連續鑄造用鑄模銅板的溫度測量方法和裝置的製作方法

2023-09-23 03:41:45 1

專利名稱：連續鑄造用鑄模銅板的溫度測量方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及對構成熔化金屬(鋼液等)的連續鑄造用鑄模的鑄模銅板的溫度進行測量的方法和裝置。本發明特別涉及針對整個寬範圍的測溫區域在不阻礙連續鑄造的生產性的情況下高精度地測量鑄模銅板溫度的方法和裝置。
背景技術：
以往，在制鋼工序中使用的連續鑄造機(CC)的鑄模銅板嵌入熱電偶。並且，通過由該熱電偶測量鑄模銅板的溫度，由此進行鑄模內的監視和控制。更加具體而言，由所述熱電偶測量出的溫度除了用於鑄模內的鋼液的漏鋼(breakout :B0)預測和檢測以外，還用於鑄片的品質估計。此外，由所述熱電偶測量出的溫度還作為用於控制鑄模中設置的電磁攪拌裝置和電磁製動裝置的指標來使用。一般情況下，所述熱電偶設置在鑄模銅板上所設的孔(在鑄模銅板的與靠近於鋼液的面對置的面開口，延伸到鑄模銅板的內部的孔)內，使得測溫點位於距離鑄模銅板的靠近於鋼液的面5 20mm的位置。對於上述的熱電偶，如果設置得越多，則越能夠詳細地測量鑄模銅板的溫度(溫度分布)，在這一點上是較為方便的。只要能夠詳細地測量鑄模銅板的溫度，就能夠期待更加可靠地預測或檢測鋼液的漏鋼這類的效果。此外，只要能夠詳細地測量鑄模銅板的溫度， 則鋼液的流動狀態的估計和殼體厚度的估計精度就有所提高，其結果能夠期待鑄片的表面品質的估計精度提高這類的效果。但是，通過設置多個熱電偶，從而出現了熱電偶的故障頻度增大的問題。熱別在近年來，由設置鑄模中的電磁攪拌裝置和電磁製動裝置來控制在鑄模內形成的鑄片的品質。因此，由於與這些設備產生物理幹擾，因此發生故障的熱電偶的更換和修理等變得極為困難。為了解決以上說明的問題，提出了例如專利文獻1(日本國特開2002-113562號公報)中記載的鑄模銅板的溫度測量方法。具體而言，專利文獻1中示出了由熱電偶測量鑄模銅板的溫度時的問題、特別是設置了電磁攪拌裝置的情況下的問題。並且，專利文獻1中作為其解決方案，記載了如下的方法，設置了在鑄模銅板的上面開口並延伸到鑄模銅板的內部的插入孔，在該插入孔中插入熱電偶，從而測量鑄模銅板內部的規定位置的溫度。此外，作為使用超聲波的模具材料表面的溫度測量方法，提出了專利文獻2(日本國特開2007-33077號公報)中記載的方法。具體而言，專利文獻2中記載了如下方法，對於因熱電偶的響應速度慢所以無法測量急劇變化的模具材料的靠近於熔液的面的溫度(專利文獻2的圖2所示的一側面加)，使用超聲波對其進行測量。更加具體而言，在專利文獻 2中，在所述靠近於熔液的面形成底面為平面的超聲波反射用的洞穴，測量在所述靠近於熔液的面和所述洞穴的底面分別反射的超聲波回波(echo)的傳播時間差。並且，專利文獻2 中還記載了如下內容，基於該測量出的傳播時間差和所述靠近於熔液的面和所述洞穴的底面之間的距離求出超聲波的傳播速度，並根據預先求出的模具材料中的超聲波傳播速度的溫度依賴性，求出所述靠近於熔液的面的溫度。(1)熱電偶的故障與其他設備之間的幹擾問題
如上述，以往使用從鑄造銅板的背面(鑄模銅板的與熔液靠近的面的對置面)插入內部的熱電偶測量連續鑄造機的鑄模銅板的溫度。然而，如專利文獻1中所述那樣，熱電偶的安裝位置與鑄模用冷卻水的路徑臨近，且鑄模平常暴露在被稱為振蕩(oscillation) 的振動中。因此，熱電偶的保護管有時被冷卻水腐蝕，或者熱電偶的插入孔中浸入冷卻水從而產生大的測溫誤差。此外，如上述那樣，由於近年來靠近於鑄模銅板的背面設置電磁攪拌裝置和電磁製動裝置等設備，因此，這些設備與熱電偶及其布線產生物理幹擾。因此，在更換發生故障的熱電偶時，要取下電磁攪拌裝置和電磁製動裝置等設備，這樣既費時又費力，在此期間需要使連續鑄造長時間停止等，顯著阻礙了生產性。這樣，在以往的使用熱電偶的鑄模銅板的溫度測量方法中，存在由於熱電偶的腐蝕或冷卻水浸入測溫點由此輸出異常值的問題。此外，在使用電磁攪拌裝置和電磁製動裝置等設備的情況下，存在難以更換發生故障的熱電偶的問題。(2)熱電偶的問題使用熱電偶的溫度測量只限於熱電偶前端部附近的局部溫度的測量。如上述，一般按照測溫點位於距離鑄模銅板的靠近於熔液的面5 20mm的位置的方式來配置熱電偶。 因此，由熱電偶測量出的溫度僅具有上述測溫點附近的幾十mm左右的溫度代表性。另一方面，在鑄模銅板是平板狀的情況下，其與熔液靠近的面例如具有 900mmX 2000mm左右的面積。因此，為了不漏掉地由熱電偶測量靠近面整體的溫度，需要極多的熱電偶，實質上這是不能實現的，因此，實際情況下是將熱電偶的根數限制在現實的根數來使用。例如，在專利文獻1所記載的示例中，鑄模銅板的每個與熔液靠近的面上有沈個左右的測溫點。(3)專利文獻1中記載的方法的問題作為專利文獻1中記載的方法的問題，例如除了上述(2)敘述的問題以外，還有熱電偶的高度方向的設置位置受到限定。基於作為熱電偶所要求的機械強度、耐蝕性、響應性等觀點，一般使用具有Φ3mm cp5mm左右的外形的鞘裝式熱電偶。為了將該熱電偶設置在鑄模銅板內部，需要如專利文獻1的圖1所示那樣，使用鑽頭(drill)高精度地開鑿細且深的插入孔。然而，開鑿上述這種小徑且深的插入孔是較為困難的。至少基於市面上的超硬鑽頭等的規格來推測的話，在鑄模銅板開鑿Φ 3mm左右的插入孔的情況下，其界限深度最多也就50mm 60mm左右。