[发明专利]连续铸造用铸模铜板的温度测量方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及对构成熔化金属(钢液等)的连续铸造用铸模的铸模铜板的温度进行测量的方法和装置。本发明特别涉及针对整个宽范围的测温区域在不阻碍连续铸造的生产性的情况下高精度地测量铸模铜板温度的方法和装置。

背景技术

以往，在制钢工序中使用的连续铸造机(CC)的铸模铜板嵌入热电偶。并且，通过由该热电偶测量铸模铜板的温度，由此进行铸模内的监视和控制。更加具体而言，由所述热电偶测量出的温度除了用于铸模内的钢液的漏钢(breakout：BO)预测和检测以外，还用于铸片的品质估计。此外，由所述热电偶测量出的温度还作为用于控制铸模中设置的电磁搅拌装置和电磁制动装置的指标来使用。一般情况下，所述热电偶设置在铸模铜板上所设的孔(在铸模铜板的与靠近于钢液的面对置的面开口，延伸到铸模铜板的内部的孔)内，使得测温点位于距离铸模铜板的靠近于钢液的面5～20mm的位置。

对于上述的热电偶，如果设置得越多，则越能够详细地测量铸模铜板的温度(温度分布)，在这一点上是较为方便的。只要能够详细地测量铸模铜板的温度，就能够期待更加可靠地预测或检测钢液的漏钢这类的效果。此外，只要能够详细地测量铸模铜板的温度，则钢液的流动状态的估计和壳体厚度的估计精度就有所提高，其结果能够期待铸片的表面品质的估计精度提高这类的效果。但是，通过设置多个热电偶，从而出现了热电偶的故障频度增大的问题。热别在近年来，由设置铸模中的电磁搅拌装置和电磁制动装置来控制在铸模内形成的铸片的品质。因此，由于与这些设备产生物理干扰，因此发生故障的热电偶的更换和修理等变得极为困难。

为了解决以上说明的问题，提出了例如专利文献1(日本国特开2002-113562号公报)中记载的铸模铜板的温度测量方法。具体而言，专利文献1中示出了由热电偶测量铸模铜板的温度时的问题、特别是设置了电磁搅拌装置的情况下的问题。并且，专利文献1中作为其解决方案，记载了如下的方法，设置了在铸模铜板的上面开口并延伸到铸模铜板的内部的插入孔，在该插入孔中插入热电偶，从而测量铸模铜板内部的规定位置的温度。

此外，作为使用超声波的模具材料表面的温度测量方法，提出了专利文献2(日本国特开2007-33077号公报)中记载的方法。具体而言，专利文献2中记载了如下方法，对于因热电偶的响应速度慢所以无法测量急剧变化的模具材料的靠近于熔液的面的温度(专利文献2的图2所示的一侧面2a)，使用超声波对其进行测量。更加具体而言，在专利文献2中，在所述靠近于熔液的面形成底面为平面的超声波反射用的洞穴，测量在所述靠近于熔液的面和所述洞穴的底面分别反射的超声波回波(echo)的传播时间差。并且，专利文献2中还记载了如下内容，基于该测量出的传播时间差和所述靠近于熔液的面和所述洞穴的底面之间的距离求出超声波的传播速度，并根据预先求出的模具材料中的超声波传播速度的温度依赖性，求出所述靠近于熔液的面的温度。

(1)热电偶的故障与其他设备之间的干扰问题

如上述，以往使用从铸造铜板的背面(铸模铜板的与熔液靠近的面的对置面)插入内部的热电偶测量连续铸造机的铸模铜板的温度。然而，如专利文献1中所述那样，热电偶的安装位置与铸模用冷却水的路径临近，且铸模平常暴露在被称为振荡(oscillation)的振动中。因此，热电偶的保护管有时被冷却水腐蚀，或者热电偶的插入孔中浸入冷却水从而产生大的测温误差。

此外，如上述那样，由于近年来靠近于铸模铜板的背面设置电磁搅拌装置和电磁制动装置等设备，因此，这些设备与热电偶及其布线产生物理干扰。因此，在更换发生故障的热电偶时，要取下电磁搅拌装置和电磁制动装置等设备，这样既费时又费力，在此期间需要使连续铸造长时间停止等，显著阻碍了生产性。

这样，在以往的使用热电偶的铸模铜板的温度测量方法中，存在由于热电偶的腐蚀或冷却水浸入测温点由此输出异常值的问题。此外，在使用电磁搅拌装置和电磁制动装置等设备的情况下，存在难以更换发生故障的热电偶的问题。

(2)热电偶的问题

使用热电偶的温度测量只限于热电偶前端部附近的局部温度的测量。如上述，一般按照测温点位于距离铸模铜板的靠近于熔液的面5～20mm的位置的方式来配置热电偶。因此，由热电偶测量出的温度仅具有上述测温点附近的几十mm左右的温度代表性。