JP2002039865A - 搬送中の線材コイルの温度測定方法及び冷却方法、並びに圧延中の線材の冷却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】線材コイル全体の温度を廉価に測定できる方法
の提供。 【解決手段】コンベア上部h＝h1＋h2の距離にあり、測
温走査範囲RS＝2h・tan｛（θ1）/2｝、RC≦RSで、走査
方向がコイル搬送方向に 45〜135゜の角度θS、走査角
中心での視野径が線材径未満の走査型放射温度計で、D
≦RC≦Wの線材コイル温度をt1≧t2の走査速度で測定
し、搬送方向に分割したゾーンの所定時間毎の最高温度
からそのゾーンの線材コイル温度を求める。ここで、 D
は線材コイルリング外径、RCは線材コイルの搬送方向と
直角な方向の幅、 Wはコンベア幅、RSは温度計の線材コ
イル搬送方向と直角な方向での測温走査範囲、 hはコン
ベアから温度計の受光素子までの距離、h1は温度計の焦
点距離、h2はコンベアと線材コイル表層部との距離、θ
1はθSが90゜の時の温度計の測温走査角度、t1は温度計
視野の線材コイル通過時間、t2は温度計の受光素子の応
答時間である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は、搬送中の線材コイ
ルの温度測定方法及び冷却方法、並びに圧延中の線材の
冷却方法に関する。詳しくは、走査型放射温度計を用い
て熱間圧延後コンベア上に非同心の互いに相重なり合っ
たリング状に載置されて搬送される線材コイルの温度を
測定する方法、及び前記線材コイルの各部位における温
度偏差を小さくするとともに目標とする温度に近づける
ための、前記線材コイルを冷却する方法と圧延中の線材
を冷却する方法とに関する。

【０００３】

【０００４】

【従来の技術】熱間圧延後コンベア上に非同心の互いに
相重なり合ったリング状に載置されて搬送される線材コ
イル（以下、「熱間圧延後コンベア上に非同心の互いに
相重なり合ったリング状に載置されて搬送される線材コ
イル」を簡単のために、「線材コイル」ともいう）は、
その搬送方向に対して直角な方向（以下、線材コイルの
「搬送方向と直角な方向」を線材コイルの「幅方向」と
もいう）の両端部でリングの重なりが密、中央部ではリ
ングの重なりが粗となっている。

【０００５】

【０００６】線材コイルの機械的性質にバラツキがある
と、最終製品（部品）の機械的性質にもバラツキが生じ
る場合があるため、前記幅方向でリング密度が異なる線
材コイルの各部位における機械的性質を均一化すること
が重要である。線材コイルの各部位における機械的性質
を均一化するには、第一に線材コイルを均一に冷却する
ことが重要である。このため、特開昭５６−８４４２４
号公報や特開昭５６−９０９２８号公報などに線材コイ
ルを均一に冷却する技術が開示されているが、線材コイ
ルを均一に冷却するためには、線材コイル全体の温度
（温度分布）を正確に把握する必要がある。

【０００７】

【０００８】しかし、従来は、線材圧延中の線材や搬送
コンベア上の線材コイルの測温には、視野が数ｍｍのス
ポット型放射温度計が用いられていた。この場合、正し
い測温結果を得るためには、スポット型放射温度計にお
ける数ｍｍの視野の一定面積以上が、測温の対象である
線材や線材コイルで満たされていること、すなわち視野
欠けしていないことが必要である。

【０００９】

【００１０】上記スポット型放射温度計を用いて、線材
コイルの側面からその両端部の温度を測定する場合に
は、前記したように線材コイルの端部が中心に比べてリ
ングの重なりが密であるため、大きな視野欠けを起こす
心配はないものの、得られた結果は線材コイル側面部の
みの温度であって、中央部をも含めた線材コイル全体の
温度（温度分布）ではない。

【００１１】

【００１２】一方、複数台のスポット型放射温度計を、
搬送コンベア上部のコイル中央部から両端部にかかる位
置に固定設置して線材コイルの温度を測定する場合に
は、温度計を設置した各位置においては、線材コイルの
リングの重なりの程度、つまり線材コイルのリング密度
に応じ、一定時間内の測温結果の最大値を抽出するなど
の手段をとることによって視野欠け対策とすることはで
きるものの、線材コイルはその幅方向（搬送方向に対し
て直角な方向）に蛇行することがあるため、線材コイル
幅方向の特定位置における温度を正確に測定することが
できない。更に、上記の方法で線材コイル全体の温度分
布を測定するためには、線材コイルの幅方向に測定点の
漏れが生じないように極めて多数の温度計を設置する必
要があるので、温度計設置台数の増加による設備費用や
保守費用が嵩むという問題もある。