如專利文獻1的圖1所示那樣，在從鑄模銅板的上面開鑿比熱電偶稍大的插入孔的情況下，當開鑿出過大的插入孔時會阻礙鑄模銅板的熱傳導，這是不希望看到的。因此，假設開鑿例如Φ6πιπι的插入孔，則認為界限深度為90mm左右。換言之，插入該插入孔的熱電偶的測溫點的限定位置高於從鑄模銅板的上面向下90mm左右的位置。一般情況下，在鋼液的液面位置因液面的翻騰從而無法得到穩定的測溫值，因此將低於液面幾cm IOcm左右的位置及其下方的位置設定為測溫區域。因此，例如將測溫點設定在距離鑄模銅板的上面90mm的位置時，由於鋼液的液面至少比該位置高几cm，因此出現少許的液面波動時或非穩定時，鋼液從鑄模溢出的危險性變高。此外，測溫點的限定位置高於從鑄模銅板的上面向下90mm左右的位置。因此，無法測量距離鑄模銅板的上面90mm 的位置以下的位置處的溫度，對於鑄模內的鋼液的漏鋼的檢測也不充分。
如上所述，專利文獻1記載的方法存在如下問題。(a)難以開鑿適當深度的插入孔所以缺乏實用性。(b)測溫點限定於從鑄模銅板的上面至下方90mm左右的範圍。因此，其問題在於產生鋼液溢出的危險性、以及在低於測溫點的位置無法檢測鋼液的漏鋼。(4)專利文獻2記載的方法的問題專利文獻2記載的方法需要在模具材料的靠近於熔液的面形成Φ Imm左右深度 Imm 2mm左右的平底洞穴(專利文獻2的第0025段)。將該方法應用於連續鑄造用的鑄模銅板時，在鑄模銅板的靠近於鋼液的面上設置上述平底洞穴。因此，從形成了上述平底洞穴的部位處的鋼液向鑄模銅板的熱傳遞與周圍的部位不同，或者在上述平底洞穴中加入被稱為粉末(powder)的潤滑劑從而形成突起部，或者鋼的一部分進入其中等。這些有可能導致在鑄片出現傷痕或鋼液出現漏鋼的可能性增大。此外，由於平底洞穴的深度為1 2mm左右，因此在平底洞穴的底面和熔液靠近面分別反射的超聲波回波的傳播時間差(往復的傳播時間差)為0.02nSec左右，需要檢測該時間差的溫度的微小變化。因此，需要時間解析度和精度非常高的檢測技術，裝置的成本過高。此外，來自平底洞穴的超聲波回波與來自熔液靠近面的超聲波回波容易發生幹擾，為了抑制這種幹擾需要使用高頻的超聲波。但是，由於高頻的超聲波不容易傳播，因此不利於在寬的範圍中進行測量。基於以上幾點，專利文獻 2記載的方法適用於在不是連續鑄造的鑄造等中使用的模具表面塗敷的分模劑的熱傳導性等的評價，而不適合用於連續鑄造用的鑄模鋼板的溫度測量。此外，假設即便能夠將專利文獻2記載的方法應用於連續鑄造用的鑄模銅板的溫度測量，在該方法中僅僅可獲得鑄模銅板的與鋼液的靠近面內的一部分的測溫值(嚴格來說是深度距離靠近面1 2mm左右的範圍的平均值)。此外，為了垂直於上述靠近面入射超聲波，需要在與所述靠近面對置的面安裝超聲波傳感器。如上述，在該安裝位置由於臨近鑄模用冷卻水的路徑或漏水等超聲波傳感器有可能出現故障。再有，由於與電磁攪拌裝置、電磁製動裝置、及其附帶設備等存在物理上的幹擾，因此不僅難以安裝超聲波傳感器，而且在出現故障時進行更換也不容易。當更換超聲波傳感器時，需要使連續鑄造長時間停止等，這樣顯著地阻礙了生產性。如上所述，專利文獻2記載的方法存在以下問題。(a)由於有可能在鑄片中產生傷痕等，因此難以應用於連續鑄造用的鑄模銅板的溫度測量。(b)假設即便能夠應用，由於僅僅能獲得鑄模銅板的與鋼液的靠近面內的一部分的測溫值，而且電磁攪拌裝置以及電磁製動裝置等設備與超聲波傳感器存在物理幹擾，因此難以更換出現故障的超聲波傳感器。(c)需要時間解析度非常高的檢測裝置，成本變得過高。

發明內容
本發明是為了解決這些現有技術中的問題而提出的，其目的在於提供一種針對整個寬範圍的測溫區域高精度地且不阻礙連續鑄造的生產性地測量構成熔化金屬的連續鑄造用鑄模的鑄模銅板的溫度的方法以及裝置。為了解決上述問題，本發明提供一種連續鑄造用鑄模銅板的溫度測量方法，對構成熔化金屬的連續鑄造用鑄模的鑄模銅板的溫度進行測量，其包括第1步驟，在所述鑄模銅板的內部設置超聲波的反射源；第2步驟，朝向所述反射源，從超聲波收發元件向大致平行於所述鑄模銅板的與熔化金屬靠近的靠近面的方向傳播超聲波；和第3步驟，基於由所述反射源反射並由所述超聲波收發元件檢測出的超聲波回波，計算所述鑄模銅板的溫度。根據這種發明，因為基於由設置在鑄模銅板內部的反射源反射的超聲波回波(具體而言，例如基於超聲波回波的傳播時間、超聲波的傳播速度的溫度依賴性(傳播速度與溫度的對應關係))，計算鑄模銅板的溫度，因此能夠一次普遍地測量超聲波的傳播路徑中的鑄模銅板的溫度(平均溫度)。換言之，較之於以往每一個熱電偶或每一個超聲波收發元件僅能夠在大致一處測溫點進行溫度測量，能夠由一個超聲波收發元件針對整個寬範圍的測溫區域進行鑄模銅板的溫度測量。此外，由於在鑄模銅板的與熔化金屬靠近的靠近面大致平行的方向傳播超聲波， 因此無需將超聲波收發元件安裝在與所述靠近面對置的面。也就是說，超聲波收發元件除了安裝於靠近面和靠近面所對置的面以外，還可以安裝在鑄模銅板的上面、底面和側面的任意面。因此，能夠遠離鑄模用冷卻水的路徑來配置超聲波收發元件，能夠減少因漏水等引起的超聲波收發元件的故障或測溫誤差的發生。此外，超聲波收發元件與電磁攪拌裝置或電磁製動裝置等設備難以在物理上出現幹擾，在超聲波收發元件發出故障的情況下能夠較為方便地進行更換從而不會阻礙連續鑄造的生產性。如以上，根據本發明所涉及的連續鑄造用鑄模銅板的溫度測量方法，能夠針對整個寬範圍的測溫區域高精度地且不阻礙連續鑄造的生產性地測量鑄模銅板的溫度。優選，所述第1步驟中設置的所述反射源是在所述鑄模銅板的與熔化金屬靠近的靠近面所對置的面開口並向所述鑄模銅板的內部延伸的孔。