JP2005305511A

JP2005305511A - 拘束性ブレークアウトの監視方法および監視装置

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Publication number: JP2005305511A
Application number: JP2004126657A
Authority: JP
Inventors: Yuji Wakatsuki; 裕司若槻; Taiji Shimazaki; 泰二島崎
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2004-04-22
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2005-11-04
Anticipated expiration: 2024-04-22
Also published as: JP4771669B2

Abstract

【要約】
【課題】温度検出器を鋳型の全面に設置することなく、簡便な手段で鋳型温度の変化を可視化して拘束性ブレークアウトを監視し、拘束性ブレークアウトが発生する可能性の大小を精度良く判定する方法および装置を提供する。
【解決手段】鋳型の湯面位置より下方に３個以上の温度測定器を水平に配列して鋳型温度を一定周期で繰り返し測定し、鋳型温度の第Ｎ回目の測定値Ｔ_N とその前回の測定値Ｔ_N-1とを用いて温度変化ΔＴ_Nを算出し、ΔＴ_N 値に基づいて温度変化量を示す識別符号を付与し、鋳型温度を測定した時間履歴と温度測定器の配列とで構成される２次元空間に識別符号を表示し、表示された識別符号の分布状況と予め設定された識別符号の配置図とが一致したときに拘束性ブレークアウト発生の可能性が大きいと判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、連続鋳造設備にて拘束性ブレークアウトを監視する方法および装置に関するものである。

連続鋳造設備の稼動中に溶鋼温度等の操業条件が著しく変動した場合には、凝固シェルが破断し、その破断部から未凝固の溶鋼が流出する。その場合、凝固シェルが部分的に破断するだけで、断裂しなくても、破断によって生じた開口部から溶鋼が流出する。凝固シェルの破断部から溶鋼が流出（いわゆるブレークアウト）すると、設備機器の故障が発生するばかりでなく、安全性が損なわれるので、操業を停止せざるを得ない。

ブレークアウトが発生する原因としては種々の要因が考えられるが、それらの内の連続鋳造用鋳型（以下、鋳型という）の湯面近傍で、凝固シェルと鋳型が焼付くことによって生じるブレークアウトは拘束性ブレークアウトと呼ばれ、他の要因で生じるブレークアウトに比べて頻度が高い。

連続鋳造設備を継続的に安定して操業するためには、ブレークアウトを防止する必要がある。連続鋳造を行なう際に、鋳型を上下方向に振動（いわゆるオシレーション）させる技術は、一般に行なわれている。鋳型が振動することによって、鋳型と凝固シェルの間に溶融パウダーを安定して流入させ、鋳型と凝固シェルの間の潤滑により、焼付きを防止することができる。

しかしながら溶融パウダーの流入不足等の何らかの要因で、湯面近傍で鋳型と凝固シェルが焼付いた状態が起こり、その状態でオシレーションを行なうと、凝固シェルがその最上部で拘束されたまま、鋳型が上下に振動する。その結果、ポジティブストリップのときに凝固シェルが引張られて破断し、ネガティブストリップのときには破断部が再凝固する。この破断部を、他の破断部と区別するために、破断部Ａと記す。

破断部Ａが発生して再凝固する１サイクルの鋳型振動の間に、凝固シェルは一定の速度で下方へ移動する。したがって次のポジティブストリップのときには、破断部Ａは下方へ移動し、破断部Ａの上側が破断する。この新たな破断部を、上記した破断部Ａと区別するために、破断部Ｂと記す。破断部Ｂは、ネガティブストリップのときに再凝固する。

破断部Ｂが発生して再凝固する間に凝固シェルはさらに下方へ移動し、次のポジティブストリップのときには、破断部Ｂの上側に破断部Ｃが発生する。

このようにして鋳型振動の１サイクル毎に凝固シェルの破断と再凝固を繰り返しながら、凝固シェルは下方へ移動していく。これらの破断部は、再凝固した後の冷却時間が不足するので、凝固シェルとして十分な強度は得られない。ただし破断部が鋳型内を移動するときは、鋳型によって凝固シェルが支持されるのでブレークアウトは発生しない。

