JP2003185501A - 鋼板の表面温度測定方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定値の代表性を損なうことなく、測定精度
が高められた鋼板の表面温度測定方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】 表面温度測定装置１は、放射温度計１１
と、被測温鋼板Ｓと対向する位置に先端が配置され、後
端が放射温度計１１に接続された光ファイバ１２と、被
測温鋼板Ｓと光ファイバ１２の先端との間に光導波路と
しての水柱Ｗを形成するべく、被測温鋼板Ｓ表面に向け
て温水を噴射するノズル１３と、ノズル１３に温水を供
給するための昇温手段１４とを備える。ノズル１３は、
水柱Ｗを形成する温水の水圧を、被測温鋼板Ｓ表面の測
温箇所における沸騰状態が膜沸騰状態を維持する水圧に
して噴射し、昇温手段１４は、水柱Ｗを形成する温水の
温度を、被測温鋼板Ｓ表面の測温箇所における沸騰状態
が膜沸騰状態を維持する温度に昇温する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱延鋼板や厚板の
製造工程における鋼板の表面温度測定方法及びその装置
に関し、特に、冷却工程における高温の鋼板の表面温度
を測定するのに好適な表面温度測定方法およびその装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱延鋼板や厚板を製造する上で必要とな
る、熱間圧延工程又はその後の冷却工程における鋼板の
温度を放射測温するためには、鋼板からの熱放射光（以
下、放射光という）の光路を安定的に確保する技術が不
可欠とされている。特に、冷却工程では、鋼板周辺に多
量の冷却水が飛散していたり、鋼板が冷却水で半ば水没
している環境にあり、斯かる冷却水から受光すべき放射
光の光路を安定的に確保する必要がある。このような課
題を解決することを目的とした従来技術として、特開昭
５９−１００２２４号公報や特開平９−３１６５４４号
公報に開示された技術が知られている。

【０００３】特開昭５９−１００２２４号公報には、当
該公報の第４図に示すように、ノズルヘッダーから清浄
水を鋼板に向けて噴射することにより、鋼板とノズルヘ
ッダー間に清浄水柱を形成し、当該清浄水柱（以下、水
柱という）を介して鋼板表面からの放射光を受光し、測
温する技術が開示されている。つまり、この水柱が光導
波路の役割を果たしている。このように、多量の冷却水
が存在する環境の中で、放射光の光路を安定的に確保す
るためには、水柱を用いることが一つの方法であるとい
える。ここで、鋼板表面からの放射光は水の中で減衰す
ることが知られている。その減衰率は、放射光が通過す
る水中距離（特開昭５９−１００２２４号公報における
（１）式中の距離Ｌ）の関数で記述できるので、当該水
中距離を超音波を用いて測定し、この測定結果に基づい
て測温値を補正することが前記公報に開示されている。

【０００４】特開平９−３１６５４４号公報は、前記特
開昭５９−１００２２４号公報に記載された技術の問題
点である装置の大きさや、使用する清浄水の量を改善す
べくなされたものであり、ノズルヘッダー等の装置構成
に改良を施した技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の発明者らは、
鋭意研究した結果、従来技術における以下の問題点を見
出した。

【０００６】つまり、上記従来技術における温度測定法
（以下、従来法という）では、鋼板表面に水柱を衝突さ
せることにより、鋼板表面が冷却され、この冷却された
表面からの放射光を測定するために、測温値の代表性が
損なわれることになるという問題がある。さらには、冷
却された鋼板表面の温度低下の程度が変動することも問
題である。

【０００７】より詳細に説明すれば、例えば、熱間仕上
出側における鋼板温度は、通常６００℃以上であるの
で、光導波路としての水柱は、鋼板を冷却する冷却水と
しても機能することになる。この際、鋼板温度が高温で
あるため、鋼板表面では冷却水が沸騰した状態となる。
この沸騰状態として、膜沸騰状態と核沸騰状態（及び両
者の移行状態である遷移沸騰状態）とが存在する。

【０００８】膜沸騰状態とは、鋼板表面と冷却水の間に
蒸気膜が存在する状態であり、その蒸気膜の存在によっ
て、熱流束（熱伝達率）が小さく、冷却能が低くなる。
このため、膜沸騰状態では、水柱の冷却に起因した鋼板
表面の温度低下は小さいものとなる。

