特表 2022-542214 金属連続鋳造設備における金属連続鋳造鋳型、温度測定システムならびにブレークアウト検出のシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-30

(54)【発明の名称】金属連続鋳造設備における金属連続鋳造鋳型、温度測定システムならびにブレークアウト検出のシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   B22D 11/16 20060101AFI20220922BHJP

   B22D 11/04 20060101ALI20220922BHJP

【ＦＩ】

B22D11/16 104B

B22D11/04 311D

B22D11/04 311F

B22D11/16 A

B22D11/16 104J

B22D11/16 104R

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021576290

(86)(22)【出願日】2020-06-22

(85)【翻訳文提出日】2022-02-18

(86)【国際出願番号】 EP2020067347

(87)【国際公開番号】W WO2020254688

(87)【国際公開日】2020-12-24

(31)【優先権主張番号】BE2019/5408

(32)【優先日】2019-06-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】BE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520368552

【氏名又は名称】イービーディーエス エンジニアリング

【氏名又は名称原語表記】ＥＢＤＳ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ

(71)【出願人】

【識別番号】521556462

【氏名又は名称】シーエスエヌ カール シュライバー ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】ＣＳＮ ＣＡＲＬ ＳＣＨＲＥＩＢＥＲ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】ツリアニ ジアンニ

(72)【発明者】

【氏名】カスティオー エティエンヌ

(72)【発明者】

【氏名】メセハ ジョセフ

【テーマコード（参考）】

4E004

【Ｆターム（参考）】

4E004AA03

4E004AA08

4E004MA05

4E004MB20

4E004MC11

4E004MC12

4E004NA01

4E004NB01

4E004NB07

4E004PA05

4E004SC07

(57)【要約】

【要約】
冷却流体の循環によって金属プレートを冷却できるように構成された冷却装置が背後に設けられた金属プレート（２２）の組立体からなるタイプのこの金属連続鋳造鋳型（１２）は、金属プレート（２２）のうち少なくとも１つのプレートの壁の中に延びる少なくとも１つの光ファイバ（２８）であって、複数のブラッグ・フィルタを備える光ファイバ（２８）と、金属プレート（２２）のうち少なくとも１つのプレートの壁に、鋳型の鋳込み軸と平行でない方向に、長さの少なくとも一部に形成された少なくとも１つの溝（２４）であって、光ファイバ（２８）がその中を延びる、溝（２４）と、溝（２４）に対してほぼ相補的な形状を有し、溝をその全長にわたって塞ぐストリップ（２６）であって、溝（２４）とストリップ（２６）が、光ファイバ（２８）を通すのに適した形状を有する、ストリップ（２６）とを備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷却流体の循環によって金属プレート（２２）を冷却できるように構成された冷却装置（１４）が背後に設けられた前記金属プレート（２２）の組立体からなるタイプの金属連続鋳造鋳型（１２）であって、
－ 前記金属プレート（２２）のうち少なくとも１つのプレートの壁の中に延びる少なくとも１つの光ファイバ（２８）であって、複数のブラッグ・フィルタ（３４）を備える光ファイバ（２８）と、
－ 前記金属プレート（２２）のうち少なくとも１つのプレートの壁に、鋳型（１２）の鋳込み軸と平行でない方向に、長さの少なくとも一部に形成された少なくとも１つの溝（２４）であって、前記光ファイバ（２８）がその中を延びる溝（２４）と、
－ 前記溝（２４）に対してほぼ相補的な形状を有し、前記溝をその全長にわたって塞ぐストリップ（２６）であって、前記溝（２４）とストリップ（２６）が、前記光ファイバを通すのに適した形状を有する、ストリップ（２６）と
を備える鋳型（１２）。