これらの破断部の最下端（すなわち上記した破断部Ａ）が、鋳型内を通過し、鋳型の下端からさらに下方へ移動すると、再凝固した薄いシェルのみでは未凝固の溶鋼を保持できなくなる。その結果、破断部Ａが再び破断して、溶鋼が流出する。つまり鋳型のオシレーションは、鋳型と凝固シェルとの焼付きを防止する上で有効な技術であるが、拘束性ブレークアウトを防止する観点から、さらなる改善の余地が残されている。

このような拘束性ブレークアウトの発生機構を考慮すると、拘束性ブレークアウトを防止するためには、破断部の最下端（すなわち破断部Ａ）が鋳型内を移動する間に凝固シェルの引抜き速度を減速し、破断部が再凝固した後の冷却時間を十分に確保して、再凝固部が再び破断しないような強度を得るまで冷却することが有効である。

ところが引抜き速度の減速は生産性の低下を招くので、拘束性ブレークアウトが発生する恐れがあるときのみ、引抜き速度を減速する必要がある。そこで、凝固シェルに生じた破断部が再凝固した後、鋳型内を下方へ移動していき、鋳型の下端からさらに下方へ引抜かれるまでを監視して、拘束性ブレークアウトの予知に結び付けようとする技術が種々検討されている。

たとえば特公昭63-47545号公報には、鋳型に埋設された複数の熱電対で測定された温度が、その平均値に対して一旦上昇し、その後、下降するという経過を示し、その隣接する熱電対で測定された温度も同様の経過を示すときに、拘束性ブレークアウトが発生し得ると判定する技術が開示されている。しかしながら本発明者らの研究によれば、鋳型温度の上昇下降の変化から拘束性ブレークアウトの発生を精度良く予知することは困難であり、特に、鋳型と凝固シェルの隙間に流入するモールドパウダー流入状態の変化に起因して発生する鋳型温度の変化と、拘束性ブレークアウトが発生するときの温度変化とを識別することは極めて困難である。したがって、この技術では拘束性ブレークアウト発生予知の精度を高めるために、拘束性ブレークアウトが発生するときの鋳型温度の変化を、その他の要因で発生する温度変化から見分ける判定ロジックを設定する必要がある。そのような判定ロジックは複雑であるから、操業条件が変更された場合には、その判定ロジックが陳腐化して、再設定に多大な負荷がかかる。

また特開平7-232251号公報には、鋳型に設置された複数の熱電対で測定された温度の変化を標準パターンと比較して、拘束性ブレークアウトが発生し得ると判定する技術が開示されている。この技術も、拘束性ブレークアウトが発生するときの鋳型温度の変化を、その他の要因で発生する温度変化から見分ける判定ロジックを設定する必要がある。そのような判定ロジックは複雑であるから、操業条件が変更された場合には、その判定ロジックが陳腐化して、再設定に多大な負荷がかかる。

特開平4-172160号公報には、鋳型温度の上昇下降を検出した熱電対の位置情報を時系列に重ね合わせることによって位置分布パターンを生成し、ニューラルネットワークを用いて学習した拘束性ブレークアウトが発生したときの位置分布パターンと、熱電対で検出した位置分布パターンとを比較して、拘束性ブレークアウトが発生し得ると判定する技術が開示されている。しかしながら、この技術では、鋳型温度が上昇下降を示す位置分布パターンを得るために、鋳型の水平方向のみならず垂直方向にも複数の熱電対を設置しなければならない。したがって多数の熱電対が必要であり、それらの熱電対の保全コスト，導入コストが必要となる。さらに、拘束性ブレークアウトが発生するときの位置分布パターンを、その他の要因によって発生した温度変化から得られた位置分布パターンとを見分ける判定ロジックをニューラルネットワークで構成していることから、大量の学習データが必要となり、しかも操業条件が変化した場合には、学習データの収集，再学習に多大な負荷がかかる。

