CN107000046B - 弯月面流动控制装置和使用该装置的弯月面流动控制方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的弯月面流动控制装置包括：弯月面流动检测单元，其用于在钢水的弯月面流动形态下检测由多个温度测量器测量的各位置处的相对温度值，并对由所述多个温度测量器测量的温度值进行相对比较，从而判定钢水弯月面的流动状态为正常还是异常；磁场产生单元，其安装在模具外侧以产生磁场并借助于磁场来控制钢水的流动；以及流动控制单元，其用于在判定由弯月面流动检测单元检测到的弯月面流动状态为正常时保持磁场产生单元在当前状态下的操作，并且用于在判定检测到的弯月面流动状态为异常时控制磁场产生单元以将弯月面流动调节至正常。因此，根据本发明的实施方式，安装在模具上侧的多个温度测量器检测弯月面的宽度方向上的各位置处的温度并相对地显示这些温度。因此，温度被换换成钢水弯月面中的各位置的相对高度，从而允许检测弯月面流动状态。此外，易于对钢水弯月面的正常或异常状态进行监控，并且可以减少钢水弯月面的缺陷的出现。

Description

弯月面流动控制装置和使用该装置的弯月面流动控制方法
技术领域
本发明涉及弯月面流动控制装置以及使用该装置的弯月面流动控制方法，更具体地涉及容易地控制模具内的钢水弯月面的流动的弯月面流动控制装置以及使用该装置的弯月面流动控制方法。
背景技术
一般而言，连续铸造过程是这样的过程：将钢水连续地注入到呈预定形状的模具中，接着将在模具内半凝固的钢水连续地拉出至模具的下侧以制造呈各种形状的半成品，比如板坯、方坯和圆锭。由于冷却水在模具中循环，因而所注入的钢水被半凝固以形成预定形状。也就是说，处于熔融状态的钢水在模具中由于一次冷却作用而半凝固，并且从模具拉出的未凝固钢水通过从安装在模具的下部处而延伸的二次冷却床喷射的冷却水来凝固，从而形成完全呈固态的板坯。
模具中的一次冷却是决定板坯的表面质量的最重要因素。也就是说，一次冷却可能受模具内的钢水的流动所控制。一般而言，在钢水弯月面上施加模具保护渣以在钢水与模具的内壁之间进行润滑并保持钢水的温度。然而，当在模具内的钢水弯月面上发生快速流动或偏流时，模具保护渣可能进入并混合，从而引起板坯缺陷。
因此，为了防止由于弯月面的流动引起的板坯缺陷的发生，在铸造过程中必需实时地测量模具内的钢水弯月面的流动。然而，由于钢水在模具内保持处于高温状态，因而难以实时地测量弯月面的流型(或者流动型态或流动形态)。另外，由于向钢水弯月面施加了模具保护渣，因而难以允许工作者利用肉眼或摄像机来确认以及观测钢水弯月面。
如韩国专利登记号No.10-12244323中所公开的用于通过使用电磁感应线圈的涡流液位计(ECLM)来测量弯月面的高度以利用测得的高度来控制弯月面的高度的技术正被用作用于检测模具内的钢水的弯月面流动的方法。然而，在上述方法中，由于仅测量任一点的高度，因而不能测量整个弯月面上的钢水流动。
此外，由于板坯的宽度根据所需板坯的尺寸而变化，因而由于板坯变化而难以实时地测量弯月面形态。
发明内容
技术问题
本发明提供了一种弯月面流动控制装置以及使用该装置的弯月面控制方法，其中，弯月面流动控制装置能够使模具内的钢水弯月面的流动可视化以利用可视化的钢水弯月面的流动来控制弯月面流动。
本发明提供了一种铸造装置以及钢水流动控制方法，其中，铸造装置能够容易地监测正常状态或异常状态的弯月面流动以减少与弯月面流动有关的缺陷的发生。
本发明提供了一种弯月面流动控制装置以及使用该装置的弯月面流动控制方法，其中，弯月面流动控制装置对用于根据模具内的钢水弯月面的流动型态来控制弯月面的流动以减少由于弯月面流动引起的板坯缺陷的发生的方法进行控制。
本发明提供了一种弯月面可视化装置以及使用该装置的弯月面可视化方法，其中，弯月面可视化装置能够使弯月面形态可视化，而不管板坯的宽度如何。
技术方案
根据本发明的弯月面流动控制装置包括：多个温度测量器，所述多个温度测量器在收纳钢水的模具的宽度方向上在多个位置处测量温度；弯月面流动检测单元，所述弯月面流动检测单元在所述钢水的弯月面流动形态下检测各个位置的由所述多个温度测量器测得的相对温度值，并且对由所述多个温度测量器测得的温度值进行相对比较，以判定钢水弯月面的流动状态为正常还是异常；磁场产生单元，所述磁场产生单元安装在所述模具的外侧以产生磁场并由此控制所述钢水的流动；流动控制单元，所述流动控制单元在判定由所述弯月面流动检测单元检测到的弯月面流动状态为正常时保持所述磁场产生单元在当前状态下的操作，并且在判定所述检测到的弯月面流动状态为异常时控制所述磁场产生单元的操作以将弯月面流动调节为正常。
所述弯月面流动检测单元可以将由所述多个温度测量器测得的温度值相对地表示为所述钢水弯月面的各个位置的温度值，以检测所述钢水弯月面的流动形态。
所述弯月面流动检测单元可以计算所述多个温度测量器的温度之间的温度差，并且比较计算出的温度差是否处于基准温度范围内，以判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常。
所述弯月面流动检测单元可以计算与关于所述多个温度测量器的其余温度测量器的温度差，并且将该温度差与所述基准温度范围进行比较，以判定所述弯月面流动状态为正常还是异常。
所述弯月面流动检测单元可以在与关于所述多个温度测量器的其余温度测量器的温度差值全部处于所述基准温度范围内时判定所述弯月面流动状态为正常，并且在与关于所述多个温度测量器的其余温度测量器的温度差值中的至少一个温度差值在所述基准温度范围之外时判定所述弯月面流动状态为异常。
所述弯月面流动检测单元可以计算所述多个温度测量器中的设置在两端处的温度测量器之间的温度差，并且比较是否计算出的设置在两端处的所述温度测量器之间的温度差中的每一个温度差均处于基准温度范围内，以判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常。
所述弯月面流动检测单元可以计算所述多个温度测量器中的设置在中央处的温度测量器与安装在一端处的温度测量器之间的温度差以及所述多个温度测量器中的设置在中央处的所述温度测量器与安装在另一端处的温度测量器之间的温度差，将设置在中央处的所述温度测量器与安装在所述一端处的所述温度测量器之间的温度差与基准温度范围进行比较，并且将设置在中央处的所述温度测量器与安装在所述另一端处的所述温度测量器之间的温度差与该基准温度范围进行比较，以判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常。
所述弯月面流动检测单元可以在设置在中央处的所述温度测量器与安装在所述一端处的所述温度测量器之间的温度差以及设置在中央处的所述温度测量器与安装在所述另一端处的所述温度测量器之间的温度差全部都处于所述基准温度范围内时判定所述钢水的流动状态为正常，并且在设置在中央处的所述温度测量器与安装在所述一端处的所述温度测量器之间的温度差以及设置在中央处的所述温度测量器与安装在所述另一端处的所述温度测量器之间的温度差中的至少一个温度差在所述基准温度范围之外时判定所述钢水的流动状态为异常。
所述弯月面流动检测单元可以计算关于所述多个温度测量器的温度的平均温度，计算所述多个温度测量器中的设置在一端处的温度测量器的温度与所述平均温度之间的差以及所述多个温度测量器中的设置在另一端处的温度测量器的温度与所述平均温度之间的差，并且将设置在所述一端处的所述温度测量器和所述平均温度之间的温度差与基准温度范围进行比较以及将设置在所述另一端处的所述温度测量器和所述平均温度之间的温度差与所述基准温度范围进行比较，以判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常。
所述弯月面流动检测单元可以在所述平均温度与设置在所述一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差以及所述平均温度与设置在所述另一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差全部处于所述基准温度范围内时判定所述弯月面的流动状态为正常，并且在所述平均温度与设置在所述一端处的温度测量器的温度之间的温度差以及所述平均温度与设置在所述另一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差中的至少一个温度差在所述基准温度范围之外时判定所述弯月面的流动状态为异常。
所述弯月面流动检测单元可以测量安装成在板坯的铸造期间沿所述模具的宽度方向布置的所述多个温度测量器中的设置在中央处的温度测量器的温度、设置在一端处的温度测量器的温度以及设置在另一端处的温度测量器的温度，计算设置在中央处的所述温度测量器的时序平均温度，计算所述时序平均温度与设置在所述一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差以及所述时序平均温度与设置在所述另一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差中的每一者，并且将所述时序平均温度和设置在所述一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差以及所述时序平均温度和设置在所述另一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差中的每一者与基准温度范围进行比较，以判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常。
所述弯月面流动检测单元可以从所述钢水自所述模具排出的初始铸造时间点开始实时地测量设置在中央处的所述温度测量器以计算时序平均温度，并且在计算出设置在中央处的所述温度测量器的所述时序平均温度之后利用设置在所述一端处的所述温度测量器的温度和设置在所述另一端处的所述温度测量器的温度来判定所述钢水的流动状态，直到预定时间点为止。
所述弯月面流动检测单元可以在设置在中央处的所述温度测量器的所述时序平均温度与设置在所述一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差以及设置在中央处的所述温度测量器的所述时序平均温度与设置在所述另一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差全部都处于所述基准温度范围内时判定所述弯月面的流动状态为正常，并且在设置在中央处的所述温度测量器的所述时序平均温度与设置在所述一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差以及设置在中央处的所述温度测量器的所述时序平均温度与设置在所述另一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差中的至少一者在所述基准温度范围之外时判定所述弯月面的流动状态为异常。
所述弯月面流动检测单元可以测量在板坯的铸造期间沿所述模具的宽度方向布置的所述多个温度测量器中的设置在一端处的温度测量器的温度、紧邻所述一端安装的温度测量器的温度、设置在另一端处的温度传感器的温度以及紧邻所述另一端安装的温度测量器的温度，计算作为设置在所述一端处的所述温度测量器的温度与紧邻所述一端设置的所述温度测量器的温度之间的温度差的第一温度差，计算作为设置在所述另一端处的所述温度测量器的温度与紧邻所述另一端设置的所述温度测量器的温度之间的温度差的第二温度差，并且将所述第一温度差和所述第二温度差中的每一者与基准温度范围进行比较，以判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常。
所述弯月面流动检测单元可以在所述第一温度差和所述第二温度差全部都处于所述基准温度范围内时判定所述弯月面流动状态为正常，并且在所述第一温度差和所述第二温度差中的至少一者在所述基准温度范围之外时判定所述弯月面流动状态为异常。
所述流动控制单元可以确认计算出的温度差在所述基准温度范围之外的温度测量器的位置，并且控制与计算出的温度差在所述基准温度范围之外的所述温度测量器相对应的磁场产生单元的操作，以调节磁场的移动方向、强度和移动速度中的至少一者。
所述流动控制单元可以检测计算出的温度差与所述基准温度范围之间的差以确认该计算出的温度差是小于所述基准温度范围还是超过所述基准温度范围，根据该计算出的温度差与所述基准温度范围之间的差来调节施加至所述磁场产生单元的电流的强度，并且根据该计算出的温度差是小于所述基准温度范围还是超过所述基准温度范围而使所述磁场产生单元的磁场沿与钢水从安装在所述模具中的喷嘴排出的方向相同或相反的方向移动。
所述弯月面流动控制装置还可以包括流动型态分类单元，所述流动型态分类单元分析由所述流动检测单元检测到的弯月面流动形态，以将所述弯月面流动形态归类为先前存储的多种流动型态类型中的一种流动型态类型，其中，所述流动型态分类单元可以存储根据所述流动型态分类单元中存储的所述多个流动型态类型的多种流动控制类型，并且选择所述多种流动控制类型中的与所归类的流动型态类型对应的一种流动控制类型，以控制所述磁场产生单元的操作。
所述流动型态分类单元可以包括：流动型态类型存储部，所述多种流动型态类型存储在所述流动型态类型存储部中；以及型态分类部，所述型态分类部将包括由所述弯月面流动检测单元检测到的弯月面流动形态的温度数据与包括先前存储的所述多种流动型态类型的温度数据进行比较，以将该检测到的弯月面流动形态归类为先前存储的所述多种流动型态类型中的一种流动型态类型。
所述流动型态类型存储部中存储的所述多种流动型态类型可以根据所述弯月面的每个位置的温度以及所述弯月面的温度分布而被分类成不同种类的流动型态类型，并且，所述多种流动型态类型可以包括至少一种正常流动型态以及多种异常流动型态，在所述正常流动型态中，由于弯月面流动而出现缺陷的可能性较低，在所述异常流动型态中，由于弯月面流动而出现缺陷的可能性较高。
所述流动控制单元可以包括：流动控制类型存储部，所述多种流动控制类型存储在所述流动控制类型存储部中，使得根据所述流动型态类型存储部中存储的所述多种流动型态类型来改变所述磁场产生单元的控制条件，从而控制弯月面流动；流动控制类型选择部，所述流动控制类型选择部根据所归类的流动型态类型而从所述流动控制类型存储部中存储的所述多种流动控制类型中选择一种流动控制类型；以及电磁控制部，所述电磁控制部根据由所述流动控制类型选择部选择的流动控制类型来控制施加至所述磁场产生单元的电力，从而控制磁场的移动方向。
所述模具可以包括面向彼此的第一长侧部和第二长侧部以及设置在所述第一长侧部与所述第二长侧部之间的第一短侧部和第二短侧部，所述第一短侧部和所述第二短侧部安装成彼此间隔开且面向彼此；所述多个温度测量器可以分别安装在所述模具的所述第一长侧部和所述第二长侧部以及所述第一短侧部和所述第二短侧部处，将所述钢水排出至所述模具的所述喷嘴可以安装在所述模具的所述第一长侧部和所述第二长侧部中的每一者的中央位置处；所述磁场产生单元可以安装成沿所述第一长侧部的延伸方向布置并且包括第一磁场产生部和第二磁场产生部以及第三磁场产生部和第四磁场产生部，所述第一磁场产生部和所述第二磁场产生部相对于所述喷嘴彼此对称地安装，并且所述第三磁场产生部和所述第四磁场产生部安装成沿所述第二长侧部的延伸方向布置且相对于所述喷嘴彼此对称地安装；并且所述电磁控制部可以连接至所述第一磁场产生部至所述第四磁场产生部，以根据由所述流动控制类型选择部选择的流动控制类型来控制向所述第一磁场产生部至所述第四磁场产生部中的每一者施加的电力并由此控制所述第一磁场产生部至所述第四磁场产生部中的每一者处的磁场的移动方向。
所述流动控制单元可以在检测到的弯月面流动形态被归类为所述正常流动型态时保持所述第一磁场产生部至所述第四磁场产生部中的每一者的磁场移动方向，并且在该检测到的弯月面流动形态被归类为所述多种异常流动型态中的一种异常流动型态时控制所述第一磁场产生部至所述第四磁场产生部中的每一者的磁场移动方向，使得该检测到的弯月面流动形态变为所述正常流动型态。
所述流动控制单元可以根据选定的流动控制类型的磁场移动方向和电流密度条件来控制所述第一磁场产生部至所述第四磁场产生部中的每一者的磁场移动方向以及向所述第一磁场产生部至所述第四磁场产生部中的每一者施加的电流密度。
所述多个温度测量器可以安装成在比所述模具中收纳的所述钢水弯月面高的位置处彼此隔开相同的间隔。
所述温度测量器可以安装在距所述弯月面50mm或更小的高度处。
所述多个温度测量器中的设置在所述模具的固定宽度区域上的温度测量器之间的间隔距离可以比设置在布置于所述固定宽度区域的外侧的可变宽度区域上的温度测量器之间的间隔距离大。
所述多个温度测量器可以安装在沿上下方向距所述钢水的所述弯月面50mm或更小的高度处。
所述模具可以包括间隔开并面向彼此的一对长侧部以及位于所述长侧部的两侧且面向彼此的一对短侧部，并且，所述多个温度测量器可以设置在所述长侧部上。
设置在所述固定宽度区域上的所述温度测量器之间的间隔距离可以在55mm至300mm的范围。
设置在所述可变宽度区域上的所述温度测量器之间的间隔距离可以在10mm至50mm的范围。
所述多个温度测量器之间的间隔距离可以在所述长侧部的宽度方向上从中央向外侧逐渐减小。
设置在所述固定宽度区域上的所述温度测量器之间的间隔距离可以向外侧逐渐减小。
设置在所述可变宽度区域上的所述温度测量器之间的间隔距离可以向外侧逐渐减小。
根据本发明的弯月面流动控制方法包括：利用安装成沿模具的宽度方向布置的多个温度测量器来测量在钢水弯月面的宽度方向上的多个位置处的温度；对按照位置测得的温度进行相对分析以检测钢水的弯月面流动形态，并对由所述多个温度测量器测得的温度值彼此进行相对比较，以判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常；以及当判定所述钢水的流动状态为正常时使安装在所述模具外侧的磁场产生单元的操作保持为当前状态，并且当判定所述弯月面的流动状态为异常时控制所述磁场产生单元的操作以调节磁场从而将弯月面流动调节至正常。
对按照位置测得的温度进行相对分析以检测钢水的弯月面流动形态的步骤可以包括：对多个温度值进行相对比较，以将所述温度值表示为所述钢水弯月面的各个位置的相对高度，从而检测出钢水的弯月面流动形态。
判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常的步骤可以包括：计算所述多个温度测量器的温度之间的温度差并且比较计算出的温度差是否处于基准温度范围内，以判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常。
计算所述多个温度测量器的温度之间的温度差并且比较计算出的温度差是否处于所述基准温度范围内的步骤可以包括：计算与关于所述多个温度测量器的其余温度测量器的温度差并且将这些温度差与所述基准温度范围进行比较，以判定弯月面流动状态为正常或异常。
当与关于所述多个温度测量器的其余温度测量器的温度差值全部都处于所述基准温度范围内时，所述弯月面流动检测单元可以判定所述弯月面流动状态为正常，并且当与关于所述多个温度测量器的其余温度测量器的温度差值中的至少一个温度差值在所述基准温度范围之外时，所述弯月面流动检测单元可以判定所述弯月面流动状态为异常。
判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常的步骤可以包括：利用所述多个温度测量器中的设置在两端处的温度测量器来实时地测量温度；以及计算设置在两端处的所述温度测量器之间的温度差，并且比较计算出的设置在两端处的所述温度测量器之间的温度差中的每一个温度差是否均在基准温度范围内，以判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常。
判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常的步骤可以包括：利用所述多个温度测量器中的设置在中央处的温度测量器、安装在一端处的温度测量器和安装在另一端处的温度测量器来实时地测量温度；以及将设置在中央处的所述温度测量器与安装在所述一端处的所述温度测量器之间的温度差与基准温度范围进行比较，并且将设置在中央处的所述温度测量器与安装在所述另一端处的所述温度测量器之间的温度差与所述基准温度范围进行比较，以判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常。
当设置在中央处的所述温度测量器与安装在所述一端处的所述温度测量器之间的温度差以及设置在中央处的所述温度测量器与安装在所述另一端处的所述温度测量器之间的温度差全部都处于所述基准温度范围内时，可以判定钢水的流动状态为正常，并且当设置在中央处的所述温度测量器与安装在所述一端处的所述温度测量器之间的温度差以及设置在中央处的所述温度测量器与安装在所述另一端处的所述温度测量器之间的温度差中的至少一个温度差在所述基准温度范围之外时，可以判定钢水的流动状态为异常。
判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常的步骤可以包括：利用所述多个温度测量器来实时地测量温度；计算关于所述多个温度测量器的温度的平均温度；计算所述多个温度测量器中的设置在一端处的温度测量器的温度与所述平均温度之间的差以及设置在另一端处的温度测量器的温度与所述平均温度之间的差；将设置在所述一端处的所述温度测量器和设置在所述另一端处的所述温度测量器中的每一者的温度与所述平均温度之间的差与基准温度范围进行比较，以判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常。
