JP5768477B2 - Method for measuring temperature of workpiece, method for manufacturing workpiece, and heating device for workpiece - Google Patents

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Description

本発明は、加熱炉内で加熱される材料である被加工材の表面温度を非接触で測定する被加工材の温度測定方法、加工品の製造方法、及び被加工材の加熱装置に関する。   The present invention relates to a method for measuring a temperature of a workpiece, which is a material heated in a heating furnace, in a non-contact manner, a method for manufacturing a workpiece, and a heating device for the workpiece.

鋼やアルミニウム等の金属では、スラブやビュレットとよばれる所定の大きさに形成された金属の塊(以下、これらを総称して「被加工材」と記載することがある。)を圧延や押し出し成型等により所定の形状に加工して板等の加工品を形成する。その際には、加工がおこなわれる前に被加工材を予め決められた温度に加熱する。そのための加熱手段として例えば加熱炉が挙げられ、これには連続式加熱炉やビュレット加熱炉等がある。   For metals such as steel and aluminum, rolling or extruding metal lumps (hereinafter sometimes collectively referred to as “workpieces”) formed in a predetermined size called slabs or burettes. A processed product such as a plate is formed by processing into a predetermined shape by molding or the like. At that time, the workpiece is heated to a predetermined temperature before the processing is performed. As a heating means for that purpose, for example, a heating furnace can be cited, and examples thereof include a continuous heating furnace and a bullet heating furnace.

加熱炉は、予熱帯、加熱帯、均熱帯を備え、連続して挿入される個々の被加工材は、各帯域を順に通過することにより所定の均一性を維持しつつ目標の抽出温度にまで加熱される。目標抽出温度にまで加熱された被加工材は加熱炉から抽出され、圧延加工や押し出し加工のための設備に供される。その際、加熱炉から抽出されたときの被加工材の温度が低いと加工が困難となる。従って、被加工材が加熱炉から抽出されるときの温度を監視することは重要である。   The heating furnace has a pre-tropical zone, a heating zone, and a soaking zone, and individual workpieces inserted in succession pass through each zone in order to maintain a predetermined uniformity and reach the target extraction temperature. Heated. The workpiece heated to the target extraction temperature is extracted from the heating furnace and used for equipment for rolling and extrusion. At that time, if the temperature of the workpiece when extracted from the heating furnace is low, processing becomes difficult. Therefore, it is important to monitor the temperature at which the workpiece is extracted from the furnace.

このため、加熱炉内の被加工材の温度を測定することが必要となるが、加熱炉内の被加工材の温度を接触式の温度計により直接測定することは困難である。そこで通常は、加熱炉内の天井や側面に設置された熱電対による炉内の測定温度に基づいて被加工材に対する伝熱モデルを作成して熱伝導方程式を解くことにより被加工材の温度を予測することが行われている。   For this reason, it is necessary to measure the temperature of the workpiece in the heating furnace, but it is difficult to directly measure the temperature of the workpiece in the heating furnace with a contact-type thermometer. Therefore, the temperature of the workpiece is usually determined by creating a heat transfer model for the workpiece based on the temperature measured in the furnace by thermocouples installed on the ceiling or side of the furnace and solving the heat conduction equation. To be predicted.

熱伝導方程式には、材料特性に依存するパラメータ及び炉の特性によって変わる総括熱吸収率パラメータが含まれている。そこで、総括熱吸収率パラメータを同定するために、従来は耐熱型のデータロガーを用いて実際に加熱炉内の被加工材の温度を測定し、これと伝熱モデルによる演算結果とが一致するように総括熱吸収率を調整していた。   The heat conduction equation includes parameters that depend on material properties and overall heat absorption parameters that vary with furnace properties. Therefore, in order to identify the overall heat absorption rate parameter, conventionally, the temperature of the workpiece in the heating furnace was actually measured using a heat-resistant data logger, and this was consistent with the calculation result of the heat transfer model. The overall heat absorption rate was adjusted as follows.

しかしながら、耐熱型データロガーを用いた被加工材の温度測定は、煩雑な作業となるため頻繁に行うことができず、加熱炉操業条件の変更ごとにこれを行うことはできないので、伝熱モデルによる演算精度の低下を生じる虞がある。そのため、加工が困難になることを回避するという観点から、安全側に被加工材を加熱するために、加熱炉からの抽出温度は高めに管理する傾向があり、加熱炉での消費エネルギーの増加を招いていた。   However, temperature measurement of workpieces using heat-resistant data loggers is a complicated task and cannot be performed frequently, and cannot be performed each time the furnace operating conditions are changed. There is a risk that the calculation accuracy will be reduced. Therefore, from the viewpoint of avoiding difficult processing, in order to heat the workpiece to the safe side, the extraction temperature from the heating furnace tends to be managed higher, and the energy consumption in the heating furnace increases. Was invited.

そこで、やはり被加工材の温度を直接測定することが望まれ、放射温度計により非接触で被加工物の温度を測定することが行われている。しかしながら放射温度計で被加工材の表面温度を測定する場合、加熱炉内における炉の内壁や火炎からの放射光(熱放射エネルギー)が被加工材の表面で反射し(以下当該反射光を「迷光」と記載することがある。)、これが放射温度計の温度測定に影響するため、温度測定に誤差が生じていた。   Therefore, it is desirable to directly measure the temperature of the workpiece, and the temperature of the workpiece is measured in a non-contact manner using a radiation thermometer. However, when measuring the surface temperature of the workpiece with a radiation thermometer, the radiation (heat radiation energy) from the inner wall of the furnace or flame in the heating furnace is reflected on the surface of the workpiece (hereinafter referred to as “ Stray light ”), which affects the temperature measurement of the radiation thermometer, resulting in an error in temperature measurement.

これに対して、加熱炉内の被加工物の温度を放射温度計でできるだけ正確に測定する方法が特許文献1、2に開示されている。
特許文献1に記載の発明は、被加工材に対して放射光に影響を及ぼす二箇所以上の炉壁部分の温度を測定し、この温度に基づいて被加工材の表面温度を補正して測定する方法である。
また、特許文献2に記載の発明は、加熱炉内の被加工材の表面に対向して遮蔽板を配置し、遮蔽板の中央開口部を通じて入射する被加工材からの放射エネルギーを放射温度計で測定することで、炉壁からの放射温度計への迷光の回り込みを遮蔽板で遮断し、被加工材の表面温度を測定する方法である。
On the other hand, Patent Documents 1 and 2 disclose methods for measuring the temperature of a workpiece in a heating furnace as accurately as possible with a radiation thermometer.
The invention described in Patent Document 1 measures the temperature of two or more furnace wall portions that affect the radiated light on the workpiece and corrects the surface temperature of the workpiece based on this temperature. It is a method to do.
In the invention described in Patent Document 2, a shielding plate is arranged opposite to the surface of the workpiece in the heating furnace, and radiation energy from the workpiece that is incident through the central opening of the shielding plate is converted into a radiation thermometer. This is a method of blocking the stray light from the furnace wall to the radiation thermometer by a shielding plate and measuring the surface temperature of the workpiece.

