JPH09511184A

JPH09511184A - 金属を連続的に鋳造する方法及び装置

Info

Publication number: JPH09511184A
Application number: JP7525751A
Authority: JP
Inventors: ローダー、ルドルフ; ヴィッチ、マルセル
Original assignee: ラウエナーエンジニアリングリミテッド
Priority date: 1994-03-30
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1997-11-11
Also published as: EP0754099A1; EP0754099A4; US6019159A; CA2185659A1; US5839500A; US5697423A; AU699123B2; AU2229395A; WO1995026841A1; BR9507218A; US6089308A

Abstract

(57)【要約】溶融した金属は、鋳造ループ１３０を通って移動する可動鋳型部により形成される連続的な鋳造装置１００内にて鋳造される。複数の冷却ステージ１０５，１１０，１１５，１２０，１２５は鋳型部を冷却するために使用される。コーティング装置１４０は可動部をコーティングするために使用され、可動部から異物を取り除くための清掃装置が冷却ステージ１０５，１２５において備えられてもよい。可動部に内蔵された温度センサ１７０及び温度センサ１７５は共にデータを制御装置１６５へ送信する。鋳造品質及び鋳造面の状態に関するデータは、カメラ１８５，１８６から送信される。得られたデータに基づき、制御装置１６５は冷却ステージ、コーティング装置及び清掃装置を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】金属を連続的に鋳造する方法及び装置発明の分野本発明は金属鋳造の質を向上させる方法及び装置に関する。特に、本発明は連続鋳造装置にて鋳造される溶融金属の放熱を制御するための方法及び装置に関する。発明の背景溶融金属をリボン状、帯状、シート状またはスラブ状に形成する連続鋳造は、ロール鋳造、ベルト鋳造及びブロック鋳造を含む多数の工程を通じて実行される。ここでは、「金属」という用語は任意の数の金属、及びそれらの合金を含み、鉄、アルミニウム、チタニウム、ニッケル、亜鉛、銅、黄銅、鋼などが挙げられるがこれらに限定されない。一般的に連続鋳造装置は連続的に移動する鋳型を有し、溶融金属がそこに供給される。ここでは、「鋳型」という用語は連続鋳造装置中の鋳造領域の形状を決定するローラ、ベルト或いはブロックなどを有する装置を含む。金属／鋳型間における溶融金属から鋳型への熱伝導により溶融金属が凝固する。鋳造金属の厚さ等の物理的特性は、他の要素とともに、鋳造中の金属と鋳型面の接触時間、及び金属／鋳型間における温度差等により決定され得る。例えば、ラウエナーエンジニアリング社に譲渡されたラウエナーの発明による米国特許第３，５７０，５８６号に記載されている帯状アルミニウムを製造するための典型的な連続ブロック鋳造工程においては、ブロック鋳造鋳型は二つの対向して回転するエンドレスブロックチェーンを有する。該ブロックチェーンは互いに接続された多数の冷却ブロックからなる。冷却ブロックはここでは単に「ブロック」と呼ぶ。それぞれのブロックチェーンは軌道上に置かれることで楕円形の「鋳造」ループとなる。ブロックが鋳造ループ上を移動することにより、それぞれのチェーン中のブロックは鋳造領域において互いに押し付けられ平坦な連続鋳型を形成する。ブロック鋳造装置は鋳造されている金属が鋳造方向を横切る方向に移動して鋳型から逃げるのを防ぐためのサイドダムを更に備えてもよい。他の実施形態においては、溶融金属が鋳型凹部から逃げるのを防ぐために、ブロック自体に隆起部が形成されてもよい。溶融金属からブロックへの熱伝導は金属の凝固を引き起こす。溶融金属を連続的に鋳造する場合、鋳造されている金属の質を制御できることが望ましい。ここでは、「質」という用語は、鋳造されつつある金属に関して使用されるとき、その金属鋳造物の測定可能な特性を含む。鋳造物の表面欠陥の数、ミクロ組織または鋳造物の幅と厚さには限定されない。連続的鋳造装置中で鋳造物の質を制御する方法のひとつとして鋳造されている金属の放熱率を制御することが挙げられる。ここでは、「放熱率」という用語は溶融金属からの熱の放出割合をワットで表わしたものである。鋳造されつつある金属の放熱率を制御するひとつの方法として鋳造物と接触している鋳型の表面を冷却することが挙げられる。しかしながら、鋳型が常に動いているため、連続的鋳造装置中の鋳型を冷却するシステムを設計することは困難である。複雑で三次元的な鋳型の熱応力を制御するのはさらに困難となる。鋳型面の冷却は慎重に制御されねばならない。これは不要な熱衝撃及び熱負荷が鋳造物に影響して鋳型に不必要な損耗を与えないようにするためである。鋳造工程にある鋳型に熱衝撃が加わり、また繰り返し加熱、冷却されると疲労負荷がかかるため鋳型の損耗が早まって、交換の必要が生じる。更に、不要な熱応力により残留熱が生じ鋳型の中に留まる。鋳型に留まった残留熱は鋳型が放熱率の最高値に到達するのを妨げる。鋳型の冷却を慎重に制御することにより、鋳造物の温度の低い縁部分に形成されるひびを減少させることができる。また、鋳型冷却の慎重な制御により、鋳造物の質を低下させる他の欠陥の形成も減少させることができる。連続鋳造装置で使用される液体冷却システムが複数の米国特許に記載されている。例えば、フリシュクネヒト他による米国特許４，９３４，４４４号、ラウエナーによる米国特許３，５７０，５８３号などが挙げられる。これらの特許はいずれもラウエナーエンジニアリング社に譲渡されている。これらの特許は連続鋳造装置の鋳型を冷却するための装置を開示している。この装置は鋳型に近接した位置に囲いを有し、そのなかで冷却液が鋳型面にノズルを用いて噴霧される。熱せられた冷却液は囲い内で集められる。冷却液の囲いからの流出は真空によって防がれる。鋳型面は冷却囲いを出る際に強制空気を用いて乾燥させることもできる。ツチダ他による石川島播磨重工業株式会社及び日本鋼管株式会社に譲渡された米国特許４，８０７，６９２号には連続ブロック鋳造装置のブロックを冷却する装置が開示されている。ツチダ他はブロックを冷却する装置を開示している。この装置は鋳造方向と直交する方向に延びる空洞を有する。ブロックの空洞に位置合わせされ往復動するピストンシステムがブロックに冷却液を供給する。使用された冷却液は鋳造装置の反対側で回収される。既存の冷却システムは「水洗」工程により冷却液を熱せられた鋳型面に供給する。水洗工程においては大量の冷却液が、一般的には高圧力の噴霧などによって、鋳型面に供給される。水洗工程はそれのみでは一般的には不十分である。これは水洗工程を制御するのが困難なことによる。例えば、冷却液中に気泡が発生し鋳型面に触れると鋳型／冷却液間での熱伝導が不均衡になる。これは不要な熱衝撃や熱応力を鋳型に与える。さらに、水洗システムは一般的に手動制御されるため、例えば、鋳造温度、鋳造特性等のパラメータの変化に応じて迅速かつ繰り返し調整することは困難である。発明の要旨本発明は金属鋳造の質を向上するための方法及び装置を提供する。本発明は連続鋳造装置中で鋳造されている溶融金属を冷却するための方法及び装置を提供する。本発明は連続鋳造装置中の鋳型の熱応力を制御する方法及び装置を提供する。本発明は鋳型の表面の早期の損耗と鋳型の疲労負荷とを減少することによってその寿命を伸ばす方法及び装置を提供する。本発明は連続鋳造装置中で鋳造されている金属の質を閉ループ制御する方法及び装置を提供する。本発明に基づき、溶融金属を凝固させるために複数の冷却ステージを用いて鋳型を冷却する装置が提供される。また鋳造方向（「ｘ方向」）及び鋳造方向に直交する方向（「ｙ方向」）に移動可能な鋳型の冷却を制御するための装置が提供される。本発明に基づき、連続鋳造装置の鋳型の冷却、清掃及びコーティングを制御するのために使用される鋳造パラメータを測定する装置が提供される。この鋳造パラメータは鋳型温度、鋳造温度、溶融温度、鋳型面の状態及び鋳造の品質を含む。本発明に基づき、連続鋳造装置の可動鋳型を冷却、清掃及びコーティングするための装置が提供される。鋳型の冷却は熱を持った鋳型面に液滴状の冷却液を接触させることで行われるのが望ましい。このような装置であれば、鋳造の品質を制御するために人間の手を介さず自動的に制御することが可能である。