连续铸造的铸造状态的判定方法、装置以及程序与流程

文档序号:11140672
连续铸造的铸造状态的判定方法、装置以及程序与制造工艺
本发明涉及在从钢液到铸型冷却水之间存在凝固壳、保护渣层、铸型的连续铸造的铸造状态的判定方法、装置以及程序。
背景技术
:图19表示连续铸造设备的概要。通过转炉以及二次精炼而制作的钢液被倒入浇包51,并经由中间包52注入铸型4。与铸型4接触的钢液被冷却而凝固,并在铸造速度被控制的同时通过辊54进行搬运,通过气割机55切断成适当的长度。在这种钢的连续铸造中,有时铸型4内的钢液流动状态、凝固状态会导致由铸片性质的恶化故障引起的铸造停止,为了进行稳定的铸造、制造无缺陷的铸片,需要在线地推测铸型内状态,并对铸型内状态进行控制。图20表示连续铸造设备的铸型附近的截面。1是钢液,2是凝固壳,3是保护渣层,4是铸型,5是冷却水,8是浸渍喷嘴。在连续铸造的工序中,如图20所示,从浸渍喷嘴8朝铸型4内注入钢液1,侧面凝固了的铸片被从铸型4的底部拉出。在该铸型4下端附近,在铸片内部存在未凝固部,在比铸型4靠下层的2次冷却部分完全凝固。在连续铸造的运行中,为了提高生产率而进行高速铸造,但当铸造速度过快时,在铸型4侧面凝固了的铸片即凝固壳2在强度不充分的状态下被朝铸型4外部拉出,在极端的情况下凝固壳2会破裂,而引发钢液1流出到连续铸造设备内、被称为漏钢(breakout)的运行故障。当一旦产生漏钢时,要中断运行而进行流出到设备内并凝固的钢的除去、设备修缮,因此为了恢复运行而花费大量时间,损失也较大。因此,提出有不会产生漏钢等运行故障、用于实现稳定的高速铸造的高速铸造用粉末的开发、铸型铜板的冷却构造的改良、温度管理等各种铸造技术(非专利文献1)。此外,还提出有如下技术:根据铸型温度等的计测值,诊断铸型内凝固壳的健全性,判定铸造状态是否为导致漏钢那样的状态,使用判定结果对铸造速度等进行控制。例如,在专利文献1中提出有粘结漏钢的检测技术。在该例子中,通过埋入铸型的热电偶来计测温度,取得在凝固壳被粘结于铸型而产生壳破裂时观测到的特征性的热电偶温度的时间序列变化,识别铸型内凝固壳的破裂面,在破裂面到达铸型下端之前使铸造速度减速,由此避免粘结漏钢。但是,漏钢不仅存在粘结性的漏钢,还存在其征兆难以在表示温度的时间序列变化的温度波形中表现的漏钢。其一为偏流起因漏钢。偏流起因漏钢是如下的漏钢:成为铸型4内的钢液流动偏移等假定外的状态,局部地超过了铸型4的冷却能力的热量被赋予给凝固壳2而阻碍凝固成长,强度不足的凝固壳2被朝铸型4外部拉出而产生的漏钢。在连续铸造中从浸渍喷嘴8朝铸型4内注入钢液1,但是例如在铸造中产生浸渍喷嘴8的熔损、夹杂物而排出口极端变形的情况下,有时会引发偏流起因漏钢。偏流现象难以直接观测,此外,与粘结漏钢不同,在铸型温度波形中也难以表现特征。作为这种偏流起因漏钢的检测技术,如专利文献2~5中记载的那样,提出有如下技术的开发:通过在铸型温度的基础上还加入了铸造速度、冷却水温度这样的其他信息的逆问题方法,能够推测铸型内状态,将漏钢产生防患于未然的技术。在专利文献2中记述了在连续铸造中对凝固状态进行推测的逆问题方法。此外,在专利文献3~5中记述了使用通过专利文献2的方法获得的表示铸型内状态的推测量,对铸造进行控制并避免运行故障的方法。但是,在专利文献3~5中,虽然提出了用于对导致漏钢的异常的铸造状态进行判定的方法以及避免手段,但是并未普遍化,而且并未明示对用于判定异常的铸造的容许限度值进行决定的具体方法。因此,在实际使用专利文献3~5的技术的情况下,依赖执行者的经验的部分较大。此外,也未提及根据铸造条件的不同而推测结果的偏差产生差异的情况,因此有可能会设定过低的容许限度值。此外,还提出了如下技术:根据在铸型内的多个点计测的温度,使用传热逆问题方法来推测热流通量,并检测漏钢的技术(专利文献6)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开昭57-152356号公报专利文献2:日本特开2011-245507号公报专利文献3:日本特开2011-251302号公报专利文献4:日本特开2011-251307号公报专利文献5:日本特开2011-251308号公报专利文献6:日本特开2001-239353号公报非专利文献非专利文献1:日本钢铁协会编,钢铁便览(第4版),日本钢铁协会发行(2002年)非专利文献2:中户等,铁与钢Vol.62,No.11,Page.S506(1976)技术实现要素:发明要解决的课题本发明的目的在于,能够提供一种偏流起因漏钢的检测技术,对于用于连续铸造的异常状态判定的包含凝固壳温度和凝固壳厚度在内的量决定具体的容许限度值,误检测以及漏检测较少。用于解决课题的手段用于解决上述课题的本发明的主旨如下所述。[1]一种铸造状态的判定方法,是在从钢液到铸型用的冷却水之间存在凝固壳、保护渣层、铸型的各导热体的连续铸造的铸造状态的判定方法,其特征在于,具有:第1工序,使用来自在铸造方向上错开位置地埋设于上述铸型的多个测温机构的数据,对逆问题进行求解,由此求出夹着上述保护渣层的上述凝固壳与上述铸型之间的每单位温度差的热流通量即传热系数α、以及上述钢液与上述凝固壳之间的传热系数β,根据传热系数α以及传热系数β推测凝固壳厚度以及凝固壳温度;第2工序,将在上述第1工序中求出的传热系数α、传热系数β、凝固壳推测厚度以及凝固壳推测温度设为铸型内凝固状态推测量,根据上述铸型内凝固状态推测量获得铸型内凝固状态评价量;以及第3工序,将在上述第2工序中获得的铸型内凝固状态推测量以及铸型内凝固状态评价量所包含的至少一种以上的量、与容许限度值进行比较,由此判定是平常铸造状态还是异常铸造状态,上述容许限度值为,基于在过去产生异常铸造时的铸型内凝固状态推测量以及铸型内凝固状态评价量所包含的至少一种以上的量求出,并保存于容许限度值存储机构,在隔着上述保护渣层与铸片接触的4个面的铸型表面中的不邻接而相对的2个面的水平方向的宽度相同的铸型中,将与其他2个面相比水平方向的宽度更窄的2个面称作短边,将在该短边获得的传热系数β在相同铸型高度位置的差称作短边β差,将在该短边获得的判定壳厚度在相同铸型高度位置的差称作短边壳厚度差,根据上述短边β差以及上述短边壳厚度差中的至少任一个来计算上述铸型内凝固状态评价量。[2]在[1]所记载的铸造状态的判定方法中,其特征在于,在上述第3工序中,作为是平常铸造状态还是异常铸造状态,对漏钢的产生进行判定。[3]在[1]或[2]所记载的铸造状态的判定方法中,其特征在于,还具有:时间序列数据保存工序,将在上述第2工序中获得的铸型内凝固状态推测量以及铸型内凝固状态评价量所包含的至少一种以上的量作为时间序列数据,与是否产生异常铸造的信息一起保存于数据存储机构;以及容许限度值保存工序,基于产生异常铸造时的时间序列数据、以及包含该时间序列数据的平均以及标准偏差的统计信息,决定对视为平常铸造状态的范围进行规定的容许限度值,并保存于上述容许限度值存储机构。