JP2003302287A - 温度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、鋼材の下面の温度を長期にわたり
精度良く測定できる装置を提供する。 【解決手段】 温度計本体４と、この温度計本体４を収
納し、かつその上方に開口部１５を有すると共に空気供
給口１８を有する函体５と、この函体の上部に設けら
れ、空気供給口１９と上部開口部１７設けた上部シャッ
ター１０とを有する筒体６と、函体５と筒体６の間に設
けられた下部シャッター７とからなる温度測定装置であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は温度測定装置に関
し、具体的には圧延工程中における鋼片、鋼板、形鋼な
どの金属被測定体の下面温度を、下面側から測定する測
定装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、鋼板や形鋼などに対する強度、靭
性など材質の優れたものが求められる一方、これらの形
状についても要求が厳しくなっている。このため、圧延
中の鋼材の温度に応じて圧下率を制限する制御圧延や、
圧延中あるいは圧延後の冷却において冷却速度を制御す
る制御冷却などにより、鋼材の組織を調整し、材質の向
上を図る技術が多く採用されている。また、圧延後の冷
却を鋼材の上下面の冷却条件を制御して上下面の温度差
を解消して、この温度差に起因する冷却終了後の曲がり
や、反り等の形状不良の発生を防止することも多く実施
されている。 【０００３】これら鋼材の上下面の温度差に起因する材
質の不均一や、形状不良の発生を防止するために、上下
面の温度差を精度良く測定し、把握する必要がある。 【０００４】しかしながら、圧延工程においては、鋼板
の冷却やスケール除去のための冷却水や、圧延ロールの
冷却水が供給されており、圧延工程の周辺には冷却水、
スケール等か飛散し、粉塵、水蒸気などが多く浮遊して
存在している。 【０００５】また、これに続く冷却工程においても、水
滴や水蒸気が極めて多く浮遊している。このような環境
の中で鋼板の温度を精度良く測定するために、高温、水
分および粉塵から温度測定装置を保護する方策が従来か
ら講じられてきた。 【０００６】特に、鋼板の下面温度を測定する測温装置
の場合は、鋼板下面に対して対向してその視野を開く必
要があり、鋼板に供給される冷却水の水滴、スケール、
粉塵などが直接、温度計やそのレンズに付着し易いた
め、正確な温度の測定が妨げられることになる。 【０００７】図４は、圧延工程中における形鋼や鋼板な
どの金属被測定体の温度を下面から測定する状況を示し
たものである。金属被測定体１（以下の説明において
は、鋼板をもって代表させる。）は、ローラー２により
支持、搬送される。ローラー２の間に測温装置３がその
測定方向を鋼板の下面に対向するようにして設けられ、
鋼板の温度を下面側から測定するようにしている。この
温度は、鋼板全体を代表温度として、あるいは鋼板下面
の温度として、上記の制御に際して活用されている。 【０００８】実公昭６０−３８２０１号公報には、図5
に示すように、下面温度を測定するに際し、被測定体か
らの放射をレンズ５１で集光し温度測定する温度計本体
５０と、この温度計本体５０上方に固定され、中央に穴
５８’を有する隔壁５８の複数個により複数の部屋に仕
切られ、この複数の部屋のそれぞれにドレン穴５３を有
し、中央に穴５７’を有する蓋５７が先端に装着された
視管５６と、この視管内に高圧空気を供給するこの視管
の下部に接続されたパージエア供給手段５５とからなる
放射温度計５４が開示されており、上記の複数の隔壁の
穴からパージエア流Aが高速に吹き上がるようにして、
温度計のレンズに水滴などが落下するのを防止するよう
にしている。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】上記の放射温度計は、
被測定体の下面温度測定時に、視管の穴からのパージエ
アーを吹き出すことにより、水滴、スケールなどが温度
計に落下、付着するのを防止するものであるが、上述の
ように、鋼板の温度を測定する周辺環境には粉塵や水蒸
気が浮遊しており、被測定体の温度を測定する時以外で
も、常時、大量のパージエアを流しておかなければ、粉
塵や水滴が温度測定装置に付着する恐れがあり、また、
常時大量のパージエアを流しつづけることは省エネルギ
ーの観点からも好ましくない。さらに、測定待機中にも
高温の鋼板からの輻射熱に曝されることになり温度計本