特開平11-90599号公報には、鋳型の水平方向および垂直方向に複数の熱電対を先端が銅板表面に露出するように設置し、各熱電対の測定した温度および熱電対の補間演算から鋳型全面の温度分布を求め、それらの温度分布を色調で表現し、その色調の変化から拘束性ブレークアウトが発生し得ると判定する技術が開示されている。しかしながら、この技術では、鋳型全面に多数の熱電対が必要となる。さらに、拘束性ブレークアウトが発生するときの色調分布の変化を検出するには、一つの画像だけでなく、画像の時間変化を判定する必要があり、そのような判定ロジックは複雑となることから、調整に負荷が必要となるとともに、操業条件が変更された場合には、その判定ロジックが陳腐化して、再設定に多大な負荷がかかる。
特公昭63-47545号公報特開平7-232251号公報特開平4-172160号公報特開平11-90599号公報

本発明は上記のような問題を解消し、温度測定器を鋳型の全面に設置することなく、簡便な手段で鋳型温度の変化を可視化して拘束性ブレークアウトを監視し、拘束性ブレークアウトが発生する可能性の大小を精度良く判定する方法および装置を提供することを目的とする。

拘束性ブレークアウトを監視するための従来の技術は、上記した通り、鋳型に設置された温度測定器を用いて、温度を測定した位置，温度を測定した時間，温度の測定値の変化という３つの情報を種々の組合せで加工することによって、拘束性ブレークアウトが発生する可能性の大小を判定するものであった。その判定の精度を高めるためには、３つの情報に関するデータを可能な限り多く収集して、判定ロジックを組み立てる必要がある。しかし多数のデータを処理する判定ロジックは複雑になり、操業条件等の判定ロジックに不可欠な前提条件の変更に対応するためには、判定ロジックを修正して再設定するには多大な労力と時間を要する。

そのような対応が可能であるとしても、判定ロジックに則って多数のデータを演算処理する装置は高い処理能力が要求され、拘束性ブレークアウトを監視するための設備費の増大を招く。

つまり連続鋳造の操業において、拘束性ブレークアウトを監視するに要する費用を低減すること、および操業条件の変更等に迅速に対応することを考慮すると、簡便な判定ロジックを採用する必要がある。

そこで本発明者らは、拘束性ブレークアウトの判定ロジックに求められる特性として、
(a) 簡便な手段で判定すること、
(b) 凝固シェルに生じた破断部の状況を的確にとらえること、
(c) 瞬時に判定するために明確に表示すること
を達成する必要があると考えた。ただし技術的に使用可能な表示装置は画像表示装置（たとえばＣＲＴ，液晶ディスプレイ等）あるいは印刷装置等であるから、判定に必要な情報を２次元空間で表示する必要がある。

オシレーションによって生じる破断部が鋳型の垂直方向へ移動していくことを考慮すると、鋳型に設置する温度測定器を１列に水平に配列すれば、拘束性ブレークアウトを判定するための重要な情報である温度測定の位置と時間を２次元で表示できる。もう１つの重要な情報である温度の測定値の変化は、温度測定の位置と時間で構成される２次元空間に各種の符号（以下、識別符号）を用いて表示する。識別符号は、記号（たとえば○，□等），数字（たとえば１，２等），文字（たとえばＡ，Ｂ等）を用いても良いし、あるいは色彩を使用しても良い。