【０００９】一方、核沸騰状態とは、鋼板表面に蒸気膜
が存在しなくなり、鋼板表面に直接冷却水が接触するよ
うになった状態であり、熱流束（熱伝達率）が大きく、
冷却能が高くなる。このため、核沸騰状態では、水柱の
冷却に起因した鋼板表面の温度低下は大きいものとな
る。

【００１０】以上に説明したような原理により、周辺の
鋼板表面の水が核沸騰状態で無い場合に、光導波路とし
て用いる水柱と鋼板との界面が核沸騰状態であると、そ
の水柱が衝突する鋼板表面のみが急激に冷却されてしま
うため、鋼板表面の水柱と接触している部分（すなわち
測温箇所）とそれ以外の部分との温度差、或いは、鋼板
表面と鋼板内部との温度差が大きくなってしまう。従っ
て、前述のように、測温値の代表性が損なわれることに
なるという問題が生じる。

【００１１】また、水柱と鋼板の接する界面が核沸騰状
態及び遷移沸騰状態では、鋼板温度や搬送速度等の条件
が少し変化しただけで熱伝達率が大きく変化するため、
冷却された鋼板表面の温度低下の変動幅が大きくなり、
水柱による冷却分を補正することも困難である。

【００１２】膜沸騰状態、遷移沸騰状態又は核沸騰状態
のいずれの沸騰状態になるかは、鋼板温度、鋼板の表面
性状や表面近傍の物性値、接触する水の温度や圧力、水
との接触時間すなわち鋼板速度等に依存するものであ
る。例えば、熱延鋼板を製造する際の熱間圧延工程にお
ける冷却帯では、鋼板温度は１０００℃程度、鋼板速度
は６００ｍｐｍから１５００ｍｐｍ程度であるが、この
ような条件下で、常温の水を鋼板に衝突させると衝突箇
所では核沸騰状態となることもあり、表面が急激に冷却
され得る。本発明の発明者らが調査した結果では、約２
０℃〜３０℃、或いはそれ以上に低下する場合がある。
また、この低下の度合いは、鋼板速度や、水柱に到達す
る直前の鋼板温度にも依存する。上記従来法において
は、水柱と接触する鋼板表面での沸騰状態がどのように
なっているか何ら考慮されておらず、常温の水から形成
された水柱を使用するのが一般的であるため、上記従来
法で得られた測温値は、鋼板温度の代表性を大きく損な
っている上に、再現性も悪いという問題がある。

【００１３】本発明は、斯かる従来技術の問題点を解決
するべくなされたもので、測定値の代表性を損なわず、
測定精度の高い、鋼板の表面温度測定方法及び測定装置
を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】斯かる課題を解決するべ
く、本発明は、請求項１に記載のように、被測温鋼板と
放射温度計との間に、光導波路としての水柱を形成し、
当該水柱を介して被測温鋼板表面からの放射光を前記放
射温度計で受光することにより、被測温鋼板の表面温度
を測定する方法であって、前記水柱を形成する温水の温
度及び水圧を、被測温鋼板表面の測温箇所における沸騰
状態が膜沸騰状態を維持する温度及び水圧に設定するこ
とを特徴とする鋼板の表面温度測定方法を提供するもの
である。

【００１５】請求項１に係る発明によれば、光導波路と
しての水柱を形成する温水の温度及び水圧が、被測温鋼
板表面の測温箇所における沸騰状態が膜沸騰状態を維持
する温度及び水圧に設定される。従って、膜沸騰状態で
は水柱による鋼板表面の温度低下が小さいため、測温箇
所とそれ以外の部分との温度差が小さくなり、測定値の
代表性を損なうことなく、測定精度を高めることが可能
である。なお、被測温鋼板表面の測温箇所における沸騰
状態は、鋼板の表面温度、鋼板と水柱との接触時間（鋼
板と水柱との接触面積を一定にすると鋼板の搬送速度と
同義）、水柱を形成する温水の温度、水圧と相関関係を
有する。このうち、鋼板の表面温度と鋼板の搬送速度
は、鋼板に要求される仕様（加工性や強度等）によって
決まるパラメータであるので、本発明では、沸騰状態が
膜沸騰状態を維持するように、水柱を形成する温水の温
度及び水圧を制御している。

