JP2017154155A - 拘束性ブレークアウトの監視装置およびそれを用いた監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】連続鋳造におけるブレークアウト（未凝固な溶鋼の流出）を精度良く監視し、広範囲の鋳込み速度に適用可能であり、鋳型を更新する間隔を延長できるブレークアウトの監視装置及びそれを用いた監視方法の提供。
【解決手段】連続鋳造用鋳型１の湯面４より下方に、複数個の温度測定器７を水平に配列して測温列８を形成し、測温列を複数段配置しかつ複数段のうちの任意の２段のうち上段の測温列８ａに配列される温度測定器と下段の測温列８ｂに配列される温度測定器とを同一の鉛直線上に配置し、それら測定値が所定の条件を満たした場合に拘束性ブレークアウトが発生すると判定し、判定の結果を表示する拘束性ブレークアウト監視装置。
【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装置および方法に関するものである。

連続鋳造設備の稼動中に操業条件（たとえば溶鋼温度等）が著しく変動して、凝固シェルの厚み方向の成長が遅れた場合、あるいは成長が止まった場合には、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（いわゆるブレークアウト）する。ブレークアウトにおいては、凝固シェルが断裂しなくても、部分的に破断するだけで、開口部から溶鋼が流出し、設備機器の故障が発生するばかりでなく、安全性が損なわれて大きな問題となるので、操業を停止せざるを得ない。

したがって、連続鋳造設備の稼動中にブレークアウトを監視して、ブレークアウトの発生が予知される場合は、操業条件（たとえば鋳込み速度等）を調整する必要がある。

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、とりわけ、連続鋳造用鋳型（以下、鋳型という）内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発生頻度が高い。

ここで拘束性ブレークアウトが発生するメカニズムについて、図３を参照して説明する。なお図３では、鋳型１内部の断面図として片側のみ図示する。また、矢印Ａは凝固シェル２の進行方向を示す。

稼動中の連続鋳造設備の鋳型内部では、図３(a)に示すように、溶鋼３が鋳型１によって冷却されて、凝固シェル２が形成される。

連続鋳造設備の稼動中に溶鋼温度の変化やモールドパウダーの流入不良等が発生すると、凝固シェル２の厚み方向の成長が遅れる、あるいは成長が止まるという現象が起こる。その結果、図３(b)に示すように、湯面４の下側で未凝固の溶鋼３が鋳型１に接触して、焼付き５が発生する。この図３(b)に示す状態で凝固シェル２が下方（矢印Ａの方向）へ引き抜かれると、焼付き５の上側の凝固シェル２は、焼付き５によって拘束されて、矢印Ａの方向への進行が阻害される。一方で、焼付き５の下側の凝固シェル２は矢印Ａの方向へ進行するので、鋳型１内の凝固シェル２に微細な亀裂が生じる。

その亀裂から溶鋼３が鋳型１に接触することによって、新たな焼付きが、図３(b)中の焼付き５の下側近傍に発生する。このようにして焼付き５によって拘束される部位が、図３(c)に示すように、徐々に下方へ移動して行く。そして図３(d)に示すように、焼付き５によって拘束される部位が鋳型１の下端に到達した時に、凝固シェル２が溶鋼３によって生じる内圧に耐えられず、ブレークアウトが発生する。

図３(c)に示す鋳型１の側面図を図４に示す。なお図４では、鋳型１内の湯面４や焼付き５を透視図として示す。符号５’は図３(b)中の焼付きの位置を示す。

図４に示すように、焼付きが符号５’の位置から符号５の位置へ下降することによって、凝固シェル２が拘束される部位は、Ｖ字形状を呈する線６（以下、拘束線という）として延伸する。つまり拘束線６の位置では鋳型１の温度は高くなっている。

