JP6950860B1 - ブレークアウト予知方法、連続鋳造機の操業方法、及び、ブレークアウト予知装置 - Google Patents

Abstract

ブレークアウト予知方法は、連続鋳造機における鋳型から引き抜かれる鋳片の寸法が入力されるステップと、鋳型に埋設された複数の温度計によって、鋳型の温度を検出するステップと、複数の温度計が検出した検出温度に対して、鋳片の寸法に応じて内挿処理を実行するステップと、内挿処理を実行して算出した温度を基に、主成分分析から得られる影響係数ベクトルと直交する方向の成分を、ブレークアウトが発生していない正常な操業時からの逸脱度として算出するステップと、逸脱度に基づいてブレークアウトを予知するステップと、を有する。

Description

本発明は、ブレークアウト予知方法、連続鋳造機の操業方法、及び、ブレークアウト予知装置に関する。

従来、連続鋳造機の操業方法として、溶鋼を鋳型内に注入し、注入された溶鋼を、水冷管が埋設された鋳型により冷却して表面を凝固させ、半凝固状態の鋳片を鋳型下部より引き抜きロールによって引き抜き、最終的にスプレー冷却によって完全に凝固した鋳片を製造する連続鋳造プロセスが知られている。連続鋳造プロセスにおいては、高速鋳造による生産性向上がますます求められている。一方で、鋳込速度の高速化は、鋳型下端における鋳片の凝固シェル厚の減少や不均一な凝固シェル厚分布を生じさせる。その結果、凝固シェル厚の薄い部位が鋳型を出るときに、凝固シェルが破れて漏鋼が発生する、いわゆるブレークアウトが発生することがある。ブレークアウトが発生すると長時間のダウンタイムが発生するため、生産性が著しく悪化する。そのため、高速鋳造を行いながらブレークアウトの発生を的確に予知できるブレークアウト予知方法が望まれる。

ブレークアウト予知方法としては、凝固シェルが鋳型に拘束される拘束性ブレークアウトの対策について、銅板に埋設された熱電対などの温度測定器により計測される温度の変化から、鋳型に凝固シェルが拘束されたことを検知して、ブレークアウトを予知することが知られている。

例えば、特許文献１には、連続鋳造機の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、この測温列を鋳込方向に複数段配置し、且つ、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て、それら測定値を演算装置に伝送し、下記条件１及び条件２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する拘束性ブレークアウトの監視方法が開示されている。

条件１：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２：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。

また、特許文献２には、連続鋳造機の鋳型に埋設され、且つ、感度係数を求めた複数の温度計により鋳型の温度を検出するステップと、複数の温度計の各々の感度係数を成分とするベクトルを感度係数ベクトルとし、複数の温度計の各々の検出値を成分とするベクトルを検出温度ベクトルと定義するステップと、感度係数ベクトルに直交する方向の検出温度ベクトルの成分を逸脱度として算出するステップと、逸脱度の成分が閾値を超えた温度計に対して第１のスコアを与えるステップと、第１のスコアを温度計別の得点として、複数の温度計の各々の得点の有無を成分とする温度計別得点ベクトルを定義するステップと、温度計別得点ベクトルにおいて、各温度計と各温度計に隣接する温度計とに得点が与えられている場合に、中心となる温度計に第２のスコアを与えるステップと、第２のスコアによりブレークアウトの予兆の発生を検知するステップと、を含む、ブレークアウト予知方法が開示されている。

特開２０１７−１５４１５５号公報 特許第５６７３１００号公報

しかしながら、特許文献１に開示された拘束性ブレークアウトの監視方法では、検出温度の時系列データに対して温度変化量を求める構成である。そのため、鋳込速度の変化などのブレークアウトの予兆以外の要因によって検出温度が変化したのにも係わらず、ブレークアウトが発生する可能性があると誤検知するおそれがある。

また、特許文献２に開示されたブレークアウト予知方法では、温度計測値そのものを検出温度ベクトルと定義して逸脱度を計算している。そのため、操業中に鋳片の幅を変更するなどの非定常操業時に、鋳型に対する溶鋼の鋳込幅などが変更されたことによって、逸脱度が大きくなってしまい、ブレークアウトが発生する可能性があると誤検知するおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、精度よくブレークアウトを予知することができるブレークアウト予知方法、連続鋳造機の操業方法、及び、ブレークアウト予知装置を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るブレークアウト予知方法は、連続鋳造機における鋳型から引き抜かれる鋳片の寸法が入力されるステップと、前記鋳型に埋設された複数の温度計によって、前記鋳型の温度を検出するステップと、前記複数の温度計が検出した検出温度に対して、前記鋳片の寸法に応じて内挿処理を実行するステップと、前記内挿処理を実行して算出した温度を基に、主成分分析から得られる影響係数ベクトルと直交する方向の成分を、ブレークアウトが発生していない正常な操業時からの逸脱度として算出するステップと、前記逸脱度に基づいてブレークアウトを予知するステップと、を有することを特徴とするものである。

また、本発明に係るブレークアウト予知方法は、上記の発明において、前記内挿処理を実行するステップでは、前記複数の温度計の各々の検出温度に対して、前記鋳片の寸法に応じて等分割した複数の計算セルの各々の中心点で内挿処理を実行して温度を算出することを特徴とするものである。

また、本発明に係るブレークアウト予知方法は、上記の発明において、前記計算セルの個数は、前記鋳片の寸法が変更されても一定に保つことを特徴とするものである。

また、本発明に係るブレークアウト予知方法は、上記の発明において、前記逸脱度として算出するステップでは、前記鋳型に対する溶鋼の鋳込方向で前記鋳型の上端からの距離が同じ位置にある前記複数の計算セルの各々の温度の平均値を求め、前記複数の計算セルの各々の温度に対して前記平均値との差分を求め、求めた前記差分から、前記影響係数ベクトルを用いて前記逸脱度を算出することを特徴とするものである。

また、本発明に係るブレークアウト予知方法は、上記の発明において、前記ブレークアウトを予知するステップでは、前記逸脱度の時間変化率が予め設定された第１の閾値を超えた場合に、前記逸脱度の絶対値が予め設定された第２の閾値を超えた前記計算セルの隣接性に基づいて、ブレークアウトを予知することを特徴とするものである。

また、本発明に係るブレークアウト予知方法は、上記の発明において、前記ブレークアウトを予知するステップは、前記逸脱度が前記第２の閾値を超えた前記計算セルに対して第１のスコアを与えるステップと、前記第１のスコアを与えた前記計算セルの隣接性に基づいて、前記第１のスコアから第２のスコアを演算するステップと、前記第２のスコアに基づいてブレークアウトを予知するステップと、を有することを特徴とするものである。