特開昭61−292528号公報JP 61-292528 A 特公昭62−22089号公報Japanese Examined Patent Publication No. 62-22089

しかしながら、特許文献1、2に記載された従来の技術では以下のような問題があった。
特許文献1に記載の測定方法では、加熱炉の内壁を構成する耐火物の脱落等により、炉壁表面温度の測定が困難、又は測定精度が悪くなることがあり、加熱炉内の厳密な温度管理を行うことができない場合がある。また、加熱炉内に設けられたバーナー等の加熱手段の近傍と、この加熱手段から離れた部分とでは、加熱手段の影響によって炉壁温度が異なる(温度分布が生じる)ため、やはり厳密な温度管理が困難である。
However, the conventional techniques described in Patent Documents 1 and 2 have the following problems.
In the measurement method described in Patent Document 1, measurement of the furnace wall surface temperature may be difficult or the measurement accuracy may be deteriorated due to dropping off of the refractory constituting the inner wall of the heating furnace. Management may not be possible. In addition, since the furnace wall temperature differs (temperature distribution occurs) in the vicinity of the heating means such as a burner provided in the heating furnace and the part away from the heating means, a strict temperature is also required. It is difficult to manage.

特許文献2に記載の方法では、表面反射の影響を避けるため、被加工材の表面と遮蔽板との隙間を僅少にしている。このため、例えば、加熱炉内への被加工材の搬入及び加熱炉内からの被加工材の搬出をウォーキングビームを使用して行う場合、被加工材の搬送時に該被加工材が上下動するので、その都度駆動機構等を用いて遮蔽板の位置を移動させなければならない。従って、装置構成が煩雑となり設備コストがかかり、作業性に問題が生じる。遮蔽板の位置を動かさないようにするため、被加工材の搬入及び搬出を、ローラを使用して行うことも可能であるが、被加工材が全て同じ大きさ(厚さ)ではないため、場合によっては被加工材と遮蔽板との間の隙間が大きくなり、遮蔽板によって表面反射の遮断を行うことができず、やはり厳密な温度管理をすることができない問題がある。   In the method described in Patent Document 2, the gap between the surface of the workpiece and the shielding plate is made small in order to avoid the influence of surface reflection. For this reason, for example, when carrying in the work material into the heating furnace and carrying out the work material from the heating furnace using the walking beam, the work material moves up and down during the conveyance of the work material. Therefore, the position of the shielding plate must be moved using a drive mechanism or the like each time. Therefore, the apparatus configuration becomes complicated, equipment costs increase, and a problem arises in workability. In order not to move the position of the shielding plate, it is also possible to carry in and carry out the work material using rollers, but because the work materials are not all the same size (thickness), In some cases, the gap between the workpiece and the shielding plate becomes large, and the surface reflection cannot be blocked by the shielding plate, and there is a problem that strict temperature control cannot be performed.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、非接触で容易に、かつ高精度に被加工材の温度を測定可能な被加工材の温度測定方法を提供することを課題とする。また、当該温度測定方法を含む加工品の製造方法、及び被加工材の加熱装置を提供する。   This invention is made | formed in view of this situation, and makes it a subject to provide the temperature measuring method of the workpiece which can measure the temperature of a workpiece easily and highly accurately by non-contact. Moreover, the manufacturing method of the processed goods containing the said temperature measurement method and the heating apparatus of a workpiece are provided.

以下、本発明について説明する。   The present invention will be described below.

請求項1に記載の発明は、加熱炉内の被加工材の温度を放射温度計で測定する方法であって、加熱炉内に存する鋼材の面のうち、加熱炉の抽出口に対向する面に含まれ、温度測定がされるべき部位である測定部位を、加熱炉の炉外に設置された放射温度計により温度測定を行うものであり、測定は、測定部位と放射温度計とを結ぶ線が、測定部位と抽出口の上端部とを結ぶ線に対してなす角、および、測定部位と放射温度計とを結ぶ線が、測定部位と抽出口に設けられた抽出扉の下端部とを結ぶ線に対してなす角のいずれもが25度以上となったときで、抽出扉が開放された後3秒以内に行う、被加工材の温度測定方法である。 The invention according to claim 1 is a method for measuring the temperature of a workpiece in a heating furnace with a radiation thermometer, and is a surface of a steel material existing in the heating furnace that faces the extraction port of the heating furnace. The measurement part, which is the part that should be temperature-measured, is measured by a radiation thermometer installed outside the furnace, and the measurement is performed by connecting the measurement part and the radiation thermometer. The angle between the line and the line connecting the measurement site and the upper end of the extraction port, and the line connecting the measurement site and the radiation thermometer are the lower end of the extraction door provided at the measurement site and the extraction port. This is a method for measuring the temperature of a workpiece , which is performed within 3 seconds after the extraction door is opened when any angle formed with respect to the line connecting the two becomes 25 degrees or more.

請求項に記載の発明は、請求項に記載の被加工材の温度測定方法において、温度測定は、時間を変えて複数回行われることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the temperature measurement method for a workpiece according to the first aspect , the temperature measurement is performed a plurality of times at different times.

請求項に記載の発明は、請求項1又は2に記載の被加工材の温度測定方法において、放射温度計は、測定部位を撮影して画像情報を生成するCCDカメラと、CCDカメラからの画像情報に基づいてこれを温度情報に変換可能な画像処理装置と、を具備しているものである。
According to a third aspect of the present invention, in the method for measuring a temperature of a workpiece according to the first or second aspect , the radiation thermometer includes a CCD camera that images the measurement site and generates image information, and a CCD camera And an image processing apparatus capable of converting this into temperature information based on the image information.

請求項に記載の発明は、請求項に記載の被加工材の温度測定方法において、CCDカメラ及び画像処理装置は、予め、均一な面照明をCCDカメラで撮影し、CCD素子ごとに感度特性を求めておき、材の測定部位の温度測定の際には感度特性に応じての感度を補正することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for measuring a temperature of a workpiece according to the third aspect , the CCD camera and the image processing apparatus photograph a uniform surface illumination with the CCD camera in advance, and the sensitivity for each CCD element. to previously obtain the characteristic, when the temperature measurement of the measurement site of the steel material and corrects sensitivity depending on sensitivity characteristics.

