JP5333933B2 - 表面温度測定方法及び鋼材の製造方法 - Google Patents
表面温度測定方法及び鋼材の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5333933B2 JP5333933B2 JP2009201445A JP2009201445A JP5333933B2 JP 5333933 B2 JP5333933 B2 JP 5333933B2 JP 2009201445 A JP2009201445 A JP 2009201445A JP 2009201445 A JP2009201445 A JP 2009201445A JP 5333933 B2 JP5333933 B2 JP 5333933B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- water
- temperature measurement
- radiation thermometer
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Description
具体的には、特許文献2には、被測温鋼材下面から放射された熱放射光を、被測温鋼材下面に向けてノズルから噴射したパージ水を介して被測温鋼材の下方に対向配置した放射温度計で検出することにより、被測温鋼材の表面温度を測定する方法であって、被測温鋼材のパスラインを位置基準とした前記パージ水の全ヘッドを所定の範囲に設定することを特徴とする鋼材の表面温度測定方法が提案されている(特許文献2の請求項2)。そして、前記放射温度計で検出する熱放射光の波長を0.9μm以下とすることが提案されている(特許文献2の請求項3)。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、水冷中の被測温材の表面から放射された熱放射光を該被測温材の表面に対向配置した放射温度計で検出することにより、該被測温材の表面温度を測定する方法であって、前記放射温度計で検出する熱放射光の波長を1.60〜1.80μmとし、前記被測温材の表面から放射された熱放射光を複数の波長帯域に分光し、各波長帯域の熱放射光のエネルギーの比に基づいて、前記被測温材の表面と前記放射温度計との間に存在する水の厚みが0.1mm以下であるか否かを判断し、前記水の厚みが0.1mm以下であると判断した場合にのみ、前記被測温材の表面温度を出力することを特徴とする表面温度測定方法を提供する。
斯かる発明によれば、被測温材が水冷中でその表面温度が200℃程度の低温域であっても、被測温材の表面温度を精度良く測定可能である。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る表面温度測定装置の概略構成を示す模式図である。図1に示すように、本実施形態に係る表面温度測定装置100は、水冷中の被測温材(本実施形態では鋼板M)に対向配置された放射温度計1を備え、鋼板Mの表面(本実施形態では下面)から放射された熱放射光を放射温度計1で検出することにより、鋼板Mの表面温度を測定する装置である。また、本実施形態に係る表面温度測定装置100は、鋼板M表面(本実施形態では下面)に向けてエアーパージする(エアーを噴射する)ためのノズル2を備えている。さらに、本実施形態に係る表面温度測定装置100は、エアー供給源(図示せず)からノズル2に供給するエアーの流量を調整するための流量調整バルブ3と、ノズル2に供給するエアー中の水分や油などを除去するためのフィルタ4とを備える。
光ファイバ12としては、例えば石英系の材質からなるものを用いることができる。光ファイバ12単体では破損の虞があるため、光ファイバ12は、ステンレス製のフレキシブルホースで被覆されている。
以上に述べた受光光学系11及び光ファイバ12の一部はノズル2に内蔵され、ノズル2の中心軸に沿うように、適宜のガイド部材(図示せず)によって位置決めされている。
V2>2・ρL・g・h/ρg
ただし、上記の式において、ρLは水の密度を、ρgはエアーの密度を、gは重力加速度を意味する。
なお、上記の式における水の厚みhの値を、鋼板Mの下面とノズル2の先端との離間距離に等しい値(本実施形態では40mm程度)に設定すれば、エアーを噴射しなければ鋼板Mの下面とノズル2の先端との間が全て水Wで満たされるような場合(図1に示すような場合)であっても、その水Wを排除し得るという点で好ましい。
前述のように、放射温度計1で検出する熱放射光の波長は、1.60〜1.80μmとされている。
上記の波長帯域に設定するに際し、本発明者らは、先ず最初に、検出する熱放射光の波長を0.65〜0.83μmとした放射温度計を試作し、その温度特性を評価した。具体的には、放射温度計の温度特性を評価するために一般的に使用される放射熱源(黒体炉、温度バラツキ1℃以下)の温度を水を介して前記試作した放射温度計で測定し、その測温値のバラツキ(3σ)を評価した。なお、放射熱源である黒体炉の放射率は1.0とした。図2は、種々の水の厚みに対する測温値バラツキの評価結果の一例を示すグラフである。図2に示すように、検出する熱放射光の波長が0.65〜0.83μmである放射温度計の場合、600℃以下では測温値の変動が大きくなり、精度良く温度を測定することができないことが分かった。これは、被測温材が低温になると、放射される熱放射光の長波長成分が増大することが原因であると考えられる。従って、600℃以下の低温域の温度を放射測温するには、検出する熱放射光の波長を0.65〜0.83μmよりも長波長側にシフトする必要のあることが分かった。
また、2.2μm近傍の波長帯域では、分光放射輝度が高いという点では有利であるものの、放射温度計を構成する受光光学系の集光レンズや光ファイバとして、安価な石英ガラスを用いると、光透過率が低下する問題がある。
