(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造の鋳型に取り付けられた複数の温度測定器による測温値の変化が所定の条件を満たしたときに異常と判定し、該判定結果に基づいて拘束性ブレークアウトの発生を推定する方法であって、
周期的にサンプリングしている温度測定器の測温値の最新値をＴi 、前回値をＴi-1 、しきい値をΔＴ、温度測定器の過去一定期間の測温値の標準偏差σを変数とした関数をＦ（σ）とした場合に、Ｔi ≧Ｆ（σ）及びＴi −Ｔi-1 ≧ΔＴの両方の条件を満たしたときに、測温値の変化が異常であると判定することを特徴とする拘束性ブレークアウトの推定方法。
ここに、Ｆ（σ）＝Ｔ(avg) ＋ｋσである。
但し、  Ｔ(avg) ：最新測温値Ｔi 以前の前回値Ｔi-1 を含む過去の一定期間の測温値 の平均値
σ：最新測温値Ｔi 以前の前回値Ｔi-1 を含む過去の一定期間の測温値の標準 偏差
ｋ：測温値とブレークアウト痕等の関係から経験的に定まる定数
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続鋳造の鋳型に取り付けられた複数の熱電対による測温値の変化が所定の条件を満たしたときに異常と判定し、該判定結果に基づいて拘束性ブレークアウトの発生を推定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
拘束性ブレークアウトとは、連続鋳造時に例えばモールドパウダーの鋳型・鋳片間への流入不良による潤滑不良等が原因で鋳型・鋳片間に焼付きが発生し、鋳片を下方に引き抜いた時に焼付部分の凝固シェルが破断してこの破断部が鋳型の下端から露出したところで鋳型内の溶鋼が外部に漏れ出すことをいう。
【０００３】
ところで、連続鋳造時にこの拘束性ブレークアウトが発生すると、鋳造中断や設備損傷を引き起して生産性を低下させることになるため、従来においては、鋳型内面に複数の熱電対を埋設して該熱電対による測温値の変化の異常を検出し、該検出結果に基づいて拘束性ブレークアウトの発生を推定して警報等を発し、鋳込速度を遅くする等の対策を施している。
【０００４】
拘束性ブレークアウトの発生を推定する方法の具体例としては、例えば、図８に示すように、鋳型１内面に複数の熱電対列ａ及びｂを上下二段に埋設して温度を周期的にサンプリングし、上段列のいずれかの熱電対ａｎ  の測温値の変化が異常と判定され、且つ、異常と判定された上段列の熱電対ａｎ  に対応する部位の下段列の熱電対ｂｎ  の測温値の変化が異常と判断されたときに、拘束性ブレークアウトの発生を推定するものがある。このときの各熱電対の測温値変化の異常判定は、通常、周期的にサンプリングしている各熱電対毎の測温値の最新値をＴｉ  、前回値をＴｉ−１  、しきい値をΔＴとした場合に、Ｔｉ  −Ｔｉ−１  ≧ΔＴの条件を満たしたときとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにＴｉ  −Ｔｉ−１  ≧ΔＴの条件を満たしたときに測温値変化の異常を判定する場合、各熱電対毎の応答性にばらつきがあるため、異常の判定を行うしきい値ΔＴを応答性の鈍感な熱電対に合わせる必要があり、その結果、応答性の敏感な熱電対において誤検知（過検知）を生じてしまい、しかも、しきい値ΔＴは固定値であるため、鋳造条件の変化や鋳片のディプレッション等による鋳型内面（銅板）の温度変化が大きい場合にも誤検知を生じるという不都合がある。
【０００６】
なお、複数の熱電対に対して応答性に応じたしきい値を個別に設定し、且つ、このしきい値を鋳造状況に応じて時々刻々と変更し続けるようにすると、上述した不都合を解消することが可能になるが、このようなしきい値の設定は煩雑すぎて現実的でない。
本発明はこのような技術的背景に鑑みてなされたものであり、温度測定器による測温値変化の異常判定を正確且つ容易に行えるようにして拘束性ブレークアウト推定の信頼度を高めることができる拘束性ブレークアウトの推定方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る拘束性ブレークアウトの推定方法は、連続鋳造の鋳型に取り付けられた複数の温度測定器による測温値の変化が所定の条件を満たしたときに異常と判定し、該判定結果に基づいて拘束性ブレークアウトの発生を推定する方法であって、周期的にサンプリングしている温度測定器の測温値の最新値をＴi 、前回値をＴi-1 、しきい値をΔＴ、温度測定器の過去一定期間の測温値の標準偏差σを変数とした関数をＦ（σ）とした場合に、Ｔi ≧Ｆ（σ）及びＴi −Ｔi-1 ≧ΔＴの両方の条件を満たしたときに、測温値の変化が異常であると判定することを特徴とする。
