(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製造プロセス用の型の型板（７）における温度分布を特定する方法であって、
前記型板の中に用意された複数の温度センサ（９ａ〜９ｎ）の各々から温度値を取得すること（Ｓ１）であって、各温度センサ（９ａ〜９ｎ）が、感知点であり、前記型板（７）におけるそれぞれの基準点（１３ａ〜１３ｎ）から間隔を空けられている、温度値を取得することと、
前記感知点の各々について、複数の初期の温度関係から、線形関数の補正ファクタおよび補正項あるいは非線形関数の一般的な非線形表現におけるパラメータのセットを取得することであって、それぞれの初期の温度関係が、前記型板における対応する前記温度センサのシミュレートされた温度と、前記型板における対応する基準点（１３ａ〜１３ｎ）のシミュレートされた温度との間のものであり、それぞれのシミュレートされた温度が、型板の固有の熱的条件に関する前記型板（７）のモデルのそれぞれのシミュレーションに基づいて取得され、前記型板の熱的境界条件が、完全に明示的かつ一意的に指定される、線形関数の補正ファクタおよび補正項あるいは非線形関数の一般的な非線形表現におけるパラメータのセットを取得することと、
各温度値について、それぞれの前記線形関数またはそれぞれの前記非線形関数のいずれかを使用して、対応する前記基準点（１３ａ〜１３ｎ）における基準点温度値を特定すること（Ｓ２）と、
前記基準点温度値を用いて前記型板（７）における前記基準点（１３ａ〜１３ｎ）の推定温度分布を取得すること（Ｓ３）とを含む、方法。
【請求項２】
前記線形関数の前記補正ファクタおよび前記補正項が当該の温度センサ（９ａ〜９ｎ）にとって固有のものである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記補正ファクタが、対応する前記温度値に掛けて積を取得するための第１の定数であり、前記補正項が前記積に加算する第２の定数である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
一般的な前記非線形関数のパラメータのセットが前記当該の温度センサ（９ａ〜９ｎ）に固有のものである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記非線形関数の一般的な前記非線形定式化が非線形関数の多項式展開であり、前記非線形関数の多項式展開の補正係数のセットが、前記当該の温度センサ（９ａ〜９ｎ）に固有のものである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
各基準点（１３ａ〜１３ｎ）が、前記型板（７）の高温の表面（７ａ）上の点である、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
各温度センサ（９ａ〜９ｎ）がファイバ光学センサである、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ファイバ光学センサが、ファイバブラッグ格子（ＦＢＧ）センサ、干渉ファイバセンサ、光学ファイバの偏光センサ、ファイバの光マイクロベンドセンサ、ラマン散乱、ブルリアン散乱またはレイリー散乱に基づく時間領域または周波数領域における分散型ファイバの光センサのうち任意の種類ものである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記型板の固有の熱的条件が、前記型板の前記高温の表面にわたる均一な温度分布、型と水の境界面に関する境界条件としての冷却水温および伝熱係数、ならびに型表面の残りに関する前記型と環境材料の間の伝熱係数である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
温度計算デバイス（１）によって実行されたとき請求項１から９のいずれか一項に記載の方法を遂行するコンピュータ実行可能コードを含む、コンピュータプログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のコンピュータプログラムが備わっている記憶媒体（５）を備えるコンピュータプログラム製品。