[4]在[1]至[3]任一项所记载的铸造状态的判定方法中,其特征在于,上述铸型内凝固状态评价量是短边β差以及短边壳厚度差中的至少任一个的从过去1秒钟期间到15分钟期间的移动平均。[5]在[1]至[3]任一项所记载的铸造状态的判定方法中,其特征在于,上述铸型内凝固状态评价量是短边β差的绝对值以及短边壳厚度差的绝对值中的至少任一个的从过去1秒钟期间到15分钟期间的最小值。[6]在[3]所记载的铸造状态的判定方法中,其特征在于,根据对于预先确定的铸造条件以及计测值的区分,对铸型内凝固状态推测量以及铸型内 凝固状态评价量所包含的至少一种以上的量进行分层,上述统计信息是各分层集团中的上述平均以及上述标准偏差中的至少任一个。[7]在[6]所记载的铸造状态的判定方法中,其特征在于,上述铸造条件以及上述计测值是铸造速度、铸造宽度、钢液温度、钢液温度与液相线温度之差、以及钢液温度与固相线温度之差中的1种以上。[8]在[3]所记载的铸造状态的判定方法中,其特征在于,作为上述容许限度值,使用将上述平均与上述标准偏差的1倍以上的值相加而得到的值以及从上述平均减去上述标准偏差的1倍以上的值而得到的值。[9]在[1]至[8]任一项所记载的铸造状态的判定方法中,其特征在于,对于上述测温机构的埋设位置,将铸型的从假定的钢液液面位置起朝下方0mm以上95mm以下的任意位置设为P1,将从钢液液面位置起朝下方220mm以上400mm以下的任意位置设为P2,在从P1到P2的范围内以120mm以下的间隔设置上述测温机构的埋设位置,且在距铸型下端的距离为300mm以内的位置至少设置1个上述测温机构的埋设位置。[10]一种铸造状态的判定装置,是在从钢液到铸型用的冷却水之间存在凝固壳、保护渣层、铸型的各导热体的连续铸造的铸造状态的判定装置,其特征在于,具有:推测机构,使用来自在铸造方向上错开位置地埋设于上述铸型的多个测温机构的数据,对逆问题进行求解,由此求出夹着上述保护渣层的上述凝固壳与上述铸型之间的每单位温度差的热流通量即传热系数α、以及上述钢液与上述凝固壳之间的传热系数β,根据传热系数α以及传热系数β推测凝固壳厚度以及凝固壳温度;运算机构,将由上述推测机构求出的传热系数α、传热系数β、凝固壳推测厚度以及凝固壳推测温度设为铸型内凝固状态推测量,根据上述铸型内凝固状态推测量获得铸型内凝固状态评价量;以及判定机构,将由上述运算机构获得的铸型内凝固状态推测量以及铸型内凝固状态评价量所包含的至少一种以上的量、与容许限度值进行比较,由此判定是平常铸造状态还是异常铸造状态,上述容许限度值为,基于在过去产生异常铸造时的铸型内凝固状态推测量以及铸型内凝固状态评价量所包含的至少一种以上的量求出,并保存于容许限度值存储机构,在隔着上述保护渣层与铸片接触的4个面的铸型表面中的不邻接而相对的2个面的水平方向的宽度相等的铸型中,将与其他2个面相比水平方向的宽度更窄的2个面称作短边,将在该短边获得的传热系数β在相同铸型高度位置的差称作短边β差,将在该短边获得的判定壳厚度在相同铸型高度位置的差称作短边壳厚度差,根据上述短边β差以及上述短边壳厚度差中的至少任一个来计算上述铸型内凝固状态评价量。[11]在[10]所记载的铸造状态的判定装置中,其特征在于,对于上述测温机构的埋设位置,将距铸型上端120mm以上175mm以下的任意位置设为P1,将距铸型上端340mm以上480mm以下的任意位置设为P2,在从P1到P2的范围内以120mm以下的间隔设置上述测温机构的埋设位置,且在距铸型下端的距离为300mm以内的位置至少设置1个上述测温机构的埋设位置。[12]一种程序,是用于判定在从钢液到铸型用的冷却水之间存在凝固壳、保护渣层、铸型的各导热体的连续铸造的铸造状态的程序,其特征在于,使计算机执行如下处理:第1处理,使用来自在铸造方向上错开位置地埋设于上述铸型的多个测温机构的数据,对逆问题进行求解,由此求出夹着上述保护渣层的上述凝固壳与上述铸型之间的每单位温度差的热流通量即传热系数α、以及上述钢液与上述凝固壳之间的传热系数β,根据传热系数α以及传热系数β推测凝固壳厚度以及凝固壳温度;第2处理,将在上述第1处理中求出的传热系数α、传热系数β、凝固壳推测厚度以及凝固壳推测温度设为铸型内凝固状态推测量,根据上述铸型内凝固状态推测量获得铸型内凝固状态评价量;以及第3处理,将在上述第2处理中获得的铸型内凝固状态推测量以及铸型内凝固状态评价量所包含的至少一种以上的量、与容许限度值进行比较,由此判定是平常铸造状态还是异常铸造状态,上述容许限度值为,基于在过去产生异常铸造时的铸型内凝固状态推测量以及铸型内凝固状态评价量所包含的至少一种以上的量求出,并保存于容许限度值存储机构,在隔着上述保护渣层与铸片接触的4个面的铸型表面中的不邻接而相 对的2个面的水平方向的宽度相同的铸型中,将与其他2个面相比水平方向的宽度更窄的2个面称作短边,将在该短边获得的传热系数β在相同铸型高度位置的差称作短边β差,将在该短边获得的判定壳厚度在相同铸型高度位置的差称作短边壳厚度差,根据上述短边β差以及上述短边壳厚度差中的至少任一个来计算上述铸型内凝固状态评价量。发明的效果根据本发明,对于用于连续铸造的异常状态判定的包括凝固壳温度和凝固壳厚度在内的量,能够决定具体的容许限度值,因此执行者能够不根据经验地决定容许限度值。由此,能够提供误检测以及漏检测较少的偏流起因漏钢的检测技术,铸造状态的状态判定的精度提高,因此能够将偏流起因漏钢等运行事故防患于未然,并且使担心运行事故的铸造速度限制缓和而有助于提高生产率。附图说明图1是表示实施方式的铸造状态的判定方法的流程图。图2是表示连续铸造设备的铸型附近的截面的一部分和信息处理装置的图。图3是表示实施方式的适当的测温机构的埋设位置的例子的图。图4是表示典型的铸型温度分布的特性图。图5是表示典型的铸型温度分布中的温度梯度的特性图。图6是表示实施方式的线性插补后的铸型温度分布的近似精度的特性图。图7是表示实施方式的线性插补后的铸型温度分布的特性图。图8是表示作为实施方式的铸造状态的判定装置起作用的信息处理装置的构成的框图。图9是表示实施例1的线性插补后的铸型温度分布的特性图。图10是表示实施例1的线性插补后的铸型温度分布的特性图。图11是表示实施例2的传热系数的短边β差的时间变化的特性图。图12是表示实施例2的凝固壳厚度的短边s差的时间变化的特性图。图13是表示实施例2的铸型内凝固状态评价量的比较的特性图。图14是表示实施例2的铸型内凝固状态评价量的比较的特性图。图15是表示实施例2中分层的铸造状态判定量的平均的比较的特性图。图16是表示实施例2中分层的铸造状态判定量的标准偏差的比较的特性图。