【００１３】

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みなされたもので、その目的は、熱間圧延後コンベア
上に非同心の互いに相重なり合ったリング状に載置され
て搬送される線材コイル全体の温度（温度分布）を廉価
に測定できる方法を提供することである。本発明のもう
１つの目的は、前記線材コイルの各部位における温度偏
差を小さくするとともに目標とする温度に近づけて、線
材コイルに均一な機械的性質を確保させるための、前記
線材コイルを冷却する方法と圧延中の線材を冷却する方
法とを提供することである。

【００１５】

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
（１）に示す搬送中の線材コイルの温度測定方法、
（２）に示す線材コイルの冷却方法及び、（３）に示す
圧延中の線材の冷却方法にある。

【００１７】

【００１８】（１）熱間圧延後コンベア上に非同心の互
いに相重なり合ったリング状に載置されて搬送される下
記 (1)式を満たす線材コイルの温度をその搬送方向に対
して任意の方向のゾーンに分割して測定する方法であっ
て、コンベア上での測温走査範囲が下記 (2)式と (3)式
を満たすとともに測温走査方向が線材コイルの搬送方向
に対して４５〜１３５゜の範囲にある角度θＳの方向
で、その位置がコンベア上部の下記 (4)式を満たす距離
ｈにあり且つ、視野径が下記 (5)式を満たす走査型放射
温度計を用いて、前記線材コイルの温度を温度計の走査
速度が下記 (6)式を満たすようにして測定し、搬送方向
に対して任意の方向に分割した各ゾーンにおける所定時
間毎の最高温度からそのゾーンの線材コイル温度を求め
る搬送中の線材コイルの温度測定方法。

【００１９】

【００２０】Ｄ≦ＲＣ≦Ｗ・・・(1) ＲＣ≦ＲＳ・・・(2) ＲＳ＝２ｈ・ｔａｎ｛（θ１）／２｝・・・(3) ｈ＝ｈ１＋ｈ２・・・(4) ｄｓ_h1≦ｄ・・・(5) ｔ１≧ｔ２・・・(6) ここで、Ｄは線材コイルのリング外径（ｍｍ）、ＲＣは
コンベア上の線材コイルのその搬送方向と直角な方向で
の幅（ｍｍ）、Ｗはその上で線材コイルを搬送可能なコ
ンベアの幅（ｍｍ）、ＲＳはコンベア上での走査型放射
温度計のコンベア上線材コイル搬送方向と直角な方向で
の測温走査範囲（ｍｍ）、ｈはコンベアから走査型放射
温度計の受光素子までの距離（ｍｍ）、ｈ１は走査型放
射温度計の焦点距離（ｍｍ）、ｈ２はコンベアから線材
コイル表層部までの距離（ｍｍ）、θ１はθＳが９０゜
の時の走査型放射温度計の測温走査角度（゜）、ｄｓ_h1
は走査型放射温度計の受光素子からｈ１の距離における
走査型放射温度計の視野径（ｍｍ）、ｄは線材の直径
（ｍｍ）、ｔ１は走査型放射温度計の視野を線材コイル
が通過する時間（ｓ）、ｔ２は走査型放射温度計の受光
素子の応答時間（ｓ）である。

【００２１】

【００２２】（２）熱間圧延後コンベア上に非同心の互
いに相重なり合ったリング状に載置されて搬送される前
記 (1)式を満たす線材コイルを冷却する方法であって、
線材コイルの搬送ラインに冷却装置を設け、上記（１）
に記載の方法で測定した、線材コイルの搬送方向に対し
て任意の方向に分割された各ゾーンの線材コイルの温度
に応じて、前記冷却装置から線材コイルに吹き付ける冷
媒の温度及び量を調節することを特徴とする線材コイル
の冷却方法。

【００２３】

【００２４】（３）熱間圧延後コンベア上に非同心の互
いに相重なり合ったリング状に載置されて搬送される前
記 (1)式を満たす線材コイルの上流で圧延途中の線材を
冷却する方法であって、線材の熱間圧延ラインに冷却装
置を設け、上記（１）に記載の方法で測定した、線材コ
イルの搬送方向に対して任意の方向に分割された各ゾー
ンの線材コイルの温度に応じて、前記冷却装置から熱間
圧延中の線材に吹き付ける冷媒の温度及び量を調節する
ことを特徴とする圧延中の線材の冷却方法。