【請求項１２】
金属製造プロセス用の型の型板（７）における温度分布を特定するための温度計算デバイス（１）であって、
処理サーキットリ（３）と、
前記処理サーキットリ（３）によって実行されたとき、前記温度計算デバイス（１）に、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法のステップを遂行させるコンピュータ実行可能コードを含む記憶媒体（５）とを備える、温度計算デバイス（１）。
【請求項１３】
金属製造プロセス用の型の型板（７）における温度分布を特定するためのシステムであって、
請求項１２に記載の温度計算デバイス（１）と、
前記型板（７）の中に用意されるように構成され、前記型板（７）の温度に関する温度値を前記温度計算デバイス（１）に供給するように構成された複数のファイバ光学センサ（９ａ〜９ｎ）とを備える、システム。
【請求項１４】
前記ファイバ光学センサが、ファイバブラッグ格子（ＦＢＧ）センサ、干渉ファイバセンサ、光学ファイバの偏光センサ、ファイバの光マイクロベンドセンサ、ラマン散乱、ブルリアン散乱またはレイリー散乱に基づく時間領域または周波数領域における分散型ファイバの光センサのうち任意の種類ものである、請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に金属製造に関し、詳細には金属製造プロセス用の型の型板における温度分布を特定するための方法およびデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造などの金属製造では、溶融金属を成形して冷却することにより凝固シェルを有する金属製品を取得するために、型が使用される。型の上部における型冷却によって鋳片の凝固シェルが取得され、ストランドから熱が抽出されるにつれてストランドの下方へさらに厚くなる。凝固シェルは、様々な理由により、いくつかの位置において局所的に薄くなる可能性があり、したがってシェルが破損するリスクがある。ストランドの溶鋼がこの局所的薄化によってこぼれる事象はブレイクアウトと称され、連鋳機の大破および停止時間をもたらす。ストランドの温度および熱フラックスを監視することによってブレイクアウトを迅速に予測することができ、したがって、事象が厳しくなる前に対策が適用され得る。
【０００３】
型における鋳造中の他の品質問題には、ステッカ、クラック、不均等な凝固および不十分なテーパ接触がある。ステッカは、鋼ストランドと型の間の潤滑性の型フラックス層に間隔が生じて、凝固した鋼シェルが接触して型銅板にくっつくものである。これによってシェルが破裂し、品質低下またはプロセスハンドリング問題が生じる。表面クラックによっても、最終的なスラブの等級が落ちる。型の周囲のあたりで不均等な凝固があると、鋳造製品の内部の材料特性が不均等になる。テーパは、好ましくは、最大のストランド冷却のためにストランドと一定の接触を保つべき、スラブ連鋳機における狭面の型板の傾斜角である。テーパが不十分であると、ストランドは型の短辺の最下部において冷却されない。
【０００４】
溶鋼における温度分布も、溶融金属の流れパターンの、通常の状態または所望の状態からの偏差を見いだすための関心事である。
【０００５】
これらすべての現象は、型銅板の温度分布を高分解能で感知することによって観測され得る。理想的にはスラブの温度が測定されるが、型板が熱伝導性の銅から構築されているので、銅板の温度を測定して、鋼シェルにおける熱事象および溶融を間接的に推定することができる。
【０００６】
連続鋳造スラブの型の温度は、従来、全体のスラブ表面のあたりの凝固の安定性を監視するために位置の配列において測定される。通常のブレイクアウト保護／ステッカ検知のシステムは、型の上半分のあたりの６０〜１００の熱電対から成る。熱電対は、バックアップ板からばねによって型銅板の表面に押しつけられるか、または銅板にあけられた穴の中に置かれる。