本発明に基づき、本発明の装置を使用するための方法が提供される。特に連続鋳造装置中の可動鋳型を冷却、清掃及びコーティングするための方法が提供される。更に、連続鋳造装置中の可動鋳型の冷却、清掃及びコーティングを制御するための方法が提供される。このような方法であれば、鋳造の品質を制御するために人間の手を介さず自動的に制御することが可能である。図面の簡単な説明図１は公知の連続ブロック鋳造装置の冷却ブロックが１鋳造サイクル中に移動する時の表面温度の変化を表わすグラフである。図２は公知の連続ブロック鋳造装置を用いた１鋳造サイクルにおいて、ブロックにより得られる放熱量を表わすグラフである。図３は本発明の一実施形態を使用した連続ブロック鋳造装置の冷却ブロックの表面温度の変化を表わすグラフである。図４は連続ブロック鋳造装置に本発明の一実施形態を用いた１鋳造サイクルにおいて、ブロックにより得られる放熱量を表わすグラフである。図５は連続ブロック鋳造装置で鋳造される金属の質を制御するための本発明の装置の一実施形態を示す。図６は連続ブロック鋳造装置の冷却ブロックに内蔵された温度センサの位置に関する本発明の一実施形態を示す。図７ａから７ｃは鋳造される金属の品質を制御するための本発明の方法の一実施形態を示すブロック図である。詳細な説明本発明は連続鋳造装置中で鋳造される金属の質を向上させる新規な方法及び装置に関する。ここで、金属とは任意の数の金属、及びそれらの合金を含み、鉄、アルミニウム、チタニウム、ニッケル、亜鉛、銅、黄銅、鋼などが挙げられるがこれらに限定されない。また、本発明は連続鋳造装置中の鋳型の損耗を抑える方法及び装置に関する。特に本発明は鋳型を冷却するための方法及び装置に関し、それらにより鋳型の熱応力がより一様になるように制御し、また鋳型の熱衝撃を軽減する。また、本発明は鋳型を清掃及びコーティングする方法及び装置にも関する。さらに、本発明の装置においては閉ループ制御も可能である。鋳型損耗と鋳造される金属の品質の制御は、その金属を凝固させるための鋳型冷却ステージを制御することで達成される。一般に鋳型の寿命を伸ばすには、特に鋳型の表面における熱衝撃を軽減することが望ましい。一般的に、鋳型の熱応力を制御して鋳型が、効率的に鋳型から熱を放出することにより、その放熱率ポテンシャルに達するようにすることが望ましい。熱衝撃は鋳型が急激な温度変化を受けるときに起き、例えば溶融金属が鋳型の鋳造面に接触することで起きる。鋳造領域における熱衝撃及び鋳型冷却中の熱衝撃が最も深刻である。公知の冷却方法及び装置は鋳型が鋳造サイクルを通じて移動する際にその鋳型に不要の熱衝撃を与える。ここでは、「鋳造サイクル」という用語は鋳造ループの一回の完全な回転を意味する。熱衝撃を完全に除去することはできないが、減少させることは可能である。熱衝撃の減少は鋳型内での鋳型の材質特性の限界を越えるような負荷の形成を防ぐ一助となる。限界を越える負荷は応力破損を招き、結果として鋳型の交換が必要になる。鋳型内での熱衝撃（不均衡な熱応力）は鋳型面温度の急速な変動及び、「ｚ方向」における鋳型面下の急な温度プロファイルとして観測される。「ｚ方向」とは鋳型の鋳造面に対して垂直な方向である。しかしながら、熱衝撃は鋳造領域で溶融金属と接する鋳型の鋳造面および鋳型冷却システムの冷却液において最高の値が観測される。一般的な鋳造サイクルでは、鋳型はその鋳型の表面温度を急激に上昇させる溶融金属と接触する。鋳型が鋳造領域を通って移動し、凝固しつつある金属と接触することにより、鋳型の表面温度は最高になり次に低下し始める。鋳型が最初に溶融金属に接触した時に鋳型面に起こる熱衝撃は鋳型の厚み方向に沿って伝播され得る。この熱衝撃「波」はｚ方向における鋳型のより深い部分に浸透するにつれ弱まっていく。従って、鋳型は溶融金属からの熱を受け取りつつ、その厚み方向に沿って温度を上昇し始める。鋳型が鋳造領域を出ると鋳型面は冷え始める。鋳型面が冷却領域に入り冷却液により水洗されるこによって鋳型の表面温度は急激に低下する。鋳型面におけるこの急激な温度低下は、鋳型の表面からその厚さ方向に沿って、もうひとつの急な温度プロファイルを形成する。鋳型面において熱が放出されることにより、鋳型面下での熱分布が変化し平衡状態となる。鋳型面に冷却液を噴霧する多数列のノズルを備えた公知の冷却装置においては、鋳型面の温度は鋳型が一列のノズルで構成される冷却領域を離れ、別の一列のノズルで構成される次の冷却領域に入りはじめる時、急激に上昇、下降することが観測されている。これらの熱衝撃は鋳型に対して有害であり、鋳型の損耗や、表面のひび割れを引き起こす。サブサーフェイス、即ち鋳型内のｚ方向の温度プロファイルは、特にブロック鋳造装置内の冷却ブロックのような厚型の鋳型では三次元的である。鋳型の温度は鋳型が鋳造サイクル中を通じて移動し、溶融金属と冷却液に交互に接触する時、鋳造方向（「ｘ方向」）において変化することが観測される。鋳型温度は鋳造方向と直交する方向（「ｙ方向」）においても変化する。特に、鋳型面の中心線近傍で測定された温度は一般的に鋳型面の外縁近傍で測定された温度より高い。このｙ方向における位置の「水平方向」の温度変化は、ｙ方向に沿って一定していないミクロ構造のような不要の鋳造品質を鋳型内に生じる。発明者の知る限りにおいては、従来の冷却システムで連続鋳造装置中の鋳型のｘ及びｙ両方向の冷却制御の必要性に言及しているものはない。（鋳造面に沿う）ｘ及びｙ方向において鋳型外側の冷却を制御することにより鋳型の厚み方向、つまりｚ方向に沿った熱応力の制御が可能になる。従来の鋳造装置において計測されたｘ、ｙ及びｚ方向の鋳型の温度プロファイルは、鋳造サイクルを通じて移動する時、鋳型の熱応力が不均衡で非効率的であることを示している。熱衝撃は鋳造面のインターフェースから鋳型の厚み方向に沿って伝わるため、不均衡な熱応力を完全に除去するのは困難である。しかしながら、熱応力は熱衝撃を制御することにより制御可能であり、これにより鋳型内で発生する内部的な疲労応力を減少することができ、また鋳造物の放熱のための鋳型のポテンシャルを高めることができる。本発明はブロック表面での急速な温度の上昇及び下降を低減し、それによって鋳型内の疲労負荷とブロックの損耗とを減少させるための新たな方法及び装置を含む。これは本発明の一実施形態においては溶融金属と接している時の鋳型面への熱伝導率を制御すること、そして冷却時の鋳型からの熱伝導率を制御することで達成される。加えて、連続鋳造時に鋳型から放出される熱量、及び冷却時に鋳型から放出される熱量を制御することで定常な連続鋳造が可能である。連続鋳造装置内での鋳型からの、また鋳型への熱伝導は様々な変数の影響を受けるため複雑である。一般的に、鋳型内の放熱は鋳型面に接する冷却液の温度、組成及び容量を操作することで制御可能である。冷却液の温度は、冷却液が鋳型面に接触した時の熱伝導率に影響を及ぼす。鋳型／冷却液間の温度の差が大きいほど、熱伝導のための駆動力が大きくなる。鋳型／冷却液間の温度差を大きくした方が望ましい場合もあるが、そのような大きな温度差は鋳型に不要の熱衝撃を与える。一般的に迅速な熱伝導を実現するための温度差は、鋳型に過度の熱応力を生じない限りにおいて、望ましいものである。例えばブロック鋳造装置を用いた多数のアルミニウム合金の連続鋳造においては鋳型面と冷却液との温度差は摂氏約２００〜３００度未満である。しかしながら、この温度差は連続鋳造装置、鋳型の形状、及び鋳造される金属により変化する。冷却液の温度を制御するために、本発明の装置はヒータ或いはそれと類似のものを備えることも可能である。加えて、本発明の装置は鋳型に接触する冷却液の相対量を各種の温度において制御するためにバルブなどを備えることもできる。本発明の一実施形態では、前記のようなバルブを制御することで冷却液の温度を鋳型の鋳造面に沿ってｘ及びｙ両方向において操作することができる。鋳型の外面の冷却をｘ及びｙ方向において（鋳造面に沿って）制御することで、鋳型の厚み方向、つまりｚ方向の熱応力を制御することができる。鋳型面から冷却液への熱伝導率は冷却液の組成によっても変化する。一般的に、鋳型冷却ステージにおいて使用される冷却液は鋳型からの熱伝導をほぼ妨げないものであれば如何なる液体でも良い。しかしながら、応用例によっては鋳型からの熱伝導を遅らせる冷却液を使用するのが望ましいこともある。好ましくは冷却液は容易に発火又は燃焼する物質であってはならない。さらに、冷却液は、取り扱いが容易になるよう、また鋳型面への損傷、損耗を防ぐため無毒、非研磨性で非腐食性のものが良い。