JP2011202223A - Device for detecting rotational speed of roller - Google Patents

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Takeshi Wakizaka
毅 脇坂
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for detecting rotational speed of a roller which can highly accurately detect rotational speed of a roller in a bath.SOLUTION: The device for detecting rotational speed of a roller includes: a permanent magnet provided at a roller installed in a molten metal and rotating together with the roller; a detection part detecting a magnetic field formed by the permanent magnet; and a protection part formed by a non-magnetic body which is not eroded by the molten metal and enclosing the detection part. The distance between the permanent magnet and the detection part in a radial direction of the roller is set to be 5 to 20 mm. Since the detection part is disposed in a position of 5 to 20 mm distance from the permanent magnet in a state intercepted from the molten metal, the magnetic field of the permanent magnet can be detected in a high level and rotational speed of the roller can be highly accurately measured. Since the detection part is intercepted from the molten metal, the life of the detection part can be made long.

Description

本発明は、金属浴内に設置されたロールの回転速度を測定するロール回転速度検出装置に関する。   The present invention relates to a roll rotation speed detection device that measures the rotation speed of a roll installed in a metal bath.

金属帯(例えば鋼帯)の連続溶融めっき装置は、亜鉛などの溶融金属を満たしためっき浴中に、鋼帯の進行方向を転換するためのシンクロールと、シンクロールから鉛直方向に引き上げられる鋼帯を挟み込む上下サポートロールとが配設され、めっき浴外にワイピングノズルが設けられている。この連続溶融めっき装置では、めっき浴内に斜め下方に向けて導入された鋼帯は、シンクロールによりその進行方向を鉛直方向上方に転換された後に、上下サポートロールの間に挟み込まれながら通過してめっき浴外に引き上げられ、ワイピングノズルにより、表面に付着した溶融金属が払拭されて所定の目付量に制御される。   A continuous hot dip plating apparatus for metal strips (for example, steel strips) is a steel roll that is pulled up in the vertical direction from a sink roll for changing the traveling direction of the steel strip in a plating bath filled with molten metal such as zinc. An upper and lower support roll that sandwiches the band is disposed, and a wiping nozzle is provided outside the plating bath. In this continuous hot dipping apparatus, the steel strip introduced obliquely downward into the plating bath passes through while being sandwiched between the upper and lower support rolls after its traveling direction has been changed vertically upward by the sink roll. The molten metal adhering to the surface is wiped off by the wiping nozzle and controlled to a predetermined basis weight.

このような溶融金属めっき鋼帯の製造ラインでは、ロールの軸受に起因する振動やロールと鋼帯との間で生ずるスリップ等によって、鋼帯にめっきが不均一に付着したり疵が発生したりすることが問題となっている。このため、ロールの回転速度を検出して、スリップの発生を監視することが行われている。   In such a production line of molten metal-plated steel strip, plating is unevenly adhered to the steel strip or wrinkles are generated due to vibrations caused by the roller bearings and slips generated between the roll and the steel strip. It is a problem to do. For this reason, the occurrence of slip is monitored by detecting the rotational speed of the roll.

例えば、特許文献1には、金属浴中ロールに永久磁石を配置し、浴外に備えた検出センサによって永久磁石の磁力を検出して、浴中ロールの回転速度を検出する浴中ロール回転速度検出装置が開示されている。浴中ロールの回転速度を検出する検出センサを浴外に設けることにより、検出センサが高温の浴中に浸漬されることを防止して、検出センサの製品寿命の低下を防止している。また、特許文献2には、金属浴中ロールに永久磁石を配置し、浴外に備えた検出センサと永久磁石との間に、永久磁石の磁力を検出センサへ伝達する伝達手段を設けた浴中ロール回転速度検出装置が開示されている。このような伝達手段を設けることにより、永久磁石と検出センサとを離間して配置した場合でも、浴中ロールの回転速度を検出することができる。   For example, Patent Document 1 discloses a roll rotation speed in a bath in which a permanent magnet is disposed on a roll in a metal bath and the magnetic force of the permanent magnet is detected by a detection sensor provided outside the bath to detect the rotation speed of the roll in the bath. A detection device is disclosed. By providing a detection sensor for detecting the rotation speed of the roll in the bath outside the bath, the detection sensor is prevented from being immersed in a high-temperature bath, thereby preventing the product life of the detection sensor from being reduced. Patent Document 2 discloses a bath in which a permanent magnet is disposed on a roll in a metal bath, and a transmission means for transmitting the magnetic force of the permanent magnet to the detection sensor is provided between the detection sensor and the permanent magnet provided outside the bath. An intermediate roll rotation speed detection device is disclosed. By providing such a transmission means, it is possible to detect the rotation speed of the roll in the bath even when the permanent magnet and the detection sensor are spaced apart.

特開2007−291431号公報JP 2007-291431 A 特開2009−97019号公報JP 2009-97019 A

しかし、上記特許文献1では、浴外に検出センサが設置されるため、浴中ロールに設けられた永久磁石と検出センサとの距離が大きい。このため、検出センサによる検出位置において、永久磁石の磁力を十分に検出できるか疑義がある。また、上記特許文献2では、伝達手段によって永久磁石の磁力を検出位置まで伝達するため、特許文献1における課題は改善されると考えられる。しかし、検出センサの検出信号のレベルは永久磁石の磁力に依存する。永久磁石の磁力を強くすると隣接する永久磁石の間隔を狭めることができず、分解能が低くなる。結果として、検出センサによって浴中ロールの回転速度を高精度に検出することが困難になる。また、特許文献2のように浴外で磁気検出を行う構成であっても、浴中ロールに設置した永久磁石の磁場以外の磁力(例えば、電磁制振装置、周辺モータ類等)の影響を受ける可能性もある。この場合、検出センサによる浴中ロールの回転速度の検出に悪影響を及ぼすことも考えられる。   However, in Patent Document 1, since the detection sensor is installed outside the bath, the distance between the permanent magnet provided on the roll in the bath and the detection sensor is large. For this reason, there is doubt whether the magnetic force of the permanent magnet can be sufficiently detected at the detection position by the detection sensor. Moreover, in the said patent document 2, since the magnetic force of a permanent magnet is transmitted to a detection position by a transmission means, it is thought that the subject in patent document 1 is improved. However, the level of the detection signal of the detection sensor depends on the magnetic force of the permanent magnet. When the magnetic force of the permanent magnet is increased, the interval between adjacent permanent magnets cannot be reduced, and the resolution is lowered. As a result, it becomes difficult to detect the rotation speed of the roll in the bath with high accuracy by the detection sensor. Moreover, even if it is the structure which detects a magnetism outside a bath like patent document 2, the influence of magnetic forces (for example, electromagnetic damping device, peripheral motors, etc.) other than the magnetic field of the permanent magnet installed in the bath roll is exerted. There is also a possibility of receiving. In this case, it is considered that the detection sensor may adversely affect the detection of the rotation speed of the roll in the bath.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、浴中ロールの回転速度を高精度に検出することが可能な、新規かつ改良されたロール回転速度検出装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a new and improved roll rotation capable of detecting the rotation speed of the roll in the bath with high accuracy. It is to provide a speed detection device.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、溶融金属内に設置されたロールに設けられ、ロールとともに回転する永久磁石と、永久磁石により形成される磁界を検出する検出部と、溶融金属に浸食されない非磁性体から形成され、検出部を包囲する保護部と、を備え、ロールの径方向における永久磁石と検出部との距離は、5〜20mmであることを特徴とする、ロール回転速度検出装置が提供される。   In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a permanent magnet provided on a roll installed in a molten metal and rotating together with the roll, and a detection unit for detecting a magnetic field formed by the permanent magnet, A protective portion that is formed of a nonmagnetic material that is not eroded by the molten metal and surrounds the detection portion, and the distance between the permanent magnet and the detection portion in the radial direction of the roll is 5 to 20 mm. A roll rotation speed detection device is provided.

