タンディッシュ内の溶鋼温度を連続的に測定する連続測温方法
【課題】タンディッシュ内の溶鋼温度を正確に測定する。
【解決手段】この連続測温方法は、耐火煉瓦１２とその内側に設けられた不定形耐火物１３とで成型されるタンディッシュ１０内の溶鋼温度を連続的に測定する連続測温方法であって、溶鋼温度を測定する熱電対を有するプローブ２０は、その一端２０ａが不定形耐火物１３に埋め込まれると共に、その他端２０ｂは、タンディッシュ１０内へと突出している。プローブ２０の直径は、５０ｍｍ〜１００ｍｍで、且つ、プローブ２０の不定形耐火物１３表面からの長さは、２００ｍｍ〜３００ｍｍである。熱電対は、耐火煉瓦１２と不定形耐火物１３との間に配線されている。プローブ２０は、不定形耐火物１３の膨張率に対して、±０．３％以内の膨張率の材料で構成される。そして、熱電対の素線は、それぞれアルミナ長繊維に被覆されると共に、その被覆された素線は、束ねられて更にアルミナ長繊維で被覆される。
【解決手段】この連続測温方法は、耐火煉瓦１２とその内側に設けられた不定形耐火物１３とで成型されるタンディッシュ１０内の溶鋼温度を連続的に測定する連続測温方法であって、溶鋼温度を測定する熱電対を有するプローブ２０は、その一端２０ａが不定形耐火物１３に埋め込まれると共に、その他端２０ｂは、タンディッシュ１０内へと突出している。プローブ２０の直径は、５０ｍｍ〜１００ｍｍで、且つ、プローブ２０の不定形耐火物１３表面からの長さは、２００ｍｍ〜３００ｍｍである。熱電対は、耐火煉瓦１２と不定形耐火物１３との間に配線されている。プローブ２０は、不定形耐火物１３の膨張率に対して、±０．３％以内の膨張率の材料で構成される。そして、熱電対の素線は、それぞれアルミナ長繊維に被覆されると共に、その被覆された素線は、束ねられて更にアルミナ長繊維で被覆される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンディッシュ内の溶鋼温度を連続的に測定する連続測温方法に関し、特に、タンディッシュの内側に設けられた不定形耐火物に埋め込まれたプローブ内の熱電対によってタンディッシュ内の溶鋼温度を連続的に測定する連続測温方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タンディッシュ内の溶鋼温度を測定する方法が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、金属を溶融する際に使用する溶融容器を構成する耐火煉瓦の内側に積層される耐火部材に埋め込み可能な測温装置であって、内部に温度測定用センサを収容した保護管を耐火煉瓦に固定する測温装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６７９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１の測温装置では、以下の問題点があった。
（１）温度測定用センサの測定点が溶融容器の内壁に近接しているので（特許文献１の図２、図３など参照）、温度測定用センサが溶融容器の内壁の温度を測定してしまい、溶融容器内の溶鋼温度を正確に測定することができない。
（２）溶融容器の底面に温度測定センサを挿入するための貫通穴が形成されているので（特許文献１の段落[００１３]及び図２など参照）、溶鋼圧力により当該貫通穴から溶鋼が漏れる可能性があり、溶鋼温度が測定不能に陥ることがある。
（３）保護管とその保護管が埋め込まれる耐火部材とが溶鋼の高温にさらされることで、それらの熱膨張の違いにより、保護管又は耐火部材に亀裂や割れが発生するおそれがある。そのため、溶鋼温度を正確に測定することが困難な状態になる。
【０００５】
溶鋼温度を正確に測定することができないと、ブレークアウトやノズル詰まりにつながるおそれがある。高温注入に起因するブレークアウトは、タンディッシュ内の溶鋼温度と相関がある。溶鋼温度が高いと鋳型内のシェルが停滞もしくは、再溶解され、ブレークアウトが発生する。また、逆に、溶鋼温度が低いとノズル詰まりが発生し、連続鋳造を継続することができない。従って、溶鋼温度を正確に測定できれば、高温注入によるブレークアウトや低温注入によるノズル詰まりを未然に防止することが可能となる。
【０００６】
そこで、この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、タンディッシュ内の溶鋼温度を正確に測定することが可能な連続測温方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の連続測温方法は、耐火煉瓦と耐火煉瓦の内側に設けられた不定形耐火物とで成型されるタンディッシュ内の溶鋼温度を連続的に測定する連続測温方法であって、溶鋼温度を測定する熱電対を有するプローブは、その一端が不定形耐火物に埋め込まれると共に、その他端は、タンディッシュ内へと突出し、プローブの直径は、５０ｍｍ〜１００ｍｍで、且つ、プローブの不定形耐火物表面からの長さは、２００ｍｍ〜３００ｍｍであり、プローブ内の熱電対は、耐火煉瓦と不定形耐火物との間に配線されており、プローブは、不定形耐火物の膨張率に対して、±０．３％以内の膨張率の材料で構成され、熱電対のプラス線及びマイナス線は、それぞれ、アルミナ長繊維に被覆されると共に、そのアルミナ長繊維に被覆されたプラス線及びマイナス線は、束ねられて更にアルミナ長繊維で被覆される。
【０００８】
（１）本発明では、プローブの不定形耐火物表面からの長さを２００ｍｍ以上とすることによって、プローブの他端をタンディッシュの内壁から遠ざけることが可能となるので、プローブ内の熱電対がタンディッシュ内壁の影響を受けるのを抑制することができる。これにより、当該熱電対により、溶鋼温度の正確な測定が可能となる。
この際、プローブの他端をタンディッシュの内壁から遠ざけ過ぎると、プローブの他端に溶鋼流に係る大きなモーメントが加わり、プローブが折損するので、本発明では、プローブの不定形耐火物表面からの長さに上限（３００ｍｍ以下）を設けて、上記した弊害を防止している。
（２）また、この本発明では、プローブ内の熱電対が耐火煉瓦と不定形耐火物との間に配線されており、タンディッシュに貫通穴を設ける必要がないので、タンディッシュから溶鋼が漏れるおそれがない。そのため、溶鋼漏出に起因して、溶鋼温度が測定不能になるのを防止することができる。
なお、上記したタンディッシュ内の配線は、タンディッシュ内で熱電対が短絡しないように、フレキシブルなアルミナ長繊維で保護する。
（３）また、この本発明では、プローブが不定形耐火物の膨張率に対して、±０．３％以内の膨張率の材料で構成されているので、膨張率の違いによる弊害（プローブ又は不定形耐火物に亀裂や割れが発生）が発生するのを抑制することができる。そのため、溶鋼温度を正確に測定することが可能となる。
以上の点から、本発明の連続測温方法では、タンディッシュ内の溶鋼温度を正確に測定することができる。
【０００９】
また、プローブは、タンディッシュ内で折損しない仕様にしなければならないところ、本発明では、プローブの直径を５０ｍｍ以上にすることによって、プローブがタンディッシュ内の溶鋼流に耐えうる構成にすることができる。一方で、プローブの直径を大きくし過ぎるとプローブが自重に耐え切れず、プローブ設置箇所下の不定形耐火物に亀裂が入ってしまうが、本発明では、プローブの直径に上限（１００ｍｍ以下）を設けることによって、上記した弊害を防止している。
