(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶鋼を冷却しながら凝固させて鋳片を製造する連続鋳造用鋳型に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造用鋳型は、銅板を用いて形成された型である。連続鋳造用鋳型は、鋳造する鋳片の厚みおよび幅に応じた空間が銅板により形成されており、その空間は上下方向に貫通している。また、鋳型に注湯された溶鋼を冷却して凝固させるため、銅板の外側面（冷却面）側は冷却されている。このような連続鋳造用鋳型の上方から型内に注湯された溶鋼は、冷却され、銅板の内側面（溶鋼面）に接する部分から凝固しつつ下方へ引き抜かれていく。
【０００３】
鋳型の冷却は、銅板の外側面を水冷して行われる。例えば、図１９に示すように、鋳型を構成する銅板２の外側面（冷却面）２ｂには多数の導水溝２ｃが形成されている。一方、銅板２の外側面２ｂは、銅板２内に発生する熱応力による銅板２の変形を抑制し、鋳型内寸法形状を保つための強度部材であるバックプレート４と呼ばれる銅製の蓋に、複数箇所でボルト８により固定される。これにより、導水溝２ｃの開口部分がバックプレート４で覆われて、冷却水が流れる流水路が形成される。
【０００４】
また、銅板２には、導水溝２ｃを回避して、バックプレート４側から、バックプレート４を貫通して銅板２まで形成された孔２ｄが形成される。孔２ｄには、鋳型温度を検出する温度検出部６が挿入される。温度検出部６として、従来、シース熱電対等が用いられている。温度検出部６の検出結果は、鋳型内状況を監視するために設けられ、例えば、溶鋼の外面の凝固部であるシェルが破れ溶鋼が漏れ出すブレークアウト等のトラブルの検出に用いられる。また、銅板２に発生する温度分布は鋳型内の溶鋼流れ等を反映していると言われており、それによるスラブの品質の良否判断の監視にも温度検出部６の検出結果が用いられている。
【０００５】
温度検出部６は、図１９に示すように、バックプレート４側から孔２ｄに挿入され、バックプレート４に固定部６ａを固定させて設置される。固定部６ａは、例えばねじ部材であって、バックプレート４の孔２ｄの開口付近に形成されたねじ溝に螺合させることで、温度検出部６をバックプレート４に固定させることができる。このとき、温度検出部６は、銅板２の厚さ方向において、温度検出点である熱電対先端が、導水溝２ｃの先端（溝の底部）よりも溶鋼面２ａ側に位置するように配置される。導水溝２ｃの先端と溶鋼面２ａとの間では、冷却水温度と溶鋼面２ａの温度とをほぼ直線近似した温度勾配が形成されるため、導水溝２ｃの先端と溶鋼面２ａとの間に温度検出部６の温度検出点を配置することで、溶鋼面２ａの温度を推定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２６００４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図１９に示すように温度検出部６を配置した場合、銅板２において、温度検出部６が挿入される孔２ｄと導水溝２ｃとは隣接して形成される。このため、銅板２の冷却面２ｂとこれと対向するバックプレート４の一側面４ａとの隙間を介して、導水溝２ｃを流れる冷却水が孔２ｄに侵入し、温度検出部６による温度検出を阻害する可能性がある。また、既存の鋳型に対して温度検出点を大幅に増やそうとすると、孔２ｄの数が増加するため、孔２ｄへ水が侵入する確率が増大し、バックプレート４の強度低下等による不具合（この水侵入や、銅板の熱歪変形増大）等の懸念もある。さらに、隣接する導水溝２の間隔は、導水溝２ｃ間に温度検出部６が設置される部分の方が、温度検出部６が設置されない部分よりも広くされる場合がある。したがって、既存の鋳型に対して導水溝２ｃ間に新たに孔２ｄを形成して温度検出部６を設置すると、導水溝２ｃの間隔の平均値が大きくなり、冷却能率が低下する可能性がある。また、温度検出部６は、鋳型のメンテナンス時には、新しいものに交換される消耗品でもあり、容易にその数を増やすことができない場合もある。
【０００８】
また、温度検出部６として用いられる熱電対としては、耐久性や電磁気ノイズ抑制の観点から、外径３．２ｍｍの非接地型シース熱電対が使われている。この熱電対は、外径の約１０％（すなわち、約０．３ｍｍ）以上を占める金属（例えば、ステンレス製の）シースの厚みや、外径の約１５％以上の直径を有する素線（Ｎｉ、Ｃｒの合金）、その間を占める電気的絶縁材などの熱容量、シース外面と銅板孔内面との接触熱抵抗のバラツキ等による応答性のバラツキなどによって、孔底部の温度を精度よく反映しない虞がある。
【０００９】
一方で、近年、鋳型温度の多数点測定へのニーズに伴い、温度検出部６の温度検出点を増加させる傾向にある。このため、複数の熱電対を用いた温度測定や、熱電対よりも容易に設置可能であり、高精度かつ安定して多数点測定を実現するファイバー・ブラッグ・グレーティング（Fiber Bragg Grating、以下、「ＦＢＧ」とする。）センサを用いた温度測定が採用されている。ＦＢＧセンサは、光ファイバーセンサの１つであって、光ファイバーのコア部に屈折率の異なる層を複数重ねて格子を形成し、格子間隔と屈折率とにより特定される波長の光のみを反射あるいは透過させる構造を有する。ＦＢＧの温度による屈折率の変化と歪（すなわち、膨張収縮）により、ＦＢＧの格子周期が変化し、反射する波長が変化する。したがって、ＦＢＧセンサに白色光（広い波長範囲に滑らかに広がったスペクトルを持つ光）を入力し、その反射光の波長を分光器により検出することで、ＦＢＧの位置における温度を求めることができる。
【００１０】
このようなＦＢＧセンサでは、検出波長範囲および温度範囲等によって温度検出点を決定することが可能なため、光ファイバー１本に対して、例えば数十点の温度検出点を任意の位置に配置することができる。この際、温度検出点の間隔を１０ｍｍ程度とすることが可能であり、空間分解能において優れている。また、光ファイバー中を伝送する光を信号伝送に利用しているので、電磁ブレーキ等の電気的ノイズの影響を受けないという利点もある。
【００１１】
しかし、ＦＢＧセンサは、例えば上記特許文献１のように、銅板内に固定して設置されるのが一般的であり、ＦＢＧセンサを銅板に対して容易に着脱することが困難である。ＦＢＧセンサを銅板に固定して設置すると、銅板の交換毎にＦＢＧセンサも廃却することになり、繰り返し使用することはできなかった。
【００１２】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、銅板の温度を高精度に検出でき、かつ、銅板に対して容易に着脱可能な温度検出部を備える、新規かつ改良された連続鋳造用鋳型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、連続鋳造用鋳型の鋳型本体と、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、温度検出部は、径方向に変形可能な保護管に挿入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、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、支持部材に溝の開口部分に張設された張設部材と、挿入孔の内面とにより、ＦＢＧセンサが挿入された保護管を挟み込む、連続鋳造用鋳型が提供される。
【００１４】