图17是表示实施例2中对于容许限度值调整常数的将平常铸造误认为异常铸造的比率的预测值的特性图。图18是表示实施例2中应用了本发明的容许限度值和铸造状态判定量的变化的特性图。图19是用于对连续铸造设备的概要进行说明的图。图20是表示连续铸造设备的铸型附近的截面的图。具体实施方式以下,参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。首先,明确专利文献2的技术,即成为对连续铸造中的铸型内凝固传热现象进行模拟的数学模型的偏微分方程式和基于剖面法的近似解的导出、以及使用该近似解来推测铸型内凝固状态的逆问题,并对其解法进行说明。接着,在将推测铸型内凝固状态的逆问题方法应用于运行异常即偏流起因漏钢的早期检测时,对本发明的主要部分即判定异常铸造的凝固壳温度和凝固壳厚度的具体的容许限度值的决定方法进行说明。图2表示连续铸造设备的铸型附近的截面的一部分(除去浸渍喷嘴的右半部分)。在从钢液1到铸型用的冷却水5之间存在凝固壳2、保护渣层3、铸型4的各导热体。在铸型4中,在铸造方向即图中朝下的方向上,错开位置地埋设有多个测温机构即热电偶6。此外,装备有作为铸造状态的判定装置起作用的信息处理装置7。[测温机构的埋设位置]在应用本发明来进行铸型内凝固状态的推测时,对适当的测温机构的埋设位置进行说明。关于测温机构的埋设位置,为了监视铸造状况,如果在一直以来使用 的状态下使用则也能够推测铸型内凝固状态,但优选为,将铸型的假定的钢液液面下95mm以内的任意位置设为P1,将钢液液面下220mm以上400mm以内的任意位置设为P2,在从P1到P2的范围内以120mm以下的间隔设置,且在距铸型下端为300mm以内的位置上至少设置1个。图3表示向假定的钢液液面处于距铸型上端85mm的位置的长度为1090mm的铸型的适当的测温机构的埋设位置(图3中的●)的例子。在配置图案1中,在距铸型上端100mm以上340mm以内的范围内间隔成为120mm,且在距铸型下端250mm的位置设置1个。在配置图案2中,在距铸型上端40mm以上400mm以内的范围内间隔成为120mm,且在距铸型下端250mm的位置设置2个。在配置图案3中,在距铸型上端100mm以上340mm以内的范围内间隔成为60mm,且在距铸型下端250mm的位置设置1个。在配置图案4中,在距铸型上端100mm以上340mm以内的范围内间隔成为120mm以下且不等间隔,且在距铸型下端250mm的位置设置1个。接着,对上述埋设位置较优选的理由进行说明。本发明使用铸型的温度分布来推测铸型内部的状态,因此优选以能够尽量忠实地再现的方式对铸型的温度分布进行计测。为了忠实地再现铸型温度分布,在铸型中高密度地埋设测温机构来进行计测即可,但由于测温机构为装置,因此以一定概率发生故障。如果提高测温机构的埋设密度,则不仅会导致多个测温机构的综合的故障概率增加,而且施工费用也变得高昂,反而会导致运行成本升高。因而,需要使用能够容许的程度的较少的测温机构,以能够忠实地再现铸型的温度分布的方式将测温机构适当地埋设于铸型而进行计测。在一般的连续铸造机中,根据在铸型上端不成为高温、即便液面较大地变动也不会泄漏等安全方面的理由,对钢液注入量进行调整,以使钢液液面成为离铸型上端的距离为80mm以上120mm以内的位置。因此,即使在铸造中,比钢液液面靠上方的铸型内面也与外部气体接触,铸型上端部为最低温,成为与冷却水温度大致相同的温度。虽然根据铸造条件的不同而铸型温度发生变化,但铸型温度从铸型上端朝向钢液液面附近上升,在从钢液液面到钢液液面下大约100mm以内存在铸型的最高温度位置,从铸型的最高温度位置朝向铸型下端,铸型温度成为降低倾向,在距铸型下端 300mm以内达到钢液液面以下的最低温度。图4是基于非专利文献2所公开的铸型温度测定结果而制作的、在长度为900mm的铸型中钢液液面位置距铸型上端100mm的情况下的典型的铸型温度分布。发明人认为,根据该典型的温度分布能够导出适当的测温机构的埋设位置。即,在根据该典型的温度分布取得有限个温度信息,并通过线性插补来再现温度分布时,可以认为对原来的温度分布进行良好地近似的温度信息取得位置为适当的测温机构的埋设位置。为了忠实地再现铸型的温度分布,在温度梯度较大的范围或者温度梯度的变化较大的范围内密集地配置测温机构,在温度梯度比较小的范围内稀疏地配置测温机构即可。当还考虑使用从钢液液面下到最下端测温机构位置的温度分布来推测铸型内部的铸造状态的情况时,可知在铸型上方的钢液液面下密集地埋设测温机构、在铸型下方稀疏地埋设测温机构即可,需要决定密集地埋设的范围与稀疏地埋设的范围的边界即测温位置P2。图5是上述典型的温度分布的温度梯度的图表。钢液液面下的温度梯度从正转为负,在从温度梯度的变化与钢液液面附近相比变少的液面下100mm的位置起、到在钢液液面下达到最低温度的距铸型下端200mm的位置为止的范围内,存在密集地埋设的范围与稀疏地埋设的范围的边界。通过以下方法来决定成为其边界的测温位置P2。即,计算使用钢液液面下100mm的位置、距铸型下端200mm的位置、以及其中间位置这3个点的温度进行了线性插补的近似温度分布,并求出相对于上述典型温度分布的相对差的均方根,将相对差变小到能够容许的程度的中间位置设为P2。图6是表示相对于上述中间位置的相对差的均方根的图表。在中间位置为钢液液面下300mm时,相对差的均方根为2.3%、成为最佳近似,将抑制为其大约2倍的5%以下作为测温位置P2的条件。即,测温位置P2距钢液液面为220mm以上400mm以内。图7是表示上述典型温度分布以及将测温位置P2设为钢液液面下300mm的近似温度分布的图表。可知通过在上述范围内埋设测温机构,能够高精度且有效地再现铸型温度分布。关于比测温位置P2靠下方的配置,由于在距铸型下端300mm以内达到最低温度,因此优选在距铸型下端300mm以内的位置至少设置1个。关于比 测温位置P2靠上方的配置,根据实施例1的结果而如以下那样决定。即,将密集地埋设的范围的最上方的测温位置P1设为钢液液面下95mm以内,使配置测温机构的间隔为120mm以下。根据以上理由,测温机构的埋设位置优选为,将铸型的距假定的钢液液面位置95mm以内的任意位置设为P1,将钢液液面下220mm以上400mm以内的任意位置设为P2,在从P1到P2的范围内以120mm以下的间隔设置埋设位置,且在距铸型下端300mm以内的位置至少设置1个该埋设位置。如上所述,在一般的连续铸造机中,对钢液注入量进行调整以使钢液液面成为距铸型上端的距离为80mm以上120mm以内的位置,因此如果将上述P1设为距铸型上端120mm以上175mm以下的任意位置,将上述P2设为距铸型上端340mm以上480mm以下的任意位置,则不论钢液液面处于哪个位置都满足上述的测温机构的埋设位置的适当条件。