【発明の効果】
【００１０】
この発明による連続測温方法では、タンディッシュ内の溶鋼温度を正確に測定することができる。その結果、高温注入時のブレークアウトや、低温注入時のノズル詰まりを未然に防ぐことができる。
また、温度的中率がアップするので、熱ロスの低減につながる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】連続鋳造設備の全体概略図
【図２】タンディッシュ及びそのタンディッシュに設けられるプローブを示す模式図
【図３】（ａ）プローブの縦断面図、（ｂ）Ａ−Ａ線に沿った断面図（シース省略）
【図４】プローブ長さと溶鋼温度の差異とのを関係を示したグラフ
【図５】測定温度（連続測温、検証測温、バッチ測温）の時間的変化を示したグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１２】
周知の通り、連続鋳造設備の鋳造経路に着目すると、湾曲型連続鋳造設備と垂直曲げ型連続鋳造設備なるものがある。前者は、鋳型から鋳造経路に沿って、円弧経路部と矯正経路部、水平経路部を有するものであり、後者は、上記円弧経路部の上流に垂直経路部を設け、溶鋼中の介在物浮上を図ったものである。また、連続鋳造設備の鋳造する鋳片の断面形状に着目すると、断面形状のアスペクト比が２以上であるスラブと２以下のブルーム、更に、断面形状が正方形であるビレットなるものがある。本願発明の連続測温方法は、上記の通りに列記したすべての連続鋳造設備で使用可能であり、本明細書では、一例として、本願発明を垂直曲げ型連続鋳造設備に適用した例を説明する。
【００１３】
以下、図１に基づいて、連続鋳造設備１００について概説する。
【００１４】
連続鋳造設備１００は、注湯される溶鋼を冷却して所定形状のシェルを形成するための鋳型１と、タンディッシュ１０に保持される溶鋼を鋳型１へ所定流量で滑らかに注湯するための浸漬ノズル２と、鋳型１の直下から鋳造経路Ｌに沿って複数で並設されるロール対３と、を備える。本実施形態において前記の鋳造経路Ｌは、略鉛直方向に延びる垂直経路部と、この垂直経路部に接続され、円弧状に延びる円弧経路部と、更にその下流側に設けられ、水平方向に延びる水平経路部と、前記の円弧経路部及び水平経路部とを滑らかに接続するための矯正経路部と、から成る。
【００１５】
前記のロール対３の夫々は、鋳造対象としての鋳片を、両広面でもって挟持する一対のロール３ａ・３ａから構成される。この一対のロール３ａ・３ａのロール面間の最短距離としてのロールギャップ［ｍｍ］は適宜の手段により調節可能に構成される。
【００１６】
また、前記の鋳造経路Ｌの前半には、鋳型１内で形成され、該鋳型１から引き抜かれる凝固シェルに対して所定の流量で冷却水を噴霧する冷却ノズル４が適宜に設けられる。一般に、前記の鋳型１が１次冷却帯と称されるのに対して、この意味で、冷却ノズル４が配される経路部は２次冷却帯と称される。
【００１７】
鋳型１から引き抜かれ、鋳造経路Ｌに沿って搬送されるシェルは、自然放熱や、上記冷却ノズル４などにより更に冷却されて収縮する。従って、上記のロール対３のロールギャップ［ｍｍ］は、一般に、鋳造経路Ｌの下流側へ進むに連れて緩やかに狭くなるように設定される。
【００１８】
以上の構成で、連続鋳造を開始するには、鋳型１へ溶鋼を注湯する前に予め図略のダミーバーを前記の鋳造経路Ｌ内に挿入しておき、浸漬ノズル２を介して鋳型１へ溶鋼を注湯し始めると共に上記ダミーバーを下流側へ引き抜く。この鋳型１への溶鋼の注湯量と、ダミーバーの引き抜き速度とは、鋳造速度が所定の鋳造速度に至るまでの間、漸増させる。そして、このダミーバーは、所定のメニスカス距離に到達したときに、適宜の手段により回収する。これで、側面が凝固したシェルを鋳型１の底から引き出すことによって、鋳片が連続的に鋳造されるようになる。
【００１９】
次に、タンディッシュ内の溶鋼温度を連続的に測定する連続測温方法について詳細に説明する。即ち、本実施形態では、タンディッシュ内の溶鋼温度を連続的に測定すべく、図２に示すように、タンディッシュ内壁に溶鋼温度を測定するための熱電対を有するプローブを設けている。
【００２０】
［タンディッシュ１０］
タンディッシュ１０は、外殻を形成する鉄皮１１と、鉄皮１１の内側に貼り付けられる耐火煉瓦１２と、耐火煉瓦１２の内側に設けられる不定形耐火物１３とを有している。また、タンディッシュ１０の底面には、インサートノズル１４が設けられている。このタンディッシュ１０に注入された溶鋼は、インサートノズル１４から流出するようになっている。本実施形態の不定形耐火物１３は、Ａｌ２Ｏ３を６３％〜６５％（質量百分率、以下同様）、ＳｉＯ２を３５％〜３７％含有するアルミナ系の不定形耐火物であって、その膨張率は、後述するプローブ２０のシース２１の膨張率に対して、±０．３％以内の値となっている（以下、プローブ２０のシース２１の膨張率を、単にプローブ２０の膨張率と適宜略記する）。上記した「膨張率」は、１５００℃で、３時間加熱後、常温に戻した時の膨張率を定義し、ＪＩＳ規格のＲ２２０８に沿って算出する。タンディッシュ１０内の溶鋼温度を測定する測定手段としてのプローブ２０は、この不定形耐火物１３に埋め込まれて固定されている。
【００２１】
［プローブ２０］
プローブ２０は、タンディッシュ１０内の溶鋼温度を連続的に測定するために設けられており、その一端２０ａは、不定形耐火物１３に埋め込まれると共に、その他端２０ｂは、タンディッシュ１０内へと突出している。タンディッシュ１０内の溶鋼温度を測定する周知の方法として、１チャージ使い切りのバッチ方式が知られているが、このバッチ方式では、浸漬時間や浸漬深さが変わることによって温度がばらつき信頼性に欠けることがある。そこで、本実施形態では、プローブ２０をタンディッシュ１０に固定して、その温度検知位置がはらつかないようにしている。図３（ａ）に示すように、プローブ２０の直径Ｒは、５０ｍｍ〜１００ｍｍである。プローブ２０は、タンディッシュ１０内で折損せず、また溶損しない仕様にしなければならない。そこで、折損せずに溶鋼流に耐えれる直径として、５０ｍｍ以上とする。一方、１００ｍｍを超える直径になると、自重に耐え切れず、プローブ設置箇所の不定形耐火物１３に亀裂や割れが生じてしまう。そこで、自重に耐えうる直径として、１００ｍｍ以下とする。また、プローブ２０の不定形耐火物１３表面からの長さ（以下、「プローブ長さ」とする）Ｐは、２００ｍｍ〜３００ｍｍである。後述するプローブ２０の熱電対２３は、図４に示すように、その測定点がタンディッシュ１０の内壁に近接する場合、その壁面の温度を捉えてしまうので、壁面より２００ｍｍ以上の距離が必要である。一方、プローブ長さＰが３００ｍｍを超えてしまうと、プローブ２０の先端に加わる溶鋼流に係るモーメントが大きくなり、折損してしまうおそれがある。そこで、上記のように、プローブ長さＰを２００ｍｍ〜３００ｍｍとする。
また、プローブ２０の取付角度は、不定形耐火物１３表面に対して９０°であると共に、プローブ２０の高さ位置Ｑは、約３００ｍｍである。なお、このプローブ２０の高さ位置Ｑは、マス上端からプローブ２０の根元位置までの長さとする（図２参照）。
【００２２】