体にとって好ましくない。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するためになされたものであり、その要旨とすると
ころは以下の通りである。 【００１１】温度計本体と、空気供給口および上部の開
口部を有しかつ前記温度計本体を収納する函体と、空気
供給口および上部シャッターを備えた開口部とを有して
前記函体の上部に設けられる筒体と、前記函体と前記筒
体との間の下部シャッターとから構成されたことを特徴
とする温度測定装置。 【００１２】 【発明の実施の形態】本発明の温度測定装置を、本発明
の実施例の図面を参照しながら説明する。 【００１３】図1は、本発明の温度測定装置の一実施例
の装置の正面概略図であり、図２は、本発明の温度測定
装置の一実施例の装置の側面概略図である。 【００１４】図1、図2において、本発明の温度測定装置
は、温度計本体４と、この温度計本体４を収納し、かつ
その上方に開口部１５を有すると共に空気供給口１８を
有する函体５と、この函体の上部に設けられ、空気供給
口１９と上部開口部１７設けた上部シャッター１０とを
有する筒体６と、函体５と筒体６の間に設けられた下部
シャッター７とから基本的に構成されている。 【００１５】函体５の上部には、開口部１５を設けた蓋
板８が設けられ、筒体６の下部には下部開口部１６を設
けた底板９が設けられている。なお、蓋体8は函体５
と、底板9は筒体６と一体に構成する構造としても良
い。この底板９と蓋板８との間にシャッター７が進退可
能に設けられている。シャッターは、蓋板及び底板の開
口部１５，１６を進退により閉鎖し、また開放するに十
分な幅と長さを有しており、その一端は、これを進退さ
せる開閉装置２６と連結されている。例えば図１のよう
に、底板９の下面は、シャッターの一端側から他端側、
すなわちシャッターの他端が開口１５，１６を進出方向
において閉鎖するに十分な位置、までの長さにわたり、
かつシャッターの幅、厚さに対して若干の余裕を持った
厚さ、幅、厚さで切欠かれており、これによって形成さ
れた底板９と蓋板８との空隙をシャッター７が進退す
る。図１では、底板９の下面を切り欠いたが、蓋板の上
面、或いは底板の下面と蓋板の上面双方に切り欠きを設
けてシャッターが進退する空隙設けても良いが、シャッ
ターが進退可能となればよく、これらに限定されない。 【００１６】開閉装置２６は、油圧、空気圧などのシリ
ンダー、或いはモーター、電磁シリンダーなど各種の駆
動装置を使用することができる。また、シャッター７に
は、近接スイッチ２７を設けてシャッターの進退量を制
御することが好ましい。 【００１７】函体５には、温度計本体４が、支持体１４
により函体５に固定されている。 【００１８】温度計本体４は、光ファイバー温度計、放
射温度計など、非接触型の温度計であれば良く、これに
限定されない。また函体5には、函体内の雰囲気を一定
に維持するための空気供給口１８が設けられている。温
度計本体には、温度計への測定を指示し、測定結果を送
信する測定ケーブル２４、温度計のレンズ部等を保護す
るための計装用エアの供給管２３が取り付けられてい
る。また、函体の底部には水抜口２５が設けられてい
る。 【００１９】この函体５の上部には、筒体6が取り付け
られている。筒体６は、下部筒体６ｂとその上方に取り
付けられた上部筒体６ａとから構成されている。 【００２０】下部筒体６ｂの下端には、上述のように下
部開口部１６を有する底板９が設けられており、シャッ
ターの進退を支持する部材を構成している。また、下部
筒体６ｂには、後述する上部シャッター開閉用の空気供
給口１９が設けられている。この空気供給口１９から供
給される空気は、シャッターの開閉動作のためであるの
で、シャッターの近傍に設けても良いが、筒体の内部へ
の粉塵、水滴等の侵入を防止する観点からは、空気供給
口は筒体の下部に設けることが好ましい。また、粉塵や
水滴等が上部開口部１７から進入するのを効率よく抑制
するために、空気供給口１９の筒体内の先端には、図1
に示したようにＬ字状の空気吐出管２０をその開口部を
上向きに配置して設け、空気が上方へ吹き出すようにす
ることが好ましい。さらに好ましくは、空気供給口１９
の筒体内の先端に図３に示すように、内側上方に向けた
吐出口２１を設けた円環状の空気吐出管２２を配置す
る。これによってより効果的に上昇流を形成することが
できる。 【００２１】この実施例では筒体６は、上部筒体６ａ、
下部筒体６ｂにより構成されているが、一体としたもの
でもよい。 【００２２】上部筒体６ａの上端の上部開口部１７には
この開口部を開閉する上部シャッター１０が設けられて
いる。上部シャッター１０はその一端を、筒体６ａの上