【０００７】
従来の熱電対技術は、鋳型における熱監視のための広く行き渡った解決策であり、少数の熱電対が型板に粗く配置される。熱電対センサは、一般的には、溶融金属レベルの下に、型を機械的に強化するように型板の上にバックアップ板を取り付けるための機械ボルトが存在する距離に配置される。ボルトのスペースを空けるために、一般に型板の後部に配置された水冷却チャネルが割増しの距離だけ離れており、ボルトと熱電対は、通常は冷却チャネルの間で中央に対称に置かれ、熱電対センサから両方の隣接した冷却チャネルへの距離は等しい。したがって、型板の後部における高温の型表面から冷却チャネルへの熱伝導は、熱電対の位置において、高温の型表面に対して垂直に導かれ、一次元の熱伝導モデルによって正確に説明され得る。そのために、熱電対の位置における型板厚さにわたる温度分布は、ＥＰ  ３  １００  ８０２  Ａ１に説明されているように一次元の手法によって解かれ得る。
【０００８】
例えばファイバブラッグ格子（ＦＢＧ）温度センサといったファイバ光学温度センサは１桁高いセンサ密度をもたらし、したがってより高度の熱測定分解能をもたらし得る。ＵＳ２０１１８６２６２は、鋳型におけるＦＢＧ温度センサの使用を開示している。
【発明の概要】
【０００９】
板の高温の表面から温度センサの位置への熱輸送は、より複雑なジオメトリまたはトポロジを有する型については自明ではない。本発明者は、例えばファイバ光学センサによって実施される温度センサの稠密な配列を適用するには、型銅板のより深いところにある温度センサからのデータを分析することによって高温表面の温度を正確に監視し得るように、型のジオメトリおよび冷却機構に関する情報による補完が必要であることを発見した。
【００１０】
上記のことを考慮して、本開示の目的は、従来技術の問題を解決するかまたは少なくとも緩和する、型板の温度分布を特定する方法を提供することである。
【００１１】
したがって、本開示の第１の態様によれば、金属製造プロセス用の型の型板における温度分布を特定する方法が提供され、この方法は、型板の中に用意された複数の温度センサの各々から温度値を取得することであって、各温度センサが、型板におけるそれぞれの基準点から間隔を空けられている、温度値を取得することと、各温度値について、それぞれの線形関数またはそれぞれの非線形関数のいずれかを使用して、対応する基準点における基準点温度値を特定することであって、線形関数の補正ファクタおよび補正項あるいは非線形関数の一般的な非線形定式化におけるパラメータのセットは、複数の初期の温度関係から取得され、それぞれの初期の温度関係は、型板における対応する温度センサのシミュレートされた温度と、型板における対応する基準点のシミュレートされた温度の間のものであり、それぞれのシミュレートされた温度は、型板のすべての外表面における熱的境界条件の完全かつ明示的な仕様によって与えられるような、型板の固有の熱的条件に関する型板のモデルのそれぞれのシミュレーションに基づいて取得される、基準点温度値を特定することと、基準点温度値を用いて型板における基準点の推定温度分布を取得することとを含む。
【００１２】
それによって取得される効果は、温度センサの稠密なグリッドから取得される、すべてのタイプの冷却技法を用いるすべてのタイプの鋳型に適用可能な、型板における正確な熱的分布のオンライン計算である。
【００１３】
推定温度分布は、型板の高温の表面が晒される温度のはるかに代表的な熱画像を与え、型タイプとは無関係に連鋳機のストランドにおける鋳造金属の状態に関する情報を間接的に与える。したがって、異なるタイプのシェル欠陥および溶融流れ異常に対してより適切な処置が採用され得、その結果、はるかに安全でより安価な金属製造プロセスが達成され得る。また、最適な流れパターンなどに達するための流れ修正デバイスとともに熱的分布情報を使用すれば、より優れた製品品質が取得され得る。
【００１４】
一実施形態によれば、線形関数の補正ファクタおよび補正項は当該の温度センサに固有のものである。
【００１５】
一実施形態によれば、補正ファクタは、対応する温度値に掛けて積を取得するための第１の定数であり、補正項は積に加算する第２の定数である。
【００１６】
さらなる実施形態によれば、一般的な非線形定式化におけるパラメータのセットは当該の温度センサに固有のものである。
【００１７】
さらなる実施形態によれば、非線形関数の一般的な非線形定式化は非線形関数の多項式展開であり、非線形関数の多項式展開の補正係数のセットは、当該の温度センサに固有のものである。
【００１８】
一実施形態によれば、各基準点は型板の高温の表面の点である。
【００１９】
一実施形態によれば、各温度センサは、ファイバブラッグ格子（ＦＢＧ）センサ、干渉ファイバセンサ、光学ファイバの偏光センサ、ファイバの光マイクロベンドセンサ、ラマン散乱、ブルリアン散乱またはレイリー散乱に基づく時間領域または周波数領域における分散型ファイバの光センサ、といったタイプのうち任意のタイプであり得るファイバ光学センサである。ファイバ光学センサを使用することにより、型の内部の熱的分布に関する非常に詳細な情報が与えられ得る。
【００２０】
本開示の第２の態様によれば、温度計算デバイスによって実行されたとき本明細書で開示された第１の態様による方法を遂行するコンピュータ実行可能コードを含む、コンピュータプログラムが提供される。
【００２１】
本開示の第３の態様によれば、第２の態様のコンピュータプログラムが備わっている記憶媒体を備えるコンピュータプログラム製品が提供される。
【００２２】
本開示の第４の態様によれば、請求項１から７において定義された方法のステップを遂行するための温度計算デバイスが提供される。
【００２３】
本開示の第５の態様によれば、金属製造プロセス用の型の型板の温度分布を特定するためのシステムが提供され、このシステムは、第４の態様による温度計算デバイスと、型板の中に用意されるように構成され、型板の温度に関する温度値を温度計算デバイスに供給するように構成された複数のファイバ光学センサとを備える。
【００２４】
一般に、特許請求の範囲で使用されるすべての用語は、本明細書で明示的に別様に規定されなければ、当技術分野における通常の意味に従って解釈されるべきである。１つの（ａ）／１つの（ａｎ）／その（ｔｈｅ）要素、装置、構成要素、手段などに対するすべての言及は、別様に明白に指定されたのでなければ、要素、装置、構成要素、手段などのうち少なくとも１つを言及すると、オープンに解釈されるべきである。
【００２５】
次に、添付図面を例として参照しながら、発明概念の特定の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】型板の温度分布を特定するための温度計算デバイスの一例を示す概略図である。
【図２ａ】型板の広い表面のｙｚ面における断面図である。
【図２ｂ】図２ａの型板の広い表面のｘｙ面における断面図である。
【図３】型板の温度分布を特定する方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
次に、以下で、例示的実施形態を示す添付図面を参照しながら発明概念を十分に説明する。しかしながら、この発明概念は様々な形態で具現され得、本明細書で説明された実施形態に限定されるように解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、この開示が完全に完結するように、また当業者に対して発明概念の範囲を完全に伝えるように、例として提供されるものである。説明の全体にわたって、類似の番号は類似の要素を指す。
【００２８】
図１は、金属製造プロセス用の型の型板の温度分布を特定するための温度計算デバイス１の一例を示すものである。そのような金属製造プロセスは、一般的には例えば鉄鋼、アルミニウム、銅または鉛を製造するための連続鋳造プロセスである。
【００２９】
温度計算デバイス１は処理サーキットリ３および記憶媒体５を備える。処理サーキットリ３が記憶媒体５に含まれるコンピュータコードを実行するとき、温度計算デバイス１が本明細書で開示された方法を遂行する。
【００３０】
処理サーキットリ３は、本明細書で開示された温度分布計算に関するあらゆる演算を実行することができる適切な中央処理装置（ＣＰＵ）、マルチプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などのうち１つまたは複数の任意の組合せを使用する。
【００３１】
記憶媒体５は、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）または電気的消去プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）などのメモリとして、より詳細にはＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）メモリまたはコンパクトフラッシュメモリなどのフラッシュメモリなど外部記憶装置におけるデバイスの不揮発性記憶媒体として具現される。
【００３２】
図２ａは、溶融金属Ｍに面するように構成された高温の表面Ｈを有する型板７を通る断面を示すものである。通常の鋳造条件の間、型板と溶融金属は、一般的には潤滑性の型フラックスの薄い層によって分離されることが注目され得る。型板７は冷却液で冷却されるように構成されている。この目的のために、型板は、型板７を冷却することによって溶融金属Ｍを冷却するように冷却液を流すことができる複数の冷却スロットを備える。冷却液は一般的には水であり、冷却スロットはこの場合は水冷スロットである。図２ａでは、冷却スロットは明瞭さのために省略されている。
【００３３】
型板７が備える複数の温度センサ９ａ〜９ｎの少なくとも一部分は、型板において、熱伝導方向が型板の高温表面に対する法線方向と直線的に整列する配置はしなくてよい。温度センサ９ａ〜９ｎの少なくとも一部分は、それぞれの隣接した冷却チャネルにおいて対称に配置されなくてよく、または溶融金属レベルの上にあるかもしくは隣接した型板の近くに位置決めされる必要があり、または型板の湾曲、面取りされた縁部もしくはコーナーなど、位相的な複雑性のある領域に配置される。
【００３４】
各温度センサ９ａ〜９ｎは、型板７において設置された位置の温度を検知するように構成されている。このように、温度センサ９ａ〜９ｎから、型板７における複数の温度値が取得され得る。
【００３５】
各温度センサ９ａ〜９ｎは、図２ａおよび図２ｂに示される３つの軸ｘ、ｙ、およびｚによって定義された座標系における座標に関連づけられ、一般的にはｚが垂直軸である。座標系における各温度センサ９ａ〜９ｎの位置は座標によって定義される。温度センサ９ｋは（ｘ９ｋ，ｙ９ｋ，ｚ９ｋ）といった形式の座標を有する。温度センサ９ａ〜９ｎによって測定された温度値は、当該の温度センサ９ａ〜９ｎの位置の温度である。
【００３６】
各温度センサ９ａ〜９ｎは、型板７の座標系におけるそれぞれの基準点１３ａ〜１３ｎに関連づけられている。例えば、温度センサ９ａは基準点１３ａに関連づけられており、温度センサ９ｂは基準点１３ｂに関連づけられている。基準点１３ａ〜１３ｎは、型板７において温度センサ９ａ〜９ｎから間隔を空けた任意の点でよい。基準点１３ａ〜１３ｎは、一般的には、型板７の高温の表面Ｈにおける温度推定を取得することができるように、高温の表面Ｈのすぐ近くまたはＨ上に配置される。
【００３７】
現行の例によれば、各温度センサ９ａ〜９ｎはファイバ光学センサであるが、あるいは例えば熱電対でもよい。型板７は、型板７の一端から対向端まで延在する複数の光ファイバ１１ｊ〜１１ｒを備える。各光ファイバ１１ｊ〜１１ｒが備える、例えばＦＢＧといった複数の温度センサ９ａ〜９ｎが、光ファイバ１１ｊ〜１１ｒの縦方向に沿って分配されている。このように、ｘｚ面において、温度センサ９ａ〜９ｎの稠密なグリッドまたはマトリクスが取得され得る。図２ａに表された断面にはそのような光ファイバ１１ｊが１つしか示されていないが、図２ｂには、型板７のｘ軸に沿って分配された複数の光ファイバ１１ｊ〜１１ｒが示され、ｚ軸に沿って縦方向に延在している。
【００３８】
現行の方法により、以下で説明されるように、温度センサ９ａ〜９ｎから取得された温度値に基づいて基準点１３ａ〜１３ｎの温度を推定することが可能になる。
【００３９】
ステップＳ１において、温度計算デバイス１は、型板７に用意された複数のセンサ９ａ〜９ｎの各々から、一般的には型板７においてｘ軸に沿って分配された複数の光ファイバ１１ｊ〜１１ｒから、温度値を取得する。
【００４０】
ステップＳ２において、ステップＳ１で温度センサ９ａ〜９ｎから取得された各温度値について基準点温度値が特定される。各温度値についてのこの基準点温度値は、それぞれの線形関数またはそれぞれの非線形関数のいずれかによって特定される。線形関数または非線形関数のいずれかが、対応する温度値と対応する基準点における推定温度の間の温度関係を記述する。一例として、温度センサ９ａから温度値Ｔ９ａが取得されたとき、対応する関数が、温度値Ｔ９ａを、基準点１３ａにおける推定温度である基準点温度値Ｔ１３ａに変換する。推定温度はシミュレーションによって取得され得る。
【００４１】
線形関数は、次の式（１）のように表現され得、
ｆ９ｉ（Ｔ９ｉ）＝ｃ９ｉ・Ｔ９ｉ＋ｄ９ｉ＝Ｔ１３ｉ  （１）
ここでｉは１とｎ×ｒの間の数であり、ｃ９ｉは補正ファクタであって、ｄ９ｉは温度センサ９ｉ用の補正項である。それぞれの線形関数ｆ９ｉが、定数である補正ファクタｃ９ｉと、やはり定数である補正項ｄ９ｉとを含む。関数ｆ９ｉは、関連する温度センサと基準点９ｉおよび１３ｉとの各対について固有のものである。
【００４２】
あるいは、温度センサから取得された温度値と対応する基準点における推定温度の間の温度関係を記述するために一般的な非線形関数の定式化が使用され得る。この一般的な定式化は、次の式（２）のように表現され得、
ｆ９ｉ（Ｔ９ｉ）＝Ｔ１３ｉ＝ｇ（ｄｌ，Ｔ９ｉ，Ｍ）  （２）
ここでｇはセンサ点９ｉにおける温度Ｔ９ｉの一般的な非線形関数であり、ｄｌはＭの定数パラメータｄ１、ｄ２、．．．、ｄｌ、．．．、ｄＭのセットであり、Ｍは１以上の整数であって、ｌは１、２、．．．、Ｍの範囲内にある。関数ｆ９ｉは、関連する温度センサと基準点９ｉおよび１３ｉとの各対について固有のものである。
【００４３】
一例として、そのような非線形関数は、多項式テイラー展開として次の式（３）のように定式化され得、
0006688942.tif 000002
ここでｃ９ｉ，ｋはセンサ点９ｉ用の補正係数のセットであり、ｋは非線形展開項の次数および、０、１、２、．．．、Ｎの範囲にわたる多項式次数の展開の合計であり、Ｎは非線形展開の最大次数である。関数ｆ９ｉは、関連する温度センサと基準点９ｉおよび１３ｉとの各対について固有のものである。
【００４４】
したがって、ステップＳ２において式（１）で表現されるような線形関数が使用されるとき、それぞれの基準点温度値は、対応する関数ｆ９ｉを使用して、対応する温度値に補正ファクタを掛けて積を得てから補正項を加算することによって特定される。それぞれの基準点用の補正係数および補正項は、処理サーキットリ３によって記憶媒体５から抽出され、一方、式（２）で表現される一般的な非線形関数が使用されるときには、それぞれの基準点温度値はパラメータのセットｄｌを使用することによって特定される。定数パラメータは処理サーキットリ３によって記憶媒体５から抽出される。式（３）で表現された非線形多項式関数として提示される一般的な非線形関数が使用されるとき、それぞれの基準点温度値は高次の補正係数のセットｃ９ｉ，ｋを使用することによって特定される。補正係数は処理サーキットリ３によって記憶媒体５から抽出される。このように、基準点における温度の推定である基準点温度値が取得される。
【００４５】
ステップＳ３において、基準点温度値Ｔ１３ｉによって基準点１３ａ〜１３ｎにおける推定温度分布が取得される。温度分布はそれぞれの基準点に関する基準点温度値をもたらす。この温度分布は、一例として、表示器上に視覚的に提示されてよく、またはさらなるデータ分析のために使用されてよい。
【００４６】