請求項に記載の発明は、請求項又はに記載の被加工材の温度測定方法において、さらにCCDカメラ自体の温度を測定して、当該温度に基づいて材の測定部位の温度測定の際に測定値を補正することを特徴とする。
The invention described in claim 5 is the method of measuring temperature of the workpiece according to claim 3 or 4, further measures the temperature of the CCD camera itself, the temperature measurement of the measurement site of the steel material on the basis of the temperature In this case, the measured value is corrected.

請求項に記載の発明は、請求項1〜のいずれか一項に記載の被加工材の温度測定方法を用いて加熱炉から抽出される材の温度と、加熱炉内に設置された熱電対による温度測定値に基づいて演算した材の抽出予測温度と、の偏差を求め、偏差に基づいて加熱炉の加熱条件を変更して後続する他の鋼材の加熱を行うことを特徴とする加工品の製造方法である。
The invention according to claim 6, the temperature of the steel material to be extracted from the heating furnace using a temperature measuring method of the workpiece according to any one of claims 1 to 5 is installed in a heating furnace thermocouple and extraction predicted temperature of the steel material computed on the basis of the temperature values measured with, for deviation calculated, to make the heating of the other steel material subsequent to changing the heating condition of the heating furnace on the basis of the deviation It is the manufacturing method of the processed goods characterized.

本発明により、非接触で容易に、かつ高精度に加熱炉内の被加工材の温度測定が可能となる。   According to the present invention, temperature measurement of a workpiece in a heating furnace can be easily performed with high accuracy in a non-contact manner.

第一の実施形態を説明する図で加熱装置を表した図である。It is a figure showing a heating device with a figure explaining a first embodiment. 図1のうち、抽出口近傍に注目した図である。It is the figure which paid its attention to the extraction opening vicinity among FIG. φと温度測定誤差との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between (phi) and a temperature measurement error. 抽出扉開放後の経過時間と表面温度の低下の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the elapsed time after opening an extraction door, and the fall of surface temperature. 第二の実施形態を説明する図で、図2に相当する図である。It is a figure explaining 2nd embodiment and is a figure equivalent to FIG. 画素ごとの輝度の誤差を表した図である。It is a figure showing the difference | error of the brightness | luminance for every pixel. カメラ自体の温度と温度測定誤差との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the temperature of a camera itself, and a temperature measurement error. 第三の実施形態を説明する図で、図8(a)が加熱炉を平面視した図、図8(b)が抽出口近傍に注目した図である。FIGS. 8A and 8B are diagrams illustrating a third embodiment, in which FIG. 8A is a plan view of a heating furnace, and FIG.

本発明の上記した作用および利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。   The above-mentioned operation and gain of the present invention will be clarified from the following embodiments for carrying out the invention. Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments.

図1は、第一の実施形態を説明する図である。図1は、熱間圧延による鋼板の製造ラインのうち、加熱装置の部位に注目して表した図である。
熱間圧延による鋼板の製造ラインでは、鋳造等により製造された被加工材としてのスラブ1が加熱炉10により所定の温度にまで加熱昇温され、炉外搬送手段3により当該製造ラインに備えられる各設備に搬送される。ここで各設備には例えばデスケーラ、サイジングプレス、粗圧延機、仕上げ圧延機、冷却装置等を挙げることができ、各設備により加工等がなされ、所望の形状、性質を有する加工品としての鋼板が製造される。
FIG. 1 is a diagram for explaining the first embodiment. FIG. 1 is a diagram showing a heating device portion in a steel line production line by hot rolling.
In a steel sheet production line by hot rolling, a slab 1 as a workpiece manufactured by casting or the like is heated to a predetermined temperature by a heating furnace 10 and is provided in the production line by an out-of-furnace conveying means 3. It is transported to each facility. Here, each equipment can include, for example, a descaler, a sizing press, a roughing mill, a finishing mill, a cooling device, etc., and each equipment is processed, and a steel sheet as a processed product having a desired shape and properties is obtained. Manufactured.

加熱装置は、加熱炉10と温度測定手段16とを備えている。
本実施形態では加熱炉10は連続式加熱炉であり、炉体11を備え、その内側に予熱帯12、加熱帯13、及び均熱帯14を具備している。そしてスラブ1を炉体11内に搬入するための搬入口11a、及び加熱されたスラブ1を炉外へ抽出する抽出口11bが設けられている。抽出口11bには該抽出口11bを開放及び閉鎖する抽出扉15が備えられている。ここでスラブ1は、炉内搬送手段2により搬送される。
The heating device includes a heating furnace 10 and a temperature measuring means 16.
In the present embodiment, the heating furnace 10 is a continuous heating furnace, which includes a furnace body 11 and includes a pre-tropical zone 12, a heating zone 13, and a soaking zone 14. And the inlet 11a for carrying in the slab 1 in the furnace body 11, and the extraction port 11b which extracts the heated slab 1 out of a furnace are provided. The extraction port 11b is provided with an extraction door 15 that opens and closes the extraction port 11b. Here, the slab 1 is conveyed by the in-furnace conveying means 2.

ここで予熱帯12、加熱帯13、及び均熱帯14は公知の加熱炉と同様の構成とすることができ、その形式は特に限定されるものではない。また必ずしもこれら全てが備えられている必要もなく、少なくとも加熱帯13に相当する帯域があればよい。   Here, the pre-tropical zone 12, the heating zone 13, and the soaking zone 14 can have the same configuration as that of a known heating furnace, and the form thereof is not particularly limited. Further, it is not always necessary to provide all of these, and it is sufficient if there is at least a zone corresponding to the heating zone 13.

また、炉体11には上記したように抽出口11bが設けられ、ここに抽出扉15が備えられている。図2には抽出口11bの近傍に注目した図を示した。   Further, as described above, the furnace body 11 is provided with the extraction port 11b, and the extraction door 15 is provided therein. FIG. 2 shows a view focusing on the vicinity of the extraction port 11b.

抽出口11bは、加熱、均熱を終えたスラブ1を炉体11から抽出するために炉体11に設けられた開口部である。本実施形態では抽出口11bの上端は、炉の天井部11cから垂下されるように設けられ、スラブ1の抽出時に該スラブ1がその下を通過する炉壁11dの下端により形成されている。
本実施形態ではこのように炉壁11dの下端が抽出口11bの上端を形成するが、これに限定されることはなく、炉壁11dが設けられておらず、炉の天井端部が抽出口の上端を形成してもよい。
The extraction port 11 b is an opening provided in the furnace body 11 in order to extract the slab 1 that has been heated and soaked from the furnace body 11. In this embodiment, the upper end of the extraction port 11b is provided so as to hang down from the furnace ceiling 11c, and is formed by the lower end of the furnace wall 11d through which the slab 1 passes when the slab 1 is extracted.
In this embodiment, the lower end of the furnace wall 11d thus forms the upper end of the extraction port 11b. However, the present invention is not limited to this, the furnace wall 11d is not provided, and the ceiling end of the furnace is the extraction port. You may form the upper end of.