一方、1.7μm近傍の波長帯域では、分光放射輝度もInGaAsフォトダイオードの感度も高い上、放射温度計を構成する受光光学系の集光レンズや光ファイバとして、安価な石英ガラスを用いることができる。
前述のように、被測温材と放射温度計との間に介在する水の厚みを2mm程度に小さくできれば、200℃程度までの低温域の被測温材を測温可能であるものの、測温精度を高めるには、介在する水の厚みはできるだけ小さい方が好ましい。このため、本発明者らは、放射温度計から被測温材に向けてエアーパージし、水を排除することを検討した。
Pd>Ps ・・・(1)
Ps=ρL・g・h ・・・(2)
Pd=1/2・ρg・V2 ・・・(3)
ただし、上記の式(2)、(3)において、ρLは水Wの密度を、ρgはエアーの密度を、gは重力加速度を、hは水Wの厚みを、Vはエアーの流速を意味する。
V2>2・ρL・g・h/ρg・・・(4)
つまり、厚みhの水Wを排除するには、理論上、上記の式(4)を満足する流速Vでエアーを噴射する必要があることになる。
V2>2・ρL・g・h/ρg
ただし、上記の式において、ρLは水の密度を、ρgはエアーの密度を、gは重力加速度を意味する。
図8に示す試験装置において、石英ガラス6の下面とノズル2’の先端との距離を60mmに設定した。そして、この試験装置において、ノズル2’の先端から石英ガラス6の下面に向けてエアーを噴射している状態で、水槽5内に水Wを注入し、ラバーヒータ7の温度を放射温度計1’で測定した。この際、水槽5内に注入する水Wの厚みは0〜60mmまで変更した。なお、ラバーヒータ7の実温度は、175℃で安定していた。
また、本実施形態に係る表面温度測定装置100によれば、ノズル2から噴射するエアーによって形成されるエアー柱Aにより、放射温度計1と鋼板Mとの間への水Wの侵入が抑制される。特に、V2>2・ρL・g・h/ρgを満足する流速Vでエアーを噴射することにより、水Wが効果的に排除され、鋼板Mの表面温度をより一層精度良く測定可能である。
さらに、本実施形態に係る表面温度測定装置100によれば、最大測温値抽出部14により、複数の測温値のうちの最大の測温値を鋼板Mの表面温度として出力するため、測定結果のバラツキが小さくなり、鋼板Mの表面温度をより一層精度良く測定可能である。
図15は、本発明の第2の実施形態に係る表面温度測定装置の概略構成を示す模式図である。図15に示すように、本実施形態に係る表面温度測定装置100Aも、第1の実施形態に係る表面温度測定装置100と同様に、放射温度計1A、ノズル2、流量調整バルブ3及びフィルタ4を備えている。そして、本実施形態の放射温度計1Aも、受光光学系11、光ファイバ12、温度演算部13及び最大測温値抽出部14を備える点で、第1の実施形態の放射温度計1と共通する。しかしながら、本実施形態の放射温度計1Aは、水厚推定部15と、測温値出力部16とを更に備える点で、第1の実施形態の放射温度計1と相違する。以下、第1の実施形態に係る表面温度測定装置100と共通する構成については、同様の機能を奏するため説明を省略し、主に上記の相違点について説明する。
また、水厚推定部15は、E(1.65〜1.75μm)/E(1.60〜1.80μm)<0.55が成立し、且つ、E(1.88〜1.94μm)/E(1.60〜1.80μm)<0.42が成立するとき、水Wの厚みは0.1mmを超え1.0mm未満であると判断する。
さらに、水厚推定部15は、E(1.65〜1.75μm)/E(1.60〜1.80μm)<0.55が成立し、且つ、E(1.88〜1.94μm)/E(1.60〜1.80μm)≧0.42が成立するとき、水Wの厚みは0.1mm以下であると判断する。
図18に示す結果からすれば、E(1.88〜1.94μm)/E(1.60〜1.80μm)≧0.42が成立するとき、黒体炉(被測温材)の温度が200℃〜500℃の範囲で変わっても、水の厚みは0.1mm以下であるといえる。
しかしながら、図17に示す結果からすれば、水の厚みが4.0mmを超える場合にも、黒体炉(被測温材)の温度によっては、E(1.88〜1.94μm)/E(1.60〜1.80μm)≧0.42が成立する可能性がある。つまり、E(1.88〜1.94μm)/E(1.60〜1.80μm)≧0.42が成立するのみでは、水の厚みが0.1mm以下であると判断することはできない。
このため、E(1.88〜1.94μm)/E(1.60〜1.80μm)≧0.42が成立すると同時に、前述したE(1.65〜1.75μm)/E(1.60〜1.80μm)<0.55が成立する(つまり、水の厚みは1.0未満である)場合にのみ、水の厚みが0.1mm以下であると判断すればよい。
図19に示す製造ライン10は、図面左側から、加熱炉20、粗圧延機30、仕上げ圧延機40、冷却装置50及びホットレベラー60が、この順に配置されている。加熱炉20で約1100〜1200℃に加熱されたスラブM1は、粗圧延機30で一定の厚みに減肉され、粗圧延材M2とされる。次いで、粗圧延材M2は、仕上げ圧延機40の前後を往復して所定の厚みの被圧延材M3とされる。その後、被圧延材M3は、冷却装置50により水冷されて材質が調整された後、ホットレベラー60により平坦度が矯正される。
2・・・ノズル
3・・・流量調整バルブ
4・・・フィルタ
11・・・受光光学系
12・・・光ファイバ
13・・・温度演算部
14・・・最大測温値抽出部
100・・・表面温度測定装置
A・・・エアー柱
W・・・水
M・・・鋼板(被測温材)
Claims (3)
- 水冷中の被測温材の表面から放射された熱放射光を該被測温材の表面に対向配置した放射温度計で検出することにより、該被測温材の表面温度を測定する方法であって、