そこで鋳型１の温度を測定して焼付き５や拘束線６を検出することによって、ブレークアウトを監視する技術が検討されている。

たとえば特許文献１には、複数個の温度測定器を水平に１段配列した鋳型を用いて、拘束性ブレークアウトを監視する技術が開示されている。この技術は、Ｖ字形状を呈する拘束線が水平方向に広がる現象を検出することによってブレークアウトを監視する技術である。ところが、鋳込み速度が大きい連続鋳造においては、拘束線の水平方向の広がりが抑制されるので、ブレークアウトを予知する精度が劣るという問題がある。また、温度測定器が故障した時には、拘束線の広がりを検出する精度も低下するので、鋳型を新品に交換（以下、更新という）しなければならないという問題も生じる。

特許文献２には、２個の温度検出素子を鋳造方向（すなわち垂直方向）に配置した鋳型を用いて、拘束性ブレークアウトを監視する技術が開示されている。この技術は、焼付きが発生した部位を頂点とするＶ字形状の拘束線が下方へ移動する現象を検出することによってブレークアウトを監視する技術である。ところが、鋳込み速度が小さい連続鋳造においては、垂直方向に配置された温度検出素子による温度測定値の変化が緩慢になるので、ブレークアウトを予知する精度が劣るという問題がある。また、温度測定器が故障した時には、拘束線の下降を検出する精度も低下するので、鋳型を更新しなければならないという問題も生じる。

特開2005-305511号公報 特開2006-255730号公報

本発明は、従来の技術の問題点を解消し、連続鋳造におけるブレークアウトを精度良く監視し、かつ広範囲の鋳込み速度に適用可能であり、しかも鋳型を更新する間隔を延長できるブレークアウトの監視装置、およびそれを用いた監視方法を提供することを目的とする。

本発明者は、ブレークアウトの発生を事前に精度良く予知するために、Ｖ字形状を呈する拘束線の水平方向の広がり（以下、横伝播という）と、拘束線の垂直方向への移動（以下、縦伝播という）とを監視する技術を検討した。その結果、複数個の温度測定器（たとえば熱電対等）を水平に配列した一列（以下、測温列という）を上下に２段以上配置し、かつ任意の２段の測温列に配列される温度測定器を同一の鉛直線上に配置することによって、拘束線の横伝播と縦伝播を監視できることを見出した。

本発明は、こ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より下方に、複数個の温度測定器を水平に配列して測温列を形成し、測温列を複数段配置しかつ複数段のうちの任意の２段のうち上段の測温列に配列される温度測定器と下段の測温列に配列される温度測定器とを同一の鉛直線上に配置した鋳型温度計測装置と、鋳型温度計測装置を構成する温度測定器によって測定されたそれぞれの測定値に基づいて拘束性ブレークアウトの発生を予知するための演算を行なう演算装置と、演算装置による演算の結果を表示する表示装置と、を有する拘束性ブレークアウトの監視装置である。

本発明の監視装置においては、測温列に３個以上の温度測定器を水平に配列し、かつ測温列を２段配置することが好ましい。温度測定器は熱電対を使用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より下方に、複数個の温度測定器を水平に配列して測温列を形成し、測温列を複数段配置しかつ複数段のうちの任意の２段のうち上段の測温列に配列される温度測定器と下段の測温列に配列される温度測定器とを同一の鉛直線上に配置し、それら測定値を演算装置に伝送して下記の条件Ｍおよび条件Ｎを共に満たした場合に拘束性ブレークアウトが発生すると判定し、判定の結果を表示装置で表示する拘束性ブレークアウトの監視方法である。
条件Ｍ：上段の測温列および／または下段の測温列にて互いに隣り合う温度測定器の測定値が上昇しさらに下降する。
条件Ｎ：鉛直線上に配置される下段の温度測定器の測定値が上段の温度測定器の測定値よりも高い。