抽出扉15は、図1、図2からわかるように、抽出口11bを閉鎖及び開放することが可能な扉体である。本実施形態では抽出扉15は、炉壁11dに沿うように上下方向に摺動することにより開閉する。従って、通常は炉内温度ができるだけ低下しないように抽出扉15は閉鎖されており、スラブ1を炉外に抽出するときに開放される。
本実施形態では摺動することにより開閉する抽出扉15を説明したが、開閉動作はこれに限定されることはなく、他の態様であってもよい。これには例えば扉体の一辺側を軸にして回動するように開閉する抽出扉を挙げることができる。
As can be seen from FIGS. 1 and 2, the extraction door 15 is a door body that can close and open the extraction port 11 b. In this embodiment, the extraction door 15 opens and closes by sliding up and down along the furnace wall 11d. Therefore, the extraction door 15 is normally closed so that the temperature in the furnace does not decrease as much as possible, and is opened when the slab 1 is extracted outside the furnace.
Although the extraction door 15 that opens and closes by sliding has been described in the present embodiment, the opening and closing operation is not limited to this, and other modes may be used. Examples thereof include an extraction door that opens and closes so as to rotate about one side of the door body.

温度測定手段16は、温度センサ17及び開閉検知センサ18を備えている。
温度センサ17は、非接触でスラブ1の温度を測定することができるセンサであり、具体的には放射温度計である。放射温度計としては公知のものを用いることができ、その形式は特に限定されることはない。
温度センサ17は炉体11の抽出口11bに向けて配置される。さらに詳しくは、温度センサ17は図1、図2からわかるように抽出扉15が開放されたときに、搬送されているスラブ1の面のうち、抽出口11bに対向する面に含まれる測定部位を測定することができるように設置されている。これにより、後述するように被加工材であるスラブ1の温度を簡易にかつ精度良く測定することが可能となる。詳しくは後で説明する。
The temperature measuring means 16 includes a temperature sensor 17 and an open / close detection sensor 18.
The temperature sensor 17 is a sensor that can measure the temperature of the slab 1 without contact, and is specifically a radiation thermometer. A well-known thing can be used as a radiation thermometer, and the form is not specifically limited.
The temperature sensor 17 is disposed toward the extraction port 11 b of the furnace body 11. More specifically, as can be seen from FIGS. 1 and 2, the temperature sensor 17 is a measurement site included in the surface of the slab 1 that is transported and that faces the extraction port 11 b when the extraction door 15 is opened. It is installed so that it can be measured. As a result, as described later, the temperature of the slab 1 that is a workpiece can be measured easily and accurately. Details will be described later.

開閉検知センサ18は、抽出扉15の開閉の状態を検知するセンサであり、温度センサ17に対して抽出扉15の開閉の情報を提供する。温度測定は抽出扉15が開放されているときに行うので、開閉検知センサ18により、温度を測定すべきタイミングを適切なものにすることができる。   The open / close detection sensor 18 is a sensor that detects the open / close state of the extraction door 15, and provides the temperature sensor 17 with information on the open / close of the extraction door 15. Since the temperature measurement is performed when the extraction door 15 is opened, the opening / closing detection sensor 18 can make the timing for measuring the temperature appropriate.

以上のように温度測定手段16を備える加熱装置の構成により、加熱炉10内の被加工物1の温度を精度よく測定することができる。   As described above, the temperature of the workpiece 1 in the heating furnace 10 can be accurately measured by the configuration of the heating device including the temperature measuring means 16.

次に、本実施形態の加熱装置により加熱炉10内のスラブ1の温度を測定する例を説明する。ただし、ここではわかりやすさのため本実施形態の加熱装置によりスラブ1の温度を測定する例を説明するが、用いられる装置はこれに限定されることなく、以下のような趣旨で測定されるものであれば他の形態の加熱装置であってもよい。   Next, the example which measures the temperature of the slab 1 in the heating furnace 10 with the heating apparatus of this embodiment is demonstrated. However, for the sake of clarity, an example in which the temperature of the slab 1 is measured by the heating device of the present embodiment will be described here, but the device used is not limited to this and is measured for the following purpose. Any other form of heating device may be used.

連続鋳造等により製造されたスラブ1は、炉内搬送手段2により挿入口11aから炉体11内に挿入される。炉体11内に挿入されたスラブ1は、炉内搬送手段2により炉体11内を移動し、予熱帯12、加熱帯13、及び均熱帯14を順に通過して加熱昇温される。   The slab 1 manufactured by continuous casting or the like is inserted into the furnace body 11 from the insertion port 11a by the in-furnace transport means 2. The slab 1 inserted into the furnace body 11 is moved in the furnace body 11 by the in-furnace transport means 2, and passes through the pre-tropical zone 12, the heating zone 13, and the soaking zone 14 in order, and is heated and heated.

昇温されたスラブ1が抽出口11bに近付くと、スラブ1を炉体11の外へ抽出すべく閉鎖していた抽出扉15が開放される。抽出扉15が開放されたときに温度測定手段16の開閉検知センサ18により、抽出扉15が開放されたことが検知され、温度センサ17によりスラブ1の温度測定がおこなわれる。   When the heated slab 1 approaches the extraction port 11b, the extraction door 15 that has been closed to extract the slab 1 out of the furnace body 11 is opened. When the extraction door 15 is opened, the opening / closing detection sensor 18 of the temperature measuring means 16 detects that the extraction door 15 is opened, and the temperature sensor 17 measures the temperature of the slab 1.

ここで、スラブ1の温度は図1、図2に破線で示したように、スラブ1の面のうち抽出口11bに対向した面に含まれる測定部位を測定することにより得られる。これにより簡易であるとともに誤差が少ない高精度の測定を行うことが可能となる。その理由は次の通りである。   Here, the temperature of the slab 1 is obtained by measuring the measurement site included in the surface of the slab 1 that faces the extraction port 11b, as indicated by the broken lines in FIGS. As a result, it is possible to perform highly accurate measurement that is simple and has few errors. The reason is as follows.