最も一般的に使用される冷却液は水である。しかしながら、必要とされる冷却液の特性を備えてさえいれば如何なる種類の液体でも本発明に十分に使用することができると発明者は考える。また、冷却領域において鋳型面から熱を放出する冷却液の能力を高めたり低めたりする添加物を加えることもできる。熱伝導率は鋳型面と接触する冷却液の供給の容量及び形態を制御することによっても制御される。本発明の一実施形態において、冷却液は、公知の冷却方法において行われるような蒸気よりはむしろ液滴形状にて鋳型面に適用される。本発明が理論によって拘束されることを意図しないので、液滴形状における冷却液の適用は、例えば鋳型面のクラッキングを低減するような、冷却時における鋳型の平均熱応力を低減するという驚くべきことが発明者によって示唆された。顕微鏡レベルにおいて、液滴形状における冷却液の鋳型面への接触は、熱応力の小さな領域を形成し、一方冷却液と接触しないその他の領域は冷却されないとともに、応力を受けないことが示唆された。そのような応力を受けた領域及び応力を受けない領域の組み合わせが、周知の冷却液フラッシングシステムによって形成されるよりも小さな総平均熱応力となる。鋳型が受ける平均熱応力は、例えば冷却液の液滴サイズ、液滴分布あるいは鋳型面との流体の接触角を操作することによって制御される。通常、好ましい結果を達成するために、冷却液の液滴の直径を約４ｍｍ以下とし、かつそのような液滴が鋳型面にわたって不均一に分布される。しかしながら、使用される液滴サイズは鋳造操作に依存し、典型的に液滴サイズは任意の特定の鋳造操作の範囲内にて変化する。例えば、ブロック鋳造装置を使用するアルミニウム合金スラブの鋳造において、直径約５０ミクロン〜約５００ミクロンの範囲にある液滴サイズを使用すると望ましいことが明らかにされた。しかしながら、４ｍｍを越える液滴サイズが、例えば鋳型面の形状、鋳造される金属の材料及び種類に依存して本発明において首尾よく使用される。鋳型冷却時における流体／鋳型界面の温度差が減少するに従って、より大量の冷却液、即ちより大きな液滴サイズの冷却液、あるいは高圧下における蒸気状の冷却液、またはより大きな流量（flowrates）が、鋳型が受ける平均熱応力をほぼ増大することなく鋳型面に供給される。本発明の一実施形態において、連続鋳造装置における鋳型の放熱は、周知の冷却システムのような大規模な単一のステージよりはむしろ複数の冷却ステージを使用することによって徐々に達成される。複数の冷却ステージを使用することは、冷却液の温度、容量、液滴サイズ及び接触角においてより優れた制御を許容する。ｘ方向における鋳型冷却の制御において、各々の冷却ステージは所望の冷却効果を達成するために独立して操作される。本発明の典型的な冷却ステージは、連続鋳造装置における可動鋳型アセンブリに冷却液を供給するノズル等の配列を含む囲いを備えている。各々の冷却ステージの必要性に応じて、冷却液が種々の圧力及び流量にて鋳型の表面に供給される。好ましくは、熱衝撃を形成するような冷却されない間隙を存在させないように、各工程が鋳型に沿ってほぼ均等な冷却液の分布を得ろように設計されるとよい。別の実施形態において、冷却ステージは、例えば冷却ステージのｘ及びｙ方向におけるノズル内の液温及び流量を個々に制御することにより、鋳型面のｘ及びｙ方向に沿った熱伝導率を制御するように設計されている。冷却液を含むことに加えて、囲いは清掃され、リサイクルされ、かつ再使用される使用済みの冷却液を回収するための手段をも備えている。囲いの使用はまた、鋳型面の冷却によって形成される水蒸気を回収するために真空状態にて使用される。水蒸気の回収は、冷却システムの効果を低減するような、液体状態に変化した相における水蒸気によるエネルギー放出が新たな冷却液へ伝達されることを阻止するので重要である。種々の鋳型冷却ステージは鋳造装置全体の種々の位置及び構造において配置される。しかしながら、２つの水平な鋳造ループを有するブロック鋳造装置のような典型的な連続鋳造装置において、冷却ステージは上側及び下側の両方の鋳造ループにおける鋳造領域の反対側に配置される。鋳造装置において使用される冷却ステージの数は、連続鋳造装置の種類、鋳造される金属及び冷却時に鋳型から放出されるべき所望の熱量その他に依存する。熱衝撃の低減はまた、そのような制御が所望の鋳造物の品質を得るために熱伝導必要量と矛盾しない限り、鋳造装置の鋳造領域における鋳型面と溶融金属との間の熱伝導を制御することによって達成される。例えば、ブロック鋳造装置において、冷却ブロックが冷却領域を通過するのに次いで、溶融金属からブロックへの熱伝導を制御するためにコーティングがブロック表面に適用される。コーティングは、ブロック表面との接触において溶融金属からの熱伝導を遅らせ、熱衝撃を低減する。そのようなコーティングは不燃性であるべきで、鋳型面への良好な接着性を有し、鋳型面へ容易に適用されるべきで、かつ鋳造物の品質へ実質的に負の影響を与えるべきものではない。そのようなコーティングはまた、取扱いが容易でかつ鋳型面の損傷あるいは摩耗を防ぐために、無害で、非摩耗性でかつ非腐食性であることが望ましい。連続ブロック鋳造装置を使用するアルミニウムの連続鋳造において、例えば鋳型／溶融金属界面に沿った熱伝導率を遅らせるために鋳型コーティング剤として冷却液にエーデルワイスブラックウォッシュ（Edel weiss blackwash）組成物を適用することは周知である。高度に分散した二酸化珪素（ＳｉＯ₂）と、約１％の高度に分散した酸化アルミニウム（ＡｌＯ₂）とを含んだアモルファスの水性分散系からなるエーデルワイスブラックウォッシュは、冷却液に加えられ、そしてブロックが冷却領域を通過し、かつ冷却液がブロック表面から蒸発あるいは乾燥されるに従って冷却ブロックの鋳造面に析出される。コーティングはまた、例えばコーティング材料粒子のミストあるいは微細な分散としてコーティングを析出する噴霧器等を用いて冷却後に鋳型に適用される。ここにおいて使用される「微細な（fine）」という用語は粒子及び液滴サイズを示す場合、約１．５ｍｍ未満の直径を有する粒子を表す。例えば、エアー噴霧器は約３０ミクロン〜約２００ミクロンの範囲のコーティング材料粒子を供給し、圧力噴霧器は、約１ｍｍ〜約１００ミクロンの範囲のコーティング材料粒子を供給する。ロールコーティング、静電コーティングを含むその他の種類のコーティング方法及びその他の乾燥粒子コーティング方法も使用されるが、これらに限定されるものではない。さらに、表面コーティングが鋳型に適用される場合、乾燥器等が鋳型面のコーティングの乾燥に使用される。熱伝導を妨げることによって、エーデルワイスブラックウォッシュ及び他のコーティングが、鋳型面の温度を上昇させる速度を減少し、それにより鋳型の熱衝撃が低減する。連続鋳造装置の鋳型及び成形される連続鋳造物の冷却を制御及び監視するために、温度感知装置が鋳造装置に組み込まれる。熱衝撃及び鋳型の熱応力を制御する冷却システムの効果は、例えば熱電対のような温度センサを用いて監視される。例えば鋳型によって鋳造物から奪われる総熱量は、鋳造サイクルにおける鋳型全体の温度変化を測定することによって計算される。また鋳造装置に対する冷却の必要性は、そのような測定から計算される。この方法において、溶融金属の放熱率は、所望の放熱率の許容可能な範囲内に維持される。鋳造装置全体の鋳型温度及び他の温度を測定するために、温度感知装置が鋳造装置全体の固定位置及び可動位置の両方に配置される。例えば、鋳造物の温度を監視するための温度センサは、鋳造領域の出口点にある固定位置に配置されている。加えて、固定温度センサはブロック温度を測定するために各々の冷却ステージにおける入口点及び出口点において配置され、かつ溶融温度を測定するためにタンディッシュ内に配置されている。例えばサーミスタあるいは熱電対は、連続鋳造装置において可動鋳型を構成するローラー、ベルトあるいは冷却ブロック中に埋め込むことも可能である。理め込まれた温度センサは、鋳型全体のｚ方向及び／あるいはｙ方向における種々の点における鋳型の温度を測定するために有用である。埋め込まれた温度センサが温度測定に使用される場合、例えば送信機等のような典型的な遠隔計測装置が、冷却方法の制御における使用のために、測定温度を制御装置あるいはオペレータに受信及び送信するために使用される。本発明の好ましい実施形態において、温度センサが鋳造装置全体の固定位置に置かれ、かつ鋳型自身に埋め込まれている。使用される温度センサの数は、経済的な制約及び鋳造操作を制御するために必要な情報その他に依存して変更される。