本発明によれば、検出部を溶融金属に浸食されない材質からなる保護部により包囲して、検出部と永久磁石とを対向して配置する。すなわち、検出部は、溶融金属から遮断した状態で、永久磁石との距離が5〜20mmの位置に配置される。このように、検出部と永久磁石との距離を近接させることができるので、検出部は永久磁石の磁界を高レベルに検出することができ、ロールの回転速度を高精度に測定することができる。また、検出部が溶融金属から遮断されるため、検出部の寿命を長くすることができる。   According to the present invention, the detection unit is surrounded by the protection unit made of a material that is not eroded by the molten metal, and the detection unit and the permanent magnet are arranged to face each other. That is, the detection unit is disposed at a position where the distance from the permanent magnet is 5 to 20 mm while being shielded from the molten metal. Thus, since the distance between the detection unit and the permanent magnet can be made closer, the detection unit can detect the magnetic field of the permanent magnet at a high level and can measure the rotation speed of the roll with high accuracy. . Moreover, since the detection part is shielded from the molten metal, the life of the detection part can be extended.

ここで、保護部は、検出部を冷却する冷却剤が外部から流入される挿入部と、保護部の内部空間から冷却剤を排出する排出部と、を備えることもできる。挿入部から流入された冷却剤は、保護部の内部空間を巡回して排出部から排出される。このように冷却剤によって検出部の配置された空間を冷却することにより、検出部はより高レベルに永久磁石の磁界を検出することができる。   Here, the protection part can also include an insertion part into which a coolant that cools the detection part flows from the outside, and a discharge part that discharges the coolant from the internal space of the protection part. The coolant that has flowed in from the insertion portion circulates in the internal space of the protection portion and is discharged from the discharge portion. Thus, by cooling the space in which the detection unit is arranged with the coolant, the detection unit can detect the magnetic field of the permanent magnet at a higher level.

また、保護部の材質は、モリブデン添加材料、セラミック、またはコバルト系金属のうちいずれか1つを用いるのがよい。これらの材質を用いることにより、保護部が溶融金属に浸食されるのを防止することができ、検出部を確実に溶融金属から遮断することができる。   Moreover, it is preferable to use any one of a molybdenum-added material, a ceramic, and a cobalt-based metal as a material for the protective portion. By using these materials, the protection part can be prevented from being eroded by the molten metal, and the detection part can be reliably shielded from the molten metal.

さらに、検出部は、磁性体の軸芯に巻回されたコイルからなり、永久磁石により形成される磁界によって変化するコイルのインダクタンスを検出値として出力するように構成してもよい。ロールの回転にともなって永久磁石が回転すると、コイルのインダクタンスは変化する。ロール回転速度検出装置は、コイルのインダクタンス変化に基づいて、永久磁石、すなわちロールの回転速度を取得することができる。   Further, the detection unit may be configured to include a coil wound around an axis of a magnetic body, and output the inductance of the coil that is changed by a magnetic field formed by a permanent magnet as a detection value. When the permanent magnet rotates as the roll rotates, the inductance of the coil changes. The roll rotation speed detection device can acquire the rotation speed of the permanent magnet, that is, the roll, based on the inductance change of the coil.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、溶融金属内に設置されたロールに設けられ、ロールとともに回転する永久磁石と、永久磁石により形成される磁界を検出する検出部と、溶融金属に浸食されない非磁性体から形成され、検出部を包囲する保護部と、を備え、ロールの径方向における永久磁石と検出部との距離は、永久磁石と検出部とが接触しない最小の距離以上かつ検出部により所定以上の磁界を検出可能な最大の距離以下であることを特徴とする、ロール回転速度検出装置が提供される。   Moreover, in order to solve the said subject, according to another viewpoint of this invention, it is provided in the roll installed in the molten metal, and detects the magnetic field formed with the permanent magnet which rotates with a roll, and a permanent magnet. A detection unit, and a protection unit that is formed of a nonmagnetic material that is not eroded by the molten metal and surrounds the detection unit, and the distance between the permanent magnet and the detection unit in the radial direction of the roll is such that the permanent magnet and the detection unit are There is provided a roll rotation speed detection device characterized in that it is not less than a minimum distance that does not contact and not more than a maximum distance at which a detection part can detect a predetermined or more magnetic field.

本発明によれば、検出部を溶融金属に浸食されない材質からなる保護部により包囲して、検出部と永久磁石とを対向して配置する。すなわち、検出部は、溶融金属から遮断した状態で、永久磁石との距離が、永久磁石と検出部とが接触しない最小の距離以上かつ検出部により所定以上の磁界を検出可能な最大の距離以下の位置に配置される。永久磁石と検出部とが接触すると、ロールの回転速度を検出することができない。また、検出部により所定以上の磁界を検出することができない場合、すなわち、十分な信号/ノイズ比を得ることができない場合には、高精度にロールの回転速度を検出することができない。これより、検出部と永久磁石との距離の上限値をこのように設定することにより、ロールの回転速度の検出が可能となる。本発明のロール回転速度検出装置では、検出部と永久磁石との距離を近接させることができるので、検出部は永久磁石の磁界を高レベルに検出することができ、ロールの回転速度を高精度に測定することができる。また、検出部が溶融金属から遮断されるため、検出部の寿命を長くすることができる。   According to the present invention, the detection unit is surrounded by the protection unit made of a material that is not eroded by the molten metal, and the detection unit and the permanent magnet are arranged to face each other. That is, the detection unit is cut off from the molten metal, and the distance from the permanent magnet is not less than the minimum distance at which the permanent magnet and the detection unit do not contact each other and not more than the maximum distance at which the detection unit can detect a predetermined magnetic field or more. It is arranged at the position. When the permanent magnet comes into contact with the detection unit, the rotation speed of the roll cannot be detected. In addition, when the detection unit cannot detect a magnetic field exceeding a predetermined value, that is, when a sufficient signal / noise ratio cannot be obtained, the rotation speed of the roll cannot be detected with high accuracy. Accordingly, the rotation speed of the roll can be detected by setting the upper limit value of the distance between the detection unit and the permanent magnet in this way. In the roll rotation speed detection device of the present invention, since the distance between the detection unit and the permanent magnet can be made closer, the detection unit can detect the magnetic field of the permanent magnet at a high level, and the rotation speed of the roll can be accurately detected. Can be measured. Moreover, since the detection part is shielded from the molten metal, the life of the detection part can be extended.

以上説明したように本発明によれば、浴中ロールの回転速度を高精度に検出することが可能なロール回転速度検出装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a roll rotation speed detection device capable of detecting the rotation speed of the roll in the bath with high accuracy.

本発明の実施形態にかかる連続溶融めっき装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the continuous hot dipping apparatus concerning embodiment of this invention. 同実施形態にかかる浴中ロールのロール回転速度検出装置の配置状態を示す側面図である。It is a side view which shows the arrangement | positioning state of the roll rotational speed detection apparatus of the roll in bath concerning the embodiment. 同実施形態にかかる浴中ロールのロール回転速度検出装置の配置状態を示す、図2の背面図である。It is a rear view of FIG. 2 which shows the arrangement | positioning state of the roll rotational speed detection apparatus of the roll in bath concerning the embodiment. ロール回転速度検出装置のマグネット部とセンサ部との位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the magnet part and sensor part of a roll rotational speed detection apparatus. 同実施形態にかかるロール回転速度検出装置の構成を示す一部切欠断面図である。It is a partially cutaway sectional view showing the configuration of the roll rotation speed detecting device according to the same embodiment. 同実施形態にかかるロール回転速度検出装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the roll rotational speed detection apparatus concerning the embodiment. 図6の切断線A−Aにおける断面図である。It is sectional drawing in the cutting line AA of FIG. センサ/磁石間隔dを10mmに固定した場合における、ロールの回転速度およびセンサ温度を変化させたときの、センサ部のセンサ出力を示すシミュレーション結果である。It is a simulation result which shows the sensor output of a sensor part when changing the rotational speed and sensor temperature of a roll in the case of fixing sensor / magnet space | interval d to 10 mm. センサ/磁石間隔dを20mmに固定した場合における、ロールの回転速度およびセンサ温度を変化させたときの、センサ部のセンサ出力を示すシミュレーション結果である。It is a simulation result which shows the sensor output of a sensor part when changing the rotational speed and sensor temperature of a roll in the case of fixing sensor / magnet space | interval d to 20 mm. センサ/磁石間隔dを10mmに固定した場合のセンサ温度とセンサ出力振幅との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between sensor temperature and sensor output amplitude at the time of fixing sensor / magnet space | interval d to 10 mm. センサ/磁石間隔dとセンサ出力との関係を示すシミュレーション結果である。It is a simulation result which shows the relationship between the sensor / magnet space | interval d and a sensor output. センサ/磁石間隔dとセンサ出力振幅との関係を示すシミュレーション結果である。It is a simulation result which shows the relationship between sensor / magnet space | interval d and a sensor output amplitude.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

[連続溶融めっき装置の構成]
まず、図1を参照して、本発明の一実施形態に係る連続溶融めっき装置について説明する。図1は、本実施形態にかかる連続溶融めっき装置1を示す模式図である。
[Construction of continuous hot dipping equipment]
First, a continuous hot dipping apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view showing a continuous hot dipping apparatus 1 according to the present embodiment.