このプローブ２０は、図３（ａ）及び（ｂｓ）に示すように、外郭を形成するシース２１と、中空部を有する筒状の保護管２２と、当該保護管２２の中空部に配置される熱電対２３と、シース２１と保護管２２との間に配置されるアルミナ粒からなるコンパンド２４とを、有している。本実施形態のシース２１は、Ａｌ２Ｏ３を３８％〜８８％、ＳｉＯ２を５％〜２４％、ＳｉＣを４％〜５％、Ｃを３％〜３６％含有しており、その膨張率は、上記した不定形耐火物１３の膨張率に対して、±０．３％以内の値となっている。このシース２１は、中空部を有する筒状であって、その先端（タンディッシュ１０内に突出する端部）は閉塞している。そして、シース２１の中空部には、保護管２２が配置されている。この保護管２２も、中空部を有する筒状であって、その先端（タンディッシュ１０内に突出する端部）は閉塞している。そして、保護管２２の中空部に配置される熱電対２３は、Ｂ熱電対であって、そのプラス線は、Ｐｔを７０％、Ｒｈを３０％含有すると共に、そのマイナス線は、Ｐｔを９４％、Ｒｈを６％含有する。この熱電対２３の先端の測定点は、鋳型１へ注入される直前の溶鋼温度を測定できるように、インサートノズル１４の溶鋼流出孔の直上に配置されている。図３（ｂ）に示すように、上記した保護管２２の直径は、約６．０ｍｍであり、その保護管２２の周囲に設けられるコンパンド２４の直径は、約１６ｍｍである。
【００２３】
本実施形態では、熱電対２３のプラス線及びマイナス線（以下、適宜「素線」と呼ぶ）は、それぞれ、アルミナ長繊維２５ａに被覆されると共に、そのアルミナ長繊維２５ａに被覆されたプラス線及びマイナス線は、束ねられて更にアルミナ長繊維２５ｂで被覆される。このアルミナ長繊維２５ａ，２５ｂは、Ａｌ２Ｏ３を７２％、ＳｉＯ２を２８％含有する。本実施形態では、図２に示すように、熱電対２３は、耐火煉瓦１２と不定形耐火物１３との間に配線され、タンディッシュ１０の上端部からタンディッシュ１０外に引き出される。このように、熱電対２３の配線２３ａが、耐火煉瓦１２と不定形耐火物１３と間で引き回されるので、熱電対２３の配線２３ａは短絡しないようにフレキシブルな材料を選定する必要がある。そこで、本実施形態では、熱電対２３の素線は、上記したアルミナ長繊維２５ａ，２５ｂで被覆される。図３（ｂ）に示すように、熱電対２３の素線（プラス線及びマイナス線）は、直径が約０．５ｍｍであり、その素線（プラス線及びマイナス線）がアルミナ長繊維２５ａが被覆された状態では、直径が約０．８ｍｍとなる。そして、そのアルミナ長繊維２５ａが被覆された状態のものを束ねて更にアルミナ長繊維２５ｂで被覆した状態では、直径が約３．０ｍｍとなる。
【００２４】
本実施形態では、上記したように、プローブ長さＰを２００ｍｍ以上とすることによって、プローブ２０の他端２０ｂをタンディッシュ１０の内壁から遠ざけることが可能となるので、プローブ２０内の熱電対２３がタンディッシュ１０内壁から温度の影響を受けるのを抑制することができる。これにより、熱電対２３により、溶鋼温度の正確な測定が可能となる。
この際、プローブ２０の他端２０ｂをタンディッシュ１０の内壁から遠ざけ過ぎると、プローブ２０の他端２０ｂに溶鋼流に係る大きなモーメントが加わり、プローブ２０が折損するので、本実施形態では、プローブ長さＰに上限（３００ｍｍ以下）を設けて、上記した弊害を防止している。
【００２５】
また、本実施形態では、プローブ２０内の熱電対２３が耐火煉瓦１２と不定形耐火物１３との間に配線されており、タンディッシュ１０に熱電対２３の配線２３ａを通過させるための貫通穴（特許文献１の段落[００１３]及び図２など参照）を設ける必要がないので、タンディッシュ１０から溶鋼が漏れるおそれがない。そのため、溶鋼漏出に起因して、溶鋼温度が測定不能になるのを防止することができる。
この際、本実施形態では、熱電対２３の素線をフレキシブルなアルミナ長線機で被覆しているので、タンディッシュ内で熱電対が短絡しないように配線することが可能となる。
【００２６】
また、本実施形態では、プローブ２０が不定形耐火物１３の膨張率に対して、±０．３％以内の膨張率の材料で構成されているので、膨張率の違いによる弊害（プローブ２０又は不定形耐火物１３に亀裂や割れが発生）が発生するのを抑制することができる。そのため、溶鋼温度を正確に測定することが可能となる。
【００２７】
これらの点から、本実施形態の連続測温方法では、図５に示すように、鋳型内のシェルの成長に及ぼす重要なパラメータである溶鋼温度を正確に連続的に測定することが可能となる。このように、注入直前の温度を計測することにより、迅速に操業パラメータに反映することができる。また、今まで計測できなかった非定常（鋳造初期、鋳造終了時、取鍋交換時）の温度の測定が可能になり、ブレークアウトの防止、ノズル詰まりの防止につながる。
【００２８】
また、本実施形態では、温度的中率がアップするので、熱ロスの低減につながる。
【実施例】
【００２９】
次に、上記した実施形態に係る連続測温方法の技術的効果を確認するために行った実施例について説明する。下記の試験では、プローブの直径、プローブ長さ、並びに、不定形耐火物及びプローブの膨張率の差異等が異なる実施例１〜７及び比較例１〜８について、『温度差』、『折損有無』、『亀裂有無』を調査した。
『温度差』は、各試験（実施例１〜７及び比較例１〜８）におけるプローブによる測定温度（図５中の「連続測温」）と、検証温度（図５中の「検証温度」）と、の差異（絶対値）であって、プローブによる測定温度が正確な値を測定しているか否かを調べるために行なった。ここでは、当該『温度差』が０であれば、正確に測定できているとした。なお、検証温度は、図２に示すように、タンディッシュ上から、実施例２のプローブと同じ材料の測温プローブＶを浸漬させ、温度を測定した。その測定位置は、プローブ先端の直上とした。
『折損有無』は、使用後のタンディッシュにおいて、プローブに折損が生じているか否かを目視により外観調査した。
『亀裂有無』は、使用後のタンディッシュにおいて、プローブ又は不定形耐火物に亀裂が生じているか否かを目視により外観調査した。
なお、本試験では、７０ｔｏｎ容量のタンディッシュを使用した。定常鋳造時は、６５ｔｏｎ〜６８ｔｏｎ以内で操業を実施した。
【００３０】
ここで、本試験の実験条件を紹介しておく。
熱電対：Ｂ熱電対（＋側：７０％Ｐｔ−３０％Ｒｈ、−側：９４％Ｐｔ−６％Ｒｈ）
熱電対の保護：アルミナ長繊維をプラス線及びマイナス線の各々の素線に被覆し、さらにその２本の熱電対を更にアルミナ長繊維で被覆した（図３（ｂ）参照）。この熱電対は、タンディッシュにおける耐火煉瓦と不定形耐火物との間に配線した。ここでは、Ａｌ２Ｏ３を７２％、ＳｉＯ２を２８％含有するアルミナ長繊維を利用した。
測温記録方法：市販のデータロガーにて連続測温データを記録した。
バッチ測温：上記した熱電対を有する消耗型のプローブをタンディッシュ内溶鋼表面より１００ｍｍ浸漬させて測定した温度とした。
【００３１】
実施例１〜７及び比較例１〜８におけるプローブの直径、プローブの長さ、不定形耐火物及びプローブの膨張率の差異等の実験条件、並びに、その結果は、表１に示す通りである。
【００３２】
【表１】
【００３３】
（実施例１）
他の実施例との比較において、プローブの直径が５０ｍｍ（下限値）で特徴的な実施例１では、『折損』及び『亀裂』が共に無く、正確に溶鋼温度を測定することができた。プローブの直径が５０ｍｍ以上であれば、プローブが溶鋼流に係る圧力に耐えうる構成になることが確認できた。
【００３４】
（実施例２及び実施例３）
