JP5652277B2

JP5652277B2 - 鋼板温度測定装置

Info

Publication number: JP5652277B2
Application number: JP2011059590A
Authority: JP
Inventors: 勝二中島
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2031-03-17
Also published as: JP2012194115A

Description

本発明は、連続焼鈍炉などの熱処理炉の内部で用いられる鋼板温度測定装置に関するものである。

冷延鋼板の製造プロセスで用いられる連続焼鈍炉は、炉体の内部に多数の搬送ロールを有し、これらの搬送ロールで鋼板を搬送しながら鋼板を連続的に焼鈍処理するように構成されている。このような連続焼鈍炉の搬送ロールによって搬送される鋼板の搬送長は数十メートルに及ぶため、鋼板を連続焼鈍処理する場合には、連続焼鈍炉の加熱性能やヒートパターンなどを予め把握しておく必要がある。

そこで、連続焼鈍炉などの熱処理炉の内部で鋼板の温度を測定する鋼板温度測定装置として、鋼板の温度を検出する接触式温度センサと、この接触式温度センサにより検出された温度を鋼板温度履歴データとして記録する記録装置と、この記録装置を外部と断熱した状態で収納する記録装置用収納ケースと、この記録装置用収納ケースを鋼板の表面に固定する固定用永久磁石と、この固定用永久磁石を外部と断熱した状態で収納する磁石用収納ケースと、この磁石用収納ケースと記録装置用収納ケースとを連結するケース連結部材と、このケース連結部材と反対側の記録装置用収納ケースの端部から鋼板の搬送方向に突出する一対のアームと、これらアームのケース側端部を水平な軸回りに回動自在に支持する一対のアーム支持軸とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。

このような鋼板温度測定装置によると、記録装置が外部と断熱された状態で記録装置用収納ケースの内部に収容されているため、熱処理炉の炉内熱によって記録装置が熱的ダメージを受けることを防止することができ、従って、記録装置としてデータロガと呼ばれる耐熱温度の低いものを用いることができる。
また、記録装置用収納ケースを鋼板の表面に固定する固定用永久磁石が外部と断熱された状態で磁石用収納ケースの内部に収容されているため、熱処理炉の炉内熱によって固定用永久磁石の磁力が低下することを防止することができ、従って、ハードディスクやＣＤプレーヤー、ヘッドフォン、携帯電話などに広く使用されているネオジウム（Ｎｄ）磁石を固定用永久磁石として用いることができる。

特開２０１０−２０３７８３号公報

しかしながら、上述した鋼板温度測定装置では、アーム同士を連結する横材の下面中央部に接触式温度センサを取り付け、この接触式温度センサをアームの先端部に設けた重りによって鋼板の表面に押し当てている。このため、熱処理炉の内部で鋼板が上下方向に振動しながら搬送された場合には、鋼板の振動力が接触式温度センサを介して横材に伝わり、横材に伝わった振動力がアームに伝わることによってアームが上方に回動し、その結果、接触式温度センサが鋼板の表面から離れてしまうという問題があった。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、熱処理炉の内部で鋼板が上下方向に振動しながら搬送された場合でも接触式温度センサを鋼板の表面に接触させた状態で鋼板温度を測定することのできる鋼板温度測定装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、鋼板を搬送しながら熱処理する熱処理炉の内部で前記鋼板の温度を検出する接触式温度センサと、該接触式温度センサにより検出された温度を鋼板温度履歴データとして記録する記録装置と、該記録装置を外部と断熱した状態で収納する記録装置用収納ケースと、前記記録装置を前記鋼板の表面に固定する固定用永久磁石と、該固定用永久磁石を外部と断熱した状態で収納する磁石用収納ケースと、該磁石用収納ケースと前記記録装置用収納ケースとを連結するケース連結部材と、該ケース連結部材と反対側の前記記録装置用収納ケースの端部から前記鋼板の搬送方向に突出する左右一対のアームと、該アームのケース側端部を水平な軸回りに回動自在に支持する一対のアーム支持軸とを備えた鋼板温度測定装置において、前記アームの先端部同士を２本のアーム連結軸により該アーム連結軸の両端部を前記アームの外側側面から前記鋼板の幅方向に突出させて連結し、前記接触式温度センサを前記鋼板の表面に押し当てるセンサ押し当て用重りを前記アーム連結軸の両端部に設けるとともに、前記鋼板から前記接触式温度センサに作用する押し上げ力を吸収可能なセンサ保持部を前記アームと前記センサ押し当て用重りとの間の前記アーム連結軸に設け、前記センサ保持部により前記接触式温度センサの両端部を該接触式温度センサが前記鋼板の表面に対して凸状に湾曲するように保持したことを特徴とする。