本発明は、以上のような知見に基づいてなされたものである。

すなわち本発明は、連続鋳造用鋳型の湯面位置より下方に３個以上の温度測定器を水平に配列し、温度測定器を用いて鋳型温度を一定周期で繰り返し測定し、鋳型温度の第Ｎ回目の測定値Ｔ_N （℃）とその前回の測定値Ｔ_N-1（℃）とを用いて下記の (1)式から温度変化ΔＴ_N を算出し、算出されたΔＴ_N 値に基づいて温度変化量を示す識別符号を付与し、鋳型温度を測定した時間履歴と温度測定器の配列とで構成される２次元空間に識別符号を表示し、２次元空間に表示された識別符号の分布状況と予め設定された識別符号の配置図とを比較し、識別符号の分布状況が配置図の特性を満たしたときに拘束性ブレークアウト発生の可能性が大きいと判定する拘束性ブレークアウトの監視方法である。

ΔＴ_N ＝Ｔ_N −Ｔ_N-1 ・・・ (1)
本発明の監視方法では、識別符号として色彩を使用し、温度変化量を色分けして２次元空間に表示することが好ましい。また２次元空間を画像表示画面に構成し、識別符号を画像表示画面に表示することが好ましい。

また本発明は、連続鋳造用鋳型の湯面位置より下方に水平に配列された３個以上の温度測定器と、温度測定器を用いて鋳型温度を一定周期で繰り返し測定した測定値を保存する記憶装置と、鋳型温度の第Ｎ回目の測定値Ｔ_N （℃）とその前回の測定値Ｔ_N-1（℃）とを用いて下記の (1)式から温度変化ΔＴ_N を算出し、ΔＴ_N 値に基づいて温度変化量に応じて識別符号を付与する温度演算装置と、鋳型温度を測定した時間履歴と温度測定器の配列とで構成される２次元空間に識別符号を表示する温度表示装置とを有する拘束性ブレークアウトの監視装置である。

ΔＴ_N ＝Ｔ_N −Ｔ_N-1 ・・・ (1)
本発明の監視装置では、温度演算装置が識別符号として色彩を付与し、温度表示装置が温度変化量を色分けして２次元空間に表示することが好ましい。また温度演算装置が、２次元空間を画像表示画面に構成し、識別符号を画像表示画面に表示することが好ましい。また２次元空間に表示された識別符号の分布状況と予め設定された識別符号の配置図とを比較し、識別符号の分布状況が配置図の特性を満たしたときに拘束性ブレークアウト発生の可能性が大きいと判定する判定演算装置と、判定演算装置から出力された信号を表示する判定表示装置とを有することが好ましい。

ただし温度演算装置と判定演算装置は、各々個別の演算装置を使用しても良いし、あるいは同一の演算装置でそれぞれの演算処理を行なっても良い。また温度表示装置と判定表示装置は、各々個別の表示装置を使用しても良いし、あるいは同一の表示装置にそれぞれの演算結果を表示しても良い。

本発明によれば、鋳型の水平方向に３個以上の温度検出機を１列に設置し、鋳型温度の水平方向の分布が時間の推移とともに変化する状況を表示するので、表示された温度変化の分布状況によって拘束性ブレークアウトが発生する可能性の大小を判定できる。その結果、温度検出器を鋳型の全面に設置する必要はなく、拘束性ブレークアウトを操業中に簡便な手段で監視することが可能である。したがって、拘束性ブレークアウトが発生する可能性が大きいと判定されたときのみ引抜き速度を減速することによって、効率良く拘束性ブレークアウトを防止するとともに、生産性の低下も最小限に抑えられる。

図１は、本発明を適用する連続鋳造設備の鋳型と凝固シェルを模式的に示す斜視図である。鋳型１は長辺1aと短辺1bで構成され、湯面位置４の下方に３個以上の温度測定器２が１列に水平に配列される。図１中の矢印ａは、凝固シェル３の移動方向を示す。

図１には鋳型１の全周（すなわち長辺1aと短辺1bの全て）に温度測定器２を設置する例を示したが、本発明では必ずしも鋳型１の全周に温度測定器２を設置する必要はない。たとえば互いに対向する２つの長辺1aの片方のみに温度測定器２を設置しても良いし、あるいは長辺1aの両方に温度測定器２を設置しても良い。