【００２５】

【００２６】なお、「コンベアから走査型放射温度計の
受光素子までの距離ｈ」は、具体的には図１（ｂ）に示
すように、コンベアの線材コイル載置面から走査型放射
温度計の受光素子までの距離を指す。又、「コンベア上
の線材コイルのその搬送方向と直角な方向での幅ＲＣ」
は、図１（ｂ）に示すようにコンベア上での線材コイル
の最大の広がり幅をいう。

【００２７】

【００２８】前記θＳが９０゜の時の走査型放射温度計
の測温走査角度θ１は、走査型放射温度計自体の走査角
度をθとすると（図１（ｃ）参照）下記 (7)式で表され
る。

【００２９】

【００３０】 θ１＝２ｔａｎ^-1｛ｔａｎ（θ／２）・ｃｏｓθＳ｝・・・(7) 線材コイルの搬送方向に対して任意の方向のゾーンは単
に任意の数に分割しさえすればよく、均等分割する必要
はない。

【００３１】

【００３２】本発明者らは、前記した課題を解決するた
めに種々の調査・検討を行った。その結果、下記の知見
を得た。

【００３３】

【００３４】（ａ）線材コイル全体の温度（温度分布）
を廉価に測定するためには、走査型放射温度計を用い
て、その測温走査方向、走査角度及び設置位置を適正化
するとともに、走査速度と受光素子の応答時間との関係
を適正化すればよい。 （ｂ）走査型放射温度計の走査速度と受光素子の応答時
間との関係が適正な場合には、温度計の視野が測温対象
である線材コイルにかかり始めた位置から測定温度は徐
々に上がり出し、温度計の受光素子の応答時間を経過し
た位置で、測温対象の線材コイルの温度として表示され
る。したがって、所定時間内の最高温度が測温対象とな
る線材の温度を示すことになる。

【００３５】

【００３６】（ｃ）前記（ｂ）の「所定時間」は、線材
コイルの搬送速度、線材コイルのリング間隔及び走査型
放射温度計の走査速度から決定すればよい。

【００３７】

【００３８】（ｄ）搬送中の線材コイルの温度を、線材
コイル搬送方向の任意方向に測温ゾーンを分割して測温
し、その結果を用いて線材コイル冷却装置の冷媒の温度
と量を調節すれば線材コイルを均一に冷却できるととも
に所定の温度に調整できるので、線材コイルの各部位に
おける機械的性質を均一化することができる。 （ｅ）搬送中の線材コイルの温度を、線材コイル搬送方
向の任意方向に測温ゾーンを分割して測温し、その結果
を用いて熱間圧延中の線材を冷却する装置の冷媒の温度
と量を調節すれば熱間圧延後の線材温度を所定の温度に
調整できるので、前記（ｄ）の搬送中の線材コイルの温
度調節と合わせれば、線材コイルの各部位における機械
的性質を一層均一化することができる。

【００３９】

【００４０】本発明は、上記の知見に基づいて完成され
たものである。

【００４１】

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各要件について詳
しく説明する。

【００４３】

【００４４】図１に、走査型放射温度計、測温対象であ
る線材コイル、線材コイルを搬送するコンベアの関係を
示す。この図１において、（ａ）は平面図、（ｂ）は正
面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線上の断面図である。

【００４５】

【００４６】先ず、測温の対象となる搬送中の線材コイ
ルのリング外径（Ｄ）が、その上で線材コイルを搬送可
能なコンベアの幅（Ｗ）を超える場合には、コンベア上
で線材コイルを搬送できなくなってしまう。したがっ
て、測温の対象である搬送中の線材コイルのリング外径
Ｄとコンベアの幅Ｗに関しては、Ｄ≦Ｗとする必要があ
る。この時、コンベア上の線材コイルのその搬送方向と
直角な方向での幅ＲＣは線材コイルのリング外径Ｄ以上
であり、上記コンベアの幅Ｗ以下である。したがって、
測温の対象である搬送中の線材コイルを前記 (1)式を満
たすものに限定した。

【００４７】

【００４８】次に、走査型放射温度計は、コンベア上で
の測温走査範囲が前記 (2)式と (3)式を満たすととも
に、測温走査方向が線材コイルの搬送方向に対して４５
〜１３５゜の範囲にある角度θＳの方向で且つ、コンベ
ア上部の前記 (4)式を満たす距離ｈに設置する必要があ
る。

【００４９】

【００５０】すなわち、コンベア上での走査型放射温度
計のコンベア上線材コイル搬送方向と直角な方向での測
温走査範囲ＲＳが前記コンベア上の線材コイルのその搬
送方向と直角な方向での幅ＲＣ未満である場合には、測
温走査方向の測定範囲を有効に使えず、測温できない領
域が生じてしまう。

