KR102629986B1 - 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치 및 2차 냉각 방법 - Google Patents

연속 주조 주편의 2차 냉각 장치 및 2차 냉각 방법 Download PDF

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Abstract

(과제) 설비 투자나 운용 비용을 억제하고, 설비 제약이 엄격한 환경에서도 적용 가능하고, 높은 냉각 능력 제어성을 가진 강의 연속 주조에 있어서의 냉각 장치 및 방법을 얻는다.
(해결 수단) 본 발명에 따른 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치(1)는, 연속 주조기의 2차 냉각대에 있어서, 가이드 롤러(3)에 의해 지지 안내되는 주편(5)을 1유체 물 스프레이로 냉각하는 것으로서, 유량 특성이 상이한 2종류 이상의 물 스프레이 노즐(7)과, 각 물 스프레이 노즐(7)의 유량 특성에 따른 유량의 물을 조정 가능하게 공급하는 복수의 물 공급 라인(9)과, 사용하는 물 공급 라인(9)을 전환하는 전환 밸브(11, 13, 15)를 구비하고, 상기 유량 특성이 상이한 2종류 이상의 물 스프레이 노즐(7)이 상기 가이드 롤러 간의 극간에, 가이드 롤러(3)와 평행한 방향으로 일렬로 나열하여 설치되어 있는 냉각 존을 갖는다.

Description

연속 주조 주편의 2차 냉각 장치 및 2차 냉각 방법
본 발명은, 연속 주조 주편(cast piece)의 2차 냉각 장치 및 2차 냉각 방법에 관한 것이다.
일반적인 연속 주조 주편의 제조 방법을, 수직 굽힘형의 연속 주조 설비를 예로 들어, 도 4에 기초하여 설명한다.
턴디쉬(tundish)(도시 없음)로부터 주형(mold)(21)에 주입된 용강(molten steel)은, 주형(21)에서 1차 냉각되고, 응고 쉘을 형성한 평판 형상의 주편(5)이 되어 평판 형상으로 수직대(23)를 강하하여 만곡대(27)로 진행된다. 그리고 만곡대(27)의 입측의 굽힘부(25)에 있어서 주편(5)은 일정한 곡률 반경을 유지하도록 복수의 롤(도시하지 않음)로 가이드되면서 굽혀진다.
그 후, 교정부(29)에 있어서 곡률 반경을 순차 크게 하면서 굽힘 되돌려지고(교정되고), 교정부(29)를 나온 시점에서 주편(5)은 다시 평판 형상이 되어 수평대(31)로 진행된다. 수평대(31)에서 응고가 완료된 후, 주편(5)은 연속 주조기 출측에 설치된 가스 절단기(33)에 의해 소정의 길이로 절단된다.
주편(5)은 주형(21)을 나온 후, 수직대(23)로부터 수평대(31)에 걸쳐 중심부까지 응고를 완료시키기 위해 물 스프레이(물 1유체 스프레이(one-fluid water spray)나 물-공기 2유체 혼합 미스트 스프레이(two-fluid water-air mixed mist spray))를 사용한 2차 냉각을 실시하고 있다.
통상, 2차 냉각은 주형(21) 바로 아래의 수직대(23)에 있어서 대유량의 물을 분사하여 강냉각(intense cooling)을 실시함으로써 쉘의 강도를 확보하고 있다. 만곡대(27) 이후에서는 반대로 냉각을 약하게 하여, 내부의 고온부로부터의 열 전도에 의해 표면 온도를 상승(복열)시키고 있다. 그리고 교정부(29)에 있어서 표면 온도가 취화 온도역(brittle temperature range) 이상이 되도록 조정하여, 횡균열의 발생을 회피하고 있다.
연속 주조를 개시하고 나서 주조 속도가 최고 속도에 도달할 때까지의 기간이나, 주형으로의 용강의 주입을 정지하여 연속 주조를 종료하는 기간은 주조 속도가 크게 변화한다. 이 때, 2차 냉각대의 냉각 조건을 주조 속도의 변화에 맞추어 제어하지 않으면 안 된다.
냉각 조건의 제어가 적절하지 않은 경우, 예를 들면, 수직대에 있어서 냉각 과잉이 되면, 교정대 통과 시에 강(steel)의 Ⅲ 영역 취화(γ 저온 영역으로부터 γ/α 변태 온도역에 걸친 강의 취화 현상)에 기인한 표면 균열(횡균열)을 발생시켜 버린다.
주편의 온도가 지나치게 저하한 경우에는, 연속 주조기 출측에서의 가스 절단 시에 절단 불량과 그에 수반하는 주조 속도 조정 등의 트러블을 초래해 버린다.
한편, 생산 효율 향상의 목적으로 주조 속도를 증가시켜, 주편 중심부가 미응고인 채 교정을 행하고, 연속 주조 공정의 종반의 수평대에서 강냉각을 실시함으로써 응고를 완료시키는 방법도 취할 수 있다. 이러한 방법은 강종에 따라 적용 가부가 상이하고, 냉각의 과부족을 막기 위해 주편의 두께나 속도에 따라 강냉각대의 범위나 냉각수의 수량을 제어하지 않으면 안 된다.
이상과 같이, 연속 주조에 있어서의 주편의 2차 냉각에 있어서는, 냉각 조건을 크게 변화시킬 필요가 있다. 이에 대응하는 방법으로서, 예를 들면, 특허문헌 1에서는, 물과 압축 공기에 의한 2유체 스프레이에 의해 수량이 크게 변화한 경우에서도 안정적인 분사 상태를 얻을 수 있는 기술이 제안되어 있다.
특허문헌 2에서는, 물 1유체의 냉각에서, 압력이나 유량을 독립적으로 제어한 2계통의 냉각수를 단일의 분사구에 도입하고, 냉각 조건에 따라서 냉각수의 공급 유량을 크게 변화시키는 기술이 제안되어 있다.
특허문헌 3에서는, 수량역(range)에 따라서 물 1유체 스프레이와 물 공기 2유체 스프레이를 구분하여 사용함으로써 냉각수의 공급 유량을 변화시키는 기술이 제안되어 있다.
또한, 특허문헌 4에서는, 롤 간에 2열의 물 1유체 스프레이를 설치하고, 주조 속도의 변화에 따라서 물을 분사하는 열을 한쪽 혹은 양쪽에서 전환하여 냉각하는 기술이 제안되어 있다.
일본공개특허공보 2016-7602호 일본공개특허공보 평5-220550호 일본공개특허공보 2004-58117호 일본공개특허공보 소52-128836호
특허문헌 1의 기술에서는, 단일의 노즐로 폭넓은 냉각수의 수량 범위에서 안정적으로 분사 분포가 얻어지고 있긴 하지만, 냉각수의 공급 압력을 크게 변화시킬 필요가 있기 때문에, 특히 대유량 조건에서는 압력 손실이 커져 버린다. 이 경우, 대량의 압축 공기를 필요로 하기 때문에, 대용량의 컴프레서를 설치할 필요가 있어 설비 비용과 운용 비용이 커져 버린다.
특허문헌 2의 기술에서는, 압축 공기는 필요로 하지 않고, 압력·유량이 상이한 2계통의 냉각수를 공급함으로써 노즐로부터의 분사 수량의 제어 범위를 넓힐 수 있다고 하고 있다.
물 1유체 스프레이의 경우, 분사 수량은 노즐로의 물의 공급 압력에 의해 제어할 수 있지만, 일반적으로 분사 수량은 압력의 평방근(square root)에 비례하는 것이 알려져 있다. 턴다운비(turndown ratio)를 크게 하려면 압력비를 크게 할 필요가 있다. 예를 들면, 40배의 턴다운비를 실현하기 위해서는 최소·최대의 압력비가 1600배가 되어 펌프의 제어 능력을 초과해 버린다.
또한, 공급 압력을 내려 수량을 작게 한 경우에는 물의 분사 각도가 설계값보다도 작아져 버릴 위험이 있다. 이 결과, 냉각면에 충돌하는 물의 유량 분포가 불균일해져 냉각 편차가 발생하고, 표면 온도 편차에 기인한 열 응력에 의한 표면 균열(종균열)이 발생한다는 문제가 있다.
한편, 특허문헌 3의 기술에서는, 저유량역에서만 2유체 스프레이를 사용함으로써 공기의 소비량을 억제하고 있기는 하지만 특허문헌 1과 마찬가지로 설비·운용 비용에 문제가 있다. 2종류의 배관과 노즐을 사용함으로써 압력 손실을 억제하여 분사 분포의 안정성을 확보하고 있지만, 물 2계통과 공기 1계통의 배관을 동일한 롤 간의 스페이스에 배치하지 않으면 안 되어, 연속 주조기의 설계 부하 및 제조 비용이 증가한다.
특허문헌 4의 기술에서는, 물 1유체 2계통으로 함으로써 설계는 간소화되기는 하지만, 롤 간에 스프레이를 2열 배치하기 때문에, 롤 간격을 작게 하는 것이 곤란해진다. 롤 간격을 작게 할 수 없는 것은, 주편 중심부의 미응고 용강의 정압(static pressure)에 의해 주편폭 중앙부가 부풀어 오르는 벌징(bulging)의 억제에 불리하며, 주편의 내부 품질 불량을 초래해 버린다.
이상과 같이, 큰 설비 투자나 운용 비용을 필요로 하지 않고 높은 냉각 능력 제어성을 갖고, 주조 속도의 큰 변화에 대응하여 고속 주조를 안정적으로 실현하여, 더욱 양호한 표면 성상이나 내부 품질이 얻어지는 2차 냉각 장치 및 2차 냉각 방법의 개발이 요망되고 있다.
그래서, 본 발명은, 상기의 문제를 감안하여, 설비 투자나 운용 비용을 억제하고, 설비 제약이 엄격한 환경에서도 적용 가능하고, 높은 냉각 능력 제어성을 가진 강의 연속 주조에 있어서의 2차 냉각 장치 및 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.
(1) 연속 주조기의 2차 냉각대에 있어서, 복수의 가이드 롤러에 의해 지지 안내되는 주편을 1유체 물 스프레이로 냉각하는 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치로서, 유량 특성이 상이한 2종류 이상의 물 스프레이 노즐과, 각 물 스프레이 노즐의 유량 특성에 따른 유량의 물을 공급하는 복수의 물 공급 라인과, 사용하는 물 공급 라인을 전환하는 전환 장치를 구비하고, 상기 유량 특성이 상이한 2종류 이상의 물 스프레이 노즐이, 상기 가이드 롤러 간의 극간에, 상기 가이드 롤러의 회전축과 평행한 방향으로 일렬로 나열하여 설치되어 있는 냉각 존을 갖는, 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치.
(2) 상기 물 공급 라인의 수는, 상기 물 스프레이 노즐의 종류와 동수(同數)인, (1)에 기재된 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치.
(3) 상기 2종류 이상의 물 스프레이 노즐 중, 가장 분사 유량이 많은 스프레이 노즐에 의해 분사되는 물의 수량 밀도는, 가장 분사 유량이 적은 스프레이 노즐에 의해 분사되는 물의 수량 밀도의 20배 이상인, (1) 또는 (2)에 기재된 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치.
(4) 상기 2종류 이상의 물 스프레이 노즐 중, 가장 분사 유량이 많은 스프레이 노즐에 의해 분사되는 물의 수량 밀도는 500L/(㎡×min) 이상 2000L/(㎡×min) 이하이고, 가장 분사 유량이 적은 스프레이 노즐에 의해 분사되는 물의 수량 밀도는 50L/(㎡×min) 이상 500L/(㎡×min) 미만인, (1) 내지 (3)의 어느 하나에 기재된 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치.
(5) 주조 방향 상류측으로부터, 수직대, 굽힘부, 만곡대, 교정부, 수평대의 순으로 구성되는 상기 연속 주조기의 2차 냉각대에 있어서, 상기 냉각 존이, 상기 수평대 내에 1존 이상 설치되는, (1) 내지 (4)의 어느 하나에 기재된 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치.
(6) (5)에 기재된 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치를 이용하여 주편을 2차 냉각하는 연속 주조 주편의 냉각 방법으로서, 상기 수평대에 있어서의 주조 방향 상류측 구간을, 분사된 물이 주편 표면에서 핵 비등 상태(nucleate boiling state)가 되는 조건으로 물을 분사하여 주편을 냉각하는 강수냉 구간(intense water cooling section)으로 하고, 또한, 상기 강수냉 구간보다 주조 방향 하류측에서 상기 수평대 말단까지의 구간을, 상기 강수냉 구간보다도 수량 밀도를 저하시키고, 또한 주편 표면에 있어서의 냉각액의 비등 상태를 핵 비등으로 유지하는 약수냉 구간(mild water cooling section)으로 하는, 연속 주조 주편의 2차 냉각 방법.
본 발명에 있어서는, 유량 특성이 상이한 2종류 이상의 물 스프레이 노즐과, 각 물 스프레이 노즐의 유량 특성에 따른 유량의 물을 공급하는 복수의 물 공급 라인과, 사용하는 물 공급 라인을 전환하는 전환 장치를 구비하고, 유량 특성이 상이한 2종류 이상의 물 스프레이 노즐이 가이드 롤러 간의 극간에, 당해 가이드 롤러의 회전축과 평행한 방향으로 일렬로 나열하여 설치되어 있음으로써, 가이드 롤러 간의 극간을 크게 하는 일 없이, 높은 냉각 능력 제어성을 갖고, 주조 속도가 변화한 경우에서도 품질 저하나 트러블을 초래하는 일 없이, 주편을 안정적으로 제조할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 2차 냉각 장치의 주요부를 설명하는 설명도이다.
도 2는, 본 발명의 실시 형태에 따른 2차 냉각 장치에 있어서의 물 스프레이 노즐의 배치 및 분사 패턴을 설명하는 설명도이다.
도 3은, 본 발명의 실시 형태에 따른 2차 냉각 장치에 있어서의 수량 밀도의 제어 범위를 설명하는 그래프이다.
도 4는, 일반적인 연속 주조 설비의 개요를 설명하는 설명도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
[실시 형태 1]
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 2차 냉각 장치의 주요부를 설명하는 설명도이다. 도 2는, 본 발명의 실시 형태에 따른 2차 냉각 장치에 있어서의 물 스프레이 노즐의 배치 및 분사 패턴을 설명하는 설명도이다.
도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치(1)는, 연속 주조기의 2차 냉각대에 있어서, 복수의 가이드 롤러(3)에 의해 지지, 안내되는 주편(5)을 1유체 물 스프레이로 냉각하는 것이다. 2차 냉각 장치(1)는, 유량 특성인 분사 유량이 상이한 2종류 이상(본 실시 형태에서는 4종류)의 물 스프레이 노즐(7A, 7B, 7C, 7D)과, 각 물 스프레이 노즐(7)의 유량 특성에 따른 유량의 물을 공급하는 복수(본 실시 형태에서는, 물 스프레이 노즐(7)의 종류와 동수인 4개)의 물 공급 라인(9a, 9b, 9c, 9d)과, 사용하는 물 공급 라인(9)을 전환하는 전환 장치로서의 제1 전환 밸브(11), 제2 전환 밸브(13), 제3 전환 밸브(15)의 3개를 구비한다. 물 스프레이 노즐(7A, 7B, 7C, 7D)이 가이드 롤러(3) 간의 극간에, 가이드 롤러(3)와 평행한 방향으로 일렬로 나열하여 설치되어 냉각 존이 구성된다.
가이드 롤러(3)는, 주편(5)을 상하로 사이에 두고 회전함으로써, 주편(5)에 주조 방향으로의 인발력을 부여한다. 1개의 세그먼트에 복수의 가이드 롤러(3)가 소정의 간격으로 배치되어 있다. 주조 방향으로 인접하는 가이드 롤러(3) 간에는, 소정의 극간이 형성되어 있고, 이 극간에 물 스프레이 노즐(7)이 설치되어 있다. 설비의 규모에도 따르지만, 예를 들면, 수평대에는, 100 가까이의 가이드 롤러(3)가, 주조 방향으로 소정의 간격으로 배치되어 있고, 복수(예를 들면 10개)의 가이드 롤러(3)는 1개의 세그먼트로서 구성되어 1개의 결속(unit)으로서 유량 제어가 가능하게 되어 있다. 수평대에는, 예를 들면, 10개의 세그먼트가 설치된다.
4종류의 물 스프레이 노즐(7A, 7B, 7C, 7D)(물 스프레이 노즐군)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 가이드 롤러(3)의 극간에, 가이드 롤러(3)의 회전축과 평행한 방향으로 일렬로 나열하여 배치되어 있다. 이들 물 스프레이 노즐군에 의해 냉각되는 존을 냉각 존이라고 한다. 수평대에는, 당해 냉각 존이 1존 이상 설치된다. 도 1, 2에서는, 물 스프레이 노즐(7A)이 2개, 물 스프레이 노즐(7B)이 3개, 물 스프레이 노즐(7C)이 2개, 물 스프레이 노즐(7D)이 4개, 도시되어 있다. 그러나, 이들 개수는 설치되는 노즐수를 전부 나타내고 있는 것이 아니라, 일부가 생략되어 있으며, 실제로는, 어느 물 스프레이 노즐(7)이 선택된 경우라도, 주편(5)의 폭방향의 전체 폭을 커버할 수 있도록 각 물 스프레이 노즐(7)의 수가 설정된다.
본 실시 형태에서는, 유량 특성이 상이한 복수 종류의 물 스프레이 노즐(7)을 일렬로 배치하고 있기 때문에, 종류마다 주편(5) 폭방향의 배치되는 위치가 상이하다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 상이한 배치의 어느 종류의 물 스프레이 노즐(7)이 선택된 경우에서도 주편(5)의 폭방향으로 극간 없이 커버할 수 있도록, 물 스프레이 노즐(7)의 분사 각도를 상이하게 하고 있다.
사용하는 물 스프레이 노즐(7)은, 분사된 물이 부채형 혹은 충 원추형이나 충 각추형(full cone or pyramid pattern)으로 퍼져, 피냉각면(2개의 가이드 롤러(3)에 끼워진 주편의 상하 표면)에서의 수량 밀도 분포의 균일성이 높은 노즐을 이용하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 물 스프레이 노즐(7)의 열이 담당하는 피냉각면에 대하여 균일하게 냉각수를 분사할 수 있도록, 물 스프레이 노즐(7)로부터 분사되는 물이, 다른 물 스프레이 노즐(7)로부터 분사되는 물에 간섭하지 않도록 각 물 스프레이 노즐(7)을 조정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 부채형으로 물이 퍼지는 물 스프레이 노즐(7)을 이용한 경우에는, 물 스프레이 노즐(7)의 분사면이 직선상에 나열되지 않도록, 분사 방향을 조정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 분사한 물이 충 원추형이나 충 각추형이 되는 물 스프레이 노즐(7)을 이용한 경우에는, 물 스프레이 노즐(7)로부터 분사되는 물과 다른 물 스프레이 노즐(7)로부터 분사되는 물의 간섭이 최소가 되도록, 각 물 스프레이 노즐(7)의 배치 간격을 조정하는 것이 바람직하다.
도 3은, 본 발명의 실시 형태에 따른 2차 냉각 장치에 있어서의 수량 밀도의 제어 범위를 설명하는 그래프이다. 도 3을 이용하여, 4종류의 물 스프레이 노즐(7)의 종류마다의 유량 특성을 설명한다. 도 3의 종축은 수량 밀도(L/(㎡×min))이고, 횡축은 공급 압력(㎫)이다. 수량 밀도란, 물 스프레이 노즐(7)의 열로부터 분사되는 물의 총수량(L/min)을, 물 스프레이 노즐(7)의 열이 담당하는 피냉각면의 면적(㎡)으로 나누어 산출되는 값이다.
도 3에 나타내는 수량 밀도는, 물 스프레이 노즐(7)의 종류마다, 예를 들면 물 스프레이 노즐(7A)이 3개 형성된다고 하면, 3개의 평균의 수량 밀도이다. 물 스프레이 노즐(7A, 7B, 7C, 7D)의 수량 밀도는, 공급 압력이 0.1∼0.5(㎫)의 범위에서, 각각, A: 50∼150(L/(㎡×min)), B: 150∼370(L/(㎡×min)), C: 370∼880(L/(㎡×min)), D: 880∼2000(L/(㎡×min))이다.
따라서, 물 스프레이 노즐(7A)을 선택하여 공급 압력을 0.1(㎫)로 한 경우에는 최소의 수량 밀도 50(L/(㎡×min))이 되고, 물 스프레이 노즐(7D)을 선택하여 공급 압력을 0.5(㎫)로 한 경우에는 최대의 수량 밀도 2000(L/(㎡×min))이 된다. 즉, 본 실시 형태의 물 스프레이 노즐(7)은, 압력비가 5배에서 턴다운비를 40배로 할 수 있다.
물 공급 라인(9)은, 물 스프레이 노즐(7A, 7B, 7C, 7D)의 4종류의 유량 특성에 따른 유량의 물을 공급하기 위해, 본 실시 형태에서는, 4종류 형성되어 있다.
예를 들면, 물 스프레이 노즐(7A)에 물을 공급하는 물 공급 라인(9a)은, 주공급 라인(17)에 직접 또는 간접적으로 접속된 헤더부(9a1)와, 기단이 헤더부(9a1)에 접속되어 선단에 물 스프레이 노즐(7A)이 접속된 복수의 분기관(9a2)을 구비하고 있다. 그리고, 헤더부(9a1) 및 각 분기관(9a2)은 물 스프레이 노즐(7A)의 유량 특성에 따라서 헤더부(9a1)의 용량 및 분기관(9a2)의 지름이 설정되어 있다. 물 스프레이 노즐(7B, 7C, 7D)에 물을 공급하는 물 공급 라인(9b, 9c, 9d)에 대해서도 마찬가지이다.
각 물 공급 라인(9)에 물을 공급하는 주공급 라인(17)에는 도시하지 않는 공급 펌프가 접속되어 있다. 통상, 공급 펌프로부터는, 물 스프레이 노즐(7A, 7B, 7C, 7D)의 4종류에 대해서, 각각 최대 유량이 분사 가능한 압력 이상의 일정한 압력으로 냉각수가 공급된다. 그리고, 물 스프레이 노즐(7A, 7B, 7C, 7D)에 물을 공급하는 물 공급 라인(9a, 9b, 9c, 9d) 내에 형성된 밸브의 개도를 제어하여 각 물 스프레이 노즐(7)에 공급되는 냉각수의 압력을 변경한다. 공급 펌프의 토출압을 변경함으로써, 공급수의 압력을 변경해도 좋다.
선택된 물 스프레이 노즐(7)의 종류와, 필요시되는 수량 밀도에 따라 필요시되는 공급 압력이 상이하기 때문에, 이를 물 공급 라인(9a, 9b, 9c, 9d) 내에 형성된 밸브의 개도 제어나, 공급 펌프의 구동 제어에 의해 변경할 수 있도록 하고 있다.
제1 전환 밸브(11)∼제3 전환 밸브(15)는, 어느 물 공급 라인(9)에 물을 흐르게 할지를 전환하는 밸브로서, 4방변(four-way valves)에 의해 구성된다. 4방변으로 구성됨으로써, 1개의 물 공급 라인(9)에만 물을 공급하고, 다른 3개의 물 공급 라인(9)에는 물이 공급되지 않도록 유로를 전환할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 실시 형태에서는, 가이드 롤러(3)의 각 극간에 설치된 물 스프레이 노즐(7A, 7B, 7C, 7D)은, 냉각 조건, 즉 필요시되는 수량 밀도에 따라서, 1종류가 선택되고, 선택된 물 스프레이 노즐(7)에 따른 유량의 물이 공급 펌프로부터 물 공급 라인(9a, 9b, 9c, 9d)을 통하여 공급된다.
예를 들면, 필요시되는 수량 밀도가 50(L/(㎡×min))인 경우에는, 0.1(㎫)의 압력의 냉각수가 물 공급 라인(9a)에 공급되고, 물 스프레이 노즐(7A)로부터 토출된다. 냉각수는 공급 펌프로부터 토출 압력 0.5(㎫)로 물 공급 라인(9a)에 공급되고, 물 공급 라인(9a) 내에 설치된 밸브(도시하지 않음)의 개도를 작게 하는 제어가 행해지고, 0.1(㎫)로 감압되어 물 스프레이 노즐(7A)에 공급된다. 제1 전환 밸브(11)∼제3 전환 밸브(15)의 조작은, 수동 또는 자동으로 행해진다. 자동으로 행하는 경우에는, 도시하지 않는 제어부의 제어 신호에 의해, 도시하지 않는 액추에이터를 작동시켜, 주조 속도에 따라서 제1 전환 밸브(11)∼제3 전환 밸브(15)를 조작하면 좋다.
본 실시 형태에 의하면, 주조 속도가 변화해도, 약냉 조건에서 강냉 조건까지를, 도 3의 공급 압력과 수량 밀도의 관계에 나타내는 바와 같이, 물 스프레이 노즐(7A∼7D)로 전환함으로써, 압력비를 5배로 억제하면서 턴다운비 40배를 실현할 수 있다. 이에 따라, 큰 설비 투자나 운용 비용을 필요로 하지 않고, 고속 주조를 안정적으로 실현하고, 추가로 주편(5)의 양호한 표면 성상이나 내부 품질이 얻어진다.
상기의 설명에서는, 가이드 롤러(3)와 가이드 롤러(3)의 1개의 극간에 설치하는 물 스프레이 노즐(7A∼7D) 및 물 공급 라인(9a∼9d)의 구성에 대해서 설명했지만, 연속 주조기의 정비를 효율적으로 행하기 위해서는, 각 세그먼트의 설계는 공통인 것이 바람직하다. 그 때문에 동일한 구성으로 넓은 수량 밀도 범위로 제어할 수 있는 2차 냉각 장치, 즉, 냉각수의 수량 밀도의 제어 가능한 최소값과 최대값의 비(턴다운비)가 큰 2차 냉각 장치가 요구된다.
그래서, 예를 들면, 수평대를 구성하는 모든 세그먼트에 대해서 공통의 사양으로 하여, 어느 세그먼트라도 큰 턴다운비로 냉각할 수 있도록 하여, 주조 방향의 어느 위치라도, 마찬가지로 냉각 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 폭넓은 냉각 조건에 대응 가능한 턴다운비는 20배 이상(50∼1000L/(㎡×min))인 것이 바람직하고, 40배 정도(50∼2000L/(㎡×min))인 것이 보다 바람직한 것이 발명자의 검토에 의해 알 수 있다.
[실시 형태 2]
다음으로, 상기의 실시 형태 1에서 설명한 2차 냉각 장치(1)를 이용한 2차 냉각 방법에 대해서 설명한다.
실시 형태 1에서 설명한 2차 냉각 장치(1)를 이용함으로써, 주조 속도가 변화하는 경우에도, 적합한 2차 냉각 방법을 실현할 수 있지만, 2차 냉각 장치(1)를 이용함으로써 추가로 냉각수량을 저감하면서 주조 속도를 높일 수 있다. 이 점에 대해서 이하 설명한다.
배경 기술에서 설명한 바와 같이, 주편(5)은 주형을 나온 후, 수직대(23)에서 수평대(31)에 걸쳐 중심부까지 응고를 완료시키기 위해 물 스프레이(물 1유체 스프레이나 물-공기 2유체 혼합 미스트 스프레이)를 사용한 2차 냉각을 실시하고 있다. 2차 냉각은 주형 바로 아래에서 만곡대(27)에 들어갈 때까지의 수직대(23)에 있어서 대유량의 물을 분사하여 강냉각을 실시함으로써 쉘의 강도를 확보하고 있다. 만곡대(27) 이후에서는 반대로 냉각을 약하게 하여, 내부의 고온부로부터의 열 전도에 의해 표면 온도를 상승(복열)시키고 있다. 그리고 교정대에 있어서 표면 온도가 취화 온도역 이상이 되도록 조정하여, 횡균열의 발생을 회피하고 있다.
한편, 중심부에 대해서는 생산성의 향상을 위해 주조 속도를 올리면 미응고인 채 교정부(29)를 통과하게 된다. 이 때문에, 더욱 주조 속도를 증가하려면, 수평대에서 확실히 응고시키기 위해 수평대(31) 전단의 수량을 증가시켜 강냉각 조건으로 냉각하는 것이 필요해진다.
특히, 안정적인 강냉각 조건을 실현하기 위해서는 주편(5)의 표면에서 냉각수가 핵 비등 상태에 있는 것이 바람직하다. 여기에서, 핵 비등이란, 발포점을 핵으로 하여 기포가 발생하여, 냉각액이, 냉각 대상으로부터 매우 높은 열을 빼앗을 수 있는 비등 상태이다. 핵 비등에 이르고 있지 않은 비등 상태를 막 비등(film boiling)이라고 한다. 막 비등은, 냉각액과 냉각 대상의 경계에 증기의 막이 생기고, 그것이 단열층이 되어, 냉각액이, 냉각 대상으로부터 빼앗을 수 있는 열량이 작은 비등 상태이다.
발명자는, 주편(5)이 강냉각대에 진입하여 신속하게 핵 비등 상태를 실현하기 위한 수량 밀도를 검토한 결과, 500L/(㎡×min) 이상 필요하다는 것을 알 수 있었다. 핵 비등 상태에서는 냉각 능력의 유량 의존성이 작아지기 때문에, 냉각수의 공급 능력을 과잉으로 크게 할 필요는 없고, 수량 밀도 2000L/(㎡×min) 이하로 하면 좋은 것도 알 수 있었다.
또한, 대유량의 냉각수로 일단 핵 비등 상태가 실현되어 주편 표면 온도가 저하하면, 대량의 냉각수를 분사하지 않고서도 핵 비등은 유지할 수 있다. 그 때문에, 연속 주조기 전체에서 사용할 수 있는 냉각수의 총량에 제한이 있는 경우 등은, 강냉각대의 후단의 수량 밀도를 500L/(㎡×min) 미만으로 수량을 좁혀도 상관 없다. 단, 발명자들의 검토의 결과, 수량 밀도가 50L/(㎡×min) 이상이 아니면 안정적으로 핵 비등 상태를 유지할 수 없는 것도 알 수 있었다.
이와 같이, 수평대(31)에 있어서는 그의 전단에 있어서 대유량으로 핵 비등 상태에서의 강냉각을 행하고, 후단에서는 핵 비등을 유지하는 정도의 소유량으로의 강냉각을 행함으로써, 냉각수량을 저감하면서 주조 속도를 증대할 수 있다.
즉, 본 실시 형태의 연속 주조 주편의 2차 냉각 방법은, 주조 방향 상류측으로부터, 수직대(23), 굽힘부(25), 만곡대(27), 교정부(29), 수평대(31)의 순으로 구성되는 연속 주조기의 2차 냉각대에 있어서, 실시 형태 1에 기재된 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치(1)를 이용하여 주편(5)을 2차 냉각하는 연속 주조 주편의 냉각 방법이다. 2차 냉각대의 수평대(31)에 있어서의 주조 방향 상류측 구간은, 분사된 냉각수가 주편 표면에서 핵 비등 상태가 되는 조건으로 냉각수를 분사하여 주편(5)을 냉각하는 강수냉 구간이고, 또한, 당해 강수냉 구간보다도 주조 방향 하류측이며 수평대(31)의 말단까지의 구간은, 냉각수의 수량 밀도를 저하시키고, 또한 주편 표면에 있어서의 냉각액의 비등 상태를 핵 비등으로 유지하는 약수냉 구간이다. 이와 같이 강수냉 구간 및 약수냉 구간을 설정함으로써, 냉각수량을 저감하면서 주조 속도를 높일 수 있다.
핵 비등을 실현하는 강수냉 구간으로서, 수평대(31)의 최상류부에 개별로 수량 밀도를 제어할 수 있는 최소의 수량 제어 구간이 1개 있으면 좋다. 핵 비등이 실현되면, 그 이후의 구간에서는, 핵 비등을 유지하기 위한 최소한의 수량 밀도로 냉각하면 좋고, 이에 따라, 핵 비등에 의한 냉각을 안정적으로 행할 수 있다.
냉각수가 주편 표면에 접촉하여 비등하면, 기화하여 수증기가 된다. 이 수증기가 공기 중에서 응결된 김(steam)(수연(水煙))이 관찰된다. 여기에서, 핵 비등 상태에서는, 주편 표면에 접촉한 냉각수는 격렬하게 발포하여, 대량의 수증기가 발생하기 때문에, 수연의 발생량이 많아진다. 이에 대하여, 막 비등 상태에서는, 비등하는 냉각수의 발포가 적기 때문에, 수증기 및 수연의 발생량도 적어진다.
그래서, 각 구간에 카메라를 설치하여, 수연의 발생량을, 육안에 의한 관측이나 투과율계에 의한 계측에 의해 감시한다. 미리, 실험에 의해 핵 비등과 막 비등을 구별하는 수연의 발생량의 문턱값을 구해 두고, 당해 수연의 발생량이 문턱값을 초과하는지 아닌지를 확인함으로써, 소정의 구간에서 핵 비등 상태를 달성할 수 있었는지 확인할 수 있다. 그리고, 핵 비등 상태를 달성할 수 없었던 경우에는 냉각수의 수량을 늘리도록 조정한다. 이에 따라, 확실하게 핵 비등 상태를 달성 및 유지할 수 있다.
비등을 포함한 대류 열 전달에 있어서, 유체 온도와 고체 온도는 양자가 접촉하는 점에서 국소적으로 동일해진다. 대기압하에 있어서 액체 상태의 물은 비점까지밖에 온도가 상승하지 않기 때문에, 핵 비등이 실현되어 있으면, 주편의 표면 온도도 약 100℃가 되어 있다고 생각된다. 이 때문에, 소형의 프로브를 갖는 접촉식의 온도계를 이용하여 주편 표면과 주위의 냉각수의 온도를 측정하고, 당해 온도가 100℃ 근방에서 안정되어 있는 것을 확인함으로써 핵 비등 상태를 달성할 수 있었는지 확인할 수 있다. 그리고, 핵 비등 상태를 달성할 수 없었던 경우에는 냉각수의 수량을 늘리도록 조정한다. 이에 따라, 확실하게 핵 비등 상태를 달성 및 유지할 수 있다.
수평대(31)를 구성하는 각 세그먼트의 설계를 공통으로 함으로써, 동일한 구성으로 넓은 분사 수량 범위로 제어할 수 있고, 나아가서는 연속 주조기의 정비를 효율적으로 행할 수 있다.
강수냉 구간의 범위는, 주편 두께나 강종에 따라 상이하기 때문에, 주조 방향 즉 주편(5)의 길이 방향으로 유연하게 변경할 수 있는 것이 바람직하다.
이를 위해서는, 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 턴다운비를 크게 취할 수 있는 2차 냉각 장치(1)가, 수평대(31)를 구성하는 모든 세그먼트에 설치되어 있는 것이 바람직하다.
실시예
실시 형태 1의 2차 냉각 장치(1)(도 1, 도 2 참조)를 수평대(31)에 설치한 수직 굽힘형의 연속 주조기(도 4 참조)를 이용하여 주편(5)을 제조하고, 본 발명의 효과를 확인한 실시예를 설명한다.
물 스프레이 노즐(7)은, 4종류 사용하는 설계로 했지만, 일부의 실시예에서는 사용하는 노즐종을 한정하고 있다. 연속 주조기의 기장은 45m로, 기단에는 주편 표면의 온도 분포를 측정하는 온도계와 가스 절단기(33)가 설치되어 있다.
냉각 조건이나 주조 속도, 슬래브 두께를 변화시켜 주편(5)을 제조하고, 냉각 중의 온도 편차나 주조 후의 표면 성상이나 내부 결함, 제조 비용을 평가했다.
제조 조건과 평가를 하기의 표 1에 나타낸다. 표 중, 본 발명예의 범위의 것을 실시예 1∼8로 하고, 발명 범위를 벗어나는 것을 비교예 1∼6으로 하고 있다.
일부의 비교예에서는 사전의 수치 해석에 의한 검토의 결과, 비용의 문제로부터 실제로는 설비를 제작하지 않고, 제조를 행하고 있지 않은 것도 있다.
비교예 1 및 실시예 1, 2에서는, 235㎜ 두께의 주편(5)을 각각 종래 기술의 조건과 본 발명의 기술을 적용한 조건으로 제조했다.
비교예 1에서는 1유체 스프레이로 냉각하고, 주조 속도 고속화를 위해 도중 대유량 조건으로 냉각하는 구간을 설정했다. 설정 수량 밀도의 최소값을 10L/(㎡×min), 최대값을 100L/(㎡×min)로 하여 목표 턴다운비를 10배로 했다.
그러나, 이 비교예 1에서는, 냉각수의 공급 압력비가 100배가 되어 실제로는 압손(pressure loss) 때문에 목표와 같은 턴다운은 실현할 수 없었다. 그 때문에 주조 속도의 최고값은 1.8mpm으로 제한되었다. 대유량 조건에서는 스프레이의 냉각 패턴이 불균일해져, 냉각에 의해 주편 표면에 온도 편차가 발생했다. 그 결과, 표면에 불균일한 열 응력이 생기고, 주조 후에 표면을 검사한 결과 표면 균열이 확인되었다.