実施例１との比較において、プローブの直径（６０ｍｍ）を少し大きくした実施例２及び実施例３では、実施例１と同様に、『折損』及び『亀裂』が共に無く、正確に溶鋼温度を測定することができた。
【００３５】
（実施例４）
他の実施例との比較において、膨張率の差異（０．０３）が小さいことが特徴的な実施例４では、『折損』及び『亀裂』が共に無く、正確に溶鋼温度を測定することができた。不定形耐火物とプローブとの膨張率の差異が小さければ、互いの膨張度の違いが少なく、不定形耐火物及びプローブのいずれにも亀裂が入らないことが確認できた。
【００３６】
（実施例５）
他の実施例との比較において、膨張率の差異（０．２５）が大きいことが特徴的な実施例５では、『折損』及び『亀裂』が共に無く、正確に溶鋼温度を測定することができた。このように、膨張率の差異が０．２５以内であれば、不定形耐火物及びプローブのいずれにも亀裂が入らないことが確認できた。
【００３７】
（実施例６）
他の実施例との比較において、プローブ長さが３００ｍｍ（上限値）で特徴的な実施例１では、『折損』及び『亀裂』が共に無く、正確に溶鋼温度を測定することができた。プローブ長さが３００ｍｍ以下であれば、プローブの先端に加わる溶鋼流に係るモーメントも小さく、プローブが折損しないことを確認できた。
【００３８】
（実施例７）
他の実施例との比較において、プローブの直径が１００ｍｍ（上限値）で特徴的な実施例７では、『折損』及び『亀裂』が共に無く、正確に溶鋼温度を測定することができた。プローブの直径が１００ｍｍ以下であれば、プローブの自重を不定形耐火物で支持することが可能であることが確認できた。
【００３９】
上記したように、［１］プローブの直径が５０ｍｍ〜１００ｍｍ、［２］プローブ長さ（プローブの不定形耐火物表面からの長さ）が２００ｍｍ〜３００ｍｍ、［３］プローブが不定形耐火物の膨張率に対して、±０．３％以内の膨張率の材料で構成される、という各条件を満たす実施例１〜７では、『温度差』が０であって、『折損』及び『亀裂』が共に無かった。その結果、実施例１〜７の総合判定は、いずれも「ＯＫ」となった。
【００４０】
（比較例１）
上記した実施例１〜７との比較において、プローブの直径を小さくした比較例１では、『温度差』が０であり、『亀裂』が無かったが、『折損』が確認された。その結果、比較例１の総合判定は、「ＮＧ」となった。プローブの直径（３０ｍｍ）が細径では、溶鋼流に係る圧力に耐えられずにプローブが折損してしまったと考えられる。
【００４１】
（比較例２）
上記した実施例１〜７との比較において、プローブの直径を大きくした比較例２では、『温度差』が０であり、『折損』が無かったが、『亀裂』が確認された。その結果、比較例２の総合判定は、「ＮＧ」となった。プローブの直径（１２０ｍｍ）が太径では、プローブの自重に耐え切れずに、プローブ下の不定形耐火物面に亀裂が入ってしまったと考えられる。
【００４２】
（比較例３）
上記した比較例２より更にプローブの直径を大きくした比較例３では、『温度差』が０であり、『折損』が無かったが、『亀裂』が確認された。その結果、比較例３の総合判定は、「ＮＧ」となった。プローブの直径（１５０ｍｍ）が太径では、比較例２と同様に、プローブの自重に耐え切れずに、プローブ下の不定形耐火物面に亀裂が入ってしまったと考えられる。
【００４３】
（比較例４）
上記した実施例１〜７との比較において、プローブ長さを短くした比較例４では、『折損』及び『亀裂』が無かったが、『温度差』が４８℃であった。その結果、比較例４の総合判定は、「ＮＧ」となった。プローブ長さ（１００ｍｍ）が短いと、タンディッシュ壁面の温度の影響を受けて、正確に溶鋼温度を測定できなかったと考えられる。
【００４４】
（比較例５）
上記した実施例１〜７との比較において、プローブ長さを長くした比較例５では、『温度差』が０であり、『亀裂』が無かったが、『折損』が確認された。その結果、比較例５の総合判定は、「ＮＧ」となった。プローブ長さ（３５０ｍｍ）長いと、プローブの先端に溶鋼流に係る大きなモーメントが加わり、プローブが折損してしまったと考えられる。
【００４５】
（比較例６）
上記した実施例１〜７との比較において、不定形耐火物とプローブとの膨張率の差異が大きい比較例６では（不定形耐火物：＋０．４８、プローブ：−０．２０）、『温度差』が０であり、『折損』が無かったが、『亀裂』が確認された。その結果、比較例６の総合判定は、「ＮＧ」となった。不定形耐火物とプローブとの膨張率の差異が大きいと（±０．３を超えると）、互いの膨張度の違いから不定形耐火物又はプローブのいずれかに亀裂が入ってしまったと考えられる。
【００４６】
（比較例７）
上記した実施例１〜７との比較において、不定形耐火物とプローブとの膨張率の差異が大きい比較例７（比較例６と比較して膨張率の差異が小さい）では（不定形耐火物：＋０．４８、プローブ：＋０．０５）、『温度差』が０であり、『折損』が無かったが、『亀裂』が確認された。その結果、比較例７の総合判定は、「ＮＧ」となった。不定形耐火物とプローブとの膨張率の差異が大きいと（±０．３を超えると）、比較例６と同様に、互いの膨張度の違いから不定形耐火物又はプローブのいずれかに亀裂が入ってしまったと考えられる。
【００４７】
（比較例８）
上記した実施例１〜７との比較において、不定形耐火物とプローブとの膨張率の差異が大きい比較例８（比較例６、７と比較してプローブの膨張率が大きい）では（不定形耐火物：＋０．４８、プローブ：＋１．００）、『温度差』が０であり、『折損』が無かったが、『亀裂』が確認された。その結果、比較例８の総合判定は、「ＮＧ」となった。不定形耐火物とプローブとの膨張率の差異が大きいと（±０．３を超えると）、比較例６、７と同様に、互いの膨張度の違いから不定形耐火物又はプローブのいずれかに亀裂が入ってしまったと考えられる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態および実施例に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４９】
例えば、上記実施例では、表１に示されるように、不定形耐火物の材料及びプローブの材料を規定したが、本発明はこれに限らず、不定形耐火物及びプローブの材料は、それらの膨張率が±０．３％以内であれば、上記組成に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明を利用すれば、タンディッシュ内の溶鋼温度を正確に測定することができ、高温注入時のブレークアウトや低温注入時のノズル詰まりを未然に防ぐことができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 鋳型
２ 浸漬ノズル
３ ロール対
３ａ ロール
４ 冷却ノズル
５ 広面鋳型
６ 狭面鋳型
７ 溶鋼吐出孔
１０ タンディッシュ
１１ 鉄皮
１２ 耐火煉瓦
１３ 不定形耐火物
１４ インサートノズル
２０ プローブ
２１ シース
２２ 保護管
２３ 熱電対
２３ａ 配線
２４ コンパウンド
２５ａ，２５ｂ アルミナ長繊維
１００ 連続鋳造設備