図1に示すように、連続溶融めっき装置1は、鋼帯2を、溶融金属を満たしためっき浴3に浸漬することにより、鋼帯2の表面に溶融金属を連続的に付着させるための装置である。連続溶融めっき装置1は、浴槽4と、スナウト5と、シンクロール6と、上下一対のサポートロール7、8と、ガスワイピングノズル9と、一対のタッチロール10、11とを備える。   As shown in FIG. 1, a continuous hot dipping apparatus 1 is an apparatus for continuously adhering molten metal to the surface of a steel strip 2 by immersing the steel strip 2 in a plating bath 3 filled with molten metal. It is. The continuous hot dipping apparatus 1 includes a bathtub 4, a snout 5, a sink roll 6, a pair of upper and lower support rolls 7 and 8, a gas wiping nozzle 9, and a pair of touch rolls 10 and 11.

鋼帯2は、溶融金属によるめっき対象となる金属帯の一例である。本実施形態では鋼帯2の例を上げて説明するが、本発明の金属帯は、めっき対象となる帯状の金属材料であれば、その材質は問わない。また、溶融金属は、亜鉛、鉛−錫、アルミニウムなどの耐食性金属が一般的であるが、めっき金属として使用されるその他の金属であってもよい。溶融金属で鋼帯2をめっきして得られる溶融めっき鋼帯としては、亜鉛めっき鋼帯、合金化亜鉛めっき鋼帯等が代表的であるが、その他の種類のめっき鋼帯であってもよい。   The steel strip 2 is an example of a metal strip to be plated with molten metal. In the present embodiment, an example of the steel strip 2 will be described. However, the metal strip of the present invention is not limited as long as it is a strip-shaped metal material to be plated. The molten metal is generally a corrosion-resistant metal such as zinc, lead-tin, or aluminum, but may be other metal used as a plating metal. Typical examples of the hot dip galvanized steel strip obtained by plating the steel strip 2 with a molten metal include a galvanized steel strip and an alloyed galvanized steel strip, but may be other types of galvanized steel strip. .

浴槽4は、上記溶融金属からなるめっき浴3を貯留する。スナウト5は、その一端をめっき浴3内に浸漬されるように傾斜配設される。   The bathtub 4 stores the plating bath 3 made of the molten metal. The snout 5 is inclined so that one end thereof is immersed in the plating bath 3.

シンクロール6は、めっき浴3中の最下方に配設され、サポートロール7、8よりもロール径が大きい。このシンクロール6は、スナウト5を通ってめっき浴3内に斜め下方に向けて導入された鋼帯2を、鉛直方向上方に方向転換する。   The sink roll 6 is disposed at the lowermost position in the plating bath 3 and has a larger roll diameter than the support rolls 7 and 8. The sink roll 6 changes the direction of the steel strip 2 introduced through the snout 5 and obliquely downward into the plating bath 3 in the vertical direction.

サポートロール7、8は、めっき浴3中のシンクロール6の上方に配置され、シンクロール6から鉛直方向に引き上げられた鋼帯2を左右両側から挟み込むようにして配設される。サポートロール7、8は、不図示の軸受(例えば、すべり軸受、転がり軸受等)により回転自在に支持される。本実施形態にかかるサポートロール7、8は無駆動式であり、高速通板される鋼帯2に従動して回転する。なお、サポートロール7、8はモータ等により回転駆動される駆動式であってもよい。   The support rolls 7 and 8 are disposed above the sink roll 6 in the plating bath 3 and are disposed so as to sandwich the steel strip 2 pulled up from the sink roll 6 in the vertical direction from both the left and right sides. The support rolls 7 and 8 are rotatably supported by bearings (not shown) (for example, slide bearings, rolling bearings, etc.). The support rolls 7 and 8 according to the present embodiment are non-driven, and rotate following the steel strip 2 that is passed through at high speed. The support rolls 7 and 8 may be driven by a motor or the like.

ガスワイピングノズル9は、めっき浴3外に配設けられ、めっき浴3から鉛直方向に引き上げられた鋼帯2の表面に気体を吹き付けて余剰な溶融金属を払拭する。これにより、鋼帯2に対する溶融金属の目付量を適正量に制御できる。タッチロール10、11は、ガスワイピングノズル9の上方に配設され、鋼帯2を両側より挟み込んで支持する。なお、連続溶融めっき装置1を、タッチロール10、11を設けない構成とすることもできる。   The gas wiping nozzle 9 is provided outside the plating bath 3 and blows gas to the surface of the steel strip 2 pulled up from the plating bath 3 in the vertical direction to wipe off excess molten metal. Thereby, the basis weight of the molten metal with respect to the steel strip 2 can be controlled to an appropriate amount. The touch rolls 10 and 11 are disposed above the gas wiping nozzle 9 and support the steel strip 2 sandwiched from both sides. In addition, the continuous hot dipping apparatus 1 can also be set as the structure which does not provide the touch rolls 10 and 11. FIG.

ここで、上記構成の連続溶融めっき装置1の動作について説明する。連続溶融めっき装置1は、不図示の駆動源により鋼帯2を長手方向に移動させて、装置内の各部を通板させる。この鋼帯2は、スナウト5を通じてめっき浴3中に斜め下方に導入され、シンクロール6を周回して、その進行方向が鉛直方向上方に変換される。次いで、鋼帯2は、サポートロール7、8の間に挟み込まれながら上昇して、めっき浴3外に引き上げられる。このとき、鋼帯2は、サポートロール7、8により形状矯正されて、幅方向の反りが抑制される。その後、めっき浴3外に引き上げられた鋼帯2は、ガスワイピングノズル9により余剰な溶融金属を払拭されて所定の目付量に制御され、タッチロール10、11に至る。このようにして、連続溶融めっき装置1は、鋼帯2をめっき浴3中に連続的に浸漬して、溶融金属でめっきする。   Here, operation | movement of the continuous hot dipping apparatus 1 of the said structure is demonstrated. The continuous hot dipping apparatus 1 moves the steel strip 2 in the longitudinal direction by a drive source (not shown) and passes each part in the apparatus. The steel strip 2 is introduced obliquely downward into the plating bath 3 through the snout 5 and circulates around the sink roll 6 so that its traveling direction is converted upward in the vertical direction. Next, the steel strip 2 rises while being sandwiched between the support rolls 7 and 8 and is pulled out of the plating bath 3. At this time, the shape of the steel strip 2 is corrected by the support rolls 7 and 8, and warpage in the width direction is suppressed. Thereafter, the steel strip 2 pulled out of the plating bath 3 is controlled to a predetermined basis weight by wiping away excess molten metal by the gas wiping nozzle 9 and reaches the touch rolls 10 and 11. In this way, the continuous hot dipping apparatus 1 continuously immerses the steel strip 2 in the plating bath 3 and performs plating with the molten metal.

[ロール回転速度検出装置の構成]
次に、図2〜図7に基づいて、本実施形態にかかるロール回転速度検出装置100の構成について説明する。以下では、本実施形態にかかるロール回転速度検出装置100は、連続溶融めっき装置1のサポートロール8の回転速度を検出するために設けられているとして説明するが、他方のサポートロール7やシンクロール6等、めっき浴3中に浸漬した浴中ロールの回転速度を測定するものとして設置することも可能である。非駆動式のロールの回転速度を測定する場合には、測定されたロールの回転速度より、ロールのスリップの発生を発見することができる。また、駆動式のロールの回転速度を測定する場合には、測定されたロールの回転速度より、その回転が鋼帯2の移動速度に同期しているか否かを判定することができる。
[Configuration of roll rotation speed detection device]
Next, based on FIGS. 2-7, the structure of the roll rotational speed detection apparatus 100 concerning this embodiment is demonstrated. Below, although the roll rotational speed detection apparatus 100 concerning this embodiment is demonstrated in order to detect the rotational speed of the support roll 8 of the continuous hot dipping apparatus 1, the other support roll 7 and sink roll are demonstrated. It is also possible to install it as a measure of the rotational speed of the roll in the bath immersed in the plating bath 3 such as 6. When the rotational speed of the non-driven roll is measured, the occurrence of roll slip can be found from the measured rotational speed of the roll. Moreover, when measuring the rotational speed of a drive-type roll, it can be determined whether the rotation is synchronizing with the moving speed of the steel strip 2 from the measured rotational speed of the roll.

