JP2790721B2 - 測温精度に優れた温度センサーロール - Google Patents

測温精度に優れた温度センサーロール

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、鋼帯等の搬送される材料の温度を連続的に
接触式で測定する温度センサーロールに関する。
[従来の技術] 圧延ライン,連続加熱ライン等では、連続的に搬送さ
れる鋼帯等の材料の温度を連続的に測定するため、赤外
線放射温度計,2色温度計等を使用した非接触式の測温方
法が従来から一般的に採用されている。
たとえば、特開昭62−199209号公報では、赤外線放射
温度計を用いて圧延ラインにおける圧延後の鋼帯温度を
測定し、鋼帯の温度管理を行うことが開示されている。
すなわち、赤外線を波長域とする放射温度計を、筒状容
器の開口側に遮光板と気体供給口を設けた筒状容器に収
容している。そして、測定の外乱要因である鋼帯上の圧
延油等の蒸気層油膜を圧縮空気により吹き飛ばしなが
ら、鋼帯温度を非接触で測定している。
また、連続加熱ライン等においては、赤外線放射温度
計の一種である2色温度計を使用して、加熱された鋼帯
の温度を測定する場合もある。
[発明が解決しようとする課題] ところで、圧延ラインのような測定環境は、圧延油の
蒸気等で汚れた状態にある。また、測温される鋼帯等の
材料表面は圧延油等の皮膜で覆われており、表面状態に
応じ材料表面の放射率が不規則に変化する。しかも、放
射率は、材料の種類や酸洗度によっても影響される。こ
の放射率を一定条件下に設定することはできず、また実
際の鋼帯温度に対応した放射率変動パターンを求めるこ
とも困難である。そのため、赤外線放射温度計を使用し
た測温方法では、材料表面の放射率の変動が測定精度に
対する外乱要因となっている。
他方、2色温度計を使用した測温方法は、2つの互い
に異なる波長帯における放射輝度の比率を計測し、被測
定物体の温度を測定する。このような測温方式のため、
放射率の変動が測定結果に与える影響は少ない。しか
し、2色温度計で測定可能な最低温度は約200℃と低
い。そのため、冷間圧延ラインの鋼帯温度のように比較
的低温の場合、測定が難しくなる。
測定精度が低いこと,測定可能な温度域に制約がある
こと等は、鋼帯等の材料から放射される光に基づいて材
料温度を求めることに原因がある。そこで、本発明者等
は、材料温度を接触式で直接測定することを提案し、特
願開2−78217号として出願した。
この測温においては、異なる表面深さで複数の熱電対
が組み込まれている温度センサーロールを被測温材料に
直接接触させている。使用される温度センサーロール
は、互いに接触した複数の熱電対をそれぞれ異なる表面
深さで温度検出ブロックに埋め込み、この温度検出ブロ
ックをロール本体に装着している。そして、非測温材料
に接触するように前記温度センサーロールを配置し、熱
電対によって測定された温度情報に基づき1次式の熱伝
導モデル式を用いて温度センサーロールの表面温度及び
温度センサーロール表面の熱流束を求めることにより、
温度センサーロールに接触する鋼帯温度を演算する。
新しく提案した測定方法は、温度検出ブロック内の熱
流れを1次元の熱流れと仮定して演算している。そのた
め、演算精度、ひいては測温精度を向上させるため、温
度検出部の構造として可能な限り1次元の熱流れとなり
易い構造を採用すること必要となる。また、温度センサ
ーロールは、非測温材料と連続的に接触するため、その
検出精度に経時変化が少ないことが要求される。
そこで、本発明者等は、このような要求に応えるべく
案出されたものであり、温度センサーロールの測温部に
介在させることにより検出精度を向上させ、また必要に
応じて耐摩耗性の熱伝導層を形成することにより検出精
度の経時変化を抑制することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明の温度センサーロールは、その目的を達成する
ため、互いに接近した複数の熱電対をそれぞれ異なる表
面深さで埋設した温度検出ブロックと、該温度検出ブロ
ックを表面に装着したロール本体と、前記温度検出ブロ
ックの温度検出面以外の面と前記ロール本体との間に介
在された断熱材とを備えており、ロール内部において前
