(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造稼働中に金型の壁内の温度分布を把握するために金型の壁（１００）に配置された複数の温度測定装置（３００）を備え、これら温度測定装置（３００）が、温度測定装置を収容するためのモジュール（４００）内に互いに不動に位置決めされて配置されていて、モジュールと一緒に構造的ユニット（５００、５００’）を形成し、モジュール（４００、４００’）が、温度測定装置を収容するために、孔或いは溝の形態の温度測定装置収容部（４２０）を有し、そして構造的ユニット（５００、５００’）が、温度分布を把握するために金型の壁（１００）内或いは傍に固定されている、金属を鋳造する金型において、
温度測定装置は、光学時間領域反射ＯＴＤＲ方法或いはフィバーブラッググレーテングＦＢＧ方法によって温度測定を可能とする光ファイバー温度センサーとして形成されていて、そしてモジュール（４００）内の温度測定装置収容部（４２０）は、光ファイバー温度センサーが鋳造方向に２列で、且つモジュールの加熱側の端面に対して垂直にモジュール内に配置され、金型壁内の熱流密度の確実な算出のために、一方の列と他方の列の個々の光ファイバー温度センサーの測定尖端（３１０）がモジュールの加熱側の端面に対して異なった間隔でモジュール内或いは上に対状に対向位置して配置されているように、配置形成されていることを特徴とする金型。
【請求項２】
金型の壁（１００）が、構造的ユニット（５００、５００’）を収容するために収容部（１２０、１２０’）を有することを特徴とする請求項１に記載の金型。
【請求項３】
構造的ユニット（５００、５００’）用の収容部（１２０）が、冷却通路（２００）の間の金型の壁の冷却側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の金型。
【請求項４】
モジュール（４００’）と収容部（１２０’）が、金型の冷却側から加熱側の方向に段付けされていることを特徴とする請求項２或いは３に記載の金型。
【請求項５】
構造的ユニット（５００、５００’）用の収容部（１２０、１２０’）が、水平の孔として、金型の壁内の加熱側と冷却通路の底の間に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の金型。
【請求項６】
収容部（１２０、１２０’）が、構造的ユニット（５００、５００’）の据付け後に板状カバーによって金型の壁の外表面と同一平面上で閉鎖されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の金型。
【請求項７】
温度測定装置収容部（４２０）が、段付けされていることを特徴とする請求項１に記載の金型。
【請求項８】
温度測定装置（３００）は、モジュール内の温度測定装置収容部に、貼付け結合又は挟み付け結合によって固定されており、温度測定装置収容部を溝の形態に形成した場合に、温度測定装置の測定尖端が、モジュール或いは溝への挿入の際に接近でき、測定尖端が、温度測定装置収容部の底或いは床と接触することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の金型。
【請求項９】
モジュールとその温度測定装置収容部が、少なくとも部分的に放電加工によって製造されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の金型。
【請求項１０】
モジュール或いは収容部（１２０）を閉鎖するカバーの少なくとも一方が、金型と同じ材料から仕上げられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の金型。
【請求項１１】
材料が銅であることを特徴とする請求項１０に記載の金型。
【請求項１２】
モジュール内或いは上には、中央プラグ（６００）が、モジュール（４００）上のすべての温度測定装置（３００）の接続電線（３３０）を収容して結束するために設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の金型。
【請求項１３】
中央プラグが、マルチプレクサーとして或いはバスインターフェース或いはバスモジュールとして形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鋳造稼働中に金型の壁内の温度分布を把握するために金型の壁に配置された複数の温度測定装置を備え、これら温度測定装置が、温度測定装置を収容するためのモジュール内に互いに不動に位置決めされて配置されていて、モジュールと一緒に構造的ユニットを形成し、モジュールが、温度測定装置を収容するために、孔或いは溝の形態の温度測定装置収容部を有し、そして構造的ユニットが、温度分布を把握するために金型の壁内或いは傍に固定されている、金属を鋳造する金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の温度測定装置を備えるこの種の金型は、先行技術に知られていて、例えば国際特許出願公開第２００４／０８２８６９号明細書（特許文献１）に開示されている。そこに記載された技術的教示によると、熱要素の形態の温度測定装置が、個々に、温度測定装置のためにそれぞれに設けられた、金型の個々の孔に取付けられている。個々の熱要素は、ばね力により孔の底に対して、そこで金型材料との測定箇所の接触を保証するために、押し付けられる。熱要素は、異なった深さで金型板に取付けられている。これは、特に金型板において熱流密度を決定するために意味がある。