【００５１】

【００５２】又、測温走査方向が線材コイルの搬送方向
に対して４５〜１３５゜の範囲にある角度θＳの方向で
なければ、測温走査毎に得られる測温結果が線材コイル
の幅方向からずれるために、限られた走査範囲内でコイ
ル幅方向全体の測温データが得られない場合がある。

【００５３】

【００５４】更に、コンベアから走査型放射温度計の受
光素子までの距離ｈが、走査型放射温度計の焦点距離ｈ
１とコンベアから線材コイル表層部までの距離ｈ２との
和より大きい場合、又は、前記コンベアから走査型放射
温度計の受光素子までの距離ｈが、走査型放射温度計の
焦点距離ｈ１とコンベアから線材コイル表層部までの距
離ｈ２との和より小さい場合には、放射温度計の視野径
が線材の直径を超える場合があって視野欠けを生じるこ
とがある。

【００５５】

【００５６】同様に、測温走査範囲ＲＳが、距離ｈと、
角度θＳが９０゜の時の走査型放射温度計の測温走査角
度θ１の関係式である２ｈ・ｔａｎ｛（θ１／２）｝よ
り小さい場合、又は、前記ＲＳが２ｈ・ｔａｎ｛（θ１
／２）｝より大きい場合には、放射温度計の視野径が線
材の直径を超える場合があってを視野欠けを生ずること
がある。

【００５７】

【００５８】したがって、本発明においては、走査型放
射温度計を、コンベア上での測温走査範囲が前記 (2)式
と (3)式を満たすとともに測温走査方向が線材コイルの
搬送方向に対して４５〜１３５゜の範囲にある角度θＳ
の方向で且つ、コンベア上部の前記 (4)式を満たす距離
ｈに設置するものとした。

【００５９】

【００６０】なお前記ＲＳは、コンベア上の線材コイル
のその搬送方向と直角な方向での幅ＲＣ以上でありさえ
すればよいがコンベアの幅Ｗの１．２倍以下にすること
が好ましい。

【００６１】

【００６２】ここで、少なくとも線材コイル中央部で視
野欠けを起こさないようにするためには、走査角中心で
の走査型放射温度計の視野径が、測定対象である線材コ
イルを形成する線材の直径ｄよりも小さくなるように光
学系の選定を行うとともに、前記測温走査角度θ１、走
査型放射温度計の焦点距離ｈ１を決定する必要がある。
したがって、走査型放射温度計の受光素子からｈ１の距
離における走査型放射温度計の視野径ｄｓ_h1が線材の直
径ｄ以下となる (5)式の規定を設けた。

【００６３】

【００６４】なお、同一測定走査範囲でコンベアから走
査型放射温度計受光素子までの距離ｈを小さくしすぎる
と、走査型放射温度計自体の走査角度θが大きくなって
光学系の収差による測定誤差が発生する場合があるの
で、前記走査角度θが１００゜以下となるように光学系
の選定及びθ１、ｈ１、測定走査方向を決定するのがよ
い。更に、光学系の選定は、線材コイル幅方向の両端部
を測温できる走査角度での走査型放射温度計の視野径
が、測温対象である線材コイルを形成する線材の直径ｄ
よりも小さくなるように行うことが望ましい。

【００６５】

【００６６】又、走査型放射温度計の走査速度は、その
温度計の視野を前記線材コイルが通過する時間（ｔ１）
が前記温度計の受光素子の応答時間（ｔ２）以上となる
ように設定する必要がある。これは、前記温度計の視野
を線材コイルが通過する時間ｔ１が温度計の受光素子の
応答時間ｔ２未満である場合には、正確な測温データが
得られないからである。

【００６７】

【００６８】したがって、走査型放射温度計の走査速度
が前記 (6)式を満たすように規定した。

【００６９】

【００７０】上記のようにして走査型放射温度計を用い
て測定した線材コイルの温度測定結果を用いて、各ゾー
ンにおける所定時間毎の最高温度を求め、各ゾーン毎の
線材コイル温度を決定することができる。

【００７１】

【００７２】なお、上記「所定時間」ｔｋは、線材コイ
ルの搬送速度をｖ１、線材コイルのリング間隔をＬ、走
査型放射温度計の走査速度をｖ２として、例えば下記の
関係式を満たすように決定すればよい。