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンディッシュ内の溶鋼温度を連続的に測定する連続測温方法に関し、特に、タンディッシュの内側に設けられた不定形耐火物に埋め込まれたプローブ内の熱電対によってタンディッシュ内の溶鋼温度を連続的に測定する連続測温方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タンディッシュ内の溶鋼温度を測定する方法が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、金属を溶融する際に使用する溶融容器を構成する耐火煉瓦の内側に積層される耐火部材に埋め込み可能な測温装置であって、内部に温度測定用センサを収容した保護管を耐火煉瓦に固定する測温装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６７９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１の測温装置では、以下の問題点があった。
（１）温度測定用センサの測定点が溶融容器の内壁に近接しているので（特許文献１の図２、図３など参照）、温度測定用センサが溶融容器の内壁の温度を測定してしまい、溶融容器内の溶鋼温度を正確に測定することができない。
（２）溶融容器の底面に温度測定センサを挿入するための貫通穴が形成されているので（特許文献１の段落[００１３]及び図２など参照）、溶鋼圧力により当該貫通穴から溶鋼が漏れる可能性があり、溶鋼温度が測定不能に陥ることがある。
（３）保護管とその保護管が埋め込まれる耐火部材とが溶鋼の高温にさらされることで、それらの熱膨張の違いにより、保護管又は耐火部材に亀裂や割れが発生するおそれがある。そのため、溶鋼温度を正確に測定することが困難な状態になる。
【０００５】
溶鋼温度を正確に測定することができないと、ブレークアウトやノズル詰まりにつながるおそれがある。高温注入に起因するブレークアウトは、タンディッシュ内の溶鋼温度と相関がある。溶鋼温度が高いと鋳型内のシェルが停滞もしくは、再溶解され、ブレークアウトが発生する。また、逆に、溶鋼温度が低いとノズル詰まりが発生し、連続鋳造を継続することができない。従って、溶鋼温度を正確に測定できれば、高温注入によるブレークアウトや低温注入によるノズル詰まりを未然に防止することが可能となる。
【０００６】
そこで、この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、タンディッシュ内の溶鋼温度を正確に測定することが可能な連続測温方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の連続測温方法は、耐火煉瓦と耐火煉瓦の内側に設けられた不定形耐火物とで成型されるタンディッシュ内の溶鋼温度を連続的に測定する連続測温方法であって、溶鋼温度を測定する熱電対を有するプローブは、その一端が不定形耐火物に埋め込まれると共に、その他端は、タンディッシュ内へと突出し、プローブの直径は、５０ｍｍ〜１００ｍｍで、且つ、プローブの不定形耐火物表面からの長さは、２００ｍｍ〜３００ｍｍであり、プローブ内の熱電対は、耐火煉瓦と不定形耐火物との間に配線されており、プローブは、不定形耐火物の膨張率に対して、±０．３％以内の膨張率の材料で構成され、熱電対のプラス線及びマイナス線は、それぞれ、アルミナ長繊維に被覆されると共に、そのアルミナ長繊維に被覆されたプラス線及びマイナス線は、束ねられて更にアルミナ長繊維で被覆される。
【０００８】
（１）本発明では、プローブの不定形耐火物表面からの長さを２００ｍｍ以上とすることによって、プローブの他端をタンディッシュの内壁から遠ざけることが可能となるので、プローブ内の熱電対がタンディッシュ内壁の影響を受けるのを抑制することができる。これにより、当該熱電対により、溶鋼温度の正確な測定が可能となる。
この際、プローブの他端をタンディッシュの内壁から遠ざけ過ぎると、プローブの他端に溶鋼流に係る大きなモーメントが加わり、プローブが折損するので、本発明では、プローブの不定形耐火物表面からの長さに上限（３００ｍｍ以下）を設けて、上記した弊害を防止している。
（２）また、この本発明では、プローブ内の熱電対が耐火煉瓦と不定形耐火物との間に配線されており、タンディッシュに貫通穴を設ける必要がないので、タンディッシュから溶鋼が漏れるおそれがない。そのため、溶鋼漏出に起因して、溶鋼温度が測定不能になるのを防止することができる。
なお、上記したタンディッシュ内の配線は、タンディッシュ内で熱電対が短絡しないように、フレキシブルなアルミナ長繊維で保護する。
（３）また、この本発明では、プローブが不定形耐火物の膨張率に対して、±０．３％以内の膨張率の材料で構成されているので、膨張率の違いによる弊害（プローブ又は不定形耐火物に亀裂や割れが発生）が発生するのを抑制することができる。そのため、溶鋼温度を正確に測定することが可能となる。
以上の点から、本発明の連続測温方法では、タンディッシュ内の溶鋼温度を正確に測定することができる。
【０００９】
また、プローブは、タンディッシュ内で折損しない仕様にしなければならないところ、本発明では、プローブの直径を５０ｍｍ以上にすることによって、プローブがタンディッシュ内の溶鋼流に耐えうる構成にすることができる。一方で、プローブの直径を大きくし過ぎるとプローブが自重に耐え切れず、プローブ設置箇所下の不定形耐火物に亀裂が入ってしまうが、本発明では、プローブの直径に上限（１００ｍｍ以下）を設けることによって、上記した弊害を防止している。
【発明の効果】
【００１０】
この発明による連続測温方法では、タンディッシュ内の溶鋼温度を正確に測定することができる。その結果、高温注入時のブレークアウトや、低温注入時のノズル詰まりを未然に防ぐことができる。
また、温度的中率がアップするので、熱ロスの低減につながる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】連続鋳造設備の全体概略図
【図２】タンディッシュ及びそのタンディッシュに設けられるプローブを示す模式図
【図３】（ａ）プローブの縦断面図、（ｂ）Ａ−Ａ線に沿った断面図（シース省略）
【図４】プローブ長さと溶鋼温度の差異とのを関係を示したグラフ
【図５】測定温度（連続測温、検証測温、バッチ測温）の時間的変化を示したグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１２】
周知の通り、連続鋳造設備の鋳造経路に着目すると、湾曲型連続鋳造設備と垂直曲げ型連続鋳造設備なるものがある。前者は、鋳型から鋳造経路に沿って、円弧経路部と矯正経路部、水平経路部を有するものであり、後者は、上記円弧経路部の上流に垂直経路部を設け、溶鋼中の介在物浮上を図ったものである。また、連続鋳造設備の鋳造する鋳片の断面形状に着目すると、断面形状のアスペクト比が２以上であるスラブと２以下のブルーム、更に、断面形状が正方形であるビレットなるものがある。本願発明の連続測温方法は、上記の通りに列記したすべての連続鋳造設備で使用可能であり、本明細書では、一例として、本願発明を垂直曲げ型連続鋳造設備に適用した例を説明する。
【００１３】
以下、図１に基づいて、連続鋳造設備１００について概説する。
【００１４】
連続鋳造設備１００は、注湯される溶鋼を冷却して所定形状のシェルを形成するための鋳型１と、タンディッシュ１０に保持される溶鋼を鋳型１へ所定流量で滑らかに注湯するための浸漬ノズル２と、鋳型１の直下から鋳造経路Ｌに沿って複数で並設されるロール対３と、を備える。本実施形態において前記の鋳造経路Ｌは、略鉛直方向に延びる垂直経路部と、この垂直経路部に接続され、円弧状に延びる円弧経路部と、更にその下流側に設けられ、水平方向に延びる水平経路部と、前記の円弧経路部及び水平経路部とを滑らかに接続するための矯正経路部と、から成る。
