TWI389749B - Method and apparatus for detecting the casting leakage of continuous casting, casting leakage prevention device, method and device for estimating thickness of solidified shell, and continuous casting method for steel - Google Patents

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Description

連續鑄造之鑄漏檢出方法及裝置，鑄漏防止裝置，凝固殼厚度推定方法及裝置，暨鋼之連續鑄造方法
本發明係關於一種於熔鋼之連續鑄造中高精度地檢出鑄片上所產生之鑄漏(breakout)，進而防止該鑄漏之方法及裝置。另外，本發明係關於一種使用上述鑄漏檢出方法之鋼之連續鑄造方法。
進而，本發明亦係關於一種推定熔鋼之連續鑄造中之凝固殼厚度(solidification shell thickness)之方法及裝置。
於連續鑄造中，藉由使注入於鑄模中之熔鋼於鑄模內冷卻而形成凝固殼後，將其自鑄模中抽出。然而，若因某種原因導致凝固殼之形成不充分，而存在凝固殼厚較薄之部位，則會存在產生所謂鑄漏之危險，即，當該凝固殼厚較薄之部位到達鑄模出口(鑄模下端)時，凝固殼破裂而導致熔鋼湧出。
若產生鑄漏，則必須停止操作，因此必須選擇不會產生鑄漏之操作條件，但若恐懼產生鑄漏而過分地降低鑄造速度，則會導致操作效率惡化，故不佳。基於此種背景，期望開發一種即便進行高速鑄造亦可準確地判斷鑄漏之危險之方法，目前已提出有各種方法。
例如，於專利文獻1(日本專利特公昭63-53903號公報)中揭示有如下之技術。
該技術係一種連續鑄造之鑄漏防止方法，其係藉由配置於鑄模外表面之薄板型表面熱通量計，對與鑄模之排熱量(heat extraction of mold)相對應之熱通量進行測定，防止連續鑄造之鑄漏者；其特徵在於：藉由多數個熱通量計而測定鑄模各部分之局部熱通量，當表示該熱通量之時間性變化的熱通量波形之波高急遽地超過既定值時降低鑄入速度，進行低速鑄入直至上述波高恢復原狀，藉此防止產生鑄漏。
專利文獻1中所揭示之技術係使用熱通量計而檢出熱通量之變化之鑄漏防止方法。鑄模各部分之局部熱通量係表示來自鑄模之排熱量，排熱量與凝固殼之形成相關。因此，可大致合理地預測於熱通量之變化產生異常時，凝固殼厚之形成會產生異常，而存在產生鑄漏之危險。
然而，若考慮到於鑄模出口處，因凝固殼厚度未達到既定之厚度而產生鑄漏，則僅藉由熱通量之變化，未必可充分地把握準確之鑄漏之危險性。其原因在於亦存在如下情形：即便於鑄模內之凝固殼形成過程之初始階段中存在熱通量之異常，只要於凝固殼形成過程之後階段中形成凝固殼，於鑄模出口處形成既定厚度之凝固殼，則可判斷無產生鑄漏之危險。
即，僅藉由先前例中所示之局部熱通量之變化而預測產生鑄漏之危險，此難謂足夠準確之指標。
如上所述，鑄漏之產生係與鑄模出口處之凝固殼厚度直接相關，若可高精度地推定凝固殼厚度，則亦可高精度地判斷產生鑄漏之危險。即，發明者認為重要的是找出與鑄模出口處之凝固殼厚度是否已達到既定厚度之事實密切相關之指標。
因此，本發明之目的在於提供一種於熔鋼之連續鑄造中可更高精度地檢出鑄片上所產生之鑄漏，進而防止該鑄漏之方法及裝置。本發明之另一目的在於提供一種更高精度地推定鑄模出口處之凝固殼厚度之方法及裝置。
 ＜現象之調查及解析＞
凝固殼厚度與鑄模與鑄片之間之排熱狀態有密切相關。即，若凝固殼厚度薄，則自鑄片傳遞至鑄模之傳熱量增多，導致排熱量增多，相反，若凝固殼厚度厚，則自鑄片傳遞至鑄模之傳熱量減少，導致排熱量減少。發明者為了更詳細地研究該事實，對實際之鑄模內之具體之排熱狀態進行了調查。
為了檢測排熱狀態，必須求得鑄模之各部位之熱通量，可以如下之方法進行。
圖2係鑄模1之剖視圖，其表示自連接於餵槽40之底部且設置於鑄模1內之浸漬噴嘴(immersion nozzle)3噴出熔鋼5之(箭頭)狀態。於爐浴面上添加有模製粉7(顯示為層)，該模製粉7流入至鑄模1與熔鋼5之空隙中而發揮潤滑劑之作用。熔鋼5經由該模製粉7而朝鑄模1排熱，一邊形成凝固殼9，一邊朝鑄模出口被抽出。
圖3係將形成鑄模1之鑄模銅板11一部分擴大顯示之剖視圖。為了求得熱通量，必須檢出鑄模銅板11之溫度梯度，為了檢出該溫度梯度而使用熱電偶17。如圖3所示，於形成於鑄模銅板11之外側面的冷卻水通道13之底部形成孔15，將上述熱電偶17埋設於該孔15中之在深度方向上相隔固定距離之兩個部位。可根據該埋設之熱電偶17之輸出而檢出溫度梯度，並可根據該溫度梯度，藉由計算而求得熱通量。
將兩根熱電偶17之檢出溫度設為T1(℃)、T2(℃)，將埋設間隔設為d(m)，並將鑄模1之熱導率設為λ(J/s‧m‧℃)，利用下式而算出局部熱通量q1(J/s‧m2 )。
q1=λ(T1-T2)/d
於發明者之調查中，例如於鑄模短邊(於水平剖面成長方體之鑄模中，較短之邊)之情形時，如圖4之黑色圓點標記所示，在比通常之爐浴面位置更下方之位置，將由設置於鑄模厚度方向之兩根熱電偶17所構成的一對熱電偶，每隔40～200mm之高度設置於共計9個部位。根據來自該等熱電偶17之輸出信號，並藉由上式而求得局部熱通量，對該局部熱通量與離爐浴面之位置之關係進行調查。
圖5係表示該調查結果一例之圖表，縱軸表示局部熱通量(單位：J/s‧m2 )，橫軸表示離爐浴面之距離(單位：mm)。再者，於本說明書中，將如下圖表之形狀稱為熱通量分布，該圖表係將縱軸作為局部熱通量，將橫軸作為離爐浴面之距離而表示局部熱通量與離爐浴面之距離之關係的圖表。
如圖5之圖表所示，局部熱通量自爐浴面朝鑄模出口方向減少，於離爐浴面之距離為400mm附近獲得極小值，其後顯示出短暫增加之傾向，該增加之傾向於離爐浴面之距離約為600mm附近顯示出極大值，其後再次減少。
發明者關注於局部熱通量自朝鑄模出口方向減少之傾向轉變成短暫上升之傾向，進而反覆進行了研究。
局部熱通量顯示出極小值之位置係離爐浴面之距離為400mm附近，該位置係與自浸漬噴嘴3之噴出口所噴出的熔鋼5之噴出流(flow from the spout：箭頭)衝擊鑄模短邊之位置相一致(參照圖2)。此種局部熱通量之變化與熔鋼噴出流之關係說明以下內容。
如圖5所示，局部熱通量隨著自爐浴面朝鑄模出口方向前行而減少，此表示熱阻增加，即，如圖2所示，凝固殼厚度緩慢地變厚。
然後，可認為於自浸漬噴嘴3所噴出的熔鋼5之噴出流衝擊凝固殼9之位置處，會引起凝固殼9之再熔解，凝固殼厚度減少，由熔鋼流動所產生之熱施加於該變薄之凝固殼9之凝固界面，而導致局部熱通量上升。
而且，可認為隨著進一步朝鑄造方向之下游前行，熔鋼流動之影響會消失，局部熱通量再次減少，因此凝固殼厚變厚。
根據以上之研究，可認為某一瞬間之凝固殼9之形狀係如圖2所示，自爐浴面至局部熱通量之極小值之位置為止，凝固殼9之厚度增加，又，自局部熱通量之極小值至極大值為止，凝固殼9之厚度減少，進而，於局部熱通量之極大值之後，凝固殼9之厚度再次增加。
於鑄模內，經過凝固殼厚度以上述方式變厚或變薄之過程而決定鑄模出口處之凝固殼厚度。
可認為於鑄模內，凝固殼厚成長之程度與藉由凝固殼9再熔解而暫時形成的凝固殼9變薄之程度之關係，係與鑄模出口處之凝固殼厚度有直接相關。進而，若考慮到鑄漏之產生與鑄模出口處之凝固殼厚度有相關，則可認為上述兩種程度之關係與有無產生鑄漏有密切相關。
因此，發明者為了調查上述兩種程度、即凝固殼厚成長之程度與暫時形成之凝固殼9變薄之程度的關係與產生鑄漏之關聯，進一步反覆地進行了研究。
＜凝固界面熱輸入(solidification interface heat input)之導入＞
假設於鑄模內未產生由熔鋼流引起凝固殼再熔解之現象時，例如於未自浸漬噴嘴噴出熔鋼流而僅抽出鑄模內之熔鋼時，認為凝固殼之厚度會自爐浴面朝鑄模出口緩慢增加。
若假定未產生如上所述之由熔鋼流所引起之凝固殼之再熔解之現象的狀態，並假定與圖5相同將橫軸作為離爐浴面之距離且將縱軸作為局部熱通量之圖表，則預計會形成未於圖5之情形時所觀察到的中途上升之平穩減少曲線。
而且，認為於該情形時，凝固殼之鑄模出口處之厚度係與累計排熱量所獲得之值成比例。即，若為此種假定之狀況，則可容易地將上述圖表之熱通量分布作為產生鑄漏之指標。
另一方面，於現實之鑄模內會產生如下現象：因由來自浸漬噴嘴之噴出流所產生的熔鋼流(以下僅稱為「熔鋼流」)之影響而產生凝固殼之再熔解，凝固殼9藉由該再熔解而變薄，同時，排熱量增大。
因此，認為於存在熔鋼流之影響的狀態下，凝固殼厚度之成長程度不僅與排熱量成比例，亦與自實際測定之排熱量減去由熔鋼流之影響所產生之排熱量所獲得之值成比例。可將該由熔鋼流之影響所產生之排熱量作為熔鋼流對於凝固界面之熱輸入(以下僅稱為「凝固界面熱輸入」)而進行評價。
若如此考慮，則於自浸漬噴嘴噴出熔鋼之作業狀態下，可藉由凝固界面熱輸入來評價凝固殼變薄之程度，另一方面，可藉由自可由熱電偶測定之局部熱通量減去凝固界面熱輸入所獲得之值來評價凝固殼成長之程度。
因此，可藉由對該等兩個評價量進行比較研究而設為產生鑄漏之指標。
然而，若將凝固界面熱輸入設為q2(J/s‧m2 )，將自熔鋼朝凝固界面之熱傳遞係數設為h(J/s‧m2 ‧℃)，將熔鋼之過熱度設為Δθ(℃)，則可以下式表示該凝固界面熱輸入q2。
q2=h‧Δθ　………(1)
其中，h=1.22×105 ×V0.8
V：熔鋼流速(m/s)
Δθ=T0 -Ts (℃)
T0 ：鑄模內熔鋼溫度(℃)
Ts ：熔鋼固相線溫度(℃)
再者，對於鑄模內熔鋼溫度T0 (℃)而言，可實際測定鑄模內熔鋼溫度，亦可例如根據餵槽(TD)內熔鋼溫度(實測值)，藉由以下之鑄模內熔鋼溫度估計方程式而計算出。
T0 =705.156＋0.544086‧TTD -2.35053‧Vc-0.00303‧W＋18.12663‧(0.1018lnFC-0.3362)
其中，TTD ：TD內熔鋼溫度(℃)(實測值)
Vc：鑄造速度(m/分)
W：鑄造寬度(m)(實測值)
FC：施加電流值(A)(實測值)
如上所述，凝固界面熱輸入q2係為與熱傳遞係數h相關之量，而熱傳遞係數h係為與熔鋼流速V相關之量。因此，為了在線測定凝固界面熱輸入q2，則必須在線測定鑄模內之熔鋼流速V。然而，難以於作業狀態下在線測定熔鋼流速V。
因此，發明者考慮了如下方法：預先對以各種鑄造速度所鑄造之鑄片進行採樣，根據該鑄片之枝晶傾角(dendrite angle)求得各鑄造速度之熔鋼流速值，而求得基於該熔鋼流速值之凝固界面熱輸入q2。此處，所謂枝晶傾角，係指相對於法線方向而自表面朝厚度方向延伸之枝晶之一次枝之傾角，該法線方向係相對於鑄片表面之法線方向，習知上述枝晶傾角與熔鋼流速值有相關。
將該預先求得之凝固界面熱輸入q2稱為「穩定狀態之凝固界面熱輸入q2」，並將其記作穩定凝固界面熱輸入q2reg 。再者，使用稱為穩定狀態之用語之目的在於排除如浸漬噴嘴中存在堵塞等、及於熔鋼流速中存在偏流之類之異常狀態。
接著，發明者考慮了如下方法：於欲推定鑄模出口處之凝固殼厚度或者欲評價有無產生鑄漏之作業狀態下，就自利用熱電偶所測定之局部熱通量減去穩定凝固界面熱輸入q2reg 而獲得之熱量，求得熱通量分布，並根據該熱通量分布來評價鑄模出口處之凝固殼厚或者有無產生鑄漏。考慮以上述方式自實際測定之局部熱通量減去穩定凝固界面熱輸入q2reg 之理由如下所述。
當與自作業狀態下所實際測定之局部熱通量減去穩定凝固界面熱輸入q2reg 而獲得之熱量相關的熱通量分布成為平穩減少之曲線時，表示該熱通量分布係與上述未自浸漬噴嘴噴出熔鋼流而僅抽出鑄模內之熔鋼時之熱流速分布相同。此表示作業狀態下之凝固界面熱輸入q2與穩定凝固界面熱輸入q2reg 相同。即，於該狀態之情形時，使凝固殼變薄之程度與通常之由來自浸漬噴嘴之熔鋼流所造成之程度相同，即與穩定狀態相同，若為此種狀況，則只要鑄模之冷卻如通常般進行，凝固殼如通常般成長，便可評價為未產生鑄漏。又，若為此種狀況，則可根據與自實際測定之局部熱通量減去穩定凝固界面熱輸入q2reg 而獲得之熱量相關的熱通量分布，推定鑄模出口處之凝固殼厚度。
再者，作為應注意之點，當凝固界面熱輸入q2與穩定凝固界面熱輸入q2reg 相同時，可謂不會產生如下鑄漏(以下稱為「再熔解性鑄漏」)之危險，該鑄漏係由於凝固界面熱輸入q2之增加導致凝固界面再熔解而引起者，但即便於該情形時，在熔鋼自彎月面移動至鑄模下端出口為止之期間，有助於凝固殼厚度之成長的排熱量小，當凝固殼於該移動期間未充分成長而導致其厚度較薄時，亦存在產生由有助於凝固殼厚之成長的排熱量小所引起鑄漏(以下僅稱為「排熱不足性鑄漏」)之危險。
另一方面，當與自利用熱電偶所測定之局部熱通量減去穩定凝固界面熱輸入q2reg 所獲得之熱量相關的熱通量分布於與爐浴面相距某一距離之位置處上升時，即，如熱通量分布具有極小值並可形成凸起部分時，表示實際之凝固界面熱輸入q2大於穩定凝固界面熱輸入q2reg ，認為於該狀態下，凝固殼之再熔解程度高於穩定狀態。例如為如下情形：於鑄模內，因浸漬噴嘴之堵塞等而導致熔鋼流產生偏流，作為測定對象的鑄模界面之熱輸入比通常增大。
於該情形時，認為凸起部分之大小程度表示比通常之凝固界面熱輸入q2還大之熱輸入。即，可作出如下評價：該凸起部分之大小程度係為使因異常之熔鋼流而引起的凝固殼再熔解，而使凝固殼厚度變薄之程度，當該程度較大時，即便以通常方式對鑄模進行冷卻，亦存在產生再熔解性鑄漏之危險性。
