JP2016198786A - 連続鋳造用鋳型 - Google Patents
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Abstract
Description
[1−1.連続鋳造用鋳型の概略構成]
まず、図1〜図3に基づいて、本発明の第1の実施形態に係る連続鋳造用鋳型の概略構成について説明する。なお、図1は、本実施形態に係る連続鋳造用鋳型10の概略構成を示す概略斜視図である。図2は、本実施形態に係る連続鋳造用鋳型10の短辺側の銅板14Aを示す概略斜視図である。図3は、本実施形態に係る連続鋳造用鋳型10の中仕切板16を示す概略斜視図である。図1において、X方向を鋳型厚み、Y方向を鋳型幅、Z方向を鋳型高さとする。
(1)概略構成
まず、図4を参照しながら、温度検出部100の概略構成を説明する。図4は、連続鋳造用鋳型10の銅板14Aの挿入孔14h内に設置された本実施形態に係る温度検出部100の、温度検出点の状態を示す概略断面図である。図4において、紙面左側に銅板14Aの溶鋼面14eが位置し、紙面右側に銅板14Aの冷却面14dが位置している。なお、図4、および、後述する図5、図8〜図10においては、説明のため、温度検出部100を構成する各部材を一部誇張して記載している。また、以下の説明においては、一例として、短辺の銅板14Aの挿入孔14hに挿入された温度検出部100について説明するが、鋳型10の他の銅板の挿入孔にも温度検出部100は同様に設置される。
(a)FBGセンサ131を保護管135に挿入したセンサ部130を構成する。保護管135の内径は、0.5mm以下が望ましい。
(b)センサ部130を、張設部材120を用いて、支持部材110から離隔した状態を維持しつつ固定し、連続鋳造用鋳型10の銅板の挿入孔に挿入して設置する。
(c)センサ部130の温度検出点において、保護管135を挿入孔14h内面と張設部材120とで挟持する。
(支持部材)
図5および図6に、本実施形態に係る支持部材110の構成を示す。図5は、本実施形態に係る支持部材110の概略を示す概略側面図である。図6は、図5に示す支持部材110の部分拡大図であって、上図は図4の紙面右側から見た状態を示し、下図は図4の紙面左側から見た状態を示す。
張設部材120は、支持部材110にセンサ部130を固定するとともに、図4に示すように、銅板14Aの挿入孔14hに挿入されたセンサ部130の保護管135を挿入孔14hの内周面に押し付ける部材である。張設部材120としては、弾性を有し、耐熱性のある糸状あるいはフィルム状の部材を用いるのがよく、例えば、ケブラー(登録商標)糸等を用いることができる。張設部材120は、支持部材110の小径部114に複数設けられ、溝111の開口部分に張設される。例えば糸状の張設部材120を用いる場合、図4に示すように、張設部材120は、溝111の開口部分で張るように、1〜数回、支持部材110の小径部114の外周に巻回される。張設部材120のうち、開口部分に張設された部分が張設部分122である。
図7および図8に基づいて、センサ部130の構成について説明する。なお、図7は、FBGセンサ131の原理を説明する概略説明図である。図8は、保護管135の径を変化させたときのFBGセンサ131の応答性を示すグラフである。本実施形態に係るセンサ部130は、図4に示したように、銅板14Aの温度を検出するFBGセンサ131と、FBGセンサ131を保護する保護管135とからなる。
上述した各部材からなる温度検出部100は、長手方向において、支持部材110の大径部112、温度検出点P以外の小径部114、および温度検出点Pの小径部114の各位置で各部材の配置を異ならせることで、支持部材110へセンサ部130を固定し、さらに、センサ部130の温度検出点Pを所定の位置に固定させている。図9〜図11に、温度検出部100の長手方向における断面図を示す。図9は、図6のD−D切断線における断面図である。図10は、図6のE−E切断線における断面図である。図11は、図6のEs−Es切断線における断面図であって、左図は挿入孔14hへの挿入前の状態を示し、右図は挿入孔14hへの挿入後の状態を示す。
まず、張設部材120が設けられない支持部材110の大径部112では、図9に示すように、センサ部130は、支持部材110の溝111の内部空間に位置する。大径部112は、挿入孔14hに挿入されたとき、挿入孔14hの内面と対向する部分であるため、大径部112の外周に張設部材120は設けられない。このとき、センサ部130は、溝111の内部空間に位置するため、挿入孔14hの内面に接触することなく設けることができる。
支持部材110の長手方向に大径部112と交互に配置される小径部114には、温度検出点Pが位置する小径部と、温度検出点P以外の部分が位置する小径部とがあり、それぞれで構成が異なる。隣接する温度検出点Pの間には、少なくとも1つの温度検出点P以外の部分が位置する小径部が設けられるのがよい。後述するように、温度検出点Pが位置する小径部と、温度検出点P以外の部分が位置する小径部との構成を相違させることで、張設部材120を介してセンサ部130を支持部材110に固定させるためである。例えば図6では、温度検出点PがEs−Es切断線の位置にあるとき、大径部112を挟んで温度検出点Pが位置する小径部に隣接する小径部(すなわち、E−E切断線のある小径部)には、温度検出点P以外の部分が位置している。なお、保護管135の先端部近傍は、大径部112とするのがよい。