[铸型内凝固状态的推测方法]对在本实施方式中使用的数学模型进行说明。在一般情况下,可以认为数学模型根据成为现象的主要原因的构成的简化而不同,因此即使为了表现相同现象也存在多个选项。如图2所示,本发明中能够使用的数学模型,是在由铸型表面垂直方向以及铸造方向这2个方向构成的二维截面上,表示从溶融金属到凝固壳2、保护渣层3、铸型4、冷却水5为止的范围内的凝固传热现象的数学模型,在该数学模型的构架中后述的逆问题成立,而且能够将该逆问题数值地、近似地求解。目前,满足上述条件的模型中、能够由计算机执行的模型,存在使将表示铸型内的凝固传热现象的式(1)~(5)联立的偏微分方程式、与将在铸型4中通过的热流通量以不同的表现来表示的式(6)~(8)组合而得到的模型。[数式1]T=Ts,x=s,z∈(0,ze),t>0(4)s=0,z=0,t>0(5)[数式2]此处,t是时间。z是将z=0设为钢液液面的铸造方向的坐标,x是将x=0设为铸型表面的铸型垂直方向的坐标。ze是埋设于铸型4的最下端热电偶6的位置。cs是凝固壳比热,ρs是凝固壳密度,λs是凝固壳热传导率,L是凝固潜热。Vc是铸造速度。T0是钢液温度,Ts是凝固温度,Tm=Tm(t,z)是铸型表面温度,T=T(t,z,x)是凝固壳温度。s=s(t,z)是凝固壳厚度。α=α(t,z)是凝固壳2与铸型4之间的传热系数,β=β(t,z)是钢液1与凝固壳2之间的传热系数。qout=qout(t,z)是在铸型4中通过的热流通量。λm是铸型热传导率。d1是从铸型表面起的热电偶埋入深度,d2是从热电偶6到冷却水5的距离。hw是铸型冷却水间传热系数。Tc=Tc(t,z)是热电偶埋入深度位置的铸型温度,Tw=Tw(t,z)是冷却水温度。该数学模型是对在平行于铸型表面的水平方向上几乎不存在温度变化、与铸型表面垂直方向相比凝固壳2内的铸造方向的热流通量极端小的铸型内状态进行模拟的模型、与对热传导率较高的铸型的传热现象进行模拟的模型的组合。如果通过后述的剖面法来赋予α、β以及Tm,则能够构成凝固壳温度分布T和凝固壳厚度s的近似解,在模拟现象的基础上兼顾足够的精度与数值计算负荷的轻量化。根据该特征,能够进行求解后述的逆问题的实时计算。接着,对上述数学模型的基于剖面法的近似解的导出进行说明。剖面法不是对作为对象的偏微分方程式本身进行求解的方法,而是预先导出几个偏微分方程式的解满足的条件,对剖面设置限制而求出满足该条件的解的方法。具体地说如下所述。首先,从变量(t,z)通过基于式(9)的变量转换,将(t0,η)设为新的变量,对式(1)~(5)进行转换,并使用式(6)而消去α,此时, 分别成为式(10)~(14)。[数式3]t=t0+η,z=Vc·η(9)T=Ts,x=s,η∈(0,ze/Vc),t0>-η(13)s=0,η=0,t0>-η(14)在式(10)~(14)中未出现t0的微分,因此,在以下,将t0作为固定值加以处理。接着,通过式(15)来定义在剖面法中利用的函数Ψ。[数式4]当通过η对该Ψ进行微分,并使用式(10)~(13)时,获得表示热流通量的收支的式(16)。[数式5]实际上,能够如式(17)那样进行计算,因此如果通过η对式(15)的两边进行微分而代入式(17),则得到式(16)。[数式6]此外,当通过η对式(13)的两边进行微分时,得到式(18),如果存在满足式(10)和式(13)的T,则即便在边界式(10)的等号也成立,以及,当使用式(12)从式(18)消去以及时,得到式(19)。[数式7]对以上进行总结,作为基于剖面法的近似解满足的条件,采用式(20)~(26)。[数式8]qout=α·(T-Tm),x=0,η∈(0,ze/Vc)(23)T=Ts,x=s,η∈(0,ze/Vc)(25)s=0,η=0(26)T的剖面是关于x的二次方程,以始终满足式(25)的方式通过式(27)来赋予T。[数式9]T=Ts+a·(x-s)+b·(x-s)2,x∈[0,s],η∈[0,ze/Vc](27)此处,a=a(η)以及b=b(η)相对于x独立,通过将式(27)代入式(22)以及式(24)能够具体地求出。实际上,当通过x对式(27)进行微分时,式(28)成立,得到式(22)以及式(24)~(29),因此在表示热流通量从钢液侧朝向凝固壳的的条件下,得到式(30)以及式(31)。[数式10]λs·(a-2·b·s)=qout,λs·cs·a2-cs·β·(T0-Ts)·a+2·L·λs·b=0(29)此外,当对于x将式(27)进行积分时,成为式(32),因此通过向式(20)代入式(32)、式(31)、式(30),由此得到式(33)。[数式11]另一方面,当向式(27)代入x=0、式(31)以及式(30)时,得到式(34)。[数式12]如果向该式(34)代入式(23),并通过T|x=0-Tm进行整理,则得到式(35)。[数式13]A2(T|x=0-Tm)2+A1(T|x=0-Tm)+A0=0(35)其中,上述A2、A1以及A0分别通过式(36)、式(37)以及式(38)来赋予。[数式14]当考虑到如果在式(34)中s=0、则成为T|x=0=Ts的情况时,与T|x=0相关的式(35)的两个解中的、通过式(39)来赋予的T|x=0同时满足式(34)与式(23)。[数式15]对以上进行总结,基于剖面法的近似解满足式(40)~(44)。[数式16]s=0,η=0(40)qout=a·(T|x=0-Tm),η∈(0,ze/Vc)(42)其中,式(41)的A2、A1以及A0通过式(36)~(38)来赋予。到式(40)~(44)的导出为止是方程式构建工序。此外,可知如果能够构成满足式(40)~(44)的s,则能够根据式(42)求出qout,因此能够根据式(30)以及(31)通过式(27)来确定T,并满足式(20)~(26)。因而,只要能够求出满足式(40)~(44)的s,就能够构成基于剖面法的近似解,但通过对式(43)进行差分化,能够以数值的形式得到该近似解。具体地说如下所述。将cs、ρs、λs、L、T0、Ts设为已知常数,关于η,将计算点设为η0=0、ηi=ηi-1+dη(dη>0,i=1,2,……,n)、ηn=ze/Vc。α、β以及Tm通过η=ηi来赋予,并分别设为αi、βi以及Tm、i。当通过欧拉法对式(43)进行差分化,并用Ψi表示Ψ(ηi)的近似值时,成为式(45)。[数式17]Ψi+1=Ψi+dη·{qout-βi·(T0-Ts)},i=0,1,…,n-1(45)如此,能够如以下所示那样归纳地计算s(ηi)的近似值si。首先,通过式(40)而成为s0=0,根据式(44)而成为Ψ0=0。接着,在赋予了si以及Ψi的情况下,当向式(36)~(38)的α、β、Tm以及s分别代入αi、βi、Tm、i以及si时,根据式(41)求出T|x=0,根据式(42)求出qout,因而,根据式(45)求出Ψi+1。