(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型を振動させながら前記鋳型中の溶鋼を凝固させて鋳片を連続鋳造する連続鋳造前に、鋳片のない状態で前記鋳型を振動させたときの第１の鋳型抵抗値の時系列データを取得し、連続鋳造時に前記鋳型と前記鋳片との間に生じる第２の鋳型抵抗値の時系列データを取得する鋳型抵抗値取得ステップと、
前記第１の鋳型抵抗値の時系列データと前記第２の鋳型抵抗値の時系列データとを差分して、鋳型潤滑抵抗値の時系列データを取得する鋳型潤滑抵抗値取得ステップと、
前記鋳型潤滑抵抗値の時系列データの波形のうち、少なくとも前記鋳型潤滑抵抗値が上昇している上昇区間における波形変化に基づいて、ブレークアウト発生の可能性を判定する判定ステップと、
を含み、
前記判定ステップでは、
少なくとも前記上昇区間における前記鋳型潤滑抵抗値の時系列データの波形に対し下記式をフィッティングして、パウダー固相弾性係数を算出し、
前記パウダー固相弾性係数が所定の値以上変化した場合に、ブレークアウト発生の可能性があると判定する、ブレークアウト検知方法。
【数１】
0006733152.tif 000005
なお、上記式において、ＦＭは鋳型潤滑抵抗値、ｔは時間、Ｍは鋳片とモールドパウダーの固相との間の液体摩擦係数、Ｋはパウダー固相弾性係数、ｄは鋳型の振動振幅、ωは鋳型の振動周波数、φは鋳型の振動波形に対する鋳型潤滑抵抗値の波形の位相のずれ、Ｖｃは鋳造速度、Ｍｏは鋳片とモールドパウダーの固相との間の固体摩擦力、αはモールドパウダーの液相の粘性分布を反映した係数であり、αの値は１である。
【請求項２】
前記パウダー固相弾性係数は、前記鋳型潤滑抵抗値の時系列データの波形のうち、前記鋳型の振動１周期分のデータに基づいて、前記式をフィッティングして算出される、請求項１に記載のブレークアウト検知方法。
【請求項３】
鋳型を振動させながら前記鋳型中の溶鋼を凝固させて鋳片を連続鋳造する連続鋳造前に、鋳片のない状態で前記鋳型を振動させたときの第１の鋳型抵抗値の時系列データを取得し、連続鋳造時に前記鋳型と前記鋳片との間に生じる第２の鋳型抵抗値の時系列データを取得する鋳型抵抗値取得ステップと、
前記第１の鋳型抵抗値の時系列データと前記第２の鋳型抵抗値の時系列データとを差分して、鋳型潤滑抵抗値の時系列データを取得する鋳型潤滑抵抗値取得ステップと、
前記鋳型潤滑抵抗値の時系列データの波形のうち、少なくとも前記鋳型潤滑抵抗値が上昇している上昇区間における波形変化に基づいて、ブレークアウト発生の可能性を判定する判定ステップと、
を含み、
前記判定ステップでは、鋳型変位波形において前記鋳型の上下方向における変位が最下端となる位置と、前記鋳型潤滑抵抗値の時系列データの波形が最下端となる位置との差を表す潤滑抵抗位相差の変化に基づいて、ブレークアウト発生の可能性を判定する、ブレークアウト検知方法。
【請求項４】
前記判定ステップでは、少なくとも前記鋳型潤滑抵抗値の時系列データの波形の上昇区間における波形の傾きが所定の値以上変化したき、ブレークアウト発生の可能性があると判定する、請求項３に記載のブレークアウト検知方法。
【請求項５】
前記鋳型潤滑抵抗値取得ステップでは、
前記第１の鋳型抵抗値の時系列データ及び前記第２の鋳型抵抗値の時系列データについて、前記鋳型の振動１周期に対応して区分した単位時系列データを特定して、それぞれ同数の単位時系列データの平均値を算出し、
前記単位時系列データの平均値の差分を鋳型潤滑抵抗値の時系列データとする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のブレークアウト検知方法。
【請求項６】
前記鋳型抵抗値取得ステップでは、前記鋳型を振動させる駆動装置の出力値に基づいて、前記鋳型抵抗値を取得する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のブレークアウト検知方法。
【請求項７】
前記駆動装置は、油圧装置またはモータである、請求項６に記載のブレークアウト検知方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のブレークアウト検知方法によりブレークアウト発生の可能性があると判定されたとき、前記連続鋳造の鋳造速度を低下させる、連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造におけるブレークアウト検知方法及び連続鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造において生産性を向上させるには操業異常を低減させることが重要である。特に、凝固シェルが破れて溶鋼が漏出するブレークアウトは生産の大きな妨げとなるため、その発生を早期に予測できることが望まれている。ブレークアウトの中で最も代表的な拘束性ブレークアウトは、溶鋼が鋳型内面に固着することによる鋳片の潤滑不良によって引き起こされている。そこで、鋳型の潤滑状態を診断し、拘束性ブレークアウトを検知することが一般的に行われている。
【０００３】
拘束性ブレークアウトの検知は、熱電対を用いて測定された鋳型温度に基づき行うのが一般的である。熱電対を用いた高速性ブレークアウトの検知は、潤滑不良により溶鋼が鋳型に接触したことを鋳型温度の上昇により判定するものである。しかし、鋳型温度は平時から変動しているため、溶鋼接触による鋳型温度の上昇を正確に判別することは困難であり、誤検知あるいは過検知が多く生じていた。
【０００４】