提示された方法により、型板７におけるオンライン三次元温度分布が取得され得る。詳細には、高温の表面Ｈにおいて基準点１３ａ〜１３ｎが選択されている場合、高温の表面における温度分布の推定が取得され得る。複数の光ファイバ１１ｊ〜１１ｒにおいて温度センサ９ａ〜９ｎによって形成されるグリッドの密度が十分に高く選択されていれば、型板７における高分解能の温度分布が取得され得る。
【００４７】
一例として式（１）の線形関数を採用すると、温度センサ９ａ〜９ｎによって測定された温度値を変換する関数ｆ９ｉは、以下のように特定され得る。
【００４８】
型板７における熱の非対称かつ非垂直の熱フラックスの方向は、型板７のモデルに基づいて特定され得る。熱の非対称かつ非垂直の熱フラックスを特定することは、詳細には、冷却スロットの境界条件と型板の高温の表面の理想的な等質の熱プロファイルとを用いて、固体媒体における熱伝導に関する偏微分方程式を解くことを包含する。型板７における推定された熱分布は、このようにして、特定の型板の条件に関して三次元で取得され得る。このようにして、当該の型板の条件に関して、それぞれの温度センサのシミュレートされた温度と対応する基準点温度の間の初期の温度関係が取得され得る。例えば、型板の高温の表面にわたる均一な温度分布の特定の型板の条件、型と水の境界面に関する境界条件としての冷却水温および伝熱係数、ならびに型表面の残りに関する型と環境材料の間の伝熱係数を使用するモデルのシミュレーションにより、温度センサの位置においてＴ９ｉ＝２５０℃のシミュレートされた温度、および対応する基準点に関してＴ１３ｉ＝５００℃のシミュレートされた温度が与えられた場合には、Ｔ９ｉおよびＴ１３ｉが既知であるとき、それぞれの温度センサ９ａ〜９ｎに関連した式（１）には２つの未知の定数が存在することになる。これら未知の定数は、対応する補正ファクタｃ９ｉおよび補正項ｄ９ｉである。少なくとも２つの異なる、型板の固有の熱的条件を使用して、それぞれの場合についてシミュレートすると、それぞれの温度センサ９ａ〜９ｎに関連したそれぞれの方程式系が取得され得、それぞれが少なくとも２つの初期の温度関係を含有している。それぞれのそのような方程式系を解くと、温度センサ９ａ〜９ｎに関連した補正ファクタｃ９ｉおよび補正項ｄ９ｉが取得され得、これらは型板７の三次元温度分布、非垂直の熱伝導および／または熱の非対称性を反映するものであり、したがって、それぞれのｃ９ｉおよびｄ９ｉが既知の状況で式（１）の温度関係が取得される。このように、基準点温度値は、以前に説明されたようなステップＳ２において特定され得る。したがって、本発明は、型板の高温の表面に対して垂直な一次元の熱伝導に限定され得ない。感知点におけるこの非垂直の熱伝導は、ファイバ光学センサの非対称の配置、板の特定領域の範囲内の非平坦な型板、型板の後部における不均一な冷却チャネル配置、溶融金属レベルの上にあるかもしくは隣接した型板の近くまたはコーナーの温度センサの配置によってもたらされ得るものであり、したがって非垂直の熱伝導方向をもたらす。
【００４９】
類似の原理が多項式または一般的な非線形関数の場合に適用可能である。
【００５０】
温度計算デバイス１は、温度計算デバイス１と、複数の温度センサ９ａ〜９ｎ、詳細には型板の中に用意されるように構成された複数のファイバ光学センサとを備えるシステムにおいて利用され得、ファイバ光学センサは、例えばファイバブラッグ格子（ＦＢＧ）センサ、干渉ファイバセンサ、光学ファイバの偏光センサ、ファイバの光マイクロベンドセンサ、ラマン散乱、ブルリアン散乱またはレイリー散乱に基づく時間領域または周波数領域における分散型ファイバの光センサ、といったタイプのうち任意のものであり得る。
【００５１】
本発明概念は、いくつかの例を参照しながら主として上記で説明されてきた。しかしながら、当業者には容易に理解されるように、上記で開示されたもの以外の実施形態は、添付の特許請求の範囲によって定義されるように本発明概念の範囲内で同様に可能である。
【図１】
0006688942.tif 000003
【図２ａ】
0006688942.tif 000004
【図２ｂ】
0006688942.tif 000005
【図３】
0006688942.tif 000006