端部近傍でその外周を環状に囲むように設けられた環状
の支持部材１１の一端で、支持軸１２により軸支され、
この支持軸１２を中心として回転可能である。 【００２３】また、このシャッターの回転の範囲を水平
位置から９０度未満の範囲に制限するためのストッパー
１３が、環状の支持部材１１の軸１２の斜め下方の位置
に設けられている。これによって、上部シャッター１０
は、筒体６の上部開口部１７を自重により閉鎖できる。 【００２４】なお、筒体６の端部の上部開口部１７、蓋
板８の開口部１５、底板９の開口部１６などの中心は、
温度計本体のセンサー（図示せず）の中心とほぼ同軸に
配置され、センサーからの視線Ｓを確保するように構成
されている。 【００２５】以下に、本発明の温度測定装置の動作につ
いて説明する。 【００２６】本発明の温度測定装置は、前述のようによ
うローラー２の下方に、鋼板１（被測定物）の下面に対
向して設置される。鋼板の温度を測定しないとき（測定
待機中）は、温度測定装置の下部シャッター７は開閉装
置２６により、また、上部シャッター１０は自重によ
り、共に閉じられている。このとき、函体５内には空気
供給口１８から雰囲気維持用空気ａ_１が導入され、函体
内をこれに収納されている温度計本体４が正常に作動す
るような適切な雰囲気、例えば温度、湿度、清浄度など
に維持している。この空気は、水抜口２５から主として
排出される。 【００２７】上部、下部シャッターは共に閉じられてい
るため、筒内、函体内には粉塵、水滴などが入るのが防
止されるとともに、高温の鋼板からの熱が遮蔽され、温
度計本体への熱の影響が軽減されている。 【００２８】鋼板の下面温度を測定する際には、筒体６
の下部筒体６ｂの空気供給口１９からシャッター開閉用
空気ａ_２が導入され、空気吐出管２０から上方に吹き出
される。この空気ａ_２により、自重によって下降し筒体
上端の上部開口部１７を閉鎖していた上部シャッター１
０が上方に押し上げられ、上部開口部１７が開放され
る。このときのシャッター開閉用空気ａ_２は、上部シャ
ッターを上に押し上げて、温度計からの視線を十分確保
できる開度が得られる流量、圧力とすることが必要であ
る。なお、この圧力が大き過ぎてもストッパー１３によ
り開度が制限されるため、シャッターが反転して自重に
より再度閉鎖できなくなることはない。 【００２９】次いで、開閉装置２６を作動させて、下部
シャッター７を開く。このとき、函体5内の空気は、空
気供給口１９から供給されたシャッター開閉用空気が上
方へ排出される上向きの流れにより、筒体の方、すなわ
ち上方に引き込まれるように流れるため、筒体内の空気
が函体内に逆流し、粉塵などを筒体内に引き込む恐れは
ない。なお、函体５内の圧力が筒体６内の圧力より極端
に小さいと、下部シャッター７を開いた際に、筒体内の
空気が函体内に逆流し、粉塵などを筒体内に引き込む恐
れもあるので、そのような場合は、函体内の圧力が、筒
体内の圧力より極端に小さくならないように、供給する
空気の流量、圧力を調整することが望ましい。 【００３０】なお、図1には記載を省略しているが、空
気供給口１８には空気開閉弁が設置されており、さらに
この開閉弁には上下シャッター開閉の制御装置が接続さ
れている。そして下部シャッターの開閉装置２６ととも
に、被測定体（鋼板）1の位置検出（トラッキング）や
温度測定可否の指令に基づいて前記制御装置から上下シ
ャッターの開閉を操作している。 【００３１】これによって、開口部１５，１６，１７を
経由して、温度計本体からの視線Ｐを鋼板下面に向けて
確保することができるので、鋼板からの放射が温度計本
体に到達し下面温度を測定することができる。測定中
は、空気供給口１８および１９から空気が導入され、上
部開口部１７からは空気が高速で排出される状態が維持
されるので、筒体および函体への粉塵、水滴などの侵入
が抑制され、良好な測定環境を維持することができる。 【００３２】測定が終了した後、開閉装置２６を作動さ
せて下部シャッター７を閉じ、次いで、下部筒体６ｂの
空気供給口１９からの上部シャッター開閉用空気ａ_２の
供給を停止する。この空気供給の停止によって上部シャ
ッター１０は、自重により下方に降下し、筒体６の上部
開口部１７は再び閉鎖される。なお、函体５への空気ａ
_１の供給は停止せず、常時供給されており、温度計本体
の状態を適正に維持する。 【００３３】これらにより、測定待機中、及び測定中に
おいても筒体、および函体内への粉塵や水滴の侵入を防
ぐことができ、温度計本体を良好な状態に保つことがで
き、長期にわたって安定して鋼板の下面温度を測定する