【００１５】
前記のロール対３の夫々は、鋳造対象としての鋳片を、両広面でもって挟持する一対のロール３ａ・３ａから構成される。この一対のロール３ａ・３ａのロール面間の最短距離としてのロールギャップ［ｍｍ］は適宜の手段により調節可能に構成される。
【００１６】
また、前記の鋳造経路Ｌの前半には、鋳型１内で形成され、該鋳型１から引き抜かれる凝固シェルに対して所定の流量で冷却水を噴霧する冷却ノズル４が適宜に設けられる。一般に、前記の鋳型１が１次冷却帯と称されるのに対して、この意味で、冷却ノズル４が配される経路部は２次冷却帯と称される。
【００１７】
鋳型１から引き抜かれ、鋳造経路Ｌに沿って搬送されるシェルは、自然放熱や、上記冷却ノズル４などにより更に冷却されて収縮する。従って、上記のロール対３のロールギャップ［ｍｍ］は、一般に、鋳造経路Ｌの下流側へ進むに連れて緩やかに狭くなるように設定される。
【００１８】
以上の構成で、連続鋳造を開始するには、鋳型１へ溶鋼を注湯する前に予め図略のダミーバーを前記の鋳造経路Ｌ内に挿入しておき、浸漬ノズル２を介して鋳型１へ溶鋼を注湯し始めると共に上記ダミーバーを下流側へ引き抜く。この鋳型１への溶鋼の注湯量と、ダミーバーの引き抜き速度とは、鋳造速度が所定の鋳造速度に至るまでの間、漸増させる。そして、このダミーバーは、所定のメニスカス距離に到達したときに、適宜の手段により回収する。これで、側面が凝固したシェルを鋳型１の底から引き出すことによって、鋳片が連続的に鋳造されるようになる。
【００１９】
次に、タンディッシュ内の溶鋼温度を連続的に測定する連続測温方法について詳細に説明する。即ち、本実施形態では、タンディッシュ内の溶鋼温度を連続的に測定すべく、図２に示すように、タンディッシュ内壁に溶鋼温度を測定するための熱電対を有するプローブを設けている。
【００２０】
［タンディッシュ１０］
タンディッシュ１０は、外殻を形成する鉄皮１１と、鉄皮１１の内側に貼り付けられる耐火煉瓦１２と、耐火煉瓦１２の内側に設けられる不定形耐火物１３とを有している。また、タンディッシュ１０の底面には、インサートノズル１４が設けられている。このタンディッシュ１０に注入された溶鋼は、インサートノズル１４から流出するようになっている。本実施形態の不定形耐火物１３は、Ａｌ２Ｏ３を６３％〜６５％（質量百分率、以下同様）、ＳｉＯ２を３５％〜３７％含有するアルミナ系の不定形耐火物であって、その膨張率は、後述するプローブ２０のシース２１の膨張率に対して、±０．３％以内の値となっている（以下、プローブ２０のシース２１の膨張率を、単にプローブ２０の膨張率と適宜略記する）。上記した「膨張率」は、１５００℃で、３時間加熱後、常温に戻した時の膨張率を定義し、ＪＩＳ規格のＲ２２０８に沿って算出する。タンディッシュ１０内の溶鋼温度を測定する測定手段としてのプローブ２０は、この不定形耐火物１３に埋め込まれて固定されている。
【００２１】
［プローブ２０］
プローブ２０は、タンディッシュ１０内の溶鋼温度を連続的に測定するために設けられており、その一端２０ａは、不定形耐火物１３に埋め込まれると共に、その他端２０ｂは、タンディッシュ１０内へと突出している。タンディッシュ１０内の溶鋼温度を測定する周知の方法として、１チャージ使い切りのバッチ方式が知られているが、このバッチ方式では、浸漬時間や浸漬深さが変わることによって温度がばらつき信頼性に欠けることがある。そこで、本実施形態では、プローブ２０をタンディッシュ１０に固定して、その温度検知位置がはらつかないようにしている。図３（ａ）に示すように、プローブ２０の直径Ｒは、５０ｍｍ〜１００ｍｍである。プローブ２０は、タンディッシュ１０内で折損せず、また溶損しない仕様にしなければならない。そこで、折損せずに溶鋼流に耐えれる直径として、５０ｍｍ以上とする。一方、１００ｍｍを超える直径になると、自重に耐え切れず、プローブ設置箇所の不定形耐火物１３に亀裂や割れが生じてしまう。そこで、自重に耐えうる直径として、１００ｍｍ以下とする。また、プローブ２０の不定形耐火物１３表面からの長さ（以下、「プローブ長さ」とする）Ｐは、２００ｍｍ〜３００ｍｍである。後述するプローブ２０の熱電対２３は、図４に示すように、その測定点がタンディッシュ１０の内壁に近接する場合、その壁面の温度を捉えてしまうので、壁面より２００ｍｍ以上の距離が必要である。一方、プローブ長さＰが３００ｍｍを超えてしまうと、プローブ２０の先端に加わる溶鋼流に係るモーメントが大きくなり、折損してしまうおそれがある。そこで、上記のように、プローブ長さＰを２００ｍｍ〜３００ｍｍとする。
また、プローブ２０の取付角度は、不定形耐火物１３表面に対して９０°であると共に、プローブ２０の高さ位置Ｑは、約３００ｍｍである。なお、このプローブ２０の高さ位置Ｑは、マス上端からプローブ２０の根元位置までの長さとする（図２参照）。
【００２２】
このプローブ２０は、図３（ａ）及び（ｂｓ）に示すように、外郭を形成するシース２１と、中空部を有する筒状の保護管２２と、当該保護管２２の中空部に配置される熱電対２３と、シース２１と保護管２２との間に配置されるアルミナ粒からなるコンパンド２４とを、有している。本実施形態のシース２１は、Ａｌ２Ｏ３を３８％〜８８％、ＳｉＯ２を５％〜２４％、ＳｉＣを４％〜５％、Ｃを３％〜３６％含有しており、その膨張率は、上記した不定形耐火物１３の膨張率に対して、±０．３％以内の値となっている。このシース２１は、中空部を有する筒状であって、その先端（タンディッシュ１０内に突出する端部）は閉塞している。そして、シース２１の中空部には、保護管２２が配置されている。この保護管２２も、中空部を有する筒状であって、その先端（タンディッシュ１０内に突出する端部）は閉塞している。そして、保護管２２の中空部に配置される熱電対２３は、Ｂ熱電対であって、そのプラス線は、Ｐｔを７０％、Ｒｈを３０％含有すると共に、そのマイナス線は、Ｐｔを９４％、Ｒｈを６％含有する。この熱電対２３の先端の測定点は、鋳型１へ注入される直前の溶鋼温度を測定できるように、インサートノズル１４の溶鋼流出孔の直上に配置されている。図３（ｂ）に示すように、上記した保護管２２の直径は、約６．０ｍｍであり、その保護管２２の周囲に設けられるコンパンド２４の直径は、約１６ｍｍである。
【００２３】
本実施形態では、熱電対２３のプラス線及びマイナス線（以下、適宜「素線」と呼ぶ）は、それぞれ、アルミナ長繊維２５ａに被覆されると共に、そのアルミナ長繊維２５ａに被覆されたプラス線及びマイナス線は、束ねられて更にアルミナ長繊維２５ｂで被覆される。このアルミナ長繊維２５ａ，２５ｂは、Ａｌ２Ｏ３を７２％、ＳｉＯ２を２８％含有する。本実施形態では、図２に示すように、熱電対２３は、耐火煉瓦１２と不定形耐火物１３との間に配線され、タンディッシュ１０の上端部からタンディッシュ１０外に引き出される。このように、熱電対２３の配線２３ａが、耐火煉瓦１２と不定形耐火物１３と間で引き回されるので、熱電対２３の配線２３ａは短絡しないようにフレキシブルな材料を選定する必要がある。そこで、本実施形態では、熱電対２３の素線は、上記したアルミナ長繊維２５ａ，２５ｂで被覆される。図３（ｂ）に示すように、熱電対２３の素線（プラス線及びマイナス線）は、直径が約０．５ｍｍであり、その素線（プラス線及びマイナス線）がアルミナ長繊維２５ａが被覆された状態では、直径が約０．８ｍｍとなる。そして、そのアルミナ長繊維２５ａが被覆された状態のものを束ねて更にアルミナ長繊維２５ｂで被覆した状態では、直径が約３．０ｍｍとなる。