【００７３】

【００７４】ｔｋ＝Ｌ／（ｖ１×ｖ２） 具体的な線材コイル温度の決定は、例えば次のような手
順で行うことができる。

【００７５】

【００７６】すなわち、前記のようにして測定した線材
コイルの温度測定結果をアナログ／デジタル変換（Ａ／
Ｄ変換）し、線材コイル密度に応じて１走査当たり特定
の数の温度データ、例えば１００〜１０００点の温度デ
ータとして、測温開始点から測温終了点まで順番に計算
機内部に一時的に記憶させる。

【００７７】

【００７８】この一時的に記憶された温度データｔ
（ｍ、１）〜ｔ（ｍ、ｎ）には、コンベア上の線材コイ
ル両端部から外れたコンベア自体の温度データも含まれ
る。ここで、上記のｍは走査回数、ｎは１走査当たりの
温度データ数で例えば前記した１００〜１０００の整数
である。なお、線材コイル両端部から外れたコンベア自
体の温度と熱間圧延後の線材コイル内部との温度差は通
常１００℃以上ある。このため、ｔ(ｍ、１)〜ｔ(ｍ、
ｎ)の各温度データについて、それぞれ前後の温度デー
タと比較し、低温から高温側に１００℃以上の差が付い
た点の前及び高温から低温側に１００℃以上の差が付い
た点の後、すなわち線材コイル両端から外れたコンベア
自体の温度データを除外することで線材コイルの温度分
布が求まる。線材コイルの測温は、線材コイルの冷却装
置や熱間圧延中の線材の冷却装置の配置等管理したいメ
ッシュに応じて線材コイルの幅方向に測温ゾーンを分割
して行えばよい。

【００７９】

【００８０】図２には、一例として線材コイルの幅方向
にＥ、Ｃ、Ｗと３ゾーンに分割して測温する場合を示
す。この場合、ｔ（ｍ、１）〜ｔ（ｍ、ｎ）の各温度デ
ータはＥ、Ｃ、Ｗの各ゾーンについて、ｔＥ（ｍ、１）
〜ｔＥ（ｍ、ｋ１）、ｔＣ（ｍ、ｋ１＋１）〜ｔＣ
（ｍ、ｋ２）、ｔＷ（ｍ、ｋ２＋１）〜ｔＷ（ｍ、ｎ）
となる。ここで、１＜ｋ１＜ｋ１＋１＜ｋ２＜ｎであ
る。

【００８１】

【００８２】上記ｔＥ（ｍ、１）〜ｔＥ（ｍ、ｋ１）、
ｔＣ（ｍ、ｋ１＋１）〜ｔＣ（ｍ、ｋ２）、ｔＷ（ｍ、
ｋ２＋１）〜ｔＷ（ｍ、ｎ）に３分割された温度データ
毎に一定時間内の最大値を求めることで線材コイル温度
ｔＥｍ、ｔＣｍ、ｔＷｍを検出することができる。

【００８３】

【００８４】上記の温度ｔＥｍ、ｔＣｍ、ｔＷｍと測温
位置での目標温度Ｔとの偏差を求め、その偏差を小さく
するように線材コイルの搬送ラインに設けた冷却装置の
冷媒の量、温度を調整すれば、線材コイルを幅方向に均
一で、しかも特定の冷却速度で冷却することが可能とな
る。したがって、線材コイルに所望の均質な機械的性質
を確保させることができる。又、上記の温度ｔＥｍ、ｔ
Ｃｍ、ｔＷｍと測温位置での目標温度Ｔとの偏差を求
め、その偏差を小さくするように線材の熱間圧延ライン
に設けた冷却装置の冷媒の量、温度を調整することによ
り熱間圧延中の線材を所定の温度まで冷却できるので、
線材コイルも幅方向に均一で、しかも特定の冷却速度で
冷却することができる。

【００８５】

【００８６】

【実施例】線材コイルの搬送方向に１と２の２つのゾー
ン、幅方向にＥ、Ｃ及びＷの３つのゾーンに分割したス
テルモア風冷設備における線材コイルの温度を測定し
た。なお、測温走査方向は線材コイルの搬送方向に対し
てθＳ＝９０゜とし、熱間圧延した線材の素材鋼には通
常の方法で製造されたJIS G 3505に記載のＳＷＲＭ６を
用いた。上記のθＳ＝９０゜の場合には、 (3)式のθ１
＝θ（走査型放射温度計自体の走査角度）となる。

【００８７】

【００８８】走査型放射温度計は、コンベアから走査型
放射温度計の受光素子までの距離ｈを１５００ｍｍとし
て上記１ゾーンの入側と２ゾーンの出側に焦点距離ｈ１
が１３５０ｍｍのもの各１台ずつの計２台を、走査型放
射温度計自体の走査角度θの中心とコンベアの幅方向中
心が一致し、しかも上記のように測温走査方向が線材コ
イルの搬送方向に対して直角、つまりθＳ＝９０゜とな
るように設置した。