なお、図2は、本実施形態にかかる浴中ロールのロール回転速度検出装置100の配置状態を示す側面図である。図3は、本実施形態にかかる浴中ロールのロール回転速度検出装置100の配置状態を示す、図2の背面図である。図4は、ロール回転速度検出装置100のマグネット部110とセンサ部120との位置関係を示す説明図である。図5は、本実施形態にかかるロール回転速度検出装置100の構成を示す一部切欠断面図である。図6は、本実施形態にかかるロール回転速度検出装置100の構成を示す平面図である。図7は、図6の切断線A−Aにおける断面図である。ここで、図2は、図3に示すサポートロール8を取り除いた状態を示している。また、図2、図3および図5では、ケーブル124a、124bおよびシース線125をまとめて配線として符号127として示している。   In addition, FIG. 2 is a side view which shows the arrangement | positioning state of the roll rotational speed detection apparatus 100 of the roll in a bath concerning this embodiment. FIG. 3 is a rear view of FIG. 2 showing an arrangement state of the roll rotation speed detection device 100 for the in-bath roll according to the present embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a positional relationship between the magnet unit 110 and the sensor unit 120 of the roll rotation speed detection device 100. FIG. 5 is a partially cutaway cross-sectional view showing the configuration of the roll rotation speed detection device 100 according to the present embodiment. FIG. 6 is a plan view showing a configuration of the roll rotation speed detection device 100 according to the present embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. Here, FIG. 2 shows a state in which the support roll 8 shown in FIG. 3 is removed. 2, 3 and 5, the cables 124a and 124b and the sheath wire 125 are collectively shown as reference numeral 127 as wiring.

本実施形態にかかるロール回転速度検出装置100は、図2〜図4に示すように、サポートロール8の回転軸8aの一端に設けられたマグネット部110と、マグネット部110の回転速度を検出するセンサ部120と、センサ部120を包囲する保護部130とから構成される。本実施形態にかかるセンサ部120は、保護部130に包囲された状態でめっき浴3中に配設されるため、溶融金属に浸漬されない。また、本実施形態にかかるセンサ部120は、高温の溶融亜鉛と接触する保護部130の本体部131との接触を避けるため、蓋部132から懸架するように設けられている。   2 to 4, the roll rotation speed detection device 100 according to the present embodiment detects the rotation speed of the magnet unit 110 provided at one end of the rotation shaft 8a of the support roll 8 and the magnet unit 110. The sensor unit 120 includes a protection unit 130 that surrounds the sensor unit 120. Since the sensor unit 120 according to the present embodiment is disposed in the plating bath 3 in a state surrounded by the protection unit 130, it is not immersed in the molten metal. In addition, the sensor unit 120 according to the present embodiment is provided so as to be suspended from the lid unit 132 in order to avoid contact with the main body unit 131 of the protection unit 130 that contacts high-temperature molten zinc.

マグネット部110は、ロールとともに回転するようにロールの回転軸に設けられた環状の基台部112と、基台部112の周側面に設けられた複数の永久磁石114とからなる。本実施形態では、永久磁石114は、基台部112の円周方向に等間隔に8つ設けられているが、本発明はかかる例に限定されず、少なくとも1つの永久磁石114が設けられていればよい。   The magnet part 110 includes an annular base part 112 provided on the rotating shaft of the roll so as to rotate together with the roll, and a plurality of permanent magnets 114 provided on the peripheral side surface of the base part 112. In the present embodiment, eight permanent magnets 114 are provided at equal intervals in the circumferential direction of the base 112, but the present invention is not limited to this example, and at least one permanent magnet 114 is provided. Just do it.

センサ部120は、マグネット部110の周側面と対向して設けられる検出部である。センサ部120は、サポートロール8とともに回転するマグネット部110の磁力を検出することにより、サポートロール8の回転速度を検出する磁界変化を検出可能な磁力センサである。センサ部120は、保護部130によって包囲されているため溶融金属に浸漬されない。これにより、センサ部120の製品寿命を長くすることができる。   The sensor unit 120 is a detection unit provided to face the peripheral side surface of the magnet unit 110. The sensor unit 120 is a magnetic force sensor that can detect a magnetic field change that detects the rotation speed of the support roll 8 by detecting the magnetic force of the magnet unit 110 that rotates together with the support roll 8. Since the sensor unit 120 is surrounded by the protection unit 130, the sensor unit 120 is not immersed in the molten metal. Thereby, the product life of the sensor part 120 can be lengthened.

本実施形態にかかるセンサ部120は、図7に示すように、コイル121と、磁性コア122と、ボビン123と、センサケーブル124と、シース熱電対125とから構成される。コイル121は、耐熱性のマグネットワイヤーであり、ボビン123に支持された磁性体の軸芯である磁性コア122に巻回されている。マグネット部110の永久磁石114の磁界に応じて、コイル121のインダクタンスは変化する。コイル121は、センサケーブル124と接続されている。センサケーブル124は、コイル121の両端に接続されたケーブル124a、124bからなり、保護部130の外部へ引き出されたケーブル124a、124bから出力されるコイル121のインダクタンスがロールの回転速度を算出するための検出信号となる。   As shown in FIG. 7, the sensor unit 120 according to the present embodiment includes a coil 121, a magnetic core 122, a bobbin 123, a sensor cable 124, and a sheath thermocouple 125. The coil 121 is a heat-resistant magnet wire and is wound around a magnetic core 122 that is an axis of a magnetic material supported by the bobbin 123. The inductance of the coil 121 changes according to the magnetic field of the permanent magnet 114 of the magnet unit 110. The coil 121 is connected to the sensor cable 124. The sensor cable 124 includes cables 124 a and 124 b connected to both ends of the coil 121, and the inductance of the coil 121 output from the cables 124 a and 124 b drawn to the outside of the protection unit 130 calculates the rotation speed of the roll. Detection signal.

センサ部120は、検出信号(インダクタンスに比例する電圧)変化に基づき、ロールの回転速度を算出する。より詳細には、ロールの回転速度は、コイル121の外部磁場を印加したときのコイルコア材(磁性体)の磁気特性によるインダクタンス変化を検出し、算出される。検出信号(電圧)は、コイル121がマグネット部110の永久磁石114と対向していないときは小さく、コイル121が永久磁石114と対向しているときは大きくなる。また、コイルコア材として使用している磁性体は、外部磁場が強くなるほど透磁率が指数関数的に低くなる特性を持っている。   The sensor unit 120 calculates the rotation speed of the roll based on the change in the detection signal (voltage proportional to the inductance). More specifically, the rotation speed of the roll is calculated by detecting an inductance change due to the magnetic characteristics of the coil core material (magnetic material) when an external magnetic field of the coil 121 is applied. The detection signal (voltage) is small when the coil 121 is not facing the permanent magnet 114 of the magnet unit 110, and is large when the coil 121 is facing the permanent magnet 114. In addition, the magnetic material used as the coil core material has a characteristic that the permeability decreases exponentially as the external magnetic field increases.

センサ部120は、コイル121のインダクタンスがコイルコア材の透磁率に比例する関係に基づき、コイル121に対向するマグネット部110の永久磁石114の有無より変化するセンサ出力信号を得る。センサ出力信号は、外部磁場が強くなるほど指数関数的に小さくなる特性を有する。そして、マグネット部110が回転すると、コイル121のインダクタンスの変化に応じて、センサ出力信号は正弦波状に変化する。   The sensor unit 120 obtains a sensor output signal that changes depending on the presence or absence of the permanent magnet 114 of the magnet unit 110 facing the coil 121 based on a relationship in which the inductance of the coil 121 is proportional to the magnetic permeability of the coil core material. The sensor output signal has a characteristic of exponentially decreasing as the external magnetic field increases. And when the magnet part 110 rotates, according to the change of the inductance of the coil 121, a sensor output signal will change to a sine wave form.