【００２４】
本実施形態では、上記したように、プローブ長さＰを２００ｍｍ以上とすることによって、プローブ２０の他端２０ｂをタンディッシュ１０の内壁から遠ざけることが可能となるので、プローブ２０内の熱電対２３がタンディッシュ１０内壁から温度の影響を受けるのを抑制することができる。これにより、熱電対２３により、溶鋼温度の正確な測定が可能となる。
この際、プローブ２０の他端２０ｂをタンディッシュ１０の内壁から遠ざけ過ぎると、プローブ２０の他端２０ｂに溶鋼流に係る大きなモーメントが加わり、プローブ２０が折損するので、本実施形態では、プローブ長さＰに上限（３００ｍｍ以下）を設けて、上記した弊害を防止している。
【００２５】
また、本実施形態では、プローブ２０内の熱電対２３が耐火煉瓦１２と不定形耐火物１３との間に配線されており、タンディッシュ１０に熱電対２３の配線２３ａを通過させるための貫通穴（特許文献１の段落[００１３]及び図２など参照）を設ける必要がないので、タンディッシュ１０から溶鋼が漏れるおそれがない。そのため、溶鋼漏出に起因して、溶鋼温度が測定不能になるのを防止することができる。
この際、本実施形態では、熱電対２３の素線をフレキシブルなアルミナ長線機で被覆しているので、タンディッシュ内で熱電対が短絡しないように配線することが可能となる。
【００２６】
また、本実施形態では、プローブ２０が不定形耐火物１３の膨張率に対して、±０．３％以内の膨張率の材料で構成されているので、膨張率の違いによる弊害（プローブ２０又は不定形耐火物１３に亀裂や割れが発生）が発生するのを抑制することができる。そのため、溶鋼温度を正確に測定することが可能となる。
【００２７】
これらの点から、本実施形態の連続測温方法では、図５に示すように、鋳型内のシェルの成長に及ぼす重要なパラメータである溶鋼温度を正確に連続的に測定することが可能となる。このように、注入直前の温度を計測することにより、迅速に操業パラメータに反映することができる。また、今まで計測できなかった非定常（鋳造初期、鋳造終了時、取鍋交換時）の温度の測定が可能になり、ブレークアウトの防止、ノズル詰まりの防止につながる。
【００２８】
また、本実施形態では、温度的中率がアップするので、熱ロスの低減につながる。
【実施例】
【００２９】
次に、上記した実施形態に係る連続測温方法の技術的効果を確認するために行った実施例について説明する。下記の試験では、プローブの直径、プローブ長さ、並びに、不定形耐火物及びプローブの膨張率の差異等が異なる実施例１〜７及び比較例１〜８について、『温度差』、『折損有無』、『亀裂有無』を調査した。
『温度差』は、各試験（実施例１〜７及び比較例１〜８）におけるプローブによる測定温度（図５中の「連続測温」）と、検証温度（図５中の「検証温度」）と、の差異（絶対値）であって、プローブによる測定温度が正確な値を測定しているか否かを調べるために行なった。ここでは、当該『温度差』が０であれば、正確に測定できているとした。なお、検証温度は、図２に示すように、タンディッシュ上から、実施例２のプローブと同じ材料の測温プローブＶを浸漬させ、温度を測定した。その測定位置は、プローブ先端の直上とした。
『折損有無』は、使用後のタンディッシュにおいて、プローブに折損が生じているか否かを目視により外観調査した。
『亀裂有無』は、使用後のタンディッシュにおいて、プローブ又は不定形耐火物に亀裂が生じているか否かを目視により外観調査した。
なお、本試験では、７０ｔｏｎ容量のタンディッシュを使用した。定常鋳造時は、６５ｔｏｎ〜６８ｔｏｎ以内で操業を実施した。
【００３０】
ここで、本試験の実験条件を紹介しておく。
熱電対：Ｂ熱電対（＋側：７０％Ｐｔ−３０％Ｒｈ、−側：９４％Ｐｔ−６％Ｒｈ）
熱電対の保護：アルミナ長繊維をプラス線及びマイナス線の各々の素線に被覆し、さらにその２本の熱電対を更にアルミナ長繊維で被覆した（図３（ｂ）参照）。この熱電対は、タンディッシュにおける耐火煉瓦と不定形耐火物との間に配線した。ここでは、Ａｌ２Ｏ３を７２％、ＳｉＯ２を２８％含有するアルミナ長繊維を利用した。
測温記録方法：市販のデータロガーにて連続測温データを記録した。
バッチ測温：上記した熱電対を有する消耗型のプローブをタンディッシュ内溶鋼表面より１００ｍｍ浸漬させて測定した温度とした。
【００３１】
実施例１〜７及び比較例１〜８におけるプローブの直径、プローブの長さ、不定形耐火物及びプローブの膨張率の差異等の実験条件、並びに、その結果は、表１に示す通りである。
【００３２】
【表１】
【００３３】
（実施例１）
他の実施例との比較において、プローブの直径が５０ｍｍ（下限値）で特徴的な実施例１では、『折損』及び『亀裂』が共に無く、正確に溶鋼温度を測定することができた。プローブの直径が５０ｍｍ以上であれば、プローブが溶鋼流に係る圧力に耐えうる構成になることが確認できた。
【００３４】
（実施例２及び実施例３）
実施例１との比較において、プローブの直径（６０ｍｍ）を少し大きくした実施例２及び実施例３では、実施例１と同様に、『折損』及び『亀裂』が共に無く、正確に溶鋼温度を測定することができた。
【００３５】
（実施例４）
他の実施例との比較において、膨張率の差異（０．０３）が小さいことが特徴的な実施例４では、『折損』及び『亀裂』が共に無く、正確に溶鋼温度を測定することができた。不定形耐火物とプローブとの膨張率の差異が小さければ、互いの膨張度の違いが少なく、不定形耐火物及びプローブのいずれにも亀裂が入らないことが確認できた。
【００３６】
（実施例５）
他の実施例との比較において、膨張率の差異（０．２５）が大きいことが特徴的な実施例５では、『折損』及び『亀裂』が共に無く、正確に溶鋼温度を測定することができた。このように、膨張率の差異が０．２５以内であれば、不定形耐火物及びプローブのいずれにも亀裂が入らないことが確認できた。
【００３７】
（実施例６）
他の実施例との比較において、プローブ長さが３００ｍｍ（上限値）で特徴的な実施例１では、『折損』及び『亀裂』が共に無く、正確に溶鋼温度を測定することができた。プローブ長さが３００ｍｍ以下であれば、プローブの先端に加わる溶鋼流に係るモーメントも小さく、プローブが折損しないことを確認できた。
【００３８】
（実施例７）
他の実施例との比較において、プローブの直径が１００ｍｍ（上限値）で特徴的な実施例７では、『折損』及び『亀裂』が共に無く、正確に溶鋼温度を測定することができた。プローブの直径が１００ｍｍ以下であれば、プローブの自重を不定形耐火物で支持することが可能であることが確認できた。
【００３９】
上記したように、［１］プローブの直径が５０ｍｍ〜１００ｍｍ、［２］プローブ長さ（プローブの不定形耐火物表面からの長さ）が２００ｍｍ〜３００ｍｍ、［３］プローブが不定形耐火物の膨張率に対して、±０．３％以内の膨張率の材料で構成される、という各条件を満たす実施例１〜７では、『温度差』が０であって、『折損』及び『亀裂』が共に無かった。その結果、実施例１〜７の総合判定は、いずれも「ＯＫ」となった。
【００４０】
（比較例１）