そこで、鋳型温度以外の情報に基づき、拘束性ブレークアウトを検知する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、鋳型振動システムの無負荷時における振動伝達特性と、連続鋳造時における振動伝達特性とを比較して、これらの伝達特性の差から鋳片と鋳型間の潤滑状態の変化あるいは異常を検出する方法が開示されている。また、特許文献２には、連続鋳造機の鋳型を振動させる油圧シリンダの押し側と押し戻し側との油圧差の変化に基づいて、鋳型内に注入された溶鋼の凝固シェルと鋳型との間の潤滑状態を把握し、鋳型から引き抜かれる未凝固鋳片のブレークアウトの発生を予知する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５７−４４４５６号公報
【特許文献２】特開昭６１−５２９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１には具体的なブレークアウトの検知基準は示されていない。また、上記特許文献２では、凝固シェルと鋳型との間の潤滑抵抗の平均的挙動からブレークアウトを予知しているにすぎず、高確度にブレークアウトを検知することは難しい。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、高確度にブレークアウトの発生を検知することが可能な、新規かつ改良されたブレークアウト検知方法及び連続鋳造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、鋳型を振動させながら鋳型中の溶鋼を凝固させて鋳片を連続鋳造する連続鋳造前に、鋳片のない状態で鋳型を振動させたときの第１の鋳型抵抗値の時系列データを取得し、連続鋳造時に鋳型と鋳片との間に生じる第２の鋳型抵抗値の時系列データを取得する鋳型抵抗値取得ステップと、第１の鋳型抵抗値の時系列データと第２の鋳型抵抗値の時系列データとを差分して、鋳型潤滑抵抗値の時系列データを取得する鋳型潤滑抵抗値取得ステップと、鋳型潤滑抵抗値の時系列データの波形のうち、少なくとも鋳型潤滑抵抗値が上昇している上昇区間における波形変化に基づいて、ブレークアウト発生の可能性を判定する判定ステップと、を含む、ブレークアウト検知方法が提供される。
【０００９】
鋳型潤滑抵抗値取得ステップでは、第１の鋳型抵抗値の時系列データ及び第２の鋳型抵抗値の時系列データについて、鋳型の振動１周期に対応して区分した単位時系列データを特定して、それぞれ同数の単位時系列データの平均値を算出し、単位時系列データの平均値の差分を鋳型潤滑抵抗値の時系列データとしてもよい。
【００１０】
判定ステップでは、少なくとも上昇区間における鋳型潤滑抵抗値の時系列データの波形に対し下記式をフィッティングして、パウダー固相弾性係数を算出し、パウダー固相弾性係数が所定の値以上変化した場合に、ブレークアウト発生の可能性があると判定してもよい。
【００１１】
【数１】
0006733152.tif 000002
【００１２】
なお、上記式において、ＦＭは鋳型潤滑抵抗値、ｔは時間、Ｍは鋳片とモールドパウダーの固相との間の液体摩擦の定数、Ｋはパウダー固相弾性係数、ｄは鋳型の振動振幅、ωは鋳型の振動周波数、φは鋳型の振動波形に対する鋳型潤滑抵抗値の波形の位相のずれ、Ｖｃは鋳造速度、Ｍｏは鋳片とモールドパウダーの固相との間の固体摩擦力、αはモールドパウダーの液相の粘性分布を反映した係数であり、αの値は１である。
【００１３】
パウダー固相弾性係数は、鋳型潤滑抵抗値の時系列データの波形のうち、鋳型の振動１周期分のデータに基づいて、式をフィッティングして算出してもよい。
【００１４】
また、判定ステップでは、鋳型変位波形において鋳型の上下方向における変位が最下端となる位置と、鋳型潤滑抵抗値の時系列データの波形が最下端となる位置との差を表す潤滑抵抗位相差の変化に基づいて、ブレークアウト発生の可能性を判定してもよい。
【００１５】
さらに、判定ステップでは、少なくとも鋳型潤滑抵抗値の時系列データの波形の上昇区間における波形の傾きが所定の値以上変化したき、ブレークアウト発生の可能性があると判定してもよい。
【００１６】
鋳型抵抗値取得ステップでは、鋳型を振動させる駆動装置の出力値に基づいて、鋳型抵抗値を取得してもよい。駆動装置は、例えば油圧装置またはモータであってもよい。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上述のブレークアウト検知方法によりブレークアウト発生の可能性があると判定されたとき、連続鋳造の鋳造速度を低下させる、連続鋳造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明によれば、高確度にブレークアウトの発生を検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る連続鋳造における鋳型内の鋳片の状態を示す説明図である。
【図２】図１の連続鋳造時の状態をモデル化した連続鋳造潤滑モデルを示す説明図である。
【図３】モールドパウダーの固相が弾性変形及び塑性変形を周期的に繰り返す状態を示す場合の連続鋳造潤滑状態を示す説明図である。
【図４】モールドパウダーの固相が切断している場合の連続鋳造潤滑状態を示す説明図である。
【図５】実施例１として、鋳型潤滑抵抗値の波形の傾き及び潤滑抵抗位相差に基づきブレークアウト検知を行った場合の検知結果（実施例Ａ）を示す。
【図６】実施例１として、鋳型潤滑抵抗値の波形の傾き及び潤滑抵抗位相差に基づきブレークアウト検知を行った場合の検知結果（実施例Ｂ）を示す。
【図７】実施例１として、鋳型潤滑抵抗値の波形の傾き及び潤滑抵抗位相差に基づきブレークアウト検知を行った場合の検知結果（実施例Ｃ）を示す。
【図８】実施例２として、鋳型潤滑抵抗値の波形へのフィッティングにより得られたパウダー固相弾性係数に基づきブレークアウト検知を行った場合の検知結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
＜１．概要＞