シース熱電対125は、ロールの回転速度を検出するセンサ部120の存在する空間の温度を測定するために設けられている。センサ部120を高温環境におくと、センサケーブル124等の配線などが酸化してしまい、センサ部120の寿命が短くなるとともに、磁界の検出精度も低下してしまう。本実施形態にかかるセンサ部120では、センサ部120が高温環境におかれることがないように、シース熱電対125により温度監視している。なお、保護部130内の温度は、保護部130内部に冷却剤を流入することによって調節される。センサ部120を冷却する冷却構造については後述する。シース熱電対125による検出値は、保護部130の外部へ引き出されるシース線125aを介して取得される。   The sheath thermocouple 125 is provided to measure the temperature of the space where the sensor unit 120 that detects the rotation speed of the roll exists. When the sensor unit 120 is placed in a high temperature environment, the wiring of the sensor cable 124 and the like is oxidized, the life of the sensor unit 120 is shortened, and the magnetic field detection accuracy is also lowered. In the sensor unit 120 according to the present embodiment, the temperature is monitored by the sheath thermocouple 125 so that the sensor unit 120 is not placed in a high temperature environment. The temperature in the protection unit 130 is adjusted by flowing a coolant into the protection unit 130. A cooling structure for cooling the sensor unit 120 will be described later. The detection value obtained by the sheath thermocouple 125 is acquired through the sheath wire 125 a drawn out of the protection unit 130.

保護部130は、センサ部120を溶融金属から遮断するガード部材である。保護部130は、例えば溶融亜鉛等の溶融金属に浸食されない非磁性体から形成される。このような材料としては、例えば、モリブデンを添加して耐食性、耐孔食性が向上されたSUS316、SUS317、SUH38、SUH661等のステンレス鋼あるいは耐熱鋼や、サイアロン等のセラミック、トリバロイ(登録商標)、ステライト(登録商標)等のコバルト系金属などがある。保護部130は、図2、3に示すように、その一部がめっき浴3中に浸漬しているが、上記の材質から形成されているため溶融金属に浸食されない。これにより、保護部130の内部に収容されたセンサ部120を溶融金属から確実に遮断することができる。   The protection part 130 is a guard member that shields the sensor part 120 from the molten metal. The protection unit 130 is formed of a nonmagnetic material that is not eroded by a molten metal such as molten zinc. Examples of such a material include, for example, stainless steel such as SUS316, SUS317, SUH38, and SUH661, which is improved in corrosion resistance and pitting corrosion resistance by adding molybdenum, heat resistant steel, ceramic such as sialon, Trivalloy (registered trademark), There are cobalt-based metals such as Stellite (registered trademark). As shown in FIGS. 2 and 3, a part of the protection part 130 is immersed in the plating bath 3, but is not eroded by the molten metal because it is made of the above material. Thereby, the sensor part 120 accommodated in the inside of the protection part 130 can be reliably shielded from the molten metal.

保護部130は、例えば円筒状に形成され、図5に示すように、その内部にセンサ部120を収容している。保護部130は、センサ部120がロールの回転軸に設けられたマグネット部110と所定の距離を有して対向するように、保持部140によって保持されている。このとき、保護部130は、保護部130の長手方向に延びる円筒の中心線と、マグネット部110の基台部112の外周の接線方向と略直交するように設けられる。保持部140は、連続溶融めっき装置1に固定されたロール支持部150によって支持されている。   The protection part 130 is formed in a cylindrical shape, for example, and houses the sensor part 120 therein as shown in FIG. The protection unit 130 is held by the holding unit 140 so that the sensor unit 120 faces the magnet unit 110 provided on the rotation shaft of the roll with a predetermined distance. At this time, the protection part 130 is provided so as to be substantially orthogonal to the center line of the cylinder extending in the longitudinal direction of the protection part 130 and the tangential direction of the outer periphery of the base part 112 of the magnet part 110. The holding part 140 is supported by a roll support part 150 fixed to the continuous hot dipping apparatus 1.

より詳細にみると、保護部130は、図7に示すように、一端が封鎖された筒状の本体部131と、本体部131の他端を封鎖する蓋部132とを備える。本体部131の他端と蓋部132とは、平座金を介してボルト133により密接して固定される。これにより、保護部130の内部空間は溶融金属から遮断され、内部に溶融金属が侵入するのを防止することができる。蓋部132は、センサ部120を収容する蓋円筒部132aが形成されている。蓋円筒部132aは、蓋部132と一体に形成されており、蓋部132の中心部分から本体部131の長手方向に延びている。蓋円筒部132aのマグネット部110と対向する一端側は、本体部131と同様、封鎖されている。一方、蓋円筒部132aの他端側は、センサ部120の配線等を引き出すための排出管136が設けられ、外部と連通している。蓋円筒部132aの周側面には、冷却剤を移動させるための通過孔132bが形成されている。   More specifically, as shown in FIG. 7, the protection unit 130 includes a cylindrical main body 131 whose one end is sealed and a lid 132 that seals the other end of the main body 131. The other end of the main body portion 131 and the lid portion 132 are fixed in close contact with a bolt 133 via a plain washer. Thereby, the internal space of the protection part 130 is shielded from the molten metal, and the molten metal can be prevented from entering the inside. The lid part 132 is formed with a lid cylindrical part 132 a that houses the sensor part 120. The lid cylindrical portion 132 a is formed integrally with the lid portion 132 and extends from the center portion of the lid portion 132 in the longitudinal direction of the main body portion 131. One end side of the lid cylindrical portion 132a facing the magnet portion 110 is sealed in the same manner as the main body portion 131. On the other hand, the other end side of the lid cylindrical portion 132a is provided with a discharge pipe 136 for drawing out the wiring and the like of the sensor portion 120, and communicates with the outside. A passage hole 132b for moving the coolant is formed on the peripheral side surface of the lid cylindrical portion 132a.

また、蓋部132には、センサ部120を冷却する冷却剤を保護部130内部へ流入するための挿入管134が、蓋部132の径方向に蓋円筒部132aと隣接して設けられる。挿入管134は、両端が開口する管状部材である。外部から挿入管134より流入された冷却剤は、図7の破線矢印で示すように、本体部131の内部空間を移動して、通過孔132bから蓋円筒部132aの内部空間へ入り込み、排出管136から外部へ排出される。ここで、冷却剤としては、例えば、空気、チッ素ガス等の不活性ガスを用いることができる。なお、保護部130の本体部131や蓋円筒部132a等の部材を円筒形状とすることで、冷却流体の流路を明確にすることができ、センサ部120を確実に冷却することができる。   In addition, the lid 132 is provided with an insertion tube 134 for allowing a coolant for cooling the sensor unit 120 to flow into the protective part 130, adjacent to the lid cylindrical part 132 a in the radial direction of the lid 132. The insertion tube 134 is a tubular member that opens at both ends. The coolant that has flowed in from the outside through the insertion tube 134 moves through the internal space of the main body 131 as shown by the dashed arrows in FIG. 7, enters the internal space of the lid cylindrical portion 132a from the passage hole 132b, and is discharged from the discharge tube. It is discharged from 136 to the outside. Here, as a coolant, inert gas, such as air and nitrogen gas, can be used, for example. In addition, by making members such as the main body part 131 and the lid cylindrical part 132a of the protection part 130 into a cylindrical shape, the flow path of the cooling fluid can be clarified, and the sensor part 120 can be reliably cooled.

本実施形態にかかるロール回転速度検出装置100は、センサ部120を保護部130によって保護し、マグネット部110とセンサ部120との距離を近接させることによって、センサ部120のセンサ出力振幅を大きくすることができる。図4に示す、基台部112の外周の接線方向におけるマグネット部110とセンサ部120との距離(「センサ/磁石間隔」ともいう。)dは、約5〜20mmに設定される。距離dを5mm未満とすると、マグネット部110とセンサ部120を包囲する保護部130とが接触する恐れがある。一方、距離dを20mmより大きくすると、センサ部120によるセンサ出力振幅が低下してしまい、高精度にロールの回転速度を検出することができなくなってしまう。   The roll rotation speed detection device 100 according to the present embodiment protects the sensor unit 120 with the protection unit 130 and increases the sensor output amplitude of the sensor unit 120 by bringing the magnet unit 110 and the sensor unit 120 closer to each other. be able to. The distance (also referred to as “sensor / magnet interval”) d between the magnet unit 110 and the sensor unit 120 in the tangential direction of the outer periphery of the base unit 112 shown in FIG. 4 is set to about 5 to 20 mm. If the distance d is less than 5 mm, the magnet unit 110 and the protection unit 130 surrounding the sensor unit 120 may come into contact with each other. On the other hand, if the distance d is greater than 20 mm, the sensor output amplitude by the sensor unit 120 decreases, and the rotation speed of the roll cannot be detected with high accuracy.