抽出扉15が開いたとき、スラブ1の面のうち抽出口11bに対向した面は、面積が小さいことに加え、当該面は抽出口11bに対向しており、炉壁や炉の天井には対向していないことから、迷光の大部分を占める炉壁からの正反射成分が無い。これにより、迷光による温度測定への影響が大幅に軽減される。   When the extraction door 15 is opened, the surface of the slab 1 that faces the extraction port 11b has a small area, and the surface faces the extraction port 11b. Since they are not opposed, there is no specular reflection component from the furnace wall that occupies most of the stray light. Thereby, the influence on the temperature measurement by stray light is greatly reduced.

従来の技術では、スラブを測定する面が炉の天井を構成する壁に対向しているため、加熱に供される火炎からの放射光(熱放射エネルギー)がスラブ表面で反射して迷光として放射温度計に入射する。これにより、測定されるスラブの表面温度に誤差が生じる。
一方、加熱炉から抽出して炉外搬送手段に設置された後にスラブ表面温度を放射温度計で測定したとすると、抽出してから時間が経っているため、スラブ表面が冷却されてしまうので測定精度に問題がある。また、抽出後にはスラブ表面にスケールが成長し、スケールは金属に比べて熱伝導が低いことから正確な温度測定を阻害する。その際には、スラブ表面から剥離したスケール表面の温度を測定してしまうこともあるので誤差も大きい。さらに、スケールを除去した後では、当該スケール除去に用いた水ジェットによる表面冷却や熱放射による表面温度低下が生じてしまい、加熱炉でのスラブ温度管理には用いることができない。
In the conventional technology, since the surface for measuring the slab faces the wall that forms the furnace ceiling, the radiated light (thermal radiation energy) from the flame used for heating is reflected on the slab surface and emitted as stray light. Incident on the thermometer. This causes an error in the surface temperature of the slab to be measured.
On the other hand, if the slab surface temperature is measured with a radiation thermometer after being extracted from the heating furnace and installed on the outside-conveying means, the slab surface will be cooled because time has passed since extraction. There is a problem with accuracy. Moreover, scales grow on the surface of the slab after extraction, and the scales impair accurate temperature measurement because they have lower thermal conductivity than metals. In that case, since the temperature of the scale surface peeled off from the slab surface may be measured, the error is large. Further, after the scale is removed, surface cooling due to the water jet used for removing the scale and a decrease in surface temperature due to heat radiation occur, and it cannot be used for slab temperature management in a heating furnace.

従って、本発明のようにスラブの面のうち抽出口に対向する面に含まれる測定部位の温度を測定することにより、簡易にスラブが炉内に存する状態でも精度よく温度を測定することができる。   Therefore, by measuring the temperature of the measurement site included in the surface of the slab facing the extraction port as in the present invention, it is possible to easily measure the temperature accurately even when the slab is in the furnace. .

ここで、スラブ1の温度測定は、スラブ1の位置が図2に示したθ及びφが25度以上となる位置で行われることが好ましい。
θは、スラブ1の測定部位と放射温度計とを結ぶ線が、測定部位と抽出口11bの上端部とを結ぶ線に対してなす角である。また、φはスラブ1の測定部位と放射温度計とを結ぶ線が、測定部位と抽出扉15の下端部とを結ぶ線に対してなす角である。このθ及びφを25度以上にすることにより、温度の測定精度をさらに高いものにすることが可能である。
すなわち、スラブ1の測定部位と放射温度計とを結ぶ線が、抽出口11b又は抽出扉15下端により形成される開口部の縁と測定部位とを結ぶ線となす角が25度以上になれば温度の測定精度が高まるのである。
Here, the temperature measurement of the slab 1 is preferably performed at a position where the position of the slab 1 becomes θ and φ shown in FIG.
θ is an angle formed by a line connecting the measurement site of the slab 1 and the radiation thermometer with respect to a line connecting the measurement site and the upper end of the extraction port 11b. Φ is an angle formed by a line connecting the measurement site of the slab 1 and the radiation thermometer with respect to a line connecting the measurement site and the lower end of the extraction door 15. By setting θ and φ to 25 degrees or more, it is possible to further increase the temperature measurement accuracy.
That is, if the angle between the line connecting the measurement site of the slab 1 and the radiation thermometer and the line connecting the edge of the opening formed by the lower end of the extraction port 11b or the extraction door 15 and the measurement site is 25 degrees or more. This increases the accuracy of temperature measurement.

熱延鋼板の分光反射率を基に、図2に示すφの測定温度への影響ついて計算した。迷光源である加熱扉の温度を1350℃、測定対象温度を1250℃としたときの測定温度誤差を図3に示す。φが大きくなれば(抽出扉が開くほど)、測定温度誤差は小さくなり、25度となると測温誤差は5℃程度となる。   Based on the spectral reflectance of the hot-rolled steel sheet, the influence of φ on the measurement temperature shown in FIG. 2 was calculated. FIG. 3 shows the measurement temperature error when the temperature of the heating door, which is a stray light source, is 1350 ° C. and the measurement target temperature is 1250 ° C. As φ becomes larger (as the extraction door opens), the measured temperature error becomes smaller, and when 25 °, the measured temperature error becomes about 5 ° C.

すなわち、θ及びφが25度以上であれば温度測定誤差を5℃以内に抑えることができ、大幅な精度向上となる。これは、測定対象となる面に関する迷光の主要な成分は、炉壁11d及び炉内天井11cからであり、θ及びφが大きい程迷光の影響が小さくなるからであると考えられる。   That is, if θ and φ are 25 degrees or more, the temperature measurement error can be suppressed within 5 ° C., and the accuracy is greatly improved. This is presumably because the main component of stray light related to the surface to be measured is from the furnace wall 11d and the ceiling 11c in the furnace, and the influence of stray light becomes smaller as θ and φ increase.

また、スラブ1の温度測定は、抽出扉15が開放されてから3秒以内に行われることが好ましい。これにより、抽出扉15が開いたことによる外気流入に起因するスラブ1の温度低下の影響を小さく抑えることができる。図4には横軸に抽出扉が開放した後の経過時間(秒)、縦軸に測定したスラブ1の表面温度(℃)を示した。図4からわかるように、スラブの表面温度は抽出扉の開放後に時間の経過とともに低下する。当該結果によれば、抽出扉が開放された後、3秒以内に測定をすることにより誤差を5℃以内に抑えることができる。   Moreover, it is preferable that the temperature measurement of the slab 1 is performed within 3 seconds after the extraction door 15 is opened. Thereby, the influence of the temperature fall of the slab 1 resulting from external air inflow by the extraction door 15 opening can be suppressed small. FIG. 4 shows the elapsed time (seconds) after the extraction door is opened on the horizontal axis and the surface temperature (° C.) of the slab 1 measured on the vertical axis. As can be seen from FIG. 4, the surface temperature of the slab decreases with time after the extraction door is opened. According to the result, the error can be suppressed within 5 ° C. by performing the measurement within 3 seconds after the extraction door is opened.