また、本発明に係るブレークアウトの予知方法は、上記の発明において、前記影響係数ベクトルは、前記複数の温度計の各々の感度係数を成分とする感度係数ベクトルであることを特徴とするものである。

また、本発明に係る連続鋳造機の操業方法は、上記の発明のブレークアウト予知方法に基づいてブレークアウトを予知した場合に、前記鋳型に溶鋼を注入する鋳込速度を低下させることを特徴とするものである。

また、本発明に係るブレークアウト予知装置は、連続鋳造機における鋳型から引き抜かれる鋳片の寸法を入力する入力手段と、前記鋳型に埋設されており、前記鋳型の温度を検出する複数の温度計と、前記複数の温度計が検出した検出温度に対して、前記鋳片の寸法に応じて内挿処理を実行する内挿処理実行手段と、前記内挿処理を実行して算出した温度を基に、主成分分析から得られる影響係数ベクトルと直交する方向の成分を、ブレークアウトが発生していない正常な操業時からの逸脱度として算出する逸脱度算出手段と、前記逸脱度に基づいてブレークアウトを予知するブレークアウト予知手段と、を備えることを特徴とするものである。

本発明に係るブレークアウト予知方法、連続鋳造機の操業方法、及び、ブレークアウト予知装置は、精度よくブレークアウトを予知することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る連続鋳造機の概略構成を示す模式図である。 図２は、実施形態に係る連続鋳造機における温度計が埋設された鋳型の概略構成を示した斜視図である。 図３（ａ）は、ブレークアウトの予兆現象における鋳型内の溶鋼及び凝固シェルの状況を説明する図である。図３（ｂ）は、ブレークアウトの予兆現象における凝固シェルの破断部の状況を示した図である。 図４（ａ）は、焼き付きが発生した瞬間の鋳型の温度分布である。図４（ｂ）は、焼き付きが発生した瞬間から１０秒後の鋳型の温度分布を示した図である。 図５は、実施形態に係るブレークアウト予知方法の手順の一例を示したフローチャートである。 図６は、ブレークアウトが発生しない正常時における、温度計の検出温度の相関を示した図である。 図７は、ブレークアウトにつながる焼き付きなどの予兆が発生した際における、温度計の検出温度の相関を示した図である。 図８（ａ）は、鋳型の下端から抜き抜く鋳片の幅が広い事例における、温度計の検出温度と内挿処理を実行した温度との関係を示した図である。図８（ｂ）は、鋳型の下端から引き抜く鋳片の幅が狭い事例における、温度計の検出温度と内挿処理を実行した温度との関係を示した図である。 図９は、鋳型の上端から同じ距離の位置にある温度計及び計算セルの位置関係を示した図である。 図１０（ａ）は、焼き付きが発生した事例での逸脱度の絶対値の時系列変化を示した図である。図１０（ｂ）は、焼き付きが発生した事例での逸脱度の時間変化率の時系列変化を示した図である。 図１１（ａ）は、焼き付きが発生していない事例での逸脱度の絶対値の時系列変化を示した図である。図１１（ｂ）は、焼き付きが発生していない事例での逸脱度の時間変化率の時系列変化を示した図である。 図１２は、内挿処理を実行する計算セルが１段構成の場合での隣接性の判定方法の例を示した図である。 図１３は、計算セルが鋳込方向に上段と下段との２段で配置されており、上段の計算セルにて隣接３点、且つ、下段の計算セルにて上段の隣接３点のうち１点に対応する計算セルで得点を獲得している場合に、隣接性の条件を満たすとする判定方法を示した図である。 図１４は、本発明の実施形態に係るブレークアウト予知方法によって、ブレークアウトを予知した事例の時系列検出データのグラフである。

以下に、本発明に係るブレークアウト予知方法、連続鋳造機の操業方法、及び、ブレークアウト予知装置の実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、実施形態に係る連続鋳造機１の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、実施形態に係る連続鋳造機１は、溶鋼２が注入されているタンディッシュ３と、タンディッシュ３から浸漬ノズル４を介して注がれた溶鋼２を冷却する銅製の鋳型５と、鋳型５から引き抜かれた半凝固状態の鋳片６を搬送する複数の鋳片支持ロール７と、鋳型５に埋設された温度計８の検出温度からブレークアウトの予兆現象を判定する判定部２０とを備える。なお、本実施形態において、温度計８としては熱電対を用いているが、これに限定されるものではない。

図２は、実施形態に係る連続鋳造機１における温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎが埋設された鋳型５の概略構成を示した斜視図である。図２に示すように、鋳型５は、一対の長辺冷却プレート５ａと一対の短辺冷却プレート５ｂとを備え、上下方向に貫通する略角筒状に形成されている。長辺冷却プレート５ａ及び短辺冷却プレート５ｂの内部には、内壁面に沿って図示しない冷却水路が形成されており、この冷却水路に冷却水を流通させることによって溶鋼２を冷却する。

また、鋳型５の長辺冷却プレート５ａの内部には、温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎが、長辺冷却プレート５ａの外壁面から所定の深さに埋め込まれている。なお、以下の説明においては、温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎを特に区別しない場合、単に温度計８とも記載する。図２では、温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎを鋳込方向Ａで３段以上の構成とし、第１段の温度計８_１，１〜８_１，ｎ、第２段の温度計８_２，１〜８_２，ｎ、及び、第ｎ段の温度計８_ｍ，１〜８_ｍ，ｎに分けて、それぞれ同一平面上に埋設している。本実施形態において、鋳込方向Ａとは、鋳型５に対して、タンディッシュ３から浸漬ノズル４を介して溶鋼２が注がれる方向であり、鋳型５の下端から鋳片６が引き抜かれる方向と同方向である。

なお、図２に示される温度計８の配置は、本発明の説明のための一例に過ぎず、鋳型５の一対の長辺冷却プレート５ａ及び一対の短辺冷却プレート５ｂのうち、一対の長辺冷却プレート５ａの少なくとも一方、一対の短辺冷却プレート５ｂの少なくとも一方、または、一対の長辺冷却プレート５aと一対の短辺冷却プレート５ｂとの全て、に温度計８を配置すればよい。そのうち、一対の長辺冷却プレート５aと一対の短辺冷却プレート５ｂとの全てに、温度計を配置することが好ましい。また、温度計８は、鋳込方向Ａに３段より多い多段配列や１段配列で鋳型５に配置することも可能である。