【００１６】好ましくは、請求項２に記載のように、前
記温水の温度は７０℃以上とされ、前記温水の水圧は１
気圧以下に設定される。以下、斯かるパラメータ値の設
定理由について説明する。

【００１７】鋼板に水柱を接触させ、当該水柱を介して
測温する際には、鋼板の極表面の温度が低下する。図２
は、本発明の発明者らが本発明を完成させる過程におい
て試験を行った結果を示すものであり、約１０００℃、
厚み１１ｍｍの固定（静止）した状態の鋼板の下面から
水柱を接触させ、当該接触の直前・直後の鋼板表面（下
面）及び鋼板表面から３ｍｍ内部の温度変化を示す。図
２（ａ）は水柱を形成する水の温度を１２℃に、図２
（ｂ）は８０℃にそれぞれ設定した時の結果である。な
お、図中、点線で示す鋼板表面の温度は、水柱を介して
鋼板表面からの放射光を放射温度計で受光することによ
り測温した値を示す。また、図中、実線で示す鋼板表面
から３ｍｍ内部の温度は、鋼板の下面から３ｍｍまでの
厚みを残して上面を穿孔し、当該孔に熱電対を埋め込ん
で溶接することにより測温した値を示す。

【００１８】図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、鋼
板表面より３ｍｍ内部の測温値の変化率は、水柱が接触
した直後にも変化していないが、鋼板表面温度は急速に
低下している。つまり、この表面温度低下は、水柱が接
触した極表面に限られたものであるといえる。また、図
２（ａ）に示すように、水温１２℃の場合には、鋼板に
水柱が接触すれば急激に表面温度が低下しているのに対
して、図２（ｂ）に示すように、水温８０℃ではそれほ
ど低下していないことが分かる。これは、水温１２℃の
水柱を接触させると接触箇所近傍は核沸騰状態となり鋼
板表面が急激に冷却される一方、水温８０℃では膜沸騰
状態を維持するので鋼板表面の冷却が抑制されているか
らだと考えられる。

【００１９】図３は、前述した図２の結果が得られた試
験条件と同様の方法で、約１０００℃に加熱した鋼板に
ついて、水柱の水温を１２℃、５０℃、８０℃にそれぞ
れ変更して鋼板表面温度を測定した結果を示す。図３の
横軸は、鋼板表面（下面）と水柱との接触時間を鋼板の
搬送速度に換算した値を、図３の縦軸は、水柱の接触直
前の表面温度を基準とした表面温度の低下分を、それぞ
れ対数表示で示している。搬送速度への換算は、鋼板と
水柱の接触面の径を１００ｍｍとし、その１００ｍｍを
接触時間で除した値を搬送速度に置き換えて表示してい
る。換言すれば、図２に示す測定結果（図２では１２℃
及び８０℃の場合のみ表示したが、実際には５０℃の場
合等も試験している）を換算することで、図３の結果を
算出している。

【００２０】図３に示すように、水温１２℃の場合に
は、鋼板速度が１０００ｍｐｍであっても約２０℃表面
温度が低下するが、水温を５０℃以上にした場合には、
鋼板速度が６００ｍｐｍ以上であれば、表面温度の低下
を３℃以下に抑制することができる。このように、水柱
の水温を５０℃以上にすると、表面温度の低下を抑制す
ることが可能である。これは、前述したように、水温１
２℃の水柱を接触させると接触箇所近傍は核沸騰状態と
なり鋼板表面が急激に冷却される一方、水温５０℃以上
では膜沸騰状態を維持するので鋼板表面の冷却が抑制さ
れているからだと考えられる。

【００２１】また、前述のように、鋼板と水柱の接触箇
所における沸騰状態は鋼板温度にも依存する。図４は、
前述した図２の結果が得られた試験条件と同様の方法
で、初期温度１０００℃の鋼板について、膜沸騰状態か
ら遷移沸騰状態を経て核沸騰状態に移行する際の鋼板温
度（急冷点（クエンチ点）と称する）と水温との関係を
調査した結果を示す。なお、図４における急冷点（クエ
ンチ点）は、図２に示すような鋼板表面温度をプロット
した曲線において勾配が急峻になる時の温度、つまり冷
却速度が最も急速になる温度を読みとって急冷点の値と
した。図４に示すように、水温が７０℃以上であれば、
急冷点が６００℃未満、つまり鋼板温度が６００℃以上
で膜沸騰状態となり、鋼板表面の冷却速度が抑制できる
ことが分かった。特に、鋼板組織を冷却によって制御す
るような鋼板においては、冷却途中の６００℃〜８００
℃の測温が重要な場合があり、鋼板温度６００℃以上で
安定的に膜沸騰状態を実現するためには、水温７０℃以
上が必要であると言える。