【請求項2】

前記ストリップ（２６）が複数の部品からなる、請求項１に記載の鋳型。

【請求項3】

前記ストリップ（２６）が、前記溝（２４）を塞ぐ前に全体が形成されたインサートを含む、請求項１または２に記載の鋳型。

【請求項4】

前記溝（２４）がほぼ均一な深さを有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の鋳型。

【請求項5】

前記鋳型が銅または銅合金で製作され、前記ストリップ（２６）も同じ材料で製作される、請求項１～４のいずれか一項に記載の鋳型。

【請求項6】

前記ストリップ（２６）が、たとえば電子ビーム溶接などによって鋳型に溶接されて前記溝（２４）を埋める、請求項１～５のいずれか一項に記載の鋳型。

【請求項7】

前記溝（２４）が、前記金属プレート（２２）のうち少なくとも１つのプレートの少なくとも１つの中央部分に位置する、請求項１～６のいずれか一項に記載の鋳型。

【請求項8】

前記溝（２４）が、前記金属プレート（２２）のうち少なくとも１つのプレートの全長にわたって延びる、請求項１～７のいずれか一項に記載の鋳型。

【請求項9】

前記光ファイバ（２８）が被覆または管を装備する、請求項１～８のいずれか一項に記載の鋳型。

【請求項10】

前記光ファイバ（２８）が１．６ｍｍ超の直径を有する、請求項１～９のいずれか一項に記載の鋳型。

【請求項11】

互いにほぼ平行をなす複数の溝（２４）に収められた複数の光ファイバ（２８）を備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載の鋳型。

【請求項12】

薄型スラブを鋳造するタイプのもので、上部に漏斗（２３）形部位を備え、前記溝（２４）が、少なくとも前記漏斗（２３）形部分の全体に位置する、請求項１～１１のいずれか一項に記載の鋳型（１２）。

【請求項13】

金属連続鋳造システムにおける温度測定システムであって、
－ 請求項１～１２のいずれか一項に記載の鋳型（１２）と、
－ 前記光ファイバ（２８）に光を送出し、前記鋳型（１２）の様々な箇所の温度に関する情報として送受装置で受け取った反射光および伝送光の少なくとも１つを受け取るようにアレンジされた送受装置と、
－ 前記送受装置で受け取った前記反射光および伝送光の少なくとも１つに関するデータを前記鋳型の様々な箇所における温度に関する情報に変換するようにアレンジされたプロセッサと、
－ 前記プロセッサに接続されたユーザー・インタフェース付き端末と
を備えるシステム。

【請求項14】

請求項１３に記載の温度測定システムを備える金属連続鋳造システムのブレークアウト検出システムであって、前記プロセッサが、前記送受装置で受け取った前記反射光および伝送光の少なくとも１つに関するデータをブレークアウト検出に関する情報に変換するようにアレンジされた、システム。

【請求項15】

請求項１～１２のいずれか一項に記載の鋳型の壁の温度を測定することを特徴とする、金属連続鋳造設備におけるブレークアウトの検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属の連続鋳造設備に関する。より詳細には、本発明は、金属の連続鋳造の鋳型に関する。他の態様によれば、本発明は、金属の連続鋳造設備における温度測定システムならびに金属の連続鋳造設ブレークアウト検出のシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

金属の連続鋳造設備、たとえば鉄鋼の連続鋳造設備は、溶融金属を注ぎ込んでしかるべき形状に凝固させるための鋳型を備えるのが一般的である。たとえば、底なしの鋳型はその１つであり、その場合、金属は冷却されてスラブを形成する。溶融金属を冷却するため、鋳型の壁には、液冷式などの冷却装置がその脇または背後に設けられる。鋳型および冷却装置の設計は、スラブが鋳型を出るとき、スラブ中心部にまだ溶融状態で存在する金属を閉じ込めておくのに十分な厚さでその外側面が凝固しているように、金属の流動速度に合わせた形で行われる。

