WO2023248632A1 - 鋳片の連続鋳造設備及び鋳片の連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

鋳片の幅方向に隣り合うスプレーノズルから噴射される冷却水の衝突を抑制し、膜沸騰状態の崩壊を抑制できる鋳片の連続鋳造設備を提供する。　鋳片Ｓを水冷する冷却設備３を備える鋳片の連続鋳造設備１であって、冷却設備３は、鋳片Ｓの幅方向に配置される２以上の冷却水噴射ノズル３２を有し、鋳片Ｓの幅方向に隣り合う冷却水噴射ノズル３２のスプレー噴射面が重ならないように、２以上の冷却水噴射ノズル３２が配置される。

Description

鋳片の連続鋳造設備及び鋳片の連続鋳造方法

　本発明は、鋳片の連続鋳造設備及び鋳片の連続鋳造方法に関する。

　鋼の連続鋳造工程においては、鋳型内に注入された溶鋼を冷却し、抽出された鋳片を鋳型出側にて冷却しながら搬送することで、連続的に鋳片を製造している。さらにこの鋳片を所定長さに切断することで、圧延用素材であるスラブやブルーム、ビレットを製造している。

　鋳型から抽出された鋳片は、内部に未凝固溶鋼を有している。未凝固溶鋼は、鋳型出側における冷却によって中心部まで凝固されるが、その凝固速度によって鋳片の特性や品質が多様に変化する。したがって、鋳型出側の冷却（以下、二次冷却と記載する。）は、鋳片の特性や品質を決定づける工程となる。

　加えて近年、鉄鋼材料に要求される特性及びその均一性は益々厳しくなっている。これに伴い、スラブ、ブルーム及びビレットに対する要求品質も年々高くなっており、全長全幅で高い品質の鋳片の鋳造が要求されている。そのため連続鋳造工程、特に二次冷却においては、鋳片全幅で均一に冷却することがこれまで以上に重要になっている。

　図１は、鋳片の水冷プロセスにおける鋳片の表面温度と各沸騰状態との関係を示すグラフである。図１に示すように、水冷の初期段階では、鋳片と水との間に蒸気膜がある膜沸騰状態で鋳片が冷却される。膜沸騰状態では水と鋳片とが直接接触しないので、冷却能力の指標である熱伝達率が低く、鋳片の表面温度の低下も緩やかである。しかしながら、鋳片の表面温度が７００℃程度に達すると、水と鋳片との間の蒸気膜を維持することが難しくなり、鋳片は、水と鋳片とが部分的に接触する遷移沸騰状態で冷却される。水と鋳片との接触が起こると、鋳片に接触した水の蒸発によって鋳片近傍の水の流動が激しくなるので、熱伝達率が急激に上昇し、鋳片の表面温度が急激に低下する。この後、高い熱伝達率を保ったまま、鋳片と水との接触が定常的に起こる核沸騰状態に移行し、鋳片の表面温度は急激に水温程度まで低下する。

　一般に、被冷却物体が高温であるほど核沸騰状態に遷移しにくく、また遷移させるために必要な冷却水量も多くなり、製造コストが増加する。加えて、高温物体を冷却能力の高い核沸騰状態で冷却すると、物体表面及び内部に大きな熱応力がかかり、割れなどの欠陥が発生するリスクが大きくなる。したがって、鋳片の表面温度が高温である連続鋳造工程の二次冷却においては、鋳片と水との間に蒸気膜を介す膜沸騰状態で冷却することが一般的である。

　以上を鑑みると連続鋳造工程の二次冷却においては、膜沸騰状態を全幅で維持することが好ましいといえる。蒸気膜が局所あるいは全体で崩壊してしまうと、冷却能力が高い核沸騰状態に移行し、膜沸騰状態の部分と核沸騰状態の部分との間で温度偏差が拡大したり、冷却速度が過大になったりするので、高い品質を全幅均一に保った鋳片を製造できなくなるからである。

　膜沸騰状態が崩壊する原因として、局所的な水量密度の増加、鋳片上面での冷却水の滞留、隣り合うスプレーから噴射される冷却水の衝突が考えられる。従来から全幅で均一な品質の鋳片を鋳造するべく、上記原因を回避し、膜沸騰状態を維持するための試みがなされてきた。

　局所的な水量密度の増加に対しては、冷却水を噴射するノズルのチップ部を改良し、鋳片に噴射される冷却水の分布を平坦にすることで対処している。また、スプレー噴射面のアスペクト比が小さく、噴射面積が大きいノズルを使用することで、冷却水の局所集中を抑えることも有効である。ここで、スプレー噴射面が長方形の場合については、その長辺に対する短辺の比をアスペクト比といい、スプレー噴射面が楕円の場合には、その長軸に対する短軸の比をアスペクト比という。なお、スプレー噴射面が正方形及び円の場合は、アスペクト比は１になる。

　鋳片上の冷却水の滞留に対する技術として、特許文献１には、スプレーの中心軸をノズルの中心軸線に対して傾斜させて冷却水を噴射することで、鋳片を支持、搬送するロール対の間に滞留した冷却水を効率よくゾーン外に排出し、膜沸騰状態を維持できる技術が開示されている。冷却水の衝突に対する技術として、特許文献２には、スプレー噴射面の長軸を、鋳片の幅方向に対して５°以上４５°未満の傾斜角度θで傾斜させて冷却水を噴射することで隣り合うスプレーからの冷却水の衝突を回避し、膜沸騰状態を維持できる技術が開示されている。

国際公開第２０１８／１０１２８７号 特開２００９－２５５１２７号公報

　特許文献１に開示されているのは、垂直帯及び湾曲帯をもつ連続鋳造設備において、垂直帯及び湾曲帯の下流側に滞留水を流下させないことを目的とした技術である。鋳片表層温度が低下し、膜沸騰状態が崩壊しやすい水平帯において鋳片上に滞留した冷却水を排除するためには、特許文献１で開示されている技術では不十分である。加えて、垂直帯及び湾曲帯においても、冷却水が下流側に流下しないよう上方に噴射するのみでは、そのロール対の間に水が滞留してしまい幅方向での温度偏差が拡大する。したがって垂直帯及び湾曲帯においても、鋳片に噴射された冷却水を円滑に鋳片幅外に排出する技術が必要である。

　また、特許文献２に開示されている技術を用いても、水量分布を分散し膜沸騰状態を維持するのに有効な低アスペクト比のスプレーを使用した場合、隣り合うノズルから噴射された冷却水が衝突してしまう場合がある。加えて、アスペクト比が高いスプレーノズルを用いた場合においても、スプレーノズル同士の距離が短い場合には冷却水が衝突してしまい、これにより、膜沸騰状態の崩壊が助長される。