ここに、Ｆ（σ）＝Ｔ(avg) ＋ｋσである。
但し、  Ｔ(avg) ：最新測温値Ｔi 以前の前回値Ｔi-1 を含む過去の一定期間の測温値 の平均値
σ：最新測温値Ｔi 以前の前回値Ｔi-1 を含む過去の一定期間の測温値の標準 偏差
ｋ：測温値とブレークアウト痕等の関係から経験的に定まる定数
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例である拘束性ブレークアウトの推定方法を説明するための説明図、図２は応答性の敏感な熱電対及び応答性の鈍感な熱電対の各測温値と時間との関係を示すグラフ図、図３は応答性の敏感な熱電対及び応答性の鈍感な熱電対の各Ｆ（σ）値と時間との関係を示すグラフ図、図４はコントローラの作動を説明するためのフローチャート図、図５は本発明法を用いた場合の応答性の敏感な熱電対及び応答性の鈍感な熱電対における異常判定を示すグラフ図、図６は従来法を用いた場合の応答性の敏感な熱電対及び応答性の鈍感な熱電対における異常判定を示すグラフ図、図７は本発明例及び従来例の過検知による警報回数の比較を示すグラフ図である。
【０００９】
図１において符号１は連続鋳造用鋳型、２はこの鋳型１の内面（銅板）に上下二段に複数箇所埋設された熱電対（温度測定器）であり、各熱電対２による測温値Ｔはコントローラ３によって所定の周期でサンプリングされて所定のプログラムによる処理が実行される。
コントローラ３は、Ｆ（σ）演算手段４、異常判定手段５及び警報発生手段６を備える。なお、説明の便宜上、異常判定手段５から先に説明する。
【００１０】
異常判定手段５は、個々の熱電対２毎に測温値の変化が異常であるか否かを判定するものであり、次式（１）及び（２）の両方の条件を満たしたときに測温値の変化が異常であると判定する。
Ｔｉ  ≧Ｆ（σ）                    …（１）
Ｔｉ  −Ｔｉ−１  ≧ΔＴ                …（２）
但し、Ｆ（σ）：Ｆ（σ）演算手段４によって与えられる値でＴｉ  に対するしきい値（変動値）
Ｔｉ      ：最新測温値
Ｔｉ−１    ：前回測温値
ΔＴ    ：しきい値（固定値：熱電対の最小測温単位の２〜３倍程度）Ｆ（σ）演算手段４は、最新測温値Ｔｉ  以前の過去の一定期間（例えば１０点）の測温値の標準偏差σを変数とした関数Ｆ（σ）を各熱電対２毎且つサンプリング周期毎に算出するものであり、次式（３）により算出される。
【００１１】
Ｆ（σ）＝Ｔ(avg) ＋ｋσ…（３）
但し、Ｔ(avg) ：最新測温値Ｔi 以前の前回値Ｔi-1 を含む過去の一定期間（例えば１                  ０点）の測温値の平均値（例えば図２においてＡ点が最新測温値Ｔi                   とすると、Ｂの範囲１０点の測温値の平均）
σ    ：最新測温値Ｔi 以前の前回値Ｔi-1 を含む過去の一定期間（例えば１                  ０点）の測温値の標準偏差（例えば図２においてＡ点が最新測温値Ｔ                  i とすると、Ｂの範囲１０点の測温値の標準偏差）
ｋ    ：測温値とブレークアウト痕等の関係から経験的に定まる定数で、この                  実施の形態ではｋ＝３に設定する。
【００１２】
なお、図３に、応答性の異なる二つの熱電対２について、各測温値を基にＦ（σ）演算手段４によって演算されたＦ（σ）の値を示す。図から明らかなように、Ｆ（σ）は熱電対２の応答性に応じて変更され、しかも、サンプリング周期毎に更新されて鋳込状況に応じて変動しているのが判る。
警報発生手段６は、上段のいずれかの熱電対２の測温値の変化が異常判定手段５によって異常と判定され、且つ、異常と判定された上段の熱電対２に対応する部位の下段の熱電対２の測温値の変化が異常判定手段５によって異常と判定されたときに、拘束性ブレークアウトの発生を推定し、警報をモニタ画面等に表示したり、警報音を発生させる。
【００１３】
次に、図４を参照してコントローラ３の作動を説明する。なお、図４において、ステップＳ２がＦ（σ）演算手段４、ステップＳ３〜ステップＳ５が異常判定手段５、ステップＳ６〜ステップＳ８が警報発生手段６にそれぞれ相当する。
まず、ステップＳ１で各熱電対２による測温値Ｔを周期的にサンプリングし、ステップＳ２で最新測温値Ｔｉ  以前の過去の一定期間（例えば１０点）の測温値の標準偏差σを変数とした関数Ｆ（σ）を各熱電対２毎且つサンプリング周期毎に上記式（３）により算出し、ステップＳ３に移行する。
【００１４】
ステップＳ３では、個々の熱電対２毎に最新測温値Ｔｉ  と関数Ｆ（σ）が比較され、上記（１）式を満たす場合はステップＳ４に移行する。