また、マグネット部110が設けられているロールは、径方向に数mm程度のぶれを生じる場合がある。これを考慮すると、マグネット部110とセンサ部120との接触を回避するとともに高精度にロールの回転速度を検出するためには、マグネット部110とセンサ部120との距離dは、約15〜20mmに設定するのが望ましい。   In addition, the roll provided with the magnet unit 110 may cause a shake of about several mm in the radial direction. Considering this, in order to avoid the contact between the magnet unit 110 and the sensor unit 120 and to detect the rotation speed of the roll with high accuracy, the distance d between the magnet unit 110 and the sensor unit 120 is about 15 to 20 mm. It is desirable to set to.

なお、距離dの上限値は、マグネット部110の永久磁石114のセンサ部120により所定以上の磁界を検出可能な最大の距離に設定するようにしてもよい。センサ部120により所定以上の磁界を検出できない場合、すなわち、十分な信号/ノイズ比を得ることができない場合には、高精度にロールの回転速度を検出することができないためである。なお、センサ部120により検出される信号/ノイズ比は、永久磁石114の磁場強度、隣接する永久磁石114との距離およびセンサ感度、温度等に依存する。このため、距離dの上限値は、これらの条件に基づいて適宜設定される。また、距離dを大きくすることによってセンサ部120によるセンサ出力振幅が低下し、ノイズの影響を受ける可能性もある。この場合には、後述するセンサ部120のコイルの巻き数を増加すること等により、センサ出力振幅を高くすることができる。   Note that the upper limit value of the distance d may be set to the maximum distance at which a magnetic field of a predetermined value or more can be detected by the sensor unit 120 of the permanent magnet 114 of the magnet unit 110. This is because the rotational speed of the roll cannot be detected with high accuracy when the sensor unit 120 cannot detect a magnetic field of a predetermined value or more, that is, when a sufficient signal / noise ratio cannot be obtained. The signal / noise ratio detected by the sensor unit 120 depends on the magnetic field strength of the permanent magnet 114, the distance to the adjacent permanent magnet 114, the sensor sensitivity, the temperature, and the like. For this reason, the upper limit of the distance d is appropriately set based on these conditions. In addition, increasing the distance d may reduce the sensor output amplitude by the sensor unit 120 and may be affected by noise. In this case, the sensor output amplitude can be increased by increasing the number of turns of the coil of the sensor unit 120 described later.

また、上述したように、本実施形態にかかるロール回転速度検出装置100は、センサ部120を冷却する冷却構造を有する。めっき浴3の浴中温度は、通常約450〜460℃との高温となっている。このような環境ではセンサ部120の検出性能が低下してしまうため、冷却剤によりセンサ部120が配置される空間の温度を浴中温度より低下させる。これにより、センサ部120のセンサ出力振幅を高く維持することができる。   As described above, the roll rotation speed detection device 100 according to the present embodiment has a cooling structure that cools the sensor unit 120. The bath temperature of the plating bath 3 is usually as high as about 450 to 460 ° C. In such an environment, the detection performance of the sensor unit 120 is degraded, so that the temperature of the space in which the sensor unit 120 is disposed is lowered by the coolant from the temperature in the bath. Thereby, the sensor output amplitude of the sensor unit 120 can be kept high.

[シミュレーション結果]
<1.センサ/磁石間隔dを固定した場合における、ロールの回転速度およびセンサ温度を変化させたときの、センサ部のセンサ出力振幅の検証>
本実施形態にかかるロール回転速度検出装置100の効果を検証すべく、シミュレーションを行った。まず、マグネット部110とセンサ部120との距離(センサ/磁石間隔)dを固定して、マグネット部110が設けられたロールの回転速度およびセンサ部120の配置空間の温度(センサ温度)を変化させたときの、センサ部120のセンサ出力振幅を検証した。その結果を図8〜図10に示す。図8は、マグネット部110とセンサ部120との距離dを10mmに固定した場合のシミュレーション結果であり、図9は、マグネット部110とセンサ部120との距離dを20mmに固定した場合のシミュレーション結果である。図10は、マグネット部110とセンサ部120との距離dを10mmに固定した場合のセンサ温度とセンサ出力振幅との関係を示すグラフである。
[simulation result]
<1. Verification of sensor output amplitude of the sensor unit when the rotation speed of the roll and the sensor temperature are changed when the sensor / magnet interval d is fixed>
A simulation was performed to verify the effect of the roll rotation speed detection device 100 according to the present embodiment. First, the distance (sensor / magnet interval) d between the magnet unit 110 and the sensor unit 120 is fixed, and the rotation speed of the roll provided with the magnet unit 110 and the temperature (sensor temperature) of the arrangement space of the sensor unit 120 are changed. The sensor output amplitude of the sensor unit 120 when verified was verified. The results are shown in FIGS. FIG. 8 is a simulation result when the distance d between the magnet unit 110 and the sensor unit 120 is fixed to 10 mm, and FIG. 9 is a simulation when the distance d between the magnet unit 110 and the sensor unit 120 is fixed to 20 mm. It is a result. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the sensor temperature and the sensor output amplitude when the distance d between the magnet unit 110 and the sensor unit 120 is fixed to 10 mm.

本シミュレーションにおいては、約460℃の浴中に保護部130にガードされたセンサ部120を配置した場合を想定する。マグネット部110には8つの永久磁石114が周方向に等間隔に設けられているとする。ロールの回転速度は、50rpm、100rpm、150rpm、200rpmの4つの場合について測定した。これらのうち最も回転速度の大きい200rpmは、実機において検出したい最高速度である。また、センサ温度は、大気中(約18℃)および浴中(約215℃、約280℃、約355℃、約420℃)の5つの場合について測定した。最も高いセンサ温度(約420℃)のときには、センサ部120は冷却されていない状態である。   In this simulation, it is assumed that the sensor unit 120 guarded by the protection unit 130 is placed in a bath at about 460 ° C. It is assumed that the magnet unit 110 is provided with eight permanent magnets 114 at equal intervals in the circumferential direction. The rotation speed of the roll was measured for four cases of 50 rpm, 100 rpm, 150 rpm, and 200 rpm. Of these, 200 rpm, which has the highest rotation speed, is the maximum speed that is desired to be detected in the actual machine. The sensor temperature was measured in five cases: in the atmosphere (about 18 ° C.) and in the bath (about 215 ° C., about 280 ° C., about 355 ° C., about 420 ° C.). At the highest sensor temperature (about 420 ° C.), the sensor unit 120 is not cooled.

センサ部120が出力するセンサ出力信号は、図8および図9に示すように、正弦波のような波形を示す。この波形の1つの山がマグネット部110の1つの永久磁石114に対応する。マグネット部110が回転して永久磁石114がセンサ部120に接近するとセンサ部120の出力するセンサ出力信号は次第に小さくなり、永久磁石114がセンサ部120に最も接近したときにセンサ出力信号は最小となる。そして、マグネット部110が回転して永久磁石114がセンサ部120から離隔されるとセンサ部120の出力するセンサ出力信号は次第に大きくなる。すなわち、ロールとともにマグネット部110が回転することにより、センサ部120が検出する永久磁石114の磁界の強さが変化する。このセンサ出力信号の波形の周期より、ロールが永久磁石114の隣接間隔の距離だけ回転するのに要する時間を取得することができ、ロールの回転速度を算出することができる。   The sensor output signal output from the sensor unit 120 has a waveform like a sine wave as shown in FIGS. One peak of this waveform corresponds to one permanent magnet 114 of the magnet unit 110. When the magnet unit 110 rotates and the permanent magnet 114 approaches the sensor unit 120, the sensor output signal output from the sensor unit 120 gradually decreases. When the permanent magnet 114 approaches the sensor unit 120 most, the sensor output signal is minimum. Become. And if the magnet part 110 rotates and the permanent magnet 114 is separated from the sensor part 120, the sensor output signal which the sensor part 120 outputs will become large gradually. That is, when the magnet unit 110 rotates together with the roll, the strength of the magnetic field of the permanent magnet 114 detected by the sensor unit 120 changes. From the period of the waveform of the sensor output signal, the time required for the roll to rotate by the distance of the adjacent interval between the permanent magnets 114 can be acquired, and the rotation speed of the roll can be calculated.

