JP5755641B2

JP5755641B2 - 圧延素材の温度測定装置

Info

Publication number: JP5755641B2
Application number: JP2012513888A
Authority: JP
Inventors: リム、ガプソ; パク、ヨンコック
Original assignee: ヒュンダイスチールカンパニー
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2030-06-25
Also published as: US20120073342A1; WO2011010806A3; KR20110010508A; JP2012529044A; CN102472675A; KR101149144B1; WO2011010806A2; US8826711B2

Description

本発明は、圧延素材の温度測定装置に係り、さらに詳しくは、加熱炉内で圧延素材の温度を正確に測定することのできる、圧延素材の温度測定装置に関する。

一般に、熱間圧延工程は、連続鋳造によって製造したスラブ(Slab)やブルーム(Bloom)、ビレット(Billet)などの圧延素材を加熱炉に装入して高温で再加熱した後、圧延工程を経て圧延製品を生産することである。

前記圧延工程は、順次行われる粗圧延、中間圧延および仕上げ圧延の過程を含む。

前記加熱炉は、内部に装入された圧延素材を移動させながら加熱する装置である。

前記加熱炉は、内部が予熱区間、加熱区間および亀裂区間に区分され、圧延素材を移動させながら圧延に適した温度に加熱する。

本発明の目的は、加熱炉から排出される圧延素材の温度を正確に測定して加熱炉内の温度を精密制御することができるようにする、圧延素材の温度測定装置を提供することにある。

上記目的は、圧延素材の表面に接触して圧延素材の温度を感知する温度測定機器部と、前記温度測定機器部を圧延素材の移送方向に移動させる第１移動機器部と、前記温度測定機器部を移動させて前記温度測定機器部を前記圧延素材の表面に接触させる第２移動機器部とを含んでなる、圧延素材の温度測定装置を提供することにより達成される。

本発明は、加熱炉で加熱されて排出された圧延素材の温度を正確に測定し、測定された温度に加熱炉内の温度を精密に制御することができるようにするという効果がある。

本発明は、加熱炉内における加熱温度を精密に制御して圧延製品の品質を向上させ且つ生産性を増大させるという効果がある。

本発明の構成を示す概略図である。本発明の底面図である。本発明の一実施例を示す要部拡大断面図である。本発明の使用状態図である。本発明の使用状態図である。

図１に示すように、本発明に係る圧延素材の温度測定装置は、加熱炉の出口側に配置され、加熱炉で加熱された圧延素材１を移送するローラーテーブル２の上部に設置されるものである。

燃焼を介して加熱炉内の雰囲気温度を制御することにより、圧延素材の加熱温度が制御される。

前記加熱炉の作動は、加熱炉から排出された直後の圧延素材の温度を予測して制御している。

よって、前記加熱炉で加熱された後で排出される圧延素子の温度を正確に測定することが重要である。

ところが、圧延素材の排出温度を正確に予測するのには限界がある。

一方、高温の物体は、通常、パイロメーター(pyrometer)などの非接触式輻射温度計で測定して加熱炉内の温度を制御している。

前記非接触式輻射温度計は、高温体から放出される輻射エネルギーを測定するものである。

圧延製品を生産する製鋼工場では、内部に粉塵や水蒸気などがたくさん発生するため、前記非接触式輻射温度計を用いて正確な温度を測定することが難しい。

本発明は、圧延素材１の表面に接触して前記圧延素材１の温度を感知する温度測定機器部１０を含む。

前記温度測定機器部１０は、第２移動機器部３０によって移動し、前記ローラーテーブル２によって移送される圧延素材１の表面に接触する。

前記第２移動機器部３０は、前記温度測定機器部１０を前記圧延素材１の表面に向かって移動させ、その反対方向に移動させることにより、前記温度測定機器部１０を一定の区間内で往復移動させる。

前記温度測定機器部１０は、前記第２移動機器部３０によって移動する温度測定本体部材１１と、先端の鋭い形状をし、内部に熱を伝達する充填材１２ａが充填され、前記温度測定本体部材１１の端部に備えられ、第２移動機器部３０の作動により前記圧延素材１に刺し込まれる探針部材１２と、前記探針部材１２の内部に挿入され、温度を感知する温度センサー部材１３とを含む。

また、前記温度測定機器部１０は、前記温度測定本体部材１１の移動を案内する移動ガイド部材１４をさらに含むことが好ましい。

前記温度測定機器部１０は、前記ローラーテーブル２の上方に前記探針部材１２の端部が下向きとなるように設置され、前記第２移動機器部３０は前記温度測定機器部１０を上下移動させることを一例とする。