記温度検出ブロックに対する熱の出入りが前記断熱材で
抑制されていることを特徴とする。
ここで、温度検出ブロック温度検出面を含めてロール
本体の周面に、耐摩耗性に優れた硬質クロムめっき等の
熱伝導層を施してもよい。また、温度検出ブロックは、
ロール本体の胴長方向及び/又は円周方向に複数個装着
してもよい。なお、温度検出ブロックに埋め込まれる複
数の熱電対は、温度センサーロールの胴長方向及び円周
方向に関して可能な限り接近した状態で配置されること
が好ましい。
[作 用] 本発明者等は、温度センサーロールを使用した測温に
おいて、測温精度を向上させるため種々の手段を検討し
た。
異なる表面深さで埋め込まれた熱電対によって得られ
る温度情報は、温度センサーロール表面の熱伝達及び被
測温材料から温度センサーロールへの熱伝達率及び温度
センサーロール内部における熱伝導の影響を取り込んだ
ものである。そこで、逆に測定された内部の温度情報を
基にして、温度勾配及びその時間的変化から温度センサ
ーロールに接する被測温材料の温度を演算することがで
きる。このようにして求められた材料温度は、赤外線放
射温度計による測定とは異なり、外乱要因の影響を受け
難く、高い信頼性を持った値となる。
このとき、ロール本体の内部で、ロール側から温度検
出ブロックへの熱伝達、或いは逆に温度検出ブロックか
らロール側への熱伝達があると、熱の流れが複雑とな
る。そのため、ロール周面から中心方向に向かう一次元
的なものと仮定した熱流れを基にして、材料温度を演算
するときの演算精度が低下する。そこで、本発明におい
ては、このような温度検出ブロックに対する熱の出入り
を、温度検出ブロックとロール本体との間に断熱材を介
在させることによって抑制する。これにより、温度検出
ブロックへの熱の出入りによる影響が無視できる程度に
減少され、演算精度が向上し、材料温度の正確な測定が
可能となる。
また、ロール周面に硬質クロムめっき等の耐摩耗性に
優れた熱伝導層を形成するとき、測温が長時間にわたっ
て行われるときでも、ロール周面と被測温材料との間の
接触状態が変化せず、一定した条件下での測温が可能と
なる。
以下、図面を参照しながら、本発明を具体的に説明す
る。
本発明における温度演算システムは、たとえば第1図
に示すように、温度センサーロール1,送信機2,受信機3,
A/D変換機4及び演算機5を備えている。温度センサー
ロール1の内部の温度情報は、送信機2によってFMに変
換されて伝送され、受信機3で受信される。そして、A/
D変換機4でデジタル情報に変換され、演算機5に取り
込まれる。なお、温度センサーロール1で得られた温度
情報の伝送手段として、電波によるワイヤレス方式とし
ているが、スリップリング方式を採用することも可能で
ある。
演算機5は、たとえば被測温材料として圧延機6(第
4図参照)で圧延された鋼帯7の温度Trを、入力された
温度情報に基づいて演算する。
温度センサーロール1に埋め込んだ温度検出ブロック
12は、第2図及び第3図に示すように、一方の熱電対11
aの検出端子が他方の熱電対11bの検出端子よりも温度セ
ンサーロール1の表面から浅い箇所に位置するように、
一対の熱電対11a及び11bを可能な限り接近させて温度セ
ンサーロール1に内蔵している。
これら熱電対11a,11bで温度検出ブロック12を構成す
る。温度検出ブロック12は、温度検出面以外は断熱材13
を介してロール内部に接している。そのため、ロール内
部で温度検出ブロック12に対する熱の出入りが防止され
る。断熱材13としては、断熱特性に優れたものである限
り、種々の材料を使用することができる。
温度センサーブロック12が埋め込まれる温度センサー
ロール1は、中空ロールとなっている。そしてロール胴
部の肉厚は、温度検出ブロック12の厚みとほぼ同じにさ
れている。
このような構造によって、温度検出ブロック12の内部
の熱流れは、実質的に温度検出ブロック12の表面から温
度センサーロール1の中心に向かった半径方向への1次
元の流れとなる。
温度検出ブロック12は、温度センサーロール1の胴長
方向に向って複数個配置することも可能である。複数個
配置することにより、鋼帯7の板幅方向の温度分布を知
ることができる。また、円周方向に関しても、温度検出
ブロック12を複数個配置してもよい。円周方向に複数個