如此，求得與自實際測定之局部熱通量減去穩定凝固界面熱輸入q2reg 所獲得之熱量相關的熱通量分布，藉此，可根據該熱通量分布中有無凸起部分或該凸起部分之大小程度，明確地把握與穩定狀態相比，凝固殼之再熔解程度為何種程度，而可推定鑄模出口處之凝固殼厚度，同時，可根據該厚度等來評價產生再熔解性鑄漏之危險性。
又，藉由求得經除去凸起部分之排熱熱量，亦可評價產生排熱不足性鑄漏之危險性。
＜總熱通量Q1、Q2之導入＞
因此，發明者針對各種鑄造速度之情形，根據枝晶傾角而求得熔鋼流速，並針對各個情形而求得穩定凝固界面熱輸入q2reg ，自於作業狀態下利用熱電偶所測定之排熱量減去該穩定凝固界面熱輸入q2reg ，隨之求得熱通量分布，根據該熱通量分布來推定凝固殼厚度，並進一步對有無產生鑄漏進行研究。
以下，對該研究內容加以具體說明。
圖6係將熔鋼流速作為縱軸，將離爐浴面之距離作為橫軸，於鑄造速度Vc=2.54m/分、鑄造寬度W=1100mm之情形下，根據鑄片之枝晶傾角而求得熔鋼流速(m/s)與離爐浴面之距離(mm)之關係的圖表。
由該圖表求得熔鋼流速V(m/s)，並根據上述(1)式求得穩定凝固界面熱輸入q2reg 。接著，利用熱電偶對操作狀態下之局部熱通量進行測定，自測定值減去與該所測定到之作業狀態相同的鑄造速度下之穩定凝固界面熱輸入q2reg ，求得減去後所獲得熱量之熱通量分布。
圖7之縱軸表示局部熱通量(J/s‧m2 )，橫軸表示離爐浴面之距離(mm)，又，圖表中黑圓圈之值(D1)表示由熱電偶測得之測定值，白圓圈之值(D2)表示從由熱電偶測得之測定值減去穩定凝固界面熱輸入q2reg 所獲得之值(q1-q2reg )。
圖8係由圖7中之白圓圈所描繪之圖表，即示意性地表示(q1-q2reg )之熱通量分布之圖，其係對由圖表所包圍之面積、即局部熱通量之累計值(總熱通量)之求法一例進行說明之說明圖。
以下，根據圖8對總熱通量之求法進行說明。
首先，如圖8所示，將圖表分割成複數個梯形，藉此求得各梯形之面積(Q1-1～Q1-7)，藉由將該等面積相加而求得整體之面積Q。
接著，將圖表中之極小點設為A，將極大點設為B，將鑄模出口之點設為C，並將三角形ABC作為凸起部分，以如下之方式求得該凸起部分之面積、即三角形ABC之面積Q2(參照圖9)。
若將對應於點A之橫軸上之點設為A’，將對應於點C之橫軸上之點設為C’，求得梯形ACC’A’之面積Q1-8，並將該Q1-8與Q1-1～Q1-3相加所得之面積作為Q1，則求得Q2=Q-Q1。
根據以上述方式求得之Q1與Q2，對在各個鑄造條件下，該等Q1與Q2與有無產生鑄漏之關係進行研究。將其結果示於表1。關於有無鑄漏，當殼厚度達到臨限值6mm以下時，判定為「有」產生鑄漏。
圖10係於將橫軸設為Q1(kJ/m2 )，將縱軸設為Q2(kJ/m2 )之座標平面內，對表1中所示之數值進行繪圖，進而根據與有無產生鑄漏之關係而將座標平面分割成5個區域來表示。區域之邊界線為Q1(α1)=15000(kJ/m2 )，Q1(α2)=21000(kJ/m2 )，Q2(β)=4500(kJ/m2 )。
再者，於圖10所示之區域中，區域(1)～(3)為有產生鑄漏危險之區域(即，於上述調查中判定為「有」鑄漏之區域)，區域(4)、(5)為無產生鑄漏危險之區域。
首先，對以有產生鑄漏危險而共通之區域(1)～(3)進行比較研究。
＜區域(1)＞
可將區域(1)(Q1＜α1且Q2≧β)評價為如下區域：其Q1較小且Q2較大，存在產生排熱不足性鑄漏之危險與產生再熔解性鑄漏之危險此兩者。而且，由於區域(1)中實際上有產生鑄漏，因此可謂該鑄漏係具有排熱不足性鑄漏及再熔解性鑄漏此兩者之性質者。
再者，若自凝固殼厚度之觀點來考慮區域(1)之狀態，則認為存在如下部分，而變薄之程度較大，該部分係凝固殼整體之厚度因Q1較小而變薄，且凝固殼之厚度因Q2較大而局部變薄之部分。
＜區域(2)＞
可將區域(2)(Q1＜α1且Q2＜β)評價為如下區域：其Q1小，存在產生排熱不足性鑄漏之危險，但由於其Q2亦小，因此產生再熔解性鑄漏之危險性小。而且，由於區域(2)中實際上有產生鑄漏，因此可謂該鑄漏係具有排熱不足性鑄漏之性質者。
再者，若自凝固殼厚度之觀點來考慮區域(2)之狀態，則認為無論是否存在如下部分，變薄之程度均較小，該部分係凝固殼整體之厚度因Q1較小而較薄，但凝固殼之厚度因Q2較小而局部變薄之部分。
＜區域(3)＞
可將區域(3)(α1≦Q1≦α2且Q2≧β)評價為如下區域：其Q1比較大而較少有產生排熱不足性鑄漏之危險，但由於Q2較大，因此有產生再熔解性鑄漏之危險。而且，由於區域(3)中實際上有產生鑄漏，因此可謂該鑄漏係具有再熔解性鑄漏之性質者。
再者，若自凝固殼厚度之觀點來考慮區域(3)之狀態，則認為存在如下部分，且變薄之程度較大，該部分係凝固殼整體之厚度因Q1較大而比較厚，但凝固殼之厚度因Q2較大而局部變薄之部分。
其次，對未產生鑄漏之區域(4)、(5)進行比較研究。
＜區域(4)＞
可將區域(4)(Q1＞α2且Q2≧β)評價為如下區域：其Q1較大而較少有產生排熱不足性鑄漏之危險，但由於Q2亦較大，因此有產生再熔解性鑄漏之危險。然而，由於該區域(4)中未產生鑄漏，因此可認為：因有助於凝固殼厚度成長之排熱量足夠大，故即便存在凝固殼整體之厚度較厚而局部之凝固殼變薄之部位，亦不至於產生鑄漏。
＜區域(5)＞
可將區域(5)(Q1＞α1且Q2＜β)評價為如下區域：其Q1比較大而較少有產生排熱不足性鑄漏之危險，且由於Q2較小，因此亦無產生再熔解性鑄漏之危險。而且，由該區域(5)中未產生鑄漏可認為因有助於凝固殼厚成長之排熱量較大，故凝固殼整體之厚度較厚，且局部無凝固殼變薄之部位，即便有凝固殼變薄之部位，變薄之程度亦較小。
由上述區域(4)、(5)之研究可知：若對區域(4)之狀態與區域(5)之狀態進行比較，則更佳為區域(5)之狀態。因此，當將有產生鑄漏的區域(1)～(3)之狀態轉變成無產生鑄漏之狀態時，轉變成區域(4)之狀態亦達有效，但更佳為對操作條件進行控制，以進一步轉變成區域(5)之狀態。
具體而言，當為區域(1)之狀態時，只要以增大Q1而轉變成區域(4)之狀態，或者進而減小Q2而轉變成區域(5)之狀態之方式，對操作條件進行控制即可。又，當處於區域(2)之狀態時，只要以增大Q1而轉變成區域(5)之狀態之方式，對操作條件進行控制即可。進而，當處於區域(3)之狀態時，只要以減小Q2而轉變成區域(5)之狀態，或者增大Q1而轉變成區域(4)之狀態之方式，對操作條件進行控制即可。
作為增大Q1之操作條件之控制，可列舉降低鑄造速度及/或加強鑄模冷卻。又，作為減小Q2之操作條件之控制，可列舉將電磁制動裝置例如配置於鑄模中之浸漬噴嘴噴出孔之上部、下部，藉由施加直流磁場而減慢熔鋼流速。
再者，以上所說明之方法之基本點在於：求得熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之期間內朝凝固界面熱輸入之熱通量q1與穩定凝固界面熱輸入q2reg ，並根據(q1-q2reg )之熱通量分布而判斷是否會產生鑄漏。除此以外之說明為例示，並不受限於上述內容。
例如亦可根據鑄模冷卻水之入口側、出口側之溫度而求得熱通量q1。又，亦可根據例如藉由鑄模內數值模擬而獲得之熔鋼流速之推定值之結果，求得穩定凝固界面熱輸入q2reg 。
(q1-q2reg )之熱通量分布之解析方法最佳為於計算出上述Q1及Q2後進行，但並不受限於此。例如亦可單純地將上述凸起部分之高度及位置作為鑄漏產生風險之判定基準(例如一般認為於衝擊凝固界面之熔鋼流較強且變動較激烈之設備之情形時較為有效)。
再者，當使用Q1及Q2進行解析時，於熱通量分布中未產生極小值及凸起部分之情形時，設為Q1=Q(圖8)、Q2=0即可。於難以明確(q1-q2reg )之極小值(例如該極小值不明確，發現兩處以上之極小值)之情形時，只要以儘可能接近如圖8所示之圖案之方式描繪近似曲線，求得自(q1-q2reg )之下降曲線(對應於圖9之Q1之曲線，即，越接近爐浴面，局部熱通量之降低量越大之曲線)脫離而成為極小之點即可。
又，較佳為考慮Q1與Q2此兩者，但亦可僅使用Q1來推定殼厚度或判定鑄漏。例如於期待熔鋼流不易到達凝固界面，且Q2之變動較小之情形時，即便不考慮Q2，亦可期待推定精度與判定精度之下降較少。
當要求得Q1、Q2時，當然亦可使用以上所說明之方法(梯形法)以外之積分手段。又，於圖9之解析中，Q1與Q2之邊界線AC無須為直線，例如亦可考慮自爐浴面至A為止之曲線等而求得為近似曲線。
即便當使用Q1及Q2進行具體之鑄漏判定時，亦不受限於上述說明之方法，只要適當地將Q1用作由凝固引起之排熱量之指標(即，藉由數值之增大而降低鑄漏之風險之因數)，將Q2用作超過穩定的凝固界面熱輸入之指標(即，藉由數值之增大而增大鑄漏之風險之因數)即可。
然而，由於存在較多之對應於凝固殼厚之成長與Q2無關而不充分之情形(上述區域(1)及區域(2))之Q1＜α1、及對應於凝固殼厚之成長與Q2無關而充分避免鑄漏之情形(上述區域(5)之Q1＞α2之部分及區域(4))之Q1＞α2，因此較佳為預先設定各個邊界地α1及α2(α1＜α2)。
於該情形時，α1≦Q1≦α2之區域成為受到Q2大小之影響之區域，因此根據Q2之值而判定為有鑄漏之危險即可。即，於該情形時，較佳為當達到預先設定之臨限值以上時，判定為有鑄漏之危險。該Q2之臨限值較佳係根據Q1而決定，但最終，亦可於α1≦Q1≦α2之整個範圍中設為固定值。上述表1例之β相當於該固定值。
作為其他方法，可考慮進一步細化α1≦Q1≦α2，於每個區域中設定臨限值。例如設定α3及α4(α1＜α3＜α4＜α2)，於α1≦Q1＜α3之情形時，將Q≧β1設為對應於產生鑄漏之條件，於α3≦Q1＜α4之情形時，將Q≧β2設為對應於產生鑄漏之條件，於α4≦Q1≦α2之情形時，將Q≧β3設為對應於產生鑄漏之條件。再者，於該情形時通常β1＜β2＜β3。
另外，於α1≦Q1≦α2之區域中，亦可將Q2≧f(Q1)(f為函數)作為對應於產生鑄漏之條件。例如於表1中，於α1(15000kJ/m2 )～α2(21000kJ/m2 )之區域(研究例1、2、10～17)中，亦可使用Q2≧αQ1(α=0.25)之判定基準。再者，根據設備之不同，可考慮如下情形(由操作條件所引起Q1之變動較小之情形等)：不藉由α1、α2而設置上述邊界，而僅需單純地藉由Q2≧αQ1(α：例如為0.25)來判定鑄漏即可。
再者，對於Q1及Q2並未特別設置上限，其原因在於：對應於設備，Q1及Q2之可取用值本身有上限。
再者，於熔鋼為極低碳鋼(extra-low carbon steel)之情形時，以上所例示之α1、α2、β及α之值經常一致。此處，所謂熔鋼為極低碳鋼，係指於所鑄造之熔鋼之階段中C≦0.01%之鋼。於上述鑄漏判定法中，凝固殼形成現象之解析之基本部分不依賴於鋼種。因此，視需要對係數或臨限值進行校正，藉此亦可無問題地應用於其他鋼種。
如上所述，發明者發現：Q1、Q2之各值與鑄漏之產生有密切相關，而且各個值與不同之鑄漏產生原因有相關，因此，藉由將Q1、Q2之值作為有無產生鑄漏之指標，可高精度地檢出鑄漏之產生，進而可根據產生鑄漏之原因而適當地進行用以避免產生鑄漏之危險之控制。
＜凝固殼厚之推定＞
然而，以上述方式所求得之總熱通量Q1可評價為熔鋼凝固所消耗之熱量，又，總熱通量Q2可評價為熔鋼流衝擊凝固殼而使凝固殼再熔解之熱量(即熔鋼流衝擊顯熱)。亦即，若根據總熱通量Q1來推定鑄模出口處之凝固殼厚度，則可高精度地推定凝固殼厚度。
因此，亦對根據Q1而求得凝固殼厚，並根據凝固殼厚來量化地評價鑄漏之危險性的可能性進行了研究。以下，對利用總熱通量Q1來推定鑄模出口處之凝固殼厚度之方法進行說明。
首先，若考慮鑄模內熔鋼凝固之物理過程，則自浸漬噴嘴注入至鑄模內之熔鋼具有包含顯熱與凝固潛熱之焓：H0 (含熱量)。而且，該具有焓：H0 之熔鋼因自爐浴面放熱而失去放熱部分之焓：ΔHsur ，又，於自爐浴面到達鑄模出口之期間，對鑄模進行冷卻而排熱，藉此失去相當於排熱量部分之焓：ΔH(焓降：enthalpy drop)，最終於鑄模出口處，自鑄模中抽出具有焓：H1 之凝固殼。若以公式來表示該自浸漬噴嘴注入至鑄模內之熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之焓之關係，則如下式(4)所示。
H0 =H1 ＋ΔH＋ΔHsur 　………(4)
其中，H0 ：鑄模內熔鋼之焓(J/kg)
H1 ：鑄模出口處之凝固殼之焓(J/kg)
ΔH：鑄模出口處之凝固殼之每單位重量之焓降(J/kg)
ΔHsur ：來自爐浴面之放熱部分(J/kg)
此處，H1 、ΔHsur 、H0 分別可以如下之方式求得。
＜H1 之求法＞
鑄模出口處之凝固殼之焓：H1 可由以下之式(5)求得。
H1 =670.27 Tlave ＋11958　………(5)
式(5)係以溫度對固相之鋼之比熱進行積分而求出焓，並將其作為溫度之函數而表示成式者。式(5)中之Tlave 係表示鑄模出口處之凝固殼平均溫度(℃)，該Tlave 可由以下所示之式(6)求得。
Tlave =28.75Vc＋1234.275　………(6)
其中，Vc：鑄造速度(m/分)
式(6)係以Vc=1.4m/分、1.8m/分、2.2m/分、2.6m/分來進行鑄模內之傳熱凝固計算，並將所求得之鑄模出口殼平均溫度作為Vc之1次式來表示者。將用於式(6)之導出之圖以圖11表示。圖11之縱軸表示鑄模出口殼厚度方向平均溫度(℃)，橫軸表示鑄造速度(m/分)。
＜ΔHsur 之求法＞