【0003】

溶融金属が鋳型に流し込まれる際には、鋳型の壁の様々な箇所の温度測定値がリアルタイムでわかっていることが望ましい。たとえば、金属が鋳型の壁に付着することがあるが、それは望ましいことではなく、設備の生産に大きく影響する可能性がある。特にその場合に引き起こされるものとして、よく知られるブレークアウト現象がある。壁への金属の付着は、金属の凝固が適切に行われずに、スラブが鋳型から出たときにその外側面の厚さが足りないゾーンを生じることになる。その結果、そのゾーンに破れを生じ、スラブ中心部のまだ溶融状態の金属がスラブの外に流れ出す。そのため、歩留まりが低下するだけにとどまらず、溶融金属は、そのきわめて高い温度によって設備を損傷する可能性があるばかりか、設備の作業員にも危険を及ぼしかねない。そのため、そうしたブレークアウトをできるだけ早期に検出することにより、スラブの抽出速度を遅くする、設備を一時的に停止するなど、その他あらゆる是正措置を含め、様々な予防措置を講じることができるようにする必要がある。

【0004】

現在の技術では、ブレークアウトが起ころうとしているサインである鋳型の壁への金属の付着がないか検出する方法が知られている。それは、鋳型の壁温度を様々な箇所で測定することを基本としたものである。実際、壁は、そこに金属が付着しているときに固有の温度プロファイルを見せることがわかっている。その温度を測定するための既知の手段の１つは、鋳型の壁に熱電対を規則的に配置して温度の異常を可能な限り早い段階で検出できるようにするというものである。

【0005】

この検出方法は興味深いが、幾つか問題がある。実際、できる限り多くの位置で壁の温度を測定しようとすると、膨大な数の熱電対の設置が必要となる。それは鋳型の製造コストを膨らませるばかりでなく、熱電対の電気接続を複雑にすることにもなる。また、熱電対は常に正確かつ信頼できる形で壁の温度を測定できるというものでもなく、熱電対から出される誤警報、すなわち、実際にはそうでないにもかかわらず、ブレークアウトが起ころうとしているという警報信号は許容範囲を超える数のものとなりかねない。

【0006】

別の問題は、冷却流体の循環によって金属プレートを冷却できるように構成された冷却装置がその背後に設けられた金属プレートの組立体からなるのが通例である鋳型の構成に関連したものである。温度測定を要する鋳型のゾーンに到達するためにはその冷却装置を通り抜ける必要があり、したがって循環水を横断することになって、そのために密閉性や配線の別の問題が生じる。

【0007】

ベルギー特許出願第２０１８／５１９３号では、鋳型の少なくとも１つの壁に、複数のブラッグ・フィルタを備える光ファイバが内部に挿入された通路を設けることでその問題を解決することがすでに提案されている。この解決法は注目すべきものであり、上に述べた諸問題に適切な解答を与えるものである。だが、本発明者らは、より迅速かつ安価に実施することができ、鋳型の複雑な構成にも適合できそうな別の方法を開発することを考えた。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、上述の欠点を直して、ブレークアウトの検出を改善することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

そこで、本発明では、冷却流体の循環によって金属プレートを冷却できるように構成された冷却装置が背後に設けられた金属プレートの組立体からなるタイプの金属連続鋳造鋳型において、
－ 前記金属プレートのうち少なくとも１つのプレートの壁の中に延びる少なくとも１つの光ファイバであって、複数のブラッグ・フィルタを備える光ファイバと、
－ 前記金属プレートのうち少なくとも１つのプレートの壁に、鋳型の鋳込み軸と平行でない方向に、長さの少なくとも一部に形成された少なくとも１つの溝であって、光ファイバがその中を延びる、溝と、
－ その溝に対してほぼ相補的な形状を有し、溝をその全長にわたって塞ぐストリップであって、溝とストリップが、光ファイバを通すのに適した形状を有する、ストリップと
を備える鋳型を提供する。

【0010】

混乱を防ぐため、プレートの寸法に関する用語は以下のように定義することを断っておく。プレートの長さおよび幅は、鋳型の鋳込み軸に対して垂直な断面における寸法であり、プレートの深さは鋳型の軸に沿った寸法である。