本発明の監視方法においては、測温列に３個以上の温度測定器を水平に配列し、かつ測温列を２段配置することが好ましい。温度測定器は熱電対を使用することが好ましい。

さらに、拘束線の横伝播を監視するために、上段の測温列に配列される温度測定器で連続鋳造用鋳型の温度を１秒間隔で連続的に測定して得た測定値をＴ_upper（℃）とし、測定値Ｔ_upperが時間Δt（秒）の間に変化した温度変化量の絶対値をΔＴ_upper（℃）とし、温度変化率Ｄ_upper（℃／秒）＝ΔＴ_upper／Δtが正の数値の閾値Ａ（℃／秒）に対してＤ_upper≧Ａを満足しつつ測定値Ｔ_upperが上昇する状態が閾値Ｐ（秒）以上にわたって継続する現象が互いに隣合う３個以上の温度測定器で検出された後、温度変化率Ｄ_upperが正の数値の閾値Ｅ（℃／秒）に対してＤ_upper≦Ｅを満足しつつ測定値Ｔ_upperが下降する状態が閾値Ｑ（秒）以上にわたって継続する状態が当該互いに隣合う３個以上の温度測定器で検出された場合、
および／または、
下段の測温列に配列される温度測定器で連続鋳造用鋳型の温度を１秒間隔で連続的に測定して得た測定値をＴ_lower（℃）とし、測定値Ｔ_lowerが時間Δt（秒）の間に変化した温度変化量の絶対値をΔＴ_lower（℃）とし、温度変化率Ｄ_lower（℃／秒）＝ΔＴ_lower／Δtが正の数値の閾値Ｂ（℃／秒）に対してＤ_lower≧Ｂを満足しつつ測定値Ｔ_lowerが上昇する状態が閾値Ｒ（秒）以上にわたって継続する現象が互いに隣合う３個以上の温度測定器で検出された後、温度変化率Ｄ_lowerが正の数値の閾値Ｆ（℃／秒）に対してＤ_lower≦Ｆを満足しつつ測定値Ｔ_lowerが下降する状態が閾値Ｓ（秒）以上にわたって継続する状態が当該互いに隣合う３個以上の温度測定器で検出された場合、
に条件Ｍを満たすと判定することが好ましい。

また縦伝播を監視するために、鉛直線上に配置した上段の温度測定器で得た測定値Ｔ_upper（℃）と、鉛直線上に配置した下段の温度測定器で得た測定値Ｔ_lower（℃）が、負の数値の閾値Ｃ（℃）に対してＴ_upper−Ｔ_lower≦Ｃを満足しつつ時間ｔ_rev（秒）が経過する現象が上下１対以上の温度測定器で認められた時に、条件Ｎを満たすと判定することが好ましい。

本発明によれば、連続鋳造におけるブレークアウトを精度良く監視し、かつ広範囲の鋳込み速度に適用可能であり、しかも鋳型を更新する間隔を延長できるので、産業上格段の効果を奏する。

本発明を適用する鋳型の例を模式的に示す側面図である。 図１中の鋳型を模式的に示す側面図である。 拘束性ブレークアウトの発生原因を模式的に示す断面図である。 図３中の鋳型を模式的に示す側面図である。

図１は、本発明を適用する鋳型の例を模式的に示す側面図である。図１では、上下２段の測温列8a、8bを配置する例を示す。

本発明においては、図１に示すように、上段の測温列8aに配列される温度測定器７の個数は、下段の測温列8bに配列される温度測定器７と必ずしも同数とする必要はないが、上段の測温列8aの温度測定器７を通る鉛直線と下段の測温列8bの温度測定器７を通る鉛直線とを一致させて、同一の鉛直線上に配置する。