　本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、鋳片の幅方向に隣り合うスプレーノズルから噴射される冷却水の衝突を抑制し、膜沸騰状態の崩壊を抑制できる鋳片の連続鋳造設備及び鋳片の連続鋳造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
［１］鋳片を水冷する冷却設備を備える鋳片の連続鋳造設備であって、前記冷却設備は、前記鋳片の幅方向に配置される２以上の冷却水噴射ノズルを有し、前記鋳片の幅方向に隣り合う冷却水噴射ノズルのスプレー噴射面が重ならないように、前記２以上の冷却水噴射ノズルが配置される、鋳片の連続鋳造設備。
［２］前記冷却水噴射ノズルのスプレー噴射面は長方形又は楕円であり、前記２以上の冷却水噴射ノズルのそれぞれは、下記（１）式を満たす範囲内に配置される、［１］に記載の鋳片の連続鋳造設備。

 
　上記（１）式において、Ｌは前記冷却水噴射ノズルの設置ピッチ（ｍ）であり、θ_１は前記幅方向に対する前記スプレー噴射面の長辺方向又は長軸方向の角度（°）であり、ｔ_１は前記スプレー噴射面の短辺又は短軸の長さ（ｍ）である。
［３］前記冷却水噴射ノズルのスプレー噴射面は正方形であり、前記２以上の冷却水噴射ノズルのそれぞれは、下記（２）式を満たす範囲内に配置される、［１］に記載の鋳片の連続鋳造設備。
　Ｌ×ｓｉｎθ_２＞ｔ・・・（２）
　上記（２）式において、Ｌは前記冷却水噴射ノズルの設置ピッチ（ｍ）であり、θ_２は前記幅方向に対する前記スプレー噴射面の１辺方向の角度（°）であり、前記スプレー噴射面の１辺は前記スプレー噴射面の各辺のうち隣り合うスプレー噴射面に最も近い辺であり、ｔは前記１辺の長さ（ｍ）である。
［４］前記冷却水噴射ノズルのスプレー噴射面は円形であり、前記２以上の冷却水噴射ノズルのそれぞれは、下記（３）式を満たす範囲内に配置される、［１］に記載の鋳片の連続鋳造設備。
　Ｌ＞Ｄ・・・（３）
　上記（３）式において、Ｌは前記冷却水噴射ノズルの設置ピッチ（ｍ）であり、Ｄは前記スプレー噴射面の直径（ｍ）である。
［５］前記スプレー噴射面のアスペクト比が１００以下である、［２］に記載の鋳片の連続鋳造設備。
［６］前記冷却設備での前記鋳片の表層冷却速度が０．３℃／ｓｅｃ以上１００℃／ｓｅｃ以下の範囲内である、［１］から［５］のいずれかに記載の鋳片の連続鋳造設備。
［７］前記冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水量及び前記鋳片の搬送速度を制御する制御装置を備える、［１］から［６］のいずれかに記載の鋳片の連続鋳造設備。
［８］鋳片を水冷する冷却工程を有する鋳片の連続鋳造方法であって、前記冷却工程では、鋳片の幅方向に配置される２以上の冷却水噴射ノズルから冷却水を噴射して前記鋳片を冷却し、前記鋳片の幅方向に隣り合う冷却水噴射ノズルのスプレー噴射面が重ならないように、前記２以上の冷却水噴射ノズルが配置される、鋳片の連続鋳造方法。
［９］前記冷却水噴射ノズルのスプレー噴射面が長方形又は楕円であり、前記２以上の冷却水噴射ノズルのそれぞれは、下記（１）式を満たす範囲内に配置される、［８］に記載の鋳片の連続鋳造方法。

 
　上記（１）式において、Ｌは前記冷却水噴射ノズルの設置ピッチ（ｍ）であり、θ_１は前記幅方向に対する前記スプレー噴射面の長辺方向又は長軸方向の角度（°）であり、ｔ_１は前記スプレー噴射面の短辺又は短軸の長さ（ｍ）である。
［１０］前記冷却水噴射ノズルのスプレー噴射面が正方形であり、前記２以上の冷却水噴射ノズルのそれぞれは、下記（２）式を満たす範囲内に配置される、［８］に記載の鋳片の連続鋳造方法。
　Ｌ×ｓｉｎθ_２＞ｔ・・・（２）
　上記（２）式において、Ｌは前記冷却水噴射ノズルの設置ピッチ（ｍ）であり、θ_２は前記幅方向に対する前記スプレー噴射面の１辺方向の角度（°）であり、前記スプレー噴射面の１辺は前記スプレー噴射面の各辺のうち隣り合うスプレー噴射面に最も近い辺であり、ｔは前記１辺の長さ（ｍ）である。
［１１］前記冷却水噴射ノズルのスプレー噴射面が円形であり、前記２以上の冷却水噴射ノズルのそれぞれは、下記（３）式を満たす範囲内に配置される、［８］に記載の鋳片の連続鋳造方法。
　Ｌ＞Ｄ・・・（３）
　上記（３）式において、Ｌは前記冷却水噴射ノズルの設置ピッチ（ｍ）であり、Ｄは前記スプレー噴射面の直径（ｍ）である。
［１２］前記スプレー噴射面のアスペクト比が１００以下である、［９］に記載の鋳片の連続鋳造方法。
［１３］前記冷却工程での前記鋳片の表層冷却速度が０．３℃／ｓｅｃ以上１００℃／ｓｅｃ以下の範囲内である、［８］から［１２］のいずれかに記載の鋳片の連続鋳造方法。
［１４］前記冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水量及び前記鋳片の搬送速度を制御することで、前記冷却工程での前記鋳片の表層冷却速度及び前記鋳片の温度降下量の少なくとも一方を制御する、［８］から［１３］のいずれかに記載の鋳片の連続鋳造方法。

　本発明によれば、鋳片の幅方向に隣り合うスプレーノズルから噴射される冷却水の衝突を抑制できる。これにより、鋳片を二次冷却するに際して膜沸騰状態の崩壊が抑制され、冷却中の鋳片表面の温度偏差が小さくなって欠陥の少ない鋳片を連続鋳造できる。

図１は、鋳片の水冷プロセスにおける鋳片の表面温度と各沸騰状態との関係を示すグラフである。 図２は、本発明の一実施形態である鋳片の連続鋳造設備の断面模式図である。 図３は、冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水の鋳片Ｓ上におけるスプレー噴射面を示す図である。 図４は、制御装置１０の構成例を示す模式図である。 図５は、水切り用ロールを有する鋳片の連続鋳造設備の部分断面模式図である。 図６は、パージノズルを有する鋳片の連続鋳造設備の部分断面模式図である。 図７は、水切り用ロール及びパージノズルを有する鋳片の連続鋳造設備の部分断面模式図である。 図８は、本実施形態に係る鋳片の連続鋳造設備の他の例を示す断面模式図である。 図９は、本実施形態に係る鋳片の連続鋳造設備の他の例を示す断面模式図である。 図１０は、本実施形態に係る鋳片の連続鋳造設備の他の例を示す断面模式図である。

　以下、本発明を本発明の実施形態を通じて説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に限定されるものではない。また、図面は模式的なものであるので、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる場合がある。