前記放射温度計で検出する熱放射光の波長を1.60〜1.80μmとし、
前記被測温材の表面から放射された熱放射光を複数の波長帯域に分光し、各波長帯域の熱放射光のエネルギーの比に基づいて、前記被測温材の表面と前記放射温度計との間に存在する水の厚みが0.1mm以下であるか否かを判断し、前記水の厚みが0.1mm以下であると判断した場合にのみ、前記被測温材の表面温度を出力することを特徴とする表面温度測定方法。 - 前記被測温材の表面から放射された熱放射光を、1.60〜1.80μm、1.65〜1.75μm及び1.88〜1.94μmの各波長帯域に分光することを特徴とする請求項1に記載の表面温度測定方法。
- 前記被測温材が鋼材であり、
請求項1又は2に記載の方法によって表面温度を測定する工程を有することを特徴とする鋼材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009201445A JP5333933B2 (ja) | 2009-09-01 | 2009-09-01 | 表面温度測定方法及び鋼材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009201445A JP5333933B2 (ja) | 2009-09-01 | 2009-09-01 | 表面温度測定方法及び鋼材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011053047A JP2011053047A (ja) | 2011-03-17 |
JP5333933B2 true JP5333933B2 (ja) | 2013-11-06 |
Family
ID=43942213
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009201445A Active JP5333933B2 (ja) | 2009-09-01 | 2009-09-01 | 表面温度測定方法及び鋼材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5333933B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013154369A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 連続鋳造方法 |
JP5915374B2 (ja) * | 2012-05-22 | 2016-05-11 | 新日鐵住金株式会社 | 連続鋳造鋳片の表面温度の測定方法およびこの方法を用いた連続鋳造方法 |
JP6281325B2 (ja) * | 2014-03-06 | 2018-02-21 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼の連続鋳造方法 |
JP7024644B2 (ja) * | 2017-07-21 | 2022-02-24 | 日本製鉄株式会社 | 温度測定装置、温度測定方法及びプログラム |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1319416C (en) * | 1983-02-22 | 1993-06-22 | Peter Carl Ariessohn | Imaging of hot infrared emitting surfaces obscured by particulate fume and hot gases |
JPS60192231A (ja) * | 1984-03-14 | 1985-09-30 | Kawasaki Steel Corp | 高温物体の表面温度測定および位置検出装置 |
JPS63163124A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-06 | Chino Corp | 黒液回収ボイラのチヤ−ベツド温度測定装置 |
JPH0510822A (ja) * | 1991-06-28 | 1993-01-19 | Nippon Steel Corp | 放射温度計測装置 |
JP2744559B2 (ja) * | 1992-10-08 | 1998-04-28 | 新日本製鐵株式会社 | 炉内幅方向板温計 |
JPH06229834A (ja) * | 1993-02-01 | 1994-08-19 | Kawasaki Steel Corp | 光ファイバ温度計および温度測定方法 |
JP3405589B2 (ja) * | 1994-03-31 | 2003-05-12 | 株式会社チノー | 光ファイバ式温度測定装置 |
JPH08247860A (ja) * | 1995-03-13 | 1996-09-27 | Kawasaki Steel Corp | 熱間圧延機における材料温度測定方法及び装置 |
JP2001194239A (ja) * | 2000-01-04 | 2001-07-19 | Nkk Corp | 放射温度計冷却装置、放射温度計の冷却方法、放射温度計用背光遮蔽板及び放射温度計用背光遮光板の冷却方法 |
JP2002039865A (ja) * | 2000-07-25 | 2002-02-06 | Sumitomo Metals (Kokura) Ltd | 搬送中の線材コイルの温度測定方法及び冷却方法、並びに圧延中の線材の冷却方法 |
JP4569873B2 (ja) * | 2005-07-11 | 2010-10-27 | 住友金属工業株式会社 | 鋼材の表面温度測定方法及び表面温度測定装置並びに鋼材の製造方法 |