本発明によれば、鋼板から接触式温度センサに作用する押し上げ力がセンサ保持部で吸収されることになり、鋼板から接触式温度センサに振動力が作用してもアームに伝わることがないので、熱処理炉の内部で鋼板が上下方向に振動しながら搬送された場合でも接触式温度センサを鋼板の表面に接触させた状態で鋼板温度を測定することができる。

本発明の一実施形態に係る鋼板温度測定装置の平面図である。図１に示す鋼板温度測定装置の側面図である。図１のＡ−Ａ断面を示す図である。本発明の一実施形態に係る鋼板温度測定装置を鋼板の上にセットする方法の一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る鋼板温度測定装置の作用を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明に係る鋼板温度測定装置について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る鋼板温度測定装置の平面図、図２は図１に示す鋼板温度測定装置の側面図、図３は図１のＡ−Ａ断面を示す図であり、図１及び図２に示される鋼板温度測定装置１は、接触式温度センサ２ａ，２ｂ、記録装置３、記録装置用収納ケース４、固定用永久磁石５、磁石用収納ケース６、ケース連結部材７、アーム８ａ，８ｂ、アーム支持軸９ａ，９ｂ、アーム連結軸１０ａ，１０ｂ、センサ押し当て用重り１１ａ，１１ｂ及びセンサ保持部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを備えている。

接触式温度センサ２ａ，２ｂは連続焼鈍炉などの熱処理炉の内部で鋼板１８の温度を検出するものであって、これらの接触式温度センサ２ａ，２ｂはシート状または薄板状に形成されていると共に、上面と下面が長方形状に形成されている。
記録装置３は接触式温度センサ２ａ，２ｂにより検出された温度を鋼板温度履歴データとして記録するものであって、この記録装置３は記録装置用収納ケース４の内部に収容されている。また、記録装置３は出力端子を有し、この出力端子にコンピュータ等を接続することにより記録装置３に記録された温度履歴データを読み出すことが可能になっている。さらに、記録装置３は接触式温度センサ２ａ，２ｂにより検出された温度を記録するタイミングを任意に設定することが可能となっている。

記録装置用収納ケース４は記録装置３を外部と断熱した状態で収納するものであって、この記録装置用収納ケース４は例えば熱伝導率が０．０８ｋｃａｌ／ｍｈ℃以下の高機能断熱材から形成されている。
固定用永久磁石５は記録装置３を鋼板１８の表面に固定するためのものであって、この固定用永久磁石５はネオジウム（Ｎｄ）などの磁性材から形成されている。また、固定用永久磁石５は鋼板１８に対する磁力作用面を大きく確保するために、例えば長さが４０ｍｍ、幅が４０ｍｍ、高さが７ｍｍの大きさで形成されている。

磁石用収納ケース６は固定用永久磁石５を外部と断熱した状態で収納するものであって、この磁石用収納ケース６は例えば熱伝導率が０．０８ｋｃａｌ／ｍｈ℃以下の高機能断熱材から形成されている。
ケース連結部材７は記録装置用収納ケース４と磁石用収納ケース６とを連結するものであって、このケース連結部材７は、熱硬化性の接着剤を下面側に保持するために、例えば波板から形成されている。

アーム８ａ，８ｂは接触式温度センサ２ａ，２ｂを支持するものであって、これらのアーム８ａ，８ｂはケース連結部材７と反対側の記録装置用収納ケース４の端部から鋼板１８の搬送方向（図１に示す矢印の方向）に突出している。
アーム支持軸９ａ，９ｂはアーム８ａ，８ｂのケース側端部を水平な軸回りに回動自在に支持するものであって、これらのアーム支持軸９ａ，９ｂを支点としてアーム８ａ，８ｂは所定の範囲（例えば上下方向に１５°の範囲）で回動自在となっている。

アーム連結軸１０ａ，１０ｂはアーム８ａ，８ｂの先端部同士を連結するものであって、これらアーム連結軸１０ａ，１０ｂの両端部は、アーム８ａ，８ｂの外側側面８１から鋼板１８の幅方向（アーム８ａ，８ｂの長さ方向と直角な方向）に突出している。
センサ押し当て用重り１１ａ，１１ｂは接触式温度センサ２ａ，２ｂを鋼板１８の表面に押し当てるものであって、鉄等の金属材料または磁石材料から形成されていると共に、アーム連結軸１０ａ，１０ｂの両端部に設けられている。
センサ保持部１２ａ〜１２ｄは接触式温度センサ２ａ，２ｂが鋼板１８の表面に対して凸状に湾曲するように接触式温度センサ２ａ，２ｂの長手方向両端部を保持するものであって、アーム８ａ，８ｂとセンサ押し当て用重り１１ａ，１１ｂとの間のアーム連結軸１０ａ，１０ｂに設けられている。

また、図３に示すように、センサ保持部１２ａ〜１２ｄは接触式温度センサ２ａ，２ｂの長手方向端部を挟持する上下一対のセンサ挟持部材１３ａ，１３ｂと、これらのセンサ挟持部材１３ａ，１３ｂを締付ナット１５と共に締め付ける複数の締付ねじ１４とからなり、センサ挟持部材１３ａ，１３ｂのうち上側のセンサ挟持部材１３ａは、アーム連結軸１０ａまたは１０ｂの周面部から斜め下方に突出するプレート部１３１と、このプレート部１３１の下端部にＬ字状に接合された板状のセンサ挟み部１３２とから形成されている。
なお、記録装置用収納ケース４や磁石用収納ケース６を形成する高機能断熱材としては、例えば５９．０質量％のＳｉＯ_２と、４０．０質量％のＺｒＯ_２と、０．４質量％のＡｌ_２Ｏ_３を含むものを用いることができる。

また、ケース連結部材７の下面側に保持される熱硬化性の接着剤としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア等の酸化物またはそれらの混合物を主成分とするような耐熱性を有するものを用いることができる。
図４は図１及び図２に示す鋼板温度測定装置を鋼板の上にセットする方法の一例を示す図であり、上述した鋼板温度測定装置１を鋼板１８の上にセットする場合は、図４に示すように、例えば連続焼鈍炉１６の入側で鋼板温度測定装置１を糸１７で上方から吊るしておく。そして、連続焼鈍炉１６で焼鈍処理される鋼板１８が鋼板温度測定装置１の下方位置に搬送されたならば糸１７を切るか手放すと、鋼板温度測定装置１が落下して鋼板１８の上にセットされる。

図５は鋼板から接触式温度センサに押し上げ力が作用したときのセンサ保持部を示す図であり、以下、図５を参照して本発明の一実施形態に係る鋼板温度測定装置の作用について説明する。
図５に示すように、鋼板１８の表面に対して凸状に湾曲した接触式温度センサ２ａ，２ｂに鋼板１８から押し上げ力Ｆが作用すると、上述したセンサ挟持部材１３ａのプレート部１３１が例えば弓形に弾性変形し、これにより、鋼板１８から接触式温度センサ２ａ，２ｂに作用する押し上げ力Ｆがセンサ保持部１２ａ〜１２ｄで吸収されることになる。押し上げ力が吸収されないと、接触式温度センサは図３において、上に凸となる形状に反り返って鋼板から離れてしまうことがあるが、上述した本発明の一実施形態では、鋼板１８から接触式温度センサ２ａ，２ｂに振動力が作用しても押し上げ力Ｆが吸収されるので、図５のように、接触式温度センサ２ａ，２ｂは下に凸の形状が維持され、また、アーム８ａ，８ｂにも振動が伝わることがないので、熱処理炉の内部で鋼板１８が上下方向に振動しながら搬送された場合でも接触式温度センサ２ａ，２ｂを鋼板１８の表面に接触させた状態で鋼板温度を測定することができる。

また、記録装置３が外部と断熱された状態で記録装置用収納ケース４の内部に収容されているため、熱処理炉の炉内熱によって記録装置３が熱的ダメージを受けることを防止することができ、従って、記録装置としてデータロガと呼ばれる耐熱温度の低いものを用いることができる。
また、固定用永久磁石５が外部と断熱された状態で磁石用収納ケース６の内部に収容されているため、熱処理炉の炉内熱によって固定用永久磁石５の磁力が低下することを防止することができ、従って、固定用永久磁石としてネオジウム（Ｎｄ）磁石を用いることができる。

さらに、記録装置用収納ケース４と磁石用収納ケース６とを連結するケース連結部材７が波板から形成されているため、ケース連結部材７の下面側に熱硬化性の接着剤を保持しておくことができ、ケース連結部材７の下面側に保持された接着剤が鋼板１８の表面に垂れ落ち、鋼板１８の表面に垂れ落ちた接着剤が記録装置用収納ケース４や磁石用収納ケース６と鋼板１８との間に入り込んで固化することによって記録装置用収納ケース４や磁石用収納ケース６を鋼板１８の表面に強固に固定することができる。

なお、上述した鋼板温度測定装置１を用いて連続焼鈍炉の内部で鋼板（幅：１２００ｍｍ、厚さ：０．３ｍｍ）の温度を鋼板通板速度：２５０ｍ／ｍｉｎ、炉内温度（均熱温度）：１２００℃、在炉時間：１８０秒の条件で測定したところ、固定用永久磁石５の磁力により記録装置３及び記録装置用収納ケース４を鋼板の表面上に固定した状態で鋼板の温度を安定して測定することができた。

１…鋼板温度測定装置
２ａ，２ｂ…接触式温度センサ
３…記録装置
４…記録装置用収納ケース
５…固定用永久磁石
６…磁石用収納ケース
７…ケース連結部材
８ａ，８ｂ…アーム
９ａ，９ｂ…アーム支持軸
１０ａ，１０ｂ…アーム連結軸
１１…センサ押し当て用重り
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…センサ保持部
１３ａ，１３ｂ…センサ挟持部材
１４…締付ねじ
１５…締付ナット
１６…連続焼鈍炉
１７…糸
１８…鋼板

Claims

鋼板を搬送しながら熱処理する熱処理炉の内部で前記鋼板の温度を検出する接触式温度センサと、該接触式温度センサにより検出された温度を鋼板温度履歴データとして記録する記録装置と、該記録装置を外部と断熱した状態で収納する記録装置用収納ケースと、前記記録装置を前記鋼板の表面に固定する固定用永久磁石と、該固定用永久磁石を外部と断熱した状態で収納する磁石用収納ケースと、該磁石用収納ケースと前記記録装置用収納ケースとを連結するケース連結部材と、該ケース連結部材と反対側の前記記録装置用収納ケースの端部から前記鋼板の搬送方向に突出する左右一対のアームと、該アームのケース側端部を水平な軸回りに回動自在に支持する一対のアーム支持軸とを備えた鋼板温度測定装置において、
前記アームの先端部同士を２本のアーム連結軸により該アーム連結軸の両端部を前記アームの外側側面から前記鋼板の幅方向に突出させて連結し、前記接触式温度センサを前記鋼板の表面に押し当てるセンサ押し当て用重りを前記アーム連結軸の両端部に設けるとともに、前記鋼板から前記接触式温度センサに作用する押し上げ力を吸収可能なセンサ保持部を前記アームと前記センサ押し当て用重りとの間の前記アーム連結軸に設け、前記センサ保持部により前記接触式温度センサの両端部を該接触式温度センサが前記鋼板の表面に対して凸状に湾曲するように保持したことを特徴とする鋼板温度測定装置。