まず図１を参照して、拘束線６の横伝播の監視について説明する。なお、温度測定器７は、湯面４より下方に取付けられる。

図１中の温度測定器７は、一定間隔（たとえば１秒間隔）で連続的に鋳型１の温度を測定するものであり、連続鋳造設備が正常に稼動している間は、温度測定器７は凝固シェルと接触している鋳型１の温度を測定する。ところが操業条件が変動して焼付き５が発生すると、鋳片の引抜きに連動して、その焼付き５が発生した部位を頂点とするＶ字形状の拘束線６が下方へ移動する。そして、拘束線６が温度測定器７に到達した時は、温度測定器７は未凝固の溶鋼と接触している鋳型１の温度を測定するので、その測定値が急激に上昇する。拘束線６が温度測定器７を通り過ぎた後は、温度測定器７が再び凝固シェルの温度を測定するので、その測定値が下降する。

このようにして温度測定器７の測定値の上昇と下降を検出することによって、焼付き５や拘束線６が特定の温度測定器７を通過したことを判定できる。その判定は、連続鋳造設備の稼動にオンラインで対応するために、演算装置で行なう。

ただし精度良く判定するために、温度の測定値が所定の条件を満たして変化（すなわち上昇および下降）した時に、拘束線６が通過したことを判定するのが好ましい。その条件Ｍについて、ここで説明する。

上段の測温列8aに配列された温度測定器７を用いて拘束線６が通過したことを判定する場合は、温度測定器７で鋳型１の温度を１秒間隔で連続的に測定して得た測定値をＴ_upper（℃）とし、測定値Ｔ_upperが時間Δt（秒）の間に変化した温度変化量の絶対値をΔＴ_upper（℃）とし、温度変化率Ｄ_upper（℃／秒）＝ΔＴ_upper／Δtが正の数値の閾値Ａ（℃／秒）に対してＤ_upper≧Ａを満足しつつ測定値Ｔ_upperが上昇する状態が閾値Ｐ（秒）以上にわたって継続する現象が互いに隣合う３個以上の温度測定器で検出された後、温度変化率Ｄ_upperが正の数値の閾値Ｅ（℃／秒）に対してＤ_upper≦Ｅを満足しつつ測定値Ｔ_upperが下降する状態が閾値Ｑ（秒）以上にわたって継続する状態が当該互いに隣合う３個以上の温度測定器７で検出された場合に、拘束線６が通過したことを判定する。

下段の測温列8bに配列された温度測定器７を用いて拘束線６が通過したことを判定する場合は、温度測定器７で鋳型１の温度を１秒間隔で連続的に測定して得た測定値をＴ_lower（℃）とし、測定値Ｔ_lowerが時間Δt（秒）の間に変化した温度変化量の絶対値をΔＴ_lower（℃）とし、温度変化率Ｄ_lower（℃／秒）＝ΔＴ_lower／Δtが正の数値の閾値Ｂ（℃／秒）に対してＤ_lower≧Ｂを満足しつつ測定値Ｔ_lowerが上昇する状態が閾値Ｒ（秒）以上にわたって継続する現象が互いに隣合う３個以上の温度測定器で検出された後、温度変化率Ｄ_lowerが正の数値の閾値Ｆ（℃／秒）に対してＤ_lower≦Ｆを満足しつつ測定値Ｔ_lowerが下降する状態が閾値Ｓ（秒）以上にわたって継続する状態が当該互いに隣合う３個以上の前記温度測定器７で検出された場合に、拘束線６が通過したことを判定する。
したがって、測温列8a、8bに配列される温度測定器７は、いずれの測温列も３個以上が好ましい。

閾値Ａ、Ｂは、いずれも正の数値とする。測定値Ｔ_upper、Ｔ_lowerが上昇する時の温度変化量は正の数値であり、下降する時の温度変化量は負の数値であるが、その温度変化量の絶対値ΔＴ_upper、ΔＴ_lowerから算出した温度変化率Ｄ_upper、Ｄ_lowerと閾値Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｆとを比較するからである。