図示してはいないが、前記温度測定機器部１０は、前記ローラーテーブル２の下方に前記探針部材１２の端部が上向きとなるように設置されてもよい。

また、前記温度測定機器部１０は、前記ローラーテーブル２の一側に設置され、水平移動して前記圧延素材１の側面に接触してもよい。

前記温度測定機器部１０の移動方向は設置位置に応じて様々に変形実施でき、これにより前記第２移動機器部３０の構成が様々に変形実施されることを明かしておく。

前記移動ガイド部材１４は、図２に示すように、前記第２移動機器部３０の移動方向に対応するように相互離隔して配置され、対向する面に長さ方向にガイド溝１４ｂが設けられた一対のガイドフレーム１４ａを含む。

また、前記温度測定本体部材１１は、前記ガイドフレーム１４ａ同士の間に配置される。

前記温度測定本体部材１１の両側面には、前記ガイドフレーム１４ａのガイド溝１４ｂに移動可能に嵌合される移動ガイド突起１１ａがそれぞれ突設される。

前記移動ガイド突起１１ａには、ガイド溝１４ｂの内側面に接触して転がるボール１１ｂが圧入されて突設される。

すなわち、前記温度測定本体部材１１は、前記第２移動機器部３０で移動するとき、前記移動ガイド突起１１ａがガイドフレーム１４ａのガイド溝１４ｂに沿って移動しながら垂直方向に往復移動する。

また、前記ボール１１ｂは、ガイド溝１４ｂの内側面に接触して転がりながら、前記温度測定本体部材１１が円滑に移動するようにする。

前記探針部材１２は、硬度および熱伝導率が高い超硬合金などの合金で製造される。

前記探針部材１２は、先端の鋭い形状をして前記圧延素材１の表面に刺し込まれて圧延素材１の内部に挿入される。

また、前記探針部材１２は、少なくとも一面が開放され、内部に充填された充填材１２ａが露出されるように設けられることが好ましい。

前記充填材１２ａの内部には、圧延素材１の温度を測定する温度センサー部材１３が挿入される。

前記温度センサー部材１３は熱電対を使用することを基本とし、前記熱電対は、ゼーベック効果を用いて広い範囲の温度を測定するために、２種の金属で製作した装置であって、さらに詳細な説明は省略する。

前記充填材１２ａは、熱伝導度の高い銀、銅、金およびアルミニウムのうちいずれか一つが使用され、内部に挿入された熱電対へ圧延素材１の温度を円滑に伝達する。

一方、前記圧延素材１は、加熱炉から排出された後、前記ローラーテーブル２によって次の工程へ移送される。

また、前記温度測定機器部１０は、加熱炉の出口側に設置される第１移動機器部２０によって前記圧延素材１の移送方向に直線往復移動する。

前記第１移動機器部２０は、前記ローラーテーブル２の上部で圧延素子１の移動方向に配置されるレール部材２１と、前記レール部材２１に沿って直線往復移動する移動胴体部材２２とを含んでなる。

前記移動胴体部材２２は、前記レール部材２１に結合して転がる複数の輪２２ａを備える。

また、前記第１移動機器部２０は、前記複数の輪２２ａのうち少なくとも一つを回転させて前記移動胴体部材２２を直線往復させる走行モーター２３と、前記走行モーター２３の回転力を前記輪２２ａへ伝達する動力伝達手段（図示せず）とを含んでなる。

前記動力伝達手段は、走行モーター２３の回転力を輪２２ａへ伝達するもので、さらに詳細な説明は省略する。

すなわち、前記移動胴体部材２２は、走行モーター２３の正・逆回転によって輪２２ａが回転して転がると、前記レール部材２１に沿って直線往復運動する。

一方、前記温度測定機器部１０は、前記第２移動機器部３０によって上下移動して加熱炉から排出された後、ローラーテーブル２に乗って移送される圧延素材１の表面に探針部材１２が刺し込まれるようにし、或いは圧延素材１の表面から探針部材１２を抜き出すように作動する。

前記第２移動機器部３０は、前記ガイドフレーム１４ａ同士の間で垂直に回転可能に立てられ、上部が温度測定本体部材１１の上部に螺合されるスクリュー部材３１と、前記スクリュー部材３１を正・逆回転させるモーター３２とを含んでなる。

前記モーター３２は電気電源の供給を受けて回転力を発生させるもので、発生した回転力は前記スクリュー部材３１に連結される減速ギアボックス（図示せず）を介して伝達される。