本発明では温度測定器２の種類は特定の測定装置に限定しないが、熱電対等の接触式の温度測定装置を使用すると測定精度が向上するので好ましい。

鋳型１は、凝固シェル３との焼付きを防止するために上下方向に振動（いわゆるオシレーション）させる。このとき、湯面近傍で鋳型と凝固シェルの焼付きが発生すると、凝固シェルがその最上部で拘束されたまま、鋳型が上下に振動する。その結果、ポジティブストリップのときに凝固シェルが引張られて破断し、ネガティブストリップのときには破断部が再凝固する。この破断部を、他の破断部と区別するために、破断部Ａと記す。

破断部Ａが発生して再凝固する１サイクルの鋳型振動の間に、凝固シェル３は一定の速度で下方へ移動する。したがって次のポジティブストリップのときには、破断部Ａは下方へ移動し、破断部Ａの上側が破断する。この新たな破断部を、上記した破断部Ａと区別するために、破断部Ｂと記す。破断部Ｂは、破断部Ａに比べて横幅（すなわち水平方向の長さ）が広がるが、ネガティブストリップのときに再凝固する。

破断部Ｂが発生して再凝固する間に凝固シェル３はさらに下方へ移動し、次のポジティブストリップのときには、破断部Ｂの上側に破断部Ｃが発生する。破断部Ｃの横幅は、破断部Ｂに比べてさらに広がり、ネガティブストリップのときに再凝固する。

このようにして鋳型振動の１サイクル毎に凝固シェル３の破断と再凝固を繰り返しながら、凝固シェル３は下方へ移動していく。しかも破断部の横幅は次第に広がっていく。その結果、破断部は、凝固シェル３の外表面にてＶ字形状あるいはＵ字形状を呈するようになる。

これらの破断部は、再凝固した後の冷却時間が不足するので、凝固シェル３として十分な強度は得られない。ただし破断部が鋳型１内にあるときは、鋳型１によって凝固シェル３が支持されるのでブレークアウトは発生しない。ところが、このＶ字形状あるいはＵ字形状の破断部の最下端（すなわち上記した破断部Ａ）が鋳型１の下端からさらに下方へ移動すると、凝固シェル３のみでは未凝固の溶鋼を保持できなくなる。その結果、破断部Ａが再び破断して、溶鋼が流出する。

つまり、オシレーションによって生じた凝固シェル３の破断部がＶ字形状あるいはＵ字形状を呈し、かつその最下端が鋳型１の下端からさらに下方へ移動したときに、拘束性ブレークアウトが発生する可能性が大きい。そこで、鋳型１に設置した温度測定器２を用いて鋳型温度を測定することによって拘束性ブレークアウトを監視する。

次に、拘束性ブレークアウトの判定ロジックについて説明する。

鋳型１の湯面位置４の下方に１列に水平に設置された温度測定器２を用いて一定周期で繰り返し測定し、各温度測定器２ごとに測定した鋳型温度Ｔ（℃）を記憶装置（図示せず）に保存するとともに、温度変化ΔＴを算出する。鋳型温度を測定する周期は、凝固シェル３の引抜き速度や後述する演算装置（図示せず）の処理能力等に応じて適宜設定する。

第Ｎ回目の温度測定を行なったとき、その前回（すなわち第Ｎ−１回目）の鋳型温度の測定値は記憶装置に保存されている。そこで演算装置を用いて、第Ｎ−１回目の鋳型温度の測定値Ｔ_N-1と第Ｎ回目の鋳型温度の測定値Ｔ_Nの温度変化ΔＴ_Nを各温度測定器２ごとに (1)式で算出する。さらに第Ｎ回目の鋳型温度の測定値Ｔ_Nを記憶装置に保存する。