接着,向式(44)的Ψ以及β分别代入Ψi+1以及βi+1,向qout代入通过式(42)得到的qout,而对于s求解,并设为si+1。通过该方法能够根据si以及Ψi求出si+1以及Ψi+1,因此能够归纳地确定si。以上,说明了cs、ρs、λs、L、T0、Ts、Vc为已知,如果赋予α、β、Tm, 则将t0设为任意时刻,对于η∈[0,ze/Vc]在t=t0+η、z=Vc·η的基础上,能够使用剖面法求出T与s。以下,设为通过上述剖面法得到的T以及s取决于α、β以及Tm,并如式(46)那样表示。[数式18]Tprof(α,β,Tm)以及sprof(α,β,Tm)接着,对作为逆问题的定式化及其解法进行说明。逆问题是根据结果来推测原因的问题的总称。在表示该铸型内的凝固传热现象的数学模型的构架中,成为如下那样。λm、d1、d2、hw、cs、ρs、λs、L、T0、Ts、Tw以及Vc已知,对于z1∈(0,ze],在t1-z1/Vc成为铸造时间中那样的(t1,z1)中,设为t0=t1-z1/Vc,在相对于η∈(0,z1/Vc)能够得到将埋设于铸型4的热电偶6的计测值在t=t0+η、z=Vc·η上进行了插补的Tc时,能够根据式(7)以及式(8)立即计算出铸型表面温度以及在铸型中通过的热流通量即式(47)以及式(48)。[数式19]另一方面,根据式(6)以及式(7),在保护渣层3中通过的热流通量由式(49)表示。[数式20]因而,对于通过式(48)赋予的qout推测α以及β以使式(49)成立的问题成为铸型内的凝固传热现象的逆问题。该逆问题回归到对于通过式(48)赋予的qout对基于由式(50)表示的最小二乘法的最小化问题求解。[数式21]此处,η0=0,ηi=ηi-1+dη(dη>0,i=1,2,……,n),ηn=z1/Vc,如上所述,Tprof(α,β,Tm)能够数值地计算,因此上述最小化问题能够通过使用了高斯-牛顿法等的一般的数值解法来求解。对该式(50)的最小化问题进行求解成为传热系数推测工序,如果将在各时刻、各位置(t,z)决定的α、β以及Tm代入式(46),则能够得到凝固壳厚度以及凝固壳温度,因此能够得到(t,z)的铸型内凝固状态推测量即传热系数α、传热系数β、凝固壳厚度s、凝固壳温度T。在以下,将该铸型内凝固状态推测量分别表示为αest(t,z)、βest(t,z)、sest(t,z)、Test(t,z,x)。以上是专利文献2所记载的铸型内状态的推测方法。[容许限度值的决定方法]接着,说明在将推测铸型内状态的逆问题方法应用于异常铸造即偏流起因漏钢的早期检测方法时,对异常铸造的前兆进行判定的具体的容许限度值的决定方法。首先,预先保存铸造中的铸型温度等。此时,将铸造条件即铸造速度、钢液温度与凝固温度之差即过热、铸造宽度也保存为时间序列数据。本发明能够应用的连续铸造设备,是产生过异常铸造,并保存有在异常铸造产生时所测定的温度信息等的连续铸造设备。接着,准备成为铸型内凝固状态评价量的计算式。能够成为铸型内凝固状态评价量的计算式,是使用了由于钢液的流动偏移而变化的铸型内凝固状态推测量的计算式,且是如果没有产生偏流则成为0,如果产生偏流则根据偏流的朝向以及大小而成为正或负的值的计算式。例如通过下述来定义的式(51)、式(52)、式(53)或者式(54)这样的评价值成为铸型内凝固状态评价量。[数式22]此处,sestL(t,z)、sestR(t,z)、βestL(t,z)以及βestR(t,z)分别使用表示左右短边的不同的下标L、R来表示在2个面所具有的短边中铸型内凝固状态推测量的凝固壳推测厚度以及传热系数β。此外,δt是取样周期,m·δt是评价时间,sgn是数字的符号。式(51)以及式(52)是过去m·δt的移动平均值,式(53)以及式(54)是对与状态量的差的绝对值相关的过去m·δt的最小值加上了表示偏斜的朝向的符号。这些铸型内凝固状态评价量分别在评价时间m以及评价位置z具有自由度,因此每当指定一个m与z的组合时,便会得到一个铸型内凝固状态评价量。在这样的铸型内凝固状态评价量中,为了选择对于作为对象的连续铸造设备成为最佳的铸造状态判定量,需要离散地选择多个代表性的m与z。接着,预先设置容许限度值研讨期间,根据容许限度值研讨期间中的计测数据来求出铸型内凝固状态推测量,还计算并保存铸型内凝固状态评价量的候补。对于铸造条件,决定视为相同的等级宽度而进行分层,当将各层用G1、……、GN表示时,还与Gk相应地对铸型内凝固状态评价量进行分层,对于所分层的铸型内凝固状态评价量分别计算平均值μk以及标准偏差σk。此处,k=1、……、N表示分层化的各层的下标,N是层的总数。容许限度值研讨期间优选较长地取得为,根据所分层的铸造条件Gk计算出的统计量能够以能够容许的精度推测的程度。此外,根据预先确定的铸造条件以及对于计测值的区分,将铸型内凝固状态推测量以及铸型内凝固状态评价量分层。铸造条件以及计测值是铸造速度、铸造宽度、钢液温度、钢 液温度与液相线温度之差、以及钢液温度与固相线温度之差中的一种以上。接着,根据过去产生的异常铸造即偏流起因漏钢的计测数据对逆问题进行求解而求出铸型内凝固状态推测量,计算铸型内凝固状态评价量,将产生漏钢紧前的铸型内凝固状态评价量中从平常时的铸型内凝固状态评价量背离最大的铸型内凝固状态评价量选择为铸造状态判定量。如果用E表示异常铸造即偏流起因漏钢产生紧前的铸型内凝固状态评价量的值,则只要相对于该漏钢产生时的铸造条件所属的层的该铸型内凝固状态评价量的μk与σk,选择通过式(55)赋予的值成为最大的铸型内凝固状态评价量,并将其设为铸造状态判定量即可。[数式23]|E-μk|/σk(55)其原因在于,哪个铸型内凝固状态评价量能够灵敏度良好地感知偏流取决于连续铸造设备,因此需要预先根据铸造机来选择铸型内凝固状态评价量。对于所选择的铸造状态判定量,用A表示用于容许限度值调整的正常数,在各铸造条件Gk中计算满足式(56)的时间的总和,并求出其相对于容许限度值研讨期间的比率。[数式24]|铸造状态判定量-μk|>A·σk(56)该比率相当于将平常铸造误认为产生偏流起因漏钢的铸造的比率,如果使A增大则该比率减小。因此,能够容许上述比率,而且在过去的异常铸造中,如果选择满足式(56)那样的正常数A,则能够高精度地检测导致异常铸造即偏流起因漏钢的铸造异常。相对于所选择的A将各铸造条件Gk所附带的容许限度值设为μk±A·σk是容许限度值的决定方法。即,作为容许限度值,使用将平均值μk与标准偏差σk的1倍以上的值相加而得到的值、以及将平均值μk减去标准偏差σk的1倍以上的值而得到的值。在实际地应用该容许限度值的情况下,取出与当前的铸造条件所属的Gk对应的铸型内凝固状态评价量的平均值μk以及标准偏差σk,如果实测而 求出的铸造状态判定量满足式(57)则判定为是平常铸造状态,如果不满足式(57)则判定为偏流起因漏钢产生的危险较高的异常铸造状态。