JP2009115766A

JP2009115766A - 溶融金属ポットの湯面高さ測定装置

Info

Publication number: JP2009115766A
Application number: JP2007292349A
Authority: JP
Inventors: Shinji Oda; 真嗣小田
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2009-05-28

Abstract

【課題】従来の溶融金属ポットの湯面高さ測定装置は、溶融金属の湯面の直上にセンサヘッドが配置されているので、動作保証温度を超えてセンサヘッドが熱せられ、センサヘッドに異常が生じることがある。
【解決手段】本発明による溶融金属ポットの湯面高さ測定装置は、センサヘッド５は、溶融金属２の湯端面２ｂの直上線Ａから外側に外されてポット１の側部上方に配置されており、前記センサヘッド５の長手方向軸５ｃは、前記ポット１の水平面Ｂに対して傾斜している。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポットに溜められた溶融金属の湯面高さを測定する溶融金属ポットの湯面高さ測定装置に関し、特に、溶融金属の湯端面の直上線から外側に外されてポットの側部上方にセンサヘッドを配置することで、動作保証温度を超えてセンサヘッドが熱せられることを防ぎ、前記センサヘッドの異常を防ぐことができるようにするための新規な改良に関するものである。

従来用いられていたこの種の溶融金属ポットの湯面高さ測定装置としては、例えば特許文献１，２等に示されているものが用いられており、一般的に、この種の装置は、図６に示すように構成されている。図６は、従来の溶融金属ポットの湯面高さ測定装置を示す構成図である。図において、ポット１には、例えば溶融亜鉛めっきや、合金化溶融亜鉛めっき等の溶融金属めっきを施すための溶融金属２が溜められている。このポット１には鋼板３（ストリップ）が連続的に送られ、鋼板３が溶融金属２に浸漬されることで、鋼板３に溶融金属２がコーティングされる。また、鋼板３が溶融金属２から抜け出た後には、鋼板３に過剰にコーティングされた溶融金属２が図示しないガスワイパーにより除去される。

ところで、鋼板３を溶融金属２に浸漬する目的としては、鋼板３に溶融金属２をコーティングさせる他に、必要な界面合金属を形成するという目的がある。例えば溶融亜鉛めっき鋼板や合金化溶融亜鉛めっき鋼板では、溶融亜鉛浴中で適切なＡｌ富化層を形成することが、優れためっき密着性を確保する上で重要なことが知られている。適切なＡｌ富化層を形成するには、亜鉛浴中でのＡｌ濃度等も重要であるが、鋼板３の浸漬時間の管理も重要である。

鋼板３の浸漬時間を管理するためには、鋼板３を送る速度の他に、溶融金属２の湯面２ａの高さを管理する必要がある。図６に示すように、ポット１の上方には、湯面２ａの高さを検出するためのセンサヘッド５が配置されている。このセンサヘッド５は、湯面２ａに対してレーザ光６を発する投光部５ａと、湯面２ａで反射したレーザ光６を検出する受光部５ｂとを有している。このセンサヘッド５には、湯面レベル表示器７が接続されており、湯面レベル表示器７の算出部７ａは、投光部５ａがレーザ光６を発してから受光部５ｂがレーザ光６を検出し、該レーザスポットの位置に基づいて、湯面２ａの高さを求める。算出部７ａにより求められた湯面２ａの高さは、湯面レベル表示器７の表示部７ｂと、外部の表示器８とに表示される。

特許第２６１３３０８号公報特許第２６５９２６６号公報

上記のような従来装置では、レーザ光６を用いて湯面２ａの高さを検出する場合、センサヘッド５は、湯面２ａの直上に配置される。
しかしながら、溶融金属２の温度は４００〜６００℃程度と高温であるとともに、センサ設置箇所周辺に設備が密集している為、湯面２ａの直上の雰囲気温度は非常に高温となり、動作保証温度を超えてセンサヘッド５が熱せられ、センサヘッド５に異常が生じることがある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、動作保証温度を超えてセンサヘッドが熱せられることを防ぎ、センサヘッドの異常を防ぐことができる溶融金属ポットの湯面高さ測定装置を提供することである。