相當於來自爐浴面之放熱部分之焓：ΔHsur 可由以下之式(7)求得。
ΔHsur =(10000/7100)‧(60/Vc)　………(7)
其中，Vc：鑄造速度(m/分)
式(7)係計算出來自爐浴面之放熱部分者，即計算出每單位體積之熔鋼釋放出多少焓者。若將每單位面積之爐浴面所釋放出之焓設為ΔHsur ’(單位為W/m2 )，則每單位體積之熔鋼之焓釋放量ΔHsur (J/kg)只要用ΔHsur ’除以由單位時間之鑄造速度所決定之熔鋼重量即可，因此ΔHsur =ΔHsur ’/(密度7100×Vc/60×1(=單位面積))。而且，將ΔHsur ’設為10000W/m2 者為式(7)。
＜H0 之求法＞
鑄模內熔鋼之焓：H0 可根據式(8)求得，該式(8)係以溫度對液相之鋼之比熱進行積分而求出焓，並將其作為溫度之函數而表示成式者。
H0 =(1×10-10 ×T0 4 -4×10-7 ×T0 3 ＋0.0005×T0 2 -0.0098×T0 ＋4.5508)×4.19×1000　………(8)
其中，T0 ：鑄模內熔鋼溫度(℃)
再者，對於式(8)中之鑄模內熔鋼溫度T0 而言，可於現有之設備中，利用熱電偶而實際測定鑄模內之熔鋼溫度，並根據此時之操作條件中作為複迴歸方程式之下述之式(9)而求得。
T0 =705.156＋0.544086 TTD -2.35053 Vc-0.00303 W＋18.12663(0.10181‧ln(FC)-0.3362)　………(9)
其中，TTD ：餵槽(T/D：tundish)內熔鋼溫度(℃)
Vc：鑄造速度(m/分)
W：鑄造(M/D：mold)寬度(m)
FC：流量控制(FC，flow control)電流(A)
如上所述，由於可求得H1 、ΔHsur 、H0 ，因此可根據將式(4)變形而成之下述之式(10)而求得ΔH。
ΔH=H0 -(H1 +ΔHsur )　………(10)
ΔH係相當於藉由自爐浴面到達鑄模出口為止之期間進行鑄模冷卻而排熱所產生之排熱量部分之焓，因此鑄模出口處之凝固殼厚度D可利用總熱通量Q1由下式(2)表示。
D=Q1/(ΔH‧ρ)　………(2)
其中，ρ：鑄模出口處之凝固殼之密度(kg/m3 )
再者，對於ρ而言，其可以於5處求得20～1500℃為止之固體鐵密度，並使該等成為溫度之函數之方式，由作為迴歸方程式(regression equation)之下式(11)而求得。
ρ=(-1.686×10-10 Tlave 3 ＋2.7069×10-7 Tlave 2 -5.2909×10-4 Tlave ＋7.9106)×1000　………(11)
再者，H1 、ΔHsur 、H0 、ρ之求法並不受限於上述方法，可以各種方法求得。
再者，於上述之研究中，總熱通量Q2作為熔鋼流衝擊凝固殼而使凝固殼再熔解之熔鋼流碰撞顯熱，將其從用以推定凝固殼厚度之總熱通量中排除。
然而，可認為當於鑄造中，自浸漬噴嘴噴出之熔鋼噴出流暫時增大時，即存在總熱通量Q2時，藉由熔鋼流而使凝固殼再熔解，而產生凝固延遲。因此，亦可認為凝固殼厚度變得比僅排除總熱通量Q2所求得之凝固殼厚度更薄。
因此，以下對考慮了由再熔解所引起之凝固延遲的凝固殼厚度之精度更高之推定方法進行說明。
發明者考慮即便產生由總熱通量Q2所引起之再熔解，亦不使全部總熱通量Q2用於再熔解凝固殼，而使某一比例之總熱通量Q2用於再熔解。若如此考慮，且若考慮將根據總熱通量Q1所推定之凝固殼厚度設為D，將考慮由總熱通量Q2所引起之再熔解的凝固殼厚度設為D1，且Q2之X%用於再熔解，則下述之比例關係成立。
Q1：D=(Q1-X‧Q2)：D1
若關於D1而對上述之比例式進行整理，則D1=D(1-X‧Q2/Q1)。
因此，只要可求得X，則可求得D1。
因此，若關於X而對上述之比例式進行整理，則X=(D-D1)/D‧Q1/Q2。該式中所出現之(D-D1)/D之值係作為凝固延遲度RS(Retardation of Solidification：凝固延遲度)，可由公知之下述式(3)求得。
RS=β×(V0.8 ．△θ)………(3)
β：凝固延遲常數(無單位)
V：熔鋼流速(m/s)
△θ：熔鋼過熱度(℃)
RS：凝固延遲度(無單位)
如上所述，熔鋼過熱度△θ可求得為△θ=T0 -Ts (T0 ：鑄模內熔鋼溫度(℃)，Ts ：熔鋼固相線溫度(℃))，因此只要求得熔鋼流速V，則可求得RS。
而且，熔鋼流速V(m/s)係可利用總熱通量Q2並由式(13)而求得。
V=(Q2/(α‧t‧△θ))1.25 ………(13)
α：熔鋼流速常數(無單位)
t：凝固殼經由分布中之極小點後到達鑄模出口為止所需之時間(s)
若將X=(D-D1)/D‧Q1/Q2之式中之(D-D1)/D替換成RS，則X=RS‧Q1/Q2。若將該X之值代入至上述D1=D(1 -X‧Q2/Q1)中，則D1=D(1-RS)，而可求得考慮了凝固延遲之凝固殼厚度D1。
如上所述，可求得上述式(3)中所示之凝固延遲度RS，因此可根據D1=D(1-RS)而求得考慮了由總熱通量Q2所引起之凝固延遲的凝固殼厚度D1。
為了驗證以上研究之妥當性，於若干操作條件下求得D及D1，並將該D及D1與藉由其他方法所獲得之值進行比較。
作為比較法，計算出下述D’及D1’。
D’=僅利用q1之熱通量分布，且僅由排熱量而計算出之殼厚度。即，使用q1代替q1-q2reg ，計算出相當於總熱通量Q之值(作為Q’)，並根據上述式(2)由D’=Q’/(△H‧ρ)所求得之值。
D1’=於D’中考慮了凝固延遲之殼厚度。即，根據RS而藉由D1’=D’(1-RS)所求得之值。
Dreal =根據鑄片之內部裂痕位置所推定之殼厚度
由以上之結果可知，D及D1取穩定地接近於實測值之值，而且尤其D1係為更進一步改善之值。
如此，可利用總熱通量Q1而求得鑄模出口處之凝固殼厚度D，進而可求得考慮了凝固延遲之凝固殼厚度D1。
而且，若可求得凝固殼厚度，則可藉由預先求得凝固殼厚度與有無產生鑄漏之關係，而作為有無產生鑄漏之指標。例如當預測厚度D達到臨限值以下時，可判定為處於產生鑄漏之條件下，或者當預測厚度D1達到臨限值以下時，可判定為處於產生鑄漏之條件下。可對應於鋼種、設備、操作條件，預先根據先例而設定臨限值，或者藉由理論計算而求得臨限值。
而且，該有無產生鑄漏之指標係基於鑄模出口處之凝固殼厚度者，與上述僅基於熱通量之變化者相比較，其為更直接之指標，因此可謂其精度較高。
又，對於如上述圖10所例示之基於Q1或者基於Q1及Q2之鑄漏產生檢出法而言，雖然看上去省略了實際計算凝固殼厚度之過程，但由於其係根據Q1、Q2對於凝固殼厚之影響來預測有無產生鑄漏，因此亦可同樣獲得較高之精度。
本發明係根據以上之見解而成者，具體而言包含以下之構成。
(1)一種連續鑄造之鑄漏檢出方法，其特徵在於，其包括如下步驟：測定連續鑄造中之鑄模內熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之期間朝凝固界面熱輸入之熱通量q1之步驟；根據下式(1)求得穩定狀態下之鑄模內熔鋼流動所引起之穩定凝固界面熱輸入q2reg 之步驟；針對該等熱通量q1與穩定凝固界面熱輸入q2reg 之差(q1-q2reg )，求得熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之熱通量分布之步驟；及根據該熱通量分布而判定有無產生鑄漏之危險之步驟。
q2reg =h‧Δθ　………(1)
其中，h：熔鋼與凝固殼之間之熱傳遞係數
Δθ：熔鋼之過熱度。
(2)如上述(1)之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，根據針對上述(q1-q2reg )所求得之上述該熱通量分布來判定有無產生鑄漏之危險之步驟包括有：根據上述熱通量分布，藉由以下方法而求得總熱通量Q1及Q2之步驟，即，(i)於上述該熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，當利用直線連結該極小點與鑄模出口處之局部熱通量值時，將與該直線更上方之部分之面積相當之總熱通量設為Q2，將與如下面積相當之總熱通量設為Q1，該面積係自與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍之總面積相當的總熱通量減去Q2所獲得之面積，(ii)於上述該熱通量分布中不存在表示極小值之極小點之情形時，將與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍之總面積相當的總熱通量設為總熱通量Q1，將Q2設為零之步驟；及根據上述總熱通量Q1，或者根據Q1及Q2來判定有無產生鑄漏之危險之步驟。
再者，所謂總熱通量，根據上述之揭示亦可知其係指對局部熱通量進行累計所獲得之值。
(3)如上述(2)之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，於上述判定有無產生鑄漏之危險之步驟中，將Q1作為由凝固所引起之排熱量之指標，將Q2作為超過穩定之凝固界面熱輸入之指標，根據Q1或者根據Q1及Q2而判定有無產生鑄漏之危險。
又，本發明係如上述(2)之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，於上述判定有無產生鑄漏之危險之步驟中，亦可將Q1作為藉由數值之增大來降低鑄漏之風險之因數而處理，將Q2作為藉由數值之增大來增大鑄漏之風險之因數而處理，並根據Q1或者根據Q1及Q2來判定有無產生鑄漏之危險。
(4)如上述(2)或(3)之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，於根據上述總熱通量Q1來判定有無產生鑄漏之危險之步驟中，關於針對Q1所預先設定之臨限值α1、α2(α1＜α2)，(i)當Q1＜α1時，判定為有鑄漏之危險，(ii)當α1≦Q1≦α2時，根據Q2之值而判定為有鑄漏之危險。
此處，較佳為當Q2達到根據Q1而預先設定之臨限值(亦可為α1≦Q1≦α2之整個範圍中之固定值)以上時，判定為有鑄漏之危險。
(5)如上述(2)至(4)中任一項之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，於針對上述(q1-q2reg )所求得之上述熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，相對於針對Q1所預先設定之臨限值α1、α2(α1＜α2)及針對Q2所預先設定之臨限值β，當(i)Q1＜α1且Q2≧β，或者(ii)Q1＜α1且Q2＜β，或者(iii)α1≦Q1≦α2且Q2≧β時，判定為有鑄漏之危險。
即，本發明之連續鑄造之鑄漏檢出方法特徵在於：測定連續鑄造中之鑄模內熔鋼在自爐浴面到達鑄模出口為止之期間朝凝固界面熱輸入之熱通量q1；根據下式(1)求得穩定狀態下之鑄模內熔鋼流動所引起的穩定凝固界面熱輸入q2reg ；針對該等熱通量q1與穩定凝固界面熱輸入q2reg 之差(q1-q2reg )，求得熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之熱通量分布；及於上述該熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，當利用直線連結該極小點與鑄模出口處之局部熱通量值時，將與該直線更上方部分之面積相當的總熱通量設為Q2，將與如下面積相當之總熱通量設為Q1，該面積係自與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍的總面積相當之總熱通量減去Q2所獲得之面積，且相對於針對Q1所預先設定之臨限值α1、α2(α1＜α2)及針對Q2所預先設定之臨限值β，當Q1＜α1且Q2≧β，或者Q1＜α1且Q2＜β，或者α1≦Q1≦α2且Q2≧β時，判定為有鑄漏之危險。
(6)如上述(5)之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，熔鋼為極低碳鋼，α1為15000(kJ/m2 )，α2為21000(kJ/m2 )，β為4500(kJ/m2 )。
(7)如上述(2)或(3)之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，根據上述總熱通量Q1來判定有無產生鑄漏之危險之步驟包括有：使用上述總熱通量Q1，根據下式(2)來推定鑄模出口處之凝固殼厚度D之步驟；及根據上述所推定之凝固殼厚度D及預先以與產生鑄漏之危險性的關係所求得之臨限值，判定有無產生鑄漏之危險之步驟。
D=Q1/(ΔH‧ρ)　………(2)
其中，D：鑄模出口處之凝固殼厚度(m)
Q1：總熱通量(J/m2 )
ΔH：鑄模出口處之凝固殼之每單位重量之焓降(J/kg)
ρ：鑄模出口之凝固殼密度(kg/m3 )
又，將上述q1之單位設為J/s‧m2 ，於上述式(1)中將q2reg 之單位設為J/s‧m2 ，將h之單位設為J/s‧m 2 ‧℃，將Δθ之單位設為℃。
(8)如上述(2)或(3)之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，於針對上述(q1-q2reg )所求得之上述熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，根據上述總熱通量Q1及Q2來判定有無產生鑄漏之危險之步驟包括有：使用上述總熱通量Q1，根據下式(2)而推定鑄模出口處之凝固殼厚度D之步驟；使用根據下述式(3)所求得之凝固延遲度RS，藉由D1=D(1-RS)之關係來推定考慮了凝固延遲之凝固殼厚度D1之步驟，該凝固延遲係因由總熱通量Q2所引起之再熔解而產生者；及根據上述所推定之凝固殼厚度D1及預先以與產生鑄漏之危險性的關係所求得之臨限值，判定有無產生鑄漏之危險之步驟。