また、連続鋳造用鋳型の鋳型本体と、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、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、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、支持部材に２つの溝それぞれの開口部分に張設された張設部材と、挿入孔の内面とにより、ＦＢＧセンサが挿入された保護管それぞれを挟み込む、連続鋳造用鋳型が提供される。
【００１５】
挿入孔において、ＦＢＧセンサの一方は鋳型本体の溶鋼面側に配置され、ＦＢＧセンサの他方は鋳型本体の冷却面側に配置されるようにしてもよい。
【００１６】
温度検出部は、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てもよい。
【００１７】
ＦＢＧセンサは、挿入孔において、鋳型本体の厚さ方向の直径上に配置してもよい。
【００１８】
また、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、保護管の内径がＦＢＧセンサの外径より大きくなるように構成される。
【００１９】
支持部材は、長手方向に、張設部材が設けられる小径部と、小径部よりも大径の大径部とを備え、ＦＢＧセンサの温度検出点が小径部に位置するように設けてもよい。
【００２０】
ＦＢＧセンサは、温度検出点において、張設部材の外側と挿入孔の内面との間に設けられ、温度検出点を含まない小径部において、溝の内面と対向する張設部材の内側に設けられるようにしてもよい。
【００２１】
張設部材は、例えば、糸状やフィルム状の耐熱繊維を用いてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明によれば、銅板の温度を高精度に検出でき、かつ、銅板に対して容易に着脱可能な温度検出部を備える連続鋳造用鋳型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】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を示す概略斜視図である。
【図２】同実施形態に係る連続鋳造用鋳型の短辺側の銅板を示す概略斜視図である。
【図３】同実施形態に係る連続鋳造用鋳型の中仕切板を示す概略斜視図である。
【図４】連続鋳造用鋳型の銅板の挿入孔内に設置された同実施形態に係る温度検出部の、温度検出点の状態を示す概略断面図である。
【図５】同実施形態に係る支持部材の概略を示す概略側面図である。
【図６】図５に示す支持部材の領域Ｉの部分拡大図であって、上図は図４の紙面上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。
【図７】ＦＢＧセンサの原理を説明する概略説明図である。
【図８】保護管の径を変化させたときのＦＢＧセンサの応答性を示すグラフである。
【図９】図６のＤ−Ｄ切断線における断面図である。
【図１０】図６のＥ−Ｅ切断線における断面図である。
【図１１】図６のＥｓ−Ｅｓ切断線における断面図であって、左図は挿入孔への挿入前の状態を示し、右図は挿入孔への挿入後の状態を示す。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る連続鋳造用鋳型の銅板の挿入孔内に設置された同実施形態に係る温度検出部の、温度検出点の状態を示す概略断面図である。
【図１３】支持部材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１３のＤ−Ｄ切断線における断面図である。
【図１５】図１３のＥ−Ｅ切断線における断面図である。
【図１６】図１３のＥｓ−Ｅｓ切断線における断面図であって、左図は挿入孔への挿入前の状態を示し、右図は挿入孔への挿入後の状態を示す。
【図１７】実施例における実験設備の概略を示す概略斜視図である。
【図１８】加熱ブロック投入後の温度検出部、２本の熱電対およびケース内部の熱電対の出力結果を示すグラフである。
【図１９】従来の、熱電対を用いた銅板の温度測定方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
＜１．第１の実施形態＞
［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。
【００２６】
連続鋳造用鋳型１０（以下、単に「鋳型」ともいう。）は、図１に示すように、銅板を用いて形成された型であり、長辺の銅板１２Ａ、１２Ｂと、短辺の銅板１４Ａ、１４Ｂとを組み合わせて形成される。銅板１２Ａ、１２Ｂ、１４Ａ、１４Ｂのサイズは、製造する鋳片の厚み・幅によって決まる。例えば、鋼板向けスラブを製造する場合には、長辺の銅板１２Ａ、１２Ｂのサイズは、幅（Ｙ方向の長さ）が数ｍ程度、高さ（Ｚ方向の長さ）が１ｍ弱、厚み（Ｘ方向の長さ）が３０〜４０ｍｍ程度である。また、短辺の銅板１４Ａ、１４Ｂのサイズは、幅（Ｘ方向の長さ）が２５０ｍｍ程度、高さ（Ｚ方向の長さ）が１ｍ程度、厚み（Ｙ方向の長さ）が３０〜４０ｍｍ程度である。
【００２７】
短辺の銅板１４Ａ、１４Ｂの側面（Ｘ方向の面）１４ｃ、１４ｄは、図１に示すように、長辺の銅板１２Ａ、１２Ｂの溶鋼面にそれぞれ接するように設けられる。短辺の銅板１４Ａ、１４Ｂを長辺の銅板１２Ａ、１２Ｂの溶鋼面に沿ってＹ方向に移動させることで、鋳型幅を変更することができる。以下では、短辺の銅板１４Ａ、１４Ｂについて、上下方向（Ｚ方向）の面のうち、上方の面を上面１４ａ、下方の面を下面１４ｂとする。また、幅方向（Ｘ方向）の面を側面１４ｃ、１４ｄとし、厚さ方向（Ｙ方向）の面のうち、溶鋼と接する面を溶鋼面１４ｅとし、他方の面を冷却面１４ｆとする。なお、図２では銅板１４Ａについて示しているが、銅板１４Ｂも同様である。ただし、銅板１４Ｂの場合は、Ｙ軸正方向側の面が溶鋼面１４ｅとなり、Ｙ軸負方向側の面が冷却面１４ｆとなる。
【００２８】
本実施形態に係る連続鋳造用鋳型１０は、図１に示すように、鋳型１０の内部に、中仕切板１６として銅板が設けられている場合がある。中仕切板１６を設けることで、溶鋼が注湯される鋳型１０の内部空間が２つに区分され、２つの鋳片を並行して製造することが可能となる。以下では、中仕切板１６について、図３に示すように、上下方向（Ｚ方向）の面のうち、上方の面を上面１６ａ、下方の面を下面１６ｂとし、幅方向（Ｘ方向）の面を側面１６ｃ、１６ｄとする。また、中仕切板１６は、長辺および短辺の銅板１２Ａ、１２Ｂ、１４Ａ、１４Ｂとは異なり、厚さ方向（Ｙ方向）の面がともに溶鋼と接する溶鋼面１６ｅ、１６ｆとなる。
【００２９】
鋳型１０を構成する長辺の銅板１２Ａ、１２Ｂ、１４Ａ、１４Ｂ、中仕切板１６の溶鋼と接する溶鋼面には、Ｎｉ等を主成分とするメッキが施されている。鋳型１０は、上下方向に貫通しており、鋳型１０の上方に設置された注湯ノズル２０Ａ、２０Ｂから溶鋼が注湯され、下方から引き抜かれる。この際、鋳型に注湯された溶鋼を冷却して凝固させるため、銅板の外側面（冷却面）側は冷却されている。したがって、鋳型１０の上方から型内に注湯された溶鋼は、冷却され、溶鋼面に接する部分から凝固しつつ下方へ引き抜かれていく。
【００３０】
このような鋳込みを繰り返す毎に、銅板１２Ａ、１２Ｂ、１４Ａ、１４Ｂ、中仕切板１６の溶鋼面は、削られ、表面に施したメッキが目減りする等の劣化が生じる。このため、銅板１２Ａ、１２Ｂ、１４Ａ、１４Ｂ、中仕切板１６は、一定の利用期間後、バックプレートごと連続鋳造機から取り外され、溶鋼面を数ｍｍ程度削って平面に整えられた後、メッキが施される。その後、再びバックプレートに組み付けられ、再利用される。