这是铸造状态的判定方法。[数式25]μk-A·σk<铸造状态判定量<μk+A·σk(57)以下,使用图1所示的流程图,对本实施方式的铸造状态的判定方法进行说明。首先,在进行铸造的基础上,关于铸型4的尺寸、物理参数、以及成为铸造对象的钢液1的物理参数,事先能够得知的铸型热传导率λm、距铸型表面的热电偶埋入深度d1、从热电偶6到冷却水5的距离d2、铸型冷却水间传热系数hw、凝固壳比热cs、凝固壳密度ρs、凝固壳热传导率λs、凝固潜热L以及凝固温度Ts为已知。关于在铸造中有可能变化的钢液温度T0、冷却水温度Tw以及铸造速度Vc,虽然通过使用平均值能够作为已知,但优选在步骤S101中与铸型温度Tc相同地进行计测。在步骤S101的铸型温度计测工序中,对铸型温度进行计测并进行插补而求出热电偶埋入深度位置的铸型温度Tc,求出铸造方向的温度分布,并按照时间序列保存于数据存储部。在步骤S102的热流通量取得工序中,根据在步骤S101中获得的铸型温度Tc、使用式(48)来求出在铸型4中通过的热流通量qout。在步骤S103的铸型表面温度取得工序中,根据在步骤S101中获得的铸型温度Tc、使用式(47)来求出铸型表面温度Tm。在步骤S104的方程式构建工序中,作为步骤S105的因果关系式构建工序的准备,构建由式(40)~(44)表示的至少包含传热系数α、传热系数β、凝固壳厚度s、凝固壳温度T的偏微分方程式、且是对凝固壳2中的热流通量的收支进行表示的关于时间的偏微分方程式。在步骤S105的因果关系式构建工序中,作为步骤S106的传热系数推测工序的准备,对在步骤S104中构建的偏微分方程式进行求解,将式(46)以及式(49)所示的、凝固壳温度相对于传热系数α、传热系数β以及铸型表面温度的关系式即凝固壳温度式、凝固壳厚度相对于传热系数α、传热系数β以及 铸型表面温度的关系式即凝固壳厚度式、保护渣层热流通量相对于传热系数α、传热系数β以及铸型表面温度的关系式即保护渣层热流通量式构建为因果关系式。在步骤S106的传热系数推测工序中,将在步骤S103中获得的铸型表面温度Tm应用于在步骤S105中获得的保护渣层热流通量式,关于从保护渣层热流通量式减去在步骤S102中获得的铸型热流通量qout而得到的值的平方沿铸造方向的分布,以多个点的值的总和成为最小的方式,对同时决定传热系数α沿铸造方向的分布以及传热系数β沿铸造方向的分布的逆问题即式(50)的最小化问题进行求解,并同时决定传热系数α以及传热系数β。在步骤S107的凝固壳推测工序中,将在步骤S103中获得的铸型表面温度Tm和在步骤S106中获得的传热系数α以及传热系数β,应用于在步骤S105中获得的凝固壳温度式以及凝固壳厚度式、即式(46)的Tprof(α,β,Tm)以及sprof(α,β,Tm),决定凝固壳推测温度以及凝固壳推测厚度。在步骤S108的铸型内凝固状态评价工序中,根据在步骤S106中获得的传热系数α以及传热系数β、和在步骤S107中获得的凝固壳推测温度以及凝固壳推测厚度,按照预先确定的运算方法来计算铸型内凝固状态评价量。即,将在步骤S106中获得的传热系数α、传热系数β、在步骤S107中获得的凝固壳推测厚度、凝固壳推测温度称作铸型内凝固状态推测量,对于铸型内凝固状态推测量中的至少一个或者多个,决定应用预先确定的运算方法而获得的量即铸型内凝固状态评价量。在步骤S109的容许限度值有无判定工序中,判定是否在步骤S113的容许限度值保存工序中将所求出的容许限度值保存于数据存储部。如果没有保存容许限度值,则前进至用于求出容许限度值的准备工序即步骤S110的时间序列数据保存工序,如果保存有容许限度值,则前进至判定铸造状态的步骤S114。在步骤S110的时间序列数据保存工序中,为了计算统计量,将在步骤S108中规定的铸型内凝固状态推测量以及铸型内凝固状态评价量所包含的至少一种以上的量作为时间序列数据,而与是否产生了异常铸造的信息一起保存于数据存储部。在步骤S111的统计量计算判定工序中,判定在步骤S110中保存的时间 序列数据是否达到预先确定的期间的量,并能够计算出包含该时间序列数据的平均以及标准偏差的统计量。如果不能够计算时间序列数据的统计量,则为了使数据数量增加而返回到步骤S101的铸型温度计测工序,重新进行计测。如果能够计算时间序列数据的统计量,则前进至步骤S112的运行异常时数据有无判定工序。在步骤S112的运行异常时数据有无判定工序中,判定异常铸造产生时的铸型内凝固状态推测量以及铸型内凝固状态评价量所包含的至少一种以上的量是否保存于数据存储部。如果保存,则前进至确定容许限度值的工序即步骤S113的容许限度值保存工序,如果未保存,则返回到步骤S101的铸型温度计测工序,重新进行计测。在步骤S113的容许限度值保存工序中,使用异常铸造产生时的时间序列数据、以及包含在步骤S110中获得的时间序列数据的平均以及标准偏差的统计信息,从以时间序列数据保存的量中选择用于判定铸造状态的量即铸造状态判定量,关于该铸造状态判定量,决定对视为平常铸造状态的数据的范围进行规定的容许限度值并保存于数据存储部。如果决定了容许限度值并保存于数据存储部,则返回到步骤S101的铸型温度计测工序,重新进行计测。另一方面,在步骤S114的铸造状态判定工序中,将容许限度值、与在步骤S106、S107中获得的铸型内凝固状态推测量以及在步骤S108中获得的铸型内凝固状态评价量中的在步骤S113中被选择为铸造状态判定量的量进行比较。如果判定为是平常铸造状态,则返回到步骤S101的铸型温度计测工序,重新进行计测。如果判定为异常铸造状态,则前进至步骤S115。在步骤S115中,为了从异常铸造状态防止运行异常,例如实施降低铸造速度这样的运行动作。要实施怎样的运行动作预先设定即可。如以上那样,通过对逆问题进行求解,来求出夹着保护渣层3的凝固壳2与铸型4之间的每单位温度差的热流通量即传热系数α、以及钢液1与凝固壳2之间的传热系数β,并根据传热系数α以及传热系数β来推测凝固壳2的凝固壳厚度s以及凝固壳温度T分布,利用所推测的结果来判定是平常铸造状态还是异常铸造状态。图8表示作为铸造状态的判定装置起作用的信息处理装置7的构成。连续铸造中的使用了热电偶6的铸型4的温度测定结果向信息处理装置7输入,对铸型温度进行插补而获得的热电偶埋入深度位置的铸造方向的温度分布按照时间序列保存于数据存储部313,并且向热流通量取得部301发送数据。在热流通量取得部301中,根据铸型温度Tc使用式(48)求出在铸型4中通过的热流通量qout。在铸型表面温度取得部302中,根据铸型温度Tc使用式(47)求出铸型表面温度Tm。