D=Q1/(ΔH‧ρ)　………(2)
其中，D：鑄模出口處之凝固殼厚度(m)
Q1：總熱通量(J/m2 )
△H：鑄模出口處之凝固殼之每單位重量之焓降(J/kg)
ρ：鑄模出口之凝固殼密度(kg/m3 )
RS=β×(V0.8 ．△θ)………(3)
其中，RS：凝固延遲度(無單位)
β：凝固延遲常數(無單位)
V：熔鋼流速(m/s)
△θ：熔鋼過熱度(℃)
此處，V=(Q2/(α‧t‧△θ))1.25
Q2：總熱通量(J/m2 )
α：熔鋼流速常數(無單位)
t：凝固殼經由熱通量分布中之極小點後到達鑄模出口為止所需之時間(S)
又，將上述q1之單位設為J/s‧m2 ，於上述式(1)中，將q2reg 之單位設為J/s‧m2 ，將h之單位設為J/s‧m2 ‧℃，將△θ之單位設為℃。
再者，較佳為於針對上述(q1-q2reg )所求得之上述熱通量分布中不存在表示極小值之極小點之情形時，以上述(7)之方法來推定鑄模出口處之凝固殼厚度，於針對上述(q1-q2reg )所求得之上述該熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，以上述(8)之方法來推定鑄模出口處之凝固殼厚度，並根據該推定值與上述臨限值來判定有無產生鑄漏之危險。
(9)如上述(1)至(6)中任一項之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，熱通量q1係於鑄模之鑄造方向設置複數個成一對之熱電偶，根據上述一對熱電偶之輸出而由下式(4)求得之局部熱通量，上述一對熱電偶係埋入至鑄模內於鑄模厚度方向上之埋入深度不同的兩點間者。
q1=λ(T1-T2)/d　………(4)
其中，λ：鑄模之熱導率
T1、T2：熱電偶之檢出溫度
d：熱電偶之埋設間隔
(10)如上述(7)或(8)之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，熱通量q1係於鑄模之厚度方向設置複數個成一對之熱電偶，根據上述一對熱電偶之輸出而由下式(4)求得之局部熱通量，上述一對熱電偶係埋入至鑄模內於鑄模之厚度方向上之埋入深度不同的兩點間者。
q1=λ(T1-T2)/d　………(4)
其中，λ：鑄模之熱導率(J/s‧m‧℃)
T1、T2：熱電偶之檢出溫度(℃)
d：熱電偶之埋設間隔(m)
(11)一種連續鑄造之鑄漏檢出裝置，其包括有：熱電偶群，於鑄模之鑄造方向設置複數個成一對之熱電偶而形成，該一對熱電偶係埋入至於鑄模厚度方向上之深度不同之兩點者；局部熱通量運算手段，輸入來自該熱電偶群之溫度資訊而求得各熱電偶設置部位之局部熱通量q1；穩定凝固界面熱輸入記憶手段，記憶根據下式(1)所求得之穩定狀態下鑄模內之熔鋼流動所引起的穩定凝固界面熱輸入q2reg 之資料；分布運算手段，針對該等熱通量q1與穩定凝固界面熱輸入q2reg 之差(q1-q2reg )，求得熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之熱通量分布；及鑄漏判定手段，根據所求得之熱通量分布來判定有無產生鑄漏之危險。
q2reg =h‧Δθ………(1)
其中，h：熔鋼與凝固殼之間之熱傳遞係數
Δθ：熔鋼之過熱度。
(12)如上述(11)之連續鑄造之鑄漏檢出裝置，其中上述鑄漏判定手段係如下者：根據上述熱通量分布，由以下方法求得總熱通量Q1及Q2：即，(i)於上述該熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，當利用直線連結該極小點與鑄模出口處之局部熱通量值時，將與該直線更上方部分之面積相當的總熱通量設為Q2，將與如下面積相當之總熱通量設為Q1，該面積係自與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍的總面積相當之總熱通量減去Q2所獲得之面積，(ii)於上述該熱通量分布中不存在表示極小值之極小點之情形時，將與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍的總面積相當之總熱通量設為總熱通量Q1，將Q2設為零，根據上述總熱通量Q1，或者根據Q1及Q2來判定有無產生鑄漏之危險。
(13)如上述(12)之連續鑄造之鑄漏檢出裝置，其中，上述鑄漏判定手段係如下者：將上述總熱通量Q1作為由凝固所引起之排熱量之指標，並視需要將Q2作為超過穩定的凝固界面熱輸入之指標，根據Q1或者根據Q1及Q2來判定有無產生鑄漏之危險。
再者，如上述(12)之連續鑄造之鑄漏檢出裝置，其中，上述鑄漏判定手段係如下者：將Q1作為藉由數值之增大來降低鑄漏之風險之因數而處理，將Q2作為藉由數值之增大來增大鑄漏之風險之因數而處理，並根據Q1或者根據Q1及Q2來判定有無產生鑄漏之危險。
(14)如上述(12)或(13)之連續鑄造之鑄漏檢出裝置，其中，上述鑄漏判定手段係如下者：相對於針對上述總熱通量Q1所預先設定之臨限值α1、α2(α1<α2)，(i)當Q1<α1時，判定為有鑄漏之危險，(ii)當α1≦Q1≦α2時，根據Q2之值而判定為有鑄漏之危險。
此處，較佳為當Q2達到根據Q1而預先設定之臨限值(亦可為α1≦Q1≦α2之整個範圍中的固定值)以上時，判定為有鑄漏之危險。
(15)如上述(12)或(13)之連續鑄造之鑄漏檢出裝置，其中，上述鑄漏判定手段係如下者：於針對上述(q1-q2reg )所求得之上述熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，相對於針對Q1所預先設定之臨限值α1、α2(α1<α2)及針對Q2所預先設定之臨限值β，當(i)Q1<α1且Q2≧β，或者(ii)Q1<α1且Q2<β，或者(iii)α1≦Q1≦α2且Q2≧β時，判定為有鑄漏之危險。
即，本發明之連續鑄造之鑄漏檢出裝置特徵在於包括有：熱電偶群，於鑄模鑄造方向設置複數個成一對之熱電偶而形成，該一對熱電偶係埋入至於鑄模厚度方向之埋入深度不同之兩點間者；局部熱通量運算手段，輸入來自該熱電偶群之溫度資訊而求得各熱電偶設置部位之局部熱通量q1；穩定凝固界面熱輸入記憶手段，記憶根據下式(1)所求得之穩定狀態下之鑄模內熔鋼流動所引起的穩定凝固界面熱輸入q2reg 之資料；分布運算手段，針對該等熱通量q1與穩定凝固界面熱輸入q2reg 之差(q1-q2reg )，求得熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之熱通量分布；及鑄漏判定手段，於由該分布運算手段所求得之熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，當利用直線連結該極小點與鑄模出口處之局部熱通量值時，將與該直線更上方部分之面積相當的總熱通量設為Q2，將與如下面積相當之總熱通量設為Q1，該面積係自與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍的總面積相當之總熱通量減去Q2所獲得之面積，且對於針對Q1所預先設定之臨限值α1、α2(α1＜α2)及針對Q2所預先設定之臨限值β，當Q1＜α1且Q2≧β，或者Q1＜α1且Q2＜β，或者α1≦Q1≦α2且Q2≧β時判定為有鑄漏之危險。
(16)如上述(15)之連續鑄造之鑄漏檢出裝置，其中，於熔鋼為極低碳鋼之情形時，將α1設定為15000(kJ/m2 )，將α2設定為21000(kJ/m2 )，將β設定為4500(kJ/m2 )。
(17)如上述(12)或(13)之連續鑄造之鑄漏檢出裝置，其中，上述鑄漏判定手段包括有：凝固殼厚度運算手段，使用總熱通量Q1，根據下式(2)而對鑄模出口處之凝固殼厚度D進行運算；及鑄漏判定手段本體，輸入上述凝固殼厚度運算手段之運算值，根據該運算值D及預先以與產生鑄漏之危險性的關係所求得之臨限值而判定有無產生鑄漏之危險。
D=Q1/(ΔH‧ρ)　………(2)
其中，D：鑄模出口處之凝固殼厚度(m)
Q1：總熱通量(J/m2 )
ΔH：鑄模出口處之凝固殼之每單位重量之焓降(J/kg)
ρ：鑄模出口之凝固殼密度(kg/m3 )
又，將上述q1之單位設為J/s‧m2 ，於上述式(1)中，將q2reg 之單位設為J/s‧m2 ，將h之單位設為J/s‧m2 ‧℃，將Δθ之單位設為℃。
(18)如上述(12)或(13)之連續鑄造之鑄漏檢出裝置，其中，上述鑄漏判定手段包括：凝固殼厚度運算手段，使用總熱通量Q1，根據下式(2)對鑄模出口處之凝固殼厚度D進行運算，進而使用根據下述式(3)所求得之凝固延遲度RS，藉由D1=D(1-RS)之關係而對經考慮凝固延遲之凝固殼厚度D1進行運算，該凝固延遲係因由總熱通量Q2所引起之再熔解而產生者；及鑄漏判定手段本體，輸入上述凝固殼厚度運算手段之運算值，根據該運算值D1及預先以與產生鑄漏之危險性的關係所求得之臨限值而判定有無產生鑄漏之危險。
D=Q1/(ΔH‧ρ)　………(2)
其中，D：鑄模出口處之凝固殼厚度(m)
Q1：總熱通量(J/m2 )
ΔH：鑄模出口處之凝固殼之每單位重量之焓降(J/kg)
ρ：鑄模出口之凝固殼密度(kg/m3 )
RS=β×(V0.8 ‧Δθ)　………(3)
其中，RS：凝固延遲度(無單位)
β：凝固延遲常數(無單位)
V：熔鋼流速(m/s)
Δθ：熔鋼過熱度(℃)
此處，V=(Q2/(α‧t‧Δθ))1.25
Q2：總熱通量(J/m2 )
α：熔鋼流速常數(無單位)
t：凝固殼經由熱通量分布中之極小點後到達鑄模出口為止所需之時間(s)
又，將上述q1之單位設為J/s‧m2 ，於上述式(1)中將q2reg 之單位設為J/s‧m2 ，將h之單位設為J/s‧m2 ‧℃，將△θ之單位設為℃。
再者，上述凝固殼運算手段較佳為如下者：當(q1-q2reg )之熱通量分布中不存在表示極小值之極小點時，以上述(17)之方法來對鑄模出口處之凝固殼厚度進行運算，當熱通量分布中存在表示極小值之極小點時，以上述(18)之方法來對鑄模出口處之凝固殼厚度進行運算。
(19)一種連續鑄造之鑄漏防止裝置，其係使用有上述(11)至(18)中任一項之鑄漏檢出裝置者；其特徵在於：其包括有控制手段，該控制手段輸入鑄漏判定手段之信號，於鑄漏判定手段判定為有鑄漏之危險之情形時，以降低鑄造速度之方式控制操作條件，或者除該控制以外，進行使鑄模內之熔鋼流速下降之控制。
(20)一種連續鑄造之鑄漏防止裝置，其係使用有如上述(11)至(18)中任一項之鑄漏檢出裝置者；其特徵在於：其包括有控制手段，該控制手段輸入鑄漏判定手段之信號，當鑄漏判定手段判定為有鑄漏之危險時，以減慢鑄造速度之方式進行控制。
(21)一種連續鑄造之鑄漏防止裝置，其係使用有如上述(15)或(16)之鑄漏檢出裝置者；其特徵在於：其包括有控制手段，該控制手段輸入鑄漏判定手段之信號，於鑄漏判定手段判定為有鑄漏之危險之情形下，(i)當該有危險之判定為基於Q1<α1且Q2≧β之危險判定時，(a)以降低鑄造速度及/或增強鑄模冷卻之方式控制操作條件，或者(b)除該控制以外，進行使鑄模內之熔鋼流速下降之控制；(ii)當為基於Q1<α1且Q2<β之危險判定時，以降低鑄造速度及/或增強鑄模冷卻之方式控制操作條件；(iii)當為基於α1≦Q1≦α2且Q2≧β之危險判定時，進行(A)使鑄模內之熔鋼流速下降，或者進而(B)降低鑄造速度及/或增強鑄模冷卻之控制。
(22)一種鋼之連續鑄造方法，其係使用有上述(4)之鑄漏檢出方法者；其特徵在於，以如下方式控制操作條件，即(i)使Q1>α2、或者(ii)使α1≦Q1≦α2且使Q2成為未被判定為有鑄漏之危險之經降低之值。
(23)一種鋼之連續鑄造方法，其係使用有上述(5)或(6)之鑄漏檢出方法者；其特徵在於，以成為Q1>α2且Q2≧β，或者Q1≧α1且Q2<β之方式控制操作條件。
(24)如上述(23)之鋼之連續鑄造方法，其中，於操作中，(i)當Q1<α1且Q2≧β時，(a)以降低鑄造速度及/或增強鑄模冷卻之方式控制操作條件，或者除該控制以外，(b)以使鑄模內之熔鋼流速下降之方式控制操作條件，(ii)當Q1<α 1且Q2<β時，以降低鑄造速度及/或增強鑄模冷卻之方式控制操作條件，(iii)當α 1≦Q1≦α 2且Q2≧β時，以如下方式控制操作條件，(A)使鑄模內之熔鋼流速下降，或者進而(B)降低鑄造速度及/或增強鑄模冷卻。
(25)如上述(22)至(24)中任一項之鋼之連續鑄造方法，其中，熱通量q1係於鑄模之鑄造方向設置複數個成一對之熱電偶，根據上述一對熱電偶之輸出藉由下式(4)求得之局部熱通量，上述一對熱電偶係埋入至鑄模內於鑄模厚度方向上之埋入深度不同之兩點間者。
q1=λ(T1-T2)/d………(4)
其中，λ：鑄模之熱導率
T1、T2：熱電偶之檢出溫度
d：熱電偶之埋設間隔
(26)一種鋼之連續鑄造方法，其係使用有上述(7)之鑄漏檢出方法者；以使所推定之凝固殼厚度D大於預先以與產生鑄漏之危險性的關係所求得之臨限值之方式，控制操作條件。
(27)一種鋼之連續鑄造方法，其係使用有如上述(8)之鑄漏檢出方法者；以使所推定之凝固殼厚度D1大於預先以與產生鑄漏之危險性的關係所求得之臨限值之方式，控制操作條件。
再者，較佳為當(q1-q2reg )之熱通量分布中不存在極小點時，利用上述(27)之方法進行連續鑄造。