ΔＴ_N ＝Ｔ_N −Ｔ_N-1 ・・・ (1)
次に、第Ｎ＋１回目の測定を行なったとき、演算装置を用いて、その前回（すなわち第Ｎ回目）の鋳型温度の測定値Ｔ_Nと第Ｎ＋１回目の鋳型温度の測定値Ｔ_N+1の温度変化ΔＴ_N+1を各温度測定器２ごとに (2)式で算出する。さらに第Ｎ＋１回目の鋳型温度の測定値Ｔ_N+1を記憶装置に保存する。

ΔＴ_N+1 ＝Ｔ_N+1 −Ｔ_N ・・・ (2)
さらに演算装置は、算出したΔＴ_N-1値，ΔＴ_N値，ΔＴ_N+1 値に基づいて温度変化量を示す符号を付与する。本発明では、温度変化量の区分は特定の数値範囲に限定しないが、ここでは、
鋳型温度上昇：ΔＴ_N ＞０
鋳型温度一定：ΔＴ_N ＝０
鋳型温度下降：ΔＴ_N ＜０
に３分類に区分する例について説明する。この場合に演算装置は、ΔＴ_N値に基づいて、温度上昇，温度一定，温度下降を区分する識別符号を各温度測定器２ごとに付与する。

識別符号は、記号（たとえば○，□等），数字（たとえば１，２等），文字（たとえばＡ，Ｂ等）を用いても良いし、色彩を使用しても良い。ここでは、識別符号として
鋳型温度上昇：赤
鋳型温度一定：緑
鋳型温度下降：青
で色分けする例について説明する。

このようにして各温度測定器２ごとに付与された識別符号（すなわち赤，緑，青）は、温度表示装置に表示される。温度表示装置は、画像を画面に表示する画像表示装置（たとえばＣＲＴ，液晶ディスプレイ等）あるいは画像を紙面に印刷する印刷装置等を使用する。ただし、印刷装置は用紙やインク等を定期的に補給しなければならないので、画像表示装置を使用するのが好ましい。

図２は、識別符号を温度表示装置に表示した例を模式的に示す説明図である。つまり図１に示すように、鋳型１の全周に合計28個（長辺1aに各々12個，鋳型の短辺1bに各々２個）の温度測定器２を１列に水平に設置して連続鋳造を行ないながら鋳型温度を一定周期で測定した場合の、識別符号の分布例を示す。図２には、温度測定器２の配列を横軸に表示し、鋳型温度を測定した時間履歴を縦軸に表示する例を示したが、本発明では、識別符号の分布状況を表示する２次元空間の構成は図２に示す例に限定しない。たとえば温度測定器２の配列を縦軸に表示し、鋳型温度を測定した時間履歴を横軸に表示しても支障なく、拘束性ブレークアウトを監視できる。ただし、ここでは識別符号を表示する一例として図２について説明する。

第Ｎ回目の温度測定を行ない、温度変化ΔＴ_Nを算出して各温度測定器２ごとに付与された識別符号を、図２の最上列（すなわちΔＴ_Nの列）に表示する。次に第Ｎ＋１回目の温度測定を行ない、温度変化ΔＴ_N+1を算出して各温度測定器２ごとに付与された識別符号を、図２の最上列に表示する。このとき、ΔＴ_N，ΔＴ_N-1等の識別符号は、それぞれ１列ずつ下方へ移動する。

このようにして鋳型温度の測定と識別符号の表示を繰り返し行なうと、温度表示装置に表示された識別符号は最上列から下方へ順次移動していく。本発明者らの研究によれば、既に説明した通り、識別符号が赤（すなわち鋳型温度上昇）の領域がＶ字形状あるいはＵ字形状をなし、Ｖ字形状あるいはＵ字形状で囲まれた領域に青、すなわち鋳型温度下降を示す識別符合が存在しているときに、赤（すなわち鋳型温度上昇）の識別符号のＶ字形状あるいはＵ字形状の最下端が鋳型１の下端から下方へ引抜かれたときに、拘束性ブレークアウトが発生する可能性は極めて大きいことが分かった。鋳型１の下端は、温度測定器２の配列と鋳型１の最下端との距離，凝固シェル３の引抜き速度，鋳型温度を測定する周期と回数の数値を演算して、温度表示装置に表示できる。図２では、鋳型１の下端を示す線（以下、判定限界線という）をDLで示す。