本シミュレーションでは、ロールの回転速度またはセンサ温度を変化させたときの、センサ部120のセンサ出力であるセンサ出力振幅の大きさの変化を検証した。まず、図8に示すマグネット部110とセンサ部120との距離dを10mmに固定した場合についてみると、センサ温度を一定にしてロールの回転速度を変化させても、センサ出力振幅の大きさはほとんど変化しなかった。これより、本実施形態にかかるロール回転速度検出装置100によれば、ロールの回転速度によらず、センサ部120により安定した検出信号が出力されることがわかる。   In this simulation, the change in the magnitude of the sensor output amplitude, which is the sensor output of the sensor unit 120, when the roll rotation speed or the sensor temperature is changed was verified. First, in the case where the distance d between the magnet unit 110 and the sensor unit 120 shown in FIG. 8 is fixed to 10 mm, the magnitude of the sensor output amplitude is not changed even if the rotation speed of the roll is changed with the sensor temperature kept constant. There was little change. Thus, according to the roll rotation speed detection device 100 according to the present embodiment, it can be seen that a stable detection signal is output by the sensor unit 120 regardless of the rotation speed of the roll.

また、センサ温度を変化させた場合には、図8および図10に示すように、室温から約215℃までは、センサ温度が高くなるにつれてセンサ出力振幅は大きくなるが、センサ温度が約215℃より高くなるとセンサ出力振幅は小さくなっている。すなわち、センサ部120を浴中に配置するとき、センサ部120を十分に冷却した方がセンサ部120の出力するセンサ出力振幅は大きくなり、高精度にロールの回転速度を測定することが可能となる。また、保護部130内部でセンサ部120を冷却することでセンサ出力振幅が大きくなることにより、信号/ノイズ比を改善することができるという効果もある。   When the sensor temperature is changed, as shown in FIGS. 8 and 10, the sensor output amplitude increases as the sensor temperature increases from room temperature to about 215 ° C., but the sensor temperature is about 215 ° C. As it becomes higher, the sensor output amplitude becomes smaller. That is, when the sensor unit 120 is placed in the bath, the sensor output amplitude output from the sensor unit 120 increases when the sensor unit 120 is sufficiently cooled, and the roll rotation speed can be measured with high accuracy. Become. In addition, the sensor output amplitude is increased by cooling the sensor unit 120 inside the protection unit 130, so that the signal / noise ratio can be improved.

次に、図9に示すマグネット部110とセンサ部120との距離dを20mmに固定した場合についてみると、図8と同様の結果が得られている。すなわち、センサ温度を一定にしてロールの回転速度を変化させてもセンサ出力振幅の大きさはほとんど変化していないことから、ロールの回転速度によらずセンサ部120により安定した検出信号が出力されることがわかる。また、センサ温度を変化させた場合には、センサ温度が高くなるにつれてセンサ出力振幅は大きくなるが、センサ温度が約215℃より高くなるとセンサ出力振幅は小さくなっている。これより、センサ部120を十分に冷却した方がセンサ部120の出力するセンサ出力振幅は大きくなり、高精度にロールの回転速度を測定することが可能となることがわかる。また、保護部130内部でセンサ部120を冷却することでセンサ出力振幅が大きくなることにより、信号/ノイズ比を改善することができるという効果もある。   Next, in the case where the distance d between the magnet unit 110 and the sensor unit 120 shown in FIG. 9 is fixed to 20 mm, the same result as in FIG. 8 is obtained. That is, even if the rotation speed of the roll is changed while keeping the sensor temperature constant, the magnitude of the sensor output amplitude hardly changes, so that a stable detection signal is output by the sensor unit 120 regardless of the rotation speed of the roll. I understand that Further, when the sensor temperature is changed, the sensor output amplitude increases as the sensor temperature increases, but the sensor output amplitude decreases as the sensor temperature becomes higher than about 215 ° C. From this, it can be seen that the sensor output amplitude output from the sensor unit 120 increases when the sensor unit 120 is sufficiently cooled, and the rotation speed of the roll can be measured with high accuracy. In addition, the sensor output amplitude is increased by cooling the sensor unit 120 inside the protection unit 130, so that the signal / noise ratio can be improved.

ここで、図8と図9の検出信号の波形を比較すると、マグネット部110とセンサ部120との距離dが10mmの場合の方が20mmの場合よりもセンサ出力振幅が大きいことがわかる。これより、マグネット部110とセンサ部120とをなるべく近接させて配置することによってセンサ部120の出力するセンサ出力振幅は大きくなり、高精度にロールの回転速度を測定することが可能となる。   Here, comparing the waveforms of the detection signals in FIG. 8 and FIG. 9, it can be seen that the sensor output amplitude is larger when the distance d between the magnet unit 110 and the sensor unit 120 is 10 mm than when the distance d is 20 mm. Thus, by arranging the magnet unit 110 and the sensor unit 120 as close as possible, the sensor output amplitude output from the sensor unit 120 is increased, and the rotation speed of the roll can be measured with high accuracy.

<2.センサ/磁石間隔dとセンサ出力振幅との関係>
マグネット部110とセンサ部120との距離(センサ/磁石間隔)dとセンサ出力振幅との関係についてより詳細に検証すべく、センサ温度を一定にして、ロールの回転速度または距離dを変化させたときのセンサ出力振幅の大きさを測定した。かかる実験結果を図11および図12に示す。なお、図11は、センサ/磁石間隔dとセンサ出力振幅との関係を示すシミュレーション結果である。図12は、センサ/磁石間隔dとセンサ出力振幅との関係を示すシミュレーション結果である。なお、図11および図12に示すセンサ出力振幅の値は一例である。
<2. Relationship between sensor / magnet distance d and sensor output amplitude>
In order to verify in more detail the relationship between the distance (sensor / magnet spacing) d between the magnet unit 110 and the sensor unit 120 and the sensor output amplitude, the rotational speed of the roll or the distance d was changed while keeping the sensor temperature constant. The magnitude of the sensor output amplitude was measured. The experimental results are shown in FIG. 11 and FIG. FIG. 11 is a simulation result showing the relationship between the sensor / magnet interval d and the sensor output amplitude. FIG. 12 is a simulation result showing the relationship between the sensor / magnet interval d and the sensor output amplitude. The sensor output amplitude values shown in FIGS. 11 and 12 are examples.

本シミュレーションにおいては、センサ部120の冷却は行わず、約460℃の浴中に保護部130にガードされたセンサ部120を配置した場合を想定する。マグネット部110には8つの永久磁石114が周方向に等間隔に設けられているとする。このとき、ロールの回転速度を50rpm、100rpm、150rpm、200rpmと変化させるとともに、マグネット部110とセンサ部120との距離dを5mm、10mm、15mm、20mm、25mmと変化させたときの、センサ部120の出力する検出信号をシミュレーションにより取得した。   In this simulation, it is assumed that the sensor unit 120 is not cooled and the sensor unit 120 guarded by the protection unit 130 is disposed in a bath at about 460 ° C. It is assumed that the magnet unit 110 is provided with eight permanent magnets 114 at equal intervals in the circumferential direction. At this time, the sensor unit when the rotation speed of the roll is changed to 50 rpm, 100 rpm, 150 rpm, and 200 rpm, and the distance d between the magnet unit 110 and the sensor unit 120 is changed to 5 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm, and 25 mm. 120 detection signals output were obtained by simulation.