【００３１】
ここで、本実施形態に係る連続鋳造用鋳型１０には、鋳型温度を検出する温度検出部１００が設けられている。温度検出部１００の検出結果に基づき、連続鋳造中のトラブルや鋳型内の溶鋼流れ等、変化鋳型内状況を監視することが可能となる。本実施形態では、温度検出部１００としてＦＢＧセンサを用いる。温度検出部１００の詳細な構成は後述するが、温度検出部１００は、ＦＢＧセンサを棒状の支持部材に固定して形成され、鋳型１０の銅板に形成された孔に挿入して設置される。
【００３２】
温度検出部１００が挿入される挿入孔は、温度検出部１００を銅板から容易に着脱できる位置に形成されるのがよい。例えば、銅板１２Ａ、１２Ｂ、１４Ａ、１４Ｂの上面や下面、銅板１２Ａ、１２Ｂの側面に挿入孔を形成することができる。図１では、銅板１２Ｂの側面に挿入孔１２ｈが、銅板１４Ａ、１４Ｂの上面に挿入孔１４ｈ、１４ｈがそれぞれ形成されている。また、本実施形態に係る温度検出部１００は、中仕切板１６の上面からも挿入して設置することが可能である。これらの銅板に形成される挿入孔は、内径が約３〜４ｍｍの細孔であり、例えば１５０ｍｍ以上の深さで形成される。したがって、既設の鋳型に対しても小改造により本実施形態に係る温度検出部１００を備える鋳型１０を構成することができる。
【００３３】
以下、図４〜図１１に基づいて、連続鋳造用鋳型１０に形成された挿入孔に挿入して使用される温度検出部１００の構成について詳細に説明していく。
【００３４】
［１−２．温度検出部］
（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。
【００３５】
本実施形態に係る温度検出部１００は、図４に示すように、支持部材１１０と、張設部材１２０と、センサ部１３０とから構成される。センサ部１３０は、銅板１４Ａの温度を検出するＦＢＧセンサ１３１が、中空の保護管１３５に挿入されて構成されている。保護管１３５は、ＦＢＧセンサ１３１の損傷を防止するために設けられる。センサ部１３０は、支持部材１１０に固定されて、銅板１４Ａの挿入孔１４ｈに挿入される。
【００３６】
センサ部１３０を支持する支持部材１１０には、長手方向に沿って溝１１１が形成されている。ＦＢＧセンサ１３１の温度検出点においては、支持部材１１０の外周面に、耐熱性を有する張設部材１２０が設けられている。張設部材１２０は、例えば糸状あるいはフィルム状の部材であって、溝１１１の開口部分にピンと張られた状態で設けられている。以下では、張設部材１２０のうち、溝１１１の開口部分に張られている部分を張設部分１２２という。
【００３７】
ＦＢＧセンサ１３１の温度検出点において、センサ部１３０は、張設部分の外側に設けられる。そして、挿入孔１４ｈに挿入されたとき、挿入孔１４ｈの内面によってセンサ部１３０は張設部分に押し付けられるが、張設部分はこの押し付け力によってほとんど撓わず、張られた状態を維持する。このため、センサ部１３０の保護管１３５が、挿入孔１４ｈの内面と張設部分の外側とによって保護管１３５の中心に向かって押されて、径方向に変形する。これにより、センサ部１３０の温度検出点は、挿入孔１４ｈ内での移動が抑制され、挿入孔１４ｈ内の所定の位置に固定される。
【００３８】
また、本実施形態に係る温度検出部１００は、センサ部１３０が、支持部材１１０の溝１１１に張設された張設部分を介して支持部材１１０に支持されている。すなわち、センサ部１３０は、支持部材１１０に接触しておらず、支持部材１１０から離隔された状態で設けられる。このため、センサ部１３０のＦＢＧセンサ１３１が、支持部材１１０の熱の影響を受けにくくなり、挿入孔１４ｈにおけるＭ１点の温度を高精度に検出することが可能となっている。Ｍ１点は、挿入孔１４ｈ内面のうち、熱流方向の最上流位置、すなわち、最高温位置である。
【００３９】
換言すると、本実施形態に係る連続鋳造用鋳型１０の温度検出部１００は、以下のような特徴を有する。
（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。
【００４０】
（ａ）の特徴により、保護管１３５によってＦＢＧセンサ１３１の損傷を防止できる。また、保護管１３５の内径を０．５ｍｍ以下とすることで、ＦＢＧセンサ１３１の所定の熱応答性を維持することが可能となる。
【００４１】
また、（ｂ）の特徴により、ＦＢＧセンサ１３１は、支持部材１１０の熱の影響を受けにくくなり、高精度に銅板の所定位置の温度（例えば、図４に示すＭ１点）測温することが可能となる。また、センサ部１３０を支持部材１１０とともに連続鋳造用鋳型１０の銅板の挿入孔に対して抜き差しするため、センサ部１３０の抜き差しが容易となり、センサ部１３０を繰り返し利用することが可能となる。
【００４２】
さらに、（ｃ）の特徴により、センサ部１３０の温度検出点が挿入孔で移動するのを抑制でき、所定位置（例えば、図４に示すＭ１点）での測温が可能となる。
【００４３】
このような連続鋳造用鋳型１０の温度検出部１００により、銅板の所定位置（例えば、図４に示すＭ１点）の温度を高精度に検出でき、かつ、銅板に対して容易に着脱することが可能となっている。以下、温度検出部１００を構成する各部の詳細な構成について、さらに説明していく。
【００４４】
（２）詳細構成
（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。
【００４５】
支持部材１１０は、センサ部１３０を支持する部材である。支持部材１１０としては、例えば、円柱形状の金属棒（例えば、銅棒）を用いることができる。支持部材１１０には、この長手方向とセンサ部１３０の長手方向とが対応するようにセンサ部１３０が設けられる。このとき、図５に示すように、支持部材１１０の長手方向に、センサ部１３０の温度検出点Ｐを１または複数設けることができる。
【００４６】
本実施形態に係る支持部材１１０は、図６に示すように、大径部１１２と、小径部１１４とからなる。大径部１１２は、挿入孔１４ｈに挿入されたときの支持部材１１０のガタツキを防止する。このため、大径部１１２は、銅板１４Ａの挿入孔１４ｈの内径よりもわずかに小さい外径を有するように形成される。例えば、挿入孔１４ｈと大径部１１２とのクリアランスは、０．１ｍｍ程度としてもよい。あるいは、ＪＩＳ規格等に示されているすきまばめ用の穴と軸の公差関係などを用いてもよい。
【００４７】
一方、小径部１１４は、大径部１１２よりも小さい外径を有する。小径部１１４は、張設部材１２０が設けられる部分であり、例えば図４に示したように、その周囲に張設部材１２０が巻回される。小径部１１４は、温度検出部１００が銅板１４Ａの挿入孔１４ｈに設置された際、張設部材１２０が挿入孔１４ｈの内面に接触しないように、その厚みを逃すために形成される。小径部１１４の直径は、張設部材１２０の厚みや保護管１３５の外径等、各部のサイズに応じて設定されるが、例えば、大径部１１２の直径よりも０．２ｍｍ程度小さく設定される。なお、センサ部１３０は、この小径部１１４に温度検出点Ｐが位置するように支持部材１１０に固定される。
【００４８】
支持部材１１０には、このような大径部１１２と小径部１１４とが交互に形成されている。なお、支持部材１１０のすべての箇所において、図６に示すように大径部１１２と小径部１１４とを交互に設けなくともよい。また、本実施形態に係る支持部材１１０では、長手方向における大径部１１２の長さは小径部１１４の長さよりも半分程度としているが、本発明はかかる例に限定されず、その長さは適宜設定可能であり、大径部１１２、小径部１１４それぞれの長さも異なってもよい。
【００４９】