当所述平均温度与设置在所述一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差以及所述平均温度与设置在所述另一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差全部都处于所述基准温度范围内时，可以判定所述弯月面的流动状态为正常，并且当所述平均温度与设置在所述一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差以及所述平均温度与设置在所述另一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差中的至少一个温度差在所述基准温度范围之外时，可以判定所述弯月面的流动状态为异常。
判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常的步骤可以包括：实时地测量所述多个温度测量器中的设置在中央处的温度测量器的温度、设置在一端处的温度测量器的温度以及设置在另一端处的温度测量器的温度；计算设置在中央处的所述温度测量器的时序平均温度；计算所述时序平均温度与设置在所述一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差以及所述时序平均温度与设置在所述另一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差中的每一个温度差；以及将所述时序平均温度与设置在所述一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差以及所述时序平均温度与设置在所述另一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差中的每一个温度差与基准温度范围进行比较，以判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常。
计算设置在中央处的所述温度测量器的所述时序平均温度的步骤可以包括：从所述钢水自所述模具排出的初始铸造时间点开始实时地测量设置在中央处的所述温度测量器以计算时序平均温度；以及在计算出设置在中央处的所述温度测量器的所述时序平均温度之后，利用设置在所述一端处的所述温度测量器的温度和设置在所述另一端处的所述温度测量器的温度来判定钢水的流动状态，直到预定时间点为止。
当设置在中央处的所述温度测量器的所述时序平均温度与设置在所述一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差以及设置在中央处的所述温度测量器的所述时序平均温度与设置在所述另一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差全部都处于所述基准温度范围内时，可以判定所述弯月面的流动状态为正常；并且，当设置在中央处的所述温度测量器的所述时序平均温度与设置在所述一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差以及设置在中央处的所述温度测量器的所述时序平均温度与设置在所述另一端处的所述温度测量器的温度之间的温度差中的至少一个温度差在所述基准温度范围之外时，可以判定所述弯月面的流动状态为异常。
判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常的步骤可以包括：测量所述多个温度测量器中的设置在一端处的温度测量器的温度、紧邻所述一端安装的温度测量器的温度、设置在另一端处的温度测量器的温度以及紧邻所述另一端安装的温度测量器的温度；计算第一温度差，所述第一温度差为设置在所述一端处的所述温度测量器的温度与紧邻所述一端设置的所述温度测量器的温度之间的温度差；计算第二温度差，所述第二温度差为设置在所述另一端处的所述温度测量器的温度与紧邻所述另一端设置的所述温度测量器的温度之间的温度差；以及将所述第一温度差和所述第二温度差中的每一者与基准温度范围进行比较，以判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常。
当所述第一温度差和所述第二温度差全部都处于所述基准温度范围内时，可以判定所述弯月面流动状态为正常；并且当所述第一温度差和所述第二温度差中的至少一者在所述基准温度范围之外时，可以判定所述弯月面流动状态为异常。
所述基准温度范围可以是缺陷率在80％以下的温度差值。
所述基准温度范围可以在15℃至70℃的范围。
将弯月面流动调节至正常的步骤可以包括：确认计算出的温度差在所述基准温度范围之外的温度测量器的位置；以及对与计算出的温度差在所述基准温度范围之外的所述温度测量器相对应的磁场产生单元的操作进行控制，以调节磁场的移动方向、强度和移动速度中的至少一者。
对与计算出的温度差在所述基准温度范围之外的所述温度测量器相对应的磁场产生单元的操作进行控制的步骤可以包括：检测该计算出的温度差与所述基准温度范围之间的差，以确认该计算出的温度差是小于所述基准温度范围还是超过所述基准温度范围；根据该计算出的温度差与所述基准温度范围之间的差来调节施加至所述磁场产生单元的电流的强度；以及根据该计算出的温度差是小于所述基准温度范围还是超过所述基准温度范围，使所述磁场产生单元的磁场沿与钢水从安装在所述模具中的所述喷嘴排出的方向相同或相反的方向移动。
所述弯月面流动控制方法还可以包括：将检测到的弯月面流动形态归类为所存储的多种流动型态类型中的一种流动型态类型；根据所归类的流动型态类型选择先前存储的多种流动控制类型中的一种流动控制类型，以选定流动控制类型；以及根据选定的流动控制类型来控制安装在所述模具的外侧的所述磁场产生单元中的磁场形成。
将检测到的弯月面流动形态归类为先前存储的多种流动型态类型中的一种流动型态类型的步骤可以包括：对在铸造过程中能够发生的多种流动型态类型进行分类；将先前存储的所述多种流动型态类型与所述弯月面流动形态进行比较；将包括检测到的弯月面流动形态的温度数据归类为先前存储的所述多种流动型态类型中的一种流动型态类型。
先前存储的所述多种流动型态类型可以包括至少一种正常流动型态和多种异常流动型态，在所述正常流动型态中，由于所述弯月面流动而出现缺陷的可能性较低，在所述异常流动型态中，由于弯月面流动而出现缺陷的可能性较高。
根据所归类的流动型态类型来控制所述磁场产生单元的磁场形成的步骤可以包括：为所述多种流动型态类型中的每一种流动型态类型选择所述多种流动控制类型中对应的流动控制类型，并根据选定的流动控制类型向所述磁场产生单元施加电力，以控制所述磁场产生单元的磁场移动方向。
根据所归类的流动型态类型来控制所述磁场产生单元的磁场形成的步骤可以包括：根据选定的流动控制类型的磁场移动方向和电流密度条件来控制所述磁场产生单元的磁场移动方向和电流密度。
所述模具可以包括面向彼此的第一长侧部和第二长侧部以及设置在所述第一长侧部与所述第二长侧部之间的第一短侧部和第二短侧部，所述第一短侧部和所述第二短侧部安装成彼此间隔开且面向彼此；所述多个温度测量器可以分别安装在所述模具的所述第一长侧部和所述第二长侧部以及所述第一短侧部和所述第二短侧部处；将所述钢水排出至所述模具的所述喷嘴可以安装在所述模具的所述第一长侧部和所述第二长侧部中的每一者的中央位置处；所述磁场产生单元可以安装成沿所述第一长侧部的延伸方向布置并且包括第一磁场产生部和第二磁场产生部以及第三磁场产生部和第四磁场产生部，所述第一磁场产生部和所述第二磁场产生部相对于所述喷嘴彼此对称地安装，并且所述第三磁场产生部和所述第四磁场产生部安装成沿所述第二长侧部的延伸方向布置且相对于所述喷嘴彼此对称地安装；并且可以根据选定的流动控制类型来控制所述磁场产生单元的操作，以调节磁场并控制向所述第一磁场产生部至所述第四磁场产生部施加的电力，由此控制所述第一磁场产生部至所述第四磁场产生部中的磁场的移动方向，使得弯月面流动正常。
在检测到的弯月面流动形态中，可以根据以下条件来对正常流动型态和异常流动型态进行分类：在位于所述喷嘴的一侧和另一侧中的每一侧的弯月面上的多个位置处检测到的多个温度值中的最高温度与最低温度之间的温度偏差；弯月面的两个边缘处的温度是高于还是低于弯月面的中央处的温度；以及所述两个边缘中的每个边缘处的温度与所述中央处的温度之间的差，并且，可以根据所述多种流动型态中的每种流动型态的温度数据中的以下数据将所述多种流动型态类型分类成彼此不同的异常流动型态类型：所述最高温度和所述最低温度之间的温度偏差；弯月面的所述两个边缘处的温度是高于还是低于弯月面的中央处的温度；以及所述两个边缘中的每个边缘处的温度与所述中央处的温度之间的差。
当作为检测到的弯月面流动形态的温度值中的最高温度和最低温度之间的差值的所述温度偏差满足预设的基准偏差、弯月面的所述两个边缘中的每个边缘处的温度均大于等于所述中央处的温度、作为弯月面的所述两个边缘处的温度与所述中央处的温度之间的差值的第一温度偏差和第二温度偏差中的每一者均小于基准值时，可以将检测到的弯月面流动形态归类为正常流量型态；以及当所述弯月面温度偏差在所述基准偏差之外、所述第一温度偏差和所述第二温度偏差中的每一者均低于所述中央温度或者所述第一温度偏差和所述第二温度偏差中的至少一者超过预设的基准值时，可以将检测到的弯月面流动形态归类为异常流动型态。
当检测到的弯月面流动形态被归类为所述多种异常流动型态中的一种异常流动型态时，如果检测到的弯月面流动形态的两端处的温度中的至少一个温度高于所述中央处的温度，在所述第一磁场产生部至所述第四磁场产生部中，可以将与所述两个边缘中的每个边缘处的温度均高于所述中央处的温度的区域相对应的磁场产生部的磁场调节成向所述喷嘴移动，由此使钢水的流动速度减速。
当检测到的弯月面流动形态被归类为所述多种异常流动型态中的一种异常流动型态时，如果检测到的弯月面流动形态的两端处的温度中的至少一个温度低于所述中央处的温度，在所述第一磁场产生部至所述第四磁场产生部中，可以将所述两个边缘中的每个边缘处的温度均低于所述中央处的温度的区域相对应的磁场产生部的磁场调节成从所述喷嘴向外侧移动，由此使钢水的流动速度加速。
所述两个边缘中的每个边缘处的温度与所述中央处的温度之间的温度差越大，向所述第一磁场产生部至所述第四磁场产生部中的至少一者施加的电流密度越大，以增大对钢水的加速或减速。
当检测到的弯月面流动形态被归类为所述多种异常流动型态中的一种异常流动型态时，如果检测到的弯月面流动形态的所述两个边缘中的每个边缘处的温度与所述中央处的温度之间的差值均小于所述基准偏差的最低限值，则所述第一磁场产生部至所述第四磁场产生部中的每一者中的磁场移动方向都可以不同，从而使钢水旋转。
有益效果
根据本发明的实施方式，可以将多个温度测量器安装在模具上以检测弯月面的宽度方向上的每个位置的温度，并且相对地表示温度，由此将温度转换成钢水弯月面的每个位置的相对高度，从而检测弯月面流动形态。此外，可以提供多种用于判定弯月面流动状态的评估方法或基准，并且可以通过使用所述多种方法和基准中的一种来实时判定弯月面流动状态。此外，可以根据实时判定的弯月面流动状态来控制磁场产生单元的操作，以将弯月面控制为缺陷的发生较少或不存在的流动状态。因此，虽然在板坯铸造期间将模具保护渣施加在钢水弯月面上，但是仍然可以实时地检测弯月面的流动，然后通过根据本发明的实施方式的弯月面控制装置和使用该弯月面控制装置的弯月面流动控制方法来进行控制。因此，可以减少由于弯月面流动引起的缺陷的发生，以提高板坯的质量。
此外，可以在模具上安装多个温度测量器以检测弯月面的宽度方向上的每个位置的温度，并且相对地表示温度，由此将温度转换成钢水弯月面的每个位置的相对高度，从而检测弯月面流动形态。此外，检测到的弯月面流动形态可以被归类为多种先前存储的流动型态类型中的一种流动型态类型，并且可以根据所归类的流动型态类型来控制模具内的磁场，以将正在运行的钢水的流动控制成发生板坯缺陷的可能性较小或不存在的正常流动型态。
此外，在本发明的实施方式中，多个温度测量器可以安装成在设定模具宽度的铜板的前表面上、在板坯宽度的固定宽度区域和可变宽度区域中彼此间隔开不同的距离。因此，无论板坯的宽度方向上的设定值如何都可以检测钢水的温度并相对地表示钢水的温度以将温度转换为钢水弯月面的每个位置的相对高度，由此使弯月面的形态可视化。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施方式的安装在模具中的弯月面流动控制装置的概念图。
图2是示出构成根据第一实施方式的弯月面流动控制装置的温度测量器分别安装在模具的一对长侧部和一对短侧部上的状态的俯视图。
图3是示出钢水的双滚流型态的视图，以及图4是图示出单滚流型态的图。
图5和图6是示出正常弯月面流动的示例的图。
图7和图8是示出异常弯月面流动的示例的图。
图9是示出由于温度测量器的温度差引起的板坯缺陷率的图表。
图10是示出在通过第一评估方法判定弯月面的流动状态为正常还是异常之后被判定为正常的情况下的正常控制状态的示例的图表。
图11是示出在通过第二评估方法判定弯月面的流动状态为正常还是异常之后被判定为正常的情况下的正常控制状态的示例的图表。
图12是示出在通过第三评估方法判定弯月面的流动状态为正常还是异常之后被判定为正常的情况下的正常控制状态的示例的图表。
图13是示出在通过第四评估方法判定弯月面的流动状态为正常还是异常之后被判定为正常的情况下的正常控制状态的示例的图表。
图14是示出在通过第五评估方法判定弯月面的流动状态为正常还是异常之后被判定为正常的情况下的正常控制状态的示例的图表。
图15是示出在通过第六评估方法判定弯月面的流动状态为正常还是异常之后被判定为正常的情况下的正常控制状态的示例的图表。
图16是根据本发明的第二实施方式的弯月面流动控制装置的概念图。
图17和图18是其中有磁场产生单元和多个测量器的模具的视图。
图19是示出根据本发明的实施方式的弯月面流动控制装置的部件的状态的图。
图20是示出多个温度测量器分别安装在模具的一对长侧部和一对短侧部上的状态的俯视图。
图21是使通过相对表示一对长侧部和一对短侧部处的各个位置的由多个测量器测量的温度而检测到的弯月面流动形态可视化的图表，以及图22是三维可视化图像。
图23是示出温度测量器分别安装在模具的长侧部和短侧部上的状态的俯视图。
图24是示出根据本发明的实施方式的在流动型态类型存储部中预先存储或设定的多个流动型态类型的图。
图25是示出图24中所示的第八流动型态类型中产生的双滚流型态的图。
图26是示出图24中所示的第七流动型态类型中的单滚流型态的图。
图27和图28是示出根据本发明的实施方式被归类至正常流动型态的第一流动型态类型和第二流动型态类型中的温度分布的图。
图29是示出在流动型态类型存储部中预先存储或设定的并且根据本发明的实施方式的多个流动型态类型以及根据多个流动型态类型的多个流动控制类型的图。
图30是示出向磁场产生单元施加的两相交流电流的相位的图。
图31至图34是用于说明根据施加到磁场产生单元的两相AC电流的钢水的流动方向和旋转流动的图。
图35是用于说明根据本发明的实施方式的弯月面流动控制方法的流程图。
图36是用于说明根据本发明的实施方式的弯月面流动控制方法中的用于检测弯月面流动形态的方法的流程图。
图37是用于说明根据本发明的实施方式的将弯月面流动控制方法中检测到的弯月面流动归类为一种流动类型的方法的流程图。
图38是根据实施方式的变型示例的安装有弯月面可视化装置的模具的立体图。
图39和图40是用于说明由模具限定的固定宽度区域和可变宽度区域的图。
图41是用于说明在图38中所示的温度测量器的布置的正视图。
图42至图44是用于说明根据本发明的变型示例的温度测量器的布置的视图。
图45是用于说明图38中所示的温度测量器的布置的平面图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本发明的示例性实施方式。然而，本发明可以以不同的形态实施而不应当被解释为局限于本文所阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式，使得本发明将全面和完整，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。在附图中，相同的附图标记始终表示相同的元件。
普通铸造设备包括：模具10，模具10接纳来自喷嘴20的钢水以执行一次冷却；中间包，该中间包设置在模具10的上方以临时储存钢水；喷嘴，该喷嘴安装成将中间包内的钢水供应至模具；以及二次冷却床，该二次冷却床安装在模具10的下方以将冷却水喷射到从模具10拉出的半凝固板坯上从而使板坯冷却。在此，二次冷却床可以是安装成使得多个区段在模具的方向上延伸的部件。
由于中间包、喷嘴20和二次冷却床与普通铸造设备的部件相同，因此将省略其详细描述。
由从喷嘴20的两个排出孔中排出的钢水产生模具10内的钢水的流动，并且因而在钢水的顶表面上即在钢水弯月面上产生流动。因此，板坯的质量由钢水或弯月面的流动形态决定。因而，需要对模具10内的钢水弯月面的流动进行实时检测并由此对钢水的流动进行实时控制。也就是说，当在铸造板坯期间判定弯月面的流动异常时，需要对弯月面的流动进行控制并使弯月面的流动正常化。
因而，本发明提供一种弯月面流动控制装置，该弯月面流动控制装置对模具10内的钢水弯月面的流动状态进行实时检测，并根据流动状态对弯月面的流动进行控制。
图1是根据本发明的第一实施方式的安装在模具中的弯月面流动控制装置的概念图。图2是示出了构成根据第一实施方式的弯月面流动控制装置的温度测量器安装在模具的一对长侧部和一对短侧部上的状态俯视图。图3是示出了钢水的双滚流型态的图，并且图4是示出了单滚流型态的图。图5和图6是示出了正常弯月面流动的示例的图。图7和图8是示出了异常弯月面流动的示例的图。图9是示出了由于温度测量器的温度差导致的板坯缺陷率的图表。
参照图1，具有根据本发明的第一实施方式的弯月面流动控制装置的铸造设备包括：模具10，模具10接纳来自喷嘴20的钢水以使钢水冷却；多个温度测量器100，所述多个温度测量器100在模具10的宽度方向上彼此间隔开地布置且安装在模具10上以测量每个位置处的温度；磁场产生单元500，磁场产生单元500安装在模具10外侧以产生使模具10内的钢水能够流动的磁场；弯月面流动检测单元200，弯月面流动检测单元200对接纳在模具10中的弯月面的流动进行检测；以及流动控制单元400，流动控制单元400根据由弯月面流动检测单元200检测到的弯月面的状态对磁场产生单元500的操作进行控制以调节弯月面的流动，并由此对钢水弯月面进行控制以使得弯月面具有正常流动模式的形态。
此外，尽管未示出，但铸造设备包括中间包以及二次冷却床，该中间包设置在模具10上方以临时储存钢水，并且该二次冷却床安装在模具10下方以将冷却水喷射到从模具10拉出的半凝固板坯上，从而使板坯冷却。在此，二次冷却床可以是安装成使得多个区段在模具的方向上延伸的部件。
由于中间包、喷嘴20和二次冷却床与普通铸造设备的部件相同，因此将省略其详细描述。
模具10接纳从喷嘴20供应的钢水以对钢水进行一次冷却，从而使钢水凝固成预定的板坯形状。如图1和图2所示，模具10包括两个长侧部11a和11b以及两个短侧部12a和12b，其中，两个长侧部11a和11b设置成彼此间隔开预定距离并彼此面对，并且两个短侧部12a和12b设置成在两个长侧部11a与长侧部11b之间彼此间隔开预定距离并彼此面对。在此，长侧部11a和11b以及短侧部12a和12b中的每一者可以例如由铜制成。因而，模具10在两个长侧部11a和11b以及两个短侧部12a和12b之间具有预定空间以接纳钢水。此外，喷嘴20设置在由模具10的两个长侧部11a和11b以及两个短侧部12a和12b限定的中央部分处。由喷嘴20供应的钢水从模具10的中央部分的外侧对称地供应以根据操作条件产生具有特定流动现象的排出流。钢水可以接纳在模具10中，使得在模具10的上部中限定出具有预定宽度的空间，并且可以将模具保护渣施加到弯月面。钢水的顶表面即钢水的表面是弯月面。
多个温度测量器100测量在当前操作期间接纳在模具10中的钢水的温度或钢水弯月面的温度。如图1和图2所示，多个温度测量器100被安装成彼此间隔开并沿模具10的宽度方向布置。在此，多个温度测量器100安装在距离弯月面±50mm的高度处。此外，多个温度测量器100可以彼此间隔相等的距离，例如彼此间隔开100mm至150mm的距离。多个温度测量器100安装成彼此间隔开并沿宽度方向布置在所述一对长侧部和一对短侧部中的每个侧部处。此外，温度测量器100安装在模具10的上部中并设置在弯月面上方。也就是说，温度测量器100在所述一对长侧部和一对短侧部中的每个侧部处安装在比弯月面高或低50mm的位置处。优选地，温度测量器100安装在比弯月面向上高出10mm的位置处，更优选地安装在比弯月面高4.5mm的部位处。
尽管在一个实施方式中热电偶被用作温度测量器100，但本发明的实施方式不局限于此。例如，可以使用能够测量温度的各种单元。
当钢水从喷嘴20的两个排出孔排出时，模具10内的钢水和弯月面的流动发生变化。在此，钢水和弯月面的流动由于各种原因而变化，这些原因比如为：喷嘴20的两个排出孔是否被堵塞；外部空气是否通过控制喷嘴20在中间包与模具10之间的连通的滑动门而进入并混合；供应至喷嘴20的惰性气体(例如，氩)是否受到控制；以及喷嘴20的磨损。
通常，当喷嘴20的两个排出孔都没有堵塞时，不会发生通过滑动门的混合，不会发生喷嘴20的磨损，并且惰性气体是可控的，钢水或弯月面处于正常流动状态。也就是说，当钢水从喷嘴20的两个排出孔排出时，钢水的排出流与模具10的短侧部12a和12b的壁碰撞而产生强双滚流，在这种流动中，钢水沿着短侧部12a和12b竖向地分支而强劲地流动(参见图3的附图标记A和B，以及参见图5)。在此，分支成向上流动的钢水从模具10的短侧部12a和12b的位置沿喷嘴20的方向流动。在此，由于钢水排出流与两个短侧部12a和12b碰撞，弯月面的两个边缘的高度高于其他区域的高度(参见图3、图5和图6)。在此，弯月面的两个边缘的高度与其他区域的高度之间的差值可以是板坯缺陷不发生或板坯的缺陷率小于基准值的高度差。也就是说，由于确保适当的弯月面速度和温度，钢水的流动处于不发生缺陷或者缺陷率小于基准值的非常稳定的流动状态。
然而，对于另一示例，当外部空气通过控制喷嘴20在中间包与模具10之间的连通的滑动门进入并混合时，供应至喷嘴20的氩的量不受控制，并且喷嘴20的磨损发生，发生具有流动C的偏流和单滚流的型态，其中从喷嘴20排出的钢水向下流动(参见图4)。炉渣可能由于这种流动进入并混合从而导致缺陷。
对于另一示例，当喷嘴20的两个排出孔中的一个排出孔被堵塞时，钢水的偏流是连续的并且产生具有涡旋形状的流动。因而，如图7所示，发生了不对称流动，其中，弯月面的一个边缘处的高度高于弯月面的另一边缘处的高度(参见图7和图8)。这种流动形态显然增大了板坯缺陷发生的可能性。
如上文所述根据第一实施方式的弯月面流动检测单元200分析由多个温度测量器100测量的温度以对弯月面的流动进行检测，从而判定检测到的弯月面流动是正常还是异常。也就是说，弯月面流动检测单元200对由多个温度测量器100分别测量的温度测量值进行比较和分析，以对弯月面流动形态或状态进行检测。也就是说，将由多个温度测量器100分别测量的温度测量值互相进行相对比较以判定弯月面的当前流动状态是正常还是异常，由此检测出流动形态。特别地，根据本发明的第一实施方式提供了用于评估弯月面流动为正常或异常的多种评估方法。
磁场产生单元510产生磁场以使钢水因磁场而流动，并且磁场产生单元510由流动控制单元400控制。磁场产生单元510包括多个磁场产生部510a、510b、510c和510d。参照图1，设置有多个磁场产生部510a、510b、510c、510d，并且这些磁场产生部510a、510b、510c、510d安装在模具10的外侧。在一个实施方式中，设置有四个磁场产生部510a、510b、510c、510d，并且这四个磁场产生部510a、510b、510c、510d安装在模具10的一对长侧部11a和11b的外侧。具体地，第一长侧部11a的外侧安装有两个磁场产生部(以下被称为第一磁场产生部510a和第二磁场产生部510b)。第一磁场产生部510a和第二磁场产生部510b安装成沿着第一长侧部11a的延伸方向布置。此外，第二长侧部11b的外侧安装有两个磁场产生部(以下被称为第三磁场产生部510c和第四磁场产生部510d)。第三磁场产生部510c和第四磁场产生部510d安装成沿着第二长侧部11b的延伸方向布置。也就是说，第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c在模具10的外侧安装成关于设置在模具10的宽度方向的中心处的喷嘴20在一个方向上彼此面对，并且第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d安装成在另一方向上彼此面对。
第一磁场产生部至第四磁场产生部510a、510b、510c和510d具有相同的部件和形状。第一磁场产生部至第四磁场产生部510a、510b、510c和510d包括在模具10的长侧部11a和11b的方向上延伸的芯构件511a、芯构件511b、芯构件511c和芯构件511d以及多个线圈构件512a、多个线圈构件512b、多个线圈构件512c和多个线圈构件512d，其中，多个线圈构件512a、多个线圈构件512b、多个线圈构件512c和多个线圈构件512d各自分别绕芯构件511a、芯构件511b、芯构件511c和芯构件511d的外表面缠绕并分别在芯构件511a、芯构件511b、芯构件511c和芯构件511d的延伸方向上彼此间隔开。在此，线圈构件512a、512b、512c和512d是线圈呈螺旋形状缠绕的构件。一个芯构件511a、511b、511c或511d上安装多个线圈构件512a、多个线圈构件512b、多个线圈构件512c或多个线圈构件512d。
根据本发明的实施方式的磁场产生单元510是普通EMS。此外，磁场产生单元510在控制磁场的移动方向、旋转、加速力和减速力方面没有特别地限制，并且磁场产生单元510通过与普通EMS相同的驱动方法来驱动。
流动控制单元400根据弯月面流动型态对施加至磁场产生单元500的电力或电流进行控制以将钢水内的磁场调节成实现正常流动型态。也就是说，流动控制单元400根据由弯月面流动检测单元200检测到的弯月面流动对磁场产生部510a、510b、510c和510d中的每一者的操作进行控制，以调节钢水的流动方向和流动速度。在此，根据弯月面流动形态和弯月面的温度差对施加至磁场产生部510a、510b、510c和510d中的每一者的电流进行控制，以调节磁场的移动方向、强度(强烈度)和移动速度中的至少一者。
例如，有这样一种施加方法：其中，沿着模具10的长侧部11a和11b的方向水平移动的磁场从模具10的短侧部12a和12b沿喷嘴20所设置的方向移动，即沿与钢水从喷嘴20排出的方向相反的方向移动，以对喷嘴20中的钢水的排出流施加破断力。这种流动调节被称为“EMLS”、“EMLS模式”或由“EMLS”施加的磁场。当在磁场产生单元500中以EMLS模式形成磁场时，可以减小模具10内的钢水弯月面的钢水流动速度。
作为另一种磁场施加方法，有一种对从喷嘴20排出的钢水施加加速力方法。有这样一种方法：其中，沿着模具10的长侧部11a和11b的方向水平移动的磁场从喷嘴20沿模具10的短侧部12a和12b的方向移动，即在与喷嘴20的钢水排出方向相同的方向上移动，以对钢水排出流施加加速力。通常，该方法被称为“EMLA”、“EMLA模式”或“通过EMLA模式施加磁场的方法”。当磁场产生单元500以上述EMLA模式产生磁场时，来自喷嘴20的钢水排出流被加速。因而，排出流与模具10的短侧部12a和短侧部12b的壁碰撞，并且然后，钢水沿着短侧部12a和短侧部12b竖向地分支。在此，分支成向上流动的钢水在钢水弯月面上从模具10的短侧部12a和12b的位置沿喷嘴20的方向流动。
作为另外又一种磁场施加方法，提供了一种方法，其中，模具10内的钢水以喷嘴20作为中心水平旋转。具体地，提供了这样一种方法：其中，沿着模具10的长侧部11a和长侧部11b水平移动的磁场沿着相对较长侧部在两相反方向上移动，以产生沿着凝固界面水平旋转的钢水流动。通常，这被称为“EMRS”、“EMRS模式”，“通过EMRS模式的磁场施加方法”。
将根据第二实施方式对上文所述的通过EMLS、EMLA和EMRS模式施加磁场的方法进行详细描述。
在下文中，将对根据本发明第一实施方式的弯月面流动检测单元中的弯月面流动的评估方法以及用于根据评估结果在流动控制单元中对流动进行控制的方法进行描述。
如图1和图2所示，多个温度测量器100分别沿着模具10的一对长侧部(第一长侧部11a和第二长侧部11b)和一对短侧部(第一短侧部12a和第二短侧部12b)的延伸方向安装。在第一实施方式中，沿着第一长侧部11a和第二长侧部11b的延伸方向安装有七个温度测量器，并且在第一短侧部12a和第二短侧部12b中的每一者上安装有一个温度测量器。在图1中，沿着第一长侧部11a和第二长侧部11b中的每一者的延伸方向写入的附图标记1至7分别表示多个温度测量器100的编号。也就是说，分别安装在模具10的第一长侧部11a和第二长侧部11b处的多个温度测量器100按顺序例如从左侧到右侧被称为第一温度测量器至第七温度测量器。此外，分别安装在模具10的第一短侧部12a和第二短侧部12b处的多个温度测量器100被称为第八温度测量器。根据所述多个温度测量器的布置，在第一长侧部11a和第二长侧部11b中的每一者的宽度方向上或在板坯的宽度方向上，设置在两个边缘处或两个端部处的温度测量器是第一温度测量器和第七温度测量器，设置在中央的温度测量器是第四温度测量器。
例如，在第一实施方式中，对下述结构进行了描述：在该结构中，在第一长侧部11a和第二长侧部11b处分别安装有七个温度测量器，并且在第一短侧部12a和第二短侧部12b中的每一者处安装有一个温度测量器。然而，实施方式不局限于此。例如，在第一长侧部11a和第二和11b中的每一者处可以安装有数目小于七个或大于七个的温度测量器，并且在第一短侧部12a和第二短侧部12b中的每一者处可以安装有多个温度测量器。
如上文所述，在模具10的第一长侧部11a和第二长侧部11b以及第一短侧部12a和第二短侧部12b处安装有多个温度测量器100以测量各个位置的温度。在此，所测量的温度根据弯月面的高度而不同。也就是说，由于模具10内的钢水的喷溅导致弯月面的高度根据位置而变化。在弯月面的高度相对较高的位置处测量的温度值大于在其他位置处测量的温度值。这是因为，钢水弯月面的高度与温度测量器100之间的距离越小，由温度测量器100测量的温度越高；反之，距离越大，温度越低。换句话说，当温度被实时测量时，如果由一个温度测量器100测量的温度增加，则弯月面的高度增加，并且因而弯月面与该一个温度测量器100之间的距离减小；反之，如果由一个温度测量器100测量的温度降低，则弯月面高度减小，并且因而弯月面与该一个温度测量器100之间的距离增加。因而，可以利用由多个温度测量器100测量的温度差来检测整个弯月面的形态(或类型)。也就是说，由设置成布置在模具10或弯月面的宽度方向上的多个温度测量器100测量的温度值用于表示每个位置。在此，由于温度根据弯月面的高度而不同。因而，当温度值彼此相对比较时，可以检测弯月面的相对高度。因而，当由多个温度测量器100测量的温度值彼此相对比较时，每个位置的弯月面的高度可以相对地被确定以检测出弯月面流动形态。
此外，例如，当使用图表图示出在模具10的第一长侧部11a的方向和第二长侧部11b的方向中的每个方向上的位置可变的温度时，温度可以如图3、图4、图5和图7所示被可视化。也就是说，例如，当使用根据在模具10的第一长侧部11a的方向和第二长侧部11b的方向中的每个方向上的多个位置的温度以及根据在第一短侧部12a的方向和第二短侧部12b的方向中的每个方向上的多个位置的温度时，温度可以如图3、图4、图5和图7所示被可视化。这可以显示在显示单元上使得工作者确认可视化的温度。
当钢水从喷嘴20排出时，钢水在模具10内相对于喷嘴20沿两个侧方向流动并且随后与侧壁碰撞。因而，钢水竖向地分支。钢水的顶表面即弯月面因为由钢水的排出导致的钢水的流动而发生流动，并且因而弯月面的流动高度发生变化。也就是说，弯月面的流动根据钢水的流动形态而变化，并且因而决定了每个位置的弯月面的高度。此外，根据钢水或弯月面的流动的缺陷率可以变化，并且可以根据弯月面的各个位置的温度来检测弯月面的流动状态。
根据由于弯月面的温度分布导致的板坯的缺陷率来判定弯月面的流动或弯月面的温度分布是正常还是异常。更详细地，在本发明的一实施方式中，缺陷率小于0.8％的弯月面的温度分布被判定为正常流动状态，并且缺陷率大于0.8％的弯月面的温度分布被判定为异常流动状态。另外，缺陷率小于0.8％的弯月面的温度被称为基准温度范围。
为了确定基准温度范围以便判定弯月面流动的正常或异常状态，进行了若干次板坯铸造测试。换言之，在弯月面的温度分布改变的同时计算铸造板坯的缺陷率。
具有0.8以下缺陷率的弯月面温度分布可以具有各种不同的温度分布。当对由设置成沿着模具10的长侧部11a和11b布置的多个温度测量器100测得的温度相互进行相对地比较且由多个温度测量器100测得的温度差的范围在15℃至70℃时，板坯的缺陷率小于0.8％。换言之，当由多个温度测量器100测得的多个温度值的最高温度与最低温度之间的差的范围在15℃至70℃时，板坯的缺陷率小于0.8％。也就是说，根据具有0.8％以下的缺陷率的弯月面温度分布，在由设置成沿着模具10的长侧部11a和11b的方向布置的多个温度测量器100测得的温度中，最高温度与最低温度之间的差的范围为15℃至70℃。
因此，对由多个温度测量器100测得的温度相互进行相对地比较来判定由多个温度测量器100测得的温度差是否满足基准温度范围，从而确定弯月面的流动状态中的正常状态或异常状态。这被称为第一评估方法。此处，基准温度范围被称为第一基准温度范围。此处，在第一评估方法中使用的第一基准温度范围在15℃至70℃的范围内。也就是说，根据第一评估方法，当由多个温度测量器100测得的相对温度差的范围在15℃至70℃时，弯月面流动状态被判定为正常，如果超出该范围，则弯月面流动状态被判定为异常。换言之，在由多个温度测量器100测得的温度中具有最高温度的温度测量器的温度与具有最低温度的温度测量器的温度之间的差在15℃至70℃的范围内的弯月面温度分布为第一基准温度范围。
另外，除了作为用于评估弯月面流动的正常或异常状态的方法的上述第一评估方法之外，还提供了五种评估方法。此处，分别用于第二评估方法至第六评估方法的基准温度范围被称为第二基准温度范围至第六基准温度范围。
换言之，在板坯铸造期间，通过使用第一评估方法到第六评估方法中的一种评估方法来判定炉中的弯月面的流动状态，下面将对此进行描述。
图10是示出了在通过第一评估方法判定弯月面的流动状态为正常还是异常之后被判定为正常时的正常控制状态的示例的图表。图11是示出了在通过第二评估方法判定弯月面的流动状态为正常还是异常之后被判定为正常时的正常控制状态的示例的图表。图12是示出了在通过第三评估方法判定弯月面的流动状态为正常还是异常之后被判定为正常时的正常控制状态的示例的图表。图13是示出了在通过第四评估方法判定弯月面的流动状态为正常还是异常之后被判定为正常时的正常控制状态的示例的图表。图14是示出了在通过第五评估方法判定弯月面的流动状态为正常还是异常之后被判定为正常时的正常控制状态的示例的图表。图15是示出了在通过第六评估方法判定弯月面的流动状态为正常还是异常之后被判定为正常时的正常控制状态的示例的图表。
在下文中，将对根据第一实施方式通过第一至第六评估方法检测弯月面流动状态的方法、利用所述评估方法判定弯月面流动的正常或异常状态的过程以及流动控制方法进行描述。
为了便于说明，沿着模具10的长侧部方向安装有七个温度测量器101、102、103、104、105、106和107。此处，温度测量器从左侧至右侧按顺序被称为第一温度测量器至第七温度测量器101、102、103、104、105、106和107，并且由第一温度测量器至第七温度测量器101、102、103、104、105、106和107测得的温度被称为第一温度至第七温度。
根据第一评估方法，在多个温度测量器101、102、103、104、105、106、107中，当相对温度差满足第一基准温度范围(在15℃至70℃的范围内)时，当前的弯月面流动状态被判定为正常。换言之，当由第一温度测量器至第七温度测量器101、102、103、104、105、106和107测得的相对温度差在15℃至70℃的范围内时，判定弯月面流动为正常。换言之，计算由所述多个温度测量器101、102、103、104、105、106和107测得的温度差，并且比较每个计算出的温度差是否包括在基准温度范围内，并且随后，计算由其余温度测量器测得的温度相对于温度测量器101、102、103、104、105、106和107测得的温度的差，以将这些温度差与基准温度范围进行比较。
更详细地，计算下述温度差以将这些温度差与基准温度进行比较：由第一温度测量器101和第二至第七温度测量器102-107中的每一者所测得的温度的差；由第二温度测量器102、第一温度测量器101和第三至第七温度测量器103-107所测得的温度的差；由第三温度测量器103、第一温度测量器101、第二温度测量器102和第四至第七温度测量器104-107所测得的温度的差；由第四温度测量器104、第一至第三温度测量器101-103和第五至第七温度测量器105-107所测得的温度的差；由第五温度测量器105、第一至第四温度测量器101-104、第六温度测量器106和第七温度测量器107所测得的温度的差；以及由第六温度测量器106、第一至第五温度测量器101-105和第七温度测量器107所测得的温度的差。
此处，当由多个温度测量器101、102、103、104、105、106和107测得的相对温度差满足第一基准温度范围时，判定弯月面流动状态为正常，而当该相对温度差超出第一基准温度范围时，判定弯月面流动状态为异常。换言之，如图10中所示，当对由多个温度测量器100测得的温度相互进行相对比较时，如果温度差在15℃至70℃的范围内，则判定弯月面流动状态处于正常流动状态，并且如果温度差大于70℃以及小于15℃，则判定弯月面流动状态处于异常流动状态。另外，当判定弯月面流动状态异常时，根据弯月面流动形态来控制磁场产生单元500的操作，使得由多个温度测量器101、102、103、104、105、106和107测得的相对温度差在15℃至70℃的范围内，从而使弯月面流动正常化。此处，对由多个温度测量器101、102、103、104、105、106和107测得的温度相互进行相对比较，以检测温度差小于15℃以及大于70℃的弯月面位置。因此，在对应的位置处对磁场产生部510a、510b、510c和501d的操作进行控制，以使弯月面流动正常化。根据相对温度差来对施加至磁场产生部510a、510b、510c和501d的电流的增大、减小及强度进行调节。
例如，在板坯的连续铸造期间，如图10中所示，在板坯铸造期间直至第一段T1由第一至第七这多个温度测量器101、102、103、104、105、106和107测得的第一温度至第七温度之间的相对温度差在15℃至70℃的范围内，但是第一温度至第六温度之间的相对温度差大于70℃以及小于15℃。此处，弯月面流动检测单元200检测到弯月面流动状态处于第二段T2中，从而判定当前的弯月面流动为异常。另外，根据在弯月面流动检测单元200中确定的异常的弯月面流动以及弯月面流动形态来控制磁场产生单元500的操作。因此，第一温度至第七温度之间的相对温度差在15℃至70℃的范围内。因此，第三段T3中的弯月面流动状态为正常。
例如，对在第二段T2中由多个温度测量器101、102、103、104、105、106和107测得的温度实时地相互进行相对比较并且随后将这些温度转换成弯月面高度以形成如图7中示出的图像。换言之，当对多个温度测量器101、102、103、104、105、106和107之间的温度相互进行相对比较时，由设置在右端处的第九温度测量器100测得的温度比由设置在左端处的第一温度测量器100测得的温度大。此处，该温度差超过70℃。当将温度差转换为弯月面高度以形成如图7中示出的图像时，该图像相对于弯月面的中心彼此不对称。例如，左端处的弯月面的高度大于右端处的弯月面的高度，从而形成不对称的形状。
第二段T2中的不对称流动维持为正常流动型态直至第一段T1，随后该不对称流动相对于喷嘴20的中心在右侧处引起强偏流并且在左侧处引起弱流动。在异常流动的情况下，弯月面流动控制单元400可以使施加至设置在喷嘴20右侧处的第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d的电流增大，以使减速力与调节之前相比时进一步增大，从而使该强流动变弱，并且弯月面流动控制单元400还可以使施加至设置在喷嘴20左侧的对应的位置处的第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c的电流减小，以使减速力与调节之前相比减小，从而使流动增强。因此，第三段T3中的弯月面流动状态为正常。
另一方面，在强偏流发生在喷嘴20的左侧处且弱流动发生在右侧处的情况下，弯月面流动控制单元400使施加至设置在喷嘴20的左侧处的第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c的电流进一步增大，以使减速力与调节之前相比时进一步增大，从而使强流动变弱，并且弯月面流动控制单元400还使施加至设置在喷嘴20的发生相对弱流动的左侧的对应的位置处的第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d的电流减小，以使减速力与调节之前相比时减小，从而使该流动增强。因此，第三段T3中的弯月面流动状态为正常。
根据第二评估方法，将多个温度测量器101、102、103、104、105、106和107中的设置在两端处的温度测量器之间的温度差相互进行比较，以判定流动状态。此处，当设置在两端处的温度测量器之间的温度差在15℃至70℃范围内时，判定为正常。换言之，当在板坯铸造期间设置在左端处的温度测量器101与设置在右端处的温度测量器107之间的温度差在15℃至70℃的范围内时，判定弯月面流动状态处于正常流动状态。另一方面，当温度差大于70℃以及小于15℃时，判定弯月面流动状态处于异常状态。
例如，如图11中所示，在板坯铸造期间，设置在左端处的第一温度测量器101与设置在右端处的第七温度测量器107之间的温度差直至第一段T1可以等于或大于15℃，但是第一温度测量器101与第七温度测量器107之间的温度差在第一段T1之后可以大于70℃以及小于15℃。当第一温度测量器101与第七温度测量器107之间的温度差在第一段T1之后在第二段T2中大于70℃以及小于15℃时，产生弯月面的两个边缘的高度差过大的不对称流动状态。此时，弯月面流动检测单元200判定在第二段T2中弯月面流动异常，并且流动控制单元400在第二段T2中控制的磁场产生单元500的操作，使得第一温度测量器101与第七温度测量器107之间的温度差在15℃至70℃的范围内。因此，第三段T3中的弯月面流动状态为正常。换言之，通过由第一温度测量器101测得的温度与由第七温度测量器107测得的温度之间的比较，确定了发生相对较强的偏流的位置以及发生弱流动的位置。因此，分别控制多个磁场产生部510a、510b、510c和501d以使该流动减弱或增强。因此，第三段T3中实现了第一温度与第九温度之间的差在15℃至70℃的范围内的正常的流动状态。