具体的には、閾値Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｆ、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓは下記の通りとすることが好ましい。なお[C]は溶鋼の炭素含有量を示す。
(1)[C]＜0.01質量％
(1-a)鋳込み速度＜1.3ｍ／分の場合：閾値Ａは1.0℃／秒、閾値Ｂは0.8℃／秒、
(1-b)1.3ｍ／分≦鋳込み速度＜1.8ｍ／分の場合：閾値Ａは0.9℃／秒、閾値Ｂは0.7℃／秒、
(1-c)1.8ｍ／分≦鋳込み速度の場合：閾値Ａは0.8℃／秒、閾値Ｂは0.6℃／秒、
(1-d)鋳込み速度に関わらず、閾値Ｐは３秒、閾値Ｅは−１℃／秒、閾値Ｑは４秒、閾値Ｒは３秒、閾値Ｆは−１℃／秒、閾値Ｓは４秒。
(2)0.01質量％≦[C]＜0.2質量％
(2-a)鋳込み速度＜1.3ｍ／分の場合：閾値Ａは0.7℃／秒、閾値Ｂは0.6℃／秒、
(2-b)1.3ｍ／分≦鋳込み速度＜1.8ｍ／分の場合：閾値Ａは0.6℃／秒、閾値Ｂは0.5℃／秒、
(2-c)1.8ｍ／分≦鋳込み速度の場合：閾値Ａは0.5℃／秒、閾値Ｂは0.4℃／秒、
(2-d)鋳込み速度に関わらず、閾値Ｐは３秒、閾値Ｅは−１℃／秒、閾値Ｑは４秒、閾値Ｒは３秒、閾値Ｆは−１℃／秒、閾値Ｓは４秒。
(3)0.2質量％≦[C]＜0.6質量％
(3-a)鋳込み速度＜1.3ｍ／分の場合：閾値Ａは0.8℃／秒、閾値Ｂは0.8℃／秒、
(3-b)1.3ｍ／分≦鋳込み速度＜1.8ｍ／分の場合：閾値Ａは0.8℃／秒、閾値Ｂは0.7℃／秒、
(3-c)1.8ｍ／分≦鋳込み速度の場合：閾値Ａは0.6℃／秒、閾値Ｂは0.5℃／秒、
(3-d)鋳込み速度に関わらず、閾値Ｐは３秒、閾値Ｅは−１℃／秒、閾値Ｑは４秒、閾値Ｒは３秒、閾値Ｆは−１℃／秒、閾値Ｓは４秒。
(4)0.6質量％≦[C]
(4-a)鋳込み速度＜1.3ｍ／分の場合：閾値Ａは0.8℃／秒、閾値Ｂは0.6℃／秒、
(4-b)1.3ｍ／分≦鋳込み速度＜1.8ｍ／分の場合：閾値Ａは0.8℃／秒、閾値Ｂは0.5℃／秒、
(4-c)1.8ｍ／分≦鋳込み速度の場合：閾値Ａは0.5℃／秒、閾値Ｂは0.4℃／秒、
(4-d)鋳込み速度に関わらず、閾値Ｐは３秒、閾値Ｅは−１℃／秒、閾値Ｑは４秒、閾値Ｒは３秒、閾値Ｆは−１℃／秒、閾値Ｓは４秒。

また、上段の測温列8aと下段の測温列8bは、いずれか片方の測温列を用いて拘束線６が通過したことを判定しても良いし、両方の測温列8a、8bを併用して拘束線６が通過したことを判定しても良い。

このような条件Ｍを満たすか否かの判定は、連続鋳造設備の稼動にオンラインで対応するために、演算装置で行なう。

次に、図２を参照して、拘束線６の縦伝播の監視について説明する。図２は、図１に示す鋳型１内部の断面図として片側のみ図示する。図２中の矢印Ａは凝固シェル２の進行方向を示す。なお、図２では焼付き５が下降していく例を示すが、拘束線６も同様に下降するので、以下の手順で焼付き５のみならず拘束線６の縦伝播を監視できる。