また、図６下図に示すように、支持部材１１０には、長手方向に沿って１本の溝１１１が形成されている。支持部材１１０は、金属部材からなるが、鋳型１０の挿入孔１４ｈとクリアランスを有するため、挿入孔１４ｈの内面と同一温度になるとは限らない。また、支持部材１１０にセンサ部１３０が接触していると、ＦＢＧセンサ１３１も支持部材１１０の温度影響を受けてしまい測定精度が低下する。そこで、支持部材１１０に溝１１１を形成し、後述する張設部材１２０を用いて、溝１１１に沿ってセンサ部１３０を支持部材１１０に固定することで、センサ部１３０と支持部材１１０とを離隔させることができる。これにより、センサ部１３０が支持部材１１０から受ける温度影響を小さくすることができる。なお、センサ部１３０の支持部材１１０への固定方法については後述する。
【００５０】
本実施形態では、支持部材１１０の溝１１１は、図４に示すように、略四角形の断面形状の空間を有する。なお、本発明はかかる例に限定されず、溝１１１の空間の断面形状は、例えば、三角形状や半円状であってもよい。
【００５１】
（張設部材）
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。
【００５２】
張設部材１２０は、センサ部１３０の温度検出点Ｐにおいては、センサ部１３０を張設部分１２２の外側の面で挿入孔１４ｈの内面に押圧し、固定する。一方、センサ部１３０の温度検出点Ｐ以外の部分においては、支持部材１１０の小径部１１４に位置する部分にて、センサ部１３０を張設部材１２０の内側の面で溝１１１の空間内に位置させる。センサ部１３０を張設部材１２０に対して外側に位置させる部分と内側に位置させる部分とを、長手方向に繰り返し設けると、センサ部１３０が支持部材１１０に設けられた張設部材１２０に互い違いに組み合わされる。このように、センサ部１３０は張設部材１２０を介して支持部材１１０に固定される。支持部材１１０、張設部材１２０およびセンサ部１３０の位置関係の詳細については後述する。
【００５３】
（センサ部）
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。
【００５４】
ＦＢＧセンサ１３１は、光ファイバーセンサの１つであって、温度や歪みの変化を、光波長の変化として検出する。ＦＢＧセンサ１３１は、図７に示すように、光が伝播するコア部１３２と、コア部１３２の外周を覆い、迷光を反射してコア部１３２に戻すクラッド部１３３と、クラッド部１３３の外周を覆い、外部環境からコア部１３２およびクラッド部１３３を保護する被覆部１３４とからなる。コア部１３２には、屈折率の異なる層を複数重ねて形成されたＦＢＧ１３２ａが設けられている。なお、被覆部１３４は、本発明においては無くてもよい。
【００５５】
ＦＢＧ１３２ａは、格子間隔と屈折率とにより特定される波長の光のみを反射あるいは透過させる構造を有する。温度変化によりＦＢＧ１３２ａが膨張収縮すると、格子周期が変化し、ＦＢＧ１３２ａにより反射される光の波長が変化する。したがって、ＦＢＧセンサ１３１に白色光を入射して、その反射光の波長λを分光器により検出することで、ＦＢＧ１３２ａの位置における温度を求めることができる。すなわち、ＦＢＧ１３２ａが設けられている位置が温度検出点Ｐとなる。一般に、１つの光ファイバーに対して複数のＦＢＧ１３２ａを設けることができ、その間隔は１０ｍｍ程度とすることができる。
【００５６】
ＦＢＧセンサ１３１は、極細であり、ＦＢＧセンサ１３１単体で銅板１４Ａの挿入孔１４ｈに挿入すると折れてしまう可能性がある。そこで、本実施形態では、ＦＢＧセンサ１３１を保護管１３５により保護することで、ＦＢＧセンサ１３１の損傷を防止する。
【００５７】
保護管１３５は、径方向に変形可能な筒状部材であって、筒内に挿入されたＦＢＧセンサ１３１を保護する。保護管１３５は、挿入孔１４ｈ内において、挿入孔１４ｈの内面と接する。したがって、支持部材１１０とともにセンサ部１３０を挿入孔１４ｈに挿入する際、容易に挿入できるように、保護管１３５は、銅板１４Ａとは異種材で、滑りのよい材質から形成するのがよい。例えば、保護管１３５は、ポリイミド等の樹脂から形成してもよい。
【００５８】
ここで、本実施形態に係るセンサ部１３０は、ＦＢＧセンサ１３１を保護管１３５に挿入して構成されるが、ＦＢＧセンサ１３１の外径と保護管１３５の内径との関係により、ＦＢＧセンサ１３１の測定精度や応答性が異なる。そこで、ＦＢＧセンサ１３１の外径とこれが挿入される孔の内径との関係を調べた結果、ＦＢＧセンサ１３１が挿入される孔の内径が大きくなるほどＦＢＧセンサ１３１の出力応答性が低下することが判明した。図８に、銅ブロックに形成された細孔にＦＢＧセンサ１３１が挿入されたモデルを仮定し、細孔の温度変化に対するＦＢＧセンサ１３１の出力応答性についてシミュレーションした結果を示す。本実施形態における保護管１３５の内径と応答性との関係を考える場合に、このシミュレーションにおける細孔内面が、本実施形態の保護管内面に相当するとみなすことができる。
【００５９】
シミュレーションでは、銅ブロックの細孔内面の温度が１５０℃から１５５℃までステップ状に上昇させた際の、細孔の中心に配置されたＦＢＧセンサの温度上昇を算出した。ＦＢＧセンサ１３１は、外径０．１２５ｍｍの石英として仮定した。細孔とＦＢＧセンサ１３１との間は空気で満たされており、細孔内面は一様温度とした。このような条件において、細孔の内径を０．２ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、３．０ｍｍと変化させたとき、ＦＢＧセンサ１３１により検出されると推定される温度の時間変化は図８のようになった。
【００６０】
図８より、細孔の内径が小さいほど、より短時間で細孔内面の温度を検出できることがわかる。連続鋳造時において、時々刻々と変化する鋳型内部の状況を正しく把握するためには、所定時間内での所定の応答性が必要である。例えば、５秒以内に９５％以上の応答を確保するためには、図８より、細孔の内径は０．５ｍｍ以下である必要がある。
【００６１】
このことは、応答性のバラツキの観点でも細孔が必要であることを示唆している。細孔にＦＢＧセンサ１３１を固定すると、細孔全長の伸びの影響を受けるため、必ずしも正確な温度測定をすることができない。このため、ＦＢＧセンサ１３１は、細孔に対してルーズである必要がある。
【００６２】
一方で、ＦＢＧセンサ１３１は、細孔に対してルーズに設けると、細孔の径方向に移動することができるため、細孔の径方向における位置は１箇所に定まらない。例えばＦＢＧセンサ１３１は、細孔の中心にある場合もあれば細孔内面に接する場合もある。このとき、ＦＢＧセンサ１３１は、細孔の中心から内面に近づくほど応答性が高くなり、細孔の内径に依存せず、ＦＢＧセンサ１３１が孔内面に接すると１秒より十分に早い応答性を示す場合がある。すなわち、細孔の内径が大きくなるほど、ＦＢＧセンサ１３１が孔中心にある場合と孔内面に接する場合とで応答の差が大きくなり、ＦＢＧセンサ１３１の応答時間のバラツキも大きくなる。
【００６３】
例えば、ＦＢＧセンサ１３１の径方向における位置変動による応答時間のバラツキは、細孔の内径が０．５ｍｍの場合に０〜０．９２秒であるのに対し、細孔の内径が３．０ｍｍの場合には０〜３．１８秒となる。このように、応答時間のバラツキが大きくなると、ＦＢＧセンサ１３１の測定温度の信頼性が損なわれる。
【００６４】
さらに、本実施形態と異なり、ＦＢＧセンサ１３１と保護管１３５との間に加え、保護管１３５と銅板孔１４ｈとの間にもクリアランスがあり接触・非接触が自由な場合には、ＦＢＧセンサ１３１の応答性は、図８の応答が重なったものとなり、図８に示した結果以上に、大きな応答遅れが生じることになる。また、挿入孔１４ｈに対し、保護管１３５およびＦＢＧセンサ１３１の径方向における位置が変動することを考慮すると、応答性のバラツキはいっそう大きくなり、測定の信頼性はさらに乏しいものとなる。
【００６５】
以上を考慮して、センサ部１３０は、内径が０．５ｍｍ以下の保護管１３５に、ＦＢＧセンサ１３１をルーズに挿入して構成される。これにより、ＦＢＧセンサ１３１は、保護管１３５の伸び歪の影響を受けることなく、所定時間内での所定の応答性を維持することができる。
【００６６】
保護管１３５とＦＢＧセンサ１３１との固定は、これらが少なくとも１箇所で固定されていればよく、固定箇所以外では、図４に示すように、保護管１３５とＦＢＧセンサ１３１とは離れている。保護管１３５とＦＢＧセンサ１３１との固定箇所は、ＦＢＧセンサ１３１のすべての温度検出点Ｐよりも挿入孔１４ｈの開口側に設けるのがよい。これにより、ＦＢＧセンサ１３１のすべての温度検出点Ｐが保護管１３５の伸び歪の影響を受けないようにすることができる。例えば、挿入孔１４ｈに挿入したときに挿入孔１４ｈの開口側に位置する端部で、保護管１３５とＦＢＧセンサ１３１とを固定して、他の部分では保護管１３５とＦＢＧセンサ１３１とを固定しないようにしてもよい。
【００６７】
（３）挿入孔と温度検出部との位置関係
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。
【００６８】
（大径部における構成）
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。
【００６９】
（小径部における構成）
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。
【００７０】
・温度検出点以外
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。
【００７１】
また、このように、センサ部１３０は、長手方向において溝１１１に沿っており、かつ、後述するように、挿入孔１４ｈへ挿入後に溝１１１の幅中心に求心される。これにより、深い（例えば４００ｍｍの）挿入孔１４ｈに温度検出部１００を挿入する場合においても、センサ部１３０の取り付け方向（挿入孔の周方向）を精度よく決めることができる。
【００７２】
・温度検出点
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。
【００７３】
温度検出点Ｐにおいて、保護管１３５は、略正円の形状を維持している。この状態において、径方向における温度検出部１００の最大長さは、保護管１３５の外周から支持部材１１０の大径部１１２の外周までの長さであるが、挿入孔１４ｈの内径よりも僅かに大きくなるように設定されている。
【００７４】
センサ部１３０が固定された支持部材１１０が銅板１４Ａの挿入孔１４ｈに挿入されると、図１１右側に示すように、保護管１３５は、張設部分１２２によって挿入孔１４ｈの内面に押圧されて径方向に変形し、楕円形状となる。このように、温度検出点Ｐを挿入孔１４ｈの内面に押し付けて接触させることで、挿入孔１４ｈの内面および張設部分の外側と、保護管１３５の外周面との接触面積が増大し、温度検出点が挿入孔１４ｈ内で移動するのを抑制できる。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１３５が位置する可能性が高まり、保護管１３５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１３０は、溝１１１によって支持部材１１０から離隔されているので、支持部材１１０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１３１が保護管１３５にルーズに設けられていることで、ＦＢＧセンサ１３１が保護管１３５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。
【００７５】
支持部材１１０の溝１１１の開口部から対向する外周までの長さ（以下、「センサ部幅」とする。）ｄｓは、大径部１１２におけるセンサ部１３０幅、張設部材１２０の厚み、保護管１３５の外径、および挿入孔１４ｈの内径に応じて決定される。例えば、温度検出部１００は、直径４ｍｍの支持部材１１０に直径０．０５ｍｍの糸状の張設部材１２０を巻回し、内径０．５ｍｍ、厚さ０．０４ｍｍの保護管１３５に直径０．１２５ｍｍのＦＢＧセンサ１３１を通して形成されたセンサ部１３０を固定させて構成してもよい。このとき、温度検出部１００を挿入する銅板１４Ａの挿入孔１４ｈの内径は、支持部材１１０の外径に０．１ｍｍ程度のクリアランスを持たせた大きさとすることができる。
【００７６】
また、保護管１３５が接する銅板１４Ａの厚み方向（図４中のＹ方向）における位置は、支持部材１１０の周方向における設置精度で決まる。例えば、銅板の厚み方向温度勾配が２０℃／ｍｍの場合、測定誤差を５℃以内とするためには、銅板１４Ａの厚み方向における位置ずれの許容範囲は０．２５ｍｍ以内とする必要がある。これを周方向のずれに換算すると、０．７３ｍｍ〜０．８３ｍｍ程度に抑えるようにする必要がある。そこで、銅板１４Ａの最上面等でピン等を用いて約０．２〜０．３ｍｍの精度で保護管１３５の厚み方向の位置を規定し、周方向位置を定めるとよい。これより、保護管１３５の径のつぶれ代を、例えば０．２ｍｍとすることで、ＦＢＧセンサ１３１の測定誤差を所定範囲内にすることができ、温度検出部１００を挿入孔１４ｈに挿入したときにもＦＢＧセンサ１３１が保護管１３５に挟み込まれ固定されることもなく、ＦＢＧセンサ１３１が保護管１３５に対しルーズな状態を保ちつつ、保護管１３５を挿入孔１４ｈ内面に確実にかつ位置の精度も良く接触させることができる。
【００７７】
保護管１３５のつぶれ代、ひいては保護管１３５の内径は、挿入孔１４ｈと支持部材１１０の嵌め合い公差と光ファイバー径によって決められる。嵌め合い後の最大隙間と最小隙間との差（隙間偏差）の分、つぶれ代は変動する。このため、保護管１３５を安定的に挿入孔１４ｈに接触させるためには、つぶれ代が、この隙間偏差以上である必要がある。この隙間偏差は、嵌め合い公差を高精度にすると小さくなり、つぶれ代も小さくできる。ＪＩＳ規格等より、一般に外径４ｍｍ以下の棒（支持部材１００の元材）を挿入孔１４ｈに抜き差し可能とするには、棒と挿入孔１４ｈとの両方において０．０４８ｍｍ以下の公差で製造する必要があるが、公差を小さくすると孔や支持部材の加工費が増大する。挿入孔、棒の公差を０．０４８ｍｍとすると約０．１ｍｍの隙間偏差となり、つぶれ代は０．１ｍｍより大きくする必要がある。
【００７８】
また保護管１３５は、変形後もＦＢＧセンサ１３１が保護管１３５からルーズであるためには、その内径はＦＢＧセンサ１３１の外径と隙間偏差との和より大きいものである必要がある。ＦＢＧセンサ１３１を施工するための光ファイバーの外径は０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍなどがある。上記のように、挿入孔１４ｈや支持部材１１０の高額な加工費を抑制すること等を勘案すると、保護管１３５の内径は、０．１５ｍｍ（光ファイバー０．０５ｍｍ時）〜０．２５ｍｍ（光ファイバー０．１５ｍｍ時）以上が必要である。以上の点と、図８に示したシミュレーション結果から、保護管１３５の内径の上限が０．５ｍｍであるということより、保護管１３５の内径は０．１５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である必要がある。