張設部材120が設けられている支持部材110の小径部114のうち、センサ部130の温度検出点P以外の位置では、図10に示すように、センサ部130は、張設部材120と溝111との内側にある空間に位置する。このとき、センサ部130は、支持部材110に接触せず、なるべく離隔されるように、張設部材120の張設部分122内側に接触するように設けられる。この理由は後述するが、これにより、センサ部130は、支持部材110からの熱の影響を受けにくくなるため、温度測定精度を高めることができ、かつ、張設部材120によって溝111の外部に出ないように規制されることで、支持部材110に固定させることができる。
張設部材120が設けられている支持部材110の小径部114のうち、センサ部130の温度検出点Pでは、図11に示すように、センサ部130は、張設部材120の外側に位置する。銅板14Aの挿入孔14hに挿入される前は、図11左側に示すように、保護管135は張設部材120の張設部分122の外側に接するように設けられる。ここで、センサ部130は、長手方向に撓むことなく略真っ直ぐに設けられている。したがって、図6に示すように、センサ部130は、温度検出点Pとそれ以外の部分とで、張設部材120の外部と内部とを交互に通して設置することで、長手方向の所定の位置に設けられた張設部材120に編み込まれるように固定される。上述のように、小径部114のうち温度検出点P以外の位置において、センサ部130が、張設部材120の張設部分122内側に接触するように設けられるのも、このような固定によるものである。
次に、図12〜図16に基づいて、本発明の第2の実施形態に係る連続鋳造用鋳型10について説明する。本実施形態に係る連続鋳造用鋳型10は、第1の実施形態と比較して、図1〜図3に示した鋳型本体は同一であるが、鋳型10の銅板の挿入孔に挿入される温度検出部が、2つのFBGセンサを備える点で相違する。以下では、第1の実施形態と同一構成である鋳型本体についての説明は省略し、鋳型10の銅板の挿入孔に挿入される温度検出部の構成について詳細に説明していく。
まず、図12を参照しながら、温度検出部200の概略構成を説明する。図12は、連続鋳造用鋳型10の銅板14Aの挿入孔14h内に設置された本実施形態に係る温度検出部200の、温度検出点の状態を示す概略断面図である。図12においても、図4と同様、紙面左側に銅板14Aの溶鋼面14eが位置し、紙面右側に銅板14Aの冷却面14dが位置している。なお、図12〜図16においては、説明のため、温度検出部200を構成する各部材を一部誇張して記載している。また、以下の説明においては、一例として、短辺の銅板14Aの挿入孔14hに挿入された温度検出部200について説明するが、鋳型10の他の銅板の挿入孔にも温度検出部200は同様に設置される。
本実施形態に係る温度検出部200の構成について、図13〜図16に基づき、より詳細に説明していく。なお、図13は、支持部材210の部分拡大図であって、上図は図12の紙面右側から見た状態を示し、中央図は図12の紙面上側から見た状態を示し、下図は図12の紙面左側から見た状態を示す。図14〜図16は、温度検出部200の長手方向における断面図である。図14は、図13のD−D切断線における断面図である。図15は、図13のE−E切断線における断面図である。図16は、図13のEs−Es切断線における断面図であって、左図は挿入孔14hへの挿入前の状態を示し、右図は挿入孔14hへの挿入後の状態を示す。なお、図13は、支持部材210を挿入孔14hに挿入する前の状態を示しており、図13の中央図のEs−Es切断線の状態は、図16左図に対応する。
まず、張設部材120が設けられない支持部材210の大径部212では、図14に示すように、センサ部130A、130Bは、支持部材210の溝211、213の内部空間に位置する。大径部212は、挿入孔14hに挿入されたとき、挿入孔14hの内面と対向する部分であるため、大径部212の外周に張設部材120は設けられない。このとき、センサ部130A、130Bは、溝211、213の内部空間に位置するため、挿入孔14hの内面に接触することなく設けることができる。
支持部材210の長手方向に大径部212と交互に配置される小径部214には、温度検出点Pが位置する小径部と、温度検出点P以外の部分が位置する小径部とがあり、それぞれで構成が異なる。隣接する温度検出点Pの間には、少なくとも1つの温度検出点P以外の部分が位置する小径部が設けられるのがよい。後述するように、温度検出点Pが位置する小径部と、温度検出点P以外の部分が位置する小径部との構成を相違させることで、張設部材120を介してセンサ部130A、130Bを支持部材210に固定させるためである。図13では、図6と同様、温度検出点PがEs−Es切断線の位置にあるとき、大径部212を挟んで温度検出点Pが位置する小径部に隣接する小径部(すなわち、E−E切断線のある小径部)には、温度検出点P以外の部分が位置している。なお、保護管135A、135Bの先端部近傍は、大径部212とするのがよい。
張設部材120が設けられている支持部材210の小径部214のうち、センサ部130A、130Bの温度検出点P以外の位置では、図15に示すように、センサ部130A、130Bは、張設部材120と溝211、213との内側にある空間に位置する。このとき、センサ部130A、130Bは、支持部材210に接触せず、なるべく離隔されるように、張設部材120の張設部分122、124内側に接触するように設けられる。これにより、センサ部130A、130Bは、支持部材210からの熱の影響を受けにくくなるため、温度測定精度を高めることができ、かつ、張設部材120によって溝211、213の外部に出ないように規制されることで、支持部材210に固定させることができる。