ことができる。 【００３４】本発明の温度測定装置は、図４に示すよう
に、圧延工程において鋼板の下面温度を測定するために
鋼板を搬送するロールの間で、鋼板の下方に固定設置す
るのが一般的であるが、本測定装置を昇降可能な支持装
置上に設置し、温度測定待機中は、支持装置を下降さ
せ、測定装置を上記ロール面より十分下方に位置させ、
温度測定時には支持装置を上昇させて測定装置をロール
面近傍に位置させるようにすることも好ましい。 【００３５】本測定装置は、普通鋼、耐熱鋼など耐熱性
のある材料で構成することができるが、水分の多い環境
下であることも配慮して、耐食性を備えた材料であるこ
とも好ましい。 【００３６】 【実施例】本発明の図１に示すような温度測定装置を、
図５に示すようにロールの間隙に設置し、圧延後の鋼板
の下面温度を測定した。このとき、函体５へは、常時空
気ａ_１を供給した。空気ａ_１の供給量は、圧力：０．１
ＭＰａ、流量：６００ｍ^３／ｈとし、測定時の筒体への
空気ａ_２の供給量は、圧力：０．３ＭＰａ、流量２００
ｍ^３／ｈとした。 【００３７】なお、測定装置の温度計本体は、ファイバ
ー温度計であり、鋼板下面からこの温度計の集光レンズ
の位置までの距離は約４００ｍｍとした。また、測定し
た鋼板の温度は、８００℃〜２００℃であった。 【００３８】従来の測定装置においては、レンズの汚れ
がひどく、汚れを除くための研磨によってレンズに傷が
つき、測定精度が劣化していたが、本発明の温度測定装
置では、長期間の使用後においても、粉塵や水滴による
レンズの汚れはなく、良好な測定結果が得られた。 【００３９】 【発明の効果】本発明の温度測定装置においては、温度
計本体が、鋼板下面との間で、装置に設けられた上部と
下部の二重のシャッターにより保護されていると共に、
温度測定時には、供給空気の噴出によって、粉塵や水滴
等の測定装置内への侵入を防止される。温度計本体の視
線が良好に保持されるため、これを鋼板下面からより離
れた位置においても測定が可能となり、長期にわたり精
度の良い下面の温度測定が可能となる。また、上部のシ
ャッターを自重により開閉する構造としたため省エネル
ギーの観点からも有利である。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の温度測定装置の一実施例の正面概略図
である。 【図２】本発明の温度測定装置の一実施例の側面概略図
である。 【図３】本発明の温度測定装置における空気供給管の他
の実施例を示す概略図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）
は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 【図４】鋼板の下面を測定する状況を説明する図であ
る。 【図５】従来の温度測定装置の構造を示す断面図であ
る。 【符号の説明】 １…被測定体（鋼板） ２…ローラー ３…温度測定装置 ４…温度計本体 ５…函体 ６…筒体 ６ａ…上部筒体 ６ｂ…下部筒体 ７…下部シャッター ８…蓋板 ９…底板 １０…上部シャッター １１…環状の支持部材 １２…支持軸 １３…ストッパー １４…温度計支持部材 １５…蓋板の開口部 １６…底板の開口部 １７…上部開口部 １８…空気供給口（雰囲気調整用） １９…空気供給口（上部シャッター開閉用） ２０…空気吐出管（Ｌ字形状） ２１…吐出口 ２２…空気吐出管（環形状） ２３…計装用空気供給管 ２４…測定ケーブル ２５…水抜口 ２６…開閉装置 ２７…近接スイッチ ５０…温度計本体 ５１…レンズ ５２…凸部 ５４…放射温度計 ５５…ドレン穴 ５６…視管 ５７…蓋 ５７’…穴 ５８…隔壁 ５８’…穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野田 繁 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 姫野 敬司 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本製 鐵株式会社大分製鐵所内 Ｆターム(参考） 2G066 AC11 BA18 BB15

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 温度計本体と、空気供給口および上部の
   開口部を有しかつ前記温度計本体を収納する函体と、空
   気供給口および上部シャッターを備えた開口部とを有し
   て前記函体の上部に設けられる筒体と、前記函体と前記
   筒体との間の下部シャッターとから構成されたことを特
   徴とする温度測定装置。