在方程式构建部303中,作为因果关系式构建部304的处理的准备,构建式(40)~(44)所示的至少包含传热系数α、传热系数β、凝固壳厚度s、凝固壳温度T的偏微分方程式、且是表示凝固壳2中的热流通量的收支的关于时间的偏微分方程式。在因果关系式构建部304中,作为传热系数推测部305的处理的准备,对由方程式构建部303构建的偏微分方程式进行求解,式(46)以及式(49)所示的、凝固壳温度相对于传热系数α、传热系数β以及铸型表面温度的关系式即凝固壳温度式、凝固壳厚度相对于传热系数α、传热系数β以及铸型表面温度的关系式即凝固壳厚度式、保护渣层热流通量相对于传热系数α、传热系数β以及铸型表面温度的关系式即保护渣层热流通量式被构建为因果关系式。在传热系数推测部305中,将由铸型表面温度取得部302获得的铸型表面温度Tm应用于由因果关系式构建部304获得的保护渣层热流通量式,关于从保护渣层热流通量式减去由热流通量取得部301获得的铸型热流通量qout而得到的值的平方沿铸造方向的分布,以使多个点的值的总和成为最小的方式,对同时决定传热系数α沿铸造方向的分布以及传热系数β沿铸造方向的分布的逆问题即式(50)的最小化问题进行求解,并同时决定传热系数α以及传热系数β。在凝固壳推测部306中,将由铸型表面温度取得部302获得的铸型表面温度Tm、由传热系数推测部305获得的传热系数α以及传热系数β,应用于由因果关系式构建部304获得的凝固壳温度式以及凝固壳厚度式、即式(46)的Tprof(α,β,Tm)以及sprof(α,β,Tm),而决定凝固壳推测温度以及凝固壳推 测厚度。在铸型内凝固状态评价部307中,根据由传热系数推测部305获得的传热系数α以及传热系数β、和由凝固壳推测部306获得的凝固壳推测温度以及凝固壳推测厚度,按照预先确定的运算方法来计算铸型内凝固状态评价量。即,将由传热系数推测部305获得的传热系数α、传热系数β、由凝固壳推测部306获得的凝固壳推测温度、凝固壳推测厚度称作铸型内凝固状态推测量,对于铸型内凝固状态推测量中的至少一个或者多个,决定应用预先确定的运算方法而获得的量即铸型内凝固状态评价量。在容许限度值有无判定部308中,判定是否由容许限度值保存部312将所求出的容许限度值保存于数据存储部313。如果未保存容许限度值,则作为用于求出容许限度值的准备而使时间序列数据保存部309进行处理,如果保存有容许限度值,则使铸造状态判定部314进行处理。在时间序列数据保存部309中,为了计算统计量,将由铸型内凝固状态评价部307规定的铸型内凝固状态推测量以及铸型内凝固状态评价量所包含的至少一种以上的量作为时间序列数据,并与是否产生异常铸造的信息一起保存于数据存储部313。在统计量计算判定部310中,判定由时间序列数据保存部309保存的时间序列数据是否达到预先确定的期间的量,并能够计算包含该时间序列数据的平均以及标准偏差的统计量。如果不能够计算时间序列数据的统计量,则为了使数据数量增加而重新计测铸型温度。如果能够计算时间序列数据的统计量,则使运行异常时数据有无判定部311进行处理。在运行异常时数据有无判定部311中,判定异常铸造产生时的铸型内凝固状态推测量以及铸型内凝固状态评价量所包含的至少一种以上的量是否保存于数据存储部313。如果保存,则使确定容许限度值的容许限度值保存部312进行处理,如果未保存,则重新计测铸型温度。在容许限度值保存部312中,使用铸造状态产生异常时的时间序列数据、以及包含由时间序列数据保存部309获得的时间序列数据的平均以及标准偏差的统计信息,从按照时间序列数据保存的量中选择用于判定铸造状态的量即铸造状态判定量,关于该铸造状态判定量,决定对视为平常铸造状态的数据的范围进行规定的容许限度值并保存于数据存储部313。如果决 定了容许限度值并保存于数据存储部313,则重新计测铸型温度。在铸造状态判定部314中,将容许限度值、与由传热系数推测部305、凝固壳推测部306获得的铸型内凝固状态推测量以及由铸型内凝固状态评价部307获得的铸型内凝固状态评价量中的由容许限度值保存部312选择为铸造状态判定量的量进行比较。如果判定为是平常铸造状态,则重新计测铸型温度。然后,从输出部315输出判定为是平常铸造状态以及异常铸造状态中的哪个状态的结果。另外,本发明能够通过计算机执行程序来实现。此外,记录有该程序的计算机能够读取的存储介质以及程序等计算机程序产品也能够应用为本发明。作为存储介质,例如能够使用软盘、硬盘、光盘、光磁盘、CD-ROM、磁带、非易失性存储卡、ROM等。此外,以上说明的本发明的实施方式均仅表示在实施本发明时的具体化的例子,本发明的技术范围并不由于这些实施方式而被限定地解释。即,本发明能够不脱离其技术思想或者其主要特征地以各种方式实施。实施例接着,对应用了本发明的实施例进行说明。[实施例1]在本实施例中,在使用本发明的方法进行铸型内凝固状态的推测时,对测温机构即热电偶向铸型内的埋设位置对推测精度造成的影响进行了评价。使用长度为1090mm的铸型,将钢液液面控制为距假定液面位置即铸型上端85mm的位置,并且将铸造速度设为1.7m/分钟而实施了连续铸造。将热电偶作为测温机构,热电偶的埋设位置为从钢液液面下15mm到255mm成为20mm间隔,而且在钢液液面下755mm(距铸型下端250mm)设置1个,采集铸造中的温度数据。此处,对于热电偶向铸型内的埋设位置通过距钢液液面的距离来表示。温度数据的采集将取样间隔设为1秒钟。从上述多个热电偶中选择用于推测传热系数β以及凝固壳厚度s的热电偶,并根据通过9个水准不同的选择方法而获得的推测结果,对推测精度进行了评价。表1表示各水准的β以及s的推测所使用的热电偶的埋设位置、β以及s的推测精度评价、综合评价。对于热电偶的埋设位置,对于β以及s的推测所 使用的位置标记○。可以认为,在9个水准中水准0使用了最多的热电偶,并最高精度地推测β以及s。因此,以水准0的推测结果为基准,利用各水准的β以及s的推测结果的相对差来设为推测精度评价指标。即,在各水准中进行相同的1分钟的时间段的β以及s的推测,对于在铸造方向上配置的各推测位置的β以及s的推测值计算时间平均,将β以及s的推测值的时间平均相对于水准0的相对差遍及全部推测位置的均方根设为指标。结果,在β以及s的相对差均为10%以内的情况下,设为良好的推测精度而将综合评价设为○,除此以外设为△。[表1]从水准0到水准4位置,在铸型上方选择钢液液面下15mm到255mm的范围的热电偶,还选择铸型下方的钢液液面下755mm的热电偶而实施铸型内凝固状态推测。按照每个水准来改变铸型上方的热电偶间隔。从水准0到水准2的β以及s的相对差几乎为0%,表示铸型上方的热电偶间隔足够小。此外,如果铸型上方的热电偶间隔成为120mm,则综合评价成为○。图9以及图10是在实施方式中说明了的典型的铸型温度分布、以及对于从水准0到水准4使用所选择的热电偶的埋设位置的温度进行线性插补而得到的铸型温度分布的图表。