【0011】

このように、従来技術における熱電対は、ブラッグ・フィルタを備える光ファイバによって置き換えられることになる。ブラッグ・フィルタは、ファイバ内に光ビームを放出し、反射および伝送されるビームの少なくとも１つを検出することによって、各フィルタレベルにおける壁内の温度を測定することができる。溝、光ファイバおよびストリップは、熱電対と比べてはるかに省スペースであり、設置もはるかに簡単であることが理解される。さらに、ブラッグ・フィルタによる温度測定は熱電対によって得られるものよりも正確であり、それによって誤警報の回数も減る。

【0012】

有利には、ストリップは複数の部品からなる。

【0013】

そのため、ストリップを構成する部品の数を選ぶことによってストリップの長さを適合させることができる。それにより、鋳型の寸法に合わせることができる。

【0014】

有利には、ストリップは、溝を塞ぐ前に全体が形成されたインサートを含む。

【0015】

そのため、ストリップは、鋳型に設置される前に全体が形成される。つまり、ストリップは、溝を埋めるときにその場で形成されるものではない。それにより、ストリップは、単に溝の中に入れるか、または溝の一端から溝に沿って滑り込ませることによって、鋳型内に設置することが可能であることにより、その設置が容易となる。有利には、溝はほぼ均一な深さを有する。

【0016】

そのため、プレートと光ファイバとの間の熱伝達もまた均一となる。

【0017】

有利には、鋳型は銅または銅合金で製作され、ストリップも同じ材料で製作される。

【0018】

これらの材料は高い熱伝導率を有しており、それによって熱伝達の均一化に寄与する。

【0019】

ストリップは、電子ビーム溶接などによって鋳型に溶接されて溝を埋めることが好ましいが、その他の溶接法、たとえばレーザー溶接、Ｘ線溶接、イオン・ビーム溶接や、被覆アーク溶接、非消耗電極式アーク溶接、消耗電極式アーク溶接、サブマージ・アーク溶接、エレクトロガス溶接、拡散溶接を含む、あらゆるタイプのアーク溶接、さらにはろう付け、ソフトろう付けも可能である。

【0020】

それにより、溝を密閉状態で埋めることができる。

【0021】

有利には、溝は、プレートのうち少なくとも１つのプレートの少なくとも１つの中央部分に位置する。

【0022】

それにより、壁の中央ゾーンの温度を測定することができ、そうすることで壁の温度をとりわけ代表する測定値を得ることができる。

【0023】

ある実施形態によれば、溝は、プレートのうち少なくとも１つのプレートの全長にわたって延びる。

【0024】

そうすることで、鋳込まれた金属の温度を数多くの箇所で測定することができ、ブレークアウト検出の信頼性の向上につながる。

【0025】

有利には、光ファイバは被覆または管を装備する。

【0026】

それにより、光ファイバを傷める可能性のある機械的応力から光ファイバが守られる。また、被覆や管は、光ファイバの直径を調整することを可能にする。

【0027】

有利には、光ファイバは１．６ｍｍ超の直径を有する。

【0028】

有利には、鋳型は、互いにほぼ平行をなす複数の溝に収められた複数の光ファイバを備える。

【0029】

そうして壁の温度測定箇所の数をさらに増やすことが、ブレークアウト検出の信頼性を一段と高めることにつながる。

【0030】

有利には、鋳型が薄型スラブを鋳造するタイプのもので、上部に漏斗形部位を備えるものである場合、少なくとも漏斗形部分の全体に位置する溝。実際、ベルギー特許出願第２０１８／５１９３号で提案されているように、壁とほぼ平行に穿孔した通路に光ファイバを設けるという解決法を、壁の平坦でない部位で実施するのはきわめて困難である。