次に、ブレークアウトの予兆現象について説明する。図３（ａ）は、ブレークアウトの予兆現象における鋳型５内の溶鋼２及び凝固シェル１０の状況を説明する図である。図３（ｂ）は、ブレークアウトの予兆現象における凝固シェル１０の破断部１１の状況を示した図である。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、ブレークアウトの予兆現象では、何らかの要因で鋳型５内において焼き付きが発生し、凝固シェル１０が鋳型５に拘束される。一方、図３（ｂ）に示した鋳込方向Ａと同じ向きで、鋳型５の下端から鋳片６が引き抜かれるため、焼き付きの直下に凝固シェル１０の破断部１１が生じる。この凝固シェル１０の破断部１１では、鋳型５と溶鋼２とが接触し、さらなる焼き付きが発生する。以上の現象を繰り返しながら、凝固シェル１０の破断部１１が下方へ移動するとともに、破断部１１よりも上方の凝固シェル１０は厚くなる。そして、最終的に、破断部１１が鋳型５の下端を通過すると、破断部１１から溶鋼２が漏出し、ブレークアウトが発生する。

なお、破断部１１では、溶鋼２と鋳型５とが接触しているため、局所的に鋳型５の温度が上昇する。そのため、例えば、図３（ｂ）の矢印Ｂで示すように、下方へ移動する破断部１１が温度計８_ｍ’，１〜８_ｍ’，ｎの配置位置を通過するときに、温度計８_ｍ’，１〜８_ｍ’，ｎの検出温度が高温になる。その後、破断部１１より上の凝固シェル１０は鋳型５に拘束されて冷却され続けるため、温度計８_ｍ’，１〜８_ｍ’，ｎの検出温度は単調的に減少する。一方、破断部１１は、下方向のみならず横方向へも伝播するため、図３（ｂ）に示すように、Ｖ字型をなして破断部１１が拡大する。なお、凝固シェル１０の破断部１１が温度計８_ｍ’，１〜８_ｍ’，ｎよりも下部で発生した場合は、温度計８_ｍ’，１〜８_ｍ’，ｎの位置で破断部１１の通過が発生しないため、温度計８_ｍ’，１〜８_ｍ’，ｎの検出温度の低下のみが観測される。

図４（ａ）は、焼き付きが発生した瞬間の鋳型５の温度分布である。図４（ｂ）は、焼き付きが発生した瞬間から１０秒後の鋳型５の温度分布を示した図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）にそれぞれ示された鋳型５の温度分布から、Ｖ字型の高温部が下方向及び横方向へ伝播していることが読み取れる。

上記のような鋳型５の温度分布の変化は、鋳込速度の低下や湯面レベルの変動、及び、鋳片６の幅の変更などによっても生じ得る。鋳込速度の低下または湯面レベルの変動の場合は、鋳型５の上端から同じ距離の位置にある鋳型温度が同期して変化する。一方、操業中に鋳型５に溶鋼２を注入する際の鋳込幅、言い換えると、鋳型５の下端から引き抜く鋳片６の幅を変更する場合には、鋳片６の幅両端の近傍に位置する温度計８で計測される鋳型温度の変動が大きくなる。

したがって、実施形態に係るブレークアウト予知方法では、鋳片６の幅に応じて内挿処理を実行した複数の箇所における推定温度の非連動性の評価値を算出し、その評価値の変化率、及び、変化した箇所における温度変化の隣接性の判定をすることによって、ブレークアウトの予知精度を向上させている。以下に、上記の技術思想による、実施形態に係るブレークアウト予知方法について詳細に説明する。

図５は、実施形態に係るブレークアウト予知方法の手順の一例を示したフローチャートである。このフローチャートに示されるブレークアウト予知方法は、図１に示した判定部２０により実行される。なお、判定部２０は、本発明における、内挿処理実行手段、逸脱度算出手段、及び、ブレークアウト予知手段、の機能を少なくとも有している。また、図５における各ステップの詳細については、適宜後述する。

実施形態に係るブレークアウト予知方法において、判定部２０は、予めブレークアウトが発生していない正常な操業時（以下、正常時とも記載する）の温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎについての感度係数を算出しておく（ステップＳ１）。ここで、この感度係数は、後述するように異幅の鋳造や温度計の故障などに対応できるように、温度計で実測した正常な温度を基準として内挿処理して得られた温度を用いて算出する。なお、この感度係数は、操業を経ることで、鋳型５の表面状態が変化することによって変化する可能性があるため、鋳込間など適切な時期に更新することが好ましい。次に、判定部２０は、温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎを用いて連続的に鋳型５の温度Ｔ_１，１〜Ｔ_ｍ，ｎを検出する（ステップＳ２）。次に、判定部２０は、温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎの検出温度に対して、連続鋳造機１に設けられたパーソナルコンピュータなどの入力手段である不図示の入力装置によって作業者により入力された、鋳型５から引き抜かれる鋳片６の寸法（例えば、鋳片６の幅や、鋳片６の厚み）に応じて等分割した計算セル１２_１，１〜１２_ｋ，ｐの中心点で、鋳型５の温度の内挿処理を実行する（ステップＳ３）。次に、内挿処理によって得られた鋳型５の温度Ｔ’_１，１〜Ｔ’_ｋ，ｐに対して平均バイアス除去を行う。すなわち、内挿処理によって得られた鋳型５の温度Ｔ’_１，１〜Ｔ’_ｋ，ｐにおいて、鋳型５の上端からの距離がそれぞれ同じ位置である、計算セル１２_１，１〜１２_１，ｐの温度Ｔ’_１，１〜Ｔ’_１，ｐ、及び、計算セル１２_２，１〜１２_２，ｐの温度Ｔ’_２，１〜Ｔ’_２，ｐ、Ｔ’_ｋ，１〜Ｔ’_ｋ，ｐに対して、それぞれ平均値を求める。その後、計算セル１２_１，１〜１２_１，ｐの温度Ｔ’_１，１〜Ｔ’_１，ｐの平均値からの差分_、及び、計算セル１２_２，１〜１２_２，ｐの温度Ｔ’_２，１〜Ｔ’_２，ｐの平均値からの差分、を求める（ステップＳ４）。次に、判定部２０は、求めた平均値からの差分から、感度係数を用いて逸脱度を算出する（ステップＳ５）。

ここで、影響係数である感度係数を成分とするベクトルである感度係数ベクトルは、正常な操業時における温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎについて、上記の内挿処理で得られた計算セルの温度の平均的な挙動を示す方向を表すものである。そして、前記平均値からの差分を成分とするベクトルにおける、感度係数ベクトルの方向と平行な成分が平均的挙動の成分であり、感度係数ベクトルの方向と直交する方向の成分が平均的挙動からの逸脱度の成分である。