根據這種優選的方法，除了能夠較為容易地設置反射源以外，還可以將現有的熱電偶插入孔轉用作反射源。此外，即便鑄模用冷卻水從開口浸入孔內，由反射源所反射的超聲波回波的強度與冷卻水浸入前相比也沒有什麼變化。並且，因為基於由反射源反射的超聲波回波的傳播時間而不是超聲波回波的強度來測量溫度，因此冷卻水浸入的影響很小。此外，為了進一步降低冷卻水浸入的影響，可以在孔內填充樹脂等或者加蓋。再有，所述孔是在靠近面所對置的面開口的結構，而不是在與熔化金屬靠近的靠近面開口。因此，從熔化金屬向鑄模銅板的熱傳導不會因孔而局部地發生變化，熔化金屬的一部分也不會注入孔內，所起到的效果是降低了在鑄片產生傷痕或者熔化金屬出現漏鋼的可能性。優選，在所述第1步驟中，在從一個或一對的超聲波收發元件發送的超聲波的傳播路徑中，設置多個反射源，在所述第3步驟中，基於由所述多個反射源之中任意選擇的一對反射源分別反射的超聲波回波的傳播時間差、和超聲波的傳播速度的溫度依賴性，計算所述鑄模銅板的所述選擇的一對反射源之間的溫度。根據這種優選的方法，由於在超聲波的傳播路徑中設置多個反射源，基於由任意選擇的一對反射源分別反射的超聲波回波的傳播時間差計算鑄模銅板的溫度，因此能夠提高溫度測量的空間解析度，能夠提高針對局部溫度波動的靈敏度。此外，由於增加了每一個超聲波收發元件的測溫點數量，因此其優點在於能夠降低測量中所需的裝置成本。此外，即便是在超聲波發送元件和超聲波接收元件由各自的元件構成的超聲波收發元件(一對的超聲波收發元件)的情況下，在與這些超聲波發送元件和超聲波接收元件相關的超聲波傳播路徑中設置多個反射源，由此也可達到同樣的效果。在所述第2步驟中例如在所述鑄模銅板的上面配置超聲波收發元件即可。在鑄模銅板的上面配置超聲波收發元件的情況下，有時來自配置在鑄模上方的包水口的熱輻射較強。因此，在將超聲波收發元件直接配置在鑄模上方的情況下，會將其暴露在高溫下從而有可能發生故障或測溫誤差。為此，優選配置在鑄模銅板上面的超聲波收發元件進行冷卻(也包括絕熱)。此外，為了解決上述問題，本發明提供一種連續鑄造用鑄模銅板的溫度測量裝置， 對構成熔化金屬的連續鑄造用鑄模的、在內部設置了超聲波的反射源的鑄模銅板的溫度進行測量，其包括超聲波收發元件，朝向所述反射源，向大致平行於所述鑄模銅板的與熔化金屬靠近的靠近面的方向傳播超聲波；和運算單元，基於由所述反射源反射並由所述超聲波收發元件檢測出的超聲波回波的傳播時間、和超聲波的傳播速度的溫度依賴性，計算所述鑄模銅板的溫度。根據本發明所涉及的連續鑄造用鑄模銅板的溫度測量方法和裝置，能夠針對整個寬範圍的測溫區域高精度地且不阻礙連續鑄造的生產性地測量鑄模銅板的溫度。


圖1是說明本發明所涉及的連續鑄造用鑄模銅板的溫度測量方法的原理的剖視圖。圖2是示意表示用於實施本發明所涉及的連續鑄造用鑄模銅板的溫度測量方法的裝置結構例的圖。圖2(a)是表示裝置整體的示意結構的圖，圖2(b)是在內部透過狀態下表示超聲波收發元件的附近的俯視圖，圖2(c)表示圖2(b)的AA方向剖視圖。圖3表示從實際操作中使用的連續鑄造鑄模銅板的上面入射超聲波時的超聲波回波的一例。圖4表示由設置在鑄模銅板的內容的縫隙孔反射的超聲波回波的一例。圖5是說明本發明的實施例所涉及試驗的概要的剖視圖。圖6表示在圖5所示的試驗中得到的、由作為反射源的熱電偶插入孔反射的超聲波回波的一例。圖7表示在圖5所示的試驗中得到的、由鑄模銅板的底面反射的超聲波回波(底面回波)的一例。圖8是表示在圖5所示的試驗中得到的、由運算控制裝置具備的運算部計算出的各平均溫度、以及由第1和第2熱電偶測量出的溫度的一例的曲線圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發明的一實施方式進行說明。圖1是說明本發明所涉及的連續鑄造用鑄模銅板的溫度測量方法的原理的剖視圖。如圖1所示，本發明所涉及的溫度測量方法是對構成熔化金屬M的連續鑄造用鑄模的鑄模銅板C的溫度進行測量的方法。此外，在連續鑄造用鑄模是四角筒狀的情況下，鑄模銅板C為平板狀，在連續鑄造用鑄模是圓筒狀的情況下，鑄模銅板C為圓筒狀，但任何情況下都適用本發明所涉及的溫度測量方法。以下，以熔化金屬M為鋼液、連續鑄造用鑄模是四角筒狀、鑄模銅板C為平板狀的情況為例進行說明。如圖1所示，本發明所涉及的溫度測量方法包括第1步驟，在鑄模銅板C的內部設置超聲波的反射源R ；第2步驟，朝向反射源R，從超聲波收發元件1向大致平行於鑄模銅板C的與鋼液M的靠近面Cl的方向傳播超聲波U ；第3步驟，基於在反射源R進行反射並由超聲波收發元件1檢測出的超聲波回波的傳播時間、超聲波的傳播速度的溫度依賴性(傳播速度與溫度的對應關係)，計算鑄模銅板C的溫度。具體而言，例如，基於在反射源Rl進行反射並由超聲波收發元件1檢測出的超聲波回波Ul的傳播時間Tl、和從超聲波入射點至反射源Rl的距離Li，通過以下的式(1)求出超聲波的傳播速度。超聲波的傳播速度=(至反射源Rl的距離Li) X 2/傳播時間Tl. . . (1)然後，基於其傳播速度、和預先求得的鑄模銅板C中的超聲波的傳播速度的溫度依賴性，能夠計算鑄模銅板C的溫度。該計算出的溫度相當於從超聲波入射點(圖1所示的例子中為鑄模銅板的上面)至反射源Rl之間的平均溫度。此外，如圖1所示，當在從一個超聲波收發元件1發送的超聲波U的傳播路徑中設置多個反射源R(圖1所示的例子中為多個反射源R1、R2、R3)時，基於在多個反射源R(R1、 R2.R3)之中任意選擇的一對反射源R分別反射的超聲波回波的傳播時間差、和超聲波傳播速度的溫度依賴性，能夠計算出鑄模銅板C的所述選擇的一對反射源R之間的平均溫度。