図11に示すように、マグネット部110とセンサ部120との距離dが5mmのときには最もセンサ出力振幅が最も大きく、距離dが大きくなるにつれてセンサ出力振幅は小さくなっていった。本シミュレーションでは、距離dが20mmを超えるとセンサ出力振幅が10mVより小さくなっている。この場合には、ロールの回転速度を高精度に検出できない可能性があるため、コイルの巻き数を増加してセンサ出力振幅を大きくして、センサ出力振幅を10mV以上とするのが望ましい。これにより、距離dの上限値をマグネット部110の永久磁石114の配置間隔(円弧長)と同程度に設定した場合にも、十分なセンサ出力振幅を取得することができる。   As shown in FIG. 11, the sensor output amplitude is the largest when the distance d between the magnet unit 110 and the sensor unit 120 is 5 mm, and the sensor output amplitude becomes smaller as the distance d increases. In this simulation, when the distance d exceeds 20 mm, the sensor output amplitude is smaller than 10 mV. In this case, since there is a possibility that the rotation speed of the roll cannot be detected with high accuracy, it is desirable that the sensor output amplitude is increased to 10 mV or more by increasing the number of turns of the coil to increase the sensor output amplitude. Thereby, even when the upper limit value of the distance d is set to be approximately the same as the arrangement interval (arc length) of the permanent magnets 114 of the magnet unit 110, a sufficient sensor output amplitude can be acquired.

上記2つのシミュレーションより、マグネット部110とセンサ部120との距離dをなるべく小さくすることにより、センサ部120のセンサ出力振幅を大きくすることができることがわかった。また、浴中に配置されたセンサ部120を冷却することにより、よりセンサ部120のセンサ出力振幅を大きくすることができ、高精度にロールの回転速度を検出することが可能となることがわかった。   From the above two simulations, it was found that the sensor output amplitude of the sensor unit 120 can be increased by reducing the distance d between the magnet unit 110 and the sensor unit 120 as much as possible. In addition, it is understood that by cooling the sensor unit 120 disposed in the bath, the sensor output amplitude of the sensor unit 120 can be increased, and the rotation speed of the roll can be detected with high accuracy. It was.

以上、本発明の実施形態にかかるロール回転速度検出装置100について説明した。かかるロール回転速度検出装置100によれば、ロールの回転速度を検出するために、ロールとともに回転するマグネット部110を設け、マグネット部110の永久磁石114が形成する磁界を検知するセンサ部120をマグネット部110に近接させて浴中に配置する。これにより、センサ部120の出力する検出信号の振幅を大きくすることができ、高精度にロールの回転速度を測定することができる。このとき、センサ部120は、保護部130にガードされて溶融金属から遮断されるため、溶融金属に浸食されることによる寿命の低下を防止することができる。   The roll rotation speed detection device 100 according to the embodiment of the present invention has been described above. According to the roll rotation speed detection device 100, the magnet unit 110 that rotates together with the roll is provided to detect the rotation speed of the roll, and the sensor unit 120 that detects the magnetic field formed by the permanent magnet 114 of the magnet unit 110 is a magnet. Place in the bath close to section 110. Thereby, the amplitude of the detection signal output from the sensor unit 120 can be increased, and the rotation speed of the roll can be measured with high accuracy. At this time, since the sensor part 120 is guarded by the protection part 130 and is shielded from the molten metal, it is possible to prevent a decrease in life due to erosion by the molten metal.

また、本実施形態のロール回転速度検出装置100は、センサ部120を冷却する冷却構造を備える。これにより、センサ部120の出力する検出信号のレベルを向上させることができるので、より高精度にロールの回転速度を測定することができる。   In addition, the roll rotation speed detection device 100 of this embodiment includes a cooling structure that cools the sensor unit 120. Thereby, since the level of the detection signal output from the sensor unit 120 can be improved, the rotation speed of the roll can be measured with higher accuracy.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

例えば、上記実施形態では、保護部130の形状は円筒状としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、保護部130の長手方向に対して直交する方向に切断したときの本体部131の形状が四角形等の多角形状であってもよい。また、上記実施形態では、排出管136を配線の引き出し口および冷却剤の排出口として用いたが、本発明は係る例に限定されず、配線の引き出し口と冷却剤の排出口とをそれぞれ設けるようにしてもよい。   For example, in the above embodiment, the shape of the protection unit 130 is a cylindrical shape, but the present invention is not limited to such an example. For example, the shape of the main body 131 when it is cut in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the protection part 130 may be a polygonal shape such as a quadrangle. In the above embodiment, the discharge pipe 136 is used as a wiring outlet and a coolant outlet. However, the present invention is not limited to this example, and a wiring outlet and a coolant outlet are provided. You may do it.

1 連続溶融めっき装置
2 鋼帯
3 めっき浴
4 浴槽
5 スナウト
6 シンクロール
7、8 サポートロール
8a ロール軸
9 ガスワイピングノズル
10、11 タッチロール
100 ロール回転速度検出装置
110 マグネット部
112 基台部
114 永久磁石
120 センサ部
121 コイル
122 磁性コア
123 ボビン
124 センサケーブル
125 シース熱電対
127 配線
130 保護部
131 本体部
132 蓋部
132a 蓋円筒部
134 挿入管
136 排出管
140 保持部
150 ロール支持部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Continuous hot dipping apparatus 2 Steel strip 3 Plating bath 4 Bath 5 Snout 6 Sink roll 7, 8 Support roll 8a Roll axis 9 Gas wiping nozzle 10, 11 Touch roll 100 Roll rotational speed detection apparatus 110 Magnet part 112 Base part 114 Permanent Magnet 120 Sensor part 121 Coil 122 Magnetic core 123 Bobbin 124 Sensor cable 125 Sheath thermocouple 127 Wiring 130 Protection part 131 Body part 132 Lid part 132a Lid cylindrical part 134 Insertion pipe 136 Discharge pipe 140 Holding part 150 Roll support part

Claims (5)

溶融金属内に設置されたロールに設けられ、前記ロールとともに回転する永久磁石と、
前記永久磁石により形成される磁界を検出する検出部と、
溶融金属に浸食されない非磁性体から形成され、前記検出部を包囲する保護部と、
を備え、
前記ロールの径方向における前記永久磁石と前記検出部との距離は、5〜20mmであることを特徴とする、ロール回転速度検出装置。
A permanent magnet which is provided in a roll installed in the molten metal and rotates with the roll;
A detection unit for detecting a magnetic field formed by the permanent magnet;
A protection part that is formed of a non-magnetic material that is not eroded by the molten metal and surrounds the detection part;
With
The roll rotation speed detection device according to claim 1, wherein a distance between the permanent magnet and the detection unit in a radial direction of the roll is 5 to 20 mm.
前記保護部は、
前記検出部を冷却する冷却剤が外部から流入される挿入部と、
前記保護部の内部空間から前記冷却剤を排出する排出部と、
を備えることを特徴とする、請求項1に記載のロール回転速度検出装置。
The protective part is
An insertion part into which a coolant for cooling the detection part flows from the outside;
A discharge part for discharging the coolant from the internal space of the protection part;
The roll rotation speed detection device according to claim 1, comprising:
前記保護部の材質は、モリブデン添加材料、セラミック、またはコバルト系金属のうちいずれか1つであることを特徴とする、請求項1または2に記載のロール回転速度検出装置。   3. The roll rotation speed detection device according to claim 1, wherein a material of the protection unit is any one of a molybdenum additive material, a ceramic, and a cobalt-based metal. 前記検出部は、磁性体の軸芯に巻回されたコイルからなり、
前記永久磁石により形成される磁界によって変化する前記コイルのインダクタンスを検出値として出力することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のロール回転速度検出装置。
The detection unit is composed of a coil wound around an axis of a magnetic material,
The roll rotation speed detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein an inductance of the coil that changes depending on a magnetic field formed by the permanent magnet is output as a detection value.
溶融金属内に設置されたロールに設けられ、前記ロールとともに回転する永久磁石と、
前記永久磁石により形成される磁界を検出する検出部と、
溶融金属に浸食されない非磁性体から形成され、前記検出部を包囲する保護部と、
を備え、
前記ロールの径方向における前記永久磁石と前記検出部との距離は、前記永久磁石と前記検出部とが接触しない最小の距離以上かつ前記検出部により所定以上の磁界を検出可能な最大の距離以下であることを特徴とする、ロール回転速度検出装置。
A permanent magnet which is provided in a roll installed in the molten metal and rotates with the roll;
A detection unit for detecting a magnetic field formed by the permanent magnet;
A protection part that is formed of a non-magnetic material that is not eroded by the molten metal and surrounds the detection part;
With
The distance between the permanent magnet and the detection unit in the radial direction of the roll is equal to or greater than a minimum distance at which the permanent magnet and the detection unit do not contact each other and equal to or less than a maximum distance at which a predetermined or more magnetic field can be detected by the detection unit. A roll rotation speed detection device, characterized in that
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