次に、判定部２０は、算出した逸脱度の時間変化率が閾値Ｙを超えた場合に、逸脱度の絶対値が閾値Ｘを超えた計算セル１２の隣接状況に基づいて、ブレークアウト予知の判定を行う（ステップＳ６）。なお、逸脱度の時間変化率とは、所定時間（単位時間あたり）において逸脱度の絶対値が変化した割合（程度）を表すものである。ブレークアウトが予知されないと判定した場合（ステップＳ６にてＮｏ）、判定部２０は、ステップＳ２に移行する。一方、ブレークアウトを予知したと判定した場合（ステップＳ６にてＹｅｓ）、判定部２０は、鋳込速度を所定の速度まで自動的に下げる（ステップＳ７）。このように、判定部２０がブレークアウトを予知した場合に、鋳込速度を十分低下させることによって、焼き付きが発生した箇所でも鋳型５内において十分な厚さの凝固シェル１２が形成されるため、ブレークアウトを回避することができる。その後、判定部２０は、鋳込速度を所定の値まで下げた後、処理ルーチンをリターンする。

次に、実施形態に係るブレークアウト予知方法で用いる感度係数について、最初に温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎの検出温度を用いる場合に関して説明する。図６は、ブレークアウトが発生しない正常時における、温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎの検出温度の相関を示した図である。図７は、ブレークアウトにつながる焼き付きなどの予兆が発生した際における、温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎの検出温度の相関を示した図である。なお、簡単のため、図６及び図７は、鋳込方向Ａで鋳型５の上端から同じ距離の位置にある２つの温度計８_ｉ，ｊ１及び温度計８_ｉ，ｊ２の場合について表示したものである。

図６に示されるように、正常時における温度計８_ｉ，ｊ１及び温度計８_ｉ，ｊ２の検出温度は、感度係数を成分とするベクトルである感度係数ベクトルの方向を示す破線（図６に示した例では右斜め４５度のライン）に近い範囲に分布する。そして、温度計８_ｉ，ｊ１で検出される検出温度Ｔ_ｉ，ｊ１が上昇すれば、温度計８_ｉ，ｊ２で検出される検出温度Ｔ_ｉ，ｊ２も上昇する。一方、温度計８_ｉ，ｊ１で検出される検出温度Ｔ_ｉ，ｊ１が低下すれば、温度計８_ｉ，ｊ２で検出される検出温度Ｔ_ｉ，ｊ２も低下する。

上記のように、正常時における温度計８_ｉ，ｊ１及び温度計８_ｉ，ｊ２が相関を持つ理由は以下の通りである。例えば、連続鋳造機１の鋳込速度が速いほど場合、凝固シェル１０が十分に成長しないうちに鋳片６が引き抜かれるため、凝固シェル１０が薄くなる。その結果、熱抵抗が小さくなり溶鋼２の温度が温度計８_ｉ，ｊ１及び温度計８_ｉ，ｊ２に伝わりやすくなる。一方、鋳込速度が遅いほど、凝固シェル１０が十分に成長してから引き抜かれるため、凝固シェル１０が厚くなり熱抵抗が大きくなって、溶鋼２の温度が温度計８_ｉ，ｊ１及び温度計８_ｉ，ｊ２に伝わり難くなる。これらの傾向は、全ての温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎに共通して成立するため、正常時における温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎの検出温度は、感度係数ベクトルの方向を示す破線に近い範囲に、楕円に近い形状で分布する。ただし、温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎごとに溶鋼２の温度の伝わりやすさは異なるため、温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎの感度係数は、一般に一定ではない。したがって、図６に示した、感度係数ベクトルの傾きは、鋳型５に対する温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎの設置場所や施工のばらつきなどによって変わり得る。

また、正常時における温度計８_ｉ，ｊ１及び温度計８_ｉ，ｊ２が相関を持つ理由は、上記の他に、鋳型５内における溶鋼２の流動や、湯面変動などが考えられる。しかし、温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎの感度係数の大半は，上記の鋳込速度の増減に伴う鋳型５の全体的な温度変化が寄与する。したがって、感度係数において、連続鋳造プロセスのより多様な現象を加味して考慮するためには、鋳込速度の増減に伴う鋳型５の全体的な温度変化を、平均バイアスとして除去する必要がある。

平均バイアスの除去方法としては、例えば、温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎにより検出される検出温度Ｔ_１，１〜Ｔ_ｍ，ｎの全ての平均値Ｔ_ａｖｅを求めて、検出温度Ｔ_１，１〜Ｔ_ｍ，ｎのそれぞれと平均値Ｔ_ａｖｅとの差分を取る方法が挙げられる。その他の平均バイアスの除去方法としては、例えば、鋳込方向Ａで鋳型５の上端から同じ距離の位置にある温度計８_ｉ，１〜８_ｉ，ｎにより検出される検出温度Ｔ_ｉ，１〜Ｔ_ｉ，ｎの平均値Ｔ_{ｉ，ａｖｅ}を求めて、検出温度Ｔ_ｉ，１〜Ｔ_ｉ，ｎのそれぞれと平均値Ｔ_{ｉ，ａｖｅ}との差分を取ることを、前記同じ距離の位置にある温度計８ごとに行う方法が挙げられる。

また、影響係数ベクトルである感度係数ベクトルを求める一つの方法としては、主成分分析を用いる方法が考えられる。その他の方法としては、例えば、湯面の変動などで全体の温度が変わるときの個々の温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎにおける溶鋼２の温度の伝わりやすさを、実験的に求める方法が考えられる。

一方、ブレークアウトにつながる焼き付きなどの予兆発生時における温度計８_ｉ，ｊ１及び８_ｉ，ｊ２の検出温度は、図７に示されるように、感度係数ベクトルの方向を示す破線（図７に示した例では右斜め４５度のライン）から離れた位置に分布する。これは、ブレークアウトにつながる焼き付きが発生する場合、凝固シェル１０の破断部１１の位置に近い温度計８_ｉ，ｊ１で検出温度Ｔ_ｉ，ｊ１が低下し、少し遅れて温度計８_ｉ，ｊ１の両隣に位置する温度計８_{ｉ，ｊ１＋１}及び温度計８_{ｉ，ｊ１―１}の検出温度Ｔ_{ｉ，ｊ１＋１}及び検出温度Ｔ_{ｉ，ｊ１―１}が低下するからである。

以上の考察から、温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎの検出温度Ｔ_１，１〜Ｔ_ｍ，ｎが、感度係数ベクトルの方向を示す破線から逸脱する度合によって、ブレークアウトの発生を判定することが可能であることがわかる。言い換えると、温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎの検出温度Ｔ_１，１〜Ｔ_ｍ，ｎを成分とするベクトルである温度ベクトルにおける、感度係数ベクトルと直交する方向の成分を逸脱度として算出し、この逸脱度に基づいてブレークアウトの発生を判定することが可能であることがわかる。