(28)一種連續鑄造之凝固殼厚度推定方法，其特徵在於，其包括有：測定連續鑄造中鑄模內之熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之期間朝凝固界面熱輸入之熱通量q1之步驟；根據下式(1)而求得穩定狀態下之鑄模內熔鋼流動所引起之穩定凝固界面熱輸入q2reg 之步驟；就該等熱通量q1(J/s‧m2 )與穩定凝固界面熱輸入q2reg 之差(q1-q2reg )，求得熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之熱通量分布之步驟；及(i)於上述該熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，當利用直線連結該極小點與鑄模出口處之局部熱通量值時，將與該直線更上方部分之面積相當的總熱通量設為Q2，將與如下面積相當之總熱通量設為Q1，該面積係自與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍的總面積相當之總熱通量減去Q2所獲得之面積，(ii)於上述熱通量分布中不存在表示極小值之極小點之情形時，將與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍的總面積相當的總熱通量設為總熱通量Q1，使用該等總熱通量Q1，根據下式(2)來推定鑄模出口處之凝固殼厚度D之步驟。
q2reg =h‧Δθ　………(1)
其中，q2reg ：穩定凝固界面熱輸入(J/s‧m2 )
h：熔鋼與凝固殼之間之熱傳遞係數(J/s‧m2 ‧℃)
△θ：熔鋼之過熱度(℃)
D=Q1/(△H‧ρ)………(2)
其中，D：鑄模出口處之凝固殼厚度(m)
Q1：總熱通量(J/m2 )
△H：鑄模出口處之凝固殼之每單位重量之焓降(J/kg)
ρ：鑄模出口之凝固殼密度(kg/m3 )。
(29)一種連續鑄造之凝固殼厚度推定方法，其係於熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，推定經考慮凝固延遲之凝固殼厚度D1者，該凝固延遲係因由總熱通量Q2所引起之再熔解而產生者；其特徵在於，若將由上述(28)所求得之凝固殼厚度作為D，則D1=D(1-RS)。
其中，RS=β×(V0.8 ．△θ)………(3)
RS：凝固延遲度(無單位)
β：凝固延遲常數(無單位)
V：熔鋼流速(m/s)
△θ：熔鋼過熱度(℃)
此處，V=(Q2/(α‧t‧△θ))1.25
Q2：總熱通量(J/m2 )
α：熔鋼流速常數(無單位)
t：凝固殼經由熱通量分布中之極小點後到達鑄模出口為止所需之時間(s)
再者，較佳為當(q1-q2reg )之熱通量分布中不存在極小點時，利用上述(28)之方法來推測凝固殼厚度(D)，當存在極小點時利用上述(29)之方法來推測凝固殼厚度(D1)，藉此分別推定凝固殼厚度。
(30)如上述(28)或(29)之連續鑄造之凝固殼厚度推定方法，其中，熱通量q1係於鑄模之鑄造方向設置複數個成一對之熱電偶，根據上述一對熱電偶之輸出而由下式(4)求得之局部熱通量，上述一對熱電偶係埋入至鑄模內於鑄模厚度方向之埋入深度不同之兩點間者。
q1=λ(T1-T2)/d ………(4)
其中，q1：熱通量(J/s‧m2 )
λ：鑄模之熱導率(J/s‧m‧℃)
T1、T2：熱電偶之檢出溫度(℃)
d：熱電偶之埋設間隔(m)
(31)一種連續鑄造之凝固殼厚度推定裝置，其特徵在於，其包括有：熱電偶群，於鑄模之鑄造方向上設置複數個成一對之熱電偶而形成，該一對熱電偶係埋入至於鑄模厚度方向之深度不同之兩點者；局部熱通量運算手段，輸入來自該熱電偶群之溫度資訊而求得各熱電偶設置部位之局部熱通量q1；穩定凝固界面熱輸入記憶手段，記憶根據下式(1)所求得穩定狀態下之鑄模內熔鋼流動所引起的穩定凝固界面熱輸入q2reg 之資料；分布運算手段，針對該等熱通量q1與穩定凝固界面熱輸入q2reg 之差(q1-q2reg )，求得熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之熱通量分布；及凝固殼厚度運算手段，
(i)於藉由該分布運算手段所求得之熱通量分布中不存在表示極小值之極小點之情形時，將與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍的總面積相當之總熱通量設為總熱通量Q1，(ii)於藉由該分布運算手段所求得之熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，當利用直線連結該極小點與鑄模出口處之局部熱通量值時，將與該直線更上方部分之面積相當的總熱通量設為Q2，將與如下面積相當之總熱通量設為Q1，該面積係自與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍的總面積相當之總熱通量減去Q2所獲得之面積，使用該等總熱通量Q1，根據下式(2)對鑄模出口處之凝固殼厚度D進行運算。
q2reg =h‧Δθ　………(1)
其中，q2reg ：穩定凝固界面熱輸入(J/s‧m2 )
h：熔鋼與凝固殼之間之熱傳遞係數(J/s‧m2 ‧℃)
Δθ：熔鋼之過熱度(℃)
D=Q1/(ΔH‧ρ)　………(2)
其中，D：鑄模出口處之凝固殼厚度(m)
Q1：總熱通量(J/m2 )
ΔH：鑄模出口處之凝固殼之每單位重量之焓降(J/kg)
ρ：鑄模出口之凝固殼密度(kg/m3 )。
(32)如上述(31)之凝固殼厚度推定裝置，其中，凝固殼厚度運算手段將經考慮凝固延遲之凝固殼厚度作為D1，該凝固延遲係因由總熱通量Q2所引起之再熔解而產生者，使D1=D(1-RS)。
其中，RS=β×(V0.8 ．△θ)………(3)
β：凝固延遲常數(無單位)
V：熔鋼流速(m/s)
△θ：熔鋼過熱度(℃)
RS：凝固延遲度(無單位)
此處，V=(Q2/(α‧t‧△θ))1.25
Q2：總熱通量(J/m2 )
α：熔鋼流速常數(無單位)
t：凝固殼經由熱通量分布中之極小點後到達鑄模出口為止所需之時間(s)
再者，較佳為凝固殼厚度推定裝置於(q1-q2reg )之熱通量分布中不存在極小點時，利用上述(31)之方法來推測凝固殼厚度(D)，於存在極小點時利用如上述(32)之方法來推測凝固殼厚度(D1)，藉此分別推定凝固殼厚度。
圖1、圖12及圖13係設置有本發明一實施形態之鑄漏檢測及防止裝置、及凝固殼厚度推定裝置的連續鑄造設備之說明圖。對與圖2相同之部分標註相同之符號。
連續鑄造設備包括：
‧鑄模1；
‧浸漬噴嘴3，連接於餵槽40之底部並設置於鑄模1內，將來自餵槽40之熔鋼5噴出；
‧導輥21，對出自鑄模1之鑄片19進行引導；
‧夾送輥(pinch roll)23，用以抽出鑄片19；
‧馬達25，用以對夾送輥23進行旋轉驅動；及
‧夾送輥控制裝置27，用以控制馬達25。
於此種構成之連續鑄造設備中，設置有包括以下之構成之鑄漏防止裝置(包括鑄漏檢測裝置及凝固殼厚度推定裝置)。
鑄漏防止裝置包括：
‧熱電偶群，係將複數成一對之熱電偶17設置於鑄模寬度方向及鑄造方向上而成者，該一對熱電偶17係埋入至形成有鑄模1的鑄模銅板11中之不同深度之兩點者；
‧局部熱通量運算手段29，於鑄模厚度方向上輸入來自該熱電偶群17之溫度資訊而對各熱電偶設置部位之局部熱通量q1進行運算；
‧穩定凝固界面熱輸入記憶手段31，記憶根據下式(1)所求得穩定狀態下之鑄模內熔鋼流動所引起之穩定凝固界面熱輸入q2reg 的資料；
‧熱通量分布運算手段32，針對該等熱通量q1與穩定凝固界面熱輸入q2reg 之差(q1-q2reg )，求得熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之熱通量分布；
‧鑄漏判定手段33，根據所求得之熱通量分布來判定有無產生鑄漏之危險；
‧控制手段35，輸入鑄漏判定手段33之信號，當鑄漏判定手段33判定為有鑄漏之危險時，
(i)以減慢鑄造速度之方式進行控制(圖13)，
(ii)以減慢鑄造速度之方式進行控制及/或以使鑄模1內之熔鋼流速下降之方式進行控制(圖12)，或者，
(iii)以降低鑄造速度及/或增強鑄模冷卻之方式對操作條件進行控制，或除該控制以外，進行使鑄模內之熔鋼流速下降之控制(圖1)；及
‧警報裝置37，當鑄漏判定手段33判定為有鑄漏之危險時發出警報。
q2reg =h‧Δθ　………(1)
其中，h：熔鋼與凝固殼之間之熱傳遞係數
Δθ：熔鋼之過熱度
於圖1之鑄漏防止裝置中，鑄漏判定手段33進而包括：
‧凝固殼厚度運算手段34，根據由分布運算手段32所求得之熱通量分布而計算出總熱通量Q1及Q2，並使用該等總熱通量Q1，或者使用Q1及Q2，對鑄模出口處之凝固殼9之厚度(凝固殼厚度)進行運算；及
‧鑄漏判定手段本體33A，輸入凝固殼厚度運算手段34之運算值，並根據該運算值及以與產生鑄漏之危險性之關係所求得之臨限值來判定有無產生鑄漏之危險。
以下，更詳細地對各構成進行說明。
＜熱電偶＞
熱電偶17與圖3、圖4中所示相同，埋入至鑄模銅板11中。即，於形成於鑄模銅板11外側面之冷卻水通道13底部形成孔15(參照圖3)，其中埋入熱電偶17，於鑄模之鑄造方向上9個部位(共計18根)設置一對熱電偶17，該一對熱電偶17係埋藏在於深度方向上相隔固定距離之兩個部位。
再者，於本實施形態中，熱電偶17埋入至鑄模之短邊側及長邊(於水平剖面成長方體之鑄模中的較長邊)側，對鑄模之每個邊進行測量，根據每個邊之測量值來判定有無產生鑄漏。
＜局部熱通量運算手段＞
局部熱通量運算手段29輸入熱電偶17之信號而對局部熱通量q1進行運算。局部熱通量運算手段29係藉由中央處理單元(CPU，Central Processing Unit)執行既定之程式而實現，於該程式中，如上所述，將兩根熱電偶17之檢出溫度設為T1、T2，將埋設間隔設為d，及將鑄模1之熱導率設為λ，寫入計算出局部熱通量之下式(4)。
q1=λ(T1-T2)/d　………(4)
＜穩定凝固界面熱輸入記憶手段＞
穩定凝固界面熱輸入記憶手段31記憶如下資料，該資料係根據下式(1)所求得之穩定狀態下之鑄模內熔鋼流動所引起的穩定凝固界面熱輸入q2reg 之資料。
q2reg =h‧Δθ　………(1)
其中，h=1.22×105 ×V0.8
V：熔鋼流速(m/s)
Δθ=T0 -Ts
T0 ：鑄模內熔鋼溫度(℃)
Ts ：熔鋼固相線溫度(℃)
再者，求得穩定凝固界面熱輸入q2reg 之方法較佳為如下方法：當以既定之鑄造速度進行操作時，根據所鑄造之鑄片之枝晶傾角而求得熔鋼流速，以該熔鋼流速為基礎，根據上述式(1)求得穩定凝固界面熱輸入q2reg 。
＜熱通量分布運算手段＞
熱通量分布運算手段32自各裝置接收由上述局部熱通量運算手段29所運算出之熱通量q1、及記憶於穩定凝固界面熱輸入記憶手段31中之穩定凝固界面熱輸入q2reg ，針對該等之差(q1-q2reg )，求得熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之熱通量分布。
熱通量分布運算手段32與局部熱通量運算手段29相同，係藉由CPU執行既定之程式而實現者，於該程式中寫入有對上述熱通量分布進行運算之邏輯。
＜凝固殼厚度運算手段＞
於圖1之鑄漏防止裝置中所設置的凝固殼厚度運算手段34係根據由熱通量分布運算手段32所求得之熱通量分布，對鑄模出口處之凝固殼厚度D進行運算。具體之運算方法如下所述。
於由熱通量分布運算手段32所求得的熱通量分布中不存在表示極小值之極小點之情形時，將與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍的總面積相當之總熱通量設為Q1，使用該總熱通量Q1根據下式(2)而對鑄模出口處之凝固殼厚度D進行運算。
又，於由熱通量分布運算手段32所求得的熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，當利用直線連結該極小點與鑄模出口處之局部熱通量值時，將與該直線更上方之部分面積相當的總熱通量設為Q2，將與如下面積相當之總熱通量設為Q1，該面積係自與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍之總面積相當的總熱通量減去Q2所獲得之面積，使用該總熱通量Q1且根據下式(2)對鑄模出口處之凝固殼厚度D進行運算(參照圖9)。
D=Q1/(ΔH‧ρ)　………(2)
其中，D：鑄模出口處之凝固殼厚度(m)
ΔH：鑄模出口處之凝固殼之每單位重量之焓降(J/kg)
ρ：鑄模出口之凝固殼密度(kg/m3 )
再者，作為更進一步提高精度之計算方法，凝固殼厚度運算手段34亦可使用由下述式(3)所獲得之凝固延遲度RS，藉由式D1=D(1-RS)而計算出考慮了凝固延遲之凝固殼厚度D1，該凝固延遲係因由總熱通量Q2所引起之再熔解而產生者。當上述熱通量分布中不存在極小點時，無論是求得D來代替D1之演算法，還是使Q2=0來求得D1之演算法，所獲得之結果均相同，因此可選擇任一者。
RS=β×(V0.8 ．△θ)………(3)
β：凝固延遲常數(無單位)
V：熔鋼流速(m/s)
△θ：熔鋼過熱度(℃)
RS：凝固延遲度(無單位)
此處，V=(Q2/(α‧t‧△θ))1.25
Q2：總熱通量(J/m2 )
α：熔鋼流速常數(無單位)
t：凝固殼經由熱通量分布中之極小點後到達鑄模出口為止所需之時間(s)
<鑄漏判定手段>