なお、以下では上段の測温列8aに配列される温度測定器を7a、下段の測温列8bに配列される温度測定器を7bと記す。

連続鋳造設備が正常に稼動している間は、図２(a)に示すように、温度測定器7a、7bは凝固シェル２と接触している鋳型１の温度を測定する。なお、上段の温度測定器7aと下段の温度測定器7bは同一の鉛直線状に配置される。

ここで、縦伝播を監視するために満たすべき条件Ｎについて説明する。
焼付き５（あるいは拘束線６）が、図２(b)に示すように、上段の温度測定器7aに到達した時は、上段の温度測定器7aが溶鋼３と接触している鋳型１の温度を測定し、下段の温度測定器7bは凝固シェル２と接触している鋳型１の温度を測定する。したがって、上段の温度測定器7aで得た測定値Ｔ_upperと下段の温度測定器7bで得た測定値Ｔ_lowerの関係は、Ｔ_upper＞Ｔ_lowerとなる。

焼付き５（あるいは拘束線６）が、図２(c)に示すように、上段の温度測定器7aを通り過ぎて、下段の温度測定器7bに到達した時は、上段の温度測定器7aが凝固シェル２と接触している鋳型１の温度を測定し、下段の温度測定器7bは溶鋼３と接触している鋳型１の温度を測定する。したがって、上段の温度測定器7aで得た測定値Ｔ_upperと下段の温度測定器7bで得た測定値Ｔ_lowerの関係は、Ｔ_upper＜Ｔ_lowerとなる。

そして焼付き５（あるいは拘束線６）が、図２(d)に示すように、下段の温度測定器7bを通り過ぎた時は、温度測定器7aと温度測定器7bは凝固シェル２と接触している鋳型１の温度を測定する。

上記したように図２(b)に示す状態では、焼付き５（あるいは拘束線６）の影響によってＴ_upper＞Ｔ_lowerとなる。ところが、焼付き５や拘束線６が発生せず、連続鋳造設備が正常に稼動している間も、鋳型１の冷却効果によってＴ_upper＞Ｔ_lowerとなる。したがって、Ｔ_upper＞Ｔ_lowerの関係は縦伝播の判定基準として採用しない。

図２(c)に示す状態では、既に説明した通り、焼付き５（あるいは拘束線６）の影響によってＴ_upper＜Ｔ_lowerとなる。この関係は、連続鋳造設備が正常に稼動している状態ではあり得ないものである。したがって、Ｔ_upper＜Ｔ_lower（すなわちＴ_upper−Ｔ_lower＜０）となった時に、焼付き５（あるいは拘束線６）が通過したと判定する。

ただし精度良く判定するために、Ｔ_upper−Ｔ_lowerの値を負の数値の閾値Ｃと比較して、Ｔ_upper−Ｔ_lower≦Ｃの関係が所定の時間ｔ_rev（秒）にわたって維持された時に、焼付き５（あるいは拘束線６）が通過したと判定することが好ましい。

具体的には、閾値Ｃ、ｔ_revは下記の通りとすることが好ましい。なお[C]は溶鋼の炭素含有量を示す。
(5)[C]＜0.01質量％
(5-a)鋳込み速度＜1.2ｍ／分の場合：閾値Ｃは−25℃／秒、閾値ｔ_revは４秒、
(5-b)1.2ｍ／分≦鋳込み速度の場合：閾値Ｃは−20℃／秒、閾値ｔ_revは４秒。
(6)0.01質量％≦[C]＜0.2質量％
(6-a)鋳込み速度に関わらず、閾値Ｃは−25℃／秒、閾値ｔ_revは４秒。
(7)0.2質量％≦[C]＜0.6質量％
(7-a)1.5ｍ／分≦鋳込み速度の場合：閾値Ｃは−15℃／秒、閾値ｔ_revは３秒。

このような条件Ｎを満たすか否かの判定は、連続鋳造設備の稼動にオンラインで対応するために、演算装置で行なう。

このようにして縦伝播を監視するために使用する上下１対の温度測定器7a、7bの組合わせは、１対でも良いし、２対以上であっても良い。縦伝播を監視しながら稼動している時に、温度測定器7aたまは温度測定器7bが故障した場合は、他の組合わせの温度測定器を使用して監視を続けることができるので、鋳型を更新する間隔を延長できるという効果が得られる。

以上に説明した拘束線６の横伝播の監視と縦伝播の監視が、共に拘束線６の通過を判定した時に、拘束性ブレークアウトが発生すると判定する。その判定は、連続鋳造設備の稼動にオンラインで対応するために、演算装置で行なう。

そして、その判定結果は演算装置から表示装置に伝送される。表示装置は、演算装置から送られる信号によって、警告灯を点滅させる、警告音を鳴らす、ディスプレイに表示する等によってオペレーターへの通知が可能な手段を用いる。このような表示装置によって、オペレーターが操業条件（たとえば鋳込み速度等）の調整をおこなうことが可能となり、拘束性ブクアウトを防止できる。

温度測定器は、高温の環境で安定して作動しかつ耐久性を備え、低価格であることから、熱電対が好ましい。

ここでは２段の測温列を配置する例について説明したが、測温列を３段以上配置して本発明を適用することは可能である。３段以上の測温列で拘束性ブレークアウトを監視する場合は、任意の２段の測温列に配列される温度測定器を同一の鉛直線上に配置することによって、本発明を適用できる。

図１に示すように、上下２段の測温列8a、8bに温度測定器を配列し、上段の測温列8aの温度測定器7aの水平方向の間隔は216mm、下段の測温列8bの温度測定器7bの水平方向の間隔は108mmとした。測温列8a、8bの垂直方向の間隔は167mmとした。なお、温度測定器は熱電対を使用した。

このように熱電対を配置した鋳型を用いて、３種類の溶鋼の連続鋳造を行なった。その溶鋼の炭素含有量[C]は表１に示す通りである。また、それぞれの連続鋳造において拘束性ブレークアウトを監視するために設定した閾値を表１に併せて示す。

その操業において、１秒間隔で連続的に温度を測定し、演算装置を用いて測定値を解析して、条件Ｍおよび条件Ｎを共に満たした時に、拘束性ブレークアウトが発生すると判定した。そして、その判定結果を表示装置に表示し、オペレーターが鋳込み速度を調整した。表示装置は警告灯と警告音を併用した。これを発明例１とする。

また、発明例１とは別の連鋳機で連続鋳造を行ない、条件Ｍまたは条件Ｎを共に満たした時に、拘束性ブレークアウトが発生すると判定した。溶鋼の炭素含有量[C]ならびに設定した閾値は表１に示す通りである。これを発明例２とする。

このように本発明を適用して、拘束性ブレークアウトの発生を予知しながら連続鋳造を行ない、６ケ月経過したが、発明例１と発明例２ともに拘束性ブレークアウトは発生していない。
これに対して従来は、３ケ月程度が経過すると、拘束性ブレークアウトが発生していた。

１ 鋳型
２ 凝固シェル
３ 溶鋼
４ 湯面
５ 焼付き
６ 拘束線
７ 温度測定器
7a 上段の測温列の温度測定器
7b 下段の測温列の温度測定器
８ 測温列
8a 上段の測温列
8b 下段の測温列

Claims (8)