【００８９】

【００９０】なお、その上で線材コイルを搬送可能なコ
ンベア幅Ｗは１５００ｍｍ、測温対象である線材コイル
のリング外径Ｄは１２５０ｍｍである。又、コンベア上
の線材コイルのその搬送方向と直角な方向での幅ＲＣは
１５００ｍｍで、コンベアから線材表層部までの距離ｈ
２は１５０ｍｍであった。

【００９１】

【００９２】なお、θ＝θ１＝６０゜、ｈ＝１５００ｍ
ｍであるので (3)式からとしてＲＳを求めると１７３０
ｍｍとなり、これは前記 (2)式を満たす。

【００９３】

【００９４】走査速度は１０Ｈｚとした。これは応答時
間６μｓの受光素子を用いたことと、測温対象である線
材の直径５．５ｍｍ及び線材リング間隔３５ｍｍを考慮
したものである。

【００９５】

【００９６】線材コイル中央部のリング間隔及びコンベ
ア上線材コイルの搬送速度０．２〜０．７ｍ／ｓから、
１走査当たりの測温データ点数は２００点とした。

【００９７】

【００９８】幅方向の温度測定結果をアナログ／デジタ
ル変換（Ａ／Ｄ変換）し、走査温度計の各走査毎の温度
データとして、順番に計算機内部に一時的に記憶させ
た。

【００９９】

【０１００】次いで上記測温走査毎のデータｔ（ｍ、
１）〜ｔ（ｍ、２００）について、前後の温度データ差
を求めた。つまり、ｔ（ｍ、２）−ｔ（ｍ、１）、ｔ
（ｍ、３）−ｔ（ｍ、２）のような計算をｔ（ｍ、２０
０）−ｔ（ｍ、１９９）まで行い、この計算結果のうち
最初に＋１００℃以上の差を生じた点と最初に−１００
℃以下の差を生じた点の間を線材コイルの温度データと
し、それ以外の温度データを線材コイル以外の温度デー
タ、つまりコンベア自体の温度データとして除去した。

【０１０１】

【０１０２】上記の処理状況を模式的に図３に示す。図
３は測温走査１回目と２回目における測温結果を示すも
ので、線材コイルの幅方向に３分割して得たデータのう
ち、ゾーンＥとＷについて両端それぞれ１０データを除
外したことを示している。

【０１０３】

【０１０４】次に、前記３ゾーン毎に温度の最大値を求
め、更に５秒間での最大値を求めて、幅方向の線材コイ
ル温度ｔＥｎ、ｔＣｎ、ｔＷｎを決定した。なお、上記
の時間は前記した線材コイルの搬送速度、走査型放射温
度計の走査速度、線材コイルのリング間隔から決定した
ものである。上記のようにして測定した温度を、図４に
示す。

【０１０５】

【０１０６】次いで、上記のようにして測定した１ゾー
ン入側の温度を用いて、１ゾーン及び２ゾーンに設置し
た風冷設備をフィードフォアード制御し、又、２ゾーン
出側の測温結果を用いて、１ゾーン及び２ゾーンに設置
した風冷設備をフィードバック制御することも行った。

【０１０７】

【０１０８】制御形態の一例を図５に示す。この図の場
合、線材コイル幅方向に３ゾーンに分けた線材コイル搬
送方向の２ゾーン毎に１台のファンで風量調節を行っ
た。なお、フィードフォアード制御では測温結果を更に
１ゾーン及び２ゾーンの風冷ゾーン通過時間で移動平均
するようにした。又、フィードバック制御では、測定結
果を次材以降で反映させるようにした。

【０１０９】

【０１１０】具体的には、フィードフォアード制御、フ
ィードバック制御の場合とも、測定温度ｔｉ、ｔｏと測
定位置での目標温度Ｔｉ、Ｔｏとの偏差Δｔｉ、Δｔｏ
によって各ゾーンでの目標風量Ｑ１、Ｑ２に対する過不
足風量ΔＱ１、ΔＱ２を求め、この過不足風量ΔＱ１、
ΔＱ２をファン回転数Δｎ１、Δｎ２に換算し、ファン
の基準回転数Ｎ１、Ｎ２に対して加減することで風冷設
備のファン回転数ｎ１、ｎ２を決定・調整して風量ｑ
１、ｑ２を確保し、線材コイル幅方向に均一で、且つ、
特定の冷却速度での冷却が行えるようにした。なお、風
冷は３０℃の風を吹き付けて行った。図５においては、
簡単のために、１ゾーン入側での測温結果ｔＥｎ、ｔＣ
ｎ、ｔＷｎをｔｉ、目標温度をＴｉとし、２ゾーン出側
での測温結果も同様にｔｏ、目標温度をＴｏとして記載
した。図６に、上記のようにして線材コイルを風冷した
場合の２ゾーン出側での測温結果を示す。