【００２２】なお、図２〜図４に示した結果は、水柱の
接触面での水圧をゲージ圧で１気圧以下に設定して試験
した結果である。ここで、接触面での水圧が高くなると
核沸騰に遷移し易くなるため、あまり水圧を高くするよ
うな条件は好ましくなく、本試験で設定した１気圧以下
が好ましく、０．２気圧程度でも十分である。

【００２３】以上に説明した試験結果に基づき、本発明
の発明者らは、鋼板温度６００℃以上で、鋼板速度６０
０ｍｐｍ以上程度の被測温鋼板の場合、請求項２に記載
のように、水柱を形成する温水の温度を７０℃以上と
し、前記温水の水圧を１気圧以下に設定することによ
り、膜沸騰状態を維持し、測定精度を高め得ることを見
出した。

【００２４】好ましくは、本発明は、請求項３に記載の
ように、前記水柱と前記放射温度計との間に、前記放射
温度計に接続された光ファイバを配置し、前記水柱及び
前記光ファイバを介して被測温鋼板表面からの放射光を
前記放射温度計で受光することにより、被測温鋼板の表
面温度を測定するように構成される。

【００２５】熱間圧延ラインでは、振動や鋼板からの熱
放射の影響によって、放射温度計から水を遮断する機構
に故障が生じる可能性がある。水の遮断機構に故障が生
じると、放射温度計が水に晒されるため、当然放射温度
計の故障に通じることになる。このように、従来法のよ
うな装置構成では、放射温度計の故障が発生し易いとい
う問題がある。請求項３に係る発明によれば、水柱と放
射温度計との間に、放射温度計に接続された光ファイバ
を配置し、水柱及び光ファイバを介して被測温鋼板表面
からの放射光を放射温度計で受光する構成であるため、
放射温度計を熱間圧延ラインの振動や熱放射の影響から
回避、抑制又は軽減し得る位置に設置することができ
る。また、光ファイバを介することで、放射温度計を、
容易にメンテナンスできる位置に設置することも可能で
ある。

【００２６】なお、本発明は、請求項４に記載のよう
に、放射温度計と、被測温鋼板と対向する位置に先端が
配置され、後端が前記放射温度計に接続された光ファイ
バと、被測温鋼板と前記光ファイバの先端との間に光導
波路としての水柱を形成するべく、被測温鋼板表面に向
けて温水を噴射するノズルと、前記ノズルに温水を供給
するために水を昇温する昇温手段とを備え、前記水柱及
び前記光ファイバを介して被測温鋼板表面からの放射光
を前記放射温度計で受光することにより、被測温鋼板の
表面温度を測定する表面温度測定装置であって、前記ノ
ズルは、前記水柱を形成する温水の水圧を、被測温鋼板
表面の測温箇所における沸騰状態が膜沸騰状態を維持す
る水圧にして噴射し、前記昇温手段は、前記水柱を形成
する温水の温度を、被測温鋼板表面の測温箇所における
沸騰状態が膜沸騰状態を維持する温度に昇温することを
特徴とする鋼板の表面温度測定装置としても提供され得
る。