【0031】

この実施形態が、複雑な形状のあらゆるタイプの鋳型に適合するものであることは容易に理解される。

【0032】

有利には、壁は、漏斗形の中央部分内の溝と、平坦な部分に穿孔された通路とを備え、通路は溝内に開口する。

【0033】

また、本発明では、金属連続鋳造システムにおける温度測定システムにおいて、
－ 前述のように定義された鋳型と、
－ 光ファイバに光を送出し、送受装置で受け取った反射光および伝送光の少なくとも１つを受け取るようにアレンジされた送受装置と、
－ 送受装置で受け取った反射光および伝送光の少なくとも１つに関するデータを鋳型の様々な箇所における温度に関する情報に変換するようにアレンジされたプロセッサと、
－ プロセッサに接続されたユーザー・インタフェース付き端末と
を備えるシステムをさらに提供する。

【0034】

本発明では、前述のように定義された温度測定システムを備える金属連続鋳造システムのブレークアウト検出システムにおいて、プロセッサが、送受装置で受け取った反射光および伝送光の少なくとも１つに関するデータをブレークアウト検出に関する情報に変換するようにアレンジされた、システムも提供する。

【0035】

最後に、本発明では、前述のように定義された鋳型の壁の温度を測定することを特徴とする、金属連続鋳造設備におけるブレークアウトの検出方法を提供する。

【0036】

以下では、添付の図面を参照しながら、限定的でない例として取り上げる本発明の実施形態について説明する。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】本発明による鋳型を含む金属連続鋳造設備の全体図である。

【図2a】図１の設備５の動作を示した図である。

【図2b】図１の設備５の動作を示した図である。

【図3】図１の設備の鋳型の断面図である。

【図4】図３の鋳型の斜視図である。

【図5】図３の鋳型のプレートの斜視図である。

【図5a】鋳型の溝とストリップの様々な形状を示した図である。

【図5b】鋳型の溝とストリップの様々な形状を示した図である。

【図5c】鋳型の溝とストリップの様々な形状を示した図である。

【図5d】鋳型の溝とストリップの様々な形状を示した図である。

【図6】図５のプレートに含まれる光ファイバの長手方向断面図である。

【図7】図６の光ファイバの動作を説明した図である。

【図8a】ブレークアウトの発現を表した図３の鋳型の断面図である。

【図8b】ブレークアウトの発現を表した図３の鋳型の断面図である。

【図8c】ブレークアウトの発現を表した図３の鋳型の断面図である。

【図8d】ブレークアウトの発現を表した図３の鋳型の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

図１に金属連続鋳造設備２を示した。この設備は従来どおりの構成をもつものであり、その構成要素の大半は簡単にしか紹介しない。

【0039】

設備２は、冷却しようとする溶融金属が入った取鍋４を備える。ここでは、取鍋４は２つあり、いずれも機械式アーム６によって支えられている。この機械式アーム６はとりわけ、図１に示す位置まで取鍋４を運ぶ前に、炉や転炉など（図示せず）、取鍋４に溶湯を注入することできる充填ゾーンから、満杯の状態で移送システム（図示されていない天井クレーンなど）によって鋳込みゾーンに運ばれて来た取鍋４を移動させることができる。機械式アーム６はまた、空になった後の取鍋４を、移送システムによって再び引き取られる位置まで持っていくことができ、取鍋４はそこから準備ゾーンに運ばれて再調製された後、充填ゾーンに戻される。

【0040】

設備２は、取鍋４の下方に位置するタンディッシュ、すなわち分配槽８を備える。取鍋４は、タンディッシュ８に溶融金属を流し込むことができる開閉式の底を有する。

【0041】

タンディッシュ８は、溶融金属の流動を制御できるストッパ１０で塞ぐことができる湯口を備える。タンディッシュの湯口は、浸漬鋳込みノズル（ＳＥＮ）１１に続いており、鋳型１２内に注ぎ込まれる溶融金属を保護することができる。

【0042】

図２ａおよび拡大図の図２ｂを見るとよくわかるように、浸漬鋳込みノズル１１は、鋳型１２の上部開口部に開口する。これは、鉛直の鋳込み軸を有する底のない鋳型である。鋳型１２についてはこの先で詳しく説明する。

