、鋳片表面の温度をＡ3 変態点より低下させないような冷却を行うと、鋳片表面に横割れではなくて、縦割れが発生する場合がある。このような気水ミストノズルを用いて、鋳片表面の温度をＡ3 変態点より低下させないようにすると、鋳片の幅方向での水量分布が不均一になるため、鋳片表面の温度が幅方向で不均一になる。そのため、割れ感受性の低い鋼でも鋳片表面に縦割れが発生しやすくなる。鋳片表面の温度をＡ3 変態点より低下させない理由は、近年多く用いられているように連続鋳造機の後段に配置された熱間圧延設備に、できるだけ高温状態の鋳片を供給し、鋼製品製造の際のエネルギーの節減を図るためである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来用いられているような、鋳片表面の温度をいったんＡ３変態点未満の温度に冷却し、その後鋳片を矯正するまでに、鋳片表面の温度をＡ３変態点以上の温度に復熱させるための気水ミストノズルでは、低合金鋼の横割れや横ひび割れの発生の防止には効果があるが、次にまとめて示すような問題点がある。すなわち、
(1) このような気水ミストノズルを用いた場合に、同一の気水ミストノズルでは、冷却水の量を減らすことが困難で、たとえ量を減らしても、鋳片の幅方向での水量分布が不均一になる。
(2) したがって、上記と同一の気水ミストノズルを用いて、割れ感受性の低い一般的な炭素鋼を鋳造し、できるだけ高温状態の鋳片を得ようとする場合に、鋳片表面に縦割れが発生する場合がある。冷却水量を減らしたときに、鋳片の幅方向での水量分布が不均一になるためである。
【００１０】
本発明は、鋼種の違いによって二次冷却条件の変更を伴う鋼の連続鋳造方法であって、鋳型から引き抜かれた鋳片を同一の気水ミストノズルを用いて二次冷却する際に、鋳片表面の温度を、いったんＡ３変態点未満の温度に低下させ、その後、Ａ３変態点以上に復熱させる二次冷却と、Ａ３変態点未満の温度に低下させないような二次冷却のいずれもが可能な鋼の連続鋳造方法の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、
「鋼種の違いによって二次冷却条件の変更を伴う鋼の連続鋳造方法であって、鋳型から引き抜かれた鋳片を同一の気水ミストノズルを用いて二次冷却する際に、ノズル内の水と空気の混合部からノズルの先端までの長さを１００〜３００ｍｍとし、
(a) 鋳型出口から鋳片の矯正位置までの間で、鋳片表面の温度をいったんＡ３変態点未満に低下させた後、Ａ３変態点以上に復熱させる場合には、Ａ３変態点未満までの冷却条件を、常温常圧における水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）を５〜１５、水量密度を０．０３〜０．０９リットル／ｃｍ２・分とし、そして、
(b) 鋳型出口から鋳片の矯正位置までの間で、鋳片表面の温度をＡ３変態点未満に低下させない場合には、前記Ａ３変態点未満までの冷却させるゾーンにおける常温常圧における水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）を５０〜２００、水量密度を０．００５〜０．０１５リットル／ｃｍ２・分とする
ことを特徴とする鋼の連続鋳造方法。」
にある。
【００１２】
本発明の方法が対象とする連続鋳造機は、鋳造された湾曲状の鋳片が矯正される湾曲型または垂直曲げ型の連続鋳造機である。また、Ｎｂ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｕなどの合金元素を含む割れ感受性の高い低合金鋼と上記のような合金元素を含まず割れ感受性の低い炭素鋼等とが、同じ連続鋳造機により、同一の気水ミストノズルを用いて鋳造されるような操業を行う連続鋳造機を対象とする。
【００１３】
本発明者は、前述した従来の気水ミストノズルの問題点を次のようにして解決した。すなわち、
本発明の方法では、水と空気の混合部からノズルの先端までの長さを１００〜３００ｍｍとする気水ミストノズルを用いる。さらに水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗを適正に選択することにより、同一の気水ミストノズルを用いて、鋳片表面の温度をいったんＡ3 変態点未満の温度に低下させるように冷却水量を多くしても、逆に、鋳片を矯正するまでに鋳片表面の温度をＡ3 変態点未満の温度に低下させないように冷却水量を低減しても、いずれの場合にも、鋳片の幅方向での均一な水量分布、均一な鋳片表面の温度分布が得られる。したがって、低合金鋼の鋳片の横割れの発生を防止でき、また、同一の気水ミストノズルを用いて、炭素鋼の鋳片の縦割れなどの発生を防止でき、かつ高温の鋳片を得ることができる。