　図２は、本発明の一実施形態である鋳片の連続鋳造設備の断面模式図である。本発明の一実施形態である鋳片の連続鋳造設備１は、タンディッシュ（図示せず）から注入された溶鋼を冷却し鋳片の外殻形状を形成させるための鋳型２と、鋳型から抽出された鋳片を冷却する冷却設備３と、冷却設備３の出側において鋳片の温度を計測する温度計４と、冷却設備３の動作を制御する制御装置１０とを主な構成要素として備える。以下の説明では、図２において鋳片の右上側の長辺面のことを１面、紙面手前側の短辺面のことを２面、左下側の長辺面のことを３面、紙面奥側の短辺面のことを４面と記載する。

　［鋳型２］
　鋳型２には、鋳片の連続鋳造設備１とは別の場所にある精錬設備で製造された溶鋼が注入される。注入された溶鋼は、鋳型２に冷却されることで、溶鋼と鋳型２の接触面から内層に向かって凝固し、外殻形状が形成される。以下の説明では、完全凝固状態も含め、外殻形状が形成された溶鋼のことを鋳片Ｓと記載する。鋳型２から抽出された鋳片Ｓは、鋳型２の出側に設置されている鋳片支持ロール５によって支持、搬送されながら、冷却設備３で冷却される。鋳型２として、公知の鋳型を用いてよい。

　［冷却設備３］
　冷却設備３は、鋳片Ｓを所定の冷却条件で水冷する水冷装置３１を備える。水冷装置３１は、鋳片Ｓを支持し、搬送する鋳片支持ロール５と、冷却水噴射ノズル３２とを有する。鋳片支持ロール５は、鋳片Ｓの１面側と３面側に対をなして、鋳造方向に一定間隔で配置されている。鋳造方向に隣り合う鋳片支持ロール５の間には、１面側の２以上の冷却水噴射ノズル３２ａと３面側の２以上の冷却水噴射ノズル３２ｃとが、鋳片Ｓを挟んで対になるように鋳造方向に所定ピッチで並べられて配置されている。冷却水噴射ノズル３２からは鋳片Ｓへ向けて冷却水Ｗが噴射される。この冷却設備３に鋳片Ｓを送入することで、鋳片Ｓは冷却水噴射ノズル３２から噴射される冷却水Ｗによって二次冷却されながら鋳造方向へ搬送される。以下の説明では、鋳造方向一対の鋳片支持ロール５を１つの単位とした冷却区間のことを冷却ゾーンと記載し、冷却区間の単位を「ゾーン」として数えることとする。図２では、冷却ゾーンは計１９ゾーンとして描かれているが、これに限らず、１９ゾーンより多くしても、少なくしてもよい。

　図２に示した鋳片の連続鋳造設備１は、垂直曲げ型連続鋳造設備であり、その特徴は鋳型２から抽出された垂直姿勢の鋳片Ｓを水冷する垂直帯６と、鋳片Ｓを鋳片支持ロール５によって湾曲させながら水冷する湾曲帯７と、鋳片支持ロール５で湾曲せしめ水平姿勢とした鋳片Ｓを水冷する水平帯８とで冷却設備３が構成される点にある。本実施形態においては、垂直曲げ型連続鋳造設備を例に説明するが、垂直曲げ型連続鋳造設備に限定されるものではなく、冷却設備３内に垂直帯６のみを有する垂直型連続鋳造設備、湾曲帯７と水平帯８のみを有する湾曲型連続鋳造設備及び水平帯８のみを有する水平型連続鋳造設備にも適用できる。

　水冷装置３１の操業パラメータには、冷却水噴射ノズル３２から噴射される冷却水Ｗの水量（冷却水量）、圧縮空気の空気量（圧縮空気量）及び鋳片Ｓの搬送速度が含まれる。冷却水量が多いほど、鋳片Ｓの冷却速度及び温度降下量を大きくできる。また鋳片Ｓの搬送速度が遅いほど、鋳片Ｓの温度低下量を大きくできる。したがって鋳片Ｓの搬送速度及び冷却水量の少なくとも一方を制御することで、鋳片Ｓの表層冷却速度及び温度降下量の少なくとも一方を制御でき、所望の材質を有する鋳片Ｓを鋳造できる。また、冷却水噴射ノズル３２から噴射される冷却水Ｗに圧縮空気を添加することによって、冷却能力や冷却水Ｗの面分布を調整できる。目標特性及び設備の経年劣化やノズル配置の微小な変化に対しても、圧縮空気量を調整することで好適な条件を保つことができる。

　水冷装置３１の操業パラメータとして、冷却水量の冷却ゾーン毎のバランス（例えば、上流側の冷却ゾーンで冷却水量を多くし、下流側の冷却ゾーンで冷却水量を少なくする等）を変更してもよい。これにより、鋳片Ｓの温度域に応じて冷却速度を制御できる。さらに、冷却水を噴射する冷却ゾーンの数を変更してもよい。使用する冷却ゾーンの数を変更することで冷却速度を同じにしながら、鋳片Ｓの温度降下量を制御できる。

　さらに、１面側の冷却水噴射ノズル３２ａから噴射される冷却水Ｗの水量と、３面側の冷却水噴射ノズル３２ｃから噴射される冷却水Ｗの水量との比率を変更してもよい。これにより、鋳片Ｓの１面と３面の温度降下量差に起因した形状不良を制御できる。加えて、鋳片Ｓの成分によって冷却水量を変更してもよい。鋳片Ｓの成分によって熱伝導率が変化し、冷却状態が変動するためである。また、冷却水量の変更に際し、圧縮空気量や鋳片Ｓの搬送速度を変更してもよい。圧縮空気量の変更によって冷却能力や冷却水Ｗの面分布を制御し、鋳片Ｓの搬送速度を変更することで鋳片Ｓの温度履歴を制御し、これにより、冷却条件を微調整して鋳造する鋳片の品質を高めることができる。

　水冷装置３１の操業パラメータは、鋳造の進行に応じて変化させてもよい。特に鋳片Ｓの先端及び末端は、その先端面及び末端面からも冷却されて非定常部となりやすい。このため、これらの部分に対して、水冷装置３１の操業パラメータを微調整することで、全長全幅での品質確保と非定常部での歩留向上に寄与できる。

　加えて先端部、末端部を除いた定常部についても、その鋳造進度に応じて水冷装置３１の操業パラメータを微調整してもよい。鋳片Ｓの成分偏析などの理由で、定常部おいても長手方向に特性が変化した場合でも、水冷装置３１の操業パラメータを微調整することで全長にわたり均質な鋳片が得られる。

　冷却速度は、材質や操業条件、設備状況によって種々変更できることが好ましい。表層冷却速度が１００℃／ｓｅｃを超えると、多くの場合に表層がマルテンサイト化し、鋳片表面に割れなどの欠陥が発生する。したがって、表層冷却速度は１００℃／ｓｅｃ以下であることが好ましい。また、表層冷却速度が０．３℃／ｓｅｃ未満になると、放冷とほとんど同等の冷却速度となってしまい、生産効率が低下するほか、冷却速度の低下に伴い、鋳片内部の偏析が悪化し、鋳片品質も悪化する。このため、表層冷却速度は０．３℃／ｓｅｃ以上であることが好ましい。