図２から明らかなように、赤（すなわち鋳型温度上昇）の識別符号の領域がＶ字形状あるいはＵ字形状をなし、かつそのＶ字形状またはＵ字形状で囲まれた領域に、青の識別符号が存在していることは容易に判定できる。つまり、拘束性ブレークアウトが発生する可能性が大きいことを示す識別符号の配置図を予め設定しておき、その識別符号の配置図と表示された識別符号の分布状況を比べて、識別符号の分布状況が配置図の特性（すなわちＶ字形状またはＵ字形状を呈し、かつＶ字形状あるいはＵ字形状で囲まれた領域に、青の識別符号が存在する）を満たしたときに、拘束性ブレークアウトが発生する可能性は極めて大きいことを判定し、その最下端部がDLを通過する前に引抜き速度の減速を行なえば、拘束性ブレークアウトを防止することができる。

予め設定された識別符号の配置図と温度表示装置に表示された識別符号の分布状況の比較は、作業員が目視で行なっても良いし、あるいは判定用の演算装置を用いても良い。判定用の演算装置（以下、判定演算装置という）を用いる場合は、判定演算装置と温度演算装置とを別個に設置しても良いし、あるいは温度演算装置が判定演算装置の機能を果たすように構成しても良い。いずれの場合も温度演算装置の処理能力に応じて適宜対応すれば良い。

判定演算装置を用いる場合は、さらに、判定した結果を表示する装置（以下、判定表示装置という）を使用する。判定表示装置は温度表示装置と別個に設置しても良いし、あるいは温度表示装置に判定結果を表示するように構成しても良い。判定表示装置を温度表示装置とは別個に設置する場合には、拘束性ブレークアウトが発生する可能性が大きいと判定されたときに、警報を鳴らしたり、電灯を点滅するような単純な構成で十分に対応できる。

近年、温度表示装置として用いる画像表示装置や印刷装置は、いずれも色彩の表示が可能になっている。したがって、上記のように識別符号として色彩を使用することは何ら問題はない。しかしながら、色彩の表示ができない温度表示装置を用いる場合もあり得る。その場合には識別符号として、記号，数字，文字等を用いれば、拘束性ブレークアウト発生の可能性を支障なく判定できる。

以上に説明した通り、連続鋳造の操業中に拘束性ブレークアウトを監視し、拘束性ブレークアウト発生の可能性を簡便な手段で精度良く判定できる。しかも簡素な判定ロジックを採用しているので、操業条件が変更された場合にも容易に再設定できる。

さらに、拘束性ブレークアウトが発生する可能性が大きいと判定されたときのみ、拘束性ブレークアウトの防止策（たとえば引抜き速度の減速）を講じることによって、効率良く拘束性ブレークアウトを防止するとともに、生産性の低下も最小限に抑えられる。

図１に示すように鋳型１の全周に合計28個の温度測定器２を１列に設置し、鋳型１をオシレーションさせて連続鋳造を行ないながら 0.5秒間隔で鋳型温度を測定した。温度測定器２は熱電対を使用した。温度表示装置にはＣＲＴを使用し、図２に示すように、各温度測定器２ごとに温度変化ΔＴ_Nの推移を表示した。この温度表示装置の画面を作業員が目視で監視し、識別符号が赤の領域がＶ字形状をなし、Ｖ字形状に囲まれた領域が青となったとき、そのＶ字形状の最下端が判定限界線DLを通過する前に、凝固シェル３の引抜き速度を減速した。これを発明例とする。