例えば、図６及び図７では、温度計８_ｉ，ｊ１及び温度計８_ｉ，ｊ２の検出温度を成分とする温度ベクトルにおける、感度係数ベクトルと直交する方向の成分である逸脱度成分を算出する。そして、この算出した逸脱度成分に基づいてブレークアウトの発生を判定する。なお、図６及び図７において、感度係数ベクトルの方向は、正常時の温度分布の第１主成分の方向と同じであり、感度係数ベクトルの方向と直交する方向は、正常時の温度分布の第２主成分の方向と同じである。

しかしながら、検出温度Ｔ_１，１〜Ｔ_ｍ，ｎそのものをブレークアウトの予知に用いると、鋳型５に溶鋼２を注入する際の鋳込幅、言い換えると、鋳型５の下端から引き抜く鋳片６の幅を、操業中に変更するなどの非定常時に、ブレークアウトにつながる予兆が発生していないにも関わらず、ブレークアウトが発生すると誤って予知する（誤検知する）おそれがある。

図８（ａ）は、鋳型５の下端から抜き抜く鋳片６の幅（鋳込幅）が広い事例における、温度計８_{ｍ１，ｎ１}〜８_{ｍ１，ｎ１＋１８}の検出温度Ｔ_{ｍ１，ｎ１}〜Ｔ_{ｍ１，ｎ１＋１８}と内挿処理を実行した温度Ｔ’_{ｍ１，ｎ１}〜Ｔ’_{ｍ１，ｎ１＋１８}との関係を示した図である。図８（ｂ）は、鋳型５の下端から引き抜く鋳片６の幅（鋳込幅）が狭い事例における、温度計８_{ｍ１，ｎ１}〜８_{ｍ１，ｎ１＋１８}の検出温度Ｔ_{ｍ１，ｎ１}〜Ｔ_{ｍ１，ｎ１＋１８}と内挿処理を実行した温度Ｔ‘_{ｍ１，ｎ１}〜Ｔ’_{ｍ１，ｎ１＋１８}との関係を示した図である。なお、図８（ａ）及び図８（ｂ）において、温度計８_{ｍ１，ｎ１}〜８_{ｍ１，ｎ１＋１８}は、鋳込方向Ａで鋳型５の上端から同じ距離の位置に配置されている。また、温度Ｔ‘_{ｍ１，ｎ１}〜Ｔ’_{ｍ１，ｎ１＋１８}は、鋳片６の幅に応じて等分割した計算セル１２_{ｍ１，ｎ１}〜１２_{ｍ１，ｎ１＋１８}の中心点で、温度計８_{ｍ１，ｎ１}〜８_{ｍ１，ｎ１＋１８}の検出温度Ｔ_{ｍ１，ｎ１}〜Ｔ_{ｍ１，ｎ１＋１８}に対し、内挿処理を実行して算出した鋳型５の推定温度である。なお、内挿処理の手法については後述する。

鋳造中に鋳込幅が変更し、図８（ａ）から図８（ｂ）の状態に変化した場合において、温度計８_{ｍ１，ｎ１}〜８_{ｍ１，ｎ１＋１８}の検出温度Ｔ_{ｍ１，ｎ１}〜Ｔ_{ｍ１，ｎ１＋１８}に着目した場合、検出温度Ｔ_{ｍ１，ｎ１＋３}及び検出温度Ｔ_{ｍ１，ｎ１＋１５}のみ温度変化が大きく、他の検出温度に顕著な温度変化は見られない。そのため、図８（ａ）及び図８（ｂ）のそれぞれに示した事例において、検出温度Ｔ_{ｍ１，ｎ１}〜Ｔ_{ｍ１，ｎ１＋１８}そのものをブレークアウトの予知に用いると、感度係数ベクトルから逸脱して、ブレークアウトにつながる予兆が発生していると誤検知するおそれがある。

一方、鋳造中に鋳込幅が変更し、図８（ａ）から図８（ｂ）の状態に変化した場合において、計算セル１２の個数（セル数）を鋳片６の寸法が変更されても一定に保って内挿処理を実行した温度Ｔ’_{ｍ１，ｎ１}〜Ｔ’_{ｍ１，ｎ１＋１８}に着目すると、温度Ｔ’_{ｍ１，ｎ１}〜Ｔ’_{ｍ１，ｎ１＋１８}の温度変化は小さい。そのため、図８（ａ）及び図８（ｂ）のそれぞれに示した事例において、内挿処理を実行した温度Ｔ‘_{ｍ１，ｎ１}〜Ｔ’_{ｍ１，ｎ１＋１８}をブレークアウトの予知に用いることによって、ブレークアウトにつながる予兆の発生の誤検知のリスクを低下させることができる。

また、図８（ａ）及び図８（ｂ）では、検出温度Ｔ_{ｍ１，ｎ１＋７}、検出温度Ｔ_{ｍ１，ｎ１＋１１}、検出温度Ｔ_{ｍ１，ｎ１＋１２}、及び、検出温度Ｔ_{ｍ１，ｎ１＋１６}をそれぞれ検出する温度計８_{ｍ１，ｎ１+７}、温度計８_{ｍ１，ｎ１+１１}、温度計８_{ｍ１，ｎ１+１２}、及び、温度計８_{ｍ１，ｎ１+１６}の温度検出が不良である。そして、このように温度検出が不良な温度計８を含む場合においても、検出温度Ｔ_{ｍ１，ｎ１}〜Ｔ_{ｍ１，ｎ１＋１８}そのものをブレークアウトの予知に用いると、感度係数ベクトルから逸脱して、ブレークアウト発生の予兆と誤検知するおそれがある。一方、内挿処理を実行した温度Ｔ‘_{ｍ１，ｎ１}〜Ｔ’_{ｍ１，ｎ１＋１８}では、温度検出が不良な温度計８を含む場合でも、その温度検出が不良な区間において、鋳型５の推定温度を用いることにより、ブレークアウトにつながる予兆の発生の誤検知のリスクを低下させることができる。

次に、内挿処理の手法について説明する。図９は、鋳型５の上端から同じ距離の位置にある温度計８_ｉ，１〜８_ｉ，ｊ及び計算セル１２_ｉ，１〜１２_ｉ，ｊの位置関係を示した図である。