張設部材120が設けられている支持部材210の小径部114のうち、センサ部130の温度検出点Pでは、図16に示すように、センサ部130A、130Bは、張設部材120の外側に位置する。銅板14Aの挿入孔14hに挿入される前は、図16左側に示すように、保護管135A、135Bは張設部材120の張設部分122、124の外側に接するように設けられる。ここで、センサ部130A、130Bは、長手方向に撓むことなく略真っ直ぐに設けられている。したがって、図13に示すように、センサ部130A、130Bは、温度検出点Pとそれ以外の部分とで、張設部材120の外部と内部とを交互に通して設置することで、長手方向の所定の位置に設けられた張設部材120に編み込まれるように固定される。
また、挿入孔14hと張設部分122との間隔が最大となるM1点近傍に保護管135Aが位置する可能性が高まり、保護管135Aの設置位置(挿入孔14h内面の周方向位置)が安定する。同様に、挿入孔14hと張設部分124との間隔が最大となるM2点近傍に保護管135Bが位置する可能性が高まり、保護管135Bの設置位置(挿入孔14h内面の周方向位置)が安定する。したがって、温度検出部Pを所定の位置に確実に固定させることができ、測定精度を高めることができる。また、温度検出点P以外の部分と同様、センサ部130A、130Bは、溝211、213によって支持部材210から離隔されているので、支持部材210からの熱の影響を受けにくくなり、温度測定精度を高めることができる。さらにFBGセンサ131A、131Bが保護管135A、135Bにルーズに設けられていることで、FBGセンサ131A、131Bが保護管135A、135Bの伸び歪の影響を受けることがなく、温度測定精度を高めることができる。
12A、12B、14A、14B 銅板
14h 挿入孔
16 中仕切板
100、200 温度検出部
110、210 支持部材
111、211、213 溝
112、212 大径部
114、214 小径部
120 張設部材
130(130A、130B) センサ部
131(131A、131B) FBGセンサ
135(135A、135B) 保護管
Claims (9)
- 連続鋳造用鋳型の鋳型本体と、
前記鋳型本体に形成された挿入孔に挿通され、鋳型内部の温度を検出する温度検出部と、
を備え、
前記温度検出部は、
径方向に変形可能な保護管に挿入されたFBG(ファイバー・ブラッグ・グレーティング)センサと、
長手方向に沿って溝が形成されており、前記FBGセンサを長手方向に沿って支持する支持部材と、
からなり、
温度検出点において、前記支持部材に前記溝の開口部分に張設された張設部材と、前記挿入孔の内面とにより、前記FBGセンサが挿入された前記保護管を挟み込む、連続鋳造用鋳型。 - 連続鋳造用鋳型の鋳型本体と、
前記鋳型本体に形成された挿入孔に挿通され、鋳型内部の温度を検出する温度検出部と、
を備え、
前記温度検出部は、
径方向に変形可能な保護管にそれぞれ挿入された2つのFBGセンサと、
径方向に対向する2つの溝が長手方向に沿って形成されており、前記2つのFBGセンサを長手方向に沿って支持する支持部材と、
からなり、
温度検出点において、前記支持部材に前記2つの溝それぞれの開口部分に張設された張設部材と、前記挿入孔の内面とにより、前記FBGセンサが挿入された前記保護管それぞれを挟み込む、連続鋳造用鋳型。 - 前記挿入孔において、前記FBGセンサの一方は前記鋳型本体の溶鋼面側に配置され、前記FBGセンサの他方は前記鋳型本体の冷却面側に配置される、請求項2に記載の連続鋳造用鋳型。
- 前記温度検出部は、前記鋳型本体の上方、下方または側方の少なくともいずれかから挿入される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の連続鋳造用鋳型。
- 前記FBGセンサは、前記挿入孔において、前記鋳型本体の厚さ方向の直径上に配置される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の連続鋳造用鋳型。
- 前記保護管は、内径が0.5mm以下であり、径方向に変形した場合においても、前記保護管の内径が前記FBGセンサの外径より大きくなるように構成される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の連続鋳造用鋳型。
- 前記支持部材は、長手方向に、前記張設部材が設けられる小径部と、前記小径部よりも大径の大径部とを備え、
前記FBGセンサの温度検出点が前記小径部に位置するように設けられる、請求項1〜6のいずれか1項に記載の連続鋳造用鋳型。 - 前記FBGセンサは、
前記温度検出点において、前記張設部材の外側と前記挿入孔の内面との間に設けられ、
前記温度検出点を含まない前記小径部において、前記溝の内面と対向する前記張設部材の内側に設けられる、請求項7に記載の連続鋳造用鋳型。 - 前記張設部材は、耐熱繊維からなる、請求項1〜8のいずれか1項に記載の連続鋳造用鋳型。
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