【０００３】
金型板における各個々の熱要素の前記種類の個々の組立ては、高い据付け費用を必要とされる。熱要素の接続は、典型的には別体のハーティング継手によって行われる。据付け時には、継手がしばしば間違って損傷を与えられ、それに基づいて、修正した接続態様の費用のかかる再構成が行われなければならない。熱要素の互いの位置決めが問題である。例えば間隔が単に１０ｍｍの場合、孔深さの、従って単に１ｍｍの深さ方向における熱要素の測定尖端の位置の偏差が、既に測定結果において１０パーセントの偏差を導く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際特許出願公開第２００４／０８２８６９号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第００５７６２７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の課題は、欧州特許出願公開第００５７６２７号明細書（特許文献２）から出発して、温度測定装置によって得られた測定結果の信頼性と説得力、特に問題の熱流測定が更に改良されるように、多数の温度測定装置を備える金属を鋳造する金型を開発することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、特許請求項１の対象によって解決される。これは、温度測定装置は、光学時間領域反射ＯＴＤＲ方法或いはフィバーブラッググレーテングＦＢＧ方法によって温度測定を可能とする光ファイバー温度センサーとして形成されていて、そしてモジュール内の温度測定装置収容部は、光ファイバー温度センサーが鋳造方向に２列で、且つモジュールの加熱側の端面に対して垂直にモジュール内に配置され、金型壁内の熱流密度の確実な算出のために、一方の列と他方の列の個々の光ファイバー温度センサーの測定尖端がモジュールの加熱側の端面に対して異なった間隔でモジュール内或いは上に対状に対向位置して配置されているように、配置形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求された構造的ユニットの大きな利点は、即ちその構造的ユニットに配置された温度測定装置を備えるモジュールが、既に全金型の組立て前に製造者における工場内の装備に予め組立てられ得ることである。
【０００８】
モジュール内の温度測定装置の予め組立ては、好ましくは温度測定装置の自由且つ正確な互いの位置決めを、即ち所望の正しい互いの間隔且つ正しい深さで可能とする；特に間隔は、水槽が金型にねじ固定され、特に熱要素の形態の温度測定装置が、伝統的に案内される固定ボルトの間隔によってもはや強制的に定義されていない。その代わりに、モジュール内の予め組立ては、例えば１０ｍｍの、温度測定装置もしくはその測定尖端の非常に短い互いの間隔も可能とし、縦亀裂形成とストランドの全幅にわたるブレークアウト早期検知を考慮した、金型内の冷間凝固するストランドの完全な監視が、測定された温度分布の評価によって可能である。一般に、温度測定装置の自由な位置決めによって測定結果の偏差が最小に減少され、測定の説得力が著しく向上される。
【０００９】
金型の最終組立てでは、構造的ユニットは、温度測定装置を含めて全体として壁内或いは傍に固定すべきである。それ故に、特に金型の最終組立てにおける温度測定装置用の据付け費用が最小に制限される。
【００１０】
モジュールは、それぞれ一つの温度測定装置を収容するために、以下では温度測定装置収容部と呼ばれる収容部を有する。この場合、温度測定装置は、温度測定装置収容部に、単数或いは複数の測定尖端が収容部の底或いは壁と接触するように、配置されている。
【００１１】
温度測定装置は、光ファイバー温度センサーとして形成されており、光ファイバー温度センサーは、好ましくは光学時間領域反射（ｏｐｔｉｃａｌ  ｔｉｍｅ  ｄｏｍａｉｎ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ  ）ＯＴＤＲ方法或いはフィバーブラッググレーテング（Ｆｉｂｒｅ−Ｂｒａｇｇ−Ｇｒａｔｉｎｇ）ＦＢＧ方法によって温度測定を可能とする。光ファイバー温度センサーは、非常に薄く；これは、信号或いは測定結果が反対に影響されて品質低下されることなしに、多くの温度測定箇所が近くに並んで配置され得る利点を有する。
【００１２】
確実な熱流測定の目的のために、温度測定装置は、モジュールに対で配置されていて、二つの温度測定装置、特に対の熱要素が、モジュール或いは金型に特にそれぞれに異なった深さで突き出す。モジュール内の温度測定装置収容部は、一致して異なった深さに形成されている。