【００７９】
さらに、保護管１３５の厚さを小さくすることで熱容量を小さくすることができ、また、支持部材１１０から断熱することもできるので、ＦＢＧセンサ１３１は高い応答で銅板温度に順応することができる。また、ＦＢＧセンサ１３１は、図８に示したように、保護管１３５の内径を０．５ｍｍ以下とすることで十分な応答性で銅板温度に反応することができる。したがって、本実施形態に係る温度検出部１００は、ＦＢＧセンサ１３１を用いて銅板温度を高応答に検出できる。
【００８０】
また、温度検出部１００は、図４に示したように、センサ部１３０が溶鋼面側を向くように、銅板１４Ａの挿入孔１４ｈ内に設置される。これにより、より確実に、溶鋼面の温度を推定することが可能となる。
【００８１】
以上、本発明の第１の実施形態に係る連続鋳造用鋳型１０の構成について説明した。本実施形態に係る連続鋳造用鋳型１０によれば、鋳型１０を構成する銅板の上面、下面あるいは側面から細孔をあけ、温度検出部１００を挿入する。温度検出部１００は、内径が０．５ｍｍ以下の保護管１３５にＦＢＧセンサ１３１を挿入して形成されたセンサ部１３０を、銅棒等の支持部材１１０に、張設部材１２０を介して固定することで形成される。
【００８２】
このとき、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することで、支持部材１１０の熱の影響を受けにくくなり、高精度に測温することが可能となる。また、センサ部１３０を支持部材１１０とともに連続鋳造用鋳型１０の銅板の挿入孔に対して抜き差しするため、センサ部１３０の抜き差しが容易となり、センサ部１３０を繰り返し利用することが可能となる。
【００８３】
また、センサ部１３０の温度検出点において、保護管１３５の外面と挿入孔１４ｈの内面とでセンサ部１３０を挟持することで、センサ部１３０の温度検出点が挿入孔で移動するのを抑制でき、所望の位置で、高精度に測温することが可能となる。
【００８４】
＜２．第２の実施形態＞
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。
【００８５】
［２−１．温度検出部の概略構成］
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。
【００８６】
本実施形態に係る温度検出部２００は、図１２に示すように、支持部材２１０と、張設部材１２０と、第１センサ部１３０Ａおよび第２センサ部１３０Ｂとから構成される。第１センサ部１３０Ａおよび第２センサ部１３０Ｂは、銅板１４Ａの温度を検出するＦＢＧセンサ１３１Ａ、１３１Ｂが、中空の保護管１３５Ａ、１３５Ｂに挿入されてそれぞれ構成されている。第１センサ部１３０Ａおよび第２センサ部１３０Ｂは、第１の実施形態に係るセンサ部１３０と同一構成とすることができる。
【００８７】
第１センサ部１３０Ａおよび第２センサ部１３０Ｂを支持する支持部材２１０には、長手方向に沿って２本の溝２１１、２１３が形成されている。２本の溝２１１、２１３は、同一径上に形成されており、例えば第１センサ部１３０Ａが対応する第１溝２１１の開口を溶鋼面側に向け、第２センサ部１３０Ｂが対応する第２溝２１３の開口を冷却面側に向けて、銅板１４Ａの挿入孔１４ｈに設置される。これにより、第１センサ部１３０Ａおよび第２センサ部１３０Ｂにより測定される温度から、銅板１４Ａの厚み方向の温度分布、すなわち銅板中の熱流速を測定することが可能になる。また、銅板中２点から溶鋼面の温度を推定することができるので、溶鋼面の正確な温度を求めることも可能になる。
【００８８】
ＦＢＧセンサ１３１Ａ、１３１Ｂの温度検出点においては、支持部材２１０の外周面に、耐熱性を有する張設部材１２０が設けられている。張設部材１２０は、第１の実施形態と同様、例えば糸状あるいはフィルム状の部材であって、溝２１１、２１３の開口部分にピンと張られた状態で設けられている。以下では、この張設部材１２０のうち、第１溝２１１の開口部分に張られている部分を第１張設部１２２、第２溝２１３の開口部分に張られている部分を第２張設部１２４という。
【００８９】
ＦＢＧセンサ１３１Ａ、１３１Ｂの温度検出点において、第１センサ部１３０Ａおよび第２センサ部１３０Ｂは、張設部分の外側に設けられる。そして、挿入孔１４ｈに挿入されたとき、挿入孔１４ｈの内面によって第１センサ部１３０Ａおよび第２センサ部１３０Ｂは張設部分に押し付けられるが、張設部分はこの押し付け力によってほとんど撓わず、張られた状態を維持する。このため、第１センサ部１３０Ａおよび第２センサ部１３０Ｂの保護管１３５Ａ、１３５Ｂが、挿入孔１４ｈの内面と張設部分１２２、１２４の外側とによって保護管１３５Ａ、１３５Ｂの中心に向かって押されて、それぞれ径方向に変形する。これにより、第１センサ部１３０Ａおよび第２センサ部１３０Ｂの温度検出点は、挿入孔１４ｈ内での移動が抑制され、挿入孔１４ｈと張設部分１２２、１２４との距離が最大になる位置にそれぞれ固定される。したがって、この距離が最大となる位置を挿入孔１４ｈ内面の最大温度位置であるＭ１点に合致させるように支持部材２１０を挿入すると、第１センサ部１３０ＡはＭ１点位置に固定され、第２センサ部１３０ＢはＭ２点位置に固定される。なお、挿入孔１４ｈ内面のうち、Ｍ１点は、第１の実施形態と同様、熱流方向の最上流位置、すなわち、最高温位置である。また、挿入孔１４ｈ内面のうち、Ｍ２点は、熱流方向の最下流位置、すなわち、最低温位置である。
【００９０】
また、第１の実施形態と同様、本実施形態に係る温度検出部２００は、第１センサ部１３０Ａおよび第２センサ部１３０Ｂが、支持部材２１０の溝２１１、２１３に張設された張設部分１２２、１２４を介して支持部材２１０に支持されている。すなわち、第１センサ部１３０Ａおよび第２センサ部１３０Ｂは、支持部材２１０に接触しておらず、支持部材２１０から離隔された状態で設けられる。このため、第１センサ部１３０Ａおよび第２センサ部１３０ＢのＦＢＧセンサ１３１Ａ、１３１Ｂが、支持部材２１０の熱の影響を受けにくくなり、高精度に温度を検出することが可能となっている。
【００９１】
本実施形態に係る連続鋳造用鋳型１０の温度検出部２００も、第１の実施形態と同様に、上述の（ａ）〜（ｃ）の特徴を有しており、銅板の温度を高精度に検出でき、かつ、銅板に対して容易に着脱することが可能となっている。さらに、本実施形態に係る温度検出部２００では、支持部材の径方向の２点で温度測定をすることができるので、銅板１４Ａの厚み方向の温度分布、すなわち銅板中の熱流速を測定することが可能になる。また、銅板中２点から溶鋼面の温度を推定することができるので、溶鋼面の正確な温度を求めることも可能になる。
【００９２】
［２−２．挿入孔と温度検出部との位置関係］
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。
【００９３】
本実施形態に係る支持部材２１０は、センサ部１３０を支持する部材であって、この長手方向と第１センサ部１３０Ａおよび第２センサ部１３０Ｂの長手方向とが対応するように各センサ部１３０Ａ、１３０Ｂが設けられる。各センサ部１３０Ａ、１３０Ｂは、支持部材１１０の長手方向に、温度検出点Ｐを１または複数設けることができる。
【００９４】