　図１に示したグラフからわかるように、膜沸騰状態はいずれ必ず核沸騰状態へ移行する。したがって鋳片Ｓへの冷却水Ｗの噴射は、鋳片Ｓの表裏面温度が５００℃以上、好ましくは６００℃以上で停止されるべきである。なお、冷却水Ｗを噴射した後に、内部復熱によって鋳片Ｓの表裏面温度が再び十分高温になった場合は、再び冷却水Ｗを噴射してもよい。再噴射により冷却速度を向上させることで、生産効率を増加させ、鋳片品質を向上させることができる。

　冷却水噴射ノズル３２として、所定流量の冷却水を均一に噴射できるノズルを用いることが好ましい。本実施形態においては、冷却水噴射ノズル３２としてスプレーノズルを用いているが、スプレーノズルに限らずスリットタイプのノズルや多孔噴流ノズル、ミストノズル、フォグノズルなどのノズルを用いてもよい。また、冷却水噴射ノズル３２として、液体（一般に水）のみを噴射する一流体ノズルを用いてもよく、液体（一般に水）と気体（一般に空気）の混合流体を噴射する二流体ノズルを用いてもよい。

　空気のみを噴射するノズルは沸騰遷移現象が発生しないが、冷却水噴射ノズル３２の近傍に並べて、もしくはずらして配置し、当該ノズルから空気を噴射することで排水性の向上や水切りなどを図ってもよい。加えて、冷却水噴射ノズル３２は、冷却水量と圧縮空気量とを、目標とする冷却速度に応じて種々変更できるノズルであることが好ましい。

　冷却水噴射ノズル３２から噴射される冷却水Ｗが鋳片Ｓに衝突する際、隣り合う冷却水噴射ノズル３２から噴射された冷却水Ｗが鋳片Ｓ上で衝突すると、水平方向の運動量が衝突部分で鉛直方向の運動量に変化し、そのうちの鉛直下向きの流れが蒸気膜を破壊し、膜沸騰状態が局所的に崩壊する。また、長方形のスプレー噴射面を有するスプレーにおいては、短辺方向に噴射された冷却水Ｗよりも長辺方向に噴射された冷却水Ｗの方が運動量の水平成分が大きい。したがって、隣り合う冷却水噴射ノズル３２から噴射された冷却水Ｗは、その長辺方向の衝突を回避することが必要になる。

　図３は、冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水の鋳片Ｓ上におけるスプレー噴射面を示す図である。図３（ａ）は、長方形のスプレー噴射面を示す図である。鋳片Ｓ上のスプレー噴射面が長方形であり、短辺の長さがｔ_１（ｍ）、長辺の長さがｔ_２（ｍ）であるような冷却水噴射ノズル３２を考える。幾何的な関係により、スプレー噴射面の長辺方向の衝突を回避するには、鋳片Ｓの幅方向に隣り合う冷却水噴射ノズル３２のスプレー噴射面が重ならないように、冷却水噴射ノズル３２を設置する必要がある。具体的には、鋳片Ｓの幅方向に隣り合う冷却水噴射ノズル３２の設置ピッチ、鋳片幅方向に対する長辺方向の角度及びスプレー噴射面の短辺の長さが下記（１）式を満たす範囲内に冷却水噴射ノズル３２を設置する。下記（１）式を満たす範囲内に冷却水噴射ノズル３２を設置することで、鋳片Ｓの幅方向に隣り合う冷却水噴射ノズル３２から噴射された冷却水Ｗの長辺方向の衝突を抑制でき、膜沸騰状態の崩壊を抑制できる。なお、鋳片Ｓ上のスプレー噴射面が楕円であるような冷却水噴射ノズルの場合も同様であり、下記（１）式の長辺方向を長軸方向に変え、短辺の長さを短軸の長さに変えればよい。

 
　上記（１）式において、Ｌは冷却水噴射ノズルの設置ピッチ（ｍ）であり、θ_１は鋳片幅方向に対するスプレー噴射面の長辺方向の角度（°）であり、ｔ_１はスプレー噴射面の短辺の長さ（ｍ）である。

　鋳片Ｓ上のスプレー噴射面が長方形又は楕円である場合、その噴射面のアスペクト比は１００以下であることが好ましい。スプレー噴射面のアスペクト比が小さいスプレーを用いることで、スプレー噴射面が広くなり、冷却水の局所集中を抑えられて膜沸騰状態をより長く維持できる。スプレー噴射面のアスペクト比は５０以下であることがより好ましく、３０以下であることがさらに好ましい。

　なお、長辺の長さが同じノズルを用いて同じ水量を噴射する場合、アスペクト比が小さく短軸寸法が大きいノズルを用いることが好ましい。アスペクト比が小さく短辺の長さが長いノズルはスプレー噴射面の面積が大きくなるので、水量密度が低下し冷却水の局所集中を抑制できる。一方、アスペクト比が小さくなりすぎると、スプレー長軸方向へ流れる水の量が減少し、鋳片Ｓ上に冷却水Ｗが滞留しやすくなる。したがって、アスペクト比は２以上が好ましく、５以上がさらに好ましく、１０以上であることがより好ましい。

　また、鋳片Ｓに噴射された冷却水Ｗを迅速に鋳片外へ排出できるように長辺方向の角度θ_１は４５°未満であることが好ましい。一方、長辺方向の角度θ_１が４５°以上になると長辺方向の冷却水Ｗの速度を鋳片搬送方向と鋳片幅方向へ分解した時、鋳片幅方向よりも搬送方向の速度成分が大きくなるので好ましくない。長辺方向の角度θ_１は３０°以下であることがより好ましい。

　図３（ｂ）は、正方形のスプレー噴射面を示す図である。鋳片Ｓ上のスプレー噴射面が正方形である場合には、鋳片Ｓの幅方向に隣り合う冷却水噴射ノズル３２の設置ピッチ、鋳片幅方向に対するスプレー噴射面の１辺方向の角度及びスプレーの噴射面の１辺の長さが下記（２）式を満たす範囲内に冷却水噴射ノズル３２を設置することで冷却水の衝突を抑制できる。

　Ｌ×ｓｉｎθ_２＞ｔ・・・（２）
　上記（２）式において、Ｌは冷却水噴射ノズル３２の設置ピッチ（ｍ）であり、θ_２は鋳片幅方向に対するスプレー噴射面の１辺方向の角度（°）であり、ｔはスプレーの噴射面の１辺の長さ（ｍ）である。ここで、スプレー噴射面の１辺とはスプレー噴射面の各辺のうち、隣り合うスプレー噴射面に最も近い辺である。すなわち、図３（ｂ）のスプレー噴射面２０において１辺方向とは、隣り合うスプレー噴射面２２に最も近い辺２１の方向となる。また、スプレー噴射面２２において１辺方向とは、隣り合うスプレー噴射面２０、２５に最も近い辺２３及び辺２４のいずれか一方の方向となる。