【００１４】
本発明の方法でいう鋳片表面の温度とは、たとえば、放射温度計により測定することのできる温度であり、鋳片の表面から表皮直下までの温度を意味する。また、この鋳片表面の温度は、凝固伝熱解析による計算によっても求めることができる。すなわち、鋼の種類、鋳片のサイズ、鋳造速度、鋳片の二次冷却条件などの条件が決まれば、溶鋼メニスカスからの距離に応じた鋳片表面の温度を計算で求めることができる。また、表面熱伝達係数を適切に選択することにより、この計算で求めた鋳片表面の温度は実測の温度を良く一致する。鋳片の横割れや縦割れは、鋳片表面および表皮直下に発生するので、鋳片表面の温度を管理することにより、鋳片の割れを抑制できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の方法に用いる気水ミストノズルの構造の例を概念的に示す図である。気水ミストノズル１は、水と空気の混合部２−１または２−２および気水ミストを鋳片に噴霧するノズル先端部３と、混合部２−１または２−２に水を送り込む管５（この管への配管は図示していない）と、空気を送り込む管６（この管への配管は図示していない）とで構成される。また、ノズル先端部３の先端には、ノズルチップ７を備える。
【００１６】
本発明の方法で規定する水と空気の混合部からノズルの先端までの長さとは、図１（ａ）に示す例のように、水と空気を混合する混合部２−１の形状が、その他の部分より大きい場合には、その混合部２−１とノズル先端部３の境界からノズルチップの先端４までの長さｈ−１である。図１（ｂ）に示す例のように、水と空気を混合する混合部２−２がノズル先端部３とほぼ同じ大きさの場合には、水を送り込む管５または空気を送り込む管６の内、ノズル先端部３に近い方の管のノズル先端部側の端から、ノズルチップの先端４までの長さｈ−２である。
【００１７】
ノズルチップには、通常用いられる気水ミストノズル用のノズルチップを用いることができる。また、冷却する鋳片の表面に対する気水ミストノズルの配置方法、たとえば、鋳片の幅方向で配置する間隔、鋳造方向で配置する間隔と配置する位置の範囲、鋳片表面とノズル先端との距離などは、連続鋳造機のロール配置などの構造、鋳片の最大幅、ノズルチップの種類、最大の鋳造速度等により決めればよい。
【００１８】
たとえば、最大の鋳片幅２３００ｍｍ、最大の鋳造速度２ｍ／分の鋳造条件の場合では、鋳型出口から鋳造方向の２〜３ｍ先までの間に、２００〜３００ｍｍ程度の間隔の位置に相当するロールとロールの間の位置に、鋳片の冷却面とノズル先端との距離を８０〜２００ｍｍとし、鋳片幅方向に１２０〜３００ｍｍの間隔で、気水ミストノズルを配置するのがよい。この程度に気水ミストノズルを配置することにより、鋳片表面の温度をいったんＡ3 変態点未満の温度に低下させることができ、また、これらの気水ミストノズルの位置よりも鋳造方向で下流側の二次冷却条件の冷却水量を、上記気水ミストノズルの冷却水量よりも減らすことにより、鋳片が矯正される前に、鋳片表面の温度をＡ3 変態点以上に復熱させることもできる。
【００１９】
鋳片の冷却面とノズル先端との距離を８０ｍｍ未満とすると、気水ミストが広角に広がるノズルが必要となり、このときには水量分布が不均一になりやすい。また、この距離が２００ｍｍを超えると、隣接するノズルの気水ミストの水量分布と重複しやすく、水量分布が不均一になりやすい。鋳片幅方向のノズル間隔を１２０ｍｍ未満にすると、ノズルの本数が増加し、設備費および保守費用が増加する。また、この間隔が３００ｍｍを超えると、鋳片幅方向で水量分布が不均一になりやすい。
【００２０】
本発明の方法では、水と空気の混合部からノズルの先端までの長さが１００〜３００ｍｍとする気水ミストノズルを用いる。以下に、その理由を説明する。  図２は、水量分布の幅方向均一度（％）に及ぼす水と空気の混合部からノズルの先端までの長さの影響を示す図である。水量分布の幅方向均一度（％）は、次のようにして調査した。すなわち、幅方向に１５０ｍｍの間隔で３本の気水ミストノズルを水槽の上部１５０ｍｍの高さの位置に設置し、同一の気水ミストノズルを用いて、０．００８リットル／ｃｍ2 ・分および０．０５リットル／ｃｍ2 ・分の水量密度で気水ミストを噴霧する。水量密度が０．００８リットル／ｃｍ2 ・分のときの常温常圧における水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）を１０、水量密度が０．０５リットル／ｃｍ2 ・分のときの常温常圧における水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）を１００とした。
【００２１】
水槽は縦３００ｍｍ、横、すなわち幅方向５００ｍｍ、深さ５００ｍｍの大きさの水槽で、幅方向に２０ｍｍ間隔に仕切り板を入れ、噴霧時間１分間に、それぞれの仕切り板間の部分に貯まった水量を調査する。このとき、仕切り板間の部分に貯まった水量の内、最大量となった部分の水量に対する最小量となった部分の水量の割合を気水ミストノズルの水量分布の幅方向均一度（％）として評価した。一般的に、均一な幅方向の水量分布のときの水量分布の幅方向均一度（％）は８０％以上である。なお、０．００８リットル／ｃｍ2 ・分の水量密度とは、鋳片表面の温度が、鋳片の矯正位置までの間でＡ3 変態点未満の温度に低下しない程度の弱い冷却に相当し、また、０．０５リットル／ｃｍ2 ・分の水量密度とは、鋳片表面を強く冷却し、鋳片表面の温度をＡ3 変態点未満の温度に急冷することができるような場合の冷却に相当する。
【００２２】
図２に示すように、水と空気の混合部からノズルの先端までの長さが１００ｍｍ未満の場合には、０．０５リットル／ｃｍ2 ・分の水量密度で噴霧する際の水量分布の幅方向均一度（％）は８０％以上となり、均一な水量分布になるが、０．００８リットル／ｃｍ2 ・分の水量密度で噴霧する際には、水量分布の幅方向均一度（％）は８０％より小さく、水量分布の均一性が悪い。一方、水と空気の混合部からノズルの先端までの長さが１００ｍｍ以上の場合には、水量密度が０．０５および０．００８リットル／ｃｍ2 ・分の両方ともに、均一な水量分布になる。１５０ｍｍ以上にするのがより望ましい。しかし、水と空気の混合部からノズルの先端までの長さが３００ｍｍを超えると、気水ミストノズルが長くなって、ノズル設備全体が長くなり、鋳片を支えるロール設備から突出するようになり、設備上不利である。さらに、気水ミストの液滴が粗大化し、水量分布が不均一になりやすい。したがって、水と空気の混合部からノズルの先端までの長さは１００〜３００ｍｍとする。１５０〜３００がより望ましい。
【００２３】
本発明の方法では、鋳片表面の温度をいったんＡ3 変態点未満の温度に低下させる場合には、常温常圧における水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）を５〜１５、水量密度を０．０３〜０．０９リットル／ｃｍ2 ・分とする。
図３は、水量分布の幅方向均一度（％）に及ぼす常温常圧における水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）および水量密度の影響を示す図である。水と空気の混合部からノズルの先端までの長さを１５０ｍｍとした気水ミストノズルを、１５０ｍｍの間隔に３本設置して、水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）および水量密度を変更し、水量分布の幅方向均一度（％）を前述した方法で調査した。
【００２４】
図３に斜線部の領域１として示すように、常温常圧における水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）が５〜１５で、水量密度が０．０３〜０．０９リットル／ｃｍ2 ・分の場合には、水量分布の幅方向均一度（％）が８０％以上となり、ほぼ均一な水量分布が得られる。水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）が５〜１５であっても、水量密度が０．０３リットル／ｃｍ2 ・分未満の場合には、水量分布の幅方向均一度（％）が８０％未満になる。また、水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）が５〜１５であっても、水量密度が０．０９リットル／ｃｍ2 ・分を超えると、水量密度が大きすぎて、鋳片を矯正する位置までに、鋳片表面の温度がγ相に変態するＡ3 変態点以上にまで復熱できない。また、水量密度が０．０３〜０．０９リットル／ｃｍ2 ・分であっても、水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）が５未満では、水量分布の幅方向均一度（％）が８０％未満になる場合があり、また、この混合比Ａ／Ｗ（体積割合）が１５を超えると、水量分布の幅方向均一度（％）に対する効果が飽和する。したがって、鋳片表面の温度をいったんＡ3 変態点未満に低下させる場合には、常温常圧における水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）で５〜１５、水量密度を０．０３〜０．０９リットル／ｃｍ2 ・分とする。
【００２５】
また、本発明の方法では、鋳片表面の温度をＡ3 変態点未満の温度に低下させない場合には、常温常圧における水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）を５０〜２００、水量密度を０．００５〜０．０１５リットル／ｃｍ2 ・分とする。    図３に斜線部の領域２として示すように、常温常圧における水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）が５０〜２００、水量密度が０．００５〜０．０１５リットル／ｃｍ2 ・分の場合には、水量分布の幅方向均一度（％）が８０％以上となり、ほぼ均一な水量分布が得られる。水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）が５０〜２００であっても、水量密度が０．００５リットル／ｃｍ2 ・分未満の場合には、水量分布の幅方向均一度（％）が８０％未満になる場合があり、水量密度が０．０１５リットル／ｃｍ2 ・分を超えると、水量分布の幅方向均一度（％）に対する効果が飽和することに加えて、鋳片表面の温度がＡ3 変態点未満の温度に低下する場合がある。水量密度が０．００５〜０．０１５リットル／ｃｍ2 ・分であっても、水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）が５０未満では、水量分布の幅方向均一度（％）が８０％未満になる場合があり、この混合比Ａ／Ｗが２００を超えると、水量分布の幅方向均一度（％）に対する効果が飽和する。したがって、鋳片表面の温度をＡ3 変態点未満の温度に低下させない場合には、常温常圧における水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）を５０〜２００、水量密度を０．００５〜０．０１５リットル／ｃｍ2 ・分とする。
【００２６】
【実施例】
湾曲部の曲率半径１０ｍの湾曲型で機長２３ｍの連続鋳造機を用いて、断面形状が、厚み２３５ｍｍ、幅２３００ｍｍの鋳片を、速度０．７５〜１．１ｍ／分で鋳造した。気水ミストノズルを、鋳型出口から鋳造方向の１．２ｍ先までの間に、２００〜２５０ｍｍ程度の間隔の位置に相当するロールとロールの間の位置に、鋳片との距離を約１５０ｍｍとして、鋳片幅方向に約３００ｍｍ間隔で配置した。気水ミストノズルの水と空気の混合部からノズルの先端までの長さと、常温常圧における水と空気の混合比の体積割合および水量密度を変化させて試験した。表１に、用いた鋼を示す。鋼Ａは、Ｃｕ、ＮｉおよびＮｂを含む低合金鋼であり、とくに鋳片の矯正時に横割れの発生しやすい鋼である。鋼Ｂは、一般的な炭素鋼であり、横割れや横ひび割れの割れ感受性は小さい。ただし、鋳片表面の幅方向の冷却が不均一な場合には、縦割れが発生することがある。
【００２７】
【表１】
0004217847.tif 000002
【００２８】
各鋳造試験では、鋼Ａに続けて鋼Ｂを鋳造した。このとき、鋼Ａの鋳造では、鋳片表面の温度をいったんＡ3 変態点未満の８５０℃程度の温度に冷却し、８５０℃程度になった鋳片以降の位置では、二次冷却条件の冷却水量を減らし、鋳片表面の温度を復熱させ、矯正時点での鋳片表面の温度をＡ3 変態点以上の９００℃程度とした。引き続き、鋼Ｂの鋳造では、鋳型出口から矯正位置まで、鋳片表面の温度をＡ3 変態点以上の９００℃以上に保持して、鋳片を矯正した。鋳片表面の温度は、鋳型出口の直下および矯正位置近傍で、それぞれ放射温度計で測定し、上記の範囲の温度になっていることを確認した。
【００２９】
得られた鋳片の表面を目視で観察し、鋳片表面の割れの発生状況を調査した。試験条件と試験結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
0004217847.tif 000003
【００３１】
本発明例の試験Ｎｏ．１およびＮｏ．２では、本発明で規定する条件を満足する水と空気の混合部からノズルの先端までの長さ１５０ｍｍ、常温常圧における水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）、すなわち鋼Ａでは、１０〜１２の範囲、鋼Ｂでは、１２５〜１５０の範囲、さらに、水量密度、すなわち、鋼Ａでは、０．０５〜０．０８リットル／ｃｍ2 ・分、鋼Ｂでは、０．００８〜０．０１０リットル／ｃｍ2 ・分の各条件で試験した。上述したように、鋼Ａの鋳片表面の温度は、Ａ3 変態点未満の８５０℃程度に冷却し、その後、Ａ3 変態点以上の９００℃以上に復熱させて鋳片を矯正した。鋼Ｂの鋳片表面の温度は、矯正位置までＡ3 変態点以上の９００℃以上に保持して、そのまま鋳片を矯正した。得られた鋼Ａおよび鋼Ｂの鋳片では、鋳片表面に割れの発生は認められなかった。
【００３２】
比較例の試験Ｎｏ．３では、本発明で規定する水と空気の混合部からノズルの先端までの長さの下限を外れる条件の８０ｍｍの長さで試験した。常温常圧における水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）および水量密度については、本発明で規定する条件を満足する範囲で試験した。鋼Ａの鋳片には、割れは発生しなかったが、鋼Ｂの鋳片には、著しい縦割れが発生した。鋳片表面の手入れをしてから熱間圧延する必要がある程度の縦割れであった。水と空気の混合部からノズルの先端までの長さが短いため、とくに、水量密度が０．００８リットル／ｃｍ2 ・分と少ない場合に、気水ミストの幅方向の均一性が悪くなった。したがって、鋼Ｂの場合のみ、鋳片の幅方向での水量分布が不均一になり、鋳片に縦割れが発生した。
【００３３】
比較例の試験Ｎｏ．４では、本発明で規定する水と空気の混合部からノズルの先端までの長さの１５０ｍｍで試験し、鋼Ａでは、常温常圧における水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）および水量密度については、本発明で規定する条件を満足する範囲で試験し、鋼Ｂでは、これらを本発明で規定する条件の下限を外れる条件で試験した。鋼Ａの鋳片には、割れは発生しなかったが、鋼Ｂの鋳片には、著しい縦割れが発生した。鋼Ｂの試験では、水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）が３０と小さく、かつ、水量密度が０．００２リットル／ｃｍ2 ・分と少ないために、鋳片の幅方向での水量分布の均一性が悪くなり、鋳片に縦割れが発生した。
【００３４】
比較例の試験Ｎｏ．５では、本発明で規定する水と空気の混合部からノズルの先端までの長さの１５０ｍｍで試験し、鋼Ｂでは、常温常圧における水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）および水量密度については、本発明で規定する条件を満足する範囲で試験し、鋼Ａでは、これらを本発明で規定する条件の下限を外れる条件で試験した。鋼Ｂの鋳片には、割れは発生しなかったが、鋼Ａの鋳片には、著しい横割れが鋳片表面に部分的に発生した。鋳片表面の手入れをしてから熱間圧延する必要がある程度の横割れであった。鋼Ａの試験では、水Ｗと空気Ａの混合比Ａ／Ｗ（体積割合）が３と小さく、かつ、水量密度が０．０２リットル／ｃｍ2 ・分と少ないために、鋳片の幅方向での水量分布の均一性が悪くなり、鋳型出口の直下での鋳片表面の温度にばらつきが見られ、Ａ3 変態点未満の温度に低下しない鋳片表面の部分が存在した。したがって、部分的に鋳片表面に横割れが発生した。
【００３５】
【発明の効果】
本発明により、鋼種の違いによって二次冷却条件の変更を伴う鋼の連続鋳造方法に関して、鋳型から引き抜かれた鋳片を同一の気水ミストノズルを用いて二次冷却する際に、鋳片表面の温度を、いったんＡ３変態点未満の温度に低下させ、その後、Ａ３変態点以上に復熱させる二次冷却と、Ａ３変態点未満の温度に低下させないような二次冷却のいずれもが可能となる。これにより、鋼の連続鋳造方法において、同一の気水ミストノズルを用いて、Ｎｂ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｕなどの合金元素を含有する低合金鋼の鋳片の横割れや炭素鋼などの縦割れなどの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法の気水ミストノズルの構造の例を概念的に示す図である。
【図２】水量分布の幅方向均一度（％）に及ぼす混合部からノズルの先端までの長さの影響を示す図である。
【図３】水量分布の幅方向均一度（％）に及ぼす常温常圧における水に対する空気の混合体積割合および水量密度の影響を示す図である。
【符号の説明】
１：気水ミストノズル        ２−１、２−２：混合部
３：ノズル先端部                ４：ノズルチップの先端
５：水を送り込む管              ６：空気を送り込む管
７：ノズルチップ
ｈ−１、ｈ−２：混合部からノズルの先端までの長さ
【図１】
0004217847.tif 000004
【図２】
0004217847.tif 000005
【図３】
0004217847.tif 000006