【0043】

設備２は、鋳型１２の外側面に配置された冷却装置１４を備える。これは、液体による冷却装置である。そのため、冷却装置は、水などの冷却流体が流れる管路を備える。冷却流体は、鋳型１２内の溶融金属から熱を吸収することで、溶融金属を冷却し、凝固させる。この場合、金属は、液状芯部２０を包み込む形で凝固した外側面１８を有するスラブを形成するように凝固する。

【0044】

設備２は、鋳型１２の下流側にローラ・ガイド１６を備える。ガイド１６は、外側面１８が凝固したスラブを鋳型１２の外へ案内することができる。図２ａからわかるように、スラブは、ガイド１６内を移動するにつれて徐々に凝固する。つまり、鋳型１２から遠ざかるにつれて、凝固したスラブの外側面１８の体積は増大し、スラブの液状芯部２０の体積は減少する。

【0045】

図３に鋳型１２をさらに詳細に示した。図では、４枚のプレート２２（断面図の位置関係から４枚目は見えない）を有している。プレート２２は、熱伝導率が高く、そのために冷却装置１４と鋳型１２との間の熱交換が容易となる材料である銅または銅合金製である。プレート２２は、鋳型１２が全体に長方形または正方形の断面を有するようにアレンジされる。しかし、鋳型がそれ以外の断面形状を有するようにプレートをアレンジすることもできる。

【0046】

図４に別アングルの鋳型１２を示した。鋳型１２の少なくとも上部は、下端が平らにされた浸漬鋳込みノズル１１を部分的に受ける漏斗２３の形状をなす。この形状は、鋳型が薄いスラブの鋳造用である場合には特に適している。

【0047】

図５に鋳型１２のプレート２２の１つを示した。プレートは、鋳込み軸と平行でない方向に延びる溝２４を有する。この図では、溝は、プレートの全長にわたってほぼ水平な方向に延びている。しかし、溝２４は、プレート２２の長さの一部に関してのみ、たとえば、薄いスラブ鋳造用の鋳型の場合に、中央部分に関してのみ延びるものであってもよい。溝２４は、その全長にわたってほぼ均一な深さを有する。

【0048】

溝２４が取り得る様々な形状を図５ａ～図５ｄに示した。溝２４は、溝に対してほぼ相補的な形状のストリップ２６によって全長にわたって塞がれる。ストリップ２６は、プレート２２と同じ材料で、すなわち銅または銅合金によって製作されることが好ましい。ストリップ２６は、溝２４を塞ぐ前に全体が形成されたインサートを含む。そのため、ストリップ２６は、鋳型１２に設置される前に全体が形成される。つまり、ストリップ２６は、溝２４を埋めるときにその場で形成されるものではない。

【0049】

溝２４およびストリップ２６は、この先で説明する機能をもつ光ファイバを通すのに適した形状を有する。特にこの場合、図５ａ～図５ｄを見るとわかるように、溝２４もしくはストリップ２６（またはその両方）は、光ファイバを収容するための小溝２７を有する。光ファイバを溝の中に収めた後、溝２４をその全長にわたって埋めるようにストリップ２６をたとえば電子ビーム溶接などによって溶接する。

【0050】

変形実施形態では、ストリップ２６は、溝２４をストリップ２６によって埋める前に互いに溶接された複数の部品から構成される。そうすることで、ストリップ２６の長さを調整することと、特に溝２４の長さに応じて、ストリップ２６を構成する部品の数を選ぶことによって調整することができる。