JP2009144440A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Toto Ltd | 尿温測定装置 |
-
2009
- 2009-09-01 JP JP2009201445A patent/JP5333933B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011053047A (ja) | 2011-03-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5333933B2 (ja) | 表面温度測定方法及び鋼材の製造方法 | |
US7938576B1 (en) | Sensing system for obtaining images and surface temperatures | |
CN102889934A (zh) | 实时测量温度的方法 | |
JP5708891B2 (ja) | 表面温度測定装置及び表面温度測定方法 | |
JP2019023635A (ja) | 温度測定装置、温度測定方法及びプログラム | |
CN107110709A (zh) | 校准cvd或pvd反应器的高温计装置的方法 | |
CN101441119B (zh) | 复杂环境中高温固体表面长期准确测温系统 | |
US20160033431A1 (en) | Thermal diffusivity measuring device | |
CN101664794B (zh) | 连铸二冷密闭室铸坯表面温度场测量装置 | |
JP4924952B2 (ja) | 熱延鋼板の冷却方法及び冷却設備 | |
JP4569873B2 (ja) | 鋼材の表面温度測定方法及び表面温度測定装置並びに鋼材の製造方法 | |
KR101197790B1 (ko) | 복사온도 측정장치 | |
JP4151022B2 (ja) | 鋼材の表面温度測定方法及び表面温度測定装置並びに鋼材の製造方法 | |
JP2007024711A (ja) | 光分散を用いた熱ガラス体厚の無接触光学測定方法及び装置 | |
CN105333962B (zh) | 一种修正双波段测温误差的温度测量方法及系统 | |
Golinelli et al. | IR sensor for gas turbine inlet temperature (TIT) measurements: preliminary results on a test rig | |
US10345229B2 (en) | Furnace atmosphere measurement | |
JP2005233790A (ja) | 鋼板の温度測定方法および装置 | |
JPH07101704B2 (ja) | ウェーハ上に堆積される薄膜の厚さをその場で測定する方法及び装置 | |
US11567001B2 (en) | Apparatus and method for identifying a refrigerant fluid contained in a tank or in measuring cell of a system for recharging an air-conditioning plant | |
RU2495388C1 (ru) | Способ измерения термогазодинамических параметров потока | |
JP5310149B2 (ja) | 厚鋼板の材質保証設備 | |
Xue et al. | Uncertainty model and estimation for emissivity of a steel plate with a multi-wavelength pyrometer | |
JP2017146107A (ja) | 熱間連続圧延機スタンド間の被圧延材温度測定装置及び被圧延材温度測定方法 | |
Jun et al. | New Solution to Surface Temperature of Casting Slab Measurement Based on Preceded Reflector and Multi-Wavelength |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110927 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121011 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20121011 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121029 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121102 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130510 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130614 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130705 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130718 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5333933 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |