(57)【要約】【課題】  放射計式温度計を用いて連続鋳造されつつある連続鋳造機内の鋳片の表面温度を測定するにあたり、水蒸気の影響を受けることなく、正確に鋳片表面温度を測定する。【解決手段】  連続鋳造機内の鋳片１１の表面温度を、放射計式温度計１２を用いて測定するに際し、電磁式遮断弁１３の作動により、スプレーノズル５からの鋳片表面の温度測定対象範囲への二次冷却水の噴霧を一時的に中断し、鋳片表面の温度測定対象範囲での二次冷却水による水蒸気の発生を抑制した状態で、前記放射計式温度計で鋳片の表面温度を測定する。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造機内の鋳片の表面温度を、放射計式温度計を用いて測定するに際し、鋳片表面の温度測定対象範囲への二次冷却水の噴霧を一時的に中断し、鋳片表面の温度測定対象範囲での二次冷却水による水蒸気の発生を抑制した状態で、前記放射計式温度計で鋳片の表面温度を測定することを特徴とする、連続鋳造機内の鋳片表面温度測定方法。
【請求項２】
連続鋳造機の二次冷却水のスプレー配管に設けられた、二次冷却水を通水または遮断するための遮断弁と、前記遮断弁によって二次冷却水の噴霧が制御される範囲の鋳片表面を温度測定対象とする放射計式温度計と、を備えた鋳片表面温度測定装置であって、鋳造中に、前記遮断弁の作動により一時的に二次冷却水を遮断し、その状態で前記放射計式温度計により鋳片の表面温度を測定することを特徴とする、連続鋳造機内の鋳片表面温度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造機で鋳造されている連続鋳造機内の鋳片の表面温度を測定する方法及び測定する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼の連続鋳造工程において、連続鋳造機で鋳造されつつある鋳片の表面温度を知ることは、鋳片の曲げや曲げ戻しの応力に起因する鋳片表面割れの発生を防止したり、直送圧延に必要な鋳片温度を確保するための二次冷却水の量や分布を設定したりする上で、極めて重要である。そのために、連続鋳造されている連続鋳造機内の鋳片の表面温度を測定することが従来から行われている（例えば、特許文献１や特許文献２を参照）。
【０００３】
高温物体の表面温度測定方法としては、大別して２つの方法がある。１つは高温物体の表面に熱電対などの測温素子を溶接または接触させて測定する方法であり、他の１つは、高温物体から放射される熱放射エネルギーを非接触で検出する放射計式温度計による測定方法である。前者の場合、測温は安定且つ正確であるが、測定物体が移動を伴う場合には実用上困難であり、従って、連続鋳造機内の鋳片の表面温度は、特許文献１及び特許文献２などのように、放射計式温度計により測定されるのが一般的である。
【０００４】
放射計式温度計で高温物体の表面温度を測定する場合に、雰囲気中に水蒸気が存在すると、測定精度は低下する。連続鋳造機内で鋳造されつつある鋳片は、二次冷却帯のスプレーノズルから噴霧される二次冷却水によって冷却されており、鋳片表面は発生する水蒸気によって覆われることから、放射計式温度計の測定精度は低下する。特に近年、連続鋳造機の生産性向上の観点から鋳片の引き抜き速度が増速され、その結果、限られた連続鋳造機の長さの範囲内で凝固を完了させる必要があることから、連続鋳造機内で鋳片を冷却するための二次冷却水は、従来では１リットル／ｋｇ程度であった、鋳片１ｋｇあたりの二次冷却水量（「比水量」と呼ばれる）が、最近では２リットル／ｋｇ程度にまで増加され、鋳片の冷却によって生ずる水蒸気の量は以前に比べて更に多くなり、連続鋳造機内の鋳片が全く視認できない場合も発生する。このような環境では、放射計式温度計による鋳片表面温度の測定は極めて困難であり、特に、高温物体から放射される赤外線を検知する赤外線放射温度計の場合は、全く使用できない状況となっている。
【０００５】
放射計式温度計で鋳片の表面温度を測定する際に、水蒸気の影響を防止する方法として雰囲気をエアーパージする方法が広く行われている（例えば、特許文献３を参照）。しかしながら、発生する水蒸気が多い場合には、エアーパージしても水蒸気の影響を完全に取り除くことはできず、放射計式温度計による鋳片表面温度の測定値に絶対の信頼性が置けない状況を余儀なくされていた。
【特許文献１】特開昭５４−３２１３０号公報
【特許文献２】特開昭５６−１５１１５５号公報
【特許文献３】特開昭５２−７０８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、放射計式温度計を用いて連続鋳造されつつある連続鋳造機内の鋳片の表面温度を測定するにあたり、水蒸気の影響を受けることなく、正確に測定することのできる測定方法及び測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明に係る連続鋳造機内の鋳片表面温度測定方法は、連続鋳造機内の鋳片の表面温度を、放射計式温度計を用いて測定するに際し、鋳片表面の温度測定対象範囲への二次冷却水の噴霧を一時的に中断し、鋳片表面の温度測定対象範囲での二次冷却水による水蒸気の発生を抑制した状態で、前記放射計式温度計で鋳片の表面温度を測定することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明に係る連続鋳造機内の鋳片表面温度測定装置は、連続鋳造機の二次冷却水のスプレー配管に設けられた、二次冷却水を通水または遮断するための遮断弁と、前記遮断弁によって二次冷却水の噴霧が制御される範囲の鋳片表面を温度測定対象とする放射計式温度計と、を備えた鋳片表面温度測定装置であって、鋳造中に、前記遮断弁の作動により一時的に二次冷却水を遮断し、その状態で前記放射計式温度計により鋳片の表面温度を測定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、放射計式温度計で鋳片表面温度を測定する部位のみを、しかも、測定する期間のみ、二次冷却水の噴霧を中断して測定するので、二次冷却水を停止することによる鋳片への影響を最小限に抑えながら、水蒸気の影響を受けることなく、鋳片の表面温度を精度良く測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図１は、本発明に係る表面温度測定装置が設置されたスラブ連続鋳造機の概略図、図２は、図１のＸ−Ｘ’矢視による概略図である。
【００１１】
図１及び図２において、スラブ連続鋳造機の水平帯には、上フレーム１Ａ及び下フレーム１Ｂからなる第ｎ番目のロールセグメント１（以下、「第ｎロールセグメント１」と記す）と、その下流側に、上フレーム２Ａ及び下フレーム２Ｂからなる第ｎ＋１番目のロールセグメント２（以下、「第ｎ＋１ロールセグメント２」と記す）とが、鋳造方向に接続して配置されている。ここで、ロールセグメントとは、鋳造される鋳片１１を支持・案内するためのガイドロールが複数対配置された装置であり、図１で示す第ｎロールセグメント１及び第ｎ＋１ロールセグメント２ともに、五対のガイドロール群を備えている。尚、ロールセグメントは、鋳型直下の上流側から下流側に向かって、順に「１番からの通し番号」が付与され、その番号で特定されるのが通常であり、また、ガイドロールは、鋳片１１を挟んで相対する一対が１組となって鋳片１１を支持しており、ここでは、鋳片１１に対して上面側のガイドロールをガイドロール３と表示し、鋳片１１に対して下面側のガイドロールをガイドロール４と表示している。
【００１２】
第ｎロールセグメント１の上フレーム１Ａには、スプレー配管７が設置され、隣り合うガイドロール３の間隙には、スプレー配管７の先端に取り付けられたスプレーノズル５が設置され、また、第ｎロールセグメント１の下フレーム１Ｂには、スプレー配管８が設置され、隣り合うガイドロール４の間隙には、スプレー配管８の先端に取り付けられたスプレーノズル６が設置されている。これと同様に、第ｎ＋１ロールセグメント２の上フレーム２Ａには、スプレー配管９が設置され、隣り合うガイドロール３の間隙には、スプレー配管９の先端に取り付けられたスプレーノズル５が設置され、第ｎ＋１ロールセグメント２の下フレーム２Ｂには、スプレー配管１０が設置され、隣り合うガイドロール４の間隙には、スプレー配管１０の先端に取り付けられたスプレーノズル６が設置されている。スプレーノズル６は、冷却水のみを噴霧する水スプレーノズルであっても、また、冷却水とともに空気を噴射するエアーミストスプレーであっても、どちらでも構わない。
【００１３】
第ｎロールセグメント１と第ｎ＋１ロールセグメント２との境界部の斜め上方には、放射計式温度計として、赤外線放射温度計１２が設置されている。この赤外線放射温度計１２は、図２に示すように、鋳片１１の上面側の全表面各位置を温度測定対象としている。赤外線放射温度計１２にはケーブルが接続され、測定したデータが別途設置した記憶部に出力されるようになっているが、図１及び図２では省略している。図２における符号１４は、ガイドロール３，４を保持するための軸受部である。
【００１４】
赤外線放射温度計１２をロールセグメントの境界部に設置する理由は、ロールセグメントの境界部の上方には、その部位を覆う設備が設置されておらず、連続鋳造機内の鋳片１１の表面全体を、上方から観察することができるからである。但し、赤外線放射温度計１２の設置位置は、このようなロールセグメントの境界部に限るものではなく、表面温度を測定する目的に応じて設置位置を決めればよく、如何なる位置に設置しても本発明を適用することができる。また、図１及び図２では、赤外線放射温度計１２を雰囲気から守るための防熱カバーなどを設置していないが、赤外線放射温度計１２の配置される環境条件に応じて、防熱カバーなどを適宜取り付けることとする。また更に、ここでは、水平帯に設置されたロールセグメントの境界部を赤外線放射温度計１２の設置位置としているが、水平帯に限るものではなく、垂直部や湾曲部であっても設置することができる。