【００２７】好ましくは、前記表面温度測定装置は、被
測温鋼板表面と前記放射温度計との間に、０．９μｍよ
り長い波長の光を遮断する光学フィルタをさらに備え
る。

【００２８】斯かる発明によれば、被測温鋼板表面から
の放射光が、０．９μｍより長い波長の光を遮断する光
学フィルタを介して放射温度計に受光されることにな
る。つまり、放射温度計における検出波長が０．９μｍ
より短くなるため、後述するように水中での光路長変動
の影響を受け難く、測温誤差を低減することが可能であ
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、本
発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の
一実施形態に係る鋼板の表面温度測定装置の概略構成を
示す。図１に示すように、表面温度測定装置１は、放射
温度計１１と、被測温鋼板Ｓと対向する位置に先端が配
置され、後端が放射温度計１１に接続された光ファイバ
１２と、被測温鋼板Ｓと光ファイバ１２の先端との間に
光導波路としての水柱Ｗを形成するべく、被測温鋼板Ｓ
の表面（本実施形態では下面）に向けて温水を噴射する
ノズル１３と、ノズル１３に温水を供給するための昇温
槽１４とを備えている。表面温度測定装置１は、水柱
Ｗ、水路７内の温水の一部（図１の紙面上下方向に流れ
ている温水）及び光ファイバ１２を介して被測温鋼板Ｓ
の表面からの放射光を放射温度計１１で受光し、被測温
鋼板Ｓの表面温度を測定するように構成されている。

【００３０】ノズル１３は、後述するポンプ２と協働し
て、水柱Ｗを形成する温水の水圧を、被測温鋼板Ｓの表
面の測温箇所における沸騰状態が膜沸騰状態を維持する
水圧にして噴射し、昇温槽１４は、水柱Ｗを形成する温
水の温度を、被測温鋼板Ｓの表面の測温箇所における沸
騰状態が膜沸騰状態を維持する温度に昇温するように構
成されている。

【００３１】まず、放射温度計１１において検出すべき
波長は以下のような観点で決定される。本発明の発明者
らが水道水の分光透過率を調査した結果、水中での光路
長Ｌが２００ｍｍの場合に、０．９μｍより短い測定波
長の放射光では、透過率が約３０％以上であった。従っ
て、０．９μｍより短い波長を用いることにより、水中
での光路長Ｌが２００ｍｍ程度であれば、大きな測温誤
差を生じずに測定可能となる。図５は、水柱の厚み（水
中での光路長）が変動した際の透過率変化を示す。例え
ば、測定中心波長０．８３μｍを用いると、水中での光
路長が２００ｍｍ±２５ｍｍ変動した際の透過率変化は
±７％である。この値を測温誤差に換算すると、測定温
度が６００℃の際に±０．３６％、すなわち±３．１℃
となる。さらに、短い測定中心波長０．６７μｍを用い
た場合には、光路長が２００ｍｍ±２５ｍｍ変動した際
の透過率変化は±１％であり、この値を測温誤差に換算
すると、測定温度が８００℃の際に±０．０５１％、す
なわち±０．５５℃となる。いずれの測定中心波長を使
用するかは、測定対象温度、すなわち鋼板Ｓの温度に依
存するが、いずれにしても測定中心波長が０．９μｍよ
り短い場合には、大きな測温誤差が生ずることはない。
なお、測定中心波長を０．９μｍより短くするには、被
測温鋼板Ｓの表面と放射温度計１１との間（例えば、光
ファイバ１２の後端と放射温度計１１との間）に、０．
９μｍより長い波長の光を遮断する光学フィルタ（図示
せず）を設置すればよい。

【００３２】光ファイバ１２は、前述のようにして決定
した測定中心波長を十分透過する光ファイバである限り
において種々の形態のものを使用することができ、例え
ば、石英製の光ファイバとすることが可能である。ま
た、単芯の光ファイバを使用することができる他、設置
上の制約等により、水柱Ｗでの光路長を比較的長くする
必要がある場合には、水による減衰の影響を緩和するべ
く、必要に応じて複数本の光ファイバを束ねたバンドル
ファイバーとすることも可能である。また、光ファイバ
のコア径に特に制約は無い。

【００３３】本実施形態に係る光ファイバ１２の先端部
には、光学窓８１と、必要に応じて集光用レンズ８２と
を具備する先端光学系８が取付けられている。光学窓８
１及び集光用レンズ８２としては、例えば石英製のもの
を適用することができる。

【００３４】ノズル１３の先端は、鋼板Ｓの搬送ロール
３のロール軸とほぼ同じ高さか、又は、ロール軸より若
干下方に設置されるのが好ましい。例えば、搬送ロール
２の直径が３００ｍｍ程度の場合、鋼板Ｓからノズル１
３の先端まで１５０ｍｍ以上あれば、鋼板Ｓの先端に下
反り等の形状不良が生じた場合であっても、鋼板Ｓとノ
ズル１３の衝突を回避することができる。