上記した実施例１〜７との比較において、プローブの直径を小さくした比較例１では、『温度差』が０であり、『亀裂』が無かったが、『折損』が確認された。その結果、比較例１の総合判定は、「ＮＧ」となった。プローブの直径（３０ｍｍ）が細径では、溶鋼流に係る圧力に耐えられずにプローブが折損してしまったと考えられる。
【００４１】
（比較例２）
上記した実施例１〜７との比較において、プローブの直径を大きくした比較例２では、『温度差』が０であり、『折損』が無かったが、『亀裂』が確認された。その結果、比較例２の総合判定は、「ＮＧ」となった。プローブの直径（１２０ｍｍ）が太径では、プローブの自重に耐え切れずに、プローブ下の不定形耐火物面に亀裂が入ってしまったと考えられる。
【００４２】
（比較例３）
上記した比較例２より更にプローブの直径を大きくした比較例３では、『温度差』が０であり、『折損』が無かったが、『亀裂』が確認された。その結果、比較例３の総合判定は、「ＮＧ」となった。プローブの直径（１５０ｍｍ）が太径では、比較例２と同様に、プローブの自重に耐え切れずに、プローブ下の不定形耐火物面に亀裂が入ってしまったと考えられる。
【００４３】
（比較例４）
上記した実施例１〜７との比較において、プローブ長さを短くした比較例４では、『折損』及び『亀裂』が無かったが、『温度差』が４８℃であった。その結果、比較例４の総合判定は、「ＮＧ」となった。プローブ長さ（１００ｍｍ）が短いと、タンディッシュ壁面の温度の影響を受けて、正確に溶鋼温度を測定できなかったと考えられる。
【００４４】
（比較例５）
上記した実施例１〜７との比較において、プローブ長さを長くした比較例５では、『温度差』が０であり、『亀裂』が無かったが、『折損』が確認された。その結果、比較例５の総合判定は、「ＮＧ」となった。プローブ長さ（３５０ｍｍ）長いと、プローブの先端に溶鋼流に係る大きなモーメントが加わり、プローブが折損してしまったと考えられる。
【００４５】
（比較例６）
上記した実施例１〜７との比較において、不定形耐火物とプローブとの膨張率の差異が大きい比較例６では（不定形耐火物：＋０．４８、プローブ：−０．２０）、『温度差』が０であり、『折損』が無かったが、『亀裂』が確認された。その結果、比較例６の総合判定は、「ＮＧ」となった。不定形耐火物とプローブとの膨張率の差異が大きいと（±０．３を超えると）、互いの膨張度の違いから不定形耐火物又はプローブのいずれかに亀裂が入ってしまったと考えられる。
【００４６】
（比較例７）
上記した実施例１〜７との比較において、不定形耐火物とプローブとの膨張率の差異が大きい比較例７（比較例６と比較して膨張率の差異が小さい）では（不定形耐火物：＋０．４８、プローブ：＋０．０５）、『温度差』が０であり、『折損』が無かったが、『亀裂』が確認された。その結果、比較例７の総合判定は、「ＮＧ」となった。不定形耐火物とプローブとの膨張率の差異が大きいと（±０．３を超えると）、比較例６と同様に、互いの膨張度の違いから不定形耐火物又はプローブのいずれかに亀裂が入ってしまったと考えられる。
【００４７】
（比較例８）
上記した実施例１〜７との比較において、不定形耐火物とプローブとの膨張率の差異が大きい比較例８（比較例６、７と比較してプローブの膨張率が大きい）では（不定形耐火物：＋０．４８、プローブ：＋１．００）、『温度差』が０であり、『折損』が無かったが、『亀裂』が確認された。その結果、比較例８の総合判定は、「ＮＧ」となった。不定形耐火物とプローブとの膨張率の差異が大きいと（±０．３を超えると）、比較例６、７と同様に、互いの膨張度の違いから不定形耐火物又はプローブのいずれかに亀裂が入ってしまったと考えられる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態および実施例に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４９】
例えば、上記実施例では、表１に示されるように、不定形耐火物の材料及びプローブの材料を規定したが、本発明はこれに限らず、不定形耐火物及びプローブの材料は、それらの膨張率が±０．３％以内であれば、上記組成に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明を利用すれば、タンディッシュ内の溶鋼温度を正確に測定することができ、高温注入時のブレークアウトや低温注入時のノズル詰まりを未然に防ぐことができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 鋳型
２ 浸漬ノズル
３ ロール対
３ａ ロール
４ 冷却ノズル
５ 広面鋳型
６ 狭面鋳型
７ 溶鋼吐出孔
１０ タンディッシュ
１１ 鉄皮
１２ 耐火煉瓦
１３ 不定形耐火物
１４ インサートノズル
２０ プローブ
２１ シース
２２ 保護管
２３ 熱電対
２３ａ 配線
２４ コンパウンド
２５ａ，２５ｂ アルミナ長繊維
１００ 連続鋳造設備
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火煉瓦と前記耐火煉瓦の内側に設けられた不定形耐火物とで成型されるタンディッシュ内の溶鋼温度を連続的に測定する連続測温方法であって、
前記溶鋼温度を測定する熱電対を有するプローブは、その一端が前記不定形耐火物に埋め込まれると共に、その他端は、前記タンディッシュ内へと突出し、
前記プローブの直径は、５０ｍｍ〜１００ｍｍで、且つ、前記プローブの前記不定形耐火物表面からの長さは、２００ｍｍ〜３００ｍｍであり、
前記プローブ内の熱電対は、前記耐火煉瓦と前記不定形耐火物との間に配線されており、
前記プローブは、前記不定形耐火物の膨張率に対して、±０．３％以内の膨張率の材料で構成され、
前記熱電対のプラス線及びマイナス線は、それぞれ、アルミナ長繊維に被覆されると共に、そのアルミナ長繊維に被覆された前記プラス線及び前記マイナス線は、束ねられて更にアルミナ長繊維で被覆されることを特徴とする、連続測温方法。
【請求項１】
耐火煉瓦と前記耐火煉瓦の内側に設けられた不定形耐火物とで成型されるタンディッシュ内の溶鋼温度を連続的に測定する連続測温方法であって、
前記溶鋼温度を測定する熱電対を有するプローブは、その一端が前記不定形耐火物に埋め込まれると共に、その他端は、前記タンディッシュ内へと突出し、
前記プローブの直径は、５０ｍｍ〜１００ｍｍで、且つ、前記プローブの前記不定形耐火物表面からの長さは、２００ｍｍ〜３００ｍｍであり、
前記プローブ内の熱電対は、前記耐火煉瓦と前記不定形耐火物との間に配線されており、
前記プローブは、前記不定形耐火物の膨張率に対して、±０．３％以内の膨張率の材料で構成され、
前記熱電対のプラス線及びマイナス線は、それぞれ、アルミナ長繊維に被覆されると共に、そのアルミナ長繊維に被覆された前記プラス線及び前記マイナス線は、束ねられて更にアルミナ長繊維で被覆されることを特徴とする、連続測温方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１７４７２６（Ｐ２０１１−１７４７２６Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３７１７２（Ｐ２０１０−３７１７２）
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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