【０１１１】

【０１１２】この図から、線材コイルの温度に応じて、
風冷装置から線材コイルに吹き付ける風の温度及び量を
調節することで、線材コイルの各部位における温度偏差
を小さくして線材コイルを均一に冷却できることが明ら
かである。次に、冷却後の線材コイルの先端から５０ｍ
位置、ほぼ中央部位置、後端から５０ｍ位置の３箇所か
らＪＩＳ９Ａ号の引張試験片を採取し、引張試験を行っ
た。その結果、引張強さは１０２０〜１１００ＭＰａ
で、線材コイルの各部位における機械的性質を均一化で
きることが判明した。

【０１１３】

【０１１４】更に、測温結果を用いて熱間圧延中の線材
を冷却することも行った。その制御形態の一例を図７に
示す。この図の場合、仕上圧延機出側の水冷設備で線材
圧延方向の３つのゾーンの水量ｗ１、ｗ２、ｗ３に対
し、仕上ブロックミル入側温度計を用いてフィードフォ
アード制御を、風冷設備１ゾーン入側の走査型放射温度
計を用いてフィードバック制御を行えるようにした。

【０１１５】

【０１１６】具体的には仕上ブロックミル入側及び風冷
設備１ゾーン入側での測定温度ｔａ、ｔｉと測定位置で
の目標温度Ｔａ、Ｔｉとの偏差Δｔａ、Δｔｉを用いて
冷却水制御装置によって過不足水量を求めて総水量ｗを
決定し、冷却水量調整装置にて水量ｗ１、ｗ２、ｗ３に
調節し、圧延方向に均一で、且つ、測定位置で目標の温
度となるような冷却水制御が行える様にした。なお、冷
却水は水温２７℃の工業用水を用いて行った。図８に、
上記のようにして線材を水冷した場合の２ゾーン出側で
の測温結果を示す。

【０１１７】

【０１１８】この図から、線材コイルの温度に応じて、
線材水冷装置から熱間圧延中の線材に吹き付ける水の温
度及び量を調節することで、線材コイルの各部位におけ
る温度偏差を小さくして線材コイルを均一に冷却できる
ことが明らかである。次に、冷却後の線材コイルの先端
から５０ｍ位置、ほぼ中央部位置、後端から５０ｍ位置
の３箇所からＪＩＳ９Ａ号の引張試験片を採取し、引張
試験を行った。その結果、引張強さは１０５０〜１０８
０ＭＰａで、線材コイルの各部位における機械的性質を
均一化できることが判明した。更に、測温結果を用いて
熱間圧延中の線材を冷却するとともに、風冷装置から線
材コイルに吹き付ける風の温度及び量を調節することも
行い、その結果、線材コイルの各部位における機械的性
質を一層均一化できることを確認した。

【０１１９】

【０１２０】

【発明の効果】本発明によれば、熱間圧延後コンベア上
に非同心の互いに相重なり合ったリング状に載置されて
搬送される線材コイル全体の温度を廉価に測定できる。
更に、前記線材コイルの各部位における温度偏差を小さ
くするとともに目標とする温度に近づけることができる
ので、線材コイルに均一な機械的性質を確保させること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】走査型放射温度計、測温対象である線材コイ
ル、線材コイルを搬送するコンベアの関係を説明する図
であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は
（ａ）のＡ−Ａ線上の断面図である。