　図３（ｃ）は、円形のスプレー噴射面を示す図である。鋳片Ｓ上のスプレー噴射面が円形である場合は、鋳片Ｓの幅方向に隣り合う冷却水噴射ノズル３２の設置ピッチ及びスプレーの噴射面の直径が下記（３）式を満たす範囲内に冷却水噴射ノズル３２を設置することで、冷却水の衝突を抑制できる。

　Ｌ＞Ｄ・・・（３）
　上記（３）式において、Ｌは冷却水噴射ノズル３２の設置ピッチ（ｍ）であり、Ｄはスプレーの噴射面の直径（ｍ）である。

　冷却水の局所集中の度合いは、流量／噴射面積で定義される水量密度で評価することもできる。噴射される冷却水の水量密度と沸騰遷移温度とには正の相関があるので、水量密度を低くすることで膜沸騰状態を長く維持させることができる。鋳片の連続鋳造設備１における冷却水の局所水量密度は、膜沸騰状態を安定させる目的から、冷却水の水量密度を１０００Ｌ／（ｍ^２×ｍｉｎ）以下にすることが好ましく、８００Ｌ／（ｍ^２×ｍｉｎ）以下にすることがより好ましく、６００Ｌ／（ｍ^２×ｍｉｎ）以下にすることがさらに好ましい。

　[温度計４]
　温度計４は、鋳片Ｓの幅方向の温度を走査して鋳片Ｓの表面温度を計測する装置であってもよく、鋳片Ｓの幅方向に単数もしくは複数配置され、鋳片Ｓの表面温度を計測する装置であってもよい。温度計４を用いて、冷却設備３によって冷却された鋳片Ｓの表面温度を計測することで、鋳片Ｓが想定通りに冷却できているか確認できる。

　再び、図２を参照すると、図２において温度計４は冷却設備３の出側に設置されているが、水冷装置３１の冷却後の鋼板温度を測定できれば冷却設備３の中に温度計４を設置してもよい。その際、温度計４を鋳片Ｓの搬送方向に対して複数台並べて設置し、各冷却ゾーンにおける鋳片Ｓの温度を測定してもよい。

　さらに温度計４を冷却設備３の入側や鋳型２の入側に設置し、鋳片Ｓの初期温度や溶鋼の注入温度を測定してもよい。冷却設備３の入側での測温結果を加味した方が、冷却速度の計算精度が向上するからである。冷却設備３の中に温度計４を単数もしくは複数設置し、水冷中の鋳片Ｓの温度を測定してもよい。冷却設備３の内部での測温結果を加味した方が、冷却速度の計算精度が向上するとともにその時間履歴も把握できる。

　また、溶鋼温度情報と鋳片Ｓの温度測定結果を併せて、伝熱計算や伝熱シミュレーションを行なうことで水冷中の冷却速度を算出し、鋳片Ｓが想定通りに冷却できているかを確認してもよい。さらに、水冷中もしくは水冷後の鋳片Ｓの面内温度分布を測定することで、鋳片Ｓが均一に冷却されているかを確認してもよい。加えて、水冷前の鋳片Ｓの面内温度分布を測定することで、鋳片Ｓが均一な面内温度分布で冷却設備３に装入されているかを確認してもよい。これら計算結果をもとに、冷却設備３の操業パラメータや鋳片の連続鋳造設備１の操業条件を変更してもよい。

［制御装置１０］
　次に、制御装置１０について説明する。図４は、制御装置１０の構成例を示す模式図である。制御装置１０は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置である。制御装置１０は、上位コンピュータ１１から溶鋼温度、鋳片Ｓの厚さ等のサイズ情報の他、所望の材質を得るために必要な冷却量の目標範囲や冷却速度の目標範囲に関する情報を取得する。そして、制御装置１０は、目標冷却量や目標冷却速度を実現するための鋳片の連続鋳造設備１の操業条件を算出し、各機器の操業パラメータを決定する。

　制御装置１０は、制御部１２と記憶部１３とを有する。制御部１２は、例えば、ＣＰＵ等であって、記憶部１３から読み込んだプログラムを実行することにより、制御部１２を演算部１４及び出力部１５として機能させる。記憶部１３は、例えば、更新記録可能なフラッシュメモリ、内蔵あるいはデータ通信端子で接続されたハードディスク、メモリーカード等の情報記録媒体及びその読み書き装置である。記憶部１３には、制御部１２が各機能を実行するためのプログラムや当該プログラムが使用するデータ等が記録されている。

　演算部１４は、内部モデルに基づいた伝熱計算を行ない、冷却条件として設定される目標冷却量や目標冷却速度を満たすように、使用する冷却ゾーンの数、冷却水量、圧縮空気量及び鋳片Ｓの搬送速度を決定する。このようにして決定された冷却水量、圧縮空気量及び鋳片Ｓの搬送速度の指令値は、出力部１５から水冷装置３１に出力される。水冷装置３１では、冷却水量、圧縮空気量及び鋳片Ｓの搬送速度の指令値に基づいて、冷却水ポンプの作動圧や作動台数、空気コンプレッサの作動圧力や作動台数、冷却水噴射ノズル３２の上流側に設けられたヘッダの本数や流量調整弁の開度及び鋳片支持ロール５の回転速度の指令が生成され、水冷装置３１の操業条件が決定される。

　使用する冷却ゾーンの数、冷却水量、圧縮空気量及び鋳片Ｓの搬送速度のいずれかもしくはすべては、鋳片Ｓの成分やサイズ情報、目標材質などの情報に基づいたテーブルによって予め決めておき、それを水冷装置３１に指令として送ってもよい。また、操業中の状況変化に対応できるように、調整用パラメータを設けて使用する冷却ゾーンの数、冷却水量、圧縮空気量及び鋳片Ｓの搬送速度を途中で変更できるようにしておくことが好ましい。

　[鋳片の連続鋳造方法]
　次に、図２に示す鋳片の連続鋳造設備１を用いた鋳片の連続鋳造方法について説明する。まず、鋳片の連続鋳造設備１とは別の場所にある精錬設備で製造された溶鋼が、タンディッシュ（図示せず）を介して鋳型２に注入される。注入された溶鋼は、鋳型２によって冷却され、溶鋼と鋳型２の接触面から内層に向かい凝固し、鋳片Ｓの外殻形状が形成される。

　鋳型２から抽出された鋳片Ｓは、鋳型２の出側に設置されている鋳片支持ロール５によって支持され、搬送されながら、冷却設備３で冷却される。この冷却工程では、鋳片Ｓのサイズと目標とする鋳片Ｓの特性に応じて使用するゾーン数や冷却水量、圧縮空気量及び搬送速度が制御装置１０によって計算されて設定されるが、本実施形態では、図２に示したすべてのゾーンから水と空気を噴射して鋳片Ｓを冷却するとして説明する。