前記モーター３２は、電気電源の供給を受けて正回転または逆回転して回転力を発生させる。

前記モーター３２の回転力は、減速ギアボックスを介して前記スクリュー部材３１へ伝達され、前記スクリュー部材３１を回転させる。

前記温度測定本体部材１１は、前記スクリュー部材３１の回転方向に応じてスクリュー部材３１に沿って上下移動する。

前記第２移動機器部３０は、図示してはいないが、前記ローラーテーブル２の上方にピストンロッドが下向きとなるように立設される油圧シリンダーを使用することもできる。

前記油圧シリンダーは、下向きになったピストンロッドの端部が前記温度測定本体部材１１の上部に連結され、ピストンロッドの作動により前記温度測定本体部材１１を上下移動させる。

また、前記第２移動機器部３０は、これ以外にも、前記温度測定本体部材１１を移動させ、前記温度測定本体部材１１を前記圧延素材１の表面に接触させるいずれの構造も本発明の構成に含まれることを明かしておく。

また、本発明は、ローラーテーブル２に乗って移送される圧延素材１の速度を感知する速度感知センサー４０と、前記速度感知センサー４０、前記第１移動機器部２０および前記第２移動機器部３０に連結され、前記第１移動機器部２０および前記第２移動機器部３０の作動を制御する制御部５０と、前記温度測定機器部１０に連結され、感知された温度測定データを保管するデータ格納部６０とをさらに含む。

前記制御部５０は、前記速度感知センサー４０で感知された圧延素材１の移送速度と同一の速度で温度測定機器部１０が移動するように、前記第１移動機器部２０の作動を制御することが好ましい。

すなわち、前記制御部５０は、圧延素材１の移動速度と同一の速度で温度測定機器部１０を移動させるように、前記走行モーター２３の回転数を制御する。

また、前記第２移動機器部３０のモーター３２の作動を制御して温度測定本体部材１１を昇降作動させる。

また、前記データ格納部６０は、温度センサー部材１３で測定された温度を格納し、加熱炉内の温度を制御することが可能なデータを提供する。

次に、本発明を用いて、加熱炉から排出された圧延素材１の温度を測定する過程について説明する。

前記圧延素材１は、連続鋳造工程によって製造されたスラブやブルーム(Bloom)、ビレット(Billet)などを含み、この他にも、圧延工程で使用される素材を全て含む。

一応、本発明は、加熱炉から排出された圧延素材１を移送するロールテーブルの上方に前記探針部材１２が下向きとなるように設置される。

図４に示すように、前記温度測定本体部材１１は、加熱炉から圧延素材１が排出されてローラーテーブル２に乗って移送される途中で前記第２移動機器部３０で下方に移動して前記探針部材１２が圧延素材１の表面に刺し込まれる。

前記温度測定本体部材１１は、前記第１移動機器部２０の作動により圧延素材１の移送速度と同一の速度で移動しながら圧延素材１の温度を測定する。

前記圧延素材１の温度は、前記探針部材１２が前記圧延素材１の表面に刺し込まれた状態で前記充填材１２ａを介して温度センサー部材１３、すなわち熱電対に伝達される。よって、前記圧延素材１の温度を正確に測定することができる。

前述したように温度の測定が完了した後、前記温度測定本体部材１１は前記第２移動機器部３０によって上方に移動して前記探針部材１２が圧延素材１の表面から抜き取られる。

前記温度測定本体部材１１は、前記第１移動機器部２０によって逆方向に移動して元の位置に復帰する。

前述した過程の繰返しによって、加熱炉から排出される前記圧延素材１の温度を連続して検出し、検出されたデータは前記データ格納部６０に格納される。

本発明は、前記探針部材１２が加熱炉から排出されて移送中の圧延素材１の表面に刺し込まれた状態で前記圧延素材１と同一の速度で移動しながら温度測定のための十分な時間を確保することにより、正確な温度測定が可能である。

また、前記圧延素材１は温度測定過程で表面が損傷しないものである。

よって、本発明は、加熱炉から排出された前記圧延素材１の温度を、表面を損傷させることなく正確に測定することができる。

本発明は、前述した実施例に限定されず、本発明の要旨から逸脱しない範疇内で様々に変更して実施することができる。それらの変更実施も本発明の構成に含まれることを明かしておく。

１：圧延素材
２：ローラーテーブル
１０：温度測定機器部
１１：温度測定本体部材
１２：探針部材
１３：温度センサー部材
１４：移動ガイド部材
２０：第１移動機器部
２１：レール部材
２２：移動胴体部材
２３：走行モーター
３０：第２移動機器部
３１：スクリュー部材
３２：モーター
４０：速度感知センサー
５０：制御部
６０：データ格納部