一方、比較例として、特許文献１に開示された方法を、本発明と同じ温度測定器２の構成で実施した場合、いずれかの温度測定器２で温度の上昇と下降を検出し、一定時間以内にその隣接する温度測定器２で温度上昇を検出したときに、凝固シェル３の引抜き速度を減速した。

発明例では、連続鋳造を12ケ月連続して操業しても、拘束性ブレークアウトは発生していない。一方、比較例では、拘束性ブレークアウトが12ケ月に１回程度の頻度で発生していた。また焼付きが発生していないときに、引抜き速度を減速した回数が、発明例では比較例の１／３に削減できた。

本発明を適用する連続鋳造設備の鋳型と凝固シェルを模式的に示す斜視図である。識別符号を温度表示装置に表示した例を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１鋳型
1a 鋳型の長辺
1b 鋳型の短辺
２温度測定器
３凝固シェル
４湯面位置

Claims

連続鋳造用鋳型の湯面位置より下方に３個以上の温度測定器を水平に配列し、前記温度測定器を用いて鋳型温度を一定周期で繰り返し測定し、前記鋳型温度の第Ｎ回目の測定値Ｔ_N （℃）とその前回の測定値Ｔ_N-1（℃）とを用いて下記の (1)式から温度変化ΔＴ_N を算出し、算出された前記ΔＴ_N 値に基づいて温度変化量を示す識別符号を付与し、前記鋳型温度を測定した時間履歴と前記温度測定器の配列とで構成される２次元空間に前記識別符号を表示し、前記２次元空間に表示された前記識別符号の分布状況と予め設定された前記識別符号の配置図とを比較し、前記識別符号の前記分布状況が前記配置図の特性を満たしたときに拘束性ブレークアウト発生の可能性が大きいと判定することを特徴とする拘束性ブレークアウトの監視方法。
ΔＴ_N ＝Ｔ_N −Ｔ_N-1 ・・・ (1)
前記識別符号として色彩を使用し、前記温度変化量を色分けして前記２次元空間に表示することを特徴とする請求項１に記載の拘束性ブレークアウトの監視方法。
前記２次元空間を画像表示画面に構成し、前記識別符号を前記画像表示画面に表示することを特徴とする請求項１または２に記載の拘束性ブレークアウトの監視方法。
連続鋳造用鋳型の湯面位置より下方に水平に配列された３個以上の温度測定器と、前記温度測定器を用いて鋳型温度を一定周期で繰り返し測定した測定値を保存する記憶装置と、前記鋳型温度の第Ｎ回目の測定値Ｔ_N （℃）とその前回の測定値Ｔ_N-1（℃）とを用いて下記の (1)式から温度変化ΔＴ_N を算出し、前記ΔＴ_N 値に基づいて温度変化量に応じて識別符号を付与する温度演算装置と、前記鋳型温度を測定した時間履歴と前記温度測定器の配列とで構成される２次元空間に前記識別符号を表示する温度表示装置とを有することを特徴とする拘束性ブレークアウトの監視装置。
ΔＴ_N ＝Ｔ_N −Ｔ_N-1 ・・・ (1)
前記温度演算装置が前記識別符号として色彩を付与し、前記温度表示装置が前記温度変化量を色分けして前記２次元空間に表示することを特徴とする請求項４に記載の拘束性ブレークアウトの監視装置。
前記温度表示装置が、前記２次元空間を画像表示画面に構成し、前記識別符号を前記画像表示画面に表示することを特徴とする請求項４または５に記載の拘束性ブレークアウトの監視装置。
前記２次元空間に表示された前記識別符号の分布状況と予め設定された前記識別符号の配置図とを比較し、前記識別符号の前記分布状況が前記配置図の特性を満たしたときに拘束性ブレークアウト発生の可能性が大きいと判定する判定演算装置と、前記判定演算装置から出力された信号を表示する判定表示装置とを有することを特徴とする請求項４、５または６に記載の拘束性ブレークアウトの監視装置。