図９に示すように、計算セル１２_ｉ，１〜１２_ｉ，ｊは、鋳型５の長辺冷却プレート５ａにおいて鋳型５の上端から同じ距離の位置にある温度計８_ｉ，１〜８_ｉ，ｊに対して、長辺冷却プレート５ａのうち、鋳片６の幅に相当する区間（鋳型５の幅方向で一対の短辺冷却プレート５ｂに挟まれた区間）を、一定のセル数で等分割したものである。そして、温度計８_ｉ，１〜８_ｉ，ｊが検出した検出温度を線形補間し、計算セル１２_ｉ，１〜１２_ｉ，ｊのそれぞれの中心点の位置における鋳型５（長辺冷却プレート５ａ）の推定温度を算出する。なお、内挿処理のための計算セル１２のセル数は、鉛直方向及び水平方向において、温度計８の個数と同一でも異なっていてもよいが、鋳造中の鋳込幅の変動に依らず一定とする。

上記の内挿処理は、主成分分析を用いて感度係数ベクトルを求める場合及び逸脱度を算出する場合に適用可能である。この場合には、実際の検出温度の代わりに内挿処理した温度を用いて主成分分析を行う。鋳片幅が変更された場合も、同じ点数の温度ベクトルを利用できることから、異なる幅のデータも含めて主成分分析を実施できる。これにより、幅毎に異なる影響係数を求める必要がなくなり、異なる鋳片幅のデータも含めて影響係数ベクトルを定めることができる。そして、逸脱度についても、検出温度を内挿処理した温度に基づいて計算した影響係数ベクトルを用いて計算できる。したがって、統一した基準に基づいて、異なる鋳片幅のブレークアウト予知が可能となる。さらに、鋳造中に鋳片幅が変更する場合においてもブレークアウトにつながる予兆発生に関する誤検知のリスクも低減させることができる。

次に、ブレークアウト予知の判定について説明する。図１０（ａ）は、焼き付きが発生した事例での逸脱度の絶対値の時系列変化を示した図である。図１０（ｂ）は、焼き付きが発生した事例での逸脱度の時間変化率の時系列変化を示した図である。図１１（ａ）は、焼き付きが発生していない事例での逸脱度の絶対値の時系列変化を示した図である。図１１（ｂ）は、焼き付きが発生していない事例での逸脱度の時間変化率の時系列変化を示した図である。

図１０（ａ）では、操業中のある時間において逸脱度の絶対値が急激に上昇している。一方、図１１（ａ）では、操業中において逸脱度の絶対値が恒常的に大きい。温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎの検出温度から内挿処理された温度に基づいて算出される感度係数が、鋳型５の表面形状の変化などの要因によって予め求めた値からずれた場合には、図１１（ａ）に示すように、焼き付きのような異常が発生していなくても、逸脱度の絶対値が恒常的に大きくなる可能性がある。そのため、逸脱度の絶対値に対して、図１０（ａ）及び図１１（ａ）に示すように、単一の閾値Ｘを設けた場合には、ブレークアウトにつながる予兆である焼き付き発生の有無の判別が困難になる。

ここで、ブレークアウトにつながる予兆である焼き付きは、突如発生して、凝固シェル１０の破断部１１が鋳型５の下方及び横方向に伝播する。そのため、図１０（ａ）に示すように、焼き付きが発生する際の逸脱度の絶対値は、操業中のある時間において急激に上昇する。したがって、図１０（ｂ）に示すように、逸脱度の時間変化率は急激に増加する。一方、図１１（ａ）のように、焼き付きのような異常が発生していなくても、操業中において逸脱度の絶対値が恒常的に大きい場合には、図１１（ｂ）に示すように、逸脱度の時間変化率は急激に増加しない。よって、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）に示すように、逸脱度の時間変化率に対して、単一の閾値Ｙを設けることによって、ブレークアウトにつながる予兆である焼き付きの発生の有無の判別が容易になる。

次に、逸脱度の時間変化率が閾値Ｙを超えた場合における、感度係数ベクトルから算出した逸脱度の絶対値が、予め設定した閾値Ｘを超えたときに、この閾値Ｘを超えた計算セル１２の隣接性を判定する判定方法について説明する。

図１２は、内挿処理を実行する計算セル１２が１段構成の場合（計算セル１２_１，１〜１２_１，ｐ）での隣接性の判定方法の例を示した図である。すなわち、図１２では、鋳込方向Ａで鋳型５の上端から同じ距離の位置にある計算セル１２_１，１〜１２_１，ｐの横方向の隣接性における判定方法の例を示している。なお、図１２に示した、本例の隣接性の判定方法では、逸脱度の時間変化率が閾値Ｙを超えた場合を前提としている。

本例の隣接性の判定方法では、まず、計算セル１２_１，１〜１２_１，ｐのうち、上述のように逸脱度の絶対値が予め設定した閾値Ｘを超えた計算セル１２に対して、第１のスコアである計算セル別得点として１点を付与する。一方、計算セル１２_１，１〜１２_１，ｐのうち、逸脱度の絶対値が前記閾値Ｘを超えない計算セル１２に対しては、計算セル別得点として０点を付与する。そして、この計算セル別得点のベクトルに対して、計算セル別得点を１つ前の計算セル１２にずらしたものを前方シフトベクトルとし、計算セル別得点を１つ後の計算セル１２にずらしたものを後方シフトベクトルと定める。さらには、前方シフトベクトル及び後方シフトベクトルの各要素を掛け合わせたものを隣接積ベクトルと定める。このように定めた隣接積ベクトルを算出すると、逸脱度の絶対値が前記閾値Ｘを超えた計算セル１２が、隣接して３つ存在する場合には、隣接する３つの計算セル１２の中央の計算セル１２の得点は１点となり、それ以外の計算セル１２の得点が０点となるので、この得点を第２のスコアと定める。

図１２に示される例を用いて具体的に説明すると、図１２では、まず、計算セル１２_１，１〜１２_１，ｐのうち、計算セル１２_１，３と計算セル１２_１，４と計算セル１２_１，５との逸脱度の絶対値が設定した閾値Ｘを超えているため、計算セル１２_１，３と計算セル１２_１，４と計算セル１２_１，５とに、計算セル別得点（第１のスコア）として１点を付与する。一方、その他の計算セル１２_１，１、計算セル１２_１，２、及び、計算セル１２_１，６〜１２_１，ｐに対しては、計算セル別得点（第１のスコア）として０点を付与する。そして、これらの計算セル得点（第１のスコア）を配列したベクトルは（０，０，１，１，１，０，・・・，０，０，０）となる。そして、前方シフトベルトは（０，１，１，１，０，０，・・・，０，０，０）であり、後方シフトベクトルは（０，０，０，１，１，１，・・・，０，０，０）である。前方シフトベクトル及び後方シフトベクトルの各要素を掛け合わせた隣接積ベクトルは（０，０，０，１，０，０，・・・，０，０，０）となる。よって、前記閾値Ｘを超えた計算セル１２が隣接して３つ存在する場合には、前記閾値Ｘを超えた隣接する３つの計算セル１２_１，３と計算セル１２_１，４と計算セル１２_１，５の中央の計算セル１２_１，４の得点（第２のスコア）は１点となり、それ以外の計算セル１２_１，１〜１２_１，３、及び、計算セル１２_１，５〜１２_１，ｐの得点（第２のスコア）が０点となることがわかる。

したがって、図１２を用いて説明した隣接性の判定方法においては、隣接積ベクトルの何れかの要素が１となれば、ブレークアウトにつながる焼き付きなどの予兆が発生していることを判定することができる。

なお、図１２では、計算セル別得点を１つ前の計算セル１２にずらしたものを前方シフトベクトルとし、計算セル別得点を１つ後の計算セル１２にずらしたものを後方シフトベクトルとして、隣接する３つの計算セル１２の隣接積ベクトルを求めているが、これに限定されるものではない。すなわち、設定した計算セル１２のセル数に応じて、計算セル別得点を１つ以上前の計算セル１２にずらしたものを前方シフトベクトルとし、計算セル別得点を１つ以上後の計算セル１２にずらしたものを後方シフトベクトルとすればよい。なお、この際、後方シフトベクトルを求めるために計算セル別得点を後ろの計算セル１２にずらす数は、前方シフトベクトルを求めるために計算セル別得点を前の計算セル１２にずらす数と同じする。そして、このように求めた前方シフトベクトル及び後方シフトベクトルの各要素を掛け合わせたものを隣接積ベクトルとすればよい。

例えば、計算セル別得点を３つ前の計算セル１２にずらしたものを前方シフトベクトルとし、計算セル別得点を３つ後ろの計算セル１２にずらしたものを後方シフトベクトルとする。そして、前方シフトベクトル及び後方シフトベクトルの各要素を掛け合わせ、隣接する７つの計算セル１２の隣接積ベクトルを算出し、第２のスコアを求めて、隣接積ベクトルの何れかの要素が１となれば、ブレークアウトにつながる焼き付きなどの予兆が発生していると判定する。これにより、ブレークアウトにつながる予兆が発生していることを、より高精度で判定することができるため、精度よくブレークアウトを予知することができる。

さらに、内挿処理を行うための計算セル１２が、鋳込方向Ａで２段以上で構成されている場合にも、上記隣接性の判定方法を拡張することができる。

図１３は、計算セル１２が鋳込方向Ａ（縦方向）に上段と下段との２段（計算セル１２_１，１〜１２_１，ｐ、及び、計算セル１２_２，１〜１２_２，ｐ）で配置されており、上段の計算セル１２_１，１〜１２_１，ｐにて隣接３点、且つ、下段の計算セル１２_２，１〜１２_２，ｐにて上段の隣接３点のうち１点に対応する計算セル１２_２，ｉで得点を獲得している場合に、隣接性の条件を満たすとする判定方法を示した図である。

本方法では、まず、上段の計算セル１２_１，１〜１２_１，ｐに対して逸脱度の絶対値が閾値Ｘを超えているか否かを示す計算セル別得点（第１のスコア）を用いて、上段の計算セル１２_１，１〜１２_１，ｐにおける隣接性を判定し、上段隣接積ベクトルを算出する。

図１３には、上段の計算セル１２_１，１〜１２_１，ｐにおいて、計算セル１２_１，３と計算セル１２_１，４と計算セル１２_１，５との逸脱度の絶対値が閾値Ｘを超えた場合の例であり、上段隣接積ベクトルは（０，０，０，１，０，０，・・・，０，０，０）である。なお、上段隣接積ベクトルを求める手法については、図１２を用いて説明した隣接積ベクトルを求める手法と同じであるため、ここでは詳細な説明を省略する。

次に、下段の計算セル１２_２，１〜１２_２，ｐに関しては、計算セル別得点ベクトル、前方シフトベクトル及び後方シフトベクトルの各要素の和をとり、どれか１つでも得点があれば、その計算セル１２_２，１〜１２_２，ｐの得点を１点とする。そして、これらの得点を配列したものを下段隣接和ベクトルとする。次に、上段隣接積ベクトルと下段隣接和ベクトルとの各要素を掛け合わせたものを上下隣接積ベクトルとする。そして、最終的に、上下隣接積ベクトルの要素のどれかに得点（第２のスコア）として１があれば、隣接性が成立すると判定する。

図１３に示される例では、下段の計算セル１２_２，１〜１２_２，ｐのうち、計算セル１２_２，３の逸脱度の絶対値が閾値Ｘを超えた場合であり、下段隣接和ベクトルは（０，１，１，１，０，０，・・・，０，０，０）である。そして、上下隣接積ベクトルは（０，０，０，１，０，０，・・・，０，０，０）であり、第２のスコアとして１点を得点している要素があるため、隣接性が成立していると判定することができる。

この隣接性の判定により、鋳型５において焼き付きが発生した位置を判断することができる。また、鋳込方向Ａの温度計８の段数を増やすことにより、ブレークアウトにつながる焼き付きが発生した場合において、破断部１１が鋳込方向Ａに縦伝播する状況を、隣接性の判定が鋳込方向Ａに伝播する現象によって把握することも可能となる。

よって、図１３を用いて説明した隣接性の判定方法においては、上下隣接積ベクトルの何れかの要素が１となれば、ブレークアウトにつながる焼き付きなどの予兆が発生していることを判定することができる。

なお、上記した本実施形態の説明では、計算セル１２_１，１〜１２_ｋ，ｐの鋳型５における配置位置について考慮しなかったが、鋳型５の長辺冷却プレート５ａと短辺冷却プレート５ｂ、及び、鋳型５のおもて面側と裏面側、に配置される温度計８_１，１〜８_ｍ，ｎで、それぞれ別々に内挿処理を実行し、面ごとに計算セル１２_１，１〜１２_ｋ，ｐの隣接状況に基づいて第２のスコアを演算することにより、より高精度な判別を実施することができる。また、隣接積ベクトル及び隣接和ベクトルを求めるための隣接点数は３点に限らず変えてもよい。