例えば２つの水平な鋳造ループを有する連続ブロック鋳造装置における温度の測定において、９つの固定された温度センサ及び２４の移動可能な理め込まれた温度センサが鋳型冷却を制御するために使用される。そのような構造において、３つの固定されたセンサが鋳造物が鋳造装置の鋳造領域を出る際にｙ方向における鋳造物表面温度を測定し、他の６つの固定位置の温度センサが（２つの鋳造ループの各々に対して３つづつ）ブロックが冷却ステージを出た後にｙ方向におけるブロックの表面温度を測定するために使用される。典型的に、２４の埋め込まれた温度センサが（２つの鋳造ループの各々に対して１２づつ理め込まれている）ブロック及び／あるいは支持ビームのｙ方向及びｚ方向における温度を測定するために、１つの冷却ブロック及び／あるいは支持ビームに埋め込まれている。鋳型の冷却を制御することに加えて、本発明は鋳造される溶融金属と接触する鋳型面における不必要な物質及び微粒子（debris）の量を低減することによって、鋳型の摩耗を低減し、かつ鋳造物の品質を向上させるための方法及び装置を含んでいる。少量の微粒子が鋳造方法の一部において鋳型の鋳造面に堆積される。いくらかの連続鋳造工程において、使用された鋳型コーティング剤が鋳型の鋳造面に微粒子を残す。鋳型の鋳造面上における不必要な物質は鋳型と鋳造物及び／あるいは冷却液間の熱伝導を妨げ、鋳造物における表面欠陥を引き起こす。鋳型の鋳造面における不必要な物質の回収によって鋳造物の品質の低減をほぼ最少にするために、鋳型面がほぼ清浄に保たれ、かつ不必要な物質が相対的に取り除かれるべきである。従って、本発明は、連続鋳造装置における鋳型の鋳造面における不必要な物質の制御、即ち１つ以上の鋳型清掃工程を含んだ方法及び装置を備えている。連続鋳造装置における清掃工程は、例えば鋳型の鋳造面から不必要な物質を取り除きかつ収容するために鋳型の鋳造面と接触する囲いに配置された１つ以上の銅あるいは黄銅製のブラシを備えている。そのような清掃工程はまた、鋳型の鋳造面に高圧にて流体を供給する装置及び／あるいは不要な微粒子を除去するために鋳型面を吸引するための装置が備えられている。鋳造装置の操作時における鋳型鋳造面の清掃は、鋳型冷却ステージとは別の１つ以上の工程においてなされるか、あるいは１つ以上の冷却ステージに組み込まれる。しかしながら鋳型鋳造面の清掃は、特に高圧流体清掃工程が使用され、かつ使用される清掃液が冷却液と同一、あるいは相溶する場合、１つ以上の冷却ステージに組み込まれることが好ましい。鋳造物の品質の監視及び鋳型面状態の監視は、本発明の鋳型冷却及び清掃方法を制御するために使用される。例えば、鋳造物における欠陥及び鋳型面の微粒子は冷却及び清掃装置の効果を決定するために監視される。測定された鋳造物の品質及び／あるいは鋳型面状態に対応して、本発明の方法及び装置における冷却及び／あるいは清掃工程を調節するか否かの決定がなされる。この方法において、鋳造物の品質を監視することは、冷却及び清掃システムのフィードバック制御を可能にする。鋳造物の品質は、鋳造物が鋳造装置の鋳造領域を出る際に視覚的あるいは光学的に検査される。鋳造物における表面多孔性、混在物及びブレイクアウト（brea kouts）のような多くの欠陥が光学的に測定される。ここにおいて「ブレイクアウト」という用語は、溶融金属が流れる鋳造物の外面に亀裂を来すような不十分な放熱によって引き起こされる鋳造物の状態を表す。鋳造物は、例えば鋳造装置の鋳造領域から出る際に鋳造物の表面を観察する鋳造装置のオペレータによって視覚的に監視されてもよい。これに代えて、鋳造物表面は鋳造領域を出る際に、写真装置あるいは閉回路ビデオ装置等を用いて光学的に測定されてもよい。例えばビデオカメラが鋳造装置の鋳造領域を出る際に、明視野及び暗視野の両方において鋳造物を光学的に検査するために使用される。そのようなカメラに記録された像は、例えばデータ処理装置の使用によってデジタル化され、鋳造物表面の微細構造及び欠陥が鋳造物の品質を決定するために検査される。鋳型の鋳造面は、例えば表面のクラッキングのような鋳型の摩耗を監視するために、あるいは不必要な微粒子の存在を同様の方法にて光学的に検査される。本発明の好ましい実施形態において、光学的あるいは視覚的手段によって鋳造物の品質を測定あるいは鋳型面を検査することによって得られた情報は、連続鋳造装置のフィードバック制御に使用される。鋳造装置に使用される光学監視装置の数は、例えば経済的考慮を含む種々の要素に依存する。一実施形態において、少なくとも約１つのビデオカメラ等が鋳造物の品質を光学的に監視するために及び／あるいは鋳型面を検査するために使用される。好ましい実施形態において、複数のビデオカメラ等が、鋳造物の品質を監視するために及び／あるいは鋳型の表面状態を監視するために使用される。例えば２つの水平な鋳造ループを有する連続ブロック鋳造装置において、２つのビデオカメラが鋳造装置の鋳造領域を出る際に鋳造物ストリップの品質を光学的に測定するために使用され（ストリップの２つの主要表面の各々に１つづつ）、かつ２つのビデオカメラが冷却ブロックの表面状態を監視するために使用される（２つの鋳造ループの各々に１つづつ）。冷却及び清掃装置を含む鋳造装置の操作は制御装置等から制御される。本発明の使用に適した典型的な制御装置は、ユーザインターフェースと、例えばマイクロプロセッサのようなデータプロセッサとを備えている。制御装置は、ユーザ／オペレータ信号に対応する鋳造装置制御の手動操作及びデータプロセッサに対応する鋳造装置制御の自動操作を可能にする。例えば鋳造物の品質及び鋳造温度のような鋳造パラメータを測定することによって得られたデータは、連続鋳造操作の自動あるいは手動制御において使用される。さらに、情報の連続ストリームは、鋳造装置の操作を制御するためにマイクロプロセッサによって受信及び操作される。好ましい実施形態において、制御システムは鋳造物の品質を改善するために鋳造装置のフィードバック制御を可能にする。さらに好ましい実施形態においては、制御装置が、例えば鋳型冷却装置を含む鋳造装置の閉ループ制御を可能にする。本発明の方法において、鋳造装置制御の設定は、ｘ方向及びｙ方向において溶融金属からの所望の放熱率を得るために手動にて予め設定される。鋳造装置が始動すると、溶融金属がタンディッシュから連続鋳造装置の可動鋳型に供給される。溶融金属が鋳型の中を移動すると、センサが鋳造物の品質と、例えば温度のような種々の鋳造パラメータとを測定する。そのような測定により得られたデータは、所望の鋳造物の品質を得るために鋳造装置制御を変更可能にする制御装置によって受信されたデータを操作可能にする。本発明の一実施形態において、鋳造装置が操作されると、鋳造物表面及び鋳型の表面の光学的検査がなされる。これらの検査によって得られたデータは、鋳造物表面の品質及び鋳型面状態を決定するために使用される。これらの測定は、それらが所望値の許容可能な範囲内にあるかどうかを決定するために分析される。鋳造物表面の品質及び鋳型面状態が許容可能である場合、鋳造装置制御は典型的に未変化のままで維持される。例えば鋳型の清掃工程は、鋳型面における不必要な微粒子の量が許容可能な場合には修正されない。光学的検査の後に鋳造物表面の品質あるいは鋳型の表面状態が許容可能でない場合、溶融金属が鋳造可能か否かという決定が、鋳造装置オペレータあるいはデータプロセッサによってなされる。例えば鋳造キャビティの通過時に金属の失敗を防止するための速度では溶融金属が固化されない場合のように、金属が鋳造可能でない場合、鋳造操作は停止される。金属が鋳造可能ではあるが、所望の製品を得るために１つ以上の鋳造パラメータ（すなわち放熱率など）が修正される必要がある場合、制御装置がそのような鋳造パラメータを得るために鋳造装置制御を変更する。例えば鋳造物の放熱率は、溶融金属が鋳型の鋳造面と接触する界面状態を変えることによって変更される。さらに詳細には、連続ブロック鋳造装置において、冷却ブロックの鋳造面におけるエーデルワイスブラックウォッシュコーティングは、金属／鋳型界面における溶融金属から鋳型への熱伝導を遅らせるあるいは増加するために改善される。本発明の別の実施形態において、鋳造装置の操作を制御するために鋳造装置全体の温度が測定される。本発明の好ましい実施形態において、光学的測定及び温度測定の両方が、鋳造装置の操作を制御するために鋳造時に行われる。例えば、鋳型の温度は鋳造時にｘ方向（鋳造装置全体）、ｙ方向及びｚ方向（鋳型に埋め込まれている）において測定される。温度はまた、タンディッシュにて、そして鋳造領域から出る際に鋳造物表面にて測定される。通常、そのような温度測定によって得られたデータは、鋳造装置の操作を制御するために情報を提供する。例えば、温度変化曲線（温度プロファイル）の勾配は、冷却時の鋳造物あるいは鋳型の冷却が速すぎないか、あるいは遅すぎないかを決定するために計算される。測定された鋳造物の品質が許容可能である場合、温度データは鋳造装置制御が鋳造物の品質及び鋳型の冷却を改善するために変更されるか否かを決定するために使用される。例えば、得られた温度測定値から、鋳型冷却における放熱の必要性が、定状的な鋳造に到達するために各々の鋳造サイクルにて決定され、計算される。冷却システムによって鋳造物あるいは鋳型から放出される総熱量を決定するために、熱流束の計算に必要な熱バランスが計算される。座標で示された温度曲線の勾配（温度プロファイル）の決定は、鋳型の熱伝導率、すなわちブロック鋳造装置における冷却ブロック材料が既知の場合、以下の概算を用いて熱流束の計算がなされる。熱流束（ワット／ｍ²）＝熱伝導率（ワット／ｍ／℃）×温度勾配（℃／ｍ）また、平均鋳型温度及び鋳型温度変化の傾向は、変化が鋳型冷却システムにおいてなされる際に追跡及び分析される。鋳型の過熱、あるいは過冷却が起きていないかを決定するために平均温度が測定される。この方法において、最も好ましい鋳造物の品質を提供する鋳型冷却制御の設定が、種々の鋳造パラメータとともに実験を通して定義及び試験される。そのような鋳造パラメータとしては、タンディッシュにおける金属静圧、注入する溶融金属の温度、冷却液の温度、圧力あるいは流量、上側及び下側の鋳型面間の間隙、鋳型の表面状態及び鋳造装置の鋳型速度が含まれるがこれらに限定されるものではない。スラブの品質が許容できないと決定されたが鋳造可能である場合、鋳造パラメータが修正される。例えば鋳型の冷却は、１つ以上の冷却ステージにおいて個々のノズル（即ち、ノズルの横列または縦列）から流れる冷却液の流量、温度及び／あるいは組成を変更することによって修正される。鋳造時に行われた測定の結果として鋳造装置制御が変更された後、鋳造領域から出る鋳造物の品質において変更の影響が現れるに十分な時間を経過した後に、鋳造物の品質及び鋳造パラメータの測定が繰り返される。この方法は鋳造装置を制御するために、鋳造操作時に幾度となく繰り返され、所望の鋳造物の品質が得られる。この方法において、鋳造物の品質及び温度の測定が、鋳造装置の閉ループ制御において使用される。図１及び２に連続鋳造装置、特にブロック鋳造装置における周知の冷却システムを示す。図１は、ブロックが１つの鋳造サイクルを通過する際の周知のブロック鋳造装置における冷却ブロックの表面温度を時間を関数として示すグラフである。図２は、ブロックが１つの鋳造サイクルを通過する際に、周知のブロック鋳造装置において冷却ブロックから放出された熱量を示すグラフである。図１に示すように、冷却ブロックは鋳造装置の冷却システムを出て、点１０にて溶融金属に接触し、その結果、ブロック表面温度は点２０に示す最高値に到達するまで急上昇する。溶融金属が放熱しながらブロックが鋳造領域を通過して凝固する際、ブロック表面温度は最高値である点２０から徐々に低下する。次に、ブロックは点２５にて鋳造領域を出て、ブロックが点３０にて冷却システムに入るまでブロック温度は徐々に低下する。冷却システムにてブロックは冷却液と接触し、ブロックの熱が冷却液に伝導されることから、ブロックの表面温度は急激に低下する。点３０と、ブロックが冷却領域に存在する点４０との間では、冷却領域にてブロックに冷却液を噴射する複数のノズルの横列の間をブロックが通過する際、ブロック表面温度が急激に上昇し下降する複数の温度スパイク５０が形成される。温度スパイク５０は、ブロックが冷却システムのノズルの各横列間に位置する冷却されていない複数の間隙を通過しつつ均衡状態に向かうとき、不均一な冷却のために熱衝撃及び熱応力がブロック内に生じていることを示す。図２に示すように、１つの鋳造サイクルを通過する際に熱衝撃を受ける冷却ブロックに対する放熱曲線は、ブロックが１つの鋳造サイクルを通過する際のブロック表面の温度プロファイルとほぼ一致する。点６０と点７０との間の曲線より下に網目状に斜線を入れた面積Ｑ_Sは、鋳造領域にてブロックにより溶融金属から放出された総熱量（単位ジュール）を示す。点７０と点８０との間の曲線より上に網目状に斜線を入れた面積Ｑ_Bは、鋳造領域にてブロックから冷却液により放出された総熱量を示す。面積Ｑ_S及びＱ_Bはほぼ同一であり、定状な冷却中に鋳造装置内に総熱量の蓄積は生じないことを示す。ここで言う「ほぼ同一」とは測定値がほぼ同じであることを示す。例えば、ブロック鋳造装置において、面積Ｑ_S 及びＱ_Bはほぼ同一の面積を有するが、通常、例えば冷却ブロックから鋳造装置のその他の部分に熱が伝導された結果として生じる熱損失のために、これらの面積は正確には同一ではない。面積Ｑ_Bのスパイク９０は、ブロックが冷却システムの各ノズル間に位置する冷却されていない間隙を通過する際に生じる熱衝撃を示す。図３及び４は、連続鋳造装置において本発明の一実施形態における方法及び装置を用いることによって得られる熱衝撃の減少と熱応力制御力の向上とを示すものである。図３は、本発明の一実施形態における方法及び装置を用いる鋳造サイクルをブロックが通過する際の冷却ブロックの表面温度の変化を示すグラフである。図４は、本発明の一実施形態における方法及び装置を用いる１つの鋳造サイクルをブロックが通過する際に冷却ブロックによって放出される熱量を示すグラフである。図３は本発明の一実施形態における冷却システムにより減少したブロックの熱衝撃を示すものである。本発明により、点３０’と点４０’との間にて、鋳造サイクルのより広い範囲にわたって多段階冷却が行われる。本発明の一実施形態における方法及び装置によって点３０’と点４０’との間にて行われる段階的な冷却は、冷却システムにおけるブロック表面の温度変動により生じる熱スパイクをほぼ解消する。従って、周知の冷却システムにて生じる図１の熱スパイク５０は解消される。また、ブロックと溶融金属との間、及びブロックと冷却液との間における熱伝導率の制御により、点３０’と点４０’との間における滑らかな曲線によって示されるように、ブロック表面の急激な温度変動が和らげられる。図４は本発明の一実施形態における方法及び装置が放熱において及ぼす効果を示す。本発明における鋳型冷却は周知の冷却システムと比較してより緩慢に行われることから、鋳造サイクルのより広い範囲にわたって放熱が可能である。本発明の冷却装置によって奪われた総熱量（単位ジュール）Ｑ’_Bは、鋳造中に鋳型によって奪われた総熱量Ｑ’_Sにほぼ等しいことが観察される。この関係は、本発明の方法及び装置によって、定状な冷却が行われることを示す。本発明の装置及び本発明の装置の構成要素間の相互作用について、図５を参照してより詳細に理解することができる。図５に、アルミニウムストリップの製造において用いられるような、水平方向に配置された２つの鋳造ループを有する連続ブロック鋳造装置にて用いられる本発明の一実施形態における冷却及び清掃システムを示す。連続ブロック鋳造装置１００において、ブロック冷却のために、複数の冷却ステージ１０５，１１０，１１５，１２０及び１２５が用いられる。鋳型ブロックが鋳造ループ１３０を通過するとき、ブロックは冷却ステージを経る。連続するそれぞれの冷却ステージ毎に、ブロックに接触する冷却液、この場合は水の量が増加する。従って、例えば、冷却ステージ１１０では冷却ステージ１０５より多量の水がブロックと接触し、冷却ステージ１１５では冷却ステージ１１０より多量の水がブロックと接触する。冷却ステージ１０５はまた、使用済みのエーデルワイスブラックウォッシュコーティングとその他のあらゆる不要な物質をブロックの鋳造面から除去するためのドライブラッシング装置及び真空クリーナからなる清掃ステージを含む。冷却ステージ１２５は、ブロックに残存するあらゆる不要な微粒子を除去するための高圧水スプレーを有する。エーデルワイスブラックウォッシュコーティング装置１４０、例えば、噴霧スプレーは、鋳造ループ１３０を通過ずる際にブロックが清掃される毎に、新しくエーデルワイスブラックウォッシュコーティングを施す。ブロックが鋳造ループ１３０を通過し続けるとき、タンディッシュ１５０から注入される溶融金属１４５に接触する。鋳造領域１５５にて平坦面を形成し、即ち移動する鋳型を形成するように複数のブロックが互いに押圧されるとき、溶融金属はストリップ１６０に形成される。システム制御装置１６５は、制御装置１６５に電気的に接続された複数の位置固定１７０温度センサからデータを受信する。システム制御装置はまた、ブロック内に埋設された温度センサ１７５からもデータを受信する。埋設された温度センサ１７５から得られたデータは、好ましくは、制御装置１６５に電気的に接続された遠隔測定ユニット１８０を介して制御装置に送信される。また、鋳造ストリップ１６０が鋳造領域１５５から出るとき、鋳造品質は複数のカメラ１８５によって光学的に測定される。冷却ブロックの鋳造面の状態は、複数のカメラ１８６によって検査され得る。この情報は制御装置１６５に送信される。種々のセンサ１７０，１７５，１８５及び１８６からデータを受信した後、制御装置１６５は、鋳造中のストリップ１６０の品質を変更するために、鋳造装置の制御を操作することが可能である。例えば、冷却及び清掃ステージ１０５，１１０，１１５，１２０，１２５、鋳造装置駆動システム１９０、タンディッシュ１５０からの金属注入、及びブロックコーティング塗布装置１４０を制御することによって、制御装置１６５は、特に、ｘ方向とｙ方向とにおけるブロック冷却を操作することが可能である。制御装置１６５は、鋳造装置の閉ループ制御の場合のように、鋳造装置の制御を操作する上で、ストリップ品質の測定値にほぼ即座に対応することが可能である。本発明の一実施形態における装置にて複数の温度センサを埋設することについて、図６を参照してより容易に理解することが可能である。図６は、連続ブロック鋳造装置のブロックチェーンにて用いられるような、冷却ブロック３００とブロック支持プレート３１０とからなるブロックアセンブリ、及び支持ビーム３２０の断面図である。埋設温度センサ３３０は、ｙ方向３４０及びｚ方向３５０に示すように、ブロックアセンブリと支持ビーム全体に配置することが可能である。埋設温度センサから送られた温度測定データを制御装置等へ送信するために、遠隔測定装置３６０が支持ビームのフランジに設けられている。冷却過程のモニター及び制御に対する要求に応じて、温度センサの数及び配置方法は変更され得る。本発明の方法及び同方法の各工程間の相互作用について、図７ａ〜７ｃを参照し、より容易に理解することができる。図７ａ〜７ｃは、連続ブロック鋳造装置において鋳型冷却及び清掃を制御するための、本発明の一実施形態における方法を示すブロック図である。鋳造装置速度、及びタンディッシュから注入される金属の流量等のような、所望の鋳造パラメータと初期鋳造装置制御の設定は、オペレータによって鋳造装置制御装置に入力され得る４００。その後、鋳造装置は始動可能になり４１０、初期鋳造装置設定値に従って連続鋳造を開始することが可能になる。同時に、鋳造温度及び鋳造品質等の鋳造パラメータを、鋳造操作の制御において用いるために測定することが可能である。スラブ表面の品質４４０とブロック表面の状態４５０とを判定するために、キャストスラブ４２０及びブロック４３０表面の光学的検査を行うことが可能である。キャストスラブの品質とブロック表面の状態に関する測定値から、キャストスラブが所望の鋳造品質における許容範囲内にあるか否かの判定４４５及び４５５がなされる。鋳造品質が許容範囲内にある場合４４７，４５７、その他の鋳造パラメータ測定値により変更の必要性が示唆されない限り、または、より好ましい鋳造品質を得るために鋳造装置制御に関する実験が所望されるときは、通常、鋳造装置制御は変更されない。鋳造品質または鋳型面の状態のいずれかが許容範囲内にないとき４４９，４５９、溶融金属が鋳造可能か否かを判断しなければならない４６０，４６５。鋳物が鋳造不可であると判断されたとき４７０，４７５、例えば、鋳造領域を出るときに鋳造が失敗しているとき、鋳造装置オペレータ４８０，４８５に警告信号が表示され、鋳造動作が中断される。鋳造品質または鋳型面の状態のいずれかが許容範囲内にないとき４４９，４５９、鋳物は鋳造可能であると判断されても４９０，４９５、熱伝導率等の鋳造パラメータは変更可能である。例えば、冷却ブロックへの表面コーティングの適用等のインターフェイス条件を変更することによって、熱伝導率を変更することができる５００。別の例として、ブロック表面の不要な微粒子の量を減少させるために、清掃システムの高圧清掃液スプレーを作動させることも可能である（図示せず）。光学的測定４２０及び４３０と同時に、ブロック温度５１０、キャストスラブ表面温度５２０、及びタンディッシュ内の溶融物の温度５３０を１つの鋳造サイクルについて測定することが可能である。鋳造品質が許容可能であれば、即ち、所望される鋳造品質の範囲内にあれば、鋳造装置制御の変更に伴い生じる鋳造の傾向の追跡及び算出、または鋳造の変化の監視のために、種々の温度測定値を用いることが可能である。ここでは「平均温度」という用語は、各鋳造サイクルについて測定される平均温度を示す。例えば、ブロック内の所定の位置におけるブロックの平均温度を算出し５４０、溶融物の平均温度を算出し５５０、ブロック内の所定位置における温度測定値を時間に対してプロットした曲線の勾配５６０と、スラブ表面の所定位置における温度測定値をｙ方向の位置に対してプロットした曲線の勾配５７０とを算出することが可能である。ブロックの平均温度を算出し５４０、プロットされた曲線の勾配（またはこれにより得られる熱バランス）を分析し５６０、前回の鋳造サイクルから得られたデータと比較することができる５７５，５７７。このような分析５７５，５７７の結果、好ましくない傾向または変化、例えば、鋳型における過剰な冷却または過熱が認められない場合５８０，５８５は、ブロック内の所定位置における温度測定値をｚ方向の位置に対してプロットした曲線の勾配を算出することができる５９０。このような分析６００の結果、受信されたデータ（またはこのデータから得られる熱バランス）における望ましくない傾向または変化が認められない場合６１０は、その他の鋳造パラメータ測定値により変更の必要性が示唆されない限り、または、より好ましい鋳造品質を得るために鋳造装置制御に関する実験が所望されるときは、通常、鋳造装置制御は変更されない。分析６００の結果、プロットされた曲線の勾配（またはこれにより得られる熱バランス）５９０に望ましくない傾向が認められる場合６１５は、熱伝導率等の鋳造パラメータを変更することが可能である。例えば、図示するように、冷却ブロックへの表面コーティング適用等のインターフェイス条件を変更することによって、熱伝導率を変更することが可能である６２０。分析５７５の結果、プロットされた曲線の勾配（またはこれにより得られる熱バランス）５６０に望ましくない傾向が認められる場合６２５は、ｘ方向におけるブロックの冷却等の鋳造パラメータを変更することが可能である。例えば、１つ以上の冷却ステージにおいて、ノズル当たり、またはｘ方向の複数のノズルの横列当たりの冷却液流量を変更することが可能である６３０。プロットされた曲線の勾配（またはこれにより得られる熱バランス）の算出値５７０を分析し、前回の鋳造サイクルから得られたデータと比較することが可能である６３５。このような分析６３５の結果、受信されたデータ（またはこのデータから得られる熱バランス）において望ましくない傾向または変化が認められない場合６４０は、その他の鋳造パラメータ測定値により変更の必要性が示唆されない限り、または、より好ましい鋳造品質を得るために鋳造装置制御に関する実験が所望されるときは、通常、鋳造装置制御の変更はなされない。分析６３５の結果、プロットされた曲線の勾配（またはこれにより得られる熱バランス）５７０が望ましくない傾向を示した場合６７０は、１つ以上の冷却ステージにおけるｙ方向のブロック冷却等の鋳造パラメータを変更することが可能である。例えば、１つ以上の冷却ステージにおけるノズル当たり、またはｙ方向に配列されたノズルの縦列当たりの冷却液流量を変更することが可能である６７５。平均溶融温度の算出値５５０を分析し、前回の鋳造サイクルから得られたデータと比較することが可能である６８０。このような分析６８０の結果、受信されたデータにおいて望ましくない傾向または変化が認められない場合６８５は、その他の鋳造パラメータ測定値により変更の必要性が示唆されない限り、または、より好ましい鋳造品質を得るために鋳造装置制御に関する実験が所望されるときは、通常、鋳造装置制御は変更されない。分析６８０の結果、平均溶融温度６５０が望ましくない傾向、例えば、大幅かつ急激な温度変動を示した場合６９０と、分析５７７の結果、ブロックの平均温度５４０が望ましくない傾向、例えば、鋳型の過熱を示した場合６９５とは、ブロックの冷却等の鋳造パラメータを変更することが可能である。例えば、１つ以上の冷却ステージにおける冷却液の総流量を変更することができる７００。鋳造動作の変更が行われた場合は、鋳造制御の変更によりスラブ品質に効果が及ぼされるまで一定時間を経た後に、新たな鋳造品質と温度測定値とを得ることが可能である７１０。更に変更が必要である場合、鋳造パラメータの測定値に応じて、所望の鋳造品質が得られるまで鋳造パラメータを繰り返し変更することが可能である７２０。以上、本発明の種々の実施形態を詳細に記載したが、当業者において変例及び応用例が考えられることは自明である。しかしながら、このような変例及び応用例は本発明の精神及び範囲に含まれることを理解されたい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩＢ２２Ｄ 11/06 ３５０ 9264−4ＫＢ２２Ｄ 11/06 ３５０ 11/124 9264−4Ｋ 11/124 Ｎ 11/16 １０４ 9264−4Ｋ 11/16 １０４Ｂ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．連続的な鋳造装置内にて溶融した金属を冷却するための装置であって、（ａ）ｘ方向に長さ及びｙ方向に幅を有する鋳造面を備えた可動鋳型と、（ｂ）前記鋳型の中に配置された温度センサと、（ｃ）前記鋳造装置に対応した位置に固定された温度センサと、（ｄ）前記鋳型を冷却液に接触させるための手段であって、（ｉ）囲いと、（ｉｉ）前記囲いの中に配置されたノズルと、（ｉｉｉ）前記囲いの中に真空を提供する手段と、（ｉｖ）冷却液を回収するための手段と、（ｖ）前記鋳型の鋳造面に沿ってｘ方向及びｙ方向において前記ノズルを通過する冷却液の流量を制御するための手段とを備えた手段と、（ｅ）前記鋳型の前記鋳造面を清掃するための手段であって、（ｉ）前記鋳型の前記鋳造面から異物を除去するための手段と、（ｉｉ）前記鋳造面から除去された異物を収容するための手段と、（ｉｉｉ）前記除去された異物を回収するための手段とを備えた手段と、（ｆ）前記鋳型の前記鋳造面にコーティングを適用するための手段と、（ｇ）制御装置とを備えた装置。２．前記温度センサは熱電対を含む請求項１に記載の装置。３．前記鋳型の前記鋳造面から異物を除去するための前記手段は、ブラシを備えた請求項１に記載の装置。４．前記鋳型の前記鋳造面から異物を除去するための前記手段は、高圧の流動体を含む請求項１に記載の装置。５．前記除去された異物を回収するための前記手段は、真空を含む請求項１に記載の装置。６．前記鋳型の表面状態を光学的に監視するための手段を備えた請求項１に記載の装置。７．前記鋳造物の表面品質を光学的に監視するための手段を備えた請求項１に記載の装置。８．前記鋳型の前記鋳造面にコーティングを適用するための手段は、噴霧スプレーを含む請求項１に記載の装置。９．前記コーティングは、高度に分散した二酸化珪素（ＳｉＯ₂₎と、高度に分散した１パーセントの酸化アルミニウム（ＡｌＯ₂）とのアモルファスからなる水性分散系を含む請求項１に記載の装置。１０．前記制御装置はマイクロプロセッサを含む請求項１に記載の装置。１１．連続的な鋳造装置内にて鋳造される金属を冷却するための方法であって、（ａ）前記鋳造装置を制御するための手段に鋳造装置始動パラメータを入力する工程と、（ｂ）前記鋳造装置を始動する工程と、（ｃ）移動する鋳型内で溶融した金属を鋳造する工程と、（ｄ）冷却液により前記移動する鋳型から熱を放出する工程と、（ｅ）鋳造サイクルのためのデータを得るために鋳造パラメータを測定する工程と、（ｆ）前記鋳造される金属の前記冷却を制御するための前記手段へ前記データを送信する工程と、（ｇ）前記データを受信する工程と、（ｈ）前記鋳造サイクルのためのデータを前回の鋳造サイクルのために得られたデータと比較する工程と、（ｉ）前記鋳造される金属の前記冷却を前記データに応じて自動的に制御する工程とを備えた方法。１２．前記鋳造装置が作動している間に、工程（ｃ）から（ｉ）を繰り返す工程を含む請求項１１に記載の方法。１３．前記鋳造パラメータは鋳造面の品質を含む請求項１１に記載の方法。１４．前記鋳造パラメータは鋳型面の状態を含む請求項１１に記載の方法。１５．前記鋳造パラメータは鋳造面の温度を含む請求項１１に記載の方法。１６．前記鋳造パラメータは鋳型の温度を含む請求項１１に記載の方法。１７．ｘ方向において鋳造される前記金属の前記冷却を制御する工程を含む請求項１１に記載の方法。１８．ｙ方向において鋳造される前記金属の前記冷却を制御する工程を含む請求項１１に記載の方法。１９．ｘ方向において鋳造される前記金属の前記冷却を制御する工程を含む請求項１８に記載の方法。２０．前記鋳造される金属の冷却を制御する前記工程は、冷却液の流量を制御する工程を含む請求項１１に記載の方法。２１．前記鋳造される金属の冷却を制御する前記工程は、冷却液の温度を制御する工程を含む請求項１１に記載の方法。２２．前記鋳造される金属の冷却を制御する前記工程は、冷却液の組成を制御する工程を含む請求項１１に記載の方法。２３．前記冷却液は液滴を含む請求項１１に記載の方法。２４．前記移動する鋳型から熱を放出する前記工程は、複数の連続的なステージを含む請求項１１に記載の方法。２５．前記鋳造サイクルのためのデータを前回の鋳造サイクルのために得られたデータと比較する前記工程は、前記鋳型の平均温度を比較する工程を含む請求項１１に記載の方法。２６．前記鋳造サイクルのためのデータを前回の鋳造サイクルのために得られたデータと比較する前記工程は、鋳造される前記金属の平均温度を比較する工程を含む請求項１１に記載の方法。２７．前記鋳造サイクルのためのデータを前回の鋳造サイクルのために得られたデータと比較する前記工程は、鋳造される前記金属の温度プロファイルを比較する工程を含む請求項１１に記載の方法。２８．前記鋳造サイクルのためのデータを前回の鋳造サイクルのために得られたデータと比較する前記工程は、前記鋳型の温度プロファイルを比較する工程を含む請求項１１に記載の方法。２９．連続的な鋳造装置内にて鋳造される金属を冷却するための装置であって、（ａ）鋳造領域及び冷却領域を有する可動鋳型と、（ｂ）前記金属を鋳造する間に温度を監視するための手段であって、前記温度に応じた信号を送信可能な手段と、（ｃ）前記冷却領域において冷却液と前記鋳型の外部を接触させるための手段を含む前記鋳型を冷却するための手段と、（ｄ）（ｉ）温度を監視するための前記手段から送信される信号を受信するためであり、かつ（ｉｉ）前記鋳型を冷却するための前記手段を前記信号に応じて自動的に制御するための手段とを備えた装置。３０．温度を監視するための前記手段は、位置が固定された少なくとも１つの温度センサを備える請求項２９に記載の装置。３１．温度を監視するための前記手段は、前記鋳型に内蔵された少なくとも１つの温度センサを備える請求項２９に記載の装置。３２．前記鋳造物の品質を光学的に監視するための手段を備えた請求項２９に記載の装置。３３．前記鋳型の表面状態を光学的に監視するための手段を備えた請求項２９に記載の装置。３４．前記鋳型を清掃するための手段を備えた請求項２９に記載の装置。３５．信号を受信するための前記手段と、前記鋳型を冷却するための前記手段を自動的に制御するための手段とは、制御装置を含む請求項２９に記載の装置。３６．前記金属から前記可動鋳型への熱の移動を制御するためのコーティングを適用するための手段を備えた請求項２９に記載の装置。３７．前記鋳造装置はブロック鋳造装置を含む請求項２９に記載の装置。３８．鋳造される前記金属は、アルミニウムを含む請求項２９に記載の装置。３９．温度を監視するための前記手段は、熱電対を含む請求項２９に記載の装置。４０．前記鋳型を清掃するための前記手段を制御するための手段を備えた請求項３４に記載の装置。４１．前記制御装置は、前記鋳型の前記冷却を閉ループ制御可能なデータプロセッサを含む請求項３５に記載の装置。４２．前記制御装置は、ｘ方向において前記鋳型の冷却を制御可能な請求項３５に記載の装置。４３．前記制御装置は、ｙ方向において前記鋳型の冷却を制御可能な請求項３５に記載の装置。４４．鋳造される前記金属は鋼を含む請求項２９に記載の装置。４５．鋳造される前記金属は銅を含む請求項２９に記載の装置。４６．鋳造される前記金属は黄銅を含む請求項２９に記載の装置。４７．前記鋳型を冷却するための前記手段は、複数の冷却ステージを含む請求項２９に記載の装置。４８．冷却液を前記鋳型の外部と接触させるための前記手段は、前記鋳型へ液滴形状の冷却液を提供するための手段を含む請求項２９に記載の装置。４９．前記鋳型へ液滴形状の冷却液を提供するための前記手段は、ノズルを備える請求項４８に記載の装置。５０．前記鋳造装置はベルト鋳造装置を含む請求項２９に記載の装置。５１．前記鋳造装置はロール鋳造装置を含む請求項２９に記載の装置。５２．光学的に監視するための前記手段は、ビデオカメラを含む請求項３３に記載の装置。５３．前記制御装置は、マイクロプロセッサを含む請求項３５に記載の装置。５４．連続的に鋳造物を生成するための鋳造装置内の鋳型を冷却するための装置であって、（ａ）始動鋳造装置制御情報を鋳造装置制御装置へ入力する工程と、（ｂ）鋳造物を生成するために前記鋳造装置を始動する工程と、（ｃ）鋳造物の品質を光学的に測定する工程と、（ｄ）鋳造物の表面の状態を光学的に測定する工程と、（ｅ）鋳造サイクルのために前記鋳型における温度を測定する工程と、（ｆ）鋳造サイクルのために鋳造温度を測定する工程と、（ｇ）鋳造サイクルのために溶融温度を測定する工程と、（ｈ）鋳造品質を所望の鋳造品質と比較する工程と、（ｉ）鋳型の表面の状態を所望の鋳型の表面の状態と比較する工程と、（ｊ）鋳造サイクルのための前記鋳造及び前記鋳型に対する熱の放出を演算する工程と、（ｋ）鋳造サイクルのための溶融及び前記鋳型に対する平均温度を演算する工程と、（ｌ）前記演算及び比較に応じて前記鋳型の前記冷却を制御する工程とを備えた方法。５５．前記鋳造装置はロール鋳造装置を含む請求項５４に記載の方法。５６．前記鋳造装置はベルト鋳造装置を含む請求項５４に記載の方法。５７．前記鋳造装置はブロック鋳造装置を含む請求項５４に記載の方法。５８．連続的な鋳造装置内の鋳型を冷却するための装置であって、冷却液を収容するための手段内に配置され、所定範囲のサイズである冷却液の液滴を前記鋳型と接触させるための手段を含む装置。５９．冷却液の温度を制御するための手段を含む請求項５８に記載の装置。６０．冷却液の流量を制御するための手段を含む請求項５８に記載の装置。６１．冷却液の組成を制御するための手段を含む請求項５８に記載の装置。６２．前記鋳型を冷却液の液滴と接触させるための複数の連続的なステージを含む請求項５８に記載の装置。６３．各ステージにおいて、前記冷却液の液滴サイズは異なる請求項６２に記載の装置。６４．前記鋳型を所定サイズの冷却液の液滴と接触させるための前記手段は、ノズルを含む請求項５８に記載の装置。６５．前記ノズルは縦及び横に配置された請求項６４に記載の装置。６６．前記冷却液は少なくとも１つの添加物を含む請求項５８に記載の装置。６７．前記冷却液は水を含む請求項５８に記載の装置。６８．前記鋳型を冷却液と接触させるための前記手段は、前記鋳型を清掃するための手段を含む請求項５８に記載の装置。６９．前記鋳型を冷却液と接触させるための前記手段は、前記鋳型にコーティングを適用するための手段を含む請求項５８に記載の装置。７０．前記冷却液を収容するための前記手段から冷却液の蒸気を取り除くための手段を備える請求項５８に記載の装置。７１．前記冷却液の液滴のサイズは、直径が約４ｍｍ未満である請求項５８に記載の装置。７２．前記冷却液の液滴のサイズは、直径が約５０ミクロンから約５００ミクロンの範囲にある請求項５８に記載の装置。７３．前記ノズルは高圧下において、前記鋳型へ冷却液を提供可能である請求項６４に記載の装置。７４．前記添加物は、高度に分散した二酸化珪素（ＳｉＯ₂）と、高度に分散した１パーセントの酸化アルミニウム（ＡｌＯ₂）とのアモルファスからなる水性分散系を含む請求項６６に記載の装置。７５．前記ノズルは、前記鋳型の表面にわたって冷却液の液滴からなるほぼ均一の分散を提供する請求項６４に記載の装置。７６．連続的なブロック鋳造装置において温度を測定するための装置であって、（ａ）ｚ方向において厚さと、ｙ方向において幅を有する冷却ブロックと、（ｂ）前記ブロックのｚ方向において異なる位置に配置された温度を測定するための複合手段と、（ｃ）前記ブロックのｙ方向において異なる位置に配置された温度を測定するための複合手段と、（ｄ）（ｉ）前記温度を測定するための手段から温度の測定データを受信するためであり、かつ（ｉｉ）前記ブロックの冷却を制御するための手段へ前記データを送信するための手段とを備えた装置。７７．温度を測定するための前記手段は、熱電対を含む請求項７６に記載の装置。７８．温度の測定データを送信及び受信するための前記手段は、遠隔測定装置を含む請求項７６に記載の装置。７９．金属を連続的に鋳造するための方法であって、（ａ）鋳造装置の移動する鋳型へ溶融した金属を提供する工程と、（ｂ）凝固した鋳造物を得るために前記溶融した金属から熱を放出する工程と、（ｃ）前記鋳造物の品質を測定する工程と、（ｄ）鋳造装置内の温度を測定する工程と、（ｅ）複数のステージにおいて冷却液により前記鋳型を冷却する工程とを備えた方法。８０．前記鋳型をコーティングする工程を備えた請求項７９に記載の方法。８１．前記鋳型を清掃する工程を備えた請求項７９に記載の方法。８２．前記冷却は、前記移動する鋳型を前記冷却液の液滴と接触させる工程を含む請求項７９に記載の方法。８３．前記鋳造装置はブロック鋳造装置を含む請求項７９に記載の方法。８４．前記冷却液は、高度に分散した二酸化珪素（ＳｉＯ₂）と、高度に分散した１パーセントの酸化アルミニウム（ＡｌＯ₂）とのアモルファスからなる水性分散系を体含む請求項８３に記載の方法。８５．連続的な鋳造装置内にて溶融した金属を冷却するための方法であって、（ａ）ｘ方向において長さと、ｙ方向において幅とを有する移動する鋳型へ溶融した金属を提供する工程と、（ｂ）凝固した鋳造物を得るために溶融した金属から熱を放出する工程と、（ｃ）前記移動する鋳型から熱を放出するために、前記移動する鋳型を冷却液と接触させることにより前記移動する鋳型を冷却する工程と、（ｄ）ｘ方向及びｙ方向において前記移動する鋳型の冷却を制御する工程とを備えた方法。８６．前記移動する鋳型の冷却を制御する工程は、冷却液の流量を変化させる工程を含む請求項８５に記載の方法。８７．前記移動する鋳型の冷却を制御する工程は、冷却液の温度を変化させる工程を含む請求項８５に記載の方法。８８．前記移動する鋳型の冷却を制御する工程は、冷却液の組成を変化させる工程を含む請求項８５に記載の方法。８９．連続的な鋳造装置において溶融した金属を冷却するための方法であって、（ａ）溶融した金属を移動する鋳型へ提供する工程と、（ｂ）凝固した鋳造物を得るために溶融した金属から熱を放出する工程と、（ｃ）鋳造サイクルの間に前記鋳型内の温度を測定する工程と、（ｄ）前記温度測定から前記鋳型により前記鋳造から放出された熱を演算する工程と、（ｅ）前記鋳型を冷却液と接触させることにより前記鋳型を冷却する工程と、（ｆ）前記温度測定から前記冷却液により前記鋳型から放出された熱を演算する工程とを備えた方法。９０．連続的な鋳造装置内にて可動鋳型の鋳造面を清掃するための装置であって、（ａ）前記鋳型の鋳造面から不要物を除去するための手段と、（ｂ）前記鋳型の鋳造面から除去された物を収容するための手段と、（ｃ）前記鋳型の鋳造面から除去された物を回収するための手段と、（ｄ）前記鋳型の前記表面を流動体と高圧で接触させるための手段とを備えた装置。９１．前記鋳型の鋳造面から不要物を除去するための前記手段は、ブラシを含む請求項９０に記載の装置。９２．前記鋳型の鋳造面から除去された物を収容するための前記手段は、囲いを含む請求項９０に記載の装置。９３．前記鋳型の鋳造面から除去された物を回収するための前記手段は、真空を含む請求項９０に記載の装置。９４．前記流動体は冷却液を含む請求項９０に記載の装置。９５．連続的な鋳造装置内にて可動鋳型をコーティングするための装置であって、（ａ）鋳造面を有する可動鋳型と、（ｂ）コーティング材料と、（ｃ）前記コーティング材料からなる微小な分散体により前記鋳型の前記鋳造面をコーティングするための手段とを備えた装置。９６．前記鋳造装置はブロック鋳造装置を含む請求項９５に記載の装置。９７．前記コーティング材料は、高度に分散した二酸化珪素（ＳｉＯ₂）と、高度に分散した１パーセントの酸化アルミニウム（ＡｌＯ₂）とのアモルファスからなる水性分散系を含む請求項９６に記載の装置。９８．前記鋳造面をコーティングするための手段は、少なくとも１つの噴霧スプレーを含む請求項９５に記載の装置。９９．前記鋳造面をコーティングするための手段は、少なくとも１つのローラを含む請求項９５に記載の装置。１００．前記コーティングは流動体を含む請求項９５に記載の装置。１０１．前記コーティングを乾燥させるための手段を備えた請求項９５に記載の装置。