まず、本発明の一実施形態に係る連続鋳造におけるブレークアウト検知方法の概要を説明する。本実施形態に係るブレークアウト検知方法は、連続鋳造機の鋳型と鋳片との間に生じる鋳型潤滑抵抗値を取得し、取得した鋳型潤滑抵抗値の時系列データのうち、少なくとも当該抵抗値が上昇している上昇区間の波形変化を利用して、ブレークアウト発生の可能性を判定する方法である。
【００２２】
鋳型潤滑抵抗値の時系列データは、連続鋳造機の鋳型を振動させる駆動装置の出力値を計測して取得される。本実施形態に係るブレークアウト検知方法では、連続鋳造機における鋳型と鋳片との潤滑挙動をより正確に把握するために、鋳型を振動させる駆動装置や機構の精度に基づき発生する抵抗値を除去した鋳型潤滑抵抗値の時系列データを生成する処理を行う。また、鋳型潤滑抵抗値の時系列データのうち当該抵抗値の上昇区間において、ブレークアウト発生の可能性が高まったときに変化が現れやすい。そこで、本実施形態に係るブレークアウト検知方法では、少なくとも時系列データの抵抗値の上昇区間の波形に基づき、ブレークアウト発生の可能性を判定する。これにより、より早期、かつ、過検知または誤検知の少ない的確なブレークアウト検知方法を提供することができる。以下、本実施形態に係るブレークアウト検知方法について詳細に説明していく。
【００２３】
＜２．ブレークアウト検知方法＞
［２−１．鋳型潤滑抵抗値と連続鋳造潤滑モデル］
まず、図１及び図２に基づいて、本実施形態に係るブレークアウト検知方法を実施するにあたり利用する鋳型潤滑抵抗値と、鋳型１０と凝固シェル５ａとの潤滑状態を表す連続鋳造潤滑モデルについて説明する。図１は、本実施形態に係る連続鋳造における鋳型内の鋳片の状態を示す説明図である。図２は、図１の連続鋳造時の状態をモデル化した連続鋳造潤滑モデルを示す説明図である。なお、図１では鋳型１０の部分断面を示しており、鋳型１０の内面に接する溶鋼は、以下、図１に基づき説明にする状態となっているものとする。
【００２４】
（１）鋳型潤滑抵抗値
連続鋳造機において、鋳型１０はタンディッシュ（図示せず。）から注がれた溶鋼５を収容して、製造する鋳片の形を規定する部材である。鋳型１０に注がれた溶鋼５は、下方に引き抜かれつつ鋳型１０との接触する部分から凝固して、鋳片とされていく。鋳型１０の内面には、鋳型１０と溶鋼５の凝固部分である凝固シェル５ａとの潤滑剤としてモールドパウダー７が添加されている。モールドパウダー７は、溶鋼表面の保温、酸化防止等の機能も有する。
【００２５】
鋳型１０と溶鋼５との接触部分について詳細に説明すると、図１に示すように、鋳型１０と溶鋼との間には、モールドパウダー７が介在している。連続鋳造時、鋳型１０は鋳造方向に所定の周期で振動されている。これにより、モールドパウダー７が鋳型１０と凝固シェル５ａとの間に流入し、潤滑剤として機能する。モールドパウダー７は、鋳型１０に接触する部分では添加時の状態と同様、固相７ｂとして存在するが、鋳型１０と凝固シェル５ａとの間や溶鋼表面部分では、接触する溶鋼５の熱で溶融し、液相７ａとなっている。なお、溶鋼５は、水冷されている鋳型１０によって冷却されて、鋳型１０側から凝固し、凝固シェル５ａを形成する。凝固シェル５ａの厚みは、鋳造方向下流側に向かって徐々に厚くなる。
【００２６】
ここで、鋳型１０のモールドパウダー７の固相７ｂは、図１に示すように、鋳造方向上流側においては鋳型１０に固着（または固体摩擦が発生）しているが、鋳造方向下流側にて鋳型１０から離れ、鋳型１０と固相７ｂとの間に空隙Ｖｏが生じる。このことによって、鋳型１０の周期的振動と、鋳片が引き抜かれる際に発生するモールドパウダー７の固相７ｂと凝固シェル５ａとの間の摩擦とによって、領域Ａにてモールドパウダー７の固相７ｂが弾性変形と塑性変形とを繰り返すことになる。すなわち、モールドパウダー７の固相７ｂは、当該固相７ｂが接触する鋳型１０及び凝固シェル５ａの動きによって変形している。
【００２７】
一方で、鋳型１０と凝固シェル５ａとの潤滑が不良となると、凝固シェル５ａが破れて溶鋼５が漏出するブレークアウトが発生する可能性がある。そこで、鋳型１０と凝固シェル５ａとの潤滑状態の変化を検知することにより、潤滑不良に起因するブレークアウトの発生を検知できると考えられる。本実施形態に係るブレークアウト検知方法では、鋳型１０と凝固シェル５ａとの潤滑状態を、所定の周期で振動する鋳型１０の抵抗値から推定し、その抵抗値の変化からブレークアウトの発生の可能性を検知する。
【００２８】
鋳型１０の抵抗値は、例えば鋳型１０を振動させる駆動装置（例えば油圧シリンダ等の油圧装置）の出力値に基づき取得可能である。なお、鋳型１０の抵抗値は、油圧装置の出力値以外にも、例えば、ロードセルやカムのモータ出力値等を測定し利用することも可能である。すなわち、例えば駆動装置として油圧装置を用いて鋳型１０を振動させる場合には、油圧を抵抗値に換算する。また、例えば駆動装置としてモータにより回転されるカムを用いて鋳型１０を振動させる場合には、モータ出力値を抵抗値に換算する。
【００２９】
ここで、駆動装置の出力値は、鋳型１０内の鋳片の有無により、その値に含まれる情報が異なる。鋳型１０内に鋳片がない場合には、駆動装置の出力値は、主に、駆動装置あるいは鋳型１０を駆動させるための機構等の機械的精度によって発生する抵抗値と考えられる。鋳型１０内に鋳片がない場合に測定された抵抗値を、以下、「第１の鋳型抵抗値」ともいう。これに対して、鋳型１０内に鋳片がある場合、すなわち連続鋳造時には、駆動装置の出力値には、第１の鋳型抵抗値に加えて、鋳型１０と凝固シェル５ａとの潤滑抵抗が含まれる。鋳型１０内に鋳片がある場合に測定された抵抗値を、以下、「第２の鋳型抵抗値」ともいう。
【００３０】