配置することによって、温度センサーロール1が1回転
する際に多数の測定点で板温を測定することが可能とな
る。
熱電対11a,11bにより検出された温度情報は、補償導
線8を介して温度センサーロール1の側面に取り付けら
れている送信機2に入力される。
次いで、この温度センサーロール1を使用して鋼帯7
の温度を検出する手順を説明する。
温度センサーロール1の表面からの深さがx1である点
の温度をT1とし、同じく深さがx2である点の温度をT2
する。ただし、深さx2は深さx1よりも大きく設定する。
これら2点とその直線上にある温度検出ブロック12の表
面上の点に関する熱伝導は、温度検出ブロック12の前述
した構造から1次元の熱流れとして演算することができ
る。
温度センサーロール1の表面温度Tf及び温度センサー
ロール1の表面の熱流束δは、それぞれ次式(1)及び
(2)で表される。
Tf=AT1+BT2+CT′+DT′ ……(1) δ=ET1+FT2+GT′+HT′ ……(2) ただし、T′及びT′は、T1及びT2の時間tに関
するそれぞれ1階の導関数dT1/dt,dT2/dtである。また
A〜Hは、表面深さX1,X2及び温度検出ブロック12の材
質によって決まる定数である。
温度センサーロール1が接触しているときの鋼帯温度
Trは、鋼帯7と温度センサーロール1との間で熱伝達率
をa1とするとき、次式(3)で表すことができる。
Tr=Tr+δ/a1 ……(3) したがって、式(1)〜(3)に基づいて温度センサ
ーロール1内部の2点における温度T1及びT2から、温度
センサーロール1に接触する鋼帯温度Trを演算すること
ができる。
なお、1つの温度検出ブロック12に対して、3個以上
の熱電対を埋め込んでもよい。この場合には、温度検出
ブロック12内部の測定点が3点以上となるので、任意の
2点の温度について、前述した手順で演算を数回行う。
そして、これらの演算値の平均値によって演算精度を高
めることができる。
また、温度検出ブロック12を装着した温度センサーロ
ール1表面に、硬質クロムめっき14を施すことにより、
温度検出面の摩耗が抑制され、温度検出精度の経時変化
が抑制される。硬質クロムめっき14の厚みは、めっき厚
みの測定精度への影響及び耐摩耗性を考慮して決定され
る。
[実施例] 第4図に示した4段圧延機6に本発明を適用した実施
例を説明する。
温度センサーロール1の周面からそれぞれ0.3mm及び
0.8mmの表面深さで、熱電対11a及び11bを温度検出ブロ
ック12に埋め込んだ。また、温度検出ブロック12の表面
を含む温度センサーロール1の表面に、めっき厚み20μ
mの硬質クロムめっき14を施した。
この温度検出ブロック12を備えた温度センサーロール
1を、圧延機6の下流側に配置した。そして、鋼帯7と
してオーステナイト系ステンレス鋼を、圧下率30%及び
圧延速度600m/分で圧延した。
温度センサーロール1に接触している鋼帯温度Trを、
本発明に従って求め、その結果を第5図に示した。な
お,第5図には、赤外線放射温度計の測定により求めた
鋼帯温度Tfも併せ示している。
第5図から明らかなように、赤外線放射温度計を使用
して求められた鋼帯温度Trは、約35℃のバラツキをもっ
て不安定に変動していた。この変動は、赤外線放射温度
計により測定値が圧延雰囲気の変化等に起因した外乱要
因の影響を受けたものと考えられる。このように不安定
に変動する鋼帯温度Trは、測温精度に信頼性に欠けるも
のである。これに対して、本発明で得られた鋼帯温度Tr
は、140℃レベルで一定した値であり、信頼性の高いも
のであることが判かる。
また、厚み20μmの硬質クロムめっきを程施した温度
センサーロール、及び硬質クロムめっきを施していない
温度センサーロールによる測温結果の経時的変化を調べ
た。その結果を、第6図に示す。
第6図から明らかなように、硬質クロムめっきを施し
ていない温度センサーロール1を使用して測温したと
き、測定時間と共に鋼帯温度Trが変化している。これ
は、測定時間が経過するに従って鋼帯7との接触により
温度検出ブロック12の温度検出面の摩耗が激しくなるこ
とにより、温度検出精度が変化したことに起因するもの
である。これに対し、本発明においては、長時間の測定
を行っても、鋼帯温度Trに実質的な変化がなく、安定し