於圖1之鑄漏防止裝置中，鑄漏判定手段33具有上述凝固殼厚度運算手段34與鑄漏判定手段本體33A。於圖12及圖13之鑄漏防止裝置中，鑄漏判定手段33不經由凝固殼厚度運算，而是根據由熱通量分布運算手段32運算出之熱通量分布，直接地判定有無產生鑄漏之危險。以下，分成各個情形進行說明。
於圖1之鑄漏防止裝置之情形時，鑄漏判定手段本體33A輸入凝固殼厚度運算手段34之運算值(凝固殼厚度D或D1)，根據該運算值及預先以與產生鑄漏之危險性之關係所求得之臨限值而判定有無產生鑄漏之危險。
臨限值係針對各種Q1、Q2與相對於該等之凝固殼厚度，及於該凝固殼厚度下有無產生鑄漏，藉由預先取得模擬實驗或實際操作中之資料而求得。例如將鑄模出口處之目標凝固殼厚設為20～30mm之範圍內之數值(或者數值範圍)，且將凝固殼厚為5～7mm之範圍內之數值作為在其以下時則判定有鑄漏之危險之臨限值。
於圖12或圖13之鑄漏防止裝置之情形時，鑄漏判定手段33根據熱通量分布運算手段32所運算出之熱通量分布，例如求得上述圖9所示之Q1與Q2之關係，並根據該等之關係與預先所設定之臨限值而判定有無產生鑄漏之危險。
例如求得上述圖9所示之Q1、Q2，根據與針對Q1所預先設定之臨限值α1、α2(α1＜α2)及針對Q2所預先設定之臨限值β之關係，以如圖10所示之基準來判定有無產生鑄漏之危險。
具體而言，當(i)Q1＜α1且Q2≧β、或(ii)Q1＜α1且Q2＜β、或(iii)α1≦Q1≦α2且Q2≧β時，判定為有鑄漏之危險。鑄漏判定手段33於判定為有鑄漏之危險時，對控制手段35輸出該判定之要點。此時，最好一併輸出鑄漏之危險為基於Q1＜α1且Q2≧β者、或者基於Q1＜α1且Q2＜β者、或者基於α1≦Q1≦α2且Q2≧β者。
再者，臨限值α1、α2、β取決於熔鋼之種類，例如於熔鋼為極低碳鋼之情形時，α1=15000(kJ/m2 )，α2=21000(kJ/m2 )，β=4500(kJ/m2 )。再者，所謂極低碳鋼，係指碳含量為0.01mass%以下者。
亦可使用基於Q1之基準、或者基於Q1與Q2之關係之其他判斷基準。例如於上例中，亦可於α1≦Q1≦α2時或Q2為根據Q1而更詳細設定之臨限值以上時，判斷是否有鑄漏之危險。
作為其他方法，例如亦可於Q2與Q1之比值Q2/Q1之值為預先所設定之臨限值以上時，判定有產生鑄漏之危險。該臨限值取決於熔鋼之種類，例如於熔鋼為極低碳鋼之情形時為0.25。
鑄漏判定手段33或者鑄漏判定手段33A亦係藉由CPU執行既定之程式而實現者，於該程式中寫入有上述判定之邏輯。
＜控制手段＞
控制手段35於鑄漏判定手段33判定有鑄漏之危險時，根據該判定結果而對各種裝置進行控制以避免鑄漏。
例如於圖12之鑄漏防止裝置之情形時，具體而言，關於上述α1、α2及β，控制手段35若自鑄漏判定手段33輸入存在因Q1＜α1且Q2≧β所引起之鑄漏之危險之信號，則對夾送輥控制裝置27輸出指示減慢馬達25之旋轉速度之信號。又，除此以外，亦可對電磁制動裝置41輸出施加如使鑄模1內之熔鋼流速下降之直流磁場之信號。又，控制手段35若自鑄漏判定手段33輸入存在因Q1＜α1且Q2＜β所引起之鑄漏之危險之信號，則對夾送輥控制裝置27輸出指示減慢馬達25之旋轉速度之信號。進而，控制手段35若自鑄漏判定手段33輸入存在因d1≦Q1≦α2且Q2≧β所引起之鑄漏之危險之信號，則對電磁制動裝置41輸出施加如使鑄模1內之熔鋼流速下降之直流磁場之信號。
又，於圖1之鑄漏防止裝置之情形時，具體而言，控制手段35若自鑄漏判定手段34輸入存在鑄漏之危險之信號，則對夾送輥控制裝置27輸出指示減慢馬達25之旋轉速度之信號。又，除此以外，亦可對電磁制動裝置41輸出施加如使鑄模1內之熔鋼流速下降之直流磁場之信號。
又，於圖13之鑄漏防止裝置之情形時，控制手段35若自鑄漏判定手段33輸入存在鑄漏之危險之信號，則僅以減慢鑄造速度之方式進行控制，即，藉由對夾送輥控制裝置27輸出指示減慢馬達25之旋轉速度之信號來因應。
除此以外，雖然任一圖中均未表示，但亦可進行如下控制，即，朝控制鑄模之冷卻水等的鑄模冷卻控制手段發送信號，強化鑄模冷卻而增加凝固殼厚。該控制可有效地因應由Q1不足所引起之排熱不足性鑄漏。
再者，控制手段35若自鑄漏判定手段33輸入存在鑄漏之危險之信號，則對警報裝置37輸出指令信號，使其發出警報。
控制手段35亦係藉由CPU執行既定之程式而實現者，於該程式中寫入有輸出上述指令信號之邏輯。
＜警報裝置＞
警報裝置37若輸入來自鑄漏判定手段33之信號，則發出警報。警報之種類並無限制，例如為警報音、警報燈之點亮、該等之組合等。
對以如上之方式構成之本實施形態之動作進行說明。
於自浸漬噴嘴3中噴出熔鋼5後，藉由鑄模1進行冷卻而連續鑄造鑄片19之操作中，將來自熱電偶17之信號輸入至局部熱通量運算手段29以對局部熱通量進行運算，然後將該運算結果輸入至分布運算手段32中。熱通量分布運算手段32根據自局部熱通量運算手段29所輸入之局部熱通量q1、及記憶於穩定凝固界面熱輸入記憶手段31中之穩定凝固界面熱輸入q2reg ，對q1-q2reg 進行運算，同時，根據該運算結果而對熱通量分布進行運算。然後，關於運算所獲得之熱通量分布，求得例如圖9所示之Q1、Q2，將該等運算值Q1與Q2輸入至鑄漏判定手段33中。
於圖12或圖13之鑄漏防止裝置之情形時，鑄漏判定手段33對於所輸入之Q1或者進而所輸入之Q2，根據預先設定之規則來判定有無產生鑄漏之危險。例如以圖12之Q1及Q2之各值與預先所設定之上述臨限值α1、α2、β之關係來判定有無產生鑄漏之危險。
於圖1之鑄漏防止裝置之情形時，凝固殼厚度運算手段34首先根據由熱通量分布運算手段32所求得之熱通量分布，藉由上述方法而求得總熱通量Q1或者進而求得Q2。然後，凝固殼厚度運算手段34進而根據該總熱通量Q1或者進而根據Q2，藉由上述方法而對鑄模出口處之凝固殼厚度D或者D1進行運算。進而鑄漏判定手段本體33A輸入由凝固殼厚度運算手段34運算出之凝固殼厚度D或者D1，並以該值與預先設定之臨限值之關係而判定有無產生鑄漏之危險。
當判定之結果為無產生鑄漏之危險時，按原樣繼續進行操作。
另一方面，當判定之結果為判定有產生鑄漏之危險時，鑄漏判定手段33將表示有鑄漏之危險之信號輸出至控制手段35。又，與此同時，將發出警報之指令信號輸出至警報裝置37。
於圖12或圖13之鑄漏防止裝置之情形時，鑄漏判定手段33亦可進而對控制手段35輸出鑄漏之危險之種類。例如關於上述α1、α2、β，輸出通知信號，該通知信號係意指處於排熱不足性鑄漏之危險區域中(Q1＜α1且Q2＜β)，還是處於再熔解性鑄漏之危險區域中(α1≦Q1≦α2且Q2≧β)，或者是處於該兩者之危險區域中(Q1＜α1且Q2≧β)。
控制手段35若輸入來自鑄漏判定手段33之信號，則進行例如用以使鑄造速度下降，同時，使熔鋼流速下降之控制。
作為用以使鑄造速度下降之控制，具體而言，控制手段35對夾送輥控制裝置27輸出指示減慢馬達25之旋轉速度之信號。輸入有該信號之夾送輥控制裝置27以降低馬達25之轉速之方式進行控制。藉由降低馬達25之轉速而使鑄造速度下降，鑄模1內之凝固殼厚變厚，因此可避免產生鑄漏之危險。
作為用以使熔鋼流速下降之控制，具體而言，控制手段35對電磁制動裝置41輸出施加如使鑄模1內之熔鋼流速下降之直流磁場之信號。若輸出該信號，則藉由電磁制動裝置41而對鑄模1施加直流磁場，而使鑄模1內之熔鋼流速下降。若熔鋼流速下降，則熔鋼衝擊凝固殼界面之速度下降，凝固殼之再熔解之程度變小，因此凝固殼厚度仍然變厚，可避免產生鑄漏之危險。
於圖12之鑄漏防止裝置之情形時，亦可對應於上述使用α1、α2、β之判定，進行如下所述之更詳細之處理。
控制手段35若輸入來自鑄漏判定手段33之信號，則於該信號為基於Q1＜α1且Q2≧β者之情形時，由於該情形係有產生排熱不足性鑄漏與再熔解性鑄漏此兩者之危險之情形，因此進行用以使鑄造速度下降並使熔鋼流速下降之控制。
作為用以使鑄造速度下降之控制，具體而言，控制手段35對夾送輥控制裝置27輸出指示減慢馬達25之旋轉速度之信號。輸入有該信號之夾送輥控制裝置27以降低馬達25之轉速之方式進行控制。藉由降低馬達25之轉速而使鑄造速度下降，鑄模1內之凝固殼厚變厚，因此可避免產生排熱不足性鑄漏之危險。
作為用以使熔鋼流速下降之控制，具體而言，控制手段35對電磁制動裝置41輸出施加如使鑄模1內之熔鋼流速下降之直流磁場之信號，若輸出該信號，則藉由電磁制動裝置41而對鑄模1施加直流磁場，使鑄模1內之熔鋼流速下降。若熔鋼流速下降，則熔鋼衝擊凝固殼界面之速度下降，凝固殼之再熔解之程度變小，因此可避免產生因凝固殼之再熔解所引起之鑄漏之危險。
又，於來自鑄漏判定手段33之信號為基於Q1＜α1且Q2＜β者之情形時，由於該情形係有產生排熱不足性鑄漏之危險之情形，因此控制手段35對夾送輥控制裝置27輸出指示減慢馬達25之旋轉速度之信號。藉此，鑄造速度下降，鑄模1內之凝固殼厚變厚，因此可避免產生排熱不足性鑄漏之危險。
又，於來自鑄漏判定手段33之信號為基於α1≦Q1≦α2且Q2≧β者之情形時，由於該情形係有產生再熔解性鑄漏之危險之情形，因此控制手段35對電磁制動裝置41輸出施加如使鑄模1內之熔鋼流速下降之直流磁場之信號，藉此可如上述般避免產生再熔解性鑄漏。
另外，警報裝置若輸入來自鑄漏判定手段33之信號，則發出警報。藉此，可對操作員發出產生鑄漏之危險之通知。
再者，當然於圖1、12及13中，由以下部分構成鑄漏檢出裝置，即由熱電偶17所構成之熱電偶群、局部熱通量運算手段29、穩定凝固界面熱輸入記憶手段31、熱通量分布運算手段32及鑄漏判定手段33(或者進而警報裝置37)。又，於圖1中，由以下部分構成凝固殼厚度推定裝置，即由熱電偶17所構成之熱電偶群、局部熱通量運算手段29、穩定凝固界面熱輸入記憶手段31、熱通量分布運算手段32及凝固殼厚度運算手段34。
例如使用圖12中所揭示之連續鑄造設備，以2.0m/分之鑄造速度對極低碳鋼進行操作之後，Q2＜4500kJ/m2 ，但Q1之值為Q1＜15000kJ/m2 ，而出現了排熱不足性鑄漏產生之危險。因此，使鑄造速度下降至0.5m/分為止之後，Q1≧15000kJ/m2 ，可獲得充分之凝固殼厚度，而可防止鑄漏之產生。再者，於使凝固殼厚達足夠厚之後，再次提高鑄造速度，藉此可進行高速鑄造。
又，使用圖12中所揭示之連續鑄造設備，以2.5m/分之鑄造速度對極低碳鋼進行操作之後，Q1之值為15000kJ/m2 ≦Q1≦21000kJ/m2 ，Q2之值為Q2≧4500kJ/m2 ，而出現再熔解性鑄漏產生之危險。因此，可使電磁制動裝置41作動而使Q2之值下降至小於4500kJ/m2 之值，而可防止產生再熔解性鑄漏。
進而，使用圖13中所揭示之連續鑄造設備，於實際效果不脫離15000kJ/m2 ≦Q1≦21000kJ/m2 之條件下，以2.0m/分之鑄造速度對極低碳鋼進行操作之後，Q2/Q1之值超過0.25。因此，使鑄造速度下降至0.5m/分為止之後，Q2/Q1＜0.25，可獲得充分之凝固殼厚度，而可防止鑄漏之產生。再者，於使凝固殼厚達足夠厚之後，再次提高鑄造速度，藉此可進行高速鑄造。
藉由本實施形態，可根據與鑄模出口處之凝固殼厚有直接相關之熱通量分布來判定有無產生鑄漏之危險，或者可根據該分布而求得與鑄漏有直接相關之鑄模出口處之凝固殼厚度，並根據該凝固殼厚度來判定有無產生鑄漏，因此，於各種操作條件下，可高靈敏度地、簡單且確實地預知鑄漏之產生，而可確實地防止鑄漏。又，關於產生鑄漏之危險，亦可一併判定該鑄漏是再熔解性鑄漏還是排熱不足性鑄漏，因此可選擇最佳之防止手段。
再者，於以上所說明之本發明之內容或實施形態中，作為根據熱通量分布而求得與總熱通量或與凸起部分之大小相當的熱通量之累計值之方法，主要揭示了以幾何學之方式進行之方法。然而，本發明並不受限於此，例如亦可藉由對圖表進行積分而求得總熱通量。
 (產業上之可利用性)
於本發明中，測定連續鑄造中之鑄模內熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之期間朝凝固界面熱輸入之熱通量q1，並針對熱通量q1與穩定狀態下之鑄模內熔鋼流動所引起的穩定凝固界面熱輸入q2reg 之差(q1-q2reg )，求得熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之熱通量分布，根據該熱通量分布來判定有無產生鑄漏之危險，因此於各種操作條件下，可高靈敏度地、簡單且確實地預知鑄漏之產生，而可確實地防止鑄漏。又，根據上述熱通量分布而求得總熱通量Q1及Q2並進行解析，藉此可進而判定每個鑄漏之原因，因此可根據原因進行適當之用以避免鑄漏之因應。
進而，由於使用上述總熱通量Q1、或者進而使用Q2來推定鑄模出口處之凝固殼厚度，因此可高精度地推定凝固殼厚度。
如上所述，本發明於連續鑄造之控制領域中發揮各種優異之效果。
1．．．鑄模
3．．．浸漬噴嘴
5．．．熔鋼
7．．．模製粉
9．．．凝固殼
11．．．鑄模銅板
13．．．冷卻水通道
15．．．(冷卻水通道底部之)孔
17．．．熱電偶
19．．．鑄片
21．．．導輥
23．．．夾送輥
25．．．馬達
27．．．夾送輥控制裝置
29．．．局部熱通量運算手段
31．．．穩定凝固界面熱輸入記憶手段
32．．．熱通量分布運算手段
33．．．鑄漏判定手段
33A．．．鑄漏判定手段本體
34．．．凝固殼厚度運算手段
35．．．控制裝置
37．．．警報裝置
40．．．餵槽
41．．．電磁制動裝置
圖1係設置有本發明一實施形態之鑄漏防止裝置的連續鑄造設備之說明圖。