本実施形態に係るブレークアウト検知方法では、鋳型１０と凝固シェル５ａとの潤滑状態をより正確に把握するために、第２の抵抗値に含まれる鋳型１０と凝固シェル５ａとの潤滑抵抗のみを用い、ブレークアウトの発生の可能性を検知する。つまり、第２の鋳型抵抗値から第１の鋳型抵抗値を引いた値を鋳型潤滑抵抗値として用いて、ブレークアウトの発生の可能性を検知する。鋳型潤滑抵抗値は、具体的には以下のように取得される。
【００３１】
まず、鋳型１０内に鋳片がない場合の第１の鋳型抵抗値が取得される。第１の鋳型抵抗値は、連続鋳造開始前に予め取得され、例えば油圧装置によって鋳型１０を所定の周期及び振幅で振動させたときの当該油圧装置の出力値が取得される。第１の鋳型抵抗値は所定のタイミングで取得され、時系列データとして得られる。
【００３２】
次に、鋳型１０内に鋳片がある場合の第２の鋳型抵抗値が取得される。第２の鋳型抵抗値は、連続鋳造中に予め取得され、第１の鋳型抵抗値と同様に、油圧装置の出力値等の鋳型抵抗値として利用する値が取得される。この際、鋳型１０は、第１の鋳型抵抗値を取得したときと同一周期同一振幅で振動される。第２の鋳型抵抗値も所定のタイミングで取得され、時系列データとして得られる。なお、第１の鋳型抵抗値の所定のタイミングと第２の鋳型抵抗値の所定のタイミングとは、同一であるのが望ましいが、異なってもよい。なお、実際には、同一タイミングでの計測が困難なことから、第１の鋳型抵抗値と第２の鋳型抵抗値とは異なるタイミングで取得される。
【００３３】
そして、第１の鋳型抵抗値の時系列データと第２の時系列データとに基づいて、ブレークアウト検知に利用する鋳型潤滑抵抗値の時系列データを得る。連続鋳造中に取得された第２の鋳型抵抗値には、鋳型１０と鋳片との間に発生する潤滑抵抗だけでなく、連続鋳造機の駆動装置等が有する機械的抵抗も含まれる。本実施形態では、ブレークアウト検知の精度を高めるため、ブレークアウトの発生と関連性の高い潤滑抵抗の変化からブレークアウト発生の可能性を判断する。そこで、第１の鋳型抵抗値の時系列データと第２の鋳型抵抗値の時系列データとの周期（すなわち、これらを取得したときの鋳型１０の振動周期）を対応させて、第１の鋳型抵抗値の時系列データから第２の鋳型抵抗値の時系列データを差し引いたものを鋳型潤滑抵抗値の時系列データとして取得する。
【００３４】
鋳型潤滑抵抗値の時系列データは、鋳型１０の振動の１周期毎に、第１の鋳型抵抗値の時系列データと第２の時系列データとの差分を取ってもよい。あるいは、各時系列データは、鋳型１０の振動１周期毎にその波形を見ると、取得された鋳型抵抗値にばらつきがあり、波形が一定の形状に収まらないことがある。この場合、鋳型１０の振動１周期分の鋳型抵抗値の時系列データの波形が一定の形状となるように、複数の鋳型１０の振動１周期分の鋳型抵抗値の時系列データ（以下、「単位時系列データ」ともいう。）の平均を取り、安定した波形の鋳型抵抗値の時系列データを得るようにしてもよい。平均を取るために用いる単位時系列データの数は、単位時系列データのばらつきが所定の値以下となるように設定される。
【００３５】
単位時系列データのばらつきは、例えば標準偏差を用いて評価してもよい。この場合、例えば、予め設定された単位時系列データの数で平均を取り、標準偏差を求め、この標準偏差が所定の値よりも大きい場合には、単位時系列データの数を増やして再度平均を取るようにする。そして、標準偏差が所定の値以下となったとき、そのときの単位時系列データの平均を用いて鋳型潤滑抵抗値の時系列データを取得する。このようにブレークアウト発生の可能性を評価するために用いる鋳型潤滑抵抗値の時系列データのばらつきを低減させることで、ブレークアウト検知の精度を高めることができる。
【００３６】
なお、第１の鋳型抵抗値の時系列データまたは第２の鋳型抵抗値の時系列データのうちいずれか一方について複数の単位時系列データの平均を取った場合には、他方についても同数の単位時系列データから平均を取り、単位時系列データの平均同士を差分して、鋳型潤滑抵抗値の時系列データを得るようにする。通常、予め取得される第１の鋳型抵抗値の時系列データのばらつきに応じて、単位時系列データの平均を取るか否かが決定される。したがって、第１の鋳型抵抗値について単位時系列データの平均を取った場合には、第１の鋳型抵抗値において用いた単位時系列データの数と同数の第２の鋳型抵抗値の単位時系列データを用いて平均を取るようにする。
【００３７】
以上の処理により、鋳型潤滑抵抗値の時系列データが取得される。
【００３８】
（２）連続鋳造潤滑モデル
図１に示した鋳型１０と凝固シェル５ａとの潤滑挙動を表す数理モデルとして、例えば、図２に示す連続鋳造潤滑モデルを設定する。かかる連続鋳造潤滑モデルは、鋳型１０を表す鋳型モデル１０Ｍと、鋳片を表す鋳片モデル５Ｍと、鋳型モデル１０Ｍと鋳片モデル５Ｍとを連結するパウダーモデル７Ｍとからなる。パウダーモデル７Ｍは、鋳型モデル１０Ｍと接する物体Ａ７ＭＡ、鋳片モデル５Ｍと接する物体Ｂ７ＭＢ、及び物体Ａ７ＭＡと物体Ｂ７ＭＢとを連結する弾性モデル７ＭＫからなる。
【００３９】
鋳型モデル１０Ｍは、所定の周期で鋳造方向（Ｘ軸方向）に振動する物体として設定される。また、鋳片モデル５Ｍは、所定の速度で鋳造方向下流側（Ｘ軸負方向側）に移動する物体として設定される。パウダーモデル７Ｍについては、物体Ａ７ＭＡは、鋳型モデル１０Ｍに固着して、これと一体に動く物体、あるいは、鋳型モデル１０Ｍの動きに応じて、鋳型モデル１０Ｍとの間に固体摩擦を生じながら動く物体として設定される。また、物体Ｂ７ＭＢは、鋳片モデル５Ｍの動きに応じて、鋳片モデル５Ｍとの間に固体摩擦または液体摩擦を生じながら動く物体として設定される。
【００４０】
このような連続鋳造潤滑モデルにより、鋳型１０及び鋳片５の動きによって変形するパウダー７の状態を表し、鋳型１０及び鋳片５の潤滑状態を表すことができる。連続鋳造潤滑モデルは、後述するように、連続鋳造機から得られた鋳型潤滑抵抗値の時系列データを当該モデルに適合させ、モールドパウダー７の固相弾性係数や、モールドパウダー７の固相７ｂと鋳片あるは鋳型１０との摩擦力等を得るために利用される。
【００４１】
［２−２．連続鋳造潤滑状態］
次に、図３及び図４に基づいて、連続鋳造潤滑状態として、鋳型の潤滑状態と、鋳型振動変位及び鋳型抵抗値とを説明する。なお、図３は、モールドパウダー７の固相７ｂが弾性変形及び塑性変形を周期的に繰り返す状態を示す場合の連続鋳造潤滑状態を示す説明図である。図４は、モールドパウダー７の固相７ｂが切断されている場合の連続鋳造潤滑状態を示す説明図である。
【００４２】
（１）モールドパウダー固相が弾性変形及び塑性変形をする場合
連続鋳造潤滑状態の一例として、鋳型１０の周期的振動に応じて、モールドパウダー７の固相７ｂが弾性変形及び塑性変形を周期的に繰り返す状態を示す場合がある。図３のグラフに示すように、鋳型１０が上昇し下降する振動の１周期の間に、モールドパウダー７の固相７ｂは、３つの変形状態をとる。
【００４３】
まず、鋳型１０が上昇する区間ａにおいて、固相７ｂは、鋳型１０の上昇に伴い、鋳型１０と接する部分が上方へ移動し、鋳型１０と接する部分と凝固シェル５ａと接触する部分との間（図１の領域Ａ）が弾性変形し伸びる。このとき、鋳型抵抗値は上昇し続ける。そして、鋳型抵抗値が所定の値Ｆｆｒｉとなると、固相７ｂは、塑性変形するようになる（区間ｂ）。その後、鋳型１０が下降し始めると、固相７ｂは、鋳型１０の下降に伴い、鋳型１０と接する部分が下方へ移動し、鋳型１０と接する部分と凝固シェル５ａと接触する部分との間（図１の領域Ａ）が弾性変形し縮む（区間ｃ）。
【００４４】
このような鋳型１０の振動１周期の間に、モールドパウダー７の固相７ｂは弾性変形と塑性変形との状態を繰り返す。
【００４５】
（２）モールドパウダー固相が切断されている場合
連続鋳造潤滑状態の他の一例として、モールドパウダー７の固相７ｂが切断されている場合があり、この場合には、図４に示すように、固相７ｂは図３と異なる挙動を示す。図４に示すように、固相７ｂが、鋳型１０と接する部分と凝固シェル５ａとが部分Ｂで切断されていると、各部分は鋳型１０の振動または凝固シェル５ａの移動のいずれか一方に大きく影響を受けて移動する。このため、固相７ｂは、鋳型１０の昇降に伴って弾性変形し伸縮する。したがって、図４のグラフに示すように、鋳型抵抗値の時系列データは、鋳型１０の振動１周期の間に、鋳型１０の上昇に伴い上昇し、鋳型１０の下降に伴い低下する波形となる。
【００４６】
本実施形態に係るブレークアウト検知方法では、図３及び図４に示した連続鋳造潤滑状態である場合はもちろん、これら以外の連続鋳造潤滑状態であってもブレークアウト発生の可能性を検知することが可能である。
【００４７】
［２−３．判定方法］
以下、本実施形態に係るブレークアウト発生の可能性を判定する方法について説明する。本実施形態に係るブレークアウト検知方法では、連続鋳造機の鋳型と鋳片との間に生じる鋳型潤滑抵抗値の時系列データのうち、少なくとも当該抵抗値が上昇している上昇区間の波形変化を利用して、ブレークアウト発生の可能性を判定する。具体的には、鋳型潤滑抵抗値の時系列データを利用してブレークアウト発生の可能性を評価するための評価指標を求め、ブレークアウト発生の可能性を判定する。
【００４８】
本実施形態では、評価指標として、以下の３つのうち少なくともいずれか１つを用いる。
（Ａ）モールドパウダーの固相の弾性係数
（Ｂ）鋳型の振動変位波形と鋳型潤滑抵抗値の波形との位相差
（Ｃ）鋳型潤滑抵抗値の波形の傾き
【００４９】
なお、複数の評価指標を用いる場合には、少なくともいずれか１つの評価指標に基づきブレークアウト発生の可能性があると判定されたときにブレークアウト発生を通知してもよく、すべての評価指標においてブレークアウト発生の可能性があると判定されたときにブレークアウト発生を通知してもよい。以下、各評価指標に基づくブレークアウト発生の可能性の判定方法について説明する。
【００５０】
（Ａ）モールドパウダーの固相の弾性係数
まず、評価指標としてモールドパウダーの固相の弾性係数（以下、「パウダー固相弾性係数」ともいう。）を用いる場合のブレークアウト検知方法について説明する。拘束性ブレークアウトは、溶鋼が鋳型内面に固着することによる鋳片の潤滑不良によって引き起こされる。鋳型１０の内部には、鋳型１０と凝固シェル５ａとの潤滑剤としてモールドパウダー７が添加されている。このモールドパウダー７のパウダー固相弾性係数は、拘束されると抵抗が大きくなり見かけ上弾性係数が大きくなる。例えば図３の連続鋳造潤滑状態においては、鋳型１０が上昇するときに固相７ｂが見かけ上ほぼ弾性変形しなくなる。そこで、連続鋳造時のパウダー固相弾性係数を評価指標として用い、その値の変化を見ることで、ブレークアウト発生の可能性を判定する。
【００５１】
本実施形態では、このパウダー固相弾性係数を、鋳型潤滑抵抗値の時系列データの波形に対して下記式（１）で表される鋳型潤滑抵抗値の式をフィッティングして求める。
【００５２】
【数２】
0006733152.tif 000003
【００５３】
なお、上記式（１）において、ＦＭは鋳型潤滑抵抗値、ｔは時間、Ｍは鋳片とモールドパウダーの固相との間の液体摩擦の定数、Ｋはパウダー固相弾性係数、ｄは鋳型の振動振幅、ωは鋳型の振動周波数を表す。また、φは鋳型の振動波形に対する鋳型潤滑抵抗値の波形の位相のずれを表し、鋳型の振動波形の最下端位置から鋳型潤滑抵抗値の抵抗最下端位置までの位相である。鋳型の振動波形に対して鋳型潤滑抵抗値の波形が先行したときを正とする。そして、Ｖｃは鋳造速度、Ｍｏは鋳片とモールドパウダーの固相との間の固体摩擦力である。αはモールドパウダーの液相の粘性分布を反映した係数であり、本実施形態では粘性分布は一様であるとして１としている。
【００５４】
本実施形態では、上記式（１）を、鋳型潤滑抵抗値の時系列データの波形に対応させて、パウダー固相弾性係数Ｋを求める。この際、上記式（１）は、少なくとも鋳型潤滑抵抗値の時系列データの波形のうち鋳型上昇時にモールドパウダーの固相が弾性変形する部分（図３の区間ａ）にフィットすればよい。鋳型潤滑抵抗値の波形のうち、鋳型上昇時の固相弾性変形区間が、ブレークアウト発生の可能性が高まったときに変化が現れやすいためである。なお、本発明はかかる例に限定されず、鋳型潤滑抵抗値の時系列データの波形のうち、鋳型上昇時の固相弾性変形区間のみならず、他の弾性変形区間についても上記式（１）がフィットするようにしてパウダー固相弾性係数Ｋを求めてもよい。
【００５５】
鋳型潤滑抵抗値の時系列データの波形に対して下記式（１）をフィッティングさせてパウダー固相弾性係数Ｋが算出されると、その値がこれまで算出されたパウダー固相弾性係数Ｋの平均値に対して所定の範囲を超えているか否かを判定する。すなわち、上記式（１）のフィッティングにより得られたパウダー固相弾性係数Ｋが、急激に大きくなったか否かが判定される。これにより、パウダー固相弾性係数Ｋの急激な上昇を検出し、ブレークアウト発生の可能性が高まったことを検知する。例えば、フィッティングにより得られたパウダー固相弾性係数Ｋが、パウダー固相弾性係数Ｋの平均値に対して標準偏差の３倍（３σ）を超えた値となったとき、ブレークアウト発生の可能性があると判定してもよい。
【００５６】
ブレークアウト検知方法によりブレークアウト発生の可能性があると判定されたときには、例えば、連続鋳造の鋳造速度を低下させる等の対応を取ることで、実際にブレークアウトが発生するのを防止することができる。
【００５７】
（Ｂ）鋳型の振動変位波形と鋳型潤滑抵抗値の波形との位相差
次に、評価指標として鋳型の振動変位波形と鋳型潤滑抵抗値の波形との位相差（以下、「潤滑抵抗位相差」ともいう。）を用いる場合のブレークアウト検知方法について説明する。潤滑抵抗位相差は、図３に示す鋳型１０の振動変位波形と鋳型抵抗値の波形との位相差φに相当する。この潤滑抵抗位相差φは、鋳型１０の振動変位波形において鋳型変位が最下端となる位置から、鋳型潤滑抵抗値の波形において鋳型潤滑抵抗値が最小となる位置までの位相である。この場合にも、鋳型潤滑抵抗値の波形のうち、鋳型潤滑抵抗値が最小となる位置は、鋳型上昇時におけるモールドパウダーの固相が弾性変形をする区間の一部とみなすことができ、当該区間の波形変化を表す情報として考える。
【００５８】
鋳型１０は、油圧シリンダやモータ等の駆動装置によりカムを駆動させることで振動する。したがって、鋳型１０の変位は、油圧シリンダの位置やカムの角度等を計測することで算出することができる。算出された鋳型１０の変位を時系列に並べることで鋳型１０の振動による鋳型変位波形が取得され、これより、鋳型変位波形における鋳型１０の上下方向の変位が最下点となる位置を特定することができる。
【００５９】
潤滑抵抗位相差φは、下記式（２）で表される。なお、下記式（２）において、Ｍは鋳片とモールドパウダーの固相との間の液体摩擦係数、Ｋはパウダー固相弾性係数、ωは鋳型の振動周波数を表す。
【００６０】
【数３】
0006733152.tif 000004
【００６１】
潤滑抵抗位相差φは、パウダー固相弾性係数Ｋが大きくなるにつれて大きくなる値である。したがって、潤滑抵抗位相差φが大きいほど拘束された可能性は高くなる。そこで、潤滑抵抗位相差φを評価指標として用い、その値の変化を見ることで、ブレークアウト発生の可能性を判定することができる。例えば、潤滑抵抗位相差φがπ／６以上変化した場合に、ブレークアウト発生の可能性があると判定してもよい。ブレークアウト検知方法によりブレークアウト発生の可能性があると判定されたときには、例えば、連続鋳造の鋳造速度を低下させる等の対応を取ることで、実際にブレークアウトが発生するのを防止することができる。
【００６２】
（Ｃ）鋳型潤滑抵抗値の波形の傾き
また、評価指標として、鋳型潤滑抵抗値の波形の傾き（以下、単に「傾き」ともいう。）を用いる場合のブレークアウト検知方法について説明する。本実施形態において、鋳型潤滑抵抗値の波形の傾きは、鋳型潤滑抵抗値の波形において鋳型潤滑抵抗値が最小となる位置（最下点）と、当該最下点から鋳型潤滑抵抗値が最大となる位置（最上点）までの時間区間の１／２位置での鋳型潤滑抵抗値の波形上の点（中間点）とを通る直線の傾きをいう。後述する実施例の図５〜図７に示す直線Ｌの傾きである。
【００６３】
この直線の傾きは、ブレークアウト発生の可能性が高くなると、その値が大きくなる。上述したように、例えば図３の連続鋳造潤滑状態において、拘束が発生するとパウダー固相弾性係数が見かけ上大きくなると同時に、固相７ｂと鋳片との間の摩擦が増大し、凝固シェル５ａが破れてブレークアウトが発生する可能性が高まる。このとき、鋳型潤滑抵抗値の波形は、鋳型上昇時の固相の弾性変形する区間が短くなり、鋳型潤滑抵抗値が、ブレークアウト発生の可能性の低い通常状態よりも所定の値Ｆｆｒｉに早く到達するようになる。したがって、ブレークアウト発生の可能性が高くなると、鋳型潤滑抵抗値の波形の傾きが通常状態よりも大きくなる。そこで、鋳型潤滑抵抗値の波形の傾きを評価指標として用い、その値の変化を見ることで、ブレークアウト発生の可能性を判定する。例えば、鋳型潤滑抵抗値の波形の傾きが、これまでに算出された傾きの平均値の２倍を超えたとき、ブレークアウト発生の可能性があると判定してもよい。
【００６４】
このように、ブレークアウト検知方法によりブレークアウト発生の可能性があると判定されたときには、例えば、連続鋳造の鋳造速度を低下させる等の対応を取ることで、実際にブレークアウトが発生するのを防止することができる。
【００６５】
［２−４．まとめ］
以上、本実施形態に係る連続鋳造時におけるブレークアウト検知方法について説明した。かかるブレークアウト検知方法によれば、連続鋳造機の鋳型と鋳片との間に生じる鋳型潤滑抵抗値を取得し、取得した鋳型潤滑抵抗値の時系列データのうち、少なくとも当該抵抗値が上昇している上昇区間の波形変化を利用して、ブレークアウト発生の可能性を判定する。この際、鋳型潤滑抵抗値の時系列データを、鋳型を振動させる駆動装置や機構の精度に基づき発生する抵抗値を除去した鋳型潤滑抵抗値とすることで、連続鋳造機における鋳型と鋳片との潤滑挙動をより正確に把握することができる。また、ブレークアウト発生の可能性が高まったときに変化が現れやすい、鋳型潤滑抵抗値の時系列データのうち当該抵抗値の上昇区間の波形に基づき、ブレークアウト発生の可能性を判定する。これにより、より早期、かつ、過検知または誤検知の少ない的確なブレークアウト検知方法を提供することができる。
【実施例１】
【００６６】
実施例１として、図５〜図７に、鋳型潤滑抵抗値の波形の傾き及び潤滑抵抗位相差に基づきブレークアウト検知を行った場合の検知結果を示す。なお、以下の実施例において、拘束した時間は、ブレークアウト発生後の鋳片表面を調査することで拘束した位置を特定し、導出した。
【００６７】
［実施例Ａ］
実施例Ａでは、鋳造厚幅５００ｍｍ、鋳造厚み３００ｍｍの低炭素鋼を連続鋳造したときのブレークアウト発生の可能性を判定した。鋳造速度は０．８ｍ／ｍｉｎ、オシレーションサイクルは６０ｃｐｍ、オシレーションストロークは８ｍｍ（ｐｐ）であった。実施例Ａでは、鋳型を振動させる油圧装置の出力値を、鋳型に鋳片のない状態と鋳型に鋳片がある状態とにおいて取得し、それぞれ第１の鋳型抵抗値の時系列データ及び第２の鋳型抵抗値の時系列データとして用いた。第１の鋳型抵抗値の時系列データ及び第２の鋳型抵抗値の時系列データに基づき取得される鋳型潤滑抵抗値の時系列データは、時系列データについて平均処理を行うことなくそのまま使用した。図５に、通常時、拘束後２５秒時、及びブレークアウトが発生した拘束後７０秒時の鋳型潤滑抵抗値の時系列データを示す。
【００６８】
図５上側に、ブレークアウト発生の可能性の低い通常状態での鋳型潤滑抵抗値の時系列データを示す。この鋳型潤滑抵抗値の波形の傾きは、図５上側の波形において、最下点ＰＬ１と、当該最下点ＰＬ１から最上点ＰＨ１までの時間区間の１／２位置での鋳型潤滑抵抗値の波形上の点（中間点ＰＭ１）とを通る直線Ｌ１の傾きである。なお、図５の中央及び下側にも、各時間における直線の傾きと比較するため、直線Ｌ１を記載した。
【００６９】
通常状態から拘束状態となり２５秒が経過した時点の鋳型潤滑抵抗値の時系列データをみると、このときの直線Ｌ２の傾きは、図５中央に示すように、通常状態の直線Ｌ１の傾きよりも大きくなっている。直線Ｌ２の傾きは、通常状態の直線Ｌ１の傾きの２倍以上となっていたため、この時点でブレークアウト発生の可能性があると判定された。また、潤滑抵抗位相差は、通常状態からの最下点のずれに対応する。このときの最下点ＰＬ２は、通常状態の最下点ＰＬ１からπ／６以上ずれていた。したがって、潤滑抵抗位相差からもこの時点でブレークアウト発生の可能性があることがわかった。
【００７０】
その後、ブレークアウトが発生した拘束後７０秒の時点では、直線Ｌ３の傾きは、図５下側に示すように、通常状態の直線Ｌ１の傾きよりも大きいが、拘束後２５秒の時点での直線Ｌ２の傾きよりも小さかった。また、潤滑抵抗位相差についても、最下点ＰＬ３は、通常状態の最下点ＰＬ１とほぼ同一位置であった。
【００７１】
実施例Ａの結果より、ブレークアウト発生の４５秒前にはブレークアウト発生の可能性があることを検知できることが示された。
【００７２】
［実施例Ｂ］
実施例Ｂでは、鋳造厚幅５００ｍｍ、鋳造厚み１００ｍｍの低炭素鋼を連続鋳造したときのブレークアウト発生の可能性を判定した。鋳造速度は１．０ｍ／ｍｉｎ、オシレーションサイクルは６０ｃｐｍ、オシレーションストロークは５ｍｍ（ｐｐ）であった。実施例Ｂでは、実施例Ａと同様、鋳型を振動させる油圧装置の出力値を、鋳型に鋳片のない状態と鋳型に鋳片がある状態とにおいて取得し、それぞれ第１の鋳型抵抗値の時系列データ及び第２の鋳型抵抗値の時系列データとして用いた。第１の鋳型抵抗値の時系列データ及び第２の鋳型抵抗値の時系列データに基づき取得される鋳型潤滑抵抗値の時系列データには、１０回平均した時系列データを使用した。図６に、通常時、拘束後１０秒時、及び拘束後３５秒時の鋳型潤滑抵抗値の時系列データを示す。なお、本実施例Ｂにおいては、拘束後４０秒時点でブレークアウトが発生した。
【００７３】
図６上側に、ブレークアウト発生の可能性の低い通常状態での鋳型潤滑抵抗値の時系列データを示す。この鋳型潤滑抵抗値の波形の傾きは、図６上側の波形において、最下点ＰＬ１と、当該最下点ＰＬ１から最上点ＰＨ１までの時間区間の１／２位置での鋳型潤滑抵抗値の波形上の点（中間点ＰＭ１）とを通る直線Ｌ１の傾きである。なお、図６の中央及び下側にも、各時間における直線の傾きと比較するため、直線Ｌ１を記載した。
【００７４】
通常状態から拘束状態となり１０秒が経過した時点の鋳型潤滑抵抗値の時系列データをみると、このときの直線Ｌ２の傾きは、図６中央に示すように、通常状態の直線Ｌ１の傾きよりも大きくなっている。直線Ｌ２の傾きは、通常状態の直線Ｌ１の傾きの２倍以上となっていたため、この時点でブレークアウト発生の可能性があると判定された。また、潤滑抵抗位相差は、通常状態からの最下点のずれに対応する。このときの最下点ＰＬ２は、通常状態の最下点ＰＬ１からπ／６以上ずれていた。したがって、潤滑抵抗位相差からもこの時点でブレークアウト発生の可能性があることがわかった。
【００７５】
その後、ブレークアウトが発生する５秒前の、拘束後３５秒の時点では、直線Ｌ３の傾きは、図６下側に示すように、通常状態の直線Ｌ１の傾きよりも大きいが、拘束後１０秒の時点での直線Ｌ２の傾きよりも小さかった。また、潤滑抵抗位相差については、最下点ＰＬ３は、拘束後１０秒の時点での最下点ＰＬ２とほぼ同一位置にあり、通常状態からπ／６以上ずれていた。
【００７６】
実施例Ｂの結果より、ブレークアウト発生の３０秒前にはブレークアウト発生の可能性があることを検知できることが示された。
【００７７】
［実施例Ｃ］
実施例Ｃでは、鋳造厚幅５００ｍｍ、鋳造厚み１００ｍｍの低炭素鋼を連続鋳造したときのブレークアウト発生の可能性を判定した。鋳造速度は１．０ｍ／ｍｉｎ、オシレーションサイクルは５８ｃｐｍ、オシレーションストロークは５ｍｍ（ｐｐ）であった。実施例Ｃでは、鋳型を振動させるモータトルクを、鋳型に鋳片のない状態と鋳型に鋳片がある状態とにおいて取得し、それぞれ第１の鋳型抵抗値の時系列データ及び第２の鋳型抵抗値の時系列データとして用いた。第１の鋳型抵抗値の時系列データ及び第２の鋳型抵抗値の時系列データに基づき取得される鋳型潤滑抵抗値の時系列データには、１７回平均した時系列データを使用した。図７に、通常時、拘束後１５秒時、及び拘束後３５秒時の鋳型潤滑抵抗値の時系列データを示す。なお、本実施例Ｃにおいては、拘束後４０秒時点でブレークアウトが発生した。
【００７８】
図７上側に、ブレークアウト発生の可能性の低い通常状態での鋳型潤滑抵抗値の時系列データを示す。この鋳型潤滑抵抗値の波形の傾きは、図７上側の波形において、最下点ＰＬ１と、当該最下点ＰＬ１から最上点ＰＨ１までの時間区間の１／２位置での鋳型潤滑抵抗値の波形上の点（中間点ＰＭ１）とを通る直線Ｌ１の傾きである。なお、図７の中央及び下側にも、各時間における直線の傾きと比較するため、直線Ｌ１を記載した。
【００７９】
通常状態から拘束状態となり１５秒が経過した時点の鋳型潤滑抵抗値の時系列データをみると、このときの直線Ｌ２の傾きは、図７中央に示すように、通常状態の直線Ｌ１の傾きよりも大きくなっている。直線Ｌ２の傾きは、通常状態の直線Ｌ１の傾きの２倍以上となっていたため、この時点でブレークアウト発生の可能性があると判定された。また、潤滑抵抗位相差は、通常状態からの最下点のずれに対応する。このときの最下点ＰＬ２は、通常状態の最下点ＰＬ１からπ／６以上ずれていた。したがって、潤滑抵抗位相差からもこの時点でブレークアウト発生の可能性があることがわかった。
【００８０】
その後、ブレークアウトが発生する５秒前の、拘束後３５秒の時点では、直線Ｌ３の傾きは、図７下側に示すように、通常状態の直線Ｌ１の傾きよりも大きく、拘束後１０秒の時点での直線Ｌ２の傾きよりも大きかった。また、潤滑抵抗位相差についても、最下点ＰＬ３は、拘束後１０秒の時点での最下点ＰＬ２とほぼ同一位置にあり、通常状態からπ／６以上ずれていた。したがって、拘束後３５秒の時点でも、拘束後１５秒の時点と同様に、ブレークアウト発生の可能性があることがわかった。
【００８１】
実施例Ｃの結果より、ブレークアウト発生の２５秒前にはブレークアウト発生の可能性があることを検知できることが示された。
【実施例２】
【００８２】
実施例２として、図８に、鋳型潤滑抵抗値の波形へのフィッティングにより得られたパウダー固相弾性係数に基づきブレークアウト検知を行った場合の検知結果を示す。実施例２では、鋳造厚幅５００ｍｍ、鋳造厚み３００ｍｍの低炭素鋼を連続鋳造したときのブレークアウト発生の可能性を判定した。鋳造速度は０．８ｍ／ｍｉｎ、オシレーションサイクルは６０ｃｐｍ、オシレーションストロークは８ｍｍ（ｐｐ）であった。
【００８３】
実施例２では、鋳型を振動させる油圧装置の出力値を、鋳型に鋳片のない状態と鋳型に鋳片がある状態とにおいて取得し、それぞれ第１の鋳型抵抗値の時系列データ及び第２の鋳型抵抗値の時系列データとして用いた。第１の鋳型抵抗値の時系列データ及び第２の鋳型抵抗値の時系列データに基づき取得される鋳型潤滑抵抗値の時系列データは、時系列データについて平均処理を行うことなくそのまま使用した。この鋳型潤滑抵抗値の時系列データの波形に対し、上記式（１）の式をフィッティングさせ、パウダー固相弾性係数を取得した。図８に、パウダー固相弾性係数の時間変化を示す。図８の時間変化は、鋳型のオシレーションにて表している。また、ブレークアウト発生の可能性が高まった異常時のパウダー固相弾性係数の時間変化を拡大して示した。この拡大図において、サイクル０の時点で拘束しており、拘束後６３秒時点でブレークアウトが発生した。
【００８４】
図８に示すように、ブレークアウト発生の可能性が低い通常時では、弾性係数は略一定の値を示している。その後、拘束状態となると、図８の拡大図に示すように、パウダー固相弾性係数の値が急激に高まり、所定の範囲である３σの範囲を超える値となった。具体的には、通常時のパウダー固相弾性係数の平均値は１．９Ｅ＋０６、標準偏差σは４．８Ｅ＋０５であったが、異常時のパウダー固相弾性係数は標準偏差σの７３４倍となった。本実施例では、標準偏差σの３倍を超えた場合にブレークアウト発生の可能性があると判定しており、ブレークアウトが発生する３０秒前から異変を検知できたことがわかった。
【００８５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００８６】
５        溶鋼
５ａ      凝固シェル
７        モールドパウダー
７ａ      （モールドパウダー）液相
７ｂ      （モールドパウダー）固相
１０      鋳型
【図１】
0006733152.tif 000006
【図２】
0006733152.tif 000007
【図３】
0006733152.tif 000008
【図４】
0006733152.tif 000009
【図５】
0006733152.tif 000010
【図６】
0006733152.tif 000011
【図７】
0006733152.tif 000012
【図８】
0006733152.tif 000013