【００３５】本実施形態では、ノズル１３と鋼板Ｓの衝
突の回避に万全を期するため、ノズル１３の先端近傍に
保護板４を設置している。保護板４を設置することによ
り、鋼板Ｓとノズル１３の先端との距離を１０ｍｍ〜５
０ｍｍ程度に短縮することが可能である。

【００３６】ここで、ノズル１３から鋼板Ｓに吐出する
水は、蒸留水、水道水、或いは水道水を適当なフィルタ
１４３で濾過したものを使用することが可能である。本
実施形態では、水道５からフィルタ１４３を介して昇温
槽１４に水道水が供給され、昇温槽１４に蒸気を送り込
むことにより昇温されている。昇温槽１４において水を
昇温する方法に特段の制限は無い。但し、比較的低速の
製造ラインで、水柱Ｗと鋼板Ｓとの接触面における冷却
の効果が無視できない場合には、水温を略一定に保つよ
うな制御が必要である。一方、熱間圧延ラインのよう
に、高速で鋼板Ｓが走行する場合には、前述した５０℃
以上、好ましくは、７０℃以上の一定温度以上に水温を
保てば良く、簡単な制御でこれを実現可能である。本実
施形態では、昇温槽１４内のレベルや水温が、レベル計
１４１及び水温計１４２で測定した結果に基づき、一定
値を下らないように制御されている。さらに、水柱用の
水温は昇温槽１４内の水温計１４２による管理でも良い
が、必要に応じて、ノズル１３直前の水路７内に設けた
水温計７１を使用し、昇温槽１４からノズル１３までの
経路における温度低下分を加味した温度制御をすること
により、より一定温度の水柱Ｗを形成することが可能で
ある。

【００３７】昇温槽１４で昇温された水は脱気槽６に送
られる。脱気槽６では、気泡の除去と、水の中に溶けて
いる空気等のガスが脱気される。脱気槽６から送出され
た水は、ポンプ２及び水路７を経て、ノズル１３に達
し、水柱Ｗを形成するのに供される。このように、水柱
Ｗを形成するために供給する水を脱気することは、放射
光の散乱要因となる水柱Ｗにおける気泡の発生を抑制
し、ひいては測温バラツキを抑制するのに有効である。

【００３８】ノズル１３や、ノズル１３の前段に位置す
る水路７は、気泡の発生を抑制するべく、その水路内で
の急激な口径や形状変化を極力避けるように設計するの
が好ましい。また、ノズル１３から吐出される水柱Ｗの
所謂ポテンシャルコアが大きくなるように、ノズル１３
の形状等を決定するのが好ましい。

【００３９】なお、本実施形態では、図１に示すよう
に、被測温鋼板Ｓの下面から測温する場合について説明
したが、本発明はこれに限るものではなく、被測温鋼板
Ｓの上面から測温することも無論可能である。

【００４０】

【実施例】以下、実施例を説明することにより、本発明
の特徴をより一層明らかにする。前述した図１に示す装
置構成と同様の表面温度測定装置によって測温試験を行
った。以下、試験条件について説明する。ノズル１３の
先端近傍に保護板４を設置し、ノズル１３の先端と鋼板
Ｓとの距離を３０ｍｍに設定した。ノズル１３の内径は
１８ｍｍとし、ノズル１３から吐出する温水の流量は１
５リッター／分とし、水温は８０℃とした。光ファイバ
ー１２に取り付けられた先端光学系８は、その先端がノ
ズル１３の先端より１８０ｍｍ下方に位置するように設
置した。なお、レンズ８２は使用しなかった。放射温度
計１１の測定中心波長は０．８５μｍとした。光ファイ
バ１２は、石英製でコア径０．１ｍｍのものを７本バン
ドルにしたものを使用した。

【００４１】以上に説明した条件で測温した結果、短期
的な測温バラツキはσ＝５℃以下と安定していた。ま
た、鋼板Ｓの厚み１０ｍｍ、搬送速度１００ｍｐｍ、鋼
板温度５００℃〜１０００℃で、鋼板Ｓの内部に埋め込
んだ熱電対と、本実施例に係る測温値との差を比較した
ところ、その差は１０℃以下であった。

【００４２】また、鋼板Ｓの厚み１．２ｍｍ、搬送速度
６００ｍｐｍ、鋼板温度約７００℃で、水温約８０℃の
水柱で測温した場合における、水柱による鋼板Ｓの表面
温度の低下量は５℃以下であったが、水温約１２℃の水
柱で測温した場合には、鋼板Ｓの表面温度が３５℃程度
低下することもあった。