また、連続鋳造プロセスにおける鋳型５内のブレークアウトの現象は、横方向への伝播だけでなく、鋳込方向Ａの上流側から下流側（鋳型５の上から下）への温度挙動変化にも表れる。すなわち、何らかの要因で鋳型５と溶鋼２とが接触して焼付きが発生し、凝固シェル１２が鋳型５に拘束され、さらに溶鋼２が鋳型５の下部より引き抜かれるために焼付きの直下に生じた凝固シェル１２の破断部１１で、鋳型５と溶鋼２が接触してさらなる焼付きが発生する、という現象を繰り返しながら凝固シェル１２の破断部１１が下方へ移動する。また、上下２段の計算セル１２について、各段の隣接和ベクトルの論理積をとることで、上下の隣接性（隣接した場所での同一現象の発生状況）を判断している。そのため、複数の温度計８や複数の計算セル１２の全てが、鋳込方向Ａで鋳型５の上端から同じ距離に配置される必要はない。

図１４は、本発明の実施形態に係るブレークアウト予知方法（本発明の方法）によって、ブレークアウトを予知した事例の時系列検出データのグラフである。なお、図１４において、時刻ｔ１は、本発明の実施形態に係るブレークアウト予知方法によってブレークアウトを予知した瞬間である。また、図１４において、時刻ｔ_２は、従来のブレークアウト予知方法によってブレークアウトを予知した瞬間である。なお、従来のブレークアウト予知方法は、２段構成の温度計８における上段の温度計８の検出温度が、下段の温度計８の検出温度を一定時間下回ることによって、ブレークアウトを予知する手法である。また、時刻ｔ_２では、ブレークアウトが予知されたことにより、鋳込速度を所定の値まで低下させる制御を開始している。

図１４に示されるように、本発明の実施形態に係るブレークアウト予知方法を用いることによって、検出温度の時系列データに対して温度変化量を求める従来のブレークアウト予知方法よりも早いタイミングで、ブレークアウトを予知することができる。

また、下記表１は、本発明の実施形態に係るブレークアウト予知方法（本発明の方法）を、過去のブレークアウト予知事例に適用した場合の結果を示している。なお、下記表１において、事例１及び事例５はブレークアウトが発生した事例であり、事例２〜事例４はブレークアウトが発生していない事例である。そして、下記表１において、「正検知」は、ブレークアウトが発生した事例で、ブレークアウトにつながる予兆の発生を正しく検知、ひいては、ブレークアウトの発生を正しく予知した場合である。また、下記表１において、「過検知」は、ブレークアウトが発生していない事例で、ブレークアウトにつながる予兆の発生を過剰検知（誤検知）、ひいては、ブレークアウトの発生を誤って予知した場合である。また、下記表１において、「未検知」は、ブレークアウトが発生していない事例で、ブレークアウトにつながる予兆の発生を未検知、ひいては、ブレークアウトの発生を予知していない場合である。

上記表１からわかるように、本発明の実施形態に係るブレークアウト予知方法によれば、ブレークアウトが発生した過去の事例について、ブレークアウトにつながる予兆の発生を全て正しく検知し、ブレークアウトの発生を正しく予知することができ、且つ、ブレークアウトが発生していない過去の事例について、従来方法で発生していた過検知（誤検知）が全く発生しなくなった。

本発明は、精度よくブレークアウトを予知することができるブレークアウト予知方法、連続鋳造機の操業方法、及び、ブレークアウト予知装置を提供することができる。

１ 連続鋳造機
２ 溶鋼
３ タンディッシュ
４ 浸漬ノズル
５ 鋳型
６ 鋳片
７ 鋳片支持ロール
８ 温度計
１０ 凝固シェル
１１ 破断部
２０ 判定部

Claims (9)

1. 連続鋳造機における鋳型から引き抜かれる鋳片の寸法が入力されるステップと、
   前記鋳型に埋設された複数の温度計によって、前記鋳型の温度を検出するステップと、
   前記複数の温度計が検出した検出温度に対して、前記鋳片の寸法に応じて内挿処理を実行するステップと、
   前記内挿処理を実行して算出した温度を基に、主成分分析から得られる影響係数ベクトルと直交する方向の成分を、ブレークアウトが発生していない正常な操業時からの逸脱度として算出するステップと、
   前記逸脱度に基づいてブレークアウトを予知するステップと、
   を有することを特徴とするブレークアウト予知方法。
2. 前記内挿処理を実行するステップでは、
   前記複数の温度計の各々の検出温度に対して、前記鋳片の寸法に応じて等分割した複数の計算セルの各々の中心点で内挿処理を実行して温度を算出することを特徴とする請求項１に記載のブレークアウト予知方法。
3. 前記計算セルの個数は、前記鋳片の寸法が変更されても一定に保つことを特徴とする請求項２に記載のブレークアウト予知方法。
4. 前記逸脱度として算出するステップでは、
   前記鋳型に対する溶鋼の鋳込方向で前記鋳型の上端からの距離が同じ位置にある前記複数の計算セルの各々の温度の平均値を求め、前記複数の計算セルの各々の温度に対して前記平均値との差分を求め、求めた前記差分から、前記影響係数ベクトルを用いて前記逸脱度を算出することを特徴とする請求項２または３に記載のブレークアウト予知方法。
5. 前記ブレークアウトを予知するステップでは、
   前記逸脱度の時間変化率が予め設定された第１の閾値を超えた場合に、前記逸脱度の絶対値が予め設定された第２の閾値を超えた前記計算セルの隣接性に基づいて、ブレークアウトを予知することを特徴とする請求項４に記載のブレークアウト予知方法。
6. 前記ブレークアウトを予知するステップは、
   前記逸脱度が前記第２の閾値を超えた前記計算セルに対して第１のスコアを与えるステップと、
   前記第１のスコアを与えた前記計算セルの隣接性に基づいて、前記第１のスコアから第２のスコアを演算するステップと、
   前記第２のスコアに基づいてブレークアウトを予知するステップと、
   を有することを特徴とする請求項５に記載のブレークアウト予知方法。
7. 前記影響係数ベクトルは、前記複数の温度計の各々の感度係数を成分とする感度係数ベクトルであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のブレークアウト予知方法。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のブレークアウト予知方法に基づいてブレークアウトを予知した場合に、前記鋳型に溶鋼を注入する鋳込速度を低下させることを特徴とする連続鋳造機の操業方法。
9. 連続鋳造機における鋳型から引き抜かれる鋳片の寸法を入力する入力手段と、
   前記鋳型に埋設されており、前記鋳型の温度を検出する複数の温度計と、
   前記複数の温度計が検出した検出温度に対して、前記鋳片の寸法に応じて内挿処理を実行する内挿処理実行手段と、
   前記内挿処理を実行して算出した温度を基に、主成分分析から得られる影響係数ベクトルと直交する方向の成分を、ブレークアウトが発生していない正常な操業時からの逸脱度として算出する逸脱度算出手段と、
   前記逸脱度に基づいてブレークアウトを予知するブレークアウト予知手段と、
   を備えることを特徴とするブレークアウト予知装置。

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