1. 連続鋳造用鋳型の湯面より下方に、複数個の温度測定器を水平に配列して測温列を形成し、該測温列を複数段配置しかつ該複数段のうちの任意の２段のうち上段の前記測温列に配列される前記温度測定器と下段の前記測温列に配列される前記温度測定器とを同一の鉛直線上に配置した鋳型温度計測装置と、該鋳型温度計測装置を構成する前記温度測定器によって測定されたそれぞれの測定値に基づいて拘束性ブレークアウトの発生を予知するための演算を行なう演算装置と、該演算装置による前記演算の結果を表示する表示装置と、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。
2. 前記測温列に３個以上の前記温度測定器を水平に配列し、かつ前記測温列を２段配置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装置。
3. 前記温度測定器が熱電対であ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装置。
4. 連続鋳造用鋳型の湯面より下方に、複数個の温度測定器を水平に配列して測温列を形成し、該測温列を複数段配置しかつ該複数段のうちの任意の２段のうち上段の前記測温列に配列される前記温度測定器と下段の前記測温列に配列される前記温度測定器とを同一の鉛直線上に配置し、それら測定値を演算装置に伝送して下記の条件Ｍおよび条件Ｎを共に満たした場合に拘束性ブレークアウトが発生すると判定し、該判定の結果を表示装置で表示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。
   条件Ｍ：前記上段の前記測温列および／または前記下段の前記測温列にて互いに隣り合う前記温度測定器の測定値が上昇しさらに下降する。
   条件Ｎ：前記鉛直線上に配置される前記下段の前記温度測定器の前記測定値が前記上段の前記温度測定器の前記測定値よりも高い。
5. 前記測温列に３個以上の前記温度測定器を水平に配列し、かつ前記測温列を２段配置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方法。
6. 前記温度測定器が熱電対であ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方法。
7. 前記上段の前記測温列に配列される前記温度測定器で前記連続鋳造用鋳型の温度を１秒間隔で連続的に測定して得た前記測定値をＴ_upper（℃）とし、該測定値Ｔ_upperが時間Δt（秒）の間に変化した温度変化量の絶対値をΔＴ_upper（℃）とし、温度変化率Ｄ_upper（℃／秒）＝ΔＴ_upper／Δtが正の数値の閾値Ａ（℃／秒）に対してＤ_upper≧Ａを満足しつつ前記測定値Ｔ_upperが上昇する状態が閾値Ｐ（秒）以上にわたって継続する現象が互いに隣合う３個以上の前記温度測定器で検出された後、前記温度変化率Ｄ_upperが正の数値の閾値Ｅ（℃／秒）に対してＤ_upper≦Ｅを満足しつつ前記測定値Ｔ_upperが下降する状態が閾値Ｑ（秒）以上にわたって継続する状態が前記互いに隣合う３個以上の前記温度測定器で検出された場合、
   および／または、
   前記下段の前記測温列に配列される前記温度測定器で前記連続鋳造用鋳型の温度を１秒間隔で連続的に測定して得た前記測定値をＴ_lower（℃）とし、該測定値Ｔ_lowerが時間Δt（秒）の間に変化した温度変化量の絶対値をΔＴ_lower（℃）とし、温度変化率Ｄ_lower（℃／秒）＝ΔＴ_lower／Δtが正の数値の閾値Ｂ（℃／秒）に対してＤ_lower≧Ｂを満足しつつ前記測定値Ｔ_lowerが上昇する状態が閾値Ｒ（秒）以上にわたって継続する現象が互いに隣合う３個以上の前記温度測定器で検出された後、前記温度変化率Ｄ_lowerが正の数値の閾値Ｆ（℃／秒）に対してＤ_lower≦Ｆを満足しつつ前記測定値Ｔ_lowerが下降する状態が閾値Ｓ（秒）以上にわたって継続する状態が前記互いに隣合う３個以上の前記温度測定器で検出された場合、
   に前記条件Ｍを満たすと判定することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の拘束性ブレークアウトの監視方法。
8. 前記鉛直線上に配置した前記上段の前記温度測定器で得た前記測定値Ｔ_upper（℃）と、前記鉛直線上に配置した前記下段の前記温度測定器で得た前記測定値Ｔ_lower（℃）が、負の数値の閾値Ｃ（℃）に対してＴ_upper−Ｔ_lower≦Ｃを満足しつつ時間ｔ_rev（秒）が経過する現象が検出された時に、前記条件Ｎを満たすと判定することを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の拘束性ブレークアウトの監視方法。

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