ただし、図4からもわかるように、抽出扉を開放した後例えば10秒以内であれば、抽出扉が開放された後に複数の経過時間で温度を測定すれば、その結果に基づいて抽出扉を開放する前の温度を外挿して算出することが可能である。従って、経過時間は必ずしも3秒以内であることを必要とせず、複数の時間で温度測定することにより抽出扉を開放する前の温度を推定可能である。但し、推定の精度を高めるためには、抽出扉を開放した後3秒以内に測定したデータがあることが好ましい。   However, as can be seen from FIG. 4, if the temperature is measured at a plurality of elapsed times after the extraction door is opened, for example, within 10 seconds after the extraction door is opened, the extraction door is opened based on the result. It is possible to extrapolate the temperature before opening. Therefore, the elapsed time does not necessarily need to be within 3 seconds, and the temperature before opening the extraction door can be estimated by measuring the temperature at a plurality of times. However, in order to increase the accuracy of estimation, it is preferable to have data measured within 3 seconds after the extraction door is opened.

以上のように測定された温度は、下工程(下流側)に配置される加工の工程(本実施形態では圧延)に供するための条件を満たしているか否かの判断の基準とすることができる。加熱炉から抽出されるスラブの温度が低いと加工(圧延)が困難になるからである。
さらには、測定された温度をフィードバック処理して加熱炉の制御のデータとしてもよい。すなわち、得られたスラブ1の温度と加熱炉内に設置された熱電対による温度測定値に基づいて演算した当該被加工材の抽出予測温度と、の偏差を求める。この偏差に基づいて、後続する他の被加工材の目標温度を偏差分に応じて変更し、これに基づいて加熱炉の加熱条件を変更して後続する被加工材の加熱を行う。これにより後続する被加工材の温度制御の精度を向上させることができる。
The temperature measured as described above can be used as a reference for determining whether or not the conditions for the processing step (rolling in this embodiment) arranged in the lower step (downstream side) are satisfied. . This is because if the temperature of the slab extracted from the heating furnace is low, processing (rolling) becomes difficult.
Furthermore, the measured temperature may be feedback-processed and used as control data for the heating furnace. That is, the deviation between the obtained temperature of the slab 1 and the predicted extraction temperature of the workpiece calculated based on the temperature measurement value by the thermocouple installed in the heating furnace is obtained. Based on this deviation, the target temperature of other subsequent workpieces is changed according to the deviation, and the heating conditions of the heating furnace are changed based on this to heat the subsequent workpieces. Thereby, the accuracy of temperature control of the subsequent workpiece can be improved.

以上のように温度測定がなされた後、抽出されたスラブ1は炉外搬送手段3に載置され、下工程側に搬送されて各種加工等が行われて所望の形状及び性質の加工品(鋼板)が製造される。   After the temperature measurement as described above, the extracted slab 1 is placed on the out-of-furnace transport means 3 and transported to the lower process side to perform various processing and the like, and processed products having desired shapes and properties ( Steel plate) is manufactured.

図5は、第二の実施形態を説明する図で、図2に相当する図である。本実施形態は、温度測定手段が第一の実施形態と異なるのみであり、他の部位は第一の実施形態と共通なので、図示及びその説明は省略する。ここでは本実施形態における温度測定手段26及びこれによる温度測定について説明する。   FIG. 5 is a diagram for explaining the second embodiment and corresponds to FIG. This embodiment is different from the first embodiment only in the temperature measurement means, and the other parts are the same as those in the first embodiment, and therefore illustration and description thereof are omitted. Here, the temperature measurement means 26 in this embodiment and the temperature measurement by this are demonstrated.

温度測定手段26は、カメラ27、画像処理装置28、及び開閉検知センサ18を備えている。開閉検知センサ18は第一の実施形態と共通するので同じ符号を付すとともに説明を省略する。   The temperature measuring means 26 includes a camera 27, an image processing device 28, and an open / close detection sensor 18. Since the opening / closing detection sensor 18 is common to the first embodiment, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

本実施形態では、2次元のCCDカメラであるカメラ27を用い、第一の実施形態で説明したと同じようにスラブ1の面のうち、抽出口11bに対向する面に含まれる測定部位を撮影する。そして撮影した画像の信号を画像処理装置28に取り込み、当該画像の信号を温度に変換する。これにより、第一の実施形態と同様にスラブ1の温度を高精度に測定することができる。   In this embodiment, the camera 27 which is a two-dimensional CCD camera is used, and the measurement site included in the surface of the slab 1 facing the extraction port 11b is photographed in the same manner as described in the first embodiment. To do. The captured image signal is taken into the image processing device 28, and the image signal is converted into temperature. Thereby, the temperature of the slab 1 can be measured with high accuracy as in the first embodiment.

また、第二の実施形態によれば、第一の実施形態で説明した温度センサ17よりも温度測定の範囲を調整することが容易となる。すなわち、加熱炉から抽出されるスラブ1の測定部位は、温度センサが配置される位置から距離が大きくなる場合があり(例えば5m)、これに対して測定対象であるスラブの測定部位は300mm程度であり小さい。そのためスポット型の放射温度計を用いた場合に、測定の範囲、位置の調整が難しくなることがある。これに対して本実施形態のように、カメラ27を用いることにより測定の範囲や位置を調整することが容易となる。   Further, according to the second embodiment, it is easier to adjust the temperature measurement range than the temperature sensor 17 described in the first embodiment. That is, the measurement site of the slab 1 extracted from the heating furnace may have a greater distance from the position where the temperature sensor is arranged (for example, 5 m), whereas the measurement site of the slab that is the measurement target is about 300 mm. It is small. Therefore, when a spot type radiation thermometer is used, it may be difficult to adjust the measurement range and position. On the other hand, the measurement range and position can be easily adjusted by using the camera 27 as in the present embodiment.

このようにカメラ及び画像処理装置を用いてスラブの測定部位の温度を測定することができるようにするためには公知のシステムを用いることもできる。ここでは、より高精度な温度測定を実現するための例を説明する。   In order to be able to measure the temperature of the measurement site of the slab using the camera and the image processing apparatus as described above, a known system can also be used. Here, an example for realizing temperature measurement with higher accuracy will be described.