表2是对于仅使用上述热电偶的埋设位置的温度进行线性插补而得到的铸型温度分布相对于上述典型的铸型温度分布的相对差,计算出铸造方向的均方根的表。其中,钢液液面下755mm的位置相当于距铸型下端250mm的位置,达到钢液液面下最低温度,因此在上述典型的铸型温度分布中设为钢液液面下550mm的位置的温度。由于与表1的β相对差以及s相对差之间具有较高的相关,所以可知优选在温度梯度比较大的铸型上方密集地埋设热电偶,以便使用所选择的热电偶的温度进行线性插补而得到的铸 型温度分布与本来的铸型温度分布之间不会出现较大的差。[表2]水准均方根[%]02.812.923.337.1414.0以水准0为基准,水准5到水准7不选择铸型上方的热电偶、水准8不选择铸型下方的热电偶而实施了铸型内凝固状态推测,水准5以外的综合评价都成为△。结果,可知优选将密集地埋设热电偶的范围的上端设为钢液液面下95mm以内,并在钢液液面下的最低温度附近埋设热电偶。[实施例2]在本实施例中,对与使用了本发明的方法的偏流起因漏钢检测相关的性能进行了评价,并与以往方法进行了比较。在本实施例中,使用与实施例1相同的铸型,埋设在铸型内的测温机构的位置设为实施例1中的水准0,使用从全部测温机构获得的温度数据对铸型内凝固状态进行推测。作为铸型内凝固状态评价量的候补,采用由式(51)~(54)赋予的量。评价时间设为1分钟、4分钟、7分钟、10分,评价点设为铸型上部、中部、下部。将容许限度值的研讨期间设为5个月,将铸型内凝固状态推测量、铸型内凝固状态评价量的候补以及铸造条件保存为时间序列数据。关于铸造条件的分层,将铸造宽度的等级宽度设为300mm,将铸造速度的等级宽度设为0.4m/分钟,将过热的等级宽度设为10℃,通过铸造宽度、铸造速度、过热的各等级的组合,设定铸造条件的分层水准G01~G22。在表3中表示其详细情况。[表3]另一方面,在根据与容许限度值的研讨期间相比更以前产生的异常铸造即偏流起因漏钢的计测数据来推测铸型内状态时,到产生漏钢为止的时间变化如图11以及图12所示。图11表示铸型上部、中部、下部的传热系数的短边β差的时间变化。图12表示相同位置的凝固壳厚度的短边s差的时间变化。图13以及图14表示使用该异常运行事例对铸型内凝固状态评价量相对于平常时的背离进行比较。图13是对于移动平均即式(51)以及式(52)、根据由式(55)赋予的评价而得到的结果。作为铸型内凝固状态评价量,例如只要设定短边β差以及短边s差中的至少任一方的从过去1秒钟期间到15分钟期间的移动平均即可。图14是对于式(53)以及式(54)、基于式(55)进行了评价的结果。根据图14可知,如果将以10分钟期间为评价时间的铸型下部的短边s差的带符号最小值设为铸造状态判定量,则相对于平常时的背离最大。只要设定为短边β差的绝对值以及短边s差的绝对值中的至少任一方的从过去1秒钟期间到15 分钟期间的最小值即可。每个铸造条件的分层水准G01~G22的铸造状态判定量的平均以及标准偏差如图15以及图16所示。即便不按照铸造条件的分层进行判定,也能够实施本发明的方法,但由于根据层的不同而倾向不同,因此可知通过进行分层能够提高精度。图17表示相对于容许限度值调整常数A的将平常铸造误认为异常铸造的比率的预测值,如果设为A=5,则容许率低于0.2%。图18是在过去的异常铸造即偏流起因漏钢中通过上述方法获得的容许限度值以及铸造状态判定量的图表,可知能够在产生漏钢的大约30分钟前预知。(比较例)将专利文献6所记载的方法作为比较例,试着对连续铸造中的铸造异常进行检测。利用在铸造方向上隔开间隔地埋设于铸型的温度计测机构(第1温度计测点:距铸型上面160mm,第2温度计测点:距铸型上面340mm)计测铸型温度,基于铸型温度计测值、使用传热逆问题方法来分别推测各计测点的铸型内面的热流通量。与实施例相同,在关于产生了偏流起因的漏钢的铸造的计测数据,调查了铸造经过时间与根据破孔侧短边的铸型计测温度推测的热流通量之间的关系时,关于第1温度计测点,在产生漏钢的5分钟前该位置的热流通量超过2.4×106W/m2且到产生漏钢为止存在上升倾向,热流通量未降低至预先设定的极限值以下。在偏流起因的漏钢中,局部地超过铸型的冷却能力的热量被赋予给凝固壳而阻碍凝固成长,强度不足的凝固壳被向铸型外部拉出而产生漏钢,因此可以认为在漏钢产生前成为破孔侧的短边热流通量增加的计算结果是自然的结果。但是,在专利文献6中,漏钢被假定为“是由于咬合在铸型与铸片之间的杂质、铸片的裂纹等而铸片凝固层厚度局部变薄的部位破损,钢液金属流出而产生的”,以“由于成为其原因的杂质或者裂纹的影响而从凝固层向铸型的热移动受到妨碍,引起热流通量的降低”为前提,因此仅热流通量降低为检测对象。因而,仅通过直接应用专利文献6的方法,无法判定或者预测偏流起因的漏钢产生。此外,作为对于专利文献6的方法的比较容易的改良方法,可以考虑假 设在热流通量超过预先设定的极限值的情况(包括上升的情况)下预测为要产生漏钢的方法。因此,如果作为预先设定的极限值,对于第1温度计测点设定2.7×106W/m2,对于第2温度计测点设定1.9×106W/m2,则对于第1温度计测点的热流通量在实际的漏钢产生的65秒前超过极限值,对于第2温度计测点的热流通量在实际的漏钢产生的26秒前超过极限值,因此认为有可能能够预测漏钢产生。但是,可以认为在从漏钢产生的3小时前到1小时前这2个小时的期间,未产生导致漏钢的程度的偏流,且实际上未产生漏钢,但满足上述条件的时间分为8次而合计为77秒钟,成为误检测较多的结果。因而,可知仅利用专利文献6的方法难以适当地预测偏流起因漏钢的产生。如此,在以往方法中,虽然能够某种程度地检测漏钢的产生,但还不能够达到适当地预知漏钢的产生。以上,对偏流起因漏钢的检测方法进行了说明,但是连续铸造的铸造状态是各种物理现象复杂地相互影响的状态,适合于偏流起因漏钢的检测的铸造状态判定量并非显而易见。即,可以认为由于凝固壳厚度变薄而产生偏流起因漏钢,除此之外也可以认为凝固壳的内部应力等也产生影响,难以说偏流起因漏钢的产生机理本身被充分解释清楚。此外,通过计测而得到的信息是有限的。例如,无法直接计测凝固壳的内部应力,即便想要基于计测来进行推测,也需要考虑凝固壳形状、凝固壳内温度分布、铸型的粘结条件,尚未提出能够在线地使用的高速计算的方法。在这种状况下,为了高精度地检测偏流起因漏钢,本发明人对根据通过本发明的方法而推测的铸型内凝固状态推测量计算的各种指标进行评价,发现能够以充分的精度检测偏流起因漏钢的铸造状态判定量。产业上的可利用性本发明能够利用于判定在从钢液到铸型冷却水之间存在凝固壳、保护渣层、铸型的连续铸造的铸造状态。当前第1页1 2 3 
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