根据第三评估方法，通过利用多个温度测量器101、102、103、104、105、106和107中的设置在板坯的宽度方向上的中央处或模具的长侧部的中央处的温度测量器104与设置在两端处的温度测量器101和107之间的温度差来确定弯月面流动状态。例如，在安装有七个温度测量器101、102、103、104、105、106和107的情况下，当设置在板坯的宽度方向上的中央处或板坯的长侧部11a和11b的中央处的温度测量器是第四温度测量器104时，如果第一温度测量器101的温度与第四温度测量器104的温度之间的差在15℃至70℃的范围内、并且第七温度测量器107的温度与第四温度测量器104的温度之间的差在15℃至70℃的范围内时，则判定为正常。另一方面，如果第四温度测量器104与第一温度测量器101之间的温度差和第四温度测量器104与第七温度测量器107之间的温度差中的任一者不满足第三基准温度范围，则判定为异常。
参照图12，在板坯铸造期间在第一段T1中，作为设置在左端处的温度测量器的第一温度测量器101与中央温度测量器(第四温度测量器104)之间的温度差以及作为设置右端处的温度测量器的第七温度测量器107与中央温度测量器(第四温度测量器104)之间的温度差在15℃至70℃的范围内。然而，第二段T2中，虽然第一温度测量器101与第四温度测量器104之间的温度差可能在15℃至70℃的范围内，但是第七温度测量器107与第四温度测量器104之间的温度差可能超过70℃。在这种情况下，弯月面在右边缘处的高度比弯月面在左边缘处的高度大过基准高度，致使变成不对称流动状态。此处，弯月面流动控制单元400判定在第二段T2中弯月面流动为异常，并且流动控制单元400在第二段T2中对磁场产生单元500的操作进行控制，以使施加至设置在喷嘴20的发生相对较强偏流的右侧处的第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d的电流增大，从而使减速力与调节之前相比时进一步增大，由此使强流动减弱，并且还使施加至设置在喷嘴20的发生相对较弱流动的左侧的对应位置处的第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c的电流减小，从而使减速力与调节之前相比时减小，由此使该流动增强。因此，第七温度测量器107与第四温度测量器104之间的温度差处于15℃至70℃的范围内，并且弯月面的高度彼此对称，因此弯月面流动为正常。
例如，虽然第二段T2中的第一温度测量器101与第四温度测量器104之间的温度差可能在15℃至70℃的范围内，但是第七温度测量器107与第四温度测量器104之间的温度差可能小于15℃。在这种情况下，弯月面在右边缘处的高度相较于弯月面在左边缘处的高度低过基准高度，致使变成不对称流动状态，从而引起异常的流动状态。因此，流动控制单元400可以使施加至设置在喷嘴20的发生相对较弱流动的对应的右侧处的第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d的电流减小以使减速力与调节前相比时减小、从而使该流动增强；或者流动控制单元400可以使施加至设置在喷嘴20的发生相对较强偏流的左侧处的第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c的电流减小以使减速力与调节前相比时进一步减小、从而使该流动减弱。
如上所述，描述了作为示例的下述情况：虽然第一温度测量器101与第四温度测量器104之间的温度差在15℃至70℃的范围内，但是第七温度测量器107与第四温度测量器104之间的温度差超过70℃或小于15℃。然而，另一方面，第七温度测量器107和第四温度测量器104之间的温度差在15℃至70℃之间，但是第一温度测量器101和第四温度测量器104之间的温度差可能超过70℃或低于15℃。或者，第一温度测量器101和第四温度测量器104之间的温度差以及第七温度测量器107和第四温度测量器104之间的温度差全部都可能超过70℃或小于15℃。在这种情况下，所有流动状态被确定为不正常，并且流动控制单元400通过与上述方法相同的方法来控制第一磁场产生部至第四磁场产生部510a、510b、510c和501d中的每个磁场产生部的操作，以使弯月面流动正常化。
根据第四评估方法，通过利用多个温度测量器101、102、103、104、105、106和107的平均温度和设置在两端处的温度测量器的温度差来判定弯月面流动状态。换言之，当设置在两端处的温度测量器与平均温度之间的温度差全部都在作为第四基准温度范围的15℃至70℃的范围内时，判定为正常。
例如，如果安装有七个温度测量器101、102、103、104、105、106和107，则当七个温度测量器101、102、103、104、105、106和107的平均温度、设置在一端的第一温度测量器101的温度与该平均温度之间的差以及设置在另一端的温度测量器107与该平均温度的差全部都在15℃至70℃的范围内时，判定为正常。另一方面，当七个温度测量器101、102、103、104、105、106和107的平均温度、第一温度测量器101的温度与该平均温度之间的差以及温度测量器107与该平均温度之间的差中的任何一者不满足第四基准温度范围时，判定为异常。
例如，在板坯铸造期间，七个温度测量器101、102、103、104、105、106和107的平均温度与第一温度测量器101的温度之间的差以及该平均温度与第七温度测量器107之间的差在第一段T1中全部都在15℃至70℃的范围内并且在第二段T2中超过70℃，以致变成异常流动状态，在该异常流动状态下，喷嘴20左侧处的弯月面的高度大于右侧处的弯月面的高度(参见图13)。因此，弯月面流动检测单元200判定弯月面流动为异常，以便对磁场产生单元500的操作进行控制，使得施加至设置在喷嘴20的弯月面高度相对较高的左侧处的第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c的电流减小以使该流动减弱。
尽管仅呈现出整个的平均温度以及设置在两端的温度测量器中的的一个温度测量器的温度，但是可以通过相同的方法来呈现其他温度测量器的温度来实时地检测平均温度与所测温度之间的差。
尽管平均温度与第一温度测量器101的温度之间的差以及平均温度与第七温度测量器107的温度之间的差全部都在第二段中超过70℃，但是实施方式不限于此。例如，所有的温度差可能会小于15℃，以致变成异常状态。另外，虽然平均温度与第一温度测量器101的温度之间的差在15℃至70℃的范围内，但是平均温度与第七温度测量器107的温度之间的差小于15℃或大于70℃。此时，判定为异常。另一方面，虽然平均温度与第七温度测量器107的温度之间的差在15℃至70℃的范围内，但是平均温度与第一温度测量器101的温度之间的差小于15℃或大于70℃。此时，判定为异常。
根据第五评估方法，通过多个温度测量器101、102、103、104、105、106和107中的设置在板坯的宽度方向上的中央处或模具10的每个长侧部的中央处的温度测量器104的时序平均温度与设置在两端处的温度测量器101和107中的每个温度测量器的温度之间的差来判定弯月面流动状态。换言之，当设置在两端处的温度测量器101和107中的每个温度测量器的温度与设置在中央处的温度测量器的时序平均温度之间的差全部在15℃至70℃的范围内时，判定为正常。另一方面，如果第四温度测量器104的时序平均温度与设置在一端处的温度测量器的温度之间的差以及第四温度测量器104的时序平均温度与设置在另一端处的温度测量器的温度之间的差中的任一者不满足第五基准温度范围，则判定为异常。
例如，判定设置在板坯或模具的长侧部11a和11b中的每一者的中央处的第四温度测量器104的时序平均温度与设置在一个边缘处的第一温度测量器101的温度之间的差以及第四温度测量器104的时序平均温度与设置在一个边缘处的第七温度测量器107间的差是否全部都在15℃至70℃的范围内来判定弯月面流动为正常或异常。
更详细地，在第四温度测量器104的时序平均温度与第一温度测量器101的温度之间的差以及第四温度测量器104的时序平均温度与第七温度测量器107的温度之间的差中，温度处于15℃至70℃的范围内直至第一段T1(参见图14)。然而，当第四温度测量器104的时序平均温度与第一温度测量器101的温度之间的差以及第四温度测量器104的时序平均温度与第七温度测量器107之间的差异超过70℃时，弯月面流动检测单元200判定弯月面流动为异常。另外，流动控制单元400对第一磁场产生部至第四磁场产生部510a、510b、510c和501d中的至少一者的操作进行控制，使得所述时序平均温度与第一温度测量器101的温度之间的差在15℃到70℃的范围内。
尽管设置在中央处的第四温度测量器104的时序平均温度与第一温度测量器101的温度之间的差以及第四温度测量器104的时序平均温度与第七温度测量器107的温度之间的差在第二段中全部都超过70℃，但实施方式不限于此。例如，所有温度差可以小于15℃而变成异常状态。
另外，尽管第四温度测量器104的时序平均温度与第一温度测量器101的温度之间的差在15℃至70℃的范围内，但是第四温度测量器104的时序平均温度与第七温度测量器107的温度之间的差小于15℃或大于70℃。此时，判定为异常。另外，尽管第四温度测量器104的时序平均温度与第七温度测量器107的温度之间的差在15℃至70℃的范围内，但是第四温度测量器104的时序平均温度与第一温度测量器101的温度之间的差小于15℃或大于70℃。此时，判定为异常。
根据第六评估方法，通过利用多个温度测量器101、102、103、104、105、106和107中的设置在两端处的温度测量器101和107与邻近温度测量器101和107设置的温度测量器102和106之间的温度差来判定弯月面流动状态。换言之，当设置在一端处的第一温度测量器101与最邻近第一温度测量器101设置的第二温度测量器102之间的温度差在15℃到70℃的范围内、并且设置在另一端处的第七温度测量器107与最邻近第七温度测量器107设置的第六温度测量器106之间的温度差在15℃至70℃的范围内时，判定弯月面流动为正常流动型态。
参照图15，在板坯铸造期间直至第一段设置在两端处的温度测量器——例如，第一温度测量器与邻近第一温度测量器设置的第二温度测量器——之间的温度差在15℃至70℃的范围内。然而，第二段中，第一温度测量器与第二温度测量器之间的温度差超过70℃，因此，弯月面流动检测单元200将该弯月面流动判定为异常流动状态。另外，流动控制单元400对第一磁场产生部至第四磁场产生部510a、510b、510c和501d中的至少一者的操作进行控制，使得第一温度测量器与第二温度测量器之间的温度差在15℃至70℃的范围内。
根据本发明的第一实施方式，在模具10上可以安装多个温度测量器100，以对弯月面的宽度方向上的每个位置的温度进行检测并对这些温度进行相对比较，从而判定弯月面的实时流动状态。另外，可以提供多个用于判定弯月面流动状态的评估方法或参考，并且可以通过利用多个评估方法或参考中的一者来实时地判定弯月面的流动状态。另外，可以根据实时确定的弯月面流动状态来控制磁场产生单元的操作，以将弯月面控制成缺陷的发生较少或不存在的流动状态。因此，尽管在板坯铸造期间将模具保护渣施加在钢水弯月面上，但是通过根据本发明的实施方式的弯月面控制装置以及利用该控制装置的弯月面流动控制方法，可以实时地检测并且随后控制弯月的流动。因此，由于弯月面流动而发生的缺陷会减少，以提高板坯的质量。
在上述第一实施方式中，描述了下述结构：其中，通过利用由多个温度测量器测得的温度值的差来判定弯月面流动状态是正常还是异常，并且将多个温度测量器的温度相互进行相对比较以检测弯月面流动形态。
弯月面流动会由于各种原因——例如，喷嘴堵塞、外部空气是否通过滑动门进入并混合、供应至喷嘴的惰性气体的不可控性以及喷嘴的磨损——而变化，并且流动型态可以被分类成多个型态。此外，根据弯月面流动型态的种类来控制弯月面流动的方法会是有效的。
因此，本发明的第二实施方式提供了下述弯月面流动控制装置以及使用该装置的弯月面流动控制方法：该弯月面流动控制装置对用于根据钢水弯月面在模具内的流动型态来对弯月面的流动进行控制的方法进行控制，以减少由于弯月面流动而发生的板坯的缺陷。
在下文中，将参照图16至图37来描述根据本发明第二实施方式的弯月面流动控制装置和弯月面流动控制方法。此处，重复的内容将被省略或被简单描述。
图16是本发明的第二实施方式的弯月面流动控制装置的概念图。图17和图18是其中具有多个测量器以及磁场产生单元的模具的视图。图19是示出了本发明的实施方式的弯月面流动控制装置的部件的状态的视图。图20是示出了多个温度测量器分别安装在模具的一对长侧部和一对短侧部上的状态的俯视图。图21是使通过相对表示由多个测量器测得的该一对长侧部和一对短侧部的各位置处的温度而检测到的弯月面流动形态可视化的图表。图22是三维可视化图像。图23是示出了温度测量器被分别安装在模具的长侧部和短侧部上的状态的俯视图。图24是示出了根据本发明的实施方式的预先存储或设定在流动型态类型存储部中的多个流动型态类型的图。图25是示出了在图24中示出的第八流动型态类型中产生的双滚流型态的图。图26是示出了在图24中示出的第七流动型态中的单滚流型态的图。图27和图28是示出了根据本发明的实施方式的被分类为正常流动型态的第一流动型态类型和第二流动型态类型中的温度分布的图。图29是示出了根据本发明的实施方式的预先存储或设定在流动型态类型存储部中的多个流动型态类型以及根据所述多个流动型态类型的多个流动控制类型的图。图30是示出了施加至磁场产生单元的两相AC电流的相位的图。图31至图34是用于说明根据施加至磁场产生单元的两相AC电流的钢水的流动方向和旋转流动的图。图35是用于说明根据本发明的实施方式的弯月面流动控制方法的流程图。图36是用于说明根据本发明的实施方式的以弯月面流动控制方法来检测弯月面流动形态的方法的流程图。图37是用于说明根据本发明的实施方式的将以弯月面流动控制方法检测到的弯月面流动归类为一种流动类型的方法的流程图。
参照图16，包括根据本发明的第二实施方式的弯月面流动控制装置的铸造设备包括：模具10，该模具接纳来自喷嘴20的钢水以对钢水进行一次冷却；多个温度测量器100，所述多个温度测量器在模具10上沿模具10的宽度方向彼此间隔开地布置并且安装，以测量每个位置处的温度；磁场产生单元500，该磁场产生单元安装在模具10的外侧，以产生用于使在模具10内的钢水能够流动的磁场；弯月面流动检测单元200，该弯月面流动检测单元对接纳在模具10中的弯月面的流动进行检测；流动型态分类单元300，该流动型态分类单元用于将检测到的弯月面流动形态分类为预先存储或设定的多个流动型态类型中的一种流动型态类型；以及流动控制单元400，该流动控制单元根据分类的流动型态类型来对磁场产生单元500的操作进行控制，以调节弯月面流动，从而将钢水弯月面控制成使得弯月面具有正常流型的形态。
换言之，根据第二实施方式的温度测量器100、弯月面检测单元200、流动控制单元400和显示单元与根据第一实施方式的那些相同。换言之，除了还设置有流动型态分类单元300以及在流动控制单元400中根据分类的流动型态类型来选择及控制用于对弯月面的流动进行控制的方法之外，第二实施方式与第一实施方式相同。
根据第二实施方式的弯月面流动检测单元按照模具10或钢水弯月面的宽度方向上的位置相对地表示出由多个温度测量器100测得的温度值，并将所述温度值转换为钢水弯月面的每个位置的相对高度，从而检测出弯月面的流动形态。
以下将更详细地描述通过在弯月面流动检测单元200中利用从多个温度测量器100发送的多个测得的温度值来检测弯月面流动形态的过程和方法。如图16、图17和图20中所示，多个温度测量器100分别沿着模具10的一对长侧部(第一长侧部11a和第二长侧部11b)及一对短侧部(第一短侧部12a和第二短侧部12b)的延伸方向安装。沿着第一长侧部11a和第二长侧部11b以及第一短侧部12a和第二短侧部12b的延伸方向写入的附图标记1至10表示安装在第一长侧部11a和第二长侧部11b以及第一短侧部12a和第二短侧部12b处的所述多个温度测量器100的数目。换言之，分别安装在模具10的第一长侧部11a和第二长侧部11b处的所述多个温度测量器100可以按顺序例如从左侧至右侧被称为第一温度测量器至第九温度测量器，并且安装在第一短侧部12a和第二短侧部12b中的每一者处的所述多个温度测量器100可以被称为第十温度测量器。尽管在本实施方式中，在第一短侧部12a和第二短侧部12b中的每一者处安装有一个温度测量器(即，第十温度测量器)，但是实施方式不限于此。例如，沿着短侧部12a和12b的延伸方向可以安装有多个温度测量器100。
如上文在第一实施方式中描述的那样，多个温度测量器100安装在模具10的第一长侧部11a和第二长侧部11b以及第一短侧部12a和第二短侧部12b处，以测量每个位置的温度。此处，测得的温度根据弯月面的高度而不同。因此，整个弯月面的形态(或类型)可以通过利用由多个温度测量器100测得的温度的差检测出来。因此，由设置成布置在模具10或弯月面的宽度方向上的多个温度测量器100测得的温度值表示不同的位置。此处，由于温度根据弯月面的高度而变化。因此，当这些温度值被相互进行相对比较时，可以检测出弯月面的相对高度。因此，当由多个温度测量器100测得的这些温度值被相互进行相对比较时，弯月面的每个位置的高度可以相对地确定出，从而检测出弯月面流动形态。
另外，当将模具10的第一长侧部11a的方向和第二长侧部11b的方向中的每个方向上的位置可变的温度通过例如图表示出时，温度可以如图21中示出的那样可视化，并且该图表可以显示在显示单元600上，以使得工作人员可以确认温度。另外，当使用根据模具10的第一长侧部11a的方向和第二长侧部11b的方向中的每个方向上的位置的温度以及根据第一短侧部12a的方向和第二短侧部12b的方向中的每个方向上的位置的温度时，温度可以如图22中示出的那样可视化。这可以显示在显示单元上，使得工作人员确认可视化的温度。
流动型态分类单元300将检测到的弯月面流动形态与预先设定或存储的流动型态类型进行比较，以比较出所检测到的弯月面流动形态是否与所述流动型态类型中的任一种流动型态类型对应并进行分类。此处，流动型态分类部300分类并判定所检测到的弯月面流动形态为缺陷发生的可能性低的流动型态(在下文中，称为正常流动型态)还是为缺陷发生的可能性高的流动型态(在下文中，称为异常流动型态)。此处，正常流动型态是缺陷率为0.8％以下的弯月面流动型态，并且异常流动型态是缺陷率超过0.8％的弯月面流动型态。流动型态分类单元300包括流动型态类型存储部310和型态分类部320，其中，流动型态类型存储部310形成包括在板坯铸造期间产生的多种流动型态形状的温度数据以存储多个流动型态类型，型态分类部320将检测到的弯月面流动形态与多个存储的流动型态类型相互进行比较以将检测到的弯月面流动型态分类、定义或判定成所述多个流动型态类型中的一个流动形态类型(参见图19)。
如上所述，多个流动型态类型被存储在流动型态类型存储部310中。根据多个测得的温度值的最小温度与最高温度之间的差(即，弯月面温度偏差ΔTH-L)以及多个测得的温度值中的由设置在两个最外侧的温度测量器100测得的、弯月面的两个边缘处的温度TE1和TE2中的每个温度与由安装在弯月面的设置有喷嘴20的中央处的温度测量器100测得的中央温度TC之间的关系来划分多个流动型态类型。在下文中，由多个温度测量器100测得的各个位置的温度值的最小温度与最大温度之间的温度差ΔTH-L被称为弯月面温度偏差ΔTH-L。另外，中央温度TC是在弯月面的宽度方向上的中央处测得的温度，即，由与喷嘴对应的温度测量器和设置在该对应的温度测量器的两侧处的温度测量器中的一个温度测量器测得的温度。
在弯月面的一个延伸方向上的温度分布中，当弯月面温度偏差ΔTH-L在预定范围内、两个边缘处的温度TE1和TE2比弯月面的温度TC高或者等于温度TC(在±误差范围内)、并且在两个边缘处的温度TE1和TE2中的每个温度与中央温度TC之间的温度偏差(在下文中，称为第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C)也在预定范围内，钢水可以稳定地流动以铸造这样的板坯：所述板坯防止由于流动造成的缺陷发生。更详细地，可以铸造缺陷率为0.8以下的板坯。
此处，当弯月面温度偏差ΔTH-L过大或过小时，出现由于弯月面流动造成的缺陷，所以弯月面温度偏差ΔTH-L必须在第一预定值至比第一预定值大的第二预定值的范围内。换言之，弯月面温度偏差ΔTH-L必须在第一基准值T1至第二基准值T2的范围内。第一基准值T1和第二基准值T2可以通过由本领域技术人员根据钢水的组成和制造设备的条件而进行的若干操作来获得。
在下文中，将第一基准值T1至第二基准值T2的范围被称为基准偏差。另外，弯月面温度偏差ΔTH-L满足基准偏差表示弯月面温度偏差ΔTH-L的值在第一基准值T1至第二基准值T2的范围内。另一方面，弯月面温度偏差ΔTH-L不满足基准偏差表示弯月面温度偏ΔTH-L小于第一基准值T1或超过第二基准值T2。例如，当第一温度为50℃并且第二个基准值为100℃时，基准偏差在50℃至100℃的范围内(50℃≤基准偏差≥100℃)。另外，为了铸造能够防止由于弯月面流动造成的缺陷发生的板坯，在铸造期间针对弯月面的每个位置测得的温度值中的最小温度与最大温度之间的差——即，弯月面温度偏差ΔTH-L——必须在第一基准值T1至第二基准值T2的范围内(例如，在50℃至100℃的范围内)。
另外，为了防止由于弯月面流动而发生缺陷，弯月面的两个边缘处的温度TE1和TE2可以大于或等于中央温度TC。此处，两边缘处的温度TE1和TE2中的每个温度与中央温度TC之间的差，即，温度偏差ΔTE1-C和ΔTE2-C必须小于预定值。此处，弯月面的两个边缘的温度是在模具10内最邻近模具10的短侧部12a和12b的边缘区域的温度，即，由安装成布置在模具10的宽度方向上的多个温度测量器100中的分别与第一短侧部12a和第二短侧部12b相邻地设置的温度测量器100所测得的温度。换言之，所述温度是由多个温度测量器100中的设置在两侧的最靠外位置处的温度测量器100测得的温度，即，与第一短侧部12a和第二短侧部12b相邻的两端处的温度。
在下文中，由邻近弯月面的与第一短侧部12a相邻的边缘或弯月面的与第一短侧部12a相邻的一端或者邻近第一短侧部12a的最外侧温度测量器100测得的弯月面的温度被称为第一边缘温度TE1，并且由邻近弯月面的与第二短侧部12b相邻的边缘或弯月面的与第二短侧部12b相邻的另一端或者邻近第二短侧部12b的最外侧温度测量器100测得的弯月面的温度被称为第二边缘温度TE2。
如上所述，为了防止由于弯月面流动造成的缺陷发生，第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的每一者必须大于或等于中央温度TC，并且第一边缘温度TE1与中央温度TC之间的差值(在下文中为第一温度偏差ΔTE1-C)以及第二边缘温度TE2与中央温度TC之间的差值(在下文中为第二温度偏差ΔTE2-C)中的每个差值必须小于预定值。必须满足第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C中的每个温度偏差的比预定值小的基准值是用于对多个流动型态类型进行划分或分类的温度值。因此，在下文中，为了对流动型态类型进行分类，将与第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C中的每个温度偏差进行比较的值称为第三基准值T3，该第三基准值T3用作第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C中的每个温度偏差的基准值。
根据本发明，基于上述定义，为了最小化或防止由于钢水或弯月面的流动而发生板坯缺陷，当弯月面温度偏差ΔTH-L满足基准偏差(即，在第一基准值T1至第二基准值T2的范围内)时，第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的每个温度必须大于或等于中央温度TC，第一温度偏差TE1-C必须小于第二基准值T3，并且第二温度偏差ΔTE2-C必须小于第三基准值T3。另外，将满足上述条件的流动型态定义为正常流动型态。
换言之，在本发明的一实施方式中，所述多个流动型态类型中的多个流动形态类型被定义为正常流动型态。换言之，当第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2全都大于中央温度TC并且第一温度偏差TE1-C和第二温度偏差TE2-C中的每个温度偏差都小于第三基准值T3时，流动型态类型被定义为第一流动型态类型。另外，当第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2全都等于中央温度TC并且第一温度偏差TE1-C和第二温度偏差TE2-C中的每个温度偏差都小于第三基准值T3时，流动型态类型被定义为第二流动型态类型。
此处，“第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的至少一个边缘温度等于中央温度TC”可以包括±误差。这不表示第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的每个边缘温度完全等于中央温度TC，而是表示第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的每个边缘温度在±误差内与中央温度TC近似。
当钢水当前的弯月面流动形态为第一流动型态类型和第二流动型态类型中的一者时，弯月面的流动处于非常稳定的流动状态。此时，可以确保合适的弯月面速度和温度，以提供发生缺陷的可能性低或者板坯的缺陷率小于0.8的流动状态。因此，当弯月面流动形态为第一流动型态类型和第二流动型态类型中的每一者的形态时，不会发生由于流动导致的缺陷，或者缺陷率被最小化至0.8以下。另外，当磁场产生单元500的操作没有单独改变时，检测到的流动型态形状是第一流动型态类型和第二流动型态类型中的一者，施加至设置在喷嘴两侧处的磁场产生单元500的电流是一样的。
另一方面，当由于钢水和弯月面的流动而在板坯中发生缺陷时，在弯月面的流动型态或弯月面的温度中，弯月面温度偏差ΔTH-L超出第一基准值T1至第二基准值T2的范围(即，超出从第一基准值T1至第二基准值T2的范围)、第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的每个边缘温度小于中央温度TC、第一温度偏差TE1-C超过第三基准值T3或第二温度偏差ΔTE2-C超过第三基准值T3(图24的第三流动型态类型至第十流动型态类型)。
在本发明的实施方式中，所述多个流动型态类型中的多个流动型态类型被定义为异常流动型态(第三流动型态类型至第十流动型态类型)。换言之，当第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的至少一个边缘温度大于中央温度TC时，第一温度偏差TE1-C和第二温度偏差TE2-C中的至少一个温度偏差超过第三基准值T3的流动型态类型被定义为第三流动型态类型、第四流动型态类型或第八流动型态类型。另外，第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的一个边缘温度超过第三基准值T3的流动型态类型被定义为第三流动类型或第四流动型态类型，第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2全都超过第三基准值T3的流动型态类型被定义为第八流动型态类型。另外，当高于第三基准值T3的值被定义为第四基准值T4时，如果超过第三基准值T3的第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的一个边缘温度超过第四基准值T4，则第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的所述一个被定义为第三流动型态。另外，在为第四基准值T4或更小的情况下，当超过第三基准值T3的第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的一个边缘温度超过第三基准值T3时，第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的所述一个被定义为第四流动型态类型。
第三流动型态类型和第四流动型态类型可以是在钢水的偏流由于喷嘴20的排放钢水的两个排出孔中的一个排出孔堵塞而非常严重时发生的弯月面流动形态。另外，当发生具有第三流动型态类型和第四流动型态类型的流动时，会发生具有涡旋形状的流或流动，因此，发生缺陷的可能性会显著增大。另外，第八流动型态类型是在由于喷嘴20的两个排出孔的阻塞导致发生如图25中示出的从喷嘴排出的钢水在竖向方向上分叉流动(参见图25的附图标记A和B)的双滚流时发生的弯月面流动形态。当发生第八型态时，发生具有涡旋形状的流或流动，因此，发生缺陷的可能性显著增大。
另外，第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的一个边缘温度小于中央温度TC，另一边缘温度大于中央温度TC。另外，第一温度偏差TE1-C和第二温度偏差TE2-C中的一个温度偏差超过第三基准值T3的流动型态类型被定义为第五流动型态类型或第六流动型态类型。
另外，当高于第三基准值T3的值被定义为第四基准值T4时，如果超过第三基准值T3的第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的一个边缘温度超过第四基准值T4，第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的所述一个被定义为第五流动型态。另外，在为第四基准值T4或更小的情况下，当超过第三基准值T3的第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的一个边缘温度超过第三基准值T3时，第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的所述一个被定义为第六流动型态类型。
第五流动型态类型是为单滚流和偏流的流动型态，其中，外部空气通过对喷嘴20在中间包与模具10之间的连通进行控制的滑动门被引入并混合，供给至喷嘴20的Ar的量不能被控制，并且发生喷嘴20磨损，使得从喷嘴排出的钢水可以向下流动C(参见图26)。由于第五流动型态类型，来自钢水的炉渣可能被插入并混合，从而导致缺陷。另外，第六流动型态类型是下述流动型态：其中，相对于弯月面的中央向一侧或另一侧发生下游流动或者出现缓慢的弯月面速度。另外，与第五流动型态类型相比，第六流动型态类型是形成弱单滚流和偏流的流动型态。因此，弯月面的温度显著降低，并且因此，发生具有孔形状的缺陷的可能性显著增大。
另外，弯月面温度偏差ΔTH-L满足从第一基准值T1至第二基准值T2的范围并且第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2小于中央温度的流动型态类型被定义为第七流动型态类型。作为不同型态类型，弯月面温度偏差ΔTH-L小于第一基准值T1并且第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的每一边缘温度等于中央温度TC或者在±误差范围内与中央温度TC近似以形成和缓流动的流动型态类型被定义为第九流动型态类型。另外，第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的一个边缘温度小于中央温度TC、另一边缘温度等于中央温度TC或者在±误差范围内与中央温度TC近似的流动型态类型被定义为第十流动型态类型。
第七种流动型态类型与第五流动型态类型在生成方面类似。第七流动型态类型是通过由于下述原因导致的单滚流或强偏流而发生的流动型态：外部空气通过对喷嘴20在中间包与模具10之间的连通进行控制的滑动门被引入并混合、供给至喷嘴20的Ar的量不能被控制以及喷嘴20的磨损。另外，炉渣通过形成单滚流型态的第七流动型态类型而混合到钢水中，从而发生缺陷。
此处，第九流动型态类型是具有平坦弯月面的非常缓和的流动，其中几乎不发生流动。与第六流动型态类型类似，在第九流动型态类型中，相对于弯月面的中央向一侧或另一侧发生下游流动或者出现缓慢的弯月面速度。当发生第九流动型态类型时，弯月面的温度会显著降低，因此可能发生具有孔形状的缺陷。另外，第十流动型态类型是具有平坦弯月面的非常缓和的流动与单滚流动彼此组合的流动。因此，通过该流动可能发生具有孔形状的缺陷。
如上所述，在本发明中，弯月面流动型态类型被分类成十种类型(参见图24)，并且该十种类型中的第一流动型态类型和第二流动型态类型是缺陷率低的正常型态类型，第三流动型态类型至第十流动型态类型是缺陷率高的异常型态类型。另外，如上所述分类成的第一流动型态类型至第十流动型态类型及其数据预先存储或设定在流动型态存储部310中。下面将对相较于存储有第一流动型态类型至第十流动型态类型的流动型态类型存储部310检测弯月面型态形状并将其归类成第一至第十流动型态类型中的一种型态类型的过程进行描述。当所检测的弯月面流动型态不与存储在流动型态类型存储部300中的弯月面流动型态数据对应时，对当前弯月面流动型态和根据当前弯月面流动型态的板坯质量进行追踪，随后将追踪到的数据存储在流动型态类型存储部中。然后，不断更新流动型态类型存储部310。
在型态分类单元320中，将由弯月面流动检测单元200检测到的流动型态形状与存储在流动型态类型存储部310中的第一流动型态类型至第十流动型态类型相互进行对比或比较，以将在板坯铸造期间检测到的流动型态形状分类为第一流动型态类型至第十流动型态类型中的一个型态。
换言之，对在型态分类单元320中检测到的流动型态形状的每个弯月面位置(在板坯的宽度方向上的每个位置)的温度进行分析，以选择及分类为与分析后的温度数据或与分析后的温度数据所满足的流动型态类型对应的流动型态类型。详细地，对检测到的流动型态形状的多个位置的温度中的最小温度与最高温度之间的差即弯月面温度偏差ΔTH-L、第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2以及弯月面中央温度TC进行分析，以选择及分类为由弯月面温度偏差ΔTH-L、第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2、第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C中的每一者均满足的流动型态类型。换言之，根据检测到的流动型态形状的弯月面温度偏差ΔTH-L是满足基准偏差还是超出基准偏差、第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2是等于、大于还是小于弯月面中央温度TC、或者第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C中的每个温度偏差是否均小于或等于第三基准值T3来选择第一流动型态类型至第十流动型态类型中的一个流动型态类型，然后将选择的该流动型态类型归类为正常流动型态和异常流动型态中的一者。
例如，在检测到的弯月面流动型态中，当第一温度偏差ΔTE1-C满足基准偏差时，第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的每个边缘温度均大于中央温度TC，并且第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C中的每个温度偏差均小于第三基准值T3，弯月面流动型态被归类为第一流动型态类型和第二流动型态类型中的一个流动型态类型。此处，当第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的每个边缘温度均大于中央温度TC时，弯月面流动型态归类为第一流动型态类型，并且当第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的每个边缘温度均等于中央温度TC或者在±误差范围内与中央温度TC近似时，弯月面流动型态被分类为第二流动型态类型。
另外，当由于钢水和弯月面的流动而在板坯中发生缺陷时，在弯月面的流动型态或弯月面的温度中，当弯月面温度偏差ΔTH-L超出第一基准值T1至第二基准值T2的范围(即，超出从第一基准值T1至第二基准值T2的范围)、第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的每个边缘温度均小于中央温度TC、第一温度偏差TE1-C超过第三基准值T3或者第二温度偏差ΔTE2-C超过第三基准值T3时，弯月面流动型态被归类为第三流动型态类型至第十流动型态类型中的一个流动型态类型。
即，弯月面温度偏差ΔTH-L超出基准偏差、第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的至少一个边缘温度大于中央温度、并且第一温度偏差TE1-C和第二温度偏差TE2-C中的至少一个温度偏差超过第三基准值T3的流动型态类型被归类为第三流动型态类型、第四流动型态类型或第八流动型态类型。此处，当第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C中的一个温度偏差超过第三基准值T3时，弯月面流动型态被归类为第三流动型态类型和第四流动型态类型中的一个流动型态类型，并且当第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C全都超过第三基准值T3时，弯月面流动型态被归类为第八流动型态类型。另外，当第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C中的一个温度偏差超过第三基准值T3并且超过第三基准值T3的边缘温度在超过第三基准值T3的同时超过第四基准值T4时，弯月面流动型态被归类为第三流动型态类型。另外，当超过第三基准值T3的边缘缘温度在超过第三基准值T3的同时小于第四基准值T4时，弯月面流动型态被归类为第四流动型态类型。
再例如，如下流动型态类型被归类为第五流动型态类型或第六流动型态类型：其中，检测到的流动形态的第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的一者小于中央温度TC，另一者大于中央温度TC，并且第一温度偏差TE1-C和第二温度偏差TE2-C中的一者超过第三基准值T3。此处，当第一温度偏差ΔTE1-C或第二温度偏差ΔTE2-C在超过第三基准值T3的同时超过第四基准值T4时，弯月面流动型态被定义为第五流动型态类型。当第一温度偏差ΔTE1-C或第二温度偏差ΔTE2-C在超过第三基准值T3的同时小于第四基准值T4时，弯月面流动型态被定义为第六流动型态类型。
另外，如下流动型态类型被定义为第七流动型态类型：其中，检测到的流动型态的弯月面温度偏差ΔTH-L满足从第一基准值T1到第二基准值T2的范围，并且第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2小于中央温度TC。
另外，如下流动型态类型被定义为第九流动型态类型：其中，检测到的弯月面流动型态的弯月面温度偏差ΔTH-L小于第一基准值T1，并且第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的每一者等于中央温度TC或在±误差范围内类似于中央温度TC而形成和缓的流动。
另外，如下流动型态类型被归类为第十流动型态类型：其中，第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2中的一者小于中央温度TC，另一者等于中央温度TC或在±误差范围内类似于中央温度。
在本发明的第二实施方式中，通过上述方法检测的弯月面流动形态被归类为一种流动型态类型。在根据实施方式的型态分类中，通过使用由安装在第一长侧部11a和第二长侧部11b上的多个温度测量器100测量的温度值检测的弯月面流动形态被归类为一种流动型态类型。此处，由沿着第一长侧部11a安装的多个温度测量器100检测并测量的弯月面流动形态和由沿着第二长侧部11b安装的多个温度测量器100检测并测量的弯月面流动形态的弯月面温度偏差相对较大的弯月面流动形态被归类为一种流动型态类型以将归了类的流动型态类型传送至流动控制单元400。另外，电力或电流被施加至磁场产生单元500，使得钢水流动以在流动控制单元400中归类的流动型态类型出现。
如在第一实施方式中所述的，磁场产生单元510产生磁场以允许钢水通过磁场而流动并由流动控制单元400控制。如在图1、图16、图17和图18中所示出的，磁场产生单元510包括例如多个磁场产生部510a、510b、510c、510d。
第一磁场产生部510a、第二磁场产生部510b、第三磁场产生部510c和第四磁场产生部510d包括沿模具10的长侧部11a和11b的方向延伸的芯构件511a、511b、511c、511d和多个线圈构件512a、512b、512c和512d，所述多个线圈构件512a、512b、512c和512d分别绕芯构件511a、511b、511c和511d的外表面缠绕并且分别沿芯构件511a、511b、511c和511d的延伸方向彼此间隔开。
此处，第一磁场产生部510a的线圈构件512a绕芯构件511a缠绕的方向与第二磁场产生部510b的线圈构件512b绕芯构件511b缠绕的方向相同，并且第三磁场产生部510c的线圈构件512c绕芯构件511c缠绕的方向与第四磁场产生部510d的线圈构件512d绕芯构件511d缠绕的方向相同。另外，第一磁场产生部510a和第二磁场产生部512b的线圈构件512a和512b绕芯构件511a和511b缠绕的方向与第三磁场产生部510c和第四磁场产生部510d的线圈构件512c和512d绕芯构件511c和511d缠绕的方向相反。
例如，如图17中所示，第一磁场产生部510a的线圈构件512a绕芯构件511a缠绕的方向和第二磁场产生部510b的线圈构件512b绕芯构件511b缠绕的方向是顺时针方向，并且第三磁场产生部510c的线圈构件512c绕芯构件511c缠绕的方向和第四磁场产生部510d的线圈构件512d绕芯构件511d缠绕的方向是逆时针方向。替代性地，第一磁场产生部510a的线圈构件512a和第二磁场产生部510b的线圈构件512b可以沿逆时针方向缠绕，并且第三磁场产生部510c的线圈构件512c和第四磁场产生部510d的线圈构件512d可以沿顺时针方向缠绕。
尽管关于第一磁场产生部至第四磁场产生部510a、510b、510c和510d的线圈构件512a、512b，512c和512d绕芯构件511a、511b、511c和511d缠绕的方向的描述在对根据第一实施方式的弯月面流动控制装置的描述中被省略，但其描述同样适用。
一般情况下，钢水的温度在碳钢的情况下约为1500℃，居里温度约为800℃。由于钢水大于居里温度，因此钢水不具有磁性。然而，因为钢水由于洛仑兹力而受磁场的影响，电导率σ、钢水与磁场之间的相对速度V和磁场密度B之间的关系将由以下等式(1)表达：
等式(1)
F＝σ·B2·V (1)
流动控制单元400根据在流动型态分类单元300中分类的弯月面流动型态来控制施加至磁场产生单元500的电力或电流，以调节钢水内的磁场，从而实现正常的流动型态。
将多相或两相交流电压施加至具有沿模具10的长侧部11a和11b的延伸方向安装的电磁体形状的磁场产生单元(参见图30)，以形成可移动磁场，并且通过可移动磁场来调节钢水的流动。如图19中所示，流动控制单元400包括流动控制类型存储部410、流动控制类型选择部420和电力施加控制部430，其中，在流动控制类型存储部410中，根据在流动型态分类单元300中分类的弯月面型态类型的种类存储有磁场产生单元500的电力施加条件、即多个流动控制类型，该流动控制类型选择部420选择多个流动控制类型中的一者，以将归类的流动型态类型保持或调节成正常流动型态，该电力施加控制部430根据在流动控制类型选择部420中选择的类型向磁场产生单元510施加电力。
在流动控制类型存储部410中设定或存储有用于将至少存储在流动型态类型存储部310中的流动型态类型中的每一者调节成正常的流动型态的流动控制类型。也就是说，设定和存储了关于第三流动型态类型至第十流动型态类型的流动控制类型(即，第一控制类型至第六控制类型)，使得将为异常型态的第三流动型态类型至第十流动型态类型调节为第一流动型态类型和第二流动型态类型中的一者。
存储在流动控制类型存储部410中的流动控制类型根据磁场的施用方法而改变。也就是说，提供了这样一种用于产生钢水流动的施用方法，其中，沿着长侧部的方向水平移动的磁场从模具10的短侧部12a和12b沿放置喷嘴20的方向、即沿与钢水从喷嘴20排出的方向相反的方向移动，以向喷嘴20中的钢水的排出流提供破断力。在该说明书中，该施用方法被表示为“EMLS”、“EMLS模式”或者“通过MELS模式施加的磁场”(EMLS：electromagneticlevel stabilizer(电磁水平稳定器))。当磁场以EMLS模式在磁场产生单元500中形成时，可以减小模具10内的钢水弯月面的钢水流动速度。根据其他磁场施用方法，提供了用于赋予从喷嘴20排出的钢水以加速力的方法。提供了下述方法：在该方法中，沿着模具的长侧部11a和11b的方向水平移动的磁场从喷嘴20沿模具20的短侧部12a和12b的方向——即沿与喷嘴20的钢水排出方向相同的方向——移动，以向钢水排出流提供加速力。在该说明书中，该施用方法表示为“EMLA”、“EMLA模式”或者“通过MELA模式施加的磁场”(EMLA：electromagnetic levelaccelerating(电磁水平加速))。当磁场产生单元500在上述EMLA模式下产生磁场时，钢水排出流从喷嘴20加速。因此，排出流与模具10的短侧部12a和12b的壁碰撞，并且随后，钢水沿着短侧部12a和12b竖向地分支。此处，分支成向上流动的钢水从模具10的短侧部12a和12b的位置沿喷嘴20的方向在钢水弯月面上流动。提供了下述方法作为又一个磁场施加方法：在该方法中，模具10内的钢水以喷嘴20作为中心而水平地旋转。详细地，提供了下述方法：在该方法中，沿着模具10的长侧部11a和11b水平移动的磁场在两相反的方向上沿着相对较长的侧部移动，以产生沿着凝固界面水平地旋转的钢水流。在该说明书中，施加方法表示为“EMRS”、“EMRS模式”或者“通过EMRS模式施加的磁场”。
如上所述，EMRS、EMRS模式或者通过EMRS模式施加的磁场在AC电流施加至分别构成第一磁场产生部至第四磁场产生部的线圈构件512a、512b、512c和512d中的每一者时根据U相和W相的施加顺序发生改变。该顺序在每个90°角度(π/2)时改变。
电力施加控制部430根据在流动控制类型选择部420中选择的流动控制类型来调节电力，即调节施加至多个磁场产生部510a、510b、510c和510d的AC电压。更详细地，当将AC电压施加至分别构成第一磁场产生部至第四磁场产生部510a、510b、510c和510d的线圈构件512a、512b、512c和512d时，AC电压在具有U相和W相的AC电压相对于多个线圈构件512a、多个线圈构件512b、多个线圈构件512c和多个线圈构件512d连续切换的同时施加。此处，相位变化可以以90°的角度改变。
例如，在安装在第一长侧部11a外侧的第一磁场产生部510a和第二磁场产生部510b中，当电流施加至构成第一磁场产生部510a的多个线圈构件512a时，电流从第一短侧部12a沿喷嘴的方向以U相、W相、U相、W相和U相的顺序施加。当电流施加至构成第二磁场产生部510b的多个线圈构件512b时，电流从第二短侧部12b沿喷嘴20的方向以U相、W相、U相、W相和U相的顺序施加。更详细地，当第一磁场产生部510a的从第一短侧部12a沿喷嘴20的方向相继放置的多个线圈构件512a是第一至第五线圈构件512a时，具有U相、W相、U相、W相和U相的电力分别施加至第一线圈构件512a、第二线圈构件512a、第三线圈构件512a、第四线圈构件512a和第五线圈构件512a。另外，当第二磁场产生部510b的从第二短侧部12b沿喷嘴20的方向相继放置的多个线圈构件512b是第一至第五线圈构件512b时，具有U相、W相、U相、W相和U相的电力分别施加至第一线圈构件512b、第二线圈构件512b、第三线圈构件512b、第四线圈构件512b和第五线圈构件512b。因此，磁场从第一短侧部12a在喷嘴20的方向上沿着第一磁场产生部510a的芯构件511a的延伸方向移动并且从第二短侧部12b在喷嘴20的方向上沿着第二磁场产生部510b的芯构件511b的延伸方向移动。因此，在钢水中产生了感应电流。钢水由于从磁场施加至感应电流的力(洛伦兹力)而受到在磁场的移动方向上跟随并感生的驱动力。如在图31中所示出的，钢水从两个端部侧流向喷嘴的方向F1和F2。
类似地，在安装在第二长侧部11b外侧的第三磁场产生部510c和第四磁场产生部510d中，当电流施加至构成第三磁场产生部510c的多个线圈构件512c时，电流从第一短侧部12a沿喷嘴20的方向以U相、W相、U相、W相和U相的顺序施加。当电流施加至构成第四磁场产生部510d的多个线圈构件510d时，电流从第二短侧部12b沿喷嘴20的方向以U相、W相、U相、W相和U相的顺序施加。即，当第三磁场产生部510c的从第一短侧部12a沿喷嘴20的方向相继放置的多个线圈构件512c是第一至第五线圈构件512c时，具有U相、W相、U相、W相和U相的电力分别施加至第一线圈构件512c、第二线圈构件512c、第三线圈构件512c、第四线圈构件512c和第五线圈构件512c。另外，当第四磁场产生部510d的从第二短侧部12b沿喷嘴20的方向相继放置的多个线圈构件512d是第一至第五线圈构件512d时，具有U相、W相、U相、W相和U相的电力分别施加至第一线圈构件512d、第二线圈构件512d、第三线圈构件512d、第四线圈构件512d和第五线圈构件512d。因此，磁场从第一短侧部12a在喷嘴20的方向上沿着第三磁场产生部510c的芯构件511c的延伸方向移动并且从第二短侧部12b在喷嘴20的方向上沿着第四磁场产生部510d的芯构件511d的延伸方向移动。因此，在钢水中产生了感应电流。钢水由于从磁场施加至感应电流的力(洛伦兹力)而受到在磁场的移动方向上跟随并感生的驱动力，如图31中所示，钢水从两个端部侧流向喷嘴的方向F3和F4。
磁场在第一磁场产生部510a和第二磁场产生部510b以及第三磁场产生部510c和第四磁场产生部510d中从短侧部12a和12b沿喷嘴20的方向移动。这是EMLS磁场施加方法。此处，钢水从两个短侧部12a和12b沿喷嘴的方向移动。此处，由于钢水的流动方向与从喷嘴20的排出孔排出的钢水的排出方向彼此不同，因此钢水的流动速度减小。另外，根据该磁场施加方法，如图31中所示，EMLS模式的磁场运动在相对于喷嘴20的中心设置于两侧的第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c以及第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d中的每一者中发生。
又例如，在安装于长侧部11a外侧的第一磁场产生部510a和第二磁场产生部510b中，当电流施加至构成第一磁场产生部510a的多个线圈构件512a时，电流从第一短侧部12a沿喷嘴20的方向以W相、U相、W相、U相和W相的顺序施加。当电流施加至构成第二磁场产生部510b的多个线圈构件512b时，电流从第二短侧部12b沿喷嘴20的方向以W相、U相、W相、U相和W相的顺序施加。更详细地，当第一磁场产生部510a的从第一短侧部12a沿喷嘴20的方向相继放置的多个线圈构件512a是第一至第五线圈构件512a时，具有W相、U相、W相、U相和W相的电力分别施加至第一线圈构件512a、第二线圈构件512a、第三线圈构件512a、第四线圈构件512a和第五线圈构件512a。另外，当第二磁场产生部510b的从第二短侧部12b沿喷嘴20的方向相继放置的多个线圈构件512b是第一至第五线圈构件512b时，具有W相、U相、W相、U相和W相的电力分别施加至第一线圈构件512b、第二线圈构件512b、第三线圈构件512b、第四线圈构件512b和第五线圈构件512b。因此，磁场从第一短侧部12a在喷嘴20的方向上沿着第一磁场产生部510a的芯构件511a的延伸方向移动并且从第二短侧部12b在喷嘴20的方向上沿着第二磁场产生部510b的芯构件511b的延伸方向移动。因此，在钢水中产生了感应电流。钢水由于从磁场施加至感应电流的力(洛伦兹力)而受到在磁场的移动方向上跟随并感生的驱动力。如在图32中所示出的，钢水从两个端部侧流向喷嘴的方向F1和F2。
另外，在安装于第二长侧部11b外侧的第三磁场产生部510c和第四磁场产生部510d中，当电流施加至构成第三磁场产生部510c的多个线圈构件512c时，电流从第一短侧部12a沿喷嘴20的方向以W相、U相、W相、U相和W相的顺序施加。当电流施加至构成第四磁场产生部510d的多个线圈构件512d时，电流从第二短侧部12b沿喷嘴20的方向以W相、U相、W相、U相和W相的顺序施加。即，当第三磁场产生部510的从第一短侧部12a沿喷嘴20的方向相继放置的多个线圈构件512c是第一至第五线圈构件512c时，具有W相、U相、W相、U相和W相的电力分别施加至第一线圈构件512c、第二线圈构件512c、第三线圈构件512c、第四线圈构件512c和第五线圈构件512c。另外，当第四磁场产生部510d的从第二短侧部12b沿喷嘴20的方向相继放置的多个线圈构件512d是第一至第五线圈构件512d时，具有W相、U相、W相、U相和W相的电力分别施加至第一线圈构件512d、第二线圈构件512d、第三线圈构件512d、第四线圈构件512d和第五线圈构件512d。因此，磁场从第一短侧部12a在喷嘴20的方向上沿着第三磁场产生部510c的芯构件511c的延伸方向移动并且从第二短侧部12b在喷嘴20的方向上沿着第四磁场产生部510d的芯构件511d的延伸方向移动。因此，感应电流在钢水中产生。钢水由于从磁场施加至感应电流的力(洛伦兹力)而受到在磁场的移动方向上跟随并感生的驱动力。如图32中所示，钢水从两个端部侧流向喷嘴的方向F3和F4。
磁场在第一磁场产生部510a和第二磁场产生部510b以及第三磁场产生部510c和第四磁场产生部510d中从短侧部12a和12b沿喷嘴20的方向移动。这是EMLA磁场施加方法。此处，钢水从两个短侧部12a和12b沿喷嘴20的方向移动。此处，由于钢水的流动方向和从喷嘴20的排出孔排出的钢水的排出方向相同，因此钢水的流动速度增大。另外，根据该磁场施加方法，如图32中所示，EMLA模式的磁场运动在相对于喷嘴20的中心设置于两侧的第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c以及第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d中的每一者中发生。
如上所述，磁场沿相同的方向流向相对于喷嘴20的中心设置于两侧的第一磁场产生部510a和第二磁场产生部510b，并且磁场沿相同的方向流向相对于喷嘴20的中心设置于两侧的第三磁场产生部510c和第四磁场产生部510d。因此，在EMLS模式下，电力相对于喷嘴20的中心施加至两侧，使得钢水在喷嘴20的两侧都减速，如图31中所示，并且在EMLA模式下，电力相对于喷嘴20的中心施加至两侧，使得钢水在喷嘴20的两侧都加速，如图32中所示。
然而，实施方式并不限于此。例如，在喷嘴20的两侧方向上，磁场可以以EMLA模式形成在一侧和另一侧中的一者处而在另一者处以EMLS模式形成。例如，磁场在EMLA模式下形成于放置在喷嘴20的一侧的第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c中的每一者处而在EMLS模式下形成于第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d中的每一者处。为此，如在图33中所示的，电流以W相、U相、W相、U相和W相的顺序施加至第一磁场产生部510a的第一至第五线圈512a，电流以W相、U相、W相、U相和W相的顺序施加至第三磁场产生部510c的第一至第五线圈512c，电流以U相、W相、U相、W相和U相的顺序施加至第二磁场产生部的第一至第五线圈512c，以及电流以W相、U相、W相、U相和W相的顺序施加至第四磁场产生部的第一至第五线圈512d。
另一方面，磁场在EMLS模式下从喷嘴20沿第一短侧部12a的方向形成于放置在喷嘴20的一侧的第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c中的每一者处，以及在EMLA模式下形成于放置在喷嘴20的另一侧的第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d中的每一者处。为此，如图33中所示，电流以U相、W相、U相、W相和U相的顺序施加至第一磁场产生部510a的第一至第五线圈512a，电流以U相、W相、U相、W相和U相的顺序施加至第三磁场产生部510c的第一至第五线圈512c，电流以W相、U相、W相、U相和W相的顺序施加至第二磁场产生部510b的第一至第五线圈512b，以及电流以U相、W相、U相、W相和U相的顺序施加至第四磁场产生部510d的第一至第五线圈512d。
钢水可以是能够旋转的。为此，磁场运动方向在相对于喷嘴20的中心设置于两侧的第一磁场产生部510a和第二磁场产生部510b处彼此不同。磁场运动方向在对于第三磁场产生部510c和第四磁场产生部510d的磁场流动上彼此不同，磁场运动方向在对于第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c的磁场流动上彼此不同，以及磁场运动方向在对于第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d的磁场流动上彼此不同。例如，当EMLS模式、EMLA模式、EMLA模式和EMLS模式分别施加至第一磁场产生部510a、第二磁场产生部510b、第三磁场产生部510c和第四磁场产生部510d时，磁场旋转以允许钢水如图34中所示的那样流动。
参照图31至图34描述的第一磁场产生部510a、第二磁场产生部510b、第三磁场产生部510c和第四磁场产生部510d的磁场施加方法以及根据施加方法的钢水的减速、加速和旋转状态同样适用于参照图1根据第一实施方式所描述的弯月面流动控制装置的第一磁场产生部510a、第二磁场产生部510b、第三磁场产生部510c和第四磁场产生部510d，以用于控制钢水。
第一流动型态类型和第二流动型态类型是正常流动型态。当检测到的弯月面流动类型是第一流动型态类型和第二流动型态类型中的一者时，目前状态下的流动条件、即目前的施加方法或磁场运动模式在第一磁场产生部510a、第二磁场产生部510b、第三磁场产生部510c和第四磁场产生部510d处保持。
为了将异常的型态例如第三流动型态类型至第十流动型态类型调节成第一流动型态类型和第二流动型态类型中的一种正常型态，磁场的运动必须在方向、加速、减速或旋转方面进行改变。另外，对磁场的运动方向、加速、减速、或旋转的控制根据第三流动型态类型至第十流动型态类型而以不同方式进行调节。
当磁场从弯月面的中心即喷嘴沿弯月面的两个端部的方向、即沿短侧部的方向移动时，磁场沿与从两个排出孔排出的钢水的流动相同的方向移动而导致加速。另一方面，当磁场从短侧部12a和12b向喷嘴20移动时，磁场沿与钢水的流从喷嘴排出的方向相反的方向移动而导致减速。另外，当磁场相对于弯月面的中心、即喷嘴20的中心旋转时，在弯月面上产生旋转力。磁场的上述运动方向和旋转运动根据施加至第一磁场产生部510a、第二磁场产生部510b、第三磁场产生部510c和第四磁场产生部510d的电流的相位变化来调节，并且磁场的减速、加速和旋转根据由所施加的电流密度的强度引起的磁场的密度来改变。
下文中，将更详细地描述当检测到的弯月面流动形态被归类为其中一种异常流动型态类型时用于将检测到的弯月面流动形态转换成第一流动型态类型和第二流动型态类型中的一种正常流动型态的方法。
第三流动型态类型和第四流动型态类型是偏流型态类型，这通过将喷嘴20的两个排出孔堵塞而发生。即，第三流动型态类型和第四流动型态类型是从喷嘴20的一侧和另一侧中的一者至中心发生偏流的型态。此处，第三流动型态类型对应于与第四流动型态相比时发生相对较强偏流的情况，以及第四流动型态类型对应于与第三流动型态类型相比时发生相对较弱偏流的情况。
当检测到的弯月面流动型态被分类为第三流动型态类型和第四流动型态类型，形成磁场以减小钢水在所有两个方向上的流动(减速)。即，像图29的第二流动类型那样，磁场在EMLS模式下形成在第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c处，使得钢水从第一短侧部12a沿喷嘴20的方向移动，并且磁场在EMLS模式下形成在第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d处，使得钢水从第二短侧部12b沿喷嘴20的方向移动。此处，如上文所述，在第三流动型态类型和第四流动型态类型中，第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C比第三基准值大。此处，第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C彼此不同。即，第二温度偏差ΔTE2-C比第一温度偏差ΔTE1-C大，或者第一温度偏差ΔTE1-C比第二温度偏差ΔTE2-C大。因此，更大的电流密度在具有更大的温度偏差的磁场产生部处产生，以相对增大减速。例如，当第二温度偏差ΔTE2-C比第一温度偏差ΔTE1-C更大时，施加至第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d的电流密度比施加至第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c的电流密度更大。
又例如，当检测到的流动型态形状被分类为第八流动型态类型时，像第五流动控制类型那样，磁场形成为使得钢水的流动在喷嘴的所有两个方向上都减小(减速)。此处，由于第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C彼此相同或在±误差范围内类似，两侧的减速也彼此相同或类似。即，磁场在EMLS模式下施加至第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c中的每一者，并且磁场在EMLS模式下施加至第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d中的每一者。因此，施加至第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c中的每一者的电流密度和施加至第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d中的每一者的电流彼此相同或类似。
另外，检测到的流动型态形状使得在喷嘴20的一侧和另一侧的流动彼此不同。由于一个边缘温度(TE1和TE2中的一者)小于中央温度TC，另一边缘温度(TE1和TE2中的一者)大于中央温度TC，在被分类为第五流动型态类型和第六流动型态类型的情况下，像图29的第三流动控制类型那样，钢水流动速度在边缘温度小于中央温度的区域中加速，而钢水流动速度在边缘温度(TE1和TE2中的一者)大于中央温度的区域中减速。例如，当第一边缘温度TE1小于中央温度TC并且第二边缘温度TE2大于中央温度时，磁场在EMLA模式下形成于放置在喷嘴20的一侧(即，左侧)处的第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c中以及在EMLS模式下形成于放置在喷嘴20的另一侧(即，右侧)处的第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d中。因此，钢水从喷嘴20沿第一短侧部12a的方向移动并且从第二短侧部12b沿喷嘴的方向移动，以在喷嘴20的一侧(即，左侧)使钢水的流动速度增大并且在喷嘴20的另一侧(即，右侧)使钢水的流动速度减小。
此处，在第五流动型态类型和第六流动型态类型中，第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C大于第三基准值T3，并且第五流动型态类型的第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C中相对较大的温度偏差大于第六流动型态类型的第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C中的相对较大的温度偏差。例如，第五流动型态类型的第一温度偏差ΔTE1-C与第二温度偏差ΔTE2-C中第二温度偏差较大，第六流动型态类型的第一温度偏差ΔTE1-C与第二温度偏差ΔTE2-C中第二温度偏差较大。此处，第五流动型态类型的第二温度偏差ΔTE2-C大于第六流动型态类型的第二温度偏差ΔTE2-C。因此，当检测到的流动型态形状归类为第五流动型态类型时，电流密度大于在流动型态形状——其中，检测施加至第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d的电流密度——归类为第六流动型态类型的情况下施加至第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d的电流密度。因此，当检测到的流动型态形状归类为第五流动型态类型时，钢水从第二短侧部12b沿喷嘴20的方向移动，以导致使流动速度增大的减速。当检测到的流动型态形状归类为第六流动型态类型时，钢水从第二短侧部12b沿喷嘴20的方向移动，以导致使流动速度增大的减速。
另外，当检测到的流动型态形状分类为第七流动型态类型时，像图29的第四流动控制类型那样，钢水在喷嘴20的所有两个方向上加速。在第七流动型态类型中，由于第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C在±误差范围内彼此相同或类似，喷嘴20两侧的增速也彼此相同或类似。即，磁场在EMLA模式下施加至第一磁场产生部510和第三磁场产生510c中的每一者，以及磁场在EMLA模式下施加至第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d中的每一者。因此，施加至第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c中的每一者的电流密度与施加至第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d中的每一者的电流彼此相同或类似。
另外，当检测到的流动型态形状分类为第九流动型态类型时，像图29的第六流动控制类型那样，钢水像第六控制类型那样旋转以启用弯月面。例如，当EMLS模式、EMLA模式、EMLA模式和EMLS模式分别施加至第一磁场产生部510a、第二磁场产生部510b、第三磁场产生部510c和第四磁场产生部510d时，磁场旋转以允许钢水如图34中所示的那样流动。
另外，当检测到的流型形状分类为第十流动型态类型时，磁场在EMLA模式下形成在喷嘴20的两侧，以使钢水的流动速度在两个方向上增速。此处，增速在第一温度偏差ΔTE1-C和第二温度偏差ΔTE2-C中的相对较大值处相对较大。
下文中，将参照图16至图37对根据本发明的第二实施方式的弯月面流动控制方法进行描述。
参照图35，根据本发明的第二实施方式的弯月面流动控制方法包括：对充入到模具中的钢水弯月面的流动状态进行实时检测的步骤(S100)；将所检测到的弯月面流动形态归类或判定为先前设定或存储的多个流动型态类型中的一种类型的步骤(S200)；判断所归类的流动型态类型是正常流动型态还是异常流动型态的步骤(S300)；以及再次实时地检测弯月面流动形态同时在所归类的流动型态类型为正常流动型态时保持目前的流动型态并在所归类的流动型态类型为异常流动型态时根据所归类的流动型态类型以不同的方法调节弯月面流动以将弯月面流动调节成正常流动形态的步骤(S400)。
在本发明的实施方式中，对模具10的长侧部11a和11b的方向上的温度进行测量以通过温度差来检测钢水弯月面的流动形态。如在图36中所示的，根据实施方式的流动形态检测步骤(S100)包括：通过安装成彼此间隔开的并且沿模具10的宽度方向设置的多个温度测量器100来测量温度的步骤(S110)：将由多个温度测量器100测量的各个位置的温度值彼此进行相对比较以检测弯月面流动型态的步骤(S120)：以及在显示单元600上可视化或显示所检测到的弯月面流动型态的步骤(S130)。
下面将对用于检测弯月面流动形态的步骤和方法进行更详细的描述。温度通过分别安装在一对长侧部11a和11b以及一对短侧部12a和12b处的多个温度测量器100测量。通过多个温度测量器100测量的温度值根据测量的时间点处的弯月面的流动状态而变化。即，温度值根据模具10内的钢水的流动状态而变化。在弯月面的高度相对较高的位置处测量的温度值大于在其他位置处所测量的温度值。这是由于以下原因造成的：即，钢水弯月面的高度与温度测量器100之间的距离越小，由温度测量器100测量的温度越大，而距离增大则温度减小。
当温度通过多个温度测量器100测得时，弯月面的宽度方向上的各个位置的温度值在弯月面流动检测单元200中被相对表示出来，以将温度值转换成钢水弯月面的各个位置的相对高度，从而检测出弯月面流动形态。另外，当根据位置的温度值表示为曲线时，温度值如在图21中所示的那样是二维可视的或者如在图22中所示的那样是三维可视的，并且随后被显示在显示单元600上。
当弯月面流动形态在目前的铸造状态下进行检测时，检测到的弯月面流动形态被归类为流动型态分类单元300中的先前设定或存储的多种流动型态类型中的一种类型。即，检测到的弯月面流动型态根据弯月面温度偏差ΔTH-L、第一边缘温度TE1和第二边缘温度TE2、中央温度TC以及第一温度偏差ΔTE1-c和第二温度偏差ΔTE2-c分类为图24的第一类型至第十类型中的一者。
参照图37，将检测到的弯月面流动形态分类或判定成先前设定或存储的多种流动型态类型中的一种类型的步骤(S200)包括：制作包括各个不同弯月面流动型态的温度值的数据以在流动型态类型存储部410中根据流动型态类型存储或预先设定温度数据的步骤(S121)；对包括检测到的弯月面流动形态的温度数据进行分析的步骤(S122)；以及对多种流动型态类型中的对应于包括检测到的弯月面流动形态的温度数据的流动型态类型进行选择及分类的步骤(S123)。
下面对将检测到的弯月面流动形态分类或判定成先前设定或存储的多种流动型态类型中的一种类型的步骤进行更详细的描述。此处，对由第一长侧部11a的方向上的多个温度测量器100测量的多个温度值进行分析，并且随后对弯月面温度偏差ΔTH-L、和由第一长侧部11a的方向上的多个温度测量器100测量的多个温度值进行分析。随后，当对弯月面温度偏差ΔTH-L进行比较时，通过使用具有沿着第一长侧部测量的较大的弯月面温度偏差ΔTH-L和沿着第二长侧部测量的较大的弯月面温度偏差ΔTH-L中相对较大的温度偏差ΔTH-L的长侧部处的温度数据对流动型态类型进行归类。
之后，当所归类的弯月面流动形态为属于正常流动型态的第一流动型态类型和第二流动型态类型中的一者时，流动控制单元400保持目前的流动状态。即，像图29的第一流动控制类型那样，流动控制单元保持磁场从第一短侧部和第二短侧部中的每一者向喷嘴移动的状态。另外，相同的电流施加至相对于喷嘴的中心放置于一侧的第一磁场产生部510a或第三磁场产生部510c以及放置在另一侧的第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d，以保持相同的磁场强度。
另一方面，当所归类的弯月面流动形态为属于异常流动型态的第三流动型态类型至第十流动型态类型中的一者时，流动控制单元400通过第二流动控制类型至第七流动控制类型中的一者来控制弯月面流动形态，以提供正常的流动型态。
例如，当在弯月面保持处于像第一流动型态类型那样的正常流动型态时喷嘴20的排出孔被堵塞以产生像第三流动型态类型那样的偏流的情况下，在相对于喷嘴20的中心的一侧和另一侧中的所述另一侧产生了较强的偏流，而在所述一侧产生了较弱的流动。此时，具有EMLS模式的磁场形成在第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c以及第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d中的每一者处，像图29的第二流动控制类型那样。此时，施加至放置在喷嘴20的右侧——对应于喷嘴的产生相对较强偏流的所述另一侧——的第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d的电流增大，以与调节之前相比时进一步增大减速力，从而减小了强流动。并且此外，施加至放置在喷嘴20的左侧的对应位置处的第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c的电流减小，以与调节之前相比时减小减速力，从而增大流动。
又例如，当在保持处于像第一流动型态类型的正常流动型态时喷嘴20中的Ar的量增加或外部空气进入和混合的情况下，上升到喷嘴20的钢水流动增加，从而允许弯月面流动型态变为第七流动型态类型。当检测到的流动型态形状被归类为第七流动型态类型时，类似于第四流动控制型态，具有EMLA模式的磁场形成在喷嘴20的两个方向上，以加速钢水的流动速度。也就是说，磁场从第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c沿着第一短侧部12b的方向移动至喷嘴20以加速钢水，并且磁场从第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d沿第二短侧部12a的方向移动以加速钢水。
又例如，当在保持处于像第一流动型态类型的正常流动型态时喷嘴20的磨损增加从而增大排出孔的尺寸并降低流动强度时，检测到或归类的流动型态变为第九流动型态类型。此处，施加电磁旋转力，使得钢水弯月面相对于喷嘴20旋转，以激活弯月面的流动。也就是说，磁场移动方向在相对于喷嘴20的中心设置于两侧的第一磁场产生部510a和第二磁场产生部510b处彼此不同，磁场移动方向在第三磁场产生部510c和第四磁场产生部510d的磁场流动上彼此不同，磁场移动方向在第一磁场产生部510a和第三磁场产生部510c的磁场流动上彼此不同，并且磁场移动方向在第二磁场产生部510b和第四磁场产生部510d的磁场流动上彼此不同，从而使钢水旋转。
根据本发明的第二实施方式，多个温度测量器100可以安装在模具10上，以检测弯月面的宽度方向上的每个位置的温度，并对这些温度进行相对比较以将温度转换成相对高度，从而确定弯月面的流动状态。此外，检测到的弯月面流动形态可以归类至多种先前存储的流动型态类型中的一种流动型态类型，并且可以根据归类的流动型态类型来控制模具内的磁场，以将正在运行的钢水的流动控制成发生板坯缺陷的可能性较小或不存在的正常流动型态。因此，可以实时地可视化钢水弯月面，并且当其被确定为异常流动型态时，可以实时地控制钢水的流动，以防止发生由于流动而产生的缺陷从而提高板坯的质量。
在根据第一实施方式和第二实施方式的弯月面流动控制装置中，多个温度测量器100以相同的间隔布置。然而，多个温度测量器100之间的间隔距离不限于相同的间隔。例如，多个温度测量器100之间的间隔距离可以根据模具的长侧部11a和11b的延伸方向上的区域而变化。也就是说，布置在喷嘴20正下方的区域(中央部分)上的多个温度测量器100之间的距离大于除中央部分之外的区域上的多个温度测量器100之间的距离。这样做是出于可视化弯月面流动形态的原因，而与板坯的宽度无关。
在下文中，将参照图38至图45来描述根据本发明的第一实施方式和第二实施方式的改型示例的弯月面流动控制装置。此处，将省略或简单地描述根据第一实施方式和第二实施方式复制的内容。
图38是根据实施方式的改型示例安装有弯月面可视化装置的模具的立体图，图39和图40是用于说明由模具限定的固定宽度区域和可变宽度区域的图，图41是用于说明图38中所示的温度测量器的布置的正视图，以及图42至图44是用于说明根据本发明的改型示例的温度测量器的布置的图。另外，图45是用于说明图38中所示的温度测量器的布置的平面图。
参照图38至图41，根据本发明的第二实施方式的弯月面流动控制装置包括多个温度测量器100、弯月面流动检测单元200、磁场产生单元500(参见图1和图16)以及流动控制单元400，在所述多个温度测量器100中，设置在模具10的固定宽度区域F上的多个第一温度测量器110之间的间隔距离大于设置在位于固定宽度区域F外侧的可变宽度区域C上的第二温度测量器130之间的间隔距离，弯月面流动检测单元200通过使用由多个第一温度测量器110和多个第二温度测量器130测量到的温度来检测钢水弯月面的流动，磁场产生单元500安装在模具110外侧以产生用于允许钢水在模具10内流动的磁场，流动控制单元400根据在弯月面流动检测单元200中检测到的弯月面状态来控制磁场产生单元500的操作以调节弯月面的流动，使得钢水弯月面具有正常的流型形状。
此外，根据第二实施方式，弯月面流动控制装置还包括流动型态分类单元300，流动型态分类单元300用于将检测到的弯月面流动形态归类为预先存储或预先设置的多种流动型态类型中的一种流动型态类型。流动控制单元400可以根据所归类的流动型态类型来控制磁场产生单元500的操作以调节弯月面流动，使得钢水弯月面具有正常的流动型态形状。
此处，虽然在图38中未示出由多个磁场产生部510a、510b、510c和510d构成的磁场产生单元500以便说明第一温度测量器和第二温度测量器，但根据第一实施方式和第二实施方式的磁场产生单元500可以等同地应用于根据改型示例的弯月面流动控制装置。
此后，长侧部11a和11b的宽度方向表示板坯的水平方向或宽度方向，长侧部11a和11b的长度方向表示板坯的竖直方向或拉拔方向。此外，长侧部11a和11b的厚度方向表示从暴露于外部的外表面朝向与钢水接触的内表面的方向，即从外侧向内侧的方向。
模具10的固定宽度区域F是由模具10限定的铸造宽度的宽度不变的固定区域。具体地，固定宽度区域F包括相对于铸造宽度的最大宽度Wmax设置在喷嘴N的正下方的区域(中央部分)。当最大宽度Wmax为100时，固定宽度区域F表示从最大宽度的中心向两端具有大约10至大约15的宽度的区域。此外，模具10的可变宽度区域C是由模具10限定的铸造宽度的宽度变化的可变区域。具体地，可变宽度区域C不包括相对于铸造宽度的最大宽度Wmax设置在喷嘴N的正下方的区域(中央部分)。可变宽度区域C表示除去固定宽度区域F的剩余区域。如上所述，铸造宽度被分为固定宽度区域F和可变宽度区域C。铸造宽度根据可变宽度区域C的大小来确定。此处，为了容易地测量钢水的温度来匹配随可变宽度区域C变化的铸造宽度，提供了根据本发明的实施方式的温度测量器布置。
多个温度测量器100可以设置成在长侧部11a和11b的一个表面上形成多个列X和Y以及多个行Z1到Zn。此处，多个列X和Y形成在长侧部11a和11b的宽度方向上，并且多个行Z1至Zn形成在长侧部11a和11b的长度方向上。温度测量器100沿着在长侧部11a和11b的纵向方向上形成的行Z1和Zn成排设置。此处，多个温度测量器100可以分为设置在模具10的固定宽度区域F上的第一温度测量器110和设置在模具的可变宽度区域C上的第二温度测量器130，而不管列X和Y以及行Z1至Zn如何。因此，可以在长侧部11a和11b的宽度方向上的特定位置处测量多个温度值。
在下文中，设置在与钢水的弯月面邻近的高度处的温度测量器100x的列被称为第一列X，并且设置在温度测量器100x上方的温度测量器100y的列被称为第二列Y。此处，虽然温度测量器被布置成两行，但温度测量器可以布置成两行或更多行。
限定第一行X的温度测量器100x可以设置在长侧部11a和11b中的每个长侧部的外表面上，例如设置在前表面上的相同高度处。例如，第一行X可以设置在距离弯月面H0向上50mm至向下50mm的范围内的相同高度处。温度测量器100x越邻近钢水的弯月面，温度测量结果越准确。因此，优选地将温度测量器设置在上述范围内的距离钢水的弯月面向上5mm至向下5mm的范围内。此外，限定第一行X的温度测量器可以设置在与长侧部11a和11b中的每个长侧部的和钢水接触的内表面间隔开35mm的距离P0的位置处。更优选地，限定第一行X的温度测量器可以设置在与长侧部11a和11b中的每个长侧部的和钢水接触的内表面间隔开12mm的距离的位置处。也就是说，为了更准确地测量温度，限定第一行X的温度测量器可以设置成与钢水相邻。
第二行Y可以与第一行X向上间隔开预定距离H1，例如与第一行X间隔开5mm至15mm的距离。另外，限定第二行Y的温度测量器100y可以设置在距离长侧部11a和11b中的每个长侧部的前表面相同的高度处。例如，第一行X可以设置在距离弯月面向上50mm至向下50mm的范围内的相同高度处。
限定第一行X和第二行Y的多个温度测量器100可以设置在距离钢水的弯月面H0向上59mm至向下50mm的范围H1内。此外，限定第一行X和第二行Y的多个温度测量器100可以设置成与长侧部11a和11b中的每个长侧部的与钢水接触的内表面间隔开预定距离P1，例如60mm至70mm。这样做是因为测量结果的准确度随着温度测量器100远离钢水而变差。
设置在固定宽度区域F上的第一温度测量器110之间的间隔距离R1(以下称为第一间隔距离)大于设置在可变宽度区域C上的第二温度测量器130之间的间隔距离R2(以下称为第二间隔距离)。换言之，如图41所示，第一温度测量器110设置成彼此间隔开第一间隔距离R1，并且第二温度测量器130设置成彼此间隔开小于第一间隔距离R1的第二间隔距离R2。可以看出，第二温度测量器130比模具10上的第一温度测量器110更密集。
此处，第一间隔距离R1和第二间隔距离R2中的每者可以是固定值。由于第二温度测量器130设置成彼此间隔开小于第一间隔距离R1的第二间隔距离R2，因此当短侧部12a和12b移动以改变铸造宽度时，不管要调整的宽度如何，钢水的温度都可以被更准确地测量。
此处，彼此相邻并且设置在固定宽度区域F上的第一温度测量器110之间的第一间隔距离R1可以具有55mm至300mm的值。当第一间隔距离R1超过300mm的值时，难以准确地测量固定宽度区域F上的钢水的温度。当小于55mm的值时，尽管准确地测量了温度，但安装成本会增加。也就是说，第一温度测量器110测量铸造宽度不变的固定宽度区域F上的钢水的温度。因此，第一温度测量器110是用于测量相对于模具10始终处于其间的钢水的温度的单元，第一温度测量器110可以彼此间隔开55mm至300mm的距离。
此外，彼此相邻并且设置在可变宽度区域C上的第二温度测量器130之间的第一间隔距离R2可以具有10mm至50mm的值。当第二间隔距离R2超过50mm的值时，难以容易地改变铸造宽度，因此难以容易且准确地测量可变宽度区域C上的钢水的温度。也就是说，当彼此相邻的第二温度测量器130之间的距离超过50mm时，如果短侧部12a和12b设置在第二温度测量器130之间以限定铸造宽度，则不可能测量从第二温度测量器130至短侧部12a和12b的区域上的温度。因此，不能准确地测量钢水的温度。此外，第二间隔距离R2具有10mm至20mm的值。因此第二温度测量器130设置成彼此间隔开第二间隔距离R2，以更准确地测量钢水的温度。
如上所述，第一行X与第二行Y之间的距离以及每行中的温度测量器的深度的数值限制是为了通过准确地测量钢水的温度而更准确地可视化钢水的弯月面。
如图42至图44所示，多个温度测量器100可以设置成使温度测量器100之间的间隔距离从长侧部11a和11b的宽度方向上的中心向外逐渐减小。也就是说，参照图42，温度测量器100之间的间隔距离中的每个间隔距离可以从长侧部11a和11b的宽度方向上的中心线Lc向外以r1、r2、r3、r4和rn的顺序逐渐减小。这意味着固定宽度区域F和可变宽度区域C上的间隔距离的值不固定。如上所述，当设置多个温度测量器100时，多个温度测量器100在设置于喷嘴N正下方的中央部分外侧密集地布置。因此，在铸造宽度上的中央部分外侧的外部部分处的温度可以被准确地测量。
此外，多个温度测量器100可以设置成使固定宽度区域F上的第一温度测量器110之间的间隔距离从长侧部11a和11b的宽度方向上的中心向外逐渐减小。也就是说，参照图43，固定宽度区域F上的第一温度测量器110之间的间隔距离按照r1和r2的顺序减小，并且可变宽度区域C上的第二温度测量器130可以以与上述实施方式中的第二温度测量器之间的间隔距离相同的间隔距离设置。如上所述，由于固定宽度区域F上的第一温度测量器110之间的间隔距离从中央部分向外逐渐减小，因此可以减小固定宽度区域F上的钢水的温度测量值的误差。
此外，多个温度测量器100可以设置成使可变宽度区域C上的第二温度测量器130之间的间隔距离从长侧部11a和11b的宽度方向上的中心向外逐渐减小。也就是说，参照图44，可变宽度区域C上的第二温度测量器130之间的间隔距离按照r1、r2、r3和rn的顺序减小，并且固定宽度区域F上的第一温度测量器110可以以与上述实施方式中的第一温度测量器110之间的间隔距离相同的间隔距离设置。如上所述，由于可变宽度区域C上的第二温度测量器130之间的间隔距离从中央部分向外逐渐减小，因此不管铸造宽度如何，都可以容易地测量并更准确地测量钢水的温度。
不管由模具10限定的铸造宽度的宽度值如何，都可以通过根据前述改型示例的多个温度测量器100的布置来准确地测量模具10内的钢水的温度。也就是说，如图45所示，尽管与钢水接触的短侧部12a和12b由于短侧部12a和12b的移动而被插入直至距离L1、L2、L3和Ln从而改变铸造宽度，但由于用于测量铸造宽度变化的可变宽度区域C上的钢水的温度的温度测量器130被设置为比设置在固定宽度区域F上的温度测量器110更密集，因此可以准确地测量钢水的温度。此外，不管铸造宽度如何，用于测量可变宽度区域C上的钢水的温度的温度测量器130都可以测量钢水的温度，从而显著减小钢水的测量温度的误差。
当多个温度测量器通过上述布置安装在模具上时，可以在每个位置处测量钢水的温度，并且可以可视化钢水的弯月面。