한편, 실시예 1에서는 본 발명의 기술을 적용하여, 2종류의 물 스프레이 노즐 및 물 공급 라인(9)을 사용하여, 물의 공급 압력비 5배로 턴다운비 20배(최소 50L/(㎡×min)∼최대 1000L/(㎡×min))를 안정적으로 실현할 수 있었다. 종래 기술을 이용하여 제조한 경우보다도 대유량의 강냉각 조건이 안정적으로 실현됨으로써, 주조 속도의 상한을 1.8mpm에서 2.7mpm까지 높일 수 있었다. 제조 후에 검사한 결과 균열 등의 결함은 확인되지 않았다. 더하여, 1유체 스프레이이기 때문에, 에어 컴프레서를 필요로 하지 않아 설비의 도입 비용, 운용 비용을 억제할 수 있었다.
실시예 2에서는, 4종류의 노즐 및 배관을 사용하여, 물의 공급 압력비 5배로 턴다운비 40배(최소 50L/(㎡×min)∼최대 2000L/(㎡×min))를 안정적으로 실현할 수 있었다. 종래 기술을 이용하여 제조한 경우보다도 대유량의 강냉각 조건이 안정적으로 실현됨으로써, 주조 속도의 상한을 1.8mpm에서 3.0mpm까지 더욱 높일 수 있었다. 제조 후에 검사한 결과 균열 등의 결함은 확인되지 않았다.
비교예 2, 3 및 실시예 3, 4는 각각 비교예 1 및 실시예 2와 마찬가지의 냉각 조건으로 슬래브 두께를 200㎜와 260㎜로 변경한 예이다.
슬래브 두께를 235㎜로부터 200㎜로 얇게 한 경우, 주조 속도를 상승시킬 수 있지만, 비교예 2에서는 비교예 1과 마찬가지로 냉각 편차에 의해 표면 균열이 발생했다. 한편, 실시예 3에서는 결함은 발생하지 않고, 주조 속도도 최고로 3.3mpm이 되어, 비교예 2의 최고 2.3mpm보다도 증속할 수 있었다.
슬래브 두께를 235㎜로부터 260㎜로 두껍게 한 경우, 최고 주조 속도가 제한될 뿐만 아니라 비교예 3에서는 비교예 1과 마찬가지로 냉각 편차에 의해 표면 균열이 발생했다.
한편, 실시예 4에서는 최고 주조 속도는 2.8mpm이 되어, 비교예 3의 최고 1.3mpm보다도 고속으로 주조 가능하고, 결함을 발생시키는 일 없이 제조할 수 있었다.
비교예 4는 1종류의 2유체 스프레이를 이용한 경우의 검토 결과이다. 노즐의 능력 평가의 단계에서는, 냉각수의 공급 압력비 30배로 턴다운비가 20배(최소 10L/(㎡×min)∼최대 200L/(㎡×min))가 되어, 비교예 1∼3과 비교하여 작은 압력비로 고(高)턴다운을 실현할 수 있는 것을 알 수 있었다.
그러나, 고압, 대유량의 압축 공기를 공급할 필요가 있어, 1유체 스프레이만을 이용한 실시예 1 등보다도 에어 컴프레서의 도입 비용과 운용 중의 에너지 비용이 커지기 때문에 설비 도입은 보류했다.
한편, 비교예 5는 1유체 스프레이와 2유체 스프레이를 전환하여 사용하는 방법으로, 비교예 4보다도 더욱 낮은 압력비(5배)로 높은 턴다운비(20배)를 실현할 수 있었지만, 이 경우도 실시예에 비해 비용면에서 뒤떨어졌기 때문에 설비 도입은 보류했다.
비교예 6은 2종류의 1유체 스프레이 노즐을 사용하여 압력비 5배로 턴다운비 20배(최소 50L/(㎡×min)∼최대 1000L/(㎡×min))를 실현한 예이다. 이 예에서는, 가이드 롤의 간격을 넓혀, 2종류의 노즐을 롤과 평행하게 2열로 배치했다. 이 냉각 장치를 2차 냉각대 중에서 고턴다운비가 요구되는 일부의 세그먼트에만 도입하여 실험을 행했다. 수량 밀도의 범위와 턴다운비는 실시예 1과 동일하기는 하지만, 스프레이 노즐을 2열로 배치한 결과, 롤 간격이 넓어져 벌징량이 커졌다. 이 때문에, 주조 후의 주편(5)을 검사한 결과 내부 균열이 확인되고, 중심 편석(centerline segregation)의 정도도 악화되었다.
실시예 5는 2종류의 1유체 스프레이 노즐을 사용하여 압력비 2배로 턴다운비를 40배(최소 50L/(㎡×min)∼최대 2000L/(㎡×min))로 한 예이다. 단, 이 예에서는 냉각 능력의 제어 범위를 약냉각과 강냉각의 2수준으로 한정했기 때문에, 각 물 스프레이 노즐의 유량 제어 범위를 작게 함으로써 공급 압력비를 5배로부터 2배로 보다 작게 할 수 있었다.
한편으로, 냉각 장치 전체의 유량의 제어 범위는 단속적으로 되어 있다. 이 예에서는, 실시예 1이나 실시예 2와 비교하여 주조 속도의 변동에 대한 냉각 능력의 제어성은 뒤떨어지기는 하지만, 동(同)정도의 고속 주조가 가능하고, 제조 후의 주편(5)에도 결함은 확인되지 않았다.
실시예 6은 2종류의 1유체 스프레이 노즐을 사용하여 압력비 2배로 턴다운비를 11배(최소 50L/(㎡×min)∼최대 550L/(㎡×min))로 한 예이다.
이 예에서는, 최대의 수량 밀도를 핵 비등을 유지할 수 있는 범위에서 작게 했기 때문에, 주조 속도의 상한은 2.5mpm이 되고, 슬래브 두께가 동일한 235㎜인 실시예 1, 2 및, 5와 비교하여 주조 속도 상승분은 적어졌다. 조업상의 문제는 없고, 제조 후의 주편(5)에도 결함은 확인되지 않았다.
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실시예 7은 2종류의 1유체 스프레이 노즐을 사용하여 압력비 5배로 턴다운비를 5배(최소 400L/(㎡×min)∼최대 2000L/(㎡×min))로 한 예이다.
이 예에서는, 최소의 수량 밀도를 크게 했기 때문에, 주편의 냉각이 빠르고, 주조 속도의 상한은 3.0mpm이 되고, 또한 약수냉 구간보다 기단측에서 냉각수의 분사를 정지했다. 조업상의 문제는 없고, 제조 후의 주편(5)에도 결함은 확인되지 않았다.