2次元のカメラ27で撮影した画像を温度に変換するため、黒体熱放射源である黒体炉を測定し、温度とカメラ出力との関係を調べた。その結果、カメラ27で撮影した黒体炉の画像では、その画面内の位置によってカメラ出力が異なることがわかった。より具体的に調べるために、白色のLEDを一定間隔で並べた平面光源をカメラ27で撮影した結果、図6に「補正前」で示したように、画面中心部の画素に比べ、端部の画素が0.9倍程度に低下していることがわかった。その影響を温度に換算すると、1200℃域を測定したとき、画像中心と画像端部では5℃程度の差が生じる。そこで、画面の位置に関係なく同じ温度を示すようにするために以下の手順で補正を行った。   In order to convert the image captured by the two-dimensional camera 27 into temperature, a black body furnace, which is a black body heat radiation source, was measured and the relationship between temperature and camera output was examined. As a result, it was found that the output of the black body furnace taken by the camera 27 differs depending on the position in the screen. In order to investigate more specifically, as a result of photographing with a camera 27 a planar light source in which white LEDs are arranged at regular intervals, as shown in “before correction” in FIG. It has been found that the number of pixels is reduced to about 0.9 times. When the influence is converted into temperature, when a 1200 ° C. region is measured, a difference of about 5 ° C. occurs between the image center and the image edge. Therefore, in order to show the same temperature regardless of the position of the screen, correction was performed according to the following procedure.

・白色LEDを一定間隔で並べた平面光源をカメラ27で撮影した画像を基準画(基準画像)として採取する。
・カメラ27のレンズ面に光が入射しないようにカバーをかけ、ゼロ画像(ゼロ点画像)を採取する。
・基準画像とゼロ点画像との各画素における出力の差を算出して、感度補正画像を作成する。ここで感度補正画像は次の式に基づいた。ここで(I、J)は座標であり、Iは画像の水平方向画素位置、Jは画像の垂直方向画素位置である。
感度補正画像(I,J)=基準画像の画素出力(I,J)−ゼロ点画像の画素出力(I,J)
・中心画素(α,β)における感度補正画像で各画素(I,J)における感度補正画像を除して感度補正値を得る。すなわち、次式である。
感度補正値(I,J)=(I,J)における感度補正画像/中心画素(α,β)における感度補正画像
ここで、αは画像の水平方向画素の中心位置、βが画像の垂直方向の中心画素位置である。
・黒体炉が画像中心位置(α,β)に撮影されるように視野を調整して、黒体炉温度とカメラ出力との関係を調べ、カメラ出力から温度に変換する関数を得る。
T=F(V(α,β))
ここで、Tは温度、Fはカメラ出力から温度に変換する関数、V(α、β)はカメラ映像の中心画素(α,β)の出力である。
・映像の各画素(I,J)における出力と温度との関係は次式で表される。
T=F{V(I,J)/感度補正値(I,J)}
ここでV(I,J)は映像の各画素(I,J)における出力である。
An image obtained by photographing a planar light source in which white LEDs are arranged at regular intervals with the camera 27 is taken as a reference image (reference image).
Cover the lens surface of the camera 27 so that light does not enter, and take a zero image (zero point image).
A difference in output at each pixel between the reference image and the zero point image is calculated to create a sensitivity correction image. Here, the sensitivity corrected image was based on the following equation. Here, (I, J) are coordinates, I is the horizontal pixel position of the image, and J is the vertical pixel position of the image.
Sensitivity corrected image (I, J) = pixel output of reference image (I, J) −pixel output of zero point image (I, J)
A sensitivity correction value is obtained by dividing the sensitivity correction image at each pixel (I, J) by the sensitivity correction image at the center pixel (α, β). That is, the following equation.
Sensitivity correction value (I, J) = sensitivity correction image at (I, J) / sensitivity correction image at center pixel (α, β) where α is the center position of the pixel in the horizontal direction of the image and β is the vertical direction of the image Is the center pixel position.
Adjust the field of view so that the blackbody furnace is photographed at the image center position (α, β), examine the relationship between the blackbody furnace temperature and the camera output, and obtain a function for converting the camera output to the temperature.
T = F (V (α, β))
Here, T is temperature, F is a function for converting camera output to temperature, and V (α, β) is the output of the center pixel (α, β) of the camera image.
The relationship between the output and temperature at each pixel (I, J) of the video is expressed by the following equation.
T = F {V (I, J) / sensitivity correction value (I, J)}
Here, V (I, J) is an output at each pixel (I, J) of the video.

以上のようにして、中心画素(α,β)における出力を基準値として各画素(I,J)における出力が基準値と同じになるように感度補正値を算出した。その結果、図6に「補正後」で表したように、画像全体での感度ばらつきを2%以下に抑制することができた。   As described above, the sensitivity correction value is calculated so that the output at each pixel (I, J) is the same as the reference value with the output at the center pixel (α, β) as the reference value. As a result, as represented by “after correction” in FIG. 6, the sensitivity variation in the entire image could be suppressed to 2% or less.

なお、加熱炉の周囲は高温になるのでカメラの周囲は水冷された容器に収納することが好ましい。また、水温は季節によって変動するので、カメラの周囲温度も変動することになる。カメラの周囲温度が変わったときの出力変動を調べた。図7にその結果を示す。1308℃の一定温度に保持した黒体炉を測温中にカメラの周囲温度を変動させると、温度変動に追随して測温値が変動することがわかった。カメラの温度と測温値の関係は直線近似可能である。すなわちカメラ温度を測定してカメラによるスラブの温度測定値を補正することによりさらに高精度な温度測定をすることができる。   In addition, since the surroundings of a heating furnace become high temperature, it is preferable to store the surroundings of a camera in a water-cooled container. Further, since the water temperature varies depending on the season, the ambient temperature of the camera also varies. The output fluctuation when the ambient temperature of the camera changed was investigated. FIG. 7 shows the result. It was found that when the ambient temperature of the camera was varied during temperature measurement of the black body furnace held at a constant temperature of 1308 ° C., the temperature measurement value fluctuated following the temperature variation. The relationship between the camera temperature and the temperature measurement value can be approximated by a straight line. That is, by measuring the camera temperature and correcting the temperature measurement value of the slab by the camera, the temperature can be measured with higher accuracy.