圖2係說明用以解決問題之手段之說明圖，其係表示埋入有熱電偶之連續鑄造用鑄模一例的剖視圖。
圖3係說明用以解決問題之手段之說明圖，其係表示熱電偶之埋入方法一例的說明圖。
圖4係說明用以解決問題之手段之說明圖，其係表示熱電偶之安裝位置一例的說明圖。
圖5係說明用以解決問題之手段之說明圖，其係表示局部熱通量(縱軸：J/s‧m2 )與離爐浴面之距離(橫軸：mm)之關係之一例的圖表。
圖6係說明用以解決問題之手段之說明圖，其係表示熔鋼流速(縱軸：m/s)與離爐浴面之距離(橫軸：mm)之關係之一例的圖表。
圖7係說明用以解決問題之手段之說明圖，其係表示局部熱通量q1(黑圓圈)及(q1-q2reg )(白圓圈)(縱軸：J/s‧m2 )與離爐浴面之距離(橫軸：mm)之關係之一例的圖表。
圖8係說明用以解決問題之手段之說明圖，其係表示由表示局部熱通量與離爐浴面之距離之關係之圖表所表示的熱通量分布之面積求法之一例的說明圖。
圖9係說明用以解決問題之手段之說明圖，其係表示由表示局部熱通量與離爐浴面之距離之關係之圖表所表示的熱通量分布Q1及Q2之面積求法之一例的說明圖。
圖10係說明用以解決問題之手段一例之說明圖，其係表示於將橫軸設為Q1(kJ/m2 )，將縱軸設為Q2(kJ/m2 )之座標平面內，對表1所示之數值進行繪圖，進而以與有無產生鑄漏之關係將座標平面分割成5個區域的圖。
圖11係說明用以解決問題之手段之說明圖，其係表示鑄造速度與鑄模出口處之殼厚度方向之平均溫度之關係之一例的圖表，縱軸表示鑄模出口殼厚度方向平均溫度(℃)，橫軸表示鑄造速度(m/分)。
圖12係設置有本發明另一實施形態之鑄漏防止裝置的連續鑄造設備之說明圖。
圖13係設置有本發明另一實施形態之鑄漏防止裝置的連續鑄造設備之說明圖。
1．．．鑄模
3．．．浸漬噴嘴
5．．．熔鋼
7．．．模製粉
9．．．凝固殼
11．．．鑄模銅板
17．．．熱電偶
19．．．鑄片
21．．．導輥
23．．．夾送輥
25．．．馬達
27．．．夾送輥控制裝置
29．．．局部熱通量運算手段
31．．．穩定凝固界面熱輸入記憶手段
32．．．熱通量分布運算手段
33．．．鑄漏判定手段
33A．．．鑄漏判定手段本體
34．．．凝固殼厚度運算手段
35．．．控制裝置
37．．．警報裝置
40．．．餵槽
41．．．電磁制動裝置

Claims (35)

  1. 一種連續鑄造之鑄漏檢出方法，其包括有：測定連續鑄造中之鑄模內熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之期間朝凝固界面熱輸入之熱通量q1之步驟；根據下式(1)求得穩定狀態下之鑄模內熔鋼流動所引起之穩定凝固界面熱輸入q2reg 之步驟；針對該等熱通量q1與穩定凝固界面熱輸入q2reg 之差(q1-q2reg )，求得熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之熱通量分布之步驟；及根據該熱通量分布而判定有無產生鑄漏之危險之步驟；q2reg =h．△θ………(1)其中，h：熔鋼與凝固殼之間之熱傳遞係數△θ：熔鋼之過熱度。
  2. 如申請專利範圍第1項之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，根據針對上述(q1-q2reg )所求得之上述該熱通量分布來判定有無產生鑄漏之危險之步驟包括有：根據上述熱通量分布，藉由以下之方法而求得總熱通量Q1及Q2之步驟，即，於上述該熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，當利用直線連結該極小點與鑄模出口處之局部熱通量值時，將與該直線更上方之部分之面積相當的總熱通量設為 Q2，將與如下面積相當之總熱通量設為Q1，該面積係自與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍之總面積相當的總熱通量減去Q2所獲得之面積，於上述該熱通量分布中不存在表示極小值之極小點之情形時，將與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍之總面積相當的總熱通量設為總熱通量Q1，將Q2設為零之步驟；及根據上述總熱通量Q1，或者根據Q1及Q2來判定有無產生鑄漏之危險之步驟。
  3. 如申請專利範圍第2項之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，於上述判定有無產生鑄漏之危險之步驟中，將Q1作為由凝固所引起之排熱量之指標，將Q2作為超過穩定之凝固界面熱輸入之指標，根據Q1或者根據Q1及Q2而判定有無產生鑄漏之危險。
  4. 如申請專利範圍第2項之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，於根據上述總熱通量Q1來判定有無產生鑄漏之危險之步驟中，關於針對Q1所預先設定之臨限值α 1、α 2(α 1<α 2)，當Q1<α 1時，判定為有鑄漏之危險，當α 1≦Q1≦α 2時，根據Q2之值而判定為有鑄漏之危險。
  5. 如申請專利範圍第2項之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，於針對上述(q1-q2reg )所求得之上述熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，相對於針對Q1所預先設定之臨限值α 1、α 2(α 1<α 2)及針對Q2所預先設定之臨限值β，當Q1<α 1且Q2≧β，或者Q1<α 1且Q2<β，或者α 1≦Q1≦α 2且Q2≧β時，判定為有鑄漏之危險。
  6. 如申請專利範圍第5項之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，熔鋼為極低碳鋼，α 1為15000(kJ/m2 )，α 2為21000(kJ/m2 )，β為4500(kJ/m2 )。
  7. 如申請專利範圍第2項之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，根據上述總熱通量Q1來判定有無產生鑄漏之危險之步驟包括有：使用上述總熱通量Q1，根據下式(2)來推定鑄模出口處之凝固殼厚度D之步驟；及根據上述所推定之凝固殼厚度D及預先以與產生鑄漏之危險性的關係所求得之臨限值，判定有無產生鑄漏之危險之步驟；D=Q1/(△H‧ρ)………(2) 其中，D：鑄模出口處之凝固殼厚度(m)Q1：總熱通量(J/m2 )△H：鑄模出口處之凝固殼之每單位重量之焓降(J/kg)ρ：鑄模出口之凝固殼密度(kg/m3 )又，將上述q1之單位設為J/s‧m2 ，於上述式(1)中，將q2reg 之單位設為J/s‧m2 ，將h之單位設為J/s‧m2 ‧℃，將△θ之單位設為℃。
  8. 如申請專利範圍第2項之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，於針對上述(q1-q2reg )所求得之上述熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，根據上述總熱通量Q1及Q2來判定有無產生鑄漏之危險之步驟包括有：使用上述總熱通量Q1，根據下式(2)而推定鑄模出口處之凝固殼厚度D之步驟；使用根據下述式(3)所求得之凝固延遲度RS，藉由D1=D(1-RS)之關係來推定考慮了凝固延遲之凝固殼厚度D1之步驟，該凝固延遲係因由總熱通量Q2所引起之再熔解而產生者；及根據上述所推定之凝固殼厚度D1及預先以與產生鑄漏之危險性的關係所求得之臨限值，判定有無產生鑄漏之危險之步驟； D=Q1/(△H‧ρ)………(2)其中，D：鑄模出口處之凝固殼厚度(m)Q1：總熱通量(J/m2 )△H：鑄模出口處之凝固殼之每單位重量之焓降(J/kg)ρ：鑄模出口之凝固殼密度(kg/m3 )RS=β×(V0.8 ．△θ)………(3)其中，RS：凝固延遲度(無單位)β：凝固延遲常數(無單位)V：熔鋼流速(m/s)△θ：熔鋼過熱度(℃)此處，V=(Q2/(α‧t‧△θ))1.25 Q2：總熱通量(J/m2 )α：熔鋼流速常數(無單位)t：凝固殼經由熱通量分布中之極小點後到達鑄模出口為止所需之時間(s)又，將上述q1之單位設為J/s‧m2 ，於上述式(1)中，將q2reg 之單位設為J/s‧m2 ，將h之單位設為J/s‧m2 ‧℃，將△θ之單位設為℃。
  9. 如申請專利範圍第2項之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，判定針對上述(q1-q2reg )所求得之上述熱通量分布中是否存在表示極小值之極小點， 於針對上述(q1-q2reg )所求得之上述熱通量分布中不存在表示極小值之極小點之情形時，以如申請專利範圍第7項之方法，推定鑄模出口處之凝固殼厚度，於針對上述(q1-q2reg )所求得之上述熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，以如申請專利範圍第8項之方法，推定鑄模出口處之凝固殼厚度。
  10. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，熱通量q1係於鑄模之鑄造方向設置複數個成一對之熱電偶，根據上述一對熱電偶之輸出而由下式(4)求得之局部熱通量，上述一對熱電偶係埋入至鑄模內於鑄模厚度方向上之埋入深度不同的兩點間者，q1=λ(T1-T2)/d………(4)其中，λ：鑄模之熱導率T1、T2：熱電偶之檢出溫度d：熱電偶之埋設間隔。
  11. 如申請專利範圍第7至9項中任一項之連續鑄造之鑄漏檢出方法，其中，熱通量q1係於鑄模之鑄造方向設置複數個成一對之熱電偶，根據上述一對熱電偶之輸出而由下式(4)求得之局部熱通量，上述成一對熱電偶係埋入至鑄模內於鑄模厚度方向上之埋入深度不同的兩點間者， q1=λ(T1-T2)/d………(4)其中，λ：鑄模之熱導率(J/s‧m‧℃)T1、T2：熱電偶之檢出溫度(℃)d：熱電偶之埋設間隔(m)。
  12. 一種連續鑄造之鑄漏檢出裝置，其包括有：熱電偶群，於鑄模之鑄造方向設置複數個成一對之熱電偶而形成，該一對熱電偶係埋入至於鑄模厚度方向上之深度不同之兩點者；局部熱通量運算手段，輸入來自該熱電偶群之溫度資訊而求得各熱電偶設置部位之局部熱通量q1；穩定凝固界面熱輸入記憶手段，記憶根據下式(1)所求得之穩定狀態下鑄模內之熔鋼流動所引起的穩定凝固界面熱輸入q2reg 之資料；分布運算手段，針對該等熱通量q1與穩定凝固界面熱輸入q2reg 之差(q1-q2reg )，求得熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之熱通量分布；及鑄漏判定手段，根據所求得之熱通量分布來判定有無產生鑄漏之危險；q2reg =h‧△θ………(1)其中，h：熔鋼與凝固殼之間之熱傳遞係數△θ：熔鋼之過熱度。
  13. 如申請專利範圍第12項之連續鑄造之鑄漏檢出裝 置，其中，上述鑄漏判定手段係如下者：根據上述熱通量分布，藉由以下方法求得總熱通量Q1及Q2：即，於上述熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，當利用直線連結該極小點與鑄模出口處之局部熱通量值時，將與該直線更上方部分之面積相當的總熱通量設為Q2，將與如下面積相當之總熱通量設為Q1，該面積係自與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍的總面積相當之總熱通量減去Q2所獲得之面積，於上述熱通量分布中不存在表示極小值之極小點之情形時，將與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍的總面積相當之總熱通量設為總熱通量Q1，將Q2設為零，根據上述總熱通量Q1，或者根據Q1及Q2來判定有無產生鑄漏之危險。
  14. 如申請專利範圍第13項之連續鑄造之鑄漏檢出裝置，其中，上述鑄漏判定手段係如下者：將上述總熱通量Q1作為由凝固所引起之排熱量之指標，並視需要將Q2作為超過穩定的凝固界面熱輸入之指標，根據Q1或者根據Q1及Q2來判定有無產生鑄漏之危險。
  15. 如申請專利範圍第13項之連續鑄造之鑄漏檢出裝置，其中，上述鑄漏判定手段係如下者：相對於針對上述總熱通量Q1所預先設定之臨限值α 1、α 2(α 1<α 2)，當Q1<α 1時，判定為有鑄漏之危險，當α 1≦Q1≦α 2時，根據Q2之值而判定為有鑄漏之危險。
  16. 如申請專利範圍第13項之連續鑄造之鑄漏檢出裝置，其中，上述鑄漏判定手段係如下者：於針對上述(q1-q2reg )所求得之上述熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，相對於針對Q1所預先設定之臨限值α 1、α 2(α 1<α 2)及針對Q2所預先設定之臨限值β，當Q1<α 1且Q2≧β，或者Q1<α 1且Q2<β，或者α 1≦Q1≦α 2且Q2≧β時，判定為有鑄漏之危險。
  17. 如申請專利範圍第16項之連續鑄造之鑄漏檢出裝置，其中，於熔鋼為極低碳鋼之情形時，將α 1設定為15000(kJ/m2 )，將α 2設定為21000(kJ/m2 )，將β設定為4500(kJ/m2 )。