실시예 8은 2종류의 1유체 스프레이 노즐을 사용하여 압력비 5배로 턴다운비를 20배(최소 45L/(㎡×min)∼최대 900L/(㎡×min))로 한 예이다. 이 예에서는, 최소의 수량 밀도를 작게 했기 때문에, 핵 비등을 신속하게 실현할 수 없어, 주편의 폭방향으로 온도 편차가 발생했다. 이 때문에, 주편에 경미한 표면 균열이 발생하기는 했지만 주조 속도의 상한은 2.6mpm이 되었다.
이상과 같이, 턴다운비를 크게 취할 수 있는 2차 냉각 장치(1)를 이용함으로써, 주조 속도의 변동에 대한 2차 냉각의 제어성이 높아져, 주조 속도를 크게 하면서도 고품질의 주편(5)의 제조를 실현할 수 있는 것이 실증되었다. 상기 실시예에서는 수평대(31)에 본 발명을 적용한 예를 나타냈지만, 수평대(31)보다도 상류측의 다른 냉각대에 적용해도 좋고, 복수의 냉각대에 걸쳐 적용해도 좋다.
1 : 2차 냉각 장치
3 : 가이드 롤러
5 : 주편
7A, 7B, 7C, 7D : 물 스프레이 노즐
9a, 9b, 9c, 9d : 물 공급 라인
9a1, 9b1, 9c1, 9d1 : 헤더부
9a2, 9b2, 9c2, 9d2 : 분기관
11 : 제1 전환 밸브
13 : 제2 전환 밸브
15 : 제3 전환 밸브
17 : 주공급 라인
<종래예>
21 : 주형
23 : 수직대
25 : 굽힘부
27 : 만곡대
29 : 교정부
31 : 수평대
33 : 가스 절단기

Claims (10)

  1. 연속 주조기의 2차 냉각대에 있어서, 복수의 가이드 롤러에 의해 지지 안내되는 주편(cast piece)을 1유체 물 스프레이(one-fluid water spray)로 냉각하는 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치로서,
    유량 특성이 상이한 2종류 이상의 물 스프레이 노즐과,
    각 물 스프레이 노즐의 유량 특성에 따른 유량의 물을 공급하는 복수의 물 공급 라인과,
    상기 복수의 물 공급 라인 중 하나의 물 공급 라인에만 물을 공급하고, 다른 물 공급 라인에는 물이 공급되지 않도록, 사용하는 물 공급 라인을 전환하는 전환 장치
    를 구비하고,
    상기 유량 특성이 상이한 2종류 이상의 물 스프레이 노즐이, 상기 가이드 롤러 간의 극간에, 상기 가이드 롤러의 회전축과 평행한 방향으로 일렬로 나열하여 설치되고, 상기 복수의 물 공급 라인 중 어느 물 공급 라인을 사용하는 경우에서도, 상기 주편의 폭방향의 전체 폭을 극간 없이 커버할 수 있도록 각 물 스프레이 노즐의 수 및 분사 각도를 상이하게 하고 있는 냉각 존을 갖는, 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 물 공급 라인의 수는, 상기 물 스프레이 노즐의 종류와 동수(同數)인, 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2종류 이상의 물 스프레이 노즐 중, 가장 분사 유량이 많은 스프레이 노즐에 의해 분사되는 물의 수량 밀도는, 가장 분사 유량이 적은 스프레이 노즐에 의해 분사되는 물의 수량 밀도의 20배 이상인, 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 2종류 이상의 물 스프레이 노즐 중, 가장 분사 유량이 많은 스프레이 노즐에 의해 분사되는 물의 수량 밀도는, 가장 분사 유량이 적은 스프레이 노즐에 의해 분사되는 물의 수량 밀도의 20배 이상인, 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 2종류 이상의 물 스프레이 노즐 중, 가장 분사 유량이 많은 스프레이 노즐에 의해 분사되는 물의 수량 밀도는 500L/(㎡×min) 이상 2000L/(㎡×min) 이하이고, 가장 분사 유량이 적은 스프레이 노즐에 의해 분사되는 물의 수량 밀도는 50L/(㎡×min) 이상 500L/(㎡×min) 미만인, 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 2종류 이상의 물 스프레이 노즐 중, 가장 분사 유량이 많은 스프레이 노즐에 의해 분사되는 물의 수량 밀도는 500L/(㎡×min) 이상 2000L/(㎡×min) 이하이고, 가장 분사 유량이 적은 스프레이 노즐에 의해 분사되는 물의 수량 밀도는 50L/(㎡×min) 이상 500L/(㎡×min) 미만인, 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 2종류 이상의 물 스프레이 노즐 중, 가장 분사 유량이 많은 스프레이 노즐에 의해 분사되는 물의 수량 밀도는 500L/(㎡×min) 이상 2000L/(㎡×min) 이하이고, 가장 분사 유량이 적은 스프레이 노즐에 의해 분사되는 물의 수량 밀도는 50L/(㎡×min) 이상 500L/(㎡×min) 미만인, 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 2종류 이상의 물 스프레이 노즐 중, 가장 분사 유량이 많은 스프레이 노즐에 의해 분사되는 물의 수량 밀도는 500L/(㎡×min) 이상 2000L/(㎡×min) 이하이고, 가장 분사 유량이 적은 스프레이 노즐에 의해 분사되는 물의 수량 밀도는 50L/(㎡×min) 이상 500L/(㎡×min) 미만인, 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    주조 방향 상류측으로부터, 수직대, 굽힘부, 만곡대, 교정부, 수평대의 순으로 구성되는 상기 연속 주조기의 2차 냉각대에 있어서, 상기 냉각 존이, 상기 수평대 내에 1존 이상 설치되는, 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치.
  10. 제9항에 기재된 연속 주조 주편의 2차 냉각 장치를 이용하여 주편을 2차 냉각하는 연속 주조 주편의 냉각 방법으로서,
    상기 수평대에 있어서의 주조 방향 상류측 구간을, 분사된 물이 주편 표면에서 핵 비등 상태(nucleate boiling state)가 되는 조건으로 물을 분사하여 주편을 냉각하는 강수냉 구간(intense water cooling section)으로 하고, 또한, 상기 강수냉 구간보다 주조 방향 하류측에서 상기 수평대 말단까지의 구간을, 상기 강수냉 구간보다도 수량 밀도를 저하시키고, 또한 주편 표면에 있어서의 냉각액의 비등 상태를 핵 비등으로 유지하는 약수냉 구간(mild water cooling section)으로 하는, 연속 주조 주편의 2차 냉각 방법.
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