　１９対配置された冷却水噴射ノズル３２から所定量の冷却水Ｗと圧縮空気Ａを噴射するとともに、所定の速度で鋳片支持ロール５を回転させる。これらパラメータは、目標とする鋳片特性が得られるように、制御装置１０によって設定され、冷却水噴射ノズル３２及び鋳片支持ロール５に指令される。冷却設備３で鋳片Ｓを冷却することによって、所望の特性を確保した鋳片Ｓを鋳造できる。この冷却工程を経た鋳片Ｓは後工程に供される。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されずに種々の変更や改良を行なうことができる。図５は、水切り用ロールを有する鋳片の連続鋳造設備の部分断面模式図である。図５に示すように、鋳片の連続鋳造設備１の水冷装置３１の出側に水切り用ロール３３を設置し、鋳片Ｓ上に滞留した冷却水Ｗを切ってもよい。これにより、鋳片Ｓ上に滞留した冷却水Ｗによって、鋳片Ｓが局所的又は全面的に冷却されて、所望の冷却量、更には、所望の特性が局所的又は全面的に得られなくなることを抑制できる。

　良好な水切り性を得るために、水切り用ロール３３の鋳片Ｓへの押し付け力は、４ｔｏｎ以上であることが好ましい。水切り用ロール３３の鋳片Ｓへの押し付け力は６ｔｏｎ以上であることがより好ましく、８ｔｏｎ以上であることがさらに好ましい。一方、水切り用ロール３３の鋳片Ｓへの押し付け力を大きくしすぎると、水切り用ロール３３が弾性変形によってたわみ、鋳片Ｓと水切り用ロール３３との間にすき間が生じ、水切り性が悪化する。このため、水切り用ロール３３の鋳片Ｓへの押し付け力は２０ｔｏｎ以下であることが好ましい。

　水切り用ロール３３により押し付け力を付与する機構としては、バネ等のスプリング型や、空圧や油圧のような一定の押し付け力を付与できるものを用いればよい。水切り用ロール３３のたわみを調整する目的から、一定の押し付け力を維持できる機構が好ましく、さらには押し付け力を鋳片Ｓの長手方向で変更できるような機構を用いることが好ましい。

　また、鋳片支持ロール５が水切り用ロールを兼ねてもよい。その場合の鋳片支持ロール５の押し付け力は、上記範囲に限定されるものではない。鋳片支持ロール５によって鋳片Ｓを圧下した方が、高品質な鋳片が得られる場合があるからである。

　図６は、パージノズルを有する鋳片の連続鋳造設備の部分断面模式図である。図６に示すように、水切り用ロール３３に代えてパージノズル３４を配置し、水切りパージ３５を噴射することで、鋳片Ｓ上に滞留した冷却水Ｗを切ってもよい。水切りパージ３５は液体であってもよく、気体であってもよく、それらの混合流体であってもよい。但し、水切りパージ３５として液体を用いた場合、その噴射部分が冷却され鋳片Ｓの面内温度偏差が拡大するおそれがある。このため、水切りパージ３５としては気体を用いることが好ましい。生産コストの観点から、水切りパージ３５として空気を用いることがより好ましい。

　図７は、水切り用ロール及びパージノズルを有する鋳片の連続鋳造設備の部分断面模式図である。図７に示すように、水切り用ロール３３とパージノズル３４を併用してもよい。また、水冷装置３１の入側に水切り用ロール３３及びパージノズル３４のどちらかもしくはその両方を配置して、水冷装置３１から漏洩する冷却水Ｗを切ってもよい。これにより、冷却設備３に対する鋳片Ｓの送入温度が低下したり、冷却設備３の上流側や周囲にある別の装置（例えば鋳型２）に冷却水Ｗが流入したりすることを抑制できる。

　さらに水冷装置３１の入出側に限らず、各冷却ゾーンの入出側に水切り用ロール３３及びパージノズル３４のどちらかもしくはその両方を配置して、各冷却ゾーンを区切ってもよい。冷却ゾーンごとに異なる水量を噴射する場合に、冷却水量が異なるゾーンを区切ることで、鋼板の温度履歴を把握できるようになる。

　また、冷却設備３が有する全ての冷却水噴射ノズル３２が上記（１）式、（２）式又は（３）式を満足しなくてもよく、鋳片幅方向に隣り合う２以上の冷却水噴射ノズル３２が上記（１）式、（２）式又は（３）式を満足すればよい。これにより、上記（１）式、（２）式又は（３）式を満足する冷却水噴射ノズル３２を全く有さない鋳片の連続鋳造設備よりも冷却水の衝突を抑制でき、膜沸騰状態の崩壊を抑制できる。

　図８は、本実施形態に係る鋳片の連続鋳造設備の他の例を示す断面模式図である。図８に示すように、鋳片の連続鋳造設備４０には、水冷装置３１の入出側の両方に沸騰状態を核沸騰状態にする冷却水量を噴射できる冷却水噴射ノズル３６が設置され、目標とする鋳片Ｓの特性に応じてそれらを用いて鋳片Ｓを冷却する。このように、水冷装置３１の入出側に沸騰状態を核沸騰状態にする冷却水量を噴射する冷却水噴射ノズル３６が設けられていてもよい。なお、図８には、水冷装置３１の入出側の両方に冷却水噴射ノズル３６を設置した例を示したが、これに限らず、入出側のいずれか一方に冷却水噴射ノズル３６を設けてもよい。さらに、冷却水噴射ノズル３６が設置される冷却ゾーン数は、図８には水冷装置３１の入側３ゾーン、出側３ゾーンに冷却水噴射ノズル３６を設置した例を示したが、これに限らず、３ゾーン以外としてもよい。

　図９は、本実施形態に係る鋳片の連続鋳造設備の他の例を示す断面模式図である。図９に示すように、鋳片の連続鋳造設備５０には、冷却水噴射ノズル３２と沸騰状態を核沸騰状態にする冷却水量を噴射できる冷却水噴射ノズル３６を同一冷却ゾーンに配置されている。このように、冷却水噴射ノズル３２と冷却水噴射ノズル３６を同一冷却ゾーンに配置してもよく、冷却水噴射ノズル３２による冷却と冷却水噴射ノズル３６の冷却とを組み合わせることによって、さらに多彩な温度履歴となる冷却を実現できる。図９には２ゾーンに冷却水噴射ノズル３２と冷却水噴射ノズル３６とを同一冷却ゾーンに配置した例を示したが。これに限らず、２ゾーン以外としてもよい。

　図１０は、本実施形態に係る鋳片の連続鋳造設備の他の例を示す断面模式図である。図１０に示すように、鋳片の連続鋳造設備６０には、水冷装置３１内の冷却水噴射ノズルの一部に沸騰状態を核沸騰状態にする水量のみを噴射する冷却水噴射ノズル３７が配置されている。このように、水冷装置３１内の冷却水噴射ノズルの一部に冷却水噴射ノズル３７を配置してもよい。冷却水噴射ノズル３７以外の部分を水冷装置３１とみなし、当該部分で冷却水の衝突を抑制できれば、膜沸騰状態の崩壊が抑制されるという効果が得られるからである。なお、沸騰状態を核沸騰状態にする水量を噴射することができる冷却水噴射ノズル３６は、空気のみを噴射する１流体ノズルでも、水のみを噴射する１流体ノズルでも、水と空気の混合流体を噴射する２流体ノズルでもよい。