【００４３】なお、上述の測温結果は、いずれも鋼板Ｓ
を静止した状態での測温値を用いて、図３を参照して前
述したのと同様の手法により、水柱の接触時間を搬送速
度に換算した結果を示したものであるが、実際に搬送中
の鋼板Ｓに対する測温についても同様の結果が期待でき
る。また、厚み４０ｍｍを超える厚板に対しても同様の
結果が期待できる。

【００４４】

【発明の効果】本発明に係る鋼板の表面温度測定方法に
よれば、光導波路としての水柱を形成する温水の温度及
び水圧が、被測温鋼板表面の測温箇所における沸騰状態
が膜沸騰状態を維持する温度及び水圧に設定される。従
って、膜沸騰状態では水柱による鋼板表面の温度低下が
小さいため、測温箇所とそれ以外の部分との温度差が小
さくなり、測定値の代表性を損なうことなく、測定精度
を高めることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明の一実施形態に係る鋼板の表
面温度測定装置の概略構成を示す。

【図２】 図２は、水柱が鋼板表面に接触する直前・直
後の鋼板表面及び鋼板表面から３ｍｍ内部の温度変化例
を示すグラフである。

【図３】 図３は、表面温度低下に対する鋼板の搬送速
度の影響を示すグラフである。

【図４】 図４は、核沸騰状態に移行する際の鋼板温度
と水温との関係を示すグラフである。

【図５】 図５は、水柱の厚みが変動した際の透過率変
化を示すグラフである。

【符号の説明】

１ ・・・表面温度測定装置 １１・・・放射温度計 １２・・・光ファイバ １３・・・ノズル １４・・・昇温槽 Ｓ・・・鋼板 Ｗ・・・水柱

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 晶 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G066 AC11 AC16 BA23 BB01 BB05 CA20 4K034 AA09 AA19 BA05 DA06 4K043 AA01 CB01 FA03 FA13 GA10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測温鋼板と放射温度計との間に、光導
   波路としての水柱を形成し、当該水柱を介して被測温鋼
   板表面からの放射光を前記放射温度計で受光することに
   より、被測温鋼板の表面温度を測定する方法であって、 前記水柱を形成する温水の温度及び水圧を、被測温鋼板
   表面の測温箇所における沸騰状態が膜沸騰状態を維持す
   る温度及び水圧に設定することを特徴とする鋼板の表面
   温度測定方法。
2. 【請求項２】 前記温水の温度を７０℃以上とし、前記
   温水の水圧を１気圧以下に設定することを特徴とする請
   求項１に記載の鋼板の表面温度測定方法。
3. 【請求項３】 前記水柱と前記放射温度計との間に、前
   記放射温度計に接続された光ファイバを配置し、前記水
   柱及び前記光ファイバを介して被測温鋼板表面からの放
   射光を前記放射温度計で受光することにより、被測温鋼
   板の表面温度を測定することを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の鋼板の表面温度測定方法。
4. 【請求項４】 放射温度計と、 被測温鋼板と対向する位置に先端が配置され、後端が前
   記放射温度計に接続された光ファイバと、 被測温鋼板と前記光ファイバの先端との間に光導波路と
   しての水柱を形成するべく、被測温鋼板表面に向けて温
   水を噴射するノズルと、 前記ノズルに温水を供給するために水を昇温する昇温手
   段とを備え、 前記水柱及び前記光ファイバを介して被測温鋼板表面か
   らの放射光を前記放射温度計で受光することにより、被
   測温鋼板の表面温度を測定する表面温度測定装置であっ
   て、 前記ノズルは、前記水柱を形成する温水の水圧を、被測
   温鋼板表面の測温箇所における沸騰状態が膜沸騰状態を
   維持する水圧にして噴射し、 前記昇温手段は、前記水柱を形成する温水の温度を、被
   測温鋼板表面の測温箇所における沸騰状態が膜沸騰状態
   を維持する温度に昇温することを特徴とする鋼板の表面
   温度測定装置。
5. 【請求項５】 被測温鋼板表面と前記放射温度計との間
   に、０．９μｍより長い波長の光を遮断する光学フィル
   タをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の鋼
   板の表面温度測定装置。