具體而言，例如選擇一對反射源R1、R2，基於由反射源R2反射的超聲波回波U2的傳播時間T2與由反射源Rl反射的超聲波回波Ul的傳播時間Tl的差△ T12 ( = T2-T1)、和反射源R1、R2之間的距離L12，通過以下的式(2)求出超聲波的傳播速度。超聲波傳播速度=(反射源R1、R2之間的距離L12) X2/傳播時間差ΔΤ12. · · (2)並且，能夠基於該傳播速度、和預先求出的鑄模銅板C中的超聲波的傳播速度的溫度依賴性，計算出鑄模銅板C的溫度。該計算出的溫度相當於反射源Rl、R2之間的平均溫度。此外，鑄模銅板C中的超聲波的傳播速度的溫度依賴性，例如可以使用鑄模銅板 C、或由與鑄模銅板C同種材料組成且尺寸較小的樣品來求出。具體而言，例如，在距鑄模銅板C或所述樣品的端面規定短距離(例如IOOmm左右)的位置處設置反射源R，對從上述端面至該反射源R之間進行加熱。然後，從設置在上述端面的超聲波收發元件入射超聲波， 測量從檢測到由上述端面反射的表面回波的時刻起至檢測到由反射源R反射的超聲波回波的時刻為止的經過時間。將該經過時間設為由反射源R反射的超聲波回波的傳播時間。 接下來，基於該測量出的傳播時間和超聲波的傳播距離，計算超聲波的傳播速度，並基於該傳播速度和測溫值，能計算出超聲波的傳播速度的溫度依賴性(傳播速度與溫度的對應關係)。例如在後述那樣使反射源R為孔的情況下，上述的測溫值可由安裝在該孔內的熱電偶進行測量。由於如上述那樣在距超聲波入射點(端面)較短的距離處設置反射源R的情況下，能夠較高精度地決定反射源R的加工位置，因此也能夠高精度地求出作為計算超聲波傳播速度時的基準的超聲波傳播距離。其結果，也可高精度地計算出超聲波的傳播速度的溫度依賴性。如圖1所示，優選使反射源R為在鑄模銅板C的與鋼液M的靠近面Cl所對置的面 C2開口且向鑄模銅板C的內部延伸的孔。如果存在幾十nm的間隙則超聲波進行反射，能否檢測出由反射源R反射的超聲波回波因反射源R的面積(與超聲波傳播方向垂直的方向的面積)、鑄模銅板C內的超聲波的衰減、來自其他反射源的噪聲回波(例如由作為鑄模用冷卻水的路徑的槽所反射的超聲波回波)等而變化。上述孔優選例如Φ Imm Φ 5mm左右的鑽孔、或間隙為0. 3mm Imm左右寬度為0. 3mm IOmm左右長度為幾mm 幾十mm左右的鑽孔。如上述那樣，上述孔形成為在鑄模銅板C的鋼液M的靠近面Cl所對置的面C2處開口且向鑄模銅板C的內部延伸的孔。一般情況下，鑄模銅板C的厚度為35mm 45mm左右，在對置面C2設置有作為鑄模用冷卻水的路徑的槽。將該槽的深度設定為例如20mm時， 上述孔的深度需要大於該槽的深度。因此，作為上述孔例如可以採用以往使用的熱電偶插入孔，或者新形成尺寸與熱電偶插入孔大致相同的孔。此外，作為上述孔採用通過放電加工形成的縫隙孔的情況下，較之上述熱電偶插入孔可以使孔的底部靠近於靠近面Cl。之所以這樣，是因為能夠形成與熱電偶插入孔(Φ3πιπι Φ4πιπι左右)相比容積充分小的孔，不容易阻礙鑄模銅板C的熱傳導。一般情況下，Φ 3mm Φ 4mm左右的熱電偶插入孔的底部位於距離靠近面Cl至少5mm左右的位置。相對於此，在間隙為0. 5mm左右寬度為3mm左右的縫隙孔的情況下，能夠使其底部靠近於距離靠近面Cl為2mm 3mm左右的位置。這樣，如果使孔的底部靠近於鑄模銅板C的與鋼液M的靠近面Cl，且按照朝向該底部附近傳播超聲波的方式來配置超聲波收發元件1，則其優點在於針對鋼液M和外殼(在鑄模內凝固的鋼的外殼部)的溫度變動的靈敏度提高。作為上述反射源R的孔並不限於內部為空洞的孔，也可以填充與鑄模銅板C同種的材料或者不同種的材料。例如，可以在上述孔中填充銅以外的金屬或樹脂。在填充金屬時，可以在超聲波回波的反射面在孔的內面與填充材料之間設置少許(幾十nm左右)的間隙。此外，在填充樹脂的情況下，優選使用具有將填充部位的溫度考慮在內的耐熱性的樹脂。通過將這些填充材料填充在孔內，由此能抑制鑄模用冷卻水的浸入。此外，如後述那樣在距離鑄模銅板C的端面IOOmm的位置設置反射源R的情況下， 如果從端面至該反射源R的平均溫度變化1°C時(或者以IOOmm的間隔設置2個反射源R 的情況下，這兩個反射源R之間的平均溫度變化1°C時)，在端面與反射源R之間(或者2個反射源R之間)傳播超聲波的時間(往復的傳播時間)產生約5nsec的變化。另一方面， 在該5nsec的期間超聲波傳播的距離約為ΙΟμπι。也就是說，為了獲得1°C的測溫精度，需要以10 μ m的精度了解從端面至反射源R的距離(或者2個反射源R之間的距離)。為了知道從端面至反射源R之間的距離(或者2個反射源R之間的距離)，有兩種方法。其中一個是高精度決定反射源R的加工位置的方法，另一個是正確地測量所加工的反射源R的位置的方法。前者的方法存在的間題在於，如果針對具有900mmX 2000mm左右大面積的鑄模銅板C中設置的所有反射源R要求上述精度，則成本增大。另一方面，在後者的方法中存在如下優點可以按照幾百μm左右或者低於該精度的加工精度來加工反射源 R0具體而言，在鑄模銅板C的端面設置超聲波收發元件1之後，在基準溫度下由超聲波收發元件1檢測來自反射源R的超聲波回波的傳播時間，使用上述(1)式和( 式，根據該檢測出的傳播時間、和基於預先求出的超聲波的傳播速度的溫度依賴性得到的基準溫度下的超聲波的傳播速度，能夠按照逆運算的方式求出到反射源R的距離Ll或反射源R之間的距離L12。在該方法中，能夠比較廉價地且高精度地求出到反射源R的距離Ll或反射源R之間的距離L12。此外，上述的基準溫度可以是任意度，只要是容易使鑄模銅板C為恆定溫度進行管理的溫度即可。一般情況下，只要將恆溫狀態或者接近於常溫的狀態下使鑄模銅板C斷熱並且鑄模銅板C的整體溫度穩定之後的狀態設定為基準溫度。作為實現基準溫度的方法，可以是在視為熱平衡的狀態或在溫度方面視為穩定狀態的狀態下能夠進行再現的方法、或者能夠通過計算等高精度地估計溫度狀態的方法等，也可以是其他方法。圖2是示意表示用於實施本發明所涉及的連續鑄造用鑄模銅板的溫度測量方法的裝置結構例的圖。圖2(a)是表示裝置整體的示意結構的圖，圖2(b)是在內部透過狀態下表示超聲波收發元件的附近的俯視圖，圖2(c)表示圖2(b)的AA方向剖視圖。如圖2所示，本發明所涉及的連續鑄造用鑄模銅板的溫度測量裝置(以下，適當簡稱為「溫度測量裝置」)100具備超聲波收發元件1，朝向上述反射源R(圖2中未圖示)，在大致平行於鑄模銅板C的與鋼液M的靠近面Cl的方向傳播超聲波U ；和運算單元，基於在反射源R進行反射並由超聲波收發元件1檢測到的超聲波回波的傳播時間、超聲波傳播速度的溫度依賴性， 計算鑄模銅板C的溫度。此外，如圖2所示，本實施方式所涉及的溫度測量裝置100具備收發控制裝置2， 控制由超聲波收發元件1進行的超聲波U的收發；運算控制裝置3，對收發控制裝置2進行驅動控制，並且對來自收發控制裝置2的輸出信號進行運算處理；和監視器4，顯示信號波形和運算結果。在本實施方式中，運算控制裝置3具備的運算部起到上述運算單元的功能。本實施方式所涉及的超聲波接收元件1配置在鑄模銅板C的上面，有時來自配置在鑄模上方的包水口(timdish nozzle)的熱輻射較強。因此，將超聲波收發元件1直接配置在鑄模銅板C的上面的情況下會暴露在高溫中，有可能發生故障或測溫誤差。因此，作為優選結構，本實施方式所涉及的溫度測量裝置100具備用於冷卻超聲波收發元件1的保護罩5。在保護罩5上設有螺孔51，由插入該螺孔51的螺栓(未圖示)將保護罩5固定在鑄模銅板C的上面。由此，安裝在保護罩5中的超聲波收發元件1以穩定的狀態配置在鑄模銅板C的上面。在保護罩5內收容冷卻管道52和絕熱材料53，超聲波收發元件1及其信號線11靠近於冷卻管道52並且被絕熱材料53包圍。由此，即便將超聲波收發元件1配置在鑄模銅板C的上面，超聲波收發元件1也不會暴露在高溫中，能夠減低發生故障或測溫誤差的可能性。當然，有時也不需要這種冷卻。作為超聲波收發元件1適合使用所謂的超聲波探測器。在本發明中，在超聲波探測器中尤其優選垂直探測器。此外，作為超聲波收發元件1並不限於需要在與鑄模銅板C 之間插入接觸媒介的接觸式超聲波探測器，也可以使用電磁超聲波式的超聲波探測器。此外，作為超聲波收發元件1，並不限定於以同一振蕩器進行超聲波收發的形式的超聲波探測器，也可以使用以不同的振蕩器進行超聲波接收和發送的超聲波探測器。當由超聲波收發元件(超聲波探測器)1所收發的超聲波U的諧振頻率高時，可提高超聲波回波檢測的時間解析度還可提高溫度測量的解析度。不過，如果諧振頻率過高，則由於所傳播的超聲波U的衰減變大，因此測量範圍受限。另一方面，如果諧振頻率過低，則回波檢測的時間解析度下降，溫度測量的解析度下降。因此，作為超聲波收發元件1優選使用超聲波的諧振頻率(中心頻率)為IMHz 20MHz左右的超聲波探測器。如果要測量鑄模銅板C的高度方向的整個區域(900mm左右)，則優選使用諧振頻率為5MHz左右的超聲波探測器。如果超聲波收發元件(超聲波探測器)1的接觸面的尺寸過小，則所收發的超聲波 U的方向性受損，所傳播的超聲波U的能量分散。因此，被檢測的超聲波回波的強度下降，無法檢測由分離的反射源R反射的超聲波回波。因此，在通常設置於鑄模銅板C的作為鑄模用冷卻水的路徑的槽等容易出現反射，從而噪聲回波增大。另一方面，由於鑄模銅板C的厚度通常為35mm 45mm左右，因此即便超聲波收發元件1的接觸面的尺寸比它大也沒有意義。如果不合理地選擇接觸面尺寸大的超聲波探測器，則成本增加。此外，在鑄模銅板C的厚度方向內距離進行水冷的面C2至少所述槽的深度的約20mm左右的範圍，受到槽中流通的冷卻水的溫度影響，因此進行測溫沒有什麼意義。在距離剩餘的與鋼液M的靠近面Cl約25mm左右的範圍中，所傳播的應該是超聲波U 的能量的主要部分。基於以上內容，作為超聲波收發元件1，優選使用接觸面的尺寸(在接觸面為圓形時是直徑，在接觸面為矩形時是一邊)為5 25mm左右的超聲波探測器。如圖2所示，本實施方式所涉及的超聲波收發元件1在鑄模銅板C的上面在鑄模銅板C的寬度方向，並排地設置5個 100個左右(圖2中例示了 5個的情況)。此外，在鑄模銅板C的寬度方向測溫區域較寬的情況下，優選超聲波收發元件1設置多個，但未必限定於多個，也可以是單個。此外，超聲波收發元件1的設置位置也並不限於鑄模銅板C的上面，如圖2(a)中虛線所示那樣，也可以設置在鑄模銅板C的底面或側面。也就是說，只要能夠在大致平行於鑄模銅板C的與鋼液的靠近面C的方向傳播超聲波U，就可以選擇任意的設置位置。本實施方式所涉及的收發控制裝置2具備掃描部、脈衝發生/接收器部、放大器部、A/D轉換部，例如由適當的電路構成。掃描部按照順序切換多個超聲波收發元件1內的收發超聲波U的超聲波收發元件 1 (例如按照從配置在鑄模銅板C的寬度方向一端側的超聲波收發元件1至配置在另一端側的超聲波收發元件1的順序切換提供來自脈衝發生/接收器部的脈衝信號的超聲波收發元件1)的方式進行動作。脈衝發生/接收器部提供用於使超聲波收發元件1發送超聲波U的脈衝信號。如果將提供該脈衝信號的周期設定得較短，則能夠提高針對溫度變化的響應速度。此外，脈衝發生/接收器部對由超聲波收發元件1檢測並轉換為電信號的超聲波回波(以下適當稱為「回波信號」)進行放大。放大器部具有進一步對從脈衝發生/接收器部輸出的回波信號進行放大的功能。 該放大率(增益)是可變的。A/D轉換部對由放大器部進行放大之後的回波信號進行A/D轉換。超聲波收發元件1基於從具有以上結構的收發控制裝置2的脈衝發生/接收器部提供的脈衝信號，向鑄模銅板C的內部發送超聲波U。此外，超聲波收發元件1檢測由設置在鑄模銅板C內部的反射源R或鑄模銅板C的底面反射的超聲波回波並轉換為電信號(回波信號)。該回波信號由收發控制裝置2的脈衝發生/接收器部和放大器部放大之後，由 A/D轉換部進行A/D轉換，然後輸出至運算控制裝置3。本實施方式所涉及的運算控制裝置3具備運算部、控制部、接口部，例如由安裝了用於實現這些部件的功能的軟體的個人計算機來構成。運算部基於從收發控制裝置2輸出的回波信號，計算在反射源R或鑄模銅板C的底面反射並由超聲波收發元件1檢測出的超聲波回波的傳播時間。運算部基於該計算出的超聲波回波的傳播時間、超聲波傳播速度的溫度依賴性，計算鑄模銅板C的溫度。控制部的功能是對收發控制裝置2具備的脈衝發生/接收器部等進行驅動控制。接口部的功能是向上位系統(除了過程控制計算機以外，判斷漏鋼或運算提示給操作者的品質指標的高位的運算裝置等)發送數據(由運算部計算出的溫度等)。以下，針對運算控制裝置3的運算部中的運算內容，說明更為具體的例子。在運算控制裝置3的運算部中，預先存儲從超聲波入射點(本實施方式中為鑄模銅板C的上面)至反射源R(包括鑄模銅板C的底面)的距離(例如，至上述圖1所示的反射源Rl的距離Ll等)、預先求得的鑄模銅板C中的超聲波的傳播速度的溫度依賴性(傳播速度與溫度的對應關係)。運算控制裝置3基於從收發控制裝置2輸出的回波信號，例如圖1所示那樣計算由回波Rl反射並由超聲波收發元件1檢測出的超聲波回波Ul的傳播時間Tl。接下來，運算部基於計算出的傳播時間Tl、從超聲波入射點至反射源Rl的距離 Li，通過以下的式(1)求出超聲波的傳播速度。超聲波的傳播速度=(至反射源Rl的距離Li) X 2/傳播時間Tl. . . (1)最後，運算部基於該傳播速度、超聲波的傳播速度的溫度依賴性，計算出鑄模銅板 C的溫度。該計算出的溫度相當於從超聲波入射點(鑄模銅板C的上面)至反射源Rl之間的平均溫度。此外，如圖1所示，在從一個超聲波收發元件1發送的超聲波U的傳播路徑中設置多個反射源R的情況下，運算控制裝置3的運算部能進行以下的運算。也就是說，運算部基於從收發控制裝置2輸出的回波信號，例如選擇一對反射源Rl、R2，可計算由反射源R2反射的超聲波回波U2的傳播時間T2與由反射源Rl反射的超聲波回波Ul的傳播時間Tl的差 ΔΤ12( = Τ2-Τ1)。接下來，運算部基於計算出的傳播時間差ΔΤ12和反射源R1、R2之間的距離L12， 通過以下的式( 求出超聲波的傳播速度。超聲波傳播速度=(反射源R1、R2之間的距離L12) X2/傳播時間差ΔΤ12. · · (2)最後，運算部基於該傳播速度、超聲波的傳播速度的溫度依賴性，計算鑄模銅板C 的溫度。該計算出的溫度相當於反射源R1、R2之間的平均溫度。並且，可以通過變更所選擇的一對反射源(包括鑄模銅板C的底面)，來計算任意的反射源R(包括鑄模銅板C的底面)之間的平均溫度。如上述，運算控制裝置3的運算部基於從收發控制裝置2輸出的回波信號，計算超聲波回波的傳播時間。該超聲波回波的傳播時間相當於從超聲波入射至鑄模銅板C的時刻起至檢測到超聲波回波的時刻為止的經過時間。因此，在計算傳播時間時，需要求出檢測到超聲波回波的時刻、和超聲波入射至鑄模銅板C的時刻。
作為求出超聲波回波的檢測時刻的方法，例示了如下的交零(zero cross)法。例如，如果作為超聲波收發元件1使用諧振頻率為5MHz的垂直探測器時，使用從收發控制裝置2的脈衝發生/接收器部提供的一個脈衝信號，發送由以5MHz為中心頻率的多個波組成的超聲波U。儘管由超聲波收發元件1檢測到的超聲波回波在傳播距離較長時出現中心頻率變低或波數少許增加等的變化，但是也會大致接近於發送時的超聲波U的波形。對於由收發控制裝置2的A/D轉換部進行A/D轉換之後的回波信號內的由特定的反射源R反射的超聲波回波，根據到該反射源R的距離和鑄模銅板C的溫度範圍，大致決定其檢測時刻(以下稱為預測檢測時刻)。因此，在該預測檢測時刻附近探測超聲波回波的振幅峰值。超聲波回波的振幅峰值能夠決定為在預測檢測時刻附近的回波信號之中其振幅超過特定閾值的值。然後，在超過該閾值的振幅的峰值的緊接之前或緊接之後，求出回波信號的振幅為零的時刻(交零點)。可將該交零點作為超聲波回波的檢測時刻。此外，在交零點存在於A/D轉換的採樣點之間的情況下，可以求出交零點作為交零點兩側的A/D轉換值的內插點。此外，根據波的數目存在多處超過閾值的振幅峰值的情況下，可以預先決定要求出第幾個峰值的交零點。 超聲波U入射至鑄模銅板C的時刻例如可作為如下時刻求出，即在發出超聲波發送的觸發(從收發控制裝置2的脈衝發生/接收器部提供的脈衝信號)的時刻上作為偏移 (offset)時間加上從觸發到超聲波發送的時間延遲、超聲波收發元件1內的超聲波的傳播時間等時間延遲部分所得的時刻。此外，如圖1所示，也可以將超聲波U入射至鑄模銅板C 時發生的由鑄模銅板C的表面(上面)反射的超聲波回波(表面回波)S的交零點用作超聲波U入射至鑄模銅板C的時刻。此外，在求出從一個超聲波收發元件1發送的超聲波U的傳播路徑中的一對反射源R之間的溫度時，不需要高精度地求出超聲波U入射至鑄模銅板C的時刻。這是因為如上所述由於使用由各反射源R反射的超聲波回波的傳播時間差，因此超聲波U入射至鑄模銅板C的時刻相互抵消，只要高精度地求出超聲波回波的檢測時刻即可。此外，作為求出超聲波回波的檢測時刻的方法，並不限於上述交零法，例如也可以採用互相關法。具體而言，例如在冷期間(尚未連續鑄造鋼液M時)的基準溫度下針對鑄模銅板 C預先採集回波信號，基於該冷期間的回波信號，求出冷期間的超聲波回波的檢測時刻(冷期間的超聲波回波的檢測時刻通過交零法求出)。接下來，求出該冷期間的回波信號、和針對實際對鋼液M進行連續鑄造時的鑄模銅板C採取的回波信號之間的互相關。然後，將求出互相關最大的時間差加在冷期間下的超聲波回波的檢測時刻上，可以作為實際針對連續鑄造鋼液M時的鑄模銅板C的超聲波回波的檢測時刻。與交零法相比，該互相關法能夠抑制回波信號中可能含有的隨機噪聲的影響，因此，能夠期待超聲波回波的檢測時刻的測量精度、進而鑄模銅板C的溫度測量的精度提高。此外，上述基準溫度的意義與上述內容相同。如以上所說明，根據本發明所涉及的連續鑄造用鑄模銅板C的溫度測量方法和裝置100，由於基於設置在鑄模銅板C內部的反射源R反射的超聲波回波的傳播時間、超聲波的傳播速度的溫度依賴性(傳播速度與溫度的對應關係)，計算鑄模銅板C的溫度，因此能夠一次普遍地測量出超聲波傳播路徑中的鑄模銅板C的溫度(平均溫度)。換言之，能夠利
13用一個超聲波收發元件1進行針對跨寬範圍的測溫區域的鑄模銅板C的溫度測量。此外，由於在大致平行於鑄模銅板C的與鋼液M的靠近面Cl的方向傳播超聲波， 因此無需將超聲波收發元件1安裝在相對於靠近面Cl的面。也就是說，超聲波收發元件1 除了可以安裝在靠近面C2和與靠近面相對的面C2以外，還可以安裝於鑄模銅板C的上面、 底面和側面的任意面。因此，能夠遠離鑄模用冷卻水的路徑來配置超聲波收發元件1，能夠減少因漏水等引起的超聲波收發元件1的故障或測溫誤差的發生。此外，超聲波收發元件1 與電磁攪拌裝置或電磁製動裝置等設備難以在物理上出現幹擾，在超聲波收發元件1發出故障的情況下能夠較為方便地進行更換從而不會阻礙連續鑄造的生產性。如以上，根據本發明所涉及的連續鑄造用鑄模銅板C的溫度測量方法和裝置100， 能夠針對整個寬範圍的測溫區域高精度地且不阻礙連續鑄造的生產性地測量鑄模銅板C 的溫度。以下，對與本發明相關的由發明者進行的試驗的內容和結果進行說明。(1)連續鑄造用鑄模銅板一般以Cu為主要成分(重量百分比為96%以上)，含有少量的Co和Ni、或者Cr和^ 、進而Ag和P。本發明者發現，從鑄模銅板的上面向內部入射超聲波，超聲波傳播至處於900mm前方的鑄模銅板的底面，能夠檢測由底面反射的超聲波回波。由於在黃銅等銅合金中超聲波的衰減較大，因此未必假設超聲波在整個的這種長度中傳播。圖3表示從實際操作中使用的連續鑄造鑄模銅板的上面入射超聲波時的超聲波回波的一例。圖3的橫軸表示基於常溫下的音速將超聲波回波的傳播時間換算為傳播距離的值，圖3的縱軸表示超聲波回波的強度。如圖3所示，可清楚地觀測900mm處的底面回波 (由鑄模銅板的底面反射的超聲波回波)。基於以上事實可知，在鑄模銅板的上面設置超聲波收發元件(超聲波探測器)，從而能夠由一個超聲波收發元件觀測(能溫度測量)從鑄模銅板上面至900mm處的底面的整個區域。(2)在距離連續鑄造用鑄模銅板的端面IOOmm的位置設置Φ 5mm的鑽孔，在該鑽孔內安裝熱電偶，使用加熱器至少對距離鑄模銅板的上述端面IOOmm的區間進行加熱。然後， 從設置在上述端面的超聲波收發元件入射超聲波，測量從檢測到由上述端面反射的表面回波的時刻起至檢測到由上述鑽孔反射的超聲波回波的時刻為止的經過時間，將該經過時間作為由鑽孔反射的超聲波回波的傳播時間。接下來，基於該測量出的傳播時間和超聲波的傳播距離(約200mm)，計算超聲波的傳播速度，進而基於該傳播速度和熱電偶的測溫值，計算超聲波的傳播速度的溫度依賴性(傳播速度與溫度的對應關係)。此外，作為超聲波收發元件採用縱波用的、諧振頻率為5MHz的垂直探測器。此外，表面回波和由鑽孔反射的超聲波回波的檢測時刻通過交零法求出。基於上述試驗結果可知，針對鑄模銅板溫度(熱電偶的測溫值)上升1 °C，鑄模銅板內部傳播的超聲波(縱波)的傳播速度大致變化-0.7 -0.4m/s左右。此外，還可知在常溫至約200°C左右該傳播速度與溫度的關係大致為線性關係。此外，鑄模銅板中的超聲波 (縱波)的傳播速度約為4400m/s 4900m/s。作為一例以IOOmm間隔設置2個反射源的情況下，在超聲波的傳播速度為4650m/ s、在這兩個反射源之間的平均溫度上述1°C時，在這2個反射源之間超聲波傳播的時間的變化約為5nsec(5Xl(r9sec)。因此，如果以IOOMHz採樣並進行A/D轉換，則由於採樣間隔為lOnsec，所以若能夠按照大致採樣間隔的1/2左右的時間解析度內插交零點，則可得到約1°C的溫度測量解析度。此外，如果時間解析度為lnsec，則能夠檢測按照約20mm間隔設置的2個反射源之間的1°C的溫度變化。在交零法中超聲波回波的SN比為較高的情況下， 或者採用互相關法等時，能夠獲得這種程度的時間解析度。(3)如圖4所示可確認，能夠清楚地檢測在高度900mm的鑄模銅板的內部在距上面 450mm的位置設置的間隙T = O. 6mm、寬度W = 2mm、長度L = IOmm的縫隙孔所反射的超聲波回波。基於該事實，通過在從一個超聲波收發元件發送的超聲波的傳播路徑中設置多個這樣的小孔，由此在超聲波的傳播方向將鑄模銅板分割為多個區域，能夠求出每個區域的平均溫度。換言之，能夠確認可使用一個超聲波收發元件同時進行多個測溫區域的溫度測量。(4)如圖5所示，使用本發明所涉及的溫度測量方法和裝置，進行測量實際對鋼液 M進行連續鑄造時(其中，使用試驗用連續鑄造裝置)的鑄模銅板C的溫度的試驗。試驗用連續鑄造裝置的鑄模銅板C與實際生產中使用的鑄模銅板相比，在尺寸上存在差別(本試驗中使用的鑄模銅板C的高度為700mm)，但是其大致是相同的材質、形狀。作為超聲波收發元件1使用了縱波用的、諧振頻率為5MHz的垂直探測器(接觸面的尺寸Φ 12mm)。超聲波回波的A/D轉換的採樣頻率設為50MHz。作為反射源使用在距離鑄模銅板C的上面約140mm的位置所設置的約Φ 4mm的熱電偶插入孔Hl。在運算控制裝置 3(參照圖2、具備的運算部中，計算從鑄模銅板C的上面至140mm處的區域的平均溫度、從上面至底面的區域的平均溫度、從140mm至底面的區域的平均溫度。此時，由反射源(熱電偶插入孔Hl)和鑄模銅板C的底面分別反射的超聲波回波的檢測時刻採用交零法求出。此外，在本發明所涉及方法中的溫度測量的同時，在上述的熱電偶插入孔Hl中插入第1熱電偶，在距鑄模銅板C的上面約250mm的位置設置的約Φ 4mm的熱電偶插入孔H2中插入第2 熱電偶，從而由這些熱電偶也測量了鑄模銅板C的溫度。圖6 圖8表示上述試驗的結果。圖6表示由作為反射源的熱電偶插入孔Hl反射的超聲波回波的一例，圖7表示由鑄模銅板的底面反射的超聲波回波(底面回波)的一例。此外，圖6和圖7中表示連續鑄造時(熱期間)的超聲波回波，並且還表示連續鑄造前 (冷期間)的超聲波回波。此外，圖8是表示由運算控制裝置3具備的運算部計算出的各平均溫度、以及由第1和第2熱電偶測量出的溫度的一例的曲線。如圖6所示，在進行連續鑄造時，由熱電偶插入孔Hl反射的超聲波回波能夠清楚地觀測到。如圖7所示，對於底面回波也同樣。此外，如圖8所示，由運算部計算出的從鑄模銅板C的上面140mm 底面的區域的平均溫度(圖8中以「Δ」描繪的數據)和從上面至底面的區域的平均溫度(圖8中以「〇」 描繪的數據)表示接近於第1和第2熱電偶的測溫值的值，可以說得到了妥當的結果。若進一步具體說明，對於由上述運算部計算出的3個平均溫度之中鑄模銅板C的上面 140mm的區域的平均溫度(圖8中以「 □」描繪的數據)，由於受到位於鋼液M的液面(距鑄模銅板C的上面約100mm。參照圖5)的上方的低溫區域的溫度影響較大，因此如圖8所示那樣其溫度當然會低於第1和第2熱電偶的測溫值。因此，只要除了鑄模銅板C的上面 140mm區域的平均溫度以外的其他2個平均溫度表示接近於第1和第2熱電偶的測溫值的值，則可以說得到了妥當的結果。
權利要求
1.一種連續鑄造用鑄模銅板的溫度測量方法，對構成熔化金屬的連續鑄造用鑄模的鑄模銅板的溫度進行測量，其包括第1步驟，在所述鑄模銅板的內部設置超聲波的反射源；第2步驟，朝向所述反射源，從超聲波收發元件沿大致平行於所述鑄模銅板的與熔化金屬靠近的靠近面的方向傳播超聲波；和第3步驟，基於由所述反射源反射並由所述超聲波收發元件檢測出的超聲波回波，計算所述鑄模銅板的溫度。
2.根據權利要求1所述的連續鑄造用鑄模銅板的溫度測量方法，其特徵在於， 所述第1步驟中設置的所述反射源是在所述鑄模銅板的與熔化金屬靠近的靠近面所對置的面開口並向所述鑄模銅板的內部延伸的孔。
3.根據權利要求1或2所述的連續鑄造用鑄模銅板的溫度測量方法，其特徵在於，在所述第1步驟中，在從一個或一對的超聲波收發元件發送的超聲波的傳播路徑中， 設置多個所述反射源，在所述第3步驟中，基於由多個所述反射源之中任意選擇的一對反射源分別反射的超聲波回波的傳播時間差、和超聲波的傳播速度的溫度依賴性，計算所述鑄模銅板的在所選擇的一對反射源之間的溫度。
4.根據權利要求1至3任意一項所述的連續鑄造用鑄模銅板的溫度測量方法，其特徵在於，在所述第2步驟中，在所述鑄模銅板的上面配置超聲波收發元件。
5.一種連續鑄造用鑄模銅板的溫度測量裝置，對構成熔化金屬的連續鑄造用鑄模並且在內部設置了超聲波的反射源的鑄模銅板的溫度進行測量，其包括超聲波收發元件，朝向所述反射源，沿大致平行於所述鑄模銅板的與熔化金屬靠近的靠近面的方向傳播超聲波；和運算單元，基於由所述反射源反射並由所述超聲波收發元件檢測出的超聲波回波的傳播時間、和超聲波的傳播速度的溫度依賴性，計算所述鑄模銅板的溫度。
全文摘要
本發明提供一種連續鑄造用鑄模銅板的溫度測量方法和裝置，本發明所涉及的方法是對構成熔化金屬(M)的連續鑄造用鑄模的鑄模銅板(C)的溫度進行測量的方法，其特徵在於，包括第1步驟，在鑄模銅板(C)的內部設置超聲波的反射源(R)；第2步驟，朝向反射源(R)，從超聲波收發元件(1)向大致平行於鑄模銅板(C)的與熔化金屬(M)的靠近面(C1)的方向傳播超聲波(U)；和第3步驟，基於由反射源反射並由超聲波收發元件(1)檢測出的超聲波回波(U1)的傳播時間、超聲波的傳播速度的溫度依賴性，計算鑄模銅板(C)的溫度。
文檔編號G01K11/24GK102355963SQ200980158079
公開日2012年2月15日 申請日期2009年3月17日 優先權日2009年3月17日
發明者山野正樹, 本田達朗, 村上敏彥, 足立學 申請人:住友金屬工業株式會社