た測定温度が得られている。
[発明の効果] 以上に説明したように、本発明においては、異なる表
面深さで埋め込んだ複数の熱電対を使用した温度センサ
ーロールで鋼帯温度を測定することによって、赤外線放
射温度計を使用する場合に比較して、外乱の影響を受け
ることなく安定したレベルの鋼帯温度が求められる。こ
のとき、温度検出ブロックの温度検出面以外を断熱材を
介してロール内部に配置しているので、熱流れは一次元
流れとなり、演算精度も向上する。このように、本発明
によるとき、高精度で安定した温度測定が可能であるこ
とから、鋼帯温度に起因する品質上のトラブルが解消さ
れ、製品の歩留が向上する。また、生産能率も向上す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に従った鋼帯温度演算システムを示し、
第2図は温度検出ブロックか埋め込まれた温度センサー
ロールの構造を示し、第3図は温度検出ブロック部分の
詳細な構造を示す。また、第4図は温度センサーロール
が組み込まれた圧延機を示し、第5図は本発明の効果を
従来法と比較したグラフであり、第6図は温度センサー
ロール表面に施した硬質クロムめっきが測定温度の経時
変化に与える影響を示したグラフである。 Tf:温度センサーロールの表面温度 Tr:温度センサーロールに接触している鋼帯の温度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 利郎 大阪府堺市石津西町5番地 日新製鋼株 式会社鉄鋼研究所内 (56)参考文献 特開 平2−255219(JP,A) 特開 昭56−21028(JP,A) 特開 昭53−111775(JP,A) 特開 昭50−51775(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01K 13/06 G01K 7/02 G01K 1/20 B21C 51/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに接近した複数の熱電対をそれぞれ異
    なる表面深さで埋設した温度検出ブロックと、該温度検
    出ブロックを表面に装着したロール本体と、前記温度検
    出ブロックの温度検出面以外の面と前記ロール本体との
    間に介在された断熱材とを備えており、ロール内部にお
    いて前記温度検出ブロックに対する熱の出入りが前記断
    熱材で抑制されていることを特徴とする測温精度に優れ
    た温度センサーロール。
  2. 【請求項2】請求項1記載の温度検出ブロック温度検出
    面を含めてロール本体の周面に、耐摩耗性に優れた熱伝
    導層が施されていることを特徴とする測温精度に優れた
    温度センサーロール。
  3. 【請求項3】請求項1又は請求項2記載の温度検出ブロ
    ックがロール本体の胴長方向及び/又は円周方向に複数
    個装着されていることを特徴とする測温精度に優れた温
    度センサーロール。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5532637B2 (ja) * 2009-03-13 2014-06-25 Jfeスチール株式会社 厚鋼板の温度保証システムおよび厚鋼板の製造方法
US9885611B2 (en) * 2014-04-11 2018-02-06 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Sensor arrangement and use of sensor arrangement

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106269919A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 东北大学 一种用于检测金属薄带轧制过程变形区温度的方法
CN106269919B (zh) * 2016-08-30 2018-05-04 东北大学 一种用于检测金属薄带轧制过程变形区温度的方法

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