【図２】走査型放射温度計を用いて、線材コイル幅方向
に３分割して測温する例を示す図である。

【図３】実施例において、走査型放射温度計を用いて線
材コイル幅方向に３分割して測温した場合に、計算機を
用いて処理する状況を模式的に説明する図である。

【図４】実施例において信号処理した場合の測温結果の
例を示す図である。

【図５】２台の走査型放射温度計を用いて、風冷設備へ
適用した制御形態の例を示す図である。

【図６】前記図５の制御形態を用いて測温した結果を示
す図である。

【図７】１台の走査型放射温度計を用いて、熱間圧延中
の水冷設備へ適用した制御形態の例を示す図である。

【図８】前記図７の制御形態を用いて測温した結果を示
す図である。

【符号の説明】 ｔｉ、ｔｏ、ｔａ：測定温度 Ｔｉ、Ｔｏ、Ｔａ：測定位置での目標温度 Δｔｉ、Δｔｏ、Δｔａ：測定温度ｔｉ、ｔｏ、ｔａと
目標温度Ｔｉ、Ｔｏ、Ｔａとの偏差 Ｑ１、Ｑ２：目標風量 ΔＱ１、ΔＱ２：過不足風量 ｑ１、ｑ２：実際の風量 Δｎ１、Δｎ２：上記過不足風量ΔＱ１、ΔＱ２のファ
ン回転数への換算 Ｎ１、Ｎ２：風冷設備のファンの基準回転数 ｎ１、ｎ２：ファンの実際の回転数 ｗ、ｗ１、ｗ２、ｗ３：水量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０５Ｄ 23/00 Ｇ０５Ｄ 23/00 Ｆ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱間圧延後コンベア上に非同心の互いに相
   重なり合ったリング状に載置されて搬送される下記 (1)
   式を満たす線材コイルの温度をその搬送方向に対して任
   意の方向のゾーンに分割して測定する方法であって、コ
   ンベア上での測温走査範囲が下記 (2)式と (3)式を満た
   すとともに測温走査方向が線材コイルの搬送方向に対し
   て４５〜１３５゜の範囲にある角度θＳの方向で、その
   位置がコンベア上部の下記 (4)式を満たす距離ｈにあり
   且つ、視野径が下記 (5)式を満たす走査型放射温度計を
   用いて、前記線材コイルの温度を温度計の走査速度が下
   記 (6)式を満たすようにして測定し、搬送方向に対して
   任意の方向に分割した各ゾーンにおける所定時間毎の最
   高温度からそのゾーンの線材コイル温度を求める搬送中
   の線材コイルの温度測定方法。 Ｄ≦ＲＣ≦Ｗ・・・(1) ＲＣ≦ＲＳ・・・(2) ＲＳ＝２ｈ・ｔａｎ｛（θ１）／２｝・・・(3) ｈ＝ｈ１＋ｈ２・・・(4) ｄｓ_h1≦ｄ・・・(5) ｔ１≧ｔ２・・・(6) ここで、Ｄは線材コイルのリング外径（ｍｍ）、ＲＣは
   コンベア上の線材コイルのその搬送方向と直角な方向で
   の幅（ｍｍ）、Ｗはその上で線材コイルを搬送可能なコ
   ンベアの幅（ｍｍ）、ＲＳはコンベア上での走査型放射
   温度計のコンベア上線材コイル搬送方向と直角な方向で
   の測温走査範囲（ｍｍ）、ｈはコンベアから走査型放射
   温度計の受光素子までの距離（ｍｍ）、ｈ１は走査型放
   射温度計の焦点距離（ｍｍ）、ｈ２はコンベアから線材
   コイル表層部までの距離（ｍｍ）、θ１はθＳが９０゜
   の時の走査型放射温度計の測温走査角度（゜）、ｄｓ_h1
   は走査型放射温度計の受光素子からｈ１の距離における
   走査型放射温度計の視野径（ｍｍ）、ｄは線材の直径
   （ｍｍ）、ｔ１は走査型放射温度計の視野を線材コイル
   が通過する時間（ｓ）、ｔ２は走査型放射温度計の受光
   素子の応答時間（ｓ）である。
2. 【請求項２】熱間圧延後コンベア上に非同心の互いに相
   重なり合ったリング状に載置されて搬送される前記 (1)
   式を満たす線材コイルを冷却する方法であって、線材コ
   イルの搬送ラインに冷却装置を設け、請求項１に記載の
   方法で測定した、線材コイルの搬送方向に対して任意の
   方向に分割された各ゾーンの線材コイルの温度に応じ
   て、前記冷却装置から線材コイルに吹き付ける冷媒の温
   度及び量を調節することを特徴とする線材コイルの冷却
   方法。
3. 【請求項３】熱間圧延後コンベア上に非同心の互いに相
   重なり合ったリング状に載置されて搬送される前記 (1)
   式を満たす線材コイルの上流で圧延途中の線材を冷却す
   る方法であって、線材の熱間圧延ラインに冷却装置を設
   け、請求項１に記載の方法で測定した、線材コイルの搬
   送方向に対して任意の方向に分割された各ゾーンの線材
   コイルの温度に応じて、前記冷却装置から熱間圧延中の
   線材に吹き付ける冷媒の温度及び量を調節することを特
   徴とする圧延中の線材の冷却方法。