【００１５】
尚、本発明における放射計式温度計とは、赤外線放射温度計１２に限るものではなく、高温物体から放射される熱放射エネルギーに基づいて表面温度を測定する装置の全てのことであり、赤外線放射温度計１２のように赤外線を検出したり、放射温度計のように測定される輝度から温度を求めたりする方法があるが、熱放射エネルギーに基づいて表面温度を測定する方法である限り、放射計式温度計と定義する。
【００１６】
そして、上フレーム２Ａに設置されたスプレー配管９のなかで、第ｎロールセグメント１と第ｎ＋１ロールセグメント２との境界部に配置されたスプレーノズル５へのスプレー配管９には、二次冷却水を、遠隔で通水または遮断するための電磁式遮断弁１３が設置されている。
【００１７】
このようにして構成される表面温度測定装置を用い、以下のようにして鋳片１１の表面温度を測定する。
【００１８】
即ち、測定時期になったなら、自動的にまたは手動的に電磁式遮断弁１３を閉状態として、スプレーノズル５への二次冷却水の供給を停止する。二次冷却水の供給停止により、その部位の二次冷却水による水蒸気の発生が抑制され、赤外線放射温度計１２の視界を遮るものはなくなり、その状態で赤外線放射温度計１２により鋳片１１の表面温度を測定する。表面温度の測定が終了したなら、自動的にまたは手動的に電磁式遮断弁１３を開状態として、一時的に中断した二次冷却水の供給を再開する。二次冷却水の供給停止期間は、２０秒間程度確保できれば十分である。この操作を繰り返し実施して、鋳片１１の表面温度を所定の間隔で測定する。
【００１９】
このように、本発明によれば、鋳片表面温度を、赤外線放射温度計１２などの放射計式温度計により測定する部位のみを、しかも、測定する期間のみ、二次冷却水の噴霧を中断して測定するので、二次冷却水を停止することによる鋳片１１への影響を最小限に抑えながら、水蒸気の影響を受けることなく、鋳片１１の表面温度を精度良く測定することが可能となる。
【実施例１】
【００２０】
厚みが２２０ｍｍ、幅が２１００ｍｍのスラブ鋳片を鋳造する、鋳型内湯面から機端までの長さが４９ｍのスラブ連続鋳造機において、第６ロールセグメントと、第７ロールセグメントとの間隙のスプレー配管に電磁式遮断弁を設置するとともに、この間隙から鋳片を臨む斜め上方位置に赤外線放射温度計を設置した。そして、鋳造速度を２．２ｍ／分及び２．４ｍ／分、二次冷却水の比水量を２．０リットル／ｋｇとしてスラブ鋳片を鋳造する際に、赤外線放射温度計により鋳片の表面温度を測定した。図３に測定結果を示す。
【００２１】
先ず、電磁式遮断弁を「開」状態のまま、つまり、二次冷却スプレー水を噴霧した状態のままで赤外線放射温度計による温度測定を試みたが、鋳片表面から発生する水蒸気によって鋳片を視認できず、温度測定はできなかった。そこで、電磁式遮断弁を「閉」、つまり二次冷却スプレー水を停止して温度測定を試みたところ、電磁式遮断弁を「閉」としてから約５秒間経過した時点から赤外線放射温度計による温度測定が可能となり、それ以降継続して温度測定が可能であった。
【００２２】
電磁式遮断弁を「閉」としてから約５０秒間経過した時点で、再び電磁式遮断弁を「開」とした。その時点から再び鋳片は水蒸気で覆われ、赤外線放射温度計による温度測定が不可能となった。
【００２３】
以降、同様の電磁式遮断弁の開閉操作を２回繰り返し実施した結果、電磁式遮断弁を「閉」とすることで、１回目の操作と同様に、赤外線放射温度計による温度測定が可能であった。また、３回目の直前には、鋳造速度を２．２ｍ／分から２．４ｍ／分に増速した結果、鋳片表面温度の上昇が認められた。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る表面温度測定装置が設置された連続鋳造機の概略図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ’矢視による概略図である。
【図３】本発明を適用して鋳片表面温度を測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  第ｎロールセグメント
１Ａ  上フレーム
１Ｂ  下フレーム
２  第ｎ＋１ロールセグメント
２Ａ  上フレーム
２Ｂ  下フレーム
３  ガイドロール
４  ガイドロール
５  スプレーノズル
６  スプレーノズル
７  スプレー配管
８  スプレー配管
９  スプレー配管
１０  スプレー配管
１１  鋳片
１２  赤外線放射温度計
１３  電磁式遮断弁
１４  軸受部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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