　鋳型２から抽出される鋳片Ｓは一般的に、冷却に加えて鋳片支持ロール５から圧下をうけながら搬送される。鋳片Ｓを圧下することによって、内部の偏析を軽減して鋳片品質が高められるためである。したがって、本実施形態に係る鋳片の連続鋳造方法と、公知の鋳片圧下技術とを組み合わせてもよく、これにより、製造される鋳片の品質をさらに高めることができる。この際、水冷装置３１の操業パラメータと公知の鋳片圧下技術に関する操業パラメータは互いに連成させることが好ましい。

　また、本実施形態に係る鋳片の連続鋳造設備１では鋳片支持ロール５を鋳片Ｓの１、３面側に配置した例を示したが、これに限らず、鋳片支持ロール５を２、４面側に配置してもよい。２、４面側をロールで支持、圧下することで、１、３面側の鋳片支持ロール５からの圧下で生じる幅方向の膨張を抑えることができる。

　次に、図２に示す鋳片の連続鋳造設備１を用いて連続鋳造した鋳片Ｓを冷却設備３で冷却し、圧延用素材のスラブを製造した実施例を説明する。鋳片の連続鋳造設備１において、冷却設備３は鋳型２の下流側に配置されており、その内部には水冷装置３１を構成する１９対の冷却水噴射ノズル３２と、２０対の鋳片支持ロール５が配置されている。冷却水噴射ノズル３２は長方形スプレーノズル、正方形スプレーノズル、円形スプレーノズルが付け替え可能な構造とし、鋳造条件に応じて入れ替えた。

　冷却設備３の出側から下流側に５ｍ離れた位置には温度計４を設置し、冷却設備３を通過した後の鋳片Ｓの幅方向の表層温度分布を測温した。温度計４で計測された鋳片Ｓの幅方向温度分布に対し、最大値から最小値を差し引いた値を鋳片S内の温度偏差値として評価し、温度偏差値が５０℃未満だった場合に温度偏差を合格とした。また、鋳造された鋳片Ｓを切断し製造したスラブに対し、後工程の検査でスラブ表面の微小な割れを追跡調査した。また、鋳片厚さ中心における偏析粒の個数を調査した。加えて、後工程にて，スラブを熱間及び冷間圧延後の鋼帯に対して検査を行ない、冷間圧延後の鋼帯に欠陥がみられたか否かを追跡調査した。さらに、温度計４での測温結果をもとにした伝熱シミュレーションを実施し、鋳片Ｓの表層冷却速度を算出した。本実施例における鋳片Ｓの鋳造条件と評価結果を下記表１に示す。なお、表１において角度は、長方形の場合はθ_１であり、正方形の場合はθ_２である。また、長さは、長方形の場合はｔ_１であり、正方形の場合はｔであり、円形の場合は直径Ｄである。

 

　発明例１－６の鋳片評価結果はいずれも合格であり、全幅全長で高品質なスラブを均一に得ることができ、冷間圧延後の鋼帯に欠陥は確認されず、出荷可能な製品となった。発明例４では、冷間圧延後の鋼帯に欠陥は確認できず、温度偏差は５０℃未満となったが、温度偏差は発明例２と比較して大きくなった。これは、噴射角度θ₁が大きくなったことで、スプレー水の搬送方向の速度成分が大きくなり、鋳片に噴射された冷却水を迅速に鋳片外に排出できず、局所的な過冷却部分が発生したためと考えられる。また、同じ条件においても、円形や正方形スプレーノズルを用いた場合よりも長方形スプレーノズルを用いた場合の方が幅方向の温度偏差が小さくなった。この結果は、長方形スプレーノズルを用いることで、流速が速い長軸方向の冷却水Ｗを鋳片Ｓの幅外に迅速に排出できたためと考えられる。

　長方形スプレーノズルを用いた場合、スプレー噴射面のアスペクト比が３０であるスプレーノズルを用いた場合が、最も温度偏差が小さくなった。アスペクト比が小さいと冷却水Ｗの排水効果が低くなる一方で、アスペクト比が大きいと冷却水Ｗが局所的に集中し温度偏差が大きくなる。この結果から、スプレー噴射面のアスペクト比には最適値があることが確認された。

　発明例７－９は、長方形、正方形、円形スプレーノズルを用いた場合であって、水量密度を高くした鋳造例である。発明例７－９では、温度偏差は５０℃未満と合格となったが、スラブ表面に微小な割れが数カ所発生した。この微小な割れは、冷却速度が過大となり、鋳片Ｓの表層がマルテンサイト化したためと考えられる。但し、発明例７－９の温度偏差は合格であったため、冷間圧延後の鋼帯に欠陥は確認されず、出荷可能な製品となった。

　発明例１０－１２は、長方形、正方形又は円形スプレーノズルを用いた場合であって、水量密度を低くした鋳造例である。発明例１０－１２では、温度偏差は５０℃未満と合格となったが、鋳片厚さ中心の偏析粒個数が増加した。この鋳片厚さ中心の偏析粒個数の増加は、冷却速度が過小となり、鋳片Ｓの内部における温度勾配が小さくなったためと考えられる。但し、発明例１０－１２の温度偏差は合格であったので、冷間圧延後の鋼帯に欠陥は確認されず、出荷可能な製品となった。

　比較例１は、フラットスプレーノズルを用いた場合であって、噴射角度を小さくして上記（１）式を満足しなくなった鋳造例である。比較例１では温度偏差が９０℃となり、全幅で均質なスラブを製造できず、圧延後の鋼帯に欠陥が発生した。このため、本スラブから製造した鋼帯は出荷できなかった。これは、隣り合うノズルから噴射された冷却水Ｗ同士が干渉し、その部分で膜沸騰状態が崩壊し、冷却能力が向上したためと考えられる。

　比較例２は、長方形スプレーノズルを用いた場合であって、噴射角度を大きくして上記（１）式を満足しなくなった鋳造例である。比較例２では温度偏差が２１８℃となり、全幅で均質なスラブを製造できず、圧延後の鋼帯に欠陥が発生した。このため、本スラブから製造した鋼帯は出荷できなかった。これは、鋳片Ｓ上の冷却水Ｗを鋳片Ｓの幅外に排出できず、鋳片Ｓの上に冷却水Ｗが滞留することで局所的に膜沸騰状態が核沸騰状態へ遷移したためと考えられる。

　比較例３、４は、正方形又は円形スプレーノズルを用いた場合であって、ノズル設置ピッチを短くし上記（２）式又は（３）式を満足しなくなった鋳造例である。比較例３、４では温度偏差が８６℃、９２℃となり、全幅で均質なスラブを製造できず、冷間圧延後の鋼帯に欠陥が発生した。このため、本スラブから製造した鋼帯は出荷できなかった。これは、隣り合うスプレーノズルから噴射された冷却水Ｗ同士が干渉し、その部分のみ冷却能力が向上したためと考えられる。

　１　　鋳片の連続鋳造設備
　２　　鋳型
　３　　冷却設備
　４　　温度計
　５　　鋳片支持ロール
　６　　垂直帯
　７　　湾曲帯
　８　　水平帯
　１０　制御装置
　１１　上位コンピュータ
　１２　制御部
　１３　記憶部
　１４　演算部
　１５　出力部
　２０　スプレー噴射面
　２１　辺
　２２　スプレー噴射面
　２３　辺
　２４　辺
　２５　スプレー噴射面
　３１　水冷装置
　３２　冷却水噴射ノズル
　３２ａ　冷却水噴射ノズル
　３２ｃ　冷却水噴射ノズル
　３３　水切り用ロール
　３４　パージノズル
　３５　水切りパージ
　３６　冷却水噴射ノズル
　３７　冷却水噴射ノズル
　４０　鋳片の連続鋳造設備
　５０　鋳片の連続鋳造設備
　６０　鋳片の連続鋳造設備
　Ｓ　　鋳片
　Ｗ　　冷却水

Claims (16)

1. 　鋳片を水冷する冷却設備を備える鋳片の連続鋳造設備であって、
   　前記冷却設備は、前記鋳片の幅方向に配置される２以上の冷却水噴射ノズルを有し、
   　前記鋳片の幅方向に隣り合う冷却水噴射ノズルのスプレー噴射面が重ならないように、前記２以上の冷却水噴射ノズルが配置される、鋳片の連続鋳造設備。
2. 　前記冷却水噴射ノズルのスプレー噴射面は長方形又は楕円であり、
   　前記２以上の冷却水噴射ノズルのそれぞれは、下記（１）式を満たす範囲内に配置される、請求項１に記載の鋳片の連続鋳造設備。
   

   

    
   　上記（１）式において、Ｌは前記冷却水噴射ノズルの設置ピッチ（ｍ）であり、θ_１は前記幅方向に対する前記スプレー噴射面の長辺方向又は長軸方向の角度（°）であり、ｔ_１は前記スプレー噴射面の短辺又は短軸の長さ（ｍ）である。
3. 　前記冷却水噴射ノズルのスプレー噴射面は正方形であり、
   　前記２以上の冷却水噴射ノズルのそれぞれは、下記（２）式を満たす範囲内に配置される、請求項１に記載の鋳片の連続鋳造設備。
   　Ｌ×ｓｉｎθ_２＞ｔ・・・（２）
   　上記（２）式において、Ｌは前記冷却水噴射ノズルの設置ピッチ（ｍ）であり、θ_２は前記幅方向に対する前記スプレー噴射面の１辺方向の角度（°）であり、前記スプレー噴射面の１辺は前記スプレー噴射面の各辺のうち隣り合うスプレー噴射面に最も近い辺であり、ｔは前記１辺の長さ（ｍ）である。
4. 　前記冷却水噴射ノズルのスプレー噴射面は円形であり、
   　前記２以上の冷却水噴射ノズルのそれぞれは、下記（３）式を満たす範囲内に配置される、請求項１に記載の鋳片の連続鋳造設備。
   　Ｌ＞Ｄ・・・（３）
   　上記（３）式において、Ｌは前記冷却水噴射ノズルの設置ピッチ（ｍ）であり、Ｄは前記スプレー噴射面の直径（ｍ）である。
5. 　前記スプレー噴射面のアスペクト比が１００以下である、請求項２に記載の鋳片の連続鋳造設備。
6. 　前記冷却設備での前記鋳片の表層冷却速度が０．３℃／ｓｅｃ以上１００℃／ｓｅｃ以下の範囲内である、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の鋳片の連続鋳造設備。
7. 　前記冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水量及び前記鋳片の搬送速度を制御する制御装置を備える、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の鋳片の連続鋳造設備。
8. 　前記冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水量及び前記鋳片の搬送速度を制御する制御装置を備える、請求項６に記載の鋳片の連続鋳造設備。
9. 　鋳片を水冷する冷却工程を有する鋳片の連続鋳造方法であって、
   　前記冷却工程では、鋳片の幅方向に配置される２以上の冷却水噴射ノズルから冷却水を噴射して前記鋳片を冷却し、
   　前記鋳片の幅方向に隣り合う冷却水噴射ノズルのスプレー噴射面が重ならないように、前記２以上の冷却水噴射ノズルが配置される、鋳片の連続鋳造方法。
10. 　前記冷却水噴射ノズルのスプレー噴射面が長方形又は楕円であり、
    　前記２以上の冷却水噴射ノズルのそれぞれは、下記（１）式を満たす範囲内に配置される、請求項９に記載の鋳片の連続鋳造方法。
    

    

     
    　上記（１）式において、Ｌは前記冷却水噴射ノズルの設置ピッチ（ｍ）であり、θ_１は前記幅方向に対する前記スプレー噴射面の長辺方向又は長軸方向の角度（°）であり、ｔ_１は前記スプレー噴射面の短辺又は短軸の長さ（ｍ）である。
11. 　前記冷却水噴射ノズルのスプレー噴射面が正方形であり、
    　前記２以上の冷却水噴射ノズルのそれぞれは、下記（２）式を満たす範囲内に配置される、請求項９に記載の鋳片の連続鋳造方法。
    　Ｌ×ｓｉｎθ_２＞ｔ・・・（２）
    　上記（２）式において、Ｌは前記冷却水噴射ノズルの設置ピッチ（ｍ）であり、θ_２は前記幅方向に対する前記スプレー噴射面の１辺方向の角度（°）であり、前記スプレー噴射面の１辺は前記スプレー噴射面の各辺のうち隣り合うスプレー噴射面に最も近い辺であり、ｔは前記１辺の長さ（ｍ）である。
12. 　前記冷却水噴射ノズルのスプレー噴射面が円形であり、
    　前記２以上の冷却水噴射ノズルのそれぞれは、下記（３）式を満たす範囲内に配置される、請求項９に記載の鋳片の連続鋳造方法。
    　Ｌ＞Ｄ・・・（３）
    　上記（３）式において、Ｌは前記冷却水噴射ノズルの設置ピッチ（ｍ）であり、Ｄは前記スプレー噴射面の直径（ｍ）である。
13. 　前記スプレー噴射面のアスペクト比が１００以下である、請求項１０に記載の鋳片の連続鋳造方法。
14. 　前記冷却工程での前記鋳片の表層冷却速度が０．３℃／ｓｅｃ以上１００℃／ｓｅｃ以下の範囲内である、請求項９から請求項１３のいずれか一項に記載の鋳片の連続鋳造方法。
15. 　前記冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水量及び前記鋳片の搬送速度を制御することで、前記冷却工程での前記鋳片の表層冷却速度及び前記鋳片の温度降下量の少なくとも一方を制御する、請求項９から請求項１３のいずれか一項に記載の鋳片の連続鋳造方法。
16. 　前記冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水量及び前記鋳片の搬送速度を制御することで、前記冷却工程での前記鋳片の表層冷却速度及び前記鋳片の温度降下量の少なくとも一方を制御する、請求項１４に記載の鋳片の連続鋳造方法。

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