Claims

圧延素材と接触するように構成された温度探針であって、当該温度探針が圧延素材と接触しながら、前記圧延素材の温度を測定するための温度センサーを備えた温度探針と、
前記温度探針に接続された移動胴体部材と
を含み、
前記温度探針は、前記圧延素材に向かって移動するように構成され、前記温度探針はまた、当該温度探針が前記圧延素材と接触しながら、前記圧延素材の移動方向に沿って移動するように構成され、
前記温度探針は、外側カバーおよび当該外側カバーによって覆われた充填材を含み、前記温度センサーは、前記充填材内に埋め込まれ、
前記移動胴体部材は、レール部材に結合して転がる複数の輪を備え、
前記移動胴体部材は、前記複数の輪のうち少なくとも１つが回転すると前記レール部材に沿って直線往復運動し、
前記充填材は、銀、銅、金およびアルミニウムから選ばれた一つ以上からなる、圧延素材の温度測定装置。
前記移動胴体部材は、前記複数の輪のうち少なくとも１つを回転させる走行モータをさらに備える、請求項１に記載の圧延素材の温度測定装置。
前記外側カバーは、硬質金属からなる、請求項１または請求項２に記載の圧延素材の温度測定装置。
圧延素材と接触するように構成された温度探針であって、当該温度探針が圧延素材と接触しながら、前記圧延素材の温度を測定するための温度センサーを備えた温度探針を含み、
前記温度探針は、前記圧延素材に向かって移動するように構成され、前記温度探針はまた、当該温度探針が前記圧延素材と接触しながら、前記圧延素材の移動方向に沿って移動するように構成され、
前記温度探針は、外側カバーおよび当該外側カバーによって覆われた充填材を含み、前記温度センサーは、前記充填材内に埋め込まれ、
前記充填材は、銀、銅、金およびアルミニウムから選ばれた一つ以上からなる、圧延素材の温度測定装置。
圧延素材と接触するように構成された温度探針であって、当該温度探針が圧延素材と接触しながら、前記圧延素材の温度を測定するための温度センサーを備えた温度探針を含み、
前記温度探針は、前記圧延素材に向かって移動するように構成され、前記温度探針はまた、当該温度探針が前記圧延素材と接触しながら、前記圧延素材の移動方向に沿って移動するように構成され、
前記温度探針は、外側カバーおよび当該外側カバーによって覆われた充填材を含み、前記温度センサーは、前記充填材内に埋め込まれ、前記外側カバーは、硬質金属からなる、圧延素材の温度測定装置。
前記圧延素材の移動方向に沿って前記温度探針を移動させるように構成された第１移動機器と、
前記圧延素材に向かって前記温度探針を移動させるように構成された第２移動機器とをさらに含む、請求項４または請求項５に記載の圧延素材の温度測定装置。
前記第１移動機器は、前記圧延素材の移動方向に沿って前記第２移動機器を移動させるように構成される、請求項６に記載の圧延素材の温度測定装置。
前記第１移動機器は、前記圧延素材の移動速度と同一の速度で前記温度探針を移動させるように構成される、請求項６または請求項７に記載の圧延素材の温度測定装置。
前記温度探針は、前記圧延素材の表面に刺し込まれるように構成された端部を含む、請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の圧延素材の温度測定装置。
前記充填材の一部は、前記探針の表面で露出する、請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の圧延素材の温度測定装置。
前記温度センサーは、熱電対を含む、請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の圧延素材の温度測定装置。
素材を加熱する段階と、
請求項１から請求項１１のいずれか１つに記載の圧延素材の温度測定装置の温度探針を前記素材に向かって移動させるが、前記温度探針の一部以上が前記加熱された素材の表面内に刺し込まれるまで移動させる段階と、
前記温度探針を前記加熱された素材の移動方向に沿って移動させる段階と、
前記加熱された素材の移動方向に沿って前記温度探針を移動させながら、前記素材の温度を測定する段階と、
前記加熱された素材を圧延して圧延素材を得る段階とを含む、圧延素材の製造方法。
前記素材は、炉内で加熱され、
前記測定された温度を用いて、前記炉内の温度に対するフィードバック制御を行う段階をさらに含む、請求項１２に記載の圧延素材の製造方法。
前記素材の温度は、前記素材が炉の外側に移送された後に測定される、請求項１３に記載の圧延素材の製造方法。