  18. 如申請專利範圍第13項之連續鑄造之鑄漏檢出裝置，其中，上述鑄漏判定手段包括有： 凝固殼厚度運算手段，使用總熱通量Q1，根據下式(2)而對鑄模出口處之凝固殼厚度D進行運算；及鑄漏判定手段本體，輸入上述凝固殼厚度運算手段之運算值，根據該運算值D及預先以與產生鑄漏之危險性的關係所求得之臨限值而判定有無產生鑄漏之危險；D=Q1/(△H‧ρ)………(2)其中，D：鑄模出口處之凝固殼厚度(m)Q1：總熱通量(J/m2 )△H：鑄模出口處之凝固殼之每單位重量之焓降(J/kg)ρ：鑄模出口之凝固殼密度(kg/m3 )又，將上述q1之單位設為J/s‧m2 ，於上述式(1)中，將q2reg 之單位設為J/s‧m2 ，將h之單位設為J/s‧m2 ‧℃，將△θ之單位設為℃。
  19. 如申請專利範圍第13項之連續鑄造之鑄漏檢出裝置，其中，於針對上述(q1-q2reg )所求得之上述熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，上述鑄漏判定手段包括：凝固殼厚度運算手段，使用總熱通量Q1，根據下式(2)對鑄模出口處之凝固殼厚度D進行運算，進而使用根據下述式(3)所求得之凝固延遲度RS，藉由D1=D(1-RS)之關係而對經考慮凝固延遲之凝固殼厚度D1進行運算，該凝固延遲係 因由總熱通量Q2所引起之再熔解而產生者；及鑄漏判定手段本體，輸入上述凝固殼厚度運算手段之運算值，根據上述運算值D1及預先以與產生鑄漏之危險性的關係所求得之臨限值而判定有無產生鑄漏之危險；D=Q1/(△H‧ρ)………(2)其中，D：鑄模出口處之凝固殼厚度(m)Q1：總熱通量(J/m2 )△H：鑄模出口處之凝固殼之每單位重量之焓降(J/kg)ρ：鑄模出口之凝固殼密度(kg/m3 )RS=β×(V0.8 ．△θ)………(3)其中，RS：凝固延遲度(無單位)β：凝固延遲常數(無單位)V：熔鋼流速(m/s)△θ：熔鋼過熱度(℃)此處，V=(Q2/(α‧t‧△θ))1.25 Q2：總熱通量(J/m2 )α：熔鋼流速常數(無單位)t：凝固殼經由熱通量分布中之極小點後到達鑄模出口為止所需之時間(s)又，將上述q1之單位設為J/s‧m2 ，於上述式(1)中，將q2reg 之單位設為J/s‧m2 ，將h之單位設為J/s‧m2 ‧℃，將△θ之單位設為℃。
  20. 如申請專利範圍第13項之連續鑄造之鑄漏檢出裝置，其中，凝固殼厚度運算手段係如下者：判定針對上述(q1-q2reg )所求得之上述熱通量分布中是否存在表示極小值之極小點，於針對上述(q1-q2reg )所求得之上述熱通量分布中不存在表示極小值之極小點之情形時，以如申請專利範圍第18項之方法，對鑄模出口處之凝固殼厚度進行運算，於針對上述(q1-q2reg )所求得之上述熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，以如申請專利範圍第19項之方法，對鑄模出口處之凝固殼厚度進行運算。
  21. 一種連續鑄造之鑄漏防止裝置，其係使用有申請專利範圍第12至20項中任一項之鑄漏檢出裝置者；其包括有控制手段，該控制手段輸入鑄漏判定手段之信號，於鑄漏判定手段判定為有鑄漏之危險之情形時，以降低鑄造速度之方式控制操作條件，進一步進行使鑄模內之熔鋼流速下降之控制。
  22. 一種連續鑄造之鑄漏防止裝置，其係使用有申請專利範圍第12至20項中任一項之鑄漏檢出裝置者；其包括有控制手段，該控制手段輸入鑄漏判定手段之信號，於鑄漏判定手段判定為有鑄漏之危險之情形時，以降低鑄造速度之方式控制操作條件。
  23. 一種連續鑄造之鑄漏防止裝置，其係使用有申請專利範圍第16或17項之鑄漏檢出裝置者；其包括有控制手段，該控制手段輸入鑄漏判定手段之信號，於鑄漏判定手段判定為有鑄漏之危險之情形下，當該有危險之判定為基於Q1<α 1且Q2≧β之危險判定時，以降低鑄造速度及/或增強鑄模冷卻之方式控制操作條件，或者除該控制以外，進行使鑄模內之熔鋼流速下降之控制；當為基於Q1<α 1且Q2<β之危險判定時，以降低鑄造速度及/或增強鑄模冷卻之方式控制操作條件；當為基於α 1≦Q1≦α 2且Q2≧β之危險判定時，進行使鑄模內之熔鋼流速下降或者進一步降低鑄造速度及/或增強鑄模冷卻之控制。
  24. 一種鋼之連續鑄造方法，其係使用有申請專利範圍第4項之鑄漏檢出方法者；以「Q1>α 2」，或者，以「使「α 1≦Q1≦α 2」且「Q2為不被判定為有鑄漏之危險之值」」之方式，控制操作條件。
  25. 一種鋼之連續鑄造方法，其係使用有申請專利範圍第5或6項之鑄漏檢出方法者，以成為「Q1>α 2且Q2≧β」或者「Q1≧α 1且Q2<β」之方式控制操作條件。
  26. 如申請專利範圍第25項之鋼之連續鑄造方法，其中，於操作中，當Q1<α 1且Q2≧β時，以降低鑄造速度及/或增強鑄模冷卻之方式控制操作條件，或者除該控制以外，以使鑄模內之熔鋼流速下降之方式控制操作條件；當Q1<α 1且Q2<β時，以降低鑄造速度及/或增強鑄模冷卻之方式控制操作條件；當α 1≦Q1≦α 2且Q2≧β時，以使鑄模內之熔鋼流速下降，或者進一步降低鑄造速度及/或增強鑄模冷卻之方式控制操作條件。
  27. 如申請專利範圍第24項之鋼之連續鑄造方法，其中，熱通量q1係於鑄模之鑄造方向設置複數個成一對之熱電偶，根據上述一對熱電偶之輸出藉由下式(4)求得之局部熱通量，上述一對熱電偶係埋入至鑄模內於鑄模之厚度方向上之埋入深度不同之兩點間者，q1=λ(T1-T2)/d………(4)其中，λ：鑄模之熱導率T1、T2：熱電偶之檢出溫度d：熱電偶之埋設間隔。
  28. 一種鋼之連續鑄造方法，其係使用有申請專利範圍第7至9項中任一項之鑄漏檢出方法者；以使所推定之凝固殼厚度大於預先以與產生鑄漏之危險 性的關係所求得之臨限值之方式，控制操作條件。
  29. 一種連續鑄造之凝固殼厚度推定方法，其包括有：測定連續鑄造中之鑄模內熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之期間朝凝固界面熱輸入之熱通量q1之步驟；根據下式(1)而求得穩定狀態下之鑄模內熔鋼流動所引起之穩定凝固界面熱輸入q2reg 之步驟；就該等熱通量q1(J/s‧m2 )與穩定凝固界面熱輸入q2reg 之差(q1-q2reg )，求得熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之熱通量分布之步驟；及於上述該熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，當利用直線連結該極小點與鑄模出口處之局部熱通量值時，將與該直線更上方部分之面積相當的總熱通量設為Q2，將與如下面積相當之總熱通量設為Q1，該面積係自與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍的總面積相當之總熱通量減去Q2所獲得之面積，於上述熱通量分布中不存在表示極小值之極小點之情形時，將與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍的總面積相當之總熱通量設為總熱通量Q1，使用該等總熱通量Q1，根據下式(2)來推定鑄模出口處之凝固殼厚度D之步驟；q2reg =h‧△θ………(1)其中，q2reg ：穩定凝固界面熱輸入(J/s‧m2 ) h：熔鋼與凝固殼之間之熱傳遞係數(J/s‧m2 ‧℃)△θ：熔鋼之過熱度(℃)D=Q1/(△H‧ρ)………(2)其中，D：鑄模出口處之凝固殼厚度(m)Q1：總熱通量(J/m2 )△H：鑄模出口處之凝固殼之每單位重量之焓降(J/kg)ρ：鑄模出口之凝固殼密度(kg/m3 )。
  30. 一種連續鑄造之凝固殼厚度推定方法，其係於熱通量分布中存在表示極小值之極小點之情形時，推定經考慮凝固延遲之凝固殼厚度D1者，該凝固延遲係因由總熱通量Q2所引起之再熔解而產生者；若將由申請專利範圍第29項所求得之凝固殼厚度作為D，則D1=D(1-RS)，其中，RS=β×(V0.8 ．△θ)………(3)RS：凝固延遲度(無單位)β：凝固延遲常數(無單位)V：熔鋼流速(m/s)△θ：熔鋼過熱度(℃)此處，V=(Q2/(α‧t‧△θ))1.25 Q2：總熱通量(J/m2 )α：熔鋼流速常數(無單位)t：凝固殼經由熱通量分布中之極小點後到達鑄模出口所 需之時間(s)。
  31. 一種連續鑄造之凝固殼厚度推定方法，其包括有：測定連續鑄造中之鑄模內熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之期間朝凝固界面熱輸入之熱通量q1之步驟；根據下式(1)而求得穩定狀態下之鑄模內熔鋼流動所引起之穩定凝固界面熱輸入q2reg 之步驟；就該等熱通量q1(J/s‧m2 )與穩定凝固界面熱輸入q2reg 之差(q1-q2reg )，求得熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之熱通量分布之步驟；判定針對上述(q1-q2reg )所求得之上述熱通量分布中是否存在表示極小值之極小點之步驟；及根據上述熱通量分布而推測凝固殼厚度之步驟；而當上述熱通量分布中不存在表示極小值之極小點時，利用申請專利範圍第29項之方法來推測凝固殼厚度，當上述熱通量分布中存在表示極小值之極小點時，利用申請專利範圍第30項之方法來推測凝固殼厚度。
  32. 如申請專利範圍第29至31項中任一項之連續鑄造之凝固殼厚度推定方法，其中，熱通量q1係於鑄模之鑄造方向設置複數個成一對之熱電偶，根據上述一對熱電偶之輸出而由下式(4)求得之局部熱通量，上述一對熱電偶係埋入至鑄模內於鑄模之厚度方向上埋入深度不同之兩點間者， q1=λ(T1-T2)/d………(4)其中，q1：熱通量(J/s‧m2 )λ：鑄模之熱導率(J/s‧m‧℃)T1、T2：熱電偶之檢出溫度(℃)d：熱電偶之埋設間隔(m)。
  33. 一種連續鑄造之凝固殼厚度推定裝置，其包括：熱電偶群，於鑄模之鑄造方向上設置複數個成一對之熱電偶而形成，該一對熱電偶係埋入至於鑄模厚度方向之深度不同之兩點者；局部熱通量運算手段，輸入來自該熱電偶群之溫度資訊而求得各熱電偶設置部位之局部熱通量q1；穩定凝固界面熱輸入記憶手段，記憶根據下式(1)所求得穩定狀態下之鑄模內熔鋼流動所引起的穩定凝固界面熱輸入q2reg 之資料；分布運算手段，針對該等熱通量q1與穩定凝固界面熱輸入q2reg 之差(q1-q2reg )，求得熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之熱通量分布；及凝固殼厚度運算手段，於藉由該分布運算手段所求得之熱通量分布中不存在表示極小值之極小點之情形時，將與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍的總面積相當之總熱通量設為總熱通量Q1，於藉由上述分布運算手段所求得之熱通量分布中存在表示極小值之極 小點之情形時，當利用直線連結該極小點與鑄模出口處之局部熱通量值時，將與該直線更上方部分之面積相當的總熱通量設為Q2，將與如下面積相當之總熱通量設為Q1，該面積係自與由自爐浴面位置至鑄模出口間之該熱通量分布之整個曲線所包圍的總面積相當之總熱通量減去Q2所獲得之面積，使用該等總熱通量Q1，根據下式(2)對鑄模出口處之凝固殼厚度D進行運算；q2reg =h‧△θ………(1)其中，q2reg ：穩定凝固界面熱輸入(J/s‧m2 )h：熔鋼與凝固殼之間之熱傳遞係數(J/s‧m2 ‧℃)△θ：熔鋼之過熱度(℃)D=Q1/(△H‧ρ)………(2)其中，D：鑄模出口處之凝固殼厚度(m)Q1：總熱通量(J/m2 )△H：鑄模出口處之凝固殼之每單位重量之焓降(J/kg)ρ：鑄模出口之凝固殼密度(kg/m3 )。
  34. 如申請專利範圍第33項之連續鑄造之凝固殼厚度推定裝置，其中，凝固殼厚度運算手段將經考慮凝固延遲之凝固殼厚度作為D1，該凝固延遲係因由總熱通量Q2所引起之再熔解而產生者，使D1=D(1-RS)，其中，RS=β×(V0.8 ．△θ)………(3) β：凝固延遲常(無單位V：熔鋼流速(m/s)△θ：熔鋼過熱度(℃)RS：凝固延遲度(無單位)此處，V=(Q2/(α‧t‧△θ))1.25 Q2：總熱通量(J/m2 )α：熔鋼流速常數(無單位)t：凝固殼經由熱通量分布中之極小點後到達鑄模出口所需之時間(s)。
  35. 一種連續鑄造之凝固殼厚度推定裝置，其包括有：熱電偶群，於鑄模之鑄造方向設置複數個成一對之熱電偶而形成，該一對熱電偶係埋入至於鑄模厚度方向之深度不同之兩點者；局部熱通量運算手段，輸入來自該熱電偶群之溫度資訊而求得各熱電偶設置部位之局部熱通量q1；穩定凝固界面熱輸入記憶手段，記憶根據下式(1)所求得穩定狀態下之鑄模內熔鋼流動所引起的穩定凝固界面熱輸入q2reg 之資料；分布運算手段，就該等熱通量q1與穩定凝固界面熱輸入q2reg 之差(q1-q2reg )，求得熔鋼自爐浴面到達鑄模出口為止之熱通量分布；判定手段，判定針對上述(q1-q2reg )所求得之上述熱通量 分布中是否存在表示極小值之極小點；及凝固殼厚度運算手段，根據由該分布運算手段所求得之熱通量分布來對鑄模出口處之凝固殼厚度D進行運算；而上述凝固殼厚度運算手段係如下者，當上述熱通量分布中不存在表示極小值之極小點時，利用申請專利範圍第33項之方法來對凝固殼厚度D進行運算，當上述熱通量分布中存在表示極小值之極小點時，利用申請專利範圍第34項之方法來對凝固殼厚度D1進行運算。
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