本発明に係る溶融金属ポットの湯面高さ測定装置は、ポットに溜められた溶融金属の湯面の上方に配置されたセンサヘッドと、前記センサヘッドに設けられ、前記湯面に対してレーザ光を発する投光部と、前記センサヘッドに設けられ、前記湯面で反射した前記レーザ光を検出する受光部と、前記センサヘッドに接続され、前記投光部が前記レーザ光を発してから前記受光部が前記レーザ光を検出し、該レーザスポットの位置に基づいて、前記湯面の高さを求める算出部とを備え、前記センサヘッドは、前記溶融金属の湯端面の直上線から外側に外されて前記ポットの側部上方に配置されている。
また、前記センサヘッドの長手方向軸は、前記ポットの水平面に対して傾斜している。
さらに、前記算出部は、前記レーザ光の前記湯面に対する傾斜角度を記憶しており、前記レーザスポットの位置と、前記傾斜角度とに基づいて前記湯面の高さを求める。

本発明の溶融金属ポットの湯面高さ測定装置によれば、センサヘッドは、溶融金属の湯端面の直上線から外側に外されてポットの側部上方に配置されているので、湯面直上の熱からセンサヘッドを遠ざけることができ、動作保証温度を超えてセンサヘッドが熱せられることを防ぎ、センサヘッドの異常を防ぐことができる。
また、前記算出部は、前記レーザ光の前記湯面に対する傾斜角度を記憶しており、前記レーザスポットの位置と前記傾斜角度とに基づいて前記湯面の高さを求めるので、従来と同じ構成のセンサヘッドを用いることができ、コストを抑えることができる。また、センサヘッドの角度調整を行った際の湯面高さの補正を容易に行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による溶融金属ポットの湯面高さ測定装置を示す構成図であり、図２は図１のセンサヘッド５を詳細に示す側面図であり、図３は図２のセンサヘッド５を示す上面図であり、図４は図３のセンサヘッド５を示す背面図である。なお、従来の溶融金属ポットの湯面高さ測定装置と同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。図１において、ポット１には、例えば溶融亜鉛めっきや、合金化溶融亜鉛めっき等の溶融金属めっきを施すための溶融金属２が溜められている。このポット１には鋼板３（ストリップ）が連続的に送られ、鋼板３が溶融金属２に浸漬されることで、鋼板３に溶融金属２がコーティングされる。また、鋼板３が溶融金属２から抜け出た後には、鋼板３に過剰にコーティングされた溶融金属２が図示しないガスワイパーにより除去される。

ポット１の上方には、湯面２ａの高さを検出するためのセンサヘッド５が配置されており、詳しくは、前記センサヘッド５は、溶融金属２の湯端面２ｂの直上線Ａから外側に外されてポット１の側部上方に配置されている。なお、湯端面２ｂとは、ポット１の側部における溶融金属２の端面であり、ポット１の側部内壁面に相当する。また、直上線Ａは、鉛直方向に沿って湯端面２ｂを上方に延長した線（面）である。つまり、センサヘッド５は、ポット１を上方から鉛直方向に沿って見たときに、湯面２ａと重ならないように配置されている。なお、図２〜図４に示すように、センサヘッド５は、ケース２０内に収納されており、ケース２０は、ポット１の上方に設けられた支持部材２１に回動自在に取り付けられている。

図１に戻り、センサヘッド５は、投光部５ａと受光部５ｂとを有している。これら投光部５ａ及び受光部５ｂは、センサヘッド５の長手方向軸５ｃに沿って隣り合うように配置されており、前記投光部５ａは前記湯面２ａに対してレーザ光６を発し、前記受光部５ｂは湯面２ａで反射したレーザ光６を検出する。なお、長手方向軸５ｃは、ポット１の水平面Ｂに対して所定角度だけ傾斜されている。すなわち、センサヘッド５としては、従来と同じ構成のものを用いており、センサヘッド５は、ポット１の側部上方位置からレーザ光６が湯面２ａに照射されるように傾けて設けられている。なお、水平面Ｂは、波立っていないときの湯面２ａに相当する。

前記センサヘッド５には、湯面レベル表示器７が接続されている。湯面レベル表示器７の算出部７ａは、前記レーザ光６の前記湯面２ａに対する傾斜角度を記憶している。この傾斜角度は、外部から入力された設定値、又は図示しないセンサにより検出された前記長手方向軸５ｃの前記水平面Ｂに対する傾斜角度から求められた演算値である。算出部７ａは、投光部５ａがレーザ光６を発してから受光部５ｂがレーザ光６を検出し、該レーザスポットの位置と、前記傾斜角度とに基づいて湯面２ａの高さを求める。算出部７ａにより求められた湯面２ａの高さは、湯面レベル表示器７の表示部７ｂと、外部の表示器８とに表示される。