在下文中，将描述由于根据改型示例的多个温度测量器100的布置而得到弯月面流动检测或弯月面流动可视化方法。
首先，沿着模具的宽度方向布置多个行和多个列，并且通过使用多个温度测量器100来测量钢水的温度，所述多个温度测量器100设置成使相对于铸造宽度的可变宽度区域C而不是固定宽度区域F上的间隔距离减小。此处，由于多个温度测量器在模具的宽度方向上成行布置，因此可以在模具的宽度方向上测量钢水的温度。此外，由于多个温度测量器在模具的长度方向上成列布置，因此可以在模具的长度方向上测量钢水的温度。
当通过多个温度测量器测量钢水的温度时，控制单元可以通过使用由温度测量器测量到的温度来形成用于可视化钢水的弯月面的数据。此处，在行中测量到的温度，即，由每行中设置的多个温度测量器测量到的温度值可以用于计算每行中的平均温度值。当计算每行中的平均温度值时，可以提供沿着模具的宽度方向的每一行中的一个温度值，即平均温度值。
如上所述，可以通过限定多个列和多个行的温度测量器在相同的弯月面高度和相同的铸造宽度点处测量一个或更多个温度值，并且温度值可以转换成平均温度值以更准确地可视化弯月面形状。
此外，由于通过使用长侧部11a和11b的厚度方向上的温度值来测量热通量，因此可以通过热通量在宽度方向上的分布来确认初始不均匀的凝固。
此外，由于温度测量器被安装成使在长侧部11a和11b的宽度方向上划分的区域上的间隔距离从模具10的中央部分向外减小，因此不管铸造宽度如何，都可以准确地测量钢水的温度，并且另外，不管铸造宽度如何，都可以稳定地显现弯月面形状。在可视化钢水的弯月面的过程中，可以相对地表示每列的平均温度值，然后将平均温度值转换为钢水弯月面的每个位置的相对高度，并如图22所示三维地显现。这可以在显示单元(未示出)上显示，使得工作者确认3D图像。
如上所述，在可视化钢水的弯月面之后，可以确定钢水的弯月面流动型态，并且流动控制单元将钢水的流动调整成防止板坯发生缺陷的型态。
如上所述，由于可以实时地显现钢水弯月面，因此可以通过钢水的弯月面形状来确定钢水的流动型态，以实时地控制钢水的流动，从而防止发生由于流动而引起的缺陷并且提高板坯的质量。
上面描述了根据第一实施方式和第二实施方式以及改型示例的弯月面流动控制装置和控制方法。然而，本发明不限于此。例如，第一实施方式和第二实施方式以及改型示例可以相互地彼此组合来构成弯月面流动控制装置并控制弯月面流动。也就是说，第二实施方式和改型示例中的至少一者可以应用于第一实施方式，第一实施方式和改型示例中的至少一者可以应用于第二实施方式，或者第一实施方式和第二实施方式中的至少一者可以应用于改型示例以构成弯月面流动控制装置并控制弯月面流动。
虽然已经参考附图和前述实施方式描述了本发明，但是本发明不限于此，而是还是受限于所附权利要求书。因此，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在本发明的技术精神上进行各种改变和修改。
工业实用性
根据本发明的实施方式的弯月面流动控制装置和使用该弯月面流动控制装置的弯月面流动控制方法可以使模具内的钢水的流动可视化，并且可以利用这一点来控制弯月面流动。更详细地，可以容易地监控弯月面流动的正常状态或异常状态，以减少弯月面流动的缺陷的发生。此外，不管板坯的宽度如何，弯月面的流动都可以根据模具内的钢水弯月面的流型形状进行调整，以减少由于弯月面流动而导致的板坯缺陷的发生并使弯月面形状可视化。

Claims (16)

1.一种弯月面流动控制装置，包括：
多个温度测量器，所述多个温度测量器在收纳钢水的模具的宽度方向上在多个位置处测量温度；
弯月面流动检测单元，所述弯月面流动检测单元在所述钢水的弯月面流动形态下检测各个位置的由所述多个温度测量器测得的相对温度值；
流动型态分类单元，所述流动型态分类单元分析由所述弯月面流动检测单元检测到的弯月面流动形态以将所述弯月面流动形态归类为先前存储的多种流动型态类型中的一种流动型态类型，并且判定该流动型态类型为正常还是异常；
磁场产生单元，所述磁场产生单元安装在所述模具的外侧以产生磁场并由此控制所述钢水的流动；
流动控制单元，所述流动控制单元在判定由所述流动型态分类单元所归入的流动型态类型为正常状态时使所述磁场产生单元的操作保持在当前状态，并且在判定所归入的流动型态类型为异常状态时控制所述磁场产生单元的操作以将弯月面流动调节为正常，
其中，所述流动型态分类单元基于以下条件将一流动型态类型归类为先前存储的多种流动型态类型中的一种流动型态类型并判定所归入的流动型态类型为正常还是异常：
由所述多个温度测量器测得的多个测得温度值中的最小温度与最大温度之间的温度差(ΔTH-L)是否满足大于等于第一基准值且小于等于第二基准值的范围；
由设置在两个最外侧的所述温度测量器测得的、弯月面的两个边缘处的温度(TE1、TE2)中的每个温度是等于、大于还是小于由安装在弯月面的中央部分处的所述温度测量器测得的中央温度(TC)；以及
在两个边缘处的所述温度(TE1、TE2)中的每个温度与所述中央温度(TC)之间的偏差(ΔTE1-C、ΔTE2-C)是等于、大于还是小于第三基准值。
2.根据权利要求1所述的弯月面流动控制装置，其中，所述流动控制单元根据所述流动型态分类单元中存储的所述多种流动型态类型存储多种流动控制类型，并且选择所述多种流动控制类型中的与所归类的流动型态类型对应的一种流动控制类型，以控制所述磁场产生单元的操作，
其中，所述流动型态分类单元包括：
流动型态类型存储部，所述多种流动型态类型存储在所述流动型态类型存储部中；以及
型态分类部，所述型态分类部将由所述弯月面流动检测单元检测到的弯月面流动形态的温度数据与先前存储的所述多种流动型态类型的温度数据进行比较，以将该检测到的弯月面流动形态归类为先前存储的所述多种流动型态类型中的一种流动型态类型，
其中，所述流动型态类型存储部中存储的所述多种流动型态类型根据所述弯月面的每个位置的温度以及所述弯月面的温度分布而被分类成不同种类的流动型态类型，并且
所述多种流动型态类型包括至少一种正常流动型态以及多种异常流动型态，在所述正常流动型态中，由于弯月面流动而出现缺陷的可能性较低，在所述异常流动型态中，由于弯月面流动而出现缺陷的可能性较高。
3.根据权利要求1或2所述的弯月面流动控制装置，其中，所述多个温度测量器中的设置在所述模具的固定宽度区域上的温度测量器之间的间隔距离比设置在布置于所述固定宽度区域的外侧的可变宽度区域上的温度测量器之间的间隔距离大。
4.根据权利要求3所述的弯月面流动控制装置，其中，设置在所述固定宽度区域上的所述温度测量器之间的间隔距离在55mm至300mm的范围，
其中，设置在所述可变宽度区域上的所述温度测量器之间的间隔距离在10mm至50mm的范围。
5.根据权利要求3所述的弯月面流动控制装置，其中，所述模具包括一对长侧部和一对短侧部，所述一对长侧部彼此间隔开并彼此面对，所述一对短侧部在所述一对长侧部的两侧彼此面对，所述多个温度测量器设置在所述长侧部上，
其中，所述多个温度测量器之间的间隔距离在所述长侧部的宽度方向上从中央向外侧逐渐减小；或者
其中，设置在所述固定宽度区域上的所述温度测量器之间的间隔距离向外侧逐渐减小；或者
其中，设置在所述可变宽度区域上的所述温度测量器之间的间隔距离向外侧逐渐减小。
6.一种弯月面流动控制装置，包括：
多个温度测量器，所述多个温度测量器在收纳钢水的模具的宽度方向上在多个位置处测量温度；
弯月面流动检测单元，所述弯月面流动检测单元在所述钢水的弯月面流动形态下检测各个位置的由所述多个温度测量器测得的相对温度值，并且对由所述多个温度测量器测得的温度值进行相对比较，以判定钢水弯月面的流动状态为正常还是异常；
磁场产生单元，所述磁场产生单元安装在所述模具的外侧以产生磁场并由此控制所述钢水的流动；以及
流动控制单元，所述流动控制单元在判定由所述弯月面流动检测单元检测到的弯月面流动状态为正常时使所述磁场产生单元的操作保持在当前状态，并且在判定所述检测到的弯月面流动状态为异常时控制所述磁场产生单元的操作以将弯月面流动调节为正常，
其中，所述弯月面流动检测单元计算所述多个温度测量器中的设置在一侧端部和中央部分处的温度测量器之间的温度差以及所述多个温度测量器中的设置在所述中央部分和另一侧端部处的温度测量器之间的温度差，以检测所述钢水弯月面的两个边缘与中央部分之间的高度差，并且
所述弯月面流动检测单元比较计算出的设置在所述一侧端部和所述中央部分处的所述温度测量器之间的温度差是否处于基准温度范围内，并且比较计算出的设置在所述中央部分和所述另一侧端部处的所述温度测量器之间的温度差是否处于该基准温度范围内，以判定所述钢水弯月面的两个边缘与中央部分之间的高度差为正常还是异常，由此判定所述钢水弯月面的流动状态为正常还是异常。
7.一种弯月面流动控制装置，包括：
多个温度测量器，所述多个温度测量器在收纳钢水的模具的宽度方向上在多个位置处测量温度；
弯月面流动检测单元，所述弯月面流动检测单元在所述钢水的弯月面流动形态下检测各个位置的由所述多个温度测量器测得的相对温度值，并且对由所述多个温度测量器测得的温度值进行相对比较，以判定钢水弯月面的流动状态为正常还是异常；
磁场产生单元，所述磁场产生单元安装在所述模具的外侧以产生磁场并由此控制所述钢水的流动；以及
流动控制单元，所述流动控制单元在判定由所述弯月面流动检测单元检测到的弯月面流动状态为正常时使所述磁场产生单元的操作保持在当前状态，并且在判定所述检测到的弯月面流动状态为异常时控制所述磁场产生单元的操作以将弯月面流动调节为正常，
其中，所述弯月面流动检测单元计算所述多个温度测量器中的设置在一侧端部处的温度测量器的温度与关于所述多个温度测量器的温度的平均温度之间的差以及所述多个温度测量器中的设置在另一侧端部处的温度测量器的温度与所述平均温度之间的差，以检测所述钢水弯月面的两个边缘的高度与所述钢水弯月面的平均高度之间的差，并且
所述弯月面流动检测单元比较设置在所述一侧端部和所述另一侧端部处的所述温度测量器的温度与所述平均温度之间的温度差是否处于基准温度范围内，以判定所述钢水弯月面的两个边缘的高度与所述平均高度之间的差为正常还是异常，由此判定所述钢水弯月面的流动状态为正常还是异常。
8.一种弯月面流动控制装置，包括：
多个温度测量器，所述多个温度测量器在收纳钢水的模具的宽度方向上在多个位置处测量温度；
弯月面流动检测单元，所述弯月面流动检测单元在所述钢水的弯月面流动形态下检测各个位置的由所述多个温度测量器测得的相对温度值，并且对由所述多个温度测量器测得的温度值进行相对比较，以判定钢水弯月面的流动状态为正常还是异常；
磁场产生单元，所述磁场产生单元安装在所述模具的外侧以产生磁场并由此控制所述钢水的流动；以及
流动控制单元，所述流动控制单元在判定由所述弯月面流动检测单元检测到的弯月面流动状态为正常时使所述磁场产生单元的操作保持在当前状态，并且在判定所述检测到的弯月面流动状态为异常时控制所述磁场产生单元的操作以将弯月面流动调节为正常，
其中，所述弯月面流动检测单元计算所述多个温度测量器中的设置在中央部分处的温度测量器的时序平均温度与所述多个温度测量器中的设置在一侧端部和另一侧端部处的温度测量器的温度之间的温度差中的每一个温度差，以检测所述钢水弯月面的两个边缘的高度与所述钢水弯月面的时序高度的平均高度之间的高度差，并且
所述弯月面流动检测单元比较计算出的所述时序平均温度与设置在所述一侧端部和所述另一侧端部处的所述温度测量器的温度之间的温度差是否处于基准温度范围内，以判定所述钢水弯月面的两个边缘的高度与所述钢水弯月面的时序高度的平均高度之间的差为正常还是异常，由此判定所述钢水弯月面的流动状态为正常还是异常。
9.一种弯月面流动控制装置，包括：
多个温度测量器，所述多个温度测量器在收纳钢水的模具的宽度方向上在多个位置处测量温度；
弯月面流动检测单元，所述弯月面流动检测单元在所述钢水的弯月面流动形态下检测各个位置的由所述多个温度测量器测得的相对温度值，并且对由所述多个温度测量器测得的温度值进行相对比较，以判定钢水弯月面的流动状态为正常还是异常；
磁场产生单元，所述磁场产生单元安装在所述模具的外侧以产生磁场并由此控制所述钢水的流动；以及
流动控制单元，所述流动控制单元在判定由所述弯月面流动检测单元检测到的弯月面流动状态为正常时使所述磁场产生单元的操作保持在当前状态，并且在判定所述检测到的弯月面流动状态为异常时控制所述磁场产生单元的操作以将弯月面流动调节为正常，
其中，所述弯月面流动检测单元计算作为所述多个温度测量器中的设置在一侧端部处的温度测量器的温度与紧邻所述一侧端部设置的温度测量器的温度之间的温度差值的第一温度差，以检测对应于设置在所述一侧端部处的所述温度测量器的、所述钢水弯月面的一侧边缘的高度与对应于紧邻所述一侧端部设置的所述温度测量器的、所述钢水弯月面的高度之间的高度差，
所述弯月面流动检测单元计算作为所述多个温度测量器中的设置在另一侧端部处的温度测量器的温度与紧邻所述另一侧端部设置的温度测量器的温度之间的温度差值的第二温度差，以检测对应于设置在所述另一侧端部处的所述温度测量器的、所述钢水弯月面的另一侧边缘的高度与对应于紧邻所述另一侧端部设置的所述温度测量器的、所述钢水弯月面的高度之间的高度差，并且
所述弯月面流动检测单元比较所述第一温度差和所述第二温度差中的每一者是否处于基准温度范围内，以判定所述钢水弯月面的一侧边缘的高度与对应于紧邻所述一侧端部设置的所述温度测量器的、所述钢水弯月面的高度之间的高度差和所述钢水弯月面的另一侧边缘的高度与对应于紧邻所述另一侧端部设置的所述温度测量器的、所述钢水弯月面的高度之间的高度差中的每一个高度差为正常还是异常，由此判定所述钢水弯月面的流动状态为正常还是异常。
10.一种弯月面流动控制方法，包括：
利用安装成沿模具的宽度方向布置的多个温度测量器来测量在钢水弯月面的宽度方向上的多个位置处的温度；
对按照受检测位置测得的温度进行相对分析以检测钢水的弯月面流动形态；
将检测出的所述弯月面流动形态归类为所存储的多种流动型态类型中的一种流动型态类型，以判定所归入的流动型态类型为正常还是异常；以及
当判定所归入的流动型态类型为正常状态时使磁场产生单元的操作保持为当前状态，并且当判定所归入的流动型态类型为异常状态时控制所述磁场产生单元的操作以将弯月面流动调节至正常，
其中，所述流动型态分类单元基于以下条件将一流动型态类型归类为先前存储的多种流动型态类型中的一种流动型态类型并判定所归入的流动型态类型为正常还是异常：
由所述多个温度测量器测得的多个测得温度值中的最小温度与最大温度之间的温度差(ΔTH-L)是否满足大于等于第一基准值且小于等于第二基准值的范围；
由设置在两个最外侧的所述温度测量器测得的、弯月面的两个边缘处的温度(TE1、TE2)中的每个温度是等于、大于还是小于由安装在弯月面的中央部分处的所述温度测量器测得的中央温度(TC)；以及
在两个边缘处的所述温度(TE1、TE2)中的每个温度与所述中央温度(TC)之间的偏差(ΔTE1-C、ΔTE2-C)是等于、大于还是小于第三基准值。
11.根据权利要求10所述的弯月面流动控制方法，还包括：
根据所归入的流动型态类型选择先前存储的多种流动控制类型中的一种流动控制类型，以选定流动控制类型；以及
根据选定的流动控制类型来控制安装在所述模具的外侧的所述磁场产生单元中的磁场形成。
12.根据权利要求11所述的弯月面流动控制方法，其中，将检测到的弯月面流动形态归类为先前存储的多种流动型态类型中的一种流动型态类型的步骤包括：
对在铸造过程中能够发生的多种流动型态类型进行分类；
将先前存储的所述多种流动型态类型与所述弯月面流动形态进行比较；
将检测到的弯月面流动形态的温度数据归类为先前存储的所述多种流动型态类型中的一种流动型态类型,
其中，先前存储的所述多种流动型态类型包括至少一种正常流动型态和多种异常流动型态，在所述正常流动型态中，由于所述弯月面流动而出现缺陷的可能性较低，在所述异常流动型态中，由于弯月面流动而出现缺陷的可能性较高。
13.一种弯月面流动控制方法，包括：
利用安装成沿模具的宽度方向布置的多个温度测量器来测量在钢水弯月面的宽度方向上的多个位置处的温度；
对按照位置测得的温度进行相对分析以检测钢水的弯月面流动形态，并对由所述多个温度测量器测得的温度值彼此进行相对比较，以判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常；以及
当判定所述钢水的流动状态为正常时使安装在所述模具外侧的磁场产生单元的操作保持为当前状态，并且当判定所述弯月面的流动状态为异常时控制所述磁场产生单元的操作以调节磁场从而将弯月面流动调节至正常，
其中，判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常的步骤包括：
利用所述多个温度测量器中的设置在一侧端部和另一侧端部处的温度测量器来实时地测量温度；
计算设置在中央部分和一侧端部处的温度测量器之间的温度差以及设置在所述中央部分和另一侧端部处的温度测量器之间的温度差，以检测所述钢水弯月面的两个边缘与中央部分之间的高度差；以及
比较计算出的设置在所述中央部分和所述一侧端部处的所述温度测量器之间的温度差是否处于基准温度范围内，并且比较计算出的设置在所述中央部分和所述另一侧端部处的所述温度测量器之间的温度差是否处于基准温度范围内，以判定所述钢水弯月面的两个边缘与中央部分之间的高度差为正常还是异常，由此判定所述钢水弯月面的流动状态为正常还是异常。
14.一种弯月面流动控制方法，包括：
利用安装成沿模具的宽度方向布置的多个温度测量器来测量在钢水弯月面的宽度方向上的多个位置处的温度；
对按照位置测得的温度进行相对分析以检测钢水的弯月面流动形态，并对由所述多个温度测量器测得的温度值彼此进行相对比较，以判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常；以及
当判定所述钢水的流动状态为正常时使安装在所述模具外侧的磁场产生单元的操作保持为当前状态，并且当判定所述弯月面的流动状态为异常时控制所述磁场产生单元的操作以调节磁场从而将弯月面流动调节至正常，
其中，判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常的步骤包括：
利用所述多个温度测量器来实时地测量温度；
计算关于所述多个温度测量器的温度的平均温度；
计算所述多个温度测量器中的设置在一侧端部处的温度测量器的温度与所述平均温度之间的差以及设置在另一侧端部处的温度测量器的温度与所述平均温度之间的差；以及
比较计算出的设置在所述一侧端部和所述另一侧端部处的所述温度测量器中的每一者的温度与所述平均温度之间的差是否处于基准温度范围，以判定所述钢水弯月面的两个边缘与中央部分之间的高度差为正常还是异常，由此判定所述钢水弯月面的流动状态为正常还是异常。
15.一种弯月面流动控制方法，包括：
利用安装成沿模具的宽度方向布置的多个温度测量器来测量在钢水弯月面的宽度方向上的多个位置处的温度；
对按照位置测得的温度进行相对分析以检测钢水的弯月面流动形态，并对由所述多个温度测量器测得的温度值彼此进行相对比较，以判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常；以及
当判定所述钢水的流动状态为正常时使安装在所述模具外侧的磁场产生单元的操作保持为当前状态，并且当判定所述弯月面的流动状态为异常时控制所述磁场产生单元的操作以调节磁场从而将弯月面流动调节至正常，
其中，判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常的步骤包括：
实时地测量所述多个温度测量器中的设置在中央部分、一侧端部和另一侧端部处的温度测量器的温度；
计算设置在所述中央部分处的所述温度测量器的时序平均温度；
计算所计算出的时序平均温度与设置在中央部分、一侧端部和另一侧端部处的温度测量器的温度之间的温度差中的每一个温度差，以检测所述钢水弯月面的两个边缘的高度与所述钢水弯月面的中央部分的时序高度的平均高度之间的高度差；以及
比较计算出的所述时序平均温度与设置在一侧端部和另一侧端部处的温度测量器的温度之间的温度差是否处于基准温度范围内，以判定所述钢水弯月面的两个边缘的高度与所述钢水弯月面的中央部分的时序高度的平均高度之间的差为正常还是异常，由此判定所述钢水弯月面的流动状态为正常还是异常。
16.一种弯月面流动控制方法，包括：
利用安装成沿模具的宽度方向布置的多个温度测量器来测量在钢水弯月面的宽度方向上的多个位置处的温度；
对按照位置测得的温度进行相对分析以检测钢水的弯月面流动形态，并对由所述多个温度测量器测得的温度值彼此进行相对比较，以判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常；以及
当判定所述钢水的流动状态为正常时使安装在所述模具外侧的磁场产生单元的操作保持为当前状态，并且当判定所述弯月面的流动状态为异常时控制所述磁场产生单元的操作以调节磁场从而将弯月面流动调节至正常，
其中，判定所述钢水弯月面的流动状态为正常或异常的步骤包括：
测量设置在一侧端部、紧邻所述一侧端部的位置、另一侧端部以及紧邻所述另一侧端部的位置处的温度测量器的温度；
计算作为设置在一侧端部处的温度测量器的温度与紧邻所述一侧端部设置的温度测量器的温度之间的温度差值的第一温度差，以检测对应于设置在所述一侧端部处的所述温度测量器的、所述钢水弯月面的一侧边缘的高度与对应于紧邻所述一侧端部设置的所述温度测量器的、所述钢水弯月面的高度之间的高度差；
计算作为设置在另一侧端部处的温度测量器的温度与紧邻所述另一侧端部设置的温度测量器的温度之间的温度差值的第二温度差，以检测对应于设置在所述另一侧端部处的所述温度测量器的、所述钢水弯月面的另一侧边缘的高度与对应于紧邻所述另一侧端部设置的所述温度测量器的、所述钢水弯月面的高度之间的高度差；以及
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