【0051】

図５ａの実施形態では、溝２４とストリップ２６は曲線的な輪郭を有しており、小溝２７をもつのはストリップ２６である。

【0052】

図５ｂの実施形態では、溝２４とストリップ２６は曲線的な輪郭を有しており、小溝２７をもつのは溝２４である。

【0053】

図５ｃの実施形態では、溝２４とストリップ２６は直線的な輪郭を有しており、小溝２７をもつのは溝２４である。

【0054】

図５ｄの実施形態では、溝２４とストリップ２６はテーパ状又は円錐台形の断面を有しており、小溝２７をもつのは溝２４である。とりわけ、溝２４の断面は、深くなるにつれて溝が広がる格好になっている。そのため、溝２４の形状は、ストリップ２６をそのいずれか一方の端部から溝２４に沿って滑り込ませるなどして溝２４の中に一旦収めると、ストリップ２６を定位置に保持することを可能にする。そうすることで、ストリップ２６を鋳型１２に溶接する必要がなくなり、経済的に有利となる。溝２４内へのストリップ２６の挿入が一段と容易になるようにするため、たとえば溝レベルで、プレート２２の反対側に位置する溝２４と平行な軸の周りにプレートをごくわずかに湾曲させることができる。すると、溝２４が開いた形になり、ストリップ２６を、難なく溝の中に滑り込ませることができる。好ましくは、その湾曲は、銅プレートの弾性変形限度を超えることなく行われる。

【0055】

図６および図７を参照すると、溝２４の中に光ファイバ２８が収められている。光ファイバ２８は、クラッド３０と、クラッド３０によって囲まれたコア３２とを備える。光ファイバ２８は、そのコア３２の中に複数のブラッグ・フィルタ３４を備える。光ファイバ２８は、１メートル当たり少なくとも１０個のブラッグ・フィルタを備え、好ましくは１メートル当たり少なくとも２０個のブラッグ・フィルタを、より好ましくは１メートル当たり少なくとも３０個のブラッグ・フィルタを、さらに好ましくは１メートル当たり少なくとも４０個のブラッグ・フィルタを備える。

【0056】

光ファイバ２８は、溝２４内に収められるときは、むき出しのままであっても、保護被覆付きであっても、または設置前に管に挿入されてもよい。その被覆または管は、光ファイバ２８の半径を増大させる役割を果たすことができ、それによって溝２４の直径のすべて、またはほとんどすべてを埋め合わせることができる。光ファイバは、時に上述のような被覆や管がありうることを考慮しつつ、１．６ｍｍ超の直径を有することが好ましい。

【0057】

図７に光ファイバ２８の動作を示す。ブラッグ・フィルタ３４は、フィルタ製造者による調節が可能な反射波長と呼ばれる、所定の値にセンタリングした波長帯域で光を反射させることができるフィルタである。この所定の値はまた、特にフィルタが置かれている温度の関数でもあり、その関係は各々のフィルタについて次式のように書くことができる。
λ_反射＝ｆ（λ_０，Ｔ）
ここで、λ_反射はフィルタによって有効に反射される波長、ｆは既知の関数、Ｔはフィルタの温度、λ_０は所定の温度、たとえば周囲温度でフィルタによって反射される波長である。

【0058】

この２つの性質により、光ファイバ２８を温度センサとして使用することが可能となる。まず、たとえば５ナノメートルずつずらして選んだそれぞれ異なる反射波長の値λ_０を有するブラッグ・フィルタ３４を光ファイバ２８内に配設する。続いて、多色スペクトル３５ａの光ビーム、たとえば白色光を光ファイバ２８内に送出し、次いで反射ビームのスペクトル３５ｂに現れる波長のピークを決定する。各ピークについて、測定値λ_反射と周囲温度における反射波長の理論値λ_０とを比較し、関数ｆによって当該のフィルタの温度Ｔを計算する。別の方法として、光ファイバ２８が収まる溝２４（通路２４）の構成上可能であれば、伝送されてくるビーム３５ｃのスペクトルの谷をもとに、それらのステップを行うこともできる。

【0059】

このように、鋳型１２のプレート２２の１つに光ファイバ２８を設置することで、そのプレートの所定の位置における温度を測定し、その経時的な変化をたどることができる。十分な数の測定箇所を得るため、向かい合わせの２つのプレート２２内に、望むらくは鋳型１２の４つのプレート２２の各々に、少なくとも１つの光ファイバ２８を設置することが好ましい。