本実施形態に係る支持部材２１０も、第１の実施形態と同様、図１３に示すように、大径部２１２と、小径部２１４とからなる。大径部２１２は、挿入孔１４ｈに挿入されたときの支持部材２１０のガタツキを防止する。一方、小径部２１４は、大径部２１２よりも小さい外径を有する。小径部２１４は、張設部材１２０が設けられる部分であり、例えば図１２に示したように、その周囲に張設部材１２０が巻回される。小径部２１４は、温度検出部２００が銅板１４Ａの挿入孔１４ｈに設置された際、張設部材１２０が挿入孔１４ｈの内面に接触しないように、その厚みを逃すために形成される。支持部材２１０には、このような大径部２１２と小径部２１４とが交互に形成されている。
【００９５】
また、支持部材２１０には、図１３上図および下図に示すように、長手方向に沿って２本の溝２１１、２１３が形成されている。支持部材２１０は、金属部材からなるが、鋳型１０の挿入孔１４ｈとクリアランスを有するため、挿入孔１４ｈの内面と同一温度になるとは限らない。また、支持部材２１０にセンサ部１３０Ａ、１３０Ｂが接触していると、ＦＢＧセンサ１３１Ａ、１３１Ｂも支持部材２１０の温度影響を受けてしまい測定精度が低下する。そこで、支持部材２１０に溝２１１、２１３を形成し、張設部材１２０を用いて、溝２１１、２１３に沿ってセンサ部１３０Ａ、１３０Ｂを支持部材２１０に固定することで、センサ部１３０Ａ、１３０Ｂと支持部材２１０とを離隔させることができる。これにより、センサ部１３０Ａ、１３０Ｂが支持部材２１０から受ける温度影響を小さくすることができる。
【００９６】
なお、本実施形態では、支持部材２１０の溝２１１、２１３は、図１２に示すように、略四角形の断面形状の空間を有するが、本発明はかかる例に限定されず、溝２１１、２１３の空間の断面形状は、例えば、三角形状や半円状であってもよい。また、図１２に示すような略四角形の断面形状の場合であっても、これらの溝２１１、２１３の深さは、より浅い溝であってもよい。
【００９７】
本実施形態に係る温度検出部２００は、このような支持部材２１０に、２つのセンサ部１３０Ａ、１３０Ｂが同一径上に設けられている。センサ部１３０Ａ、１３０Ｂは、第１の実施形態に係るセンサ部１３０と同様に形成することができるので、ここでは詳細な説明を省略する。本実施形態に係る温度検出部２００も、長手方向において、支持部材２１０の大径部２１２、温度検出点Ｐ以外の小径部２１４、および温度検出点Ｐの小径部２１４の各位置で各部材の配置を異ならせることで、支持部材２１０へのセンサ部１３０Ａ、１３０Ｂの固定と、センサ部１３０Ａ、１３０Ｂの温度検出点Ｐを所定の位置に固定させている。
【００９８】
（大径部における構成）
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。
【００９９】
（小径部における構成）
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。
【０１００】
・温度検出点以外
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。
【０１０１】
また、このように、センサ部１３０Ａ、１３０Ｂは、長手方向において溝２１１、２１３に沿っており、かつ、後述するように、挿入孔１４ｈへ挿入後に溝２１１、２１３の幅中心に求心される。これにより、深い（例えば４００ｍｍの）挿入孔１４ｈに温度検出部２００を挿入する場合においても、センサ部１３０Ａ、１３０Ｂの取り付け方向（挿入孔の周方向）を精度よく決めることができる。
【０１０２】
・温度検出点
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。
【０１０３】
温度検出点Ｐにおいて、保護管１３５Ａ、１３５Ｂは、それぞれ略正円の形状を維持している。この状態において、径方向における温度検出部２００の最大長さは、保護管１３５Ａの外周から保護管１３５Ｂの外周までの長さであるが、挿入孔１４ｈの内径よりも僅かに大きくなるように設定されている。
【０１０４】
センサ部１３０Ａ、１３０Ｂが固定された支持部材２１０が銅板１４Ａの挿入孔１４ｈに挿入されると、図１６右側に示すように、保護管１３５Ａ、１３５Ｂは、張設部分１２２によって挿入孔１４ｈの内面に押圧されて径方向に変形し、楕円形状となる。このように、温度検出点Ｐを挿入孔１４ｈの内面に押し付けて接触させることで、挿入孔１４ｈの内面および張設部分の外側と、保護管１３５Ａ、１３５Ｂの外周面との接触面積が増大し、温度検出点が挿入孔１４ｈ内で移動するのを抑制できる。
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。
【０１０５】
支持部材２１０の溝２１１の開口部から対向する溝２１３の開口部までの長さ（以下、「センサ部幅」とする。）ｄｓは、大径部２１２におけるセンサ部１３０Ａ、１３０Ｂの幅、張設部材１２０の厚み、保護管１３５Ａ、１３５Ｂの外径、および挿入孔１４ｈの内径に応じて決定される。
【０１０６】
また、保護管１３５Ａ、１３５Ｂが接する銅板１４Ａの厚み方向（図１２中のＹ方向）における位置は、支持部材２１０の周方向における設置精度で決まる。すなわち、測定誤差を許容範囲内とするために必要な、銅板１４Ａの厚み方向における位置ずれの許容範囲を算出し、これを周方向のずれに換算し、保護管１３５Ａ、１３５Ｂの径のつぶれ代を決定する。これにより、ＦＢＧセンサ１３１Ａ、１３１Ｂの測定誤差を所定範囲内にすることができ、温度検出部２００を挿入孔１４ｈに挿入したときにもＦＢＧセンサ１３１Ａ、１３１Ｂがそれぞれ保護管１３５Ａ、１３５Ｂに挟み込まれ固定されることもなく、ＦＢＧセンサ１３１Ａ、１３１Ｂが保護管１３５Ａ、１３５Ｂに対しそれぞれルーズな状態を保ちつつ、保護管１３５Ａ、１３５Ｂを挿入孔１４ｈ内面に確実に接触させることができる。
【０１０７】
つぶれ代、ひいては保護管１３５Ａ、１３５Ｂの内径は、第１の実施形態と同様、挿入孔１４ｈと支持部材１１０の嵌め合い公差と光ファイバー径によって決められる。嵌め合い後の最大隙間と最小隙間との差（隙間偏差）の分、つぶれ代は変動する。このため、保護管１３５Ａ、１３５Ｂを安定的に挿入孔１４ｈに接触させるためには、つぶれ代が、この隙間偏差以上である必要がある。この隙間偏差は、嵌め合い公差を高精度にすると小さくなり、つぶれ代も小さくできる。ＪＩＳ規格等より、一般に外径４ｍｍ以下の棒（支持部材１００の元材）を挿入孔１４ｈに抜き差し可能とするには、棒と挿入孔１４ｈとの両方において０．０４８ｍｍ以下の公差で製造する必要があるが、公差を小さくすると孔や支持部材の加工費が増大する。挿入孔、棒の公差を０．０４８ｍｍとすると約０．１ｍｍの隙間偏差となり、つぶれ代は０．１ｍｍより大きくする必要がある。
【０１０８】
また保護管１３５Ａ、１３５Ｂは、変形後もＦＢＧセンサ１３１Ａ、１３１Ｂが保護管１３５Ａ、１３５Ｂからルーズであるためには、その内径はＦＢＧセンサ１３１Ａ、１３１Ｂの外径と隙間偏差との和より大きいものである必要がある。ＦＢＧセンサ１３１Ａ、１３１Ｂを施工するための光ファイバーの外径は０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍなどがある。上記のように、挿入孔１４ｈや支持部材１１０の高額な加工費を抑制すること等を勘案すると、保護管１３５Ａ、１３５Ｂの内径は、０．１５ｍｍ（光ファイバー０．０５ｍｍ時）〜０．２５ｍｍ（光ファイバー０．１５ｍｍ時）以上が必要である。以上の点と、保護管１３５Ａ、１３５Ｂの内径の上限が０．５ｍｍであるということより、保護管１３５Ａ、１３５Ｂの内径は０．１５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である必要がある。
【０１０９】
さらに、保護管１３５Ａ、１３５Ｂの厚さを小さくすることで熱容量を小さくすることができ、また、支持部材２１０から断熱することもできるので、ＦＢＧセンサ１３１Ａ、１３１Ｂは高い応答で銅板温度に順応することができる。また、ＦＢＧセンサ１３１Ａ、１３１Ｂは、図８に示したように、保護管１３５Ａ、１３５Ｂの内径を０．５ｍｍ以下とすることで十分な応答性で銅板温度に反応することができる。したがって、本実施形態に係る温度検出部２００も、ＦＢＧセンサ１３１Ａ、１３１Ｂを用いて銅板温度を高応答に検出できる。
【０１１０】
また、温度検出部２００は、図１２に示したように、第１センサ部１３０Ａが溶鋼面側を、第２センサ部１３０Ｂが冷却面側を向くように、銅板１４Ａの挿入孔１４ｈ内に設置される。これにより、より確実に、溶鋼面の温度を推定することが可能となる。さらに、本実施形態に係る温度検出部２００では、支持部材の径方向の２点で温度測定をすることができるので、銅板１４Ａの厚み方向の温度分布、すなわち銅板中の熱流速を測定することが可能になる。また、銅板中２点から溶鋼面の温度を推定することができるので、溶鋼面の正確な温度を求めることも可能になる。したがって、銅板１４Ａの溶鋼面温度（分布）の高精度測定が可能となり、熱流速分布についても、従来は銅板全面の平均をとったマクロな熱流速しか求めることができなかったが、詳細な熱流速分布を求めることも可能となる。これにより、より詳細なプロセス状況把握、プロセス解析が可能になる。
【０１１１】
以上、本発明の第２の実施形態に係る連続鋳造用鋳型１０の構成について説明した。本実施形態に係る連続鋳造用鋳型１０によれば、鋳型１０を構成する銅板の上面、下面あるいは側面から細孔をあけ、温度検出部２００を挿入する。温度検出部２００は、内径が０．５ｍｍ以下の保護管１３５Ａ、１３５ＢにＦＢＧセンサ１３１Ａ、１３１Ｂを挿入してそれぞれ形成された第１センサ部１３０Ａおよび第２センサ部１３１Ｂを、銅棒等の支持部材２１０に、張設部材１２０を介して固定することで形成される。
【０１１２】
このとき、センサ部１３０Ａ、１３０Ｂを、張設部材１２０を用いて、支持部材２１０から離隔した状態を維持することで、支持部材２１０の熱の影響を受けにくくなり、高精度に測温することが可能となる。また、センサ部１３０Ａ、１３０Ｂを支持部材２１０とともに連続鋳造用鋳型１０の銅板の挿入孔に対して抜き差しするため、センサ部１３０Ａ、１３０Ｂの抜き差しが容易となり、センサ部１３０Ａ、１３０Ｂを繰り返し利用することが可能となる。
【０１１３】
また、センサ部１３０Ａ、１３０Ｂの温度検出点において、保護管１３５Ａ、１３５Ｂの外面と挿入孔１４ｈの内面とでセンサ部１３０Ａ、１３０Ｂを挟持することで、センサ部１３０Ａ、１３０Ｂの温度検出点が挿入孔で移動するのを抑制でき、所望の位置で、高精度に測温することが可能となる。さらに、本実施形態に係る温度検出部２００では、支持部材の径方向の２点で温度測定をすることができるので、銅板１４Ａの厚み方向の温度分布、すなわち銅板中の熱流速を測定することが可能になる。また、銅板中２点から溶鋼面の温度を推定することができるので、溶鋼面の正確な温度を求めることも可能になる。
【実施例】
【０１１４】
本発明の効果を検証すべく、本発明の第１の実施形態に係る温度検出部１００について、当該温度検出部１００による測定温度と、その応答性について検証した。本実施例では、図１７に示すような連続鋳造機の鋳型の状況を模した実験設備を用いた。図１７に示す実験設備では、鋳型の銅板に対応する銅板３１０の一面側に、冷却水が貯水された水槽３２０を設置して銅板３１０の一面を冷却するとともに、反対側の面に、溶鋼を模した加熱ブロック３４０を投入するケース３３０を設置した。銅板３１０には、厚さ方向中央に、ＦＢＧセンサを備える本発明の温度検出部３５０を設置するとともに、温度検出部３５０の厚さ方向両側に、２つの熱電対３６２、３６４を設置した。熱電対３６２、３６４の中間の厚み方向位置に、温度検出部３５０は配置されている。
【０１１５】
温度検出部３５０では、保護管として内径０．５ｍｍ、長さ４００ｍｍのポリイミド管を用い、直径が０．１２５ｍｍのＦＢＧセンサを当該ポリイミド管に挿入してセンサ部を構成した。支持部材として外径４ｍｍ、長さ４００ｍｍの円柱の銅棒を用い、支持部材の小径部においてセンサ部をケブラー（登録商標）糸を用いて固定した。銅板３１０の挿入孔に挿入されたとき、温度検出部３５０は、温度検出点において図４のような状態となり、ポリイミド管が銅棒から離隔されるとともに、ポリイミド管が銅板３５０の挿入孔内面に押し付けられる構造とした。このとき、ポリイミド管のつぶれ代は約０．２ｍｍとした。
【０１１６】
一方、熱電対３６２、３６４として、直径０．５ｍｍのシース熱電対を用いた。このシース熱電対の応答性（６３％）は１５ｍｓである。また、ケース３３０内部に、加熱ブロックの温度を測定するため、これらと同一の熱電対を設置した。
【０１１７】
銅板３１０に設置されたケース３３０に約３００℃の加熱ブロック３４０を投入して、銅板３１０の一面に接触させた。そして、０．２秒毎に温度検出部３５０、２本の熱電対３６２、３６４およびケース３３０内部の熱電対の出力をサンプリングした。本実施形態では、銅板３１０が加熱ブロック３４０と接触後、５秒で１５℃程度温度上昇があれば、温度検出部３５０と銅板３１０との接触の良不良を判断することができる。また、このデータを用いて、熱電対との比較により温度精度を評価も同時に行った。
【０１１８】
図１８に、加熱ブロック投入後の温度検出部３５０、２本の熱電対３６２、３６４およびケース３３０内部の熱電対の出力結果を示す。図１８において、「ＦＢＧセンサ」は温度検出部３５０の出力であり、「ＴＣ１」はケース３３０内部の熱電対の出力である。「ＴＣ２」は熱電対３６２の出力、「ＴＣ３」は熱電対３６４の出力であり、これらの平均を「ＴＣ２＋ＴＣ３）／２」で示した。
【０１１９】
図１８に示すように、加熱ブロック３４０がケース３３０に投入されたとき、ＴＣ１の温度が急激に立ち上がっている。ＴＣ１の立ち上がり後、僅かに遅れてＴＣ２、ＦＢＧセンサ、ＴＣ３の順に出力が上昇している。また、加熱ブロック３４０投入後５秒後（２４秒時点）では、ＴＣ２、ＴＣ３の温度差が約７．９５℃となり、熱電対やＦＢＧセンサの精度を越えた銅板内温度分布が生じていることがわかった。
【０１２０】
また、ＦＢＧセンサの出力は、熱電対３６２、３６４の平均値（ＴＣ２＋ＴＣ３）／２）と温度推移が略一致している。これより、ＦＢＧセンサは銅板温度を高精度に検出できているものと考えられる。ＦＢＧセンサの出力と、熱電対３６２、３６４の平均値（ＴＣ２＋ＴＣ３）／２）との偏差は、平均誤差０．７７℃、σ＝０．７５℃、最大誤差４．４℃、最小誤差−３．０℃であり、目標±５℃を満足する良好な結果が得られた。加えて、鋳型用銅板に内径が３〜４ｍｍの、深さ４００ｍｍの孔加工が可能であり、この孔にほぼ同径、同長さの銅やステンレス鋼からなる支持部材により構成した温度検出部３５０が、容易に抜き差し可能であることも確認された。
【０１２１】
以上より、本発明の温度検出部を用いることで、保護管や鋳型の銅板の歪の影響を受けることなく、かつ、銅板の温度を良好に検出できることが確認できた。
【０１２２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１２３】
１０      連続鋳造用鋳型
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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