【００１３】
この発明の第１実施例によると、金型の壁が、構造的ユニットを収容するために収容部を有する。この場合、出来るだけ最適な熱伝達が構造的ユニットと金型の材料の間に保証されることに注意すべきである。そのために、収容部の深さは、モジュールの深さ、即ち高さに調和され、特に金型の収容部の底或いは壁とモジュールの表面或いは測定装置の測定尖端との間に出来るだけ良い大きな面接触が形成されて、モジュールと金型壁間に最適な熱伝達を保証する。熱伝達は、熱伝達が鋳造稼働中に金型に生じるような、高い温度に持ちこたえる例えば熱案内ペーストの使用によって改良され得る。
【００１４】
構造的ユニットは、例えば冷却側から金型の壁に入れられるか、或いはこの壁に組立てられる。この場合、構造的ユニットが金型壁の冷却通路における冷媒流れに影響を与えないように、構造的ユニットは、二つの隣接した冷却通路間に組立てられる。
【００１５】
選択的に、構造的ユニット用の収容部は、水平の孔として、金型の壁内の加熱側と冷却通路の底の間に形成されている。
【００１６】
金型の壁の熱流を出来るだけ僅かにしか妨害しないために、収容部は、構造的ユニットの据付け後に板状カバーによって金型の壁の外表面と同一平面上で再び閉鎖される。その場合、カバーを通る熱流が可能である。
【００１７】
モジュール或いは構造的ユニットと金型の冷却側における収容部は、特に金型壁の厚さ方向に、即ち鋳造方向に対して横或いは冷却側から加熱側の方向に段付けされている。この段付けは、好ましくは縦揺れに対して金型内のモジュール或いは構造的ユニットの安定性を保証する。
【００１８】
モジュール内の温度測定装置収容部は、例えば孔（段付けされるか、或いは段付けされずに）として或いは溝としてモジュールの縁に形成され得る。溝としての構成は、特に温度測定装置の測定尖端が、モジュール或いは溝への挿入の際に接近でき、温度測定装置収容部の底或いは床と測定尖端の接触が確保され得る利点を有する。熱要素の使用では、その測定尖端が好ましくは溝の底と半田付けされて、最適接触と熱伝達並びに正確な位置決めを保証する。
【００１９】
温度測定装置は、モジュール内の温度測定装置収容部に固定されている。固定は、適切な収容部における温度測定装置の貼付け或いは挟み付けによって行われる。貼付けるために、好ましくは高い耐熱樹脂、例えば延性測定帯ＤＭＳ樹脂が使用される。選択的に、温度測定装置は、熱要素の場合に、例えばリング状円錐ボルトによって温度測定装置収容部にも挟み付けられ得る。この場合、温度測定装置収容部では、ねじが円錐状流出口を備えている。熱要素は、外ねじを備えて特に銅から成るリング状円錐体によって案内される。この円錐体或いはこの円錐ボルトは、熱要素を、ねじ込みの際に固定し、熱要素をボルト方向によって同時に孔底に押圧する。
【００２０】
好ましくは、モジュールとその熱要素収容部或いは孔は、放電加工によって製造される。モジュールの上記直方体状或いは段付け直方体状の形状は、このために特に適している。製造方法「放電加工」は、所望の孔深さを同時に非常に精密に維持或いは実現しつつ、孔のまくれと孔の円錐が回避されるとの利点を提供する。多数の孔を製造する放電加工の際の構成部材の一回の固定によって、放電加工用の費用が限界に維持され得る。
【００２１】
最適な熱伝達を保証するために、モジュールは、特に金型自体と同じ材料から仕上げられる。
【００２２】
特にモジュール上の熱要素の接続ケーブルを含めてケーブルガイドの見易さを改良するために、モジュール上の熱要素の接続ケーブル用に中央プラグを使用することが推薦される。この種の中央プラグは、純粋な多極プラグ結合部として或いはマルチプレックサーとして形成され得る。選択的に、中央プラグは、バスインターフェース或いはバスモジュール、例えば磁場バスモジュールとして形成され得る。その場合、中央プラグは、熱要素の信号をバスフォーマットに変換する位置にある。同時に、バスインターフェース或いはバスモジュールは、変換を逆方向に、即ちバスフォーマットからアクチュエータ信号用フォーマットに変換する位置にもある。多数の構造的ユニットの使用では、個々の構造的ユニット上の中央プラグを上位の中央プラグと接続することが重要である。この接続構成では、中央プラグ並びに上位の中央プラグがバスインターフェースとして形成され得る。
【００２３】
中央プラグを介して−場合によっては上位の中央プラグの中間接続の下で−熱要素は、適した評価装置或いは制御装置に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
明細書には、全体として６図が添付されている。
【図１ａ】収容部或いは構造的ユニットを備える金型の冷却側の平面図を示す。
【図１ｂ】収容部或いは構造的ユニットを備える金型の冷却側の第１横面図を示す。
【図１ｃ】収容部或いは構造的ユニットを備える金型の冷却側の第２横面図を示す。
【図２】この発明の構造的ユニット用の第１実施例を三つの異なった斜視図を示す。
【図３】この発明の構造的ユニット用の第１実施例を中央プラグを備える態様で示す。