ステップＳ４では、（最新測温値Ｔｉ  −前回測温値Ｔｉ−１  ）としきい値ΔＴが比較され、上記（２）式を満たす場合は、測温値の変化が異常と判定される（ステップＳ５）。
【００１５】
ステップＳ６では、ステップＳ５の異常判定が上段の熱電対２についてなされたか否かが判断され、異常判定が上段の熱電対２についてなされた場合はステップＳ７に移行する。
ステップＳ７では、ステップＳ５の異常判定がステップＳ６で判断された上段の熱電対２に対応する部位の下段の熱電対２についてなされたか否かを判断し、異常判定が前記上段の熱電対２に対応する部位の下段の熱電対２についてなされた場合は拘束性ブレークアウトが発生するものとしてステップＳ８に移行する。
【００１６】
ステップＳ８では、モニタ画面や音声等の出力装置に警報信号を出力し、この警報を認識した時点で鋳込速度を遅くする等の対策を施す。
上記の説明から明らかなように、この実施の形態では、従来用いていたしきい値ΔＴに加えて、最近測温値Ｔｉ  に対して熱電対２の応答性に応じたしきい値、即ち、個々の熱電対２の測温値のばらつきを反映したしきい値Ｆ（σ）を計算により設定しているため、応答性の敏感な熱電対２による過検知及び応答性の鈍感な熱電対２における異常判定の見逃しを良好に防止することができ、しかも、しきい値Ｆ（σ）は熱電対２毎に変更されるだけでなく、サンプリング周期毎に再計算されて更新されるため、鋳造条件の変化や鋳片のディプレッション等による鋳型内面（銅板）の温度変化が大きい場合の誤検知を防止することができ、この結果、熱電対２による測温値変化の異常判定を正確且つ容易に行うことができ、拘束性ブレークアウト推定の信頼度を高めることができる。
【００１７】
なお、上記実施の形態では、上段のいずれかの熱電対２の測温値の変化が異常判定手段５によって異常と判定され、且つ、異常と判定された上段の熱電対２に対応する部位の下段の熱電対２の測温値の変化が異常判定手段５によって異常と判定されたときに、拘束性ブレークアウトの発生を推定するようにしているが、必ずしもこれに限定する必要はなく、他の異常判定結果に基づいて、拘束性ブレークアウトの発生を推定するようにしてもよい。
【００１８】
また、上記実施の形態では、鋳型１の内面（銅板）に上下二段に複数の熱電対２を埋設した場合を例に採ったが、これに限定されず、一段のみ或いは上下三段以上に熱電対２を埋設するようにしてもよい。
【００１９】
【実施例】
一個の熱電対について、同一の連続鋳造機において異常判定法以外は同一条件とし、本発明例を用いた場合の異常判定の回数を図５に、本発明法を用いる前、即ち、Ｔｉ  −Ｔｉ−１  ≧ΔＴの条件を満たしたときに異常と判定する場合の異常判定の回数を図６に示す（従来例）。また、図７に、本発明例及び従来例の過検知によるブレークアウト警報の発生回数／月の比較を示す。図から明らかなように、本発明例の方が従来例に比べて過検知によるブレークアウト警報回数が大幅に減少しており、拘束性ブレークアウト推定の信頼度が高まったことが判る。
【００２０】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明によれば、温度測定器による測温値変化の異常判定を正確且つ容易に行えることができるので、拘束性ブレークアウト推定の信頼度を高めることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例である拘束性ブレークアウトの推定方法を説明するための説明図である。
【図２】応答性の敏感な熱電対及び応答性の鈍感な熱電対の各測温値と時間との関係を示すグラフ図である。
【図３】応答性の敏感な熱電対及び応答性の鈍感な熱電対の各Ｆ（σ）値と時間との関係を示すグラフ図である。
【図４】コントローラの作動を説明するためのフローチャート図である。
【図５】本発明法を用いた場合の応答性の敏感な熱電対及び応答性の鈍感な熱電対における異常判定を示すグラフ図である
【図６】従来法を用いた場合の応答性の敏感な熱電対及び応答性の鈍感な熱電対における異常判定を示すグラフ図である
【図７】本発明例及び従来例の過検知による警報回数の比較を示すグラフ図である。
【図８】従来の拘束性ブレークアウトの推定方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１…連続鋳造用鋳型
２…熱電対（温度測定器）
３…コントローラ
４…Ｆ（σ）演算手段
５…異常判定手段
６…警報発生手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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