次に、図５は、図１の算出部７ａによる湯面高さの算出方法を示している。図において、距離Ｄ１はレーザ光６の光路に沿うセンサヘッド５と湯面２ａとの間の距離を示しており、距離Ｄ２は鉛直方向に沿うセンサヘッド５と湯面２ａとの間の距離を示している。距離Ｄ１に関しては、従来同様に、スポット位置に基づいて求めることができる。湯面２ａの高さを検出するためには、距離Ｄ２を求める必要があるが、前記レーザ光６の前記湯面２ａに対する傾斜角度θを用いて距離Ｄ１を補正することで、距離Ｄ２を求めることができる。例えば、距離Ｄ１が６４４［ｍｍ］であり、傾斜角度θによるｓｉｎθが０．８２２であるとすると、距離Ｄ２は距離Ｄ１×ｓｉｎθ＝６４４×０．８２２＝５２９．３６８［ｍｍ］と求めることができる。

このような溶融金属ポットの湯面高さ測定装置によれば、センサヘッド５は、溶融金属２の湯端面２ｂの直上線Ａから外側に外されてポット１の側部上方に配置されているので、湯面直上の熱からセンサヘッド５を遠ざけることができ、動作保証温度を超えてセンサヘッド５が熱せられることを防ぎ、センサヘッド５の異常を防ぐことができる。

また、前記算出部７ａは、前記レーザ光６の前記湯面２ａに対する傾斜角度θを記憶しており、前記スポット位置と前記傾斜角度θとに基づいて前記湯面２ａの高さを求めるので、従来と同じ構成のセンサヘッド５を用いることができ、コストを抑えることができる。また、センサヘッド５の角度調整を行った際の湯面高さの補正を容易に行うことができる。

本発明の実施の形態１による溶融金属ポットの湯面高さ測定装置を示す構成図である。図１のセンサヘッドを詳細に示す側面図である。図２のセンサヘッドを示す上面図である。図３のセンサヘッドを示す背面図である。図１の算出部による湯面高さの算出方法を示している。従来の溶融金属ポットの湯面高さ測定装置を示す構成図である。

符号の説明

１ポット
２溶融金属
２ａ湯面
２ｂ湯端面
５センサヘッド
５ａ投光部
５ｂ受光部
５ｃ長手方向軸
６レーザ光
７ａ算出部
Ａ直上線
Ｂ水平面
θ 傾斜角度

Claims

ポット（１）に溜められた溶融金属（２）の湯面（２ａ）の上方に配置されたセンサヘッド（５）と、
前記センサヘッド（５）に設けられ、前記湯面（２ａ）に対してレーザ光（６）を発する投光部（５ａ）と、
前記センサヘッド（５）に設けられ、前記湯面（２ａ）で反射した前記レーザ光（６）を検出する受光部（５ｂ）と、
前記センサヘッド（５）に接続され、前記投光部（５ａ）が前記レーザ光（６）を発してから前記受光部（５ｂ）が前記レーザ光（６）を検出し、該レーザスポットの位置に基づいて、前記湯面（２ａ）の高さを求める算出部（７ａ）と
を備え、
前記センサヘッド（５）は、前記溶融金属（２）の湯端面（２ｂ）の直上線（Ａ）から外側に外されて前記ポット（１）の側部上方に配置されていることを特徴とする溶融金属ポットの湯面高さ測定装置。
前記センサヘッド（５）の長手方向軸（５ｃ）は、前記ポット（１）の水平面（Ｂ）に対して傾斜していることを特徴とする請求項１記載の溶融金属ポットの湯面高さ測定装置。
前記算出部（７ａ）は、前記レーザ光（６）の前記湯面（２ａ）に対する傾斜角度（θ）を記憶しており、前記レーザスポットの位置と前記傾斜角度（θ）とに基づいて前記湯面（２ａ）の高さを求めることを特徴とする請求項１記載の溶融金属ポットの湯面高さ測定装置。