【図４】この発明の構造的ユニット用の第２実施例（段付けされる）を示す。
【図５】円形、矩形と正方形用の金型を示す。
【図６】ビームブランク用の金型を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
この発明は、次に上記図を参照しながら実施例の形態で詳細に説明される。すべての図では、同じ要素が同じ参照符号により示されている。
【００２６】
図１ａは、金型、正確に述べると金型の（側）壁１００の冷却側を平面図に示す。縦に案内された冷却通路２００と、冷却通路間に構造的ユニット５００と５００’用の収容部１２０、１２０’を認識すべきである。収容部１２０とそれにより場合によっては収容部に据付けられた構造的ユニット５００或いは５００’が、それぞれ、二つの隣接した冷却通路の間に配置されている。モジュール５００と５００’は、図１ａでは異なった長さに示されている。これは、異なった数の熱要素を備えた構造的ユニットが金型の同じ壁１００に設けられ得ることを示す。
【００２７】
図１ｂは、図１ａの鋳造方向における金型の壁１００を通る断面を示す。構造的ユニット用の収容部１２０と冷却通路２００を認識すべきである。収容部１２０の底は、金型壁の加熱側Ｈに非常に近くに到達する。この形式で、熱要素が実際も金型の加熱側Ｈの近くの温度分布を出来るだけ現実的形式で把握することが保証される。
【００２８】
図１ｃは、鋳造方向に対して横に図１ａの金型の壁１００を通る横断面を示す。この図は、明白に金型壁１００の深さに収容部１２０用の異なった横断面を示す：精密に直方体状に、第１実施例により段付けされずに、或いは第２実施例により段付けされる。段付きＳの場合、収容部１２０’或いは構造的ユニット５００’の幅は、より大きい深さの領域で先細りに成る。この段付けに基づいて、構造的ユニットの、より大きい剛性が、収容部への据付け時に達成される。
【００２９】
図２は、構造的ユニット５００用の第１実施例を具体的に示す。モジュール４００内の熱要素３００用の温度測定装置収容部４２０が例えば溝の形態でモジュールの側壁に形成されていることを認識すべきである。側面縁における溝の構成は、熱要素が溝に挿入した後に接近できる利点を提供し；特にこの実施態様では、熱要素３００の測定尖端３１０が、溝の底で半田付けされ得る。図２では、さらに、熱要素が対状に対向位置して配置されていることを認識すべきである。このような対に関係する熱要素は、それぞれ、異なった深さでモジュール内に突出する；それぞれ熱要素の測定尖端３１０とモジュールの加熱側の限界Ｈ’の間の間隔ＡとＢを参照されたい。これら間隔ＡとＢは、金型壁内の熱流密度の確実な算出のために必要である。
【００３０】
図３は、モジュール４００上の中央プラグ６００を補充された図２によるモジュール或いは構造的ユニットの第１実施例を示す。中央プラグ６００には、モジュール上の熱要素３００のすべての接続ケーブル３３０が接続でき且つ結束できる。中央プラグは、特に個々の、しかしながら場合によっては多心の出力ケーブル７００のみを介したすべての熱要素の信号の転送を可能とする。この目的のために、中央プラグは、例えば多極プラグの形態に形成され得る。選択的に、プラグは、マルチプレクサーとして形成され得る。他の選択では、中央プラグがバスインターフェースとして形成され、ケーブル７００がバス電線として形成され得る。その場合、バスモジュールとも呼ばれるバスインターフェースは、熱要素の信号をそれぞれ使用されたバスのフォーマット或いはプロトコールに置換するように、形成される。
【００３１】
図４は、ここでは段付けされた実施態様の、この発明のモジュール用の第２実施例を示す。段付けは、図４においてそれぞれ縦線の形態で部分的に引かれ、部分的に点線でそれぞれに参照符号Ｓにより示されている。特に段付けは、図１ａで具体的に認識すべきである。
【００３２】
図５は、円形、矩形と正方形用の金型の測定配列を示す。
【００３３】
図６は、ビームブランク用の金型の測定配列を示す。
【符号の説明】
【００３４】
１００．．．．．金型の壁
１２０．．．．．構造的ユニット５００用の収容部
１２０’．．．．構造的ユニット５００’用の収容部
２００．．．．．冷却通路
３００．．．．．熱要素
３３０．．．．．接続ケーブル熱要素
４００．．．．．モジュール
４２０．．．．．熱要素用の収容部
５００．．．．．第１実施例による構造的ユニット
５００’．．．．第２実施例による構造的ユニット
６００．．．．．中央プラグ
７００．．．．．出力ケーブル
Ａ，Ｂ．．．．．間隔
Ｓ    ．．．．．段付け
【図１ａ）】
0005579174.tif 000002
【図１ｂ）】
0005579174.tif 000003
【図１ｃ）】
0005579174.tif 000004
【図２】
0005579174.tif 000005
【図３】
0005579174.tif 000006
【図４】
0005579174.tif 000007
【図５】
0005579174.tif 000008
【図６】
0005579174.tif 000009