【0060】

また、鋳型１２の温度を異なる２つの高さで測定できるように、プレート２２ごとに２つの光ファイバ２８を設置することも好ましい。たとえば、各々のプレートに２つの光ファイバ２８を互いに平行かつ１５～２５センチメートルの間隔となるように設置することができる。

【0061】

ブレークアウトの検出は以下のようにして行う。

【0062】

鋳型１２内の金属が鋳型のプレート２２に付着するゾーン３６の伝播を、図８ａ～図８ｄに示した。図の右下にあるグラフはそれぞれ、上方の光ファイバ２８ａのブラッグ・フィルタ３４で測定した温度の時間的推移（上の曲線）と、下方の光ファイバ（２８ｂ）のブラッグ・フィルタ３４で測定した温度の時間的推移を示している。

【0063】

図８ａおよび図８ｂのグラフからわかるように、上方の光ファイバ２８ａは、ゾーン３６における鋳型１２への金属の付着に対応する温度の異常な上昇を検出している。これは、ブレークアウトが切迫していることを示す第１のサインである。

【0064】

続いて、図８ｃおよび図８ｄのグラフからわかるように、下方の光ファイバ２８ｂは、上方の光ファイバ２８ａによってそれ以前に検出されていた温度の異常上昇を検出する。これは、ブレークアウトが切迫しているという第２のサインであり、ブレークアウトが回避できそうもないことを確認するものである。

【0065】

光ファイバ２８ａおよび２８ｂによって検知された情報が設備２の利用者に通知されるようにするため、設備は、
－ 光ファイバに光を送出し、光ファイバによる反射光および伝送光の少なくとも１つを受け取るようにアレンジされた送受装置と、
－ 送受装置で受け取った反射光および伝送光の少なくとも１つに関するデータを鋳型の様々な箇所における温度に関する情報に変換するようにアレンジされたプロセッサと、
－ プロセッサに接続されたユーザー・インタフェースを備える端末と
を備える。

【0066】

プロセッサは、また、送受装置で受け取った反射光および伝送光の少なくとも１つに関するデータをブレークアウト検出に関する情報に変換するようにアレンジされる。

【0067】

それらの要素（わかりやすくするために図示していない）により、光ファイバ２８による温度測定値を、設備２の利用者にわかりやすいブレークアウトの検出または不検出の情報に変換することが可能となる。つまり、光ファイバ２８を装備した鋳型１２、送受装置、プロセッサおよび端末によって、ブレークアウト検出システムが形成される。ブレークアウト有の検出結果が出た場合は、利用者は、ブレークアウトによって引き起こされる損害を抑える、さらには損害を未然に防ぐための措置を講じることができる。

【0068】

本発明は、説明した実施形態だけに限定されるものではなく、当業者であれば、それ以外の実施形態も明らかに思い浮かぶであろう。

【0069】

特に、鋳型については、より従来型の、漏斗なしの直線的な形状のものを計画することができよう。

【0070】

鋳型には、互いにほぼ平行をなす複数の溝に収められた複数の光ファイバを装備することを計画できよう。

【符号の説明】

【0071】

２ 設備（金属連続鋳造設備）
４ 取鍋
６ 機械式アーム
８ タンディッシュ
１０ ストッパ
１１ 鋳込みノズル
１２ 鋳型
１４ 冷却装置
１６ ガイド
１８ 凝固した外側面
２０ 液状芯部
２２ プレート
２３ 漏斗
２４ 溝
２６ ストリップ
２７ 小溝
２８ 光ファイバ
３０ クラッド
３２ コア
３４ ブラッグ・フィルタ
３５ａ 多色スペクトル
３５ｂ 反射ビームのスペクトル
３６ ゾーン

【図1】

【図2a-2b】

【図3】

【図4】

【図5】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図5d】

【図6】

【図7】

【図8a】

【図8b】

【図8c】

【図8d】

【国際調査報告】