以下に、具体的な例を挙げて説明する。
スラブ1は、抽出口11bから約1m手前(搬送方向上流側)の位置で停止して、スラブ内部まで均熱温度となるように所定時間保持される。抽出扉15が全開すると、抽出口11bの高さは0.8m、幅方向(図5の紙面奥/手前方向)は10mとなる。従ってθは約39度であり、測定誤差を十分に小さくすることができる範囲にある。ここで抽出扉15は全開なので、φを考慮する必要はない。
Hereinafter, a specific example will be described.
The slab 1 is stopped at a position about 1 m before the extraction port 11b (upstream side in the transport direction) and is held for a predetermined time so as to reach a soaking temperature inside the slab. When the extraction door 15 is fully opened, the height of the extraction port 11b is 0.8 m, and the width direction (the rear side / front side in FIG. 5) is 10 m. Therefore, θ is about 39 degrees, which is in a range where the measurement error can be sufficiently reduced. Here, the extraction door 15 is fully open, so there is no need to consider φ.

また、カメラ27はスラブ1の測定部位を撮影するように該測定部位の中心からほぼ水平位置となるように設置し、加熱炉10からの熱輻射から保護するために測定部位から約7m離れた位置とした。
カメラ27には焦点距離50mmのレンズを取り付け、スラブ1の測定部位の全体が撮影できるようにした。カメラ27は1/3型CCDで有効画素数は640×480であり、通信インターフェースとして”GigEVision”を用いた。カメラ27の仕様は、これ以外の組合せでも良く、測定部位の大きさや測定距離及び得たい測定範囲等によって決定することができる。
通信インターフェースとしてGigEVisionを採用すると、通信ケーブル長を最大100mまで延長することができので、カメラ27と画像処理装置28とが離隔していても直接に接続でき、ケーブル延長用計器が不要となることから安価なシステムを構築することができる。
Further, the camera 27 is installed so as to be substantially horizontal from the center of the measurement site so as to photograph the measurement site of the slab 1 and is separated from the measurement site by about 7 m in order to protect it from the heat radiation from the heating furnace 10. The position.
A lens having a focal length of 50 mm is attached to the camera 27 so that the entire measurement site of the slab 1 can be photographed. The camera 27 is a 1/3 type CCD, the number of effective pixels is 640 × 480, and “GigEvision” is used as a communication interface. The specifications of the camera 27 may be other combinations, and can be determined by the size of the measurement site, the measurement distance, the measurement range to be obtained, and the like.
When GigVision is used as the communication interface, the communication cable length can be extended up to 100 m. Therefore, even if the camera 27 and the image processing device 28 are separated from each other, they can be connected directly, eliminating the need for a cable extension instrument. An inexpensive system can be constructed.

カメラ27で撮影して得られた輝度画像を変換してデジタルデータである階調データを得る。階調データ値はCCD素子の分解能に依存し、本例では8ビット、すなわち0〜255で表される。カメラ27の感度補正画像を得るための上記した基準画像は、均一な面照明が得られるLED照明を撮影して、画像中央の階調データが200程度になるようにLED照明の明るさを調整した。LED照明は、発光色が白色のチップLEDを8mmピッチで配置し、縦500mm、横700mmとし、LEDの出光側に拡散板を置いて拡散させることにより均一照明を得た。均一な面光源としては蛍光灯を使ってもよい。
カメラの感度補正画像を得るためのゼロ点画像はカメラレンズにキャップをして光をカットして撮影した。感度補正値は、上記したように基準画像からゼロ点画像を引いて感度補正画像を得て、画像中心座標(320,240)の階調データで各画素の階調データを除することで得た。階調データと温度との関係は、黒体炉をカメラ視野中央で撮影して求めた。測定部位の温度上限でカメラの階調データが250となるように、カメラの露光時間を調整する。階調データと温度との関係は、次式で求められる。
画像中心座標: T=A×(V)B
画像中心以外: T(I,J)=A×(V/感度補正値(I,J))B
ここで、A、Bは定数、Vは階調データ、Iは画像の水平方向画素位置、Jは画像の垂直方向画素位置をそれぞれ表す。ただし、上記の関係式に固定する必要はなく、階調データと温度との関係が一致する式を最小自乗法などで決定してもよい。また、階調データと温度とのテーブルを使った温度換算でもよい。
The luminance image obtained by photographing with the camera 27 is converted to obtain gradation data which is digital data. The gradation data value depends on the resolution of the CCD element, and is represented by 8 bits, that is, 0 to 255 in this example. The above-described reference image for obtaining the sensitivity-corrected image of the camera 27 is obtained by photographing the LED illumination that provides uniform surface illumination, and adjusting the brightness of the LED illumination so that the gradation data at the center of the image is about 200. did. For LED illumination, chip LEDs with white light emission color are arranged at a pitch of 8 mm, the length is 500 mm, the width is 700 mm, and a diffusion plate is placed on the light output side of the LED and diffused to obtain uniform illumination. A fluorescent lamp may be used as the uniform surface light source.
A zero-point image for obtaining a sensitivity-corrected image of the camera was taken by capping the camera lens and cutting off the light. As described above, the sensitivity correction value is obtained by subtracting the zero point image from the reference image to obtain a sensitivity correction image, and dividing the gradation data of each pixel by the gradation data of the image center coordinates (320, 240). It was. The relationship between the gradation data and the temperature was obtained by photographing the black body furnace in the center of the camera field of view. The exposure time of the camera is adjusted so that the gradation data of the camera is 250 at the upper temperature limit of the measurement site. The relationship between the gradation data and the temperature is obtained by the following equation.
Image center coordinates: T = A × (V) B
Other than the image center: T (I, J) = A × (V / sensitivity correction value (I, J)) B
Here, A and B are constants, V is gradation data, I is the horizontal pixel position of the image, and J is the vertical pixel position of the image. However, it is not necessary to fix the above relational expression, and an expression that matches the relationship between the gradation data and the temperature may be determined by the least square method or the like. Alternatively, temperature conversion using a table of gradation data and temperature may be used.

画像処理装置28は、開閉検知センサ18から抽出扉15の全開を検知したら、直ちにカメラ27に撮影開始信号を送り、撮影を開始する。撮影により得られた階調データに255が含まれると、映像が飽和しているので正確な温度を求めることができない。その場合はカメラ27の露光時間を短くして再度撮影して輝度画像を得てから階調データを得る。飽和していない画像で、予め指定した位置の階調データを上記で示した関係式で温度に換算する。カメラ27のCCD素子近傍の筐体温度は温度計で測定する。階調データと温度との関係式を求めた時のCCD素子近傍の筐体温度と、実際に測定しているときのCCD素子近傍の筐体温度とに温度差がある場合は、次式を用いて補正した。
T1=T+C×(t1−t0)
ここで、t1は現在の温度、t0は温度校正時の温度、Cは定数、Tは補正前の温度、T1は補正後の温度を意味する。
When the image processing device 28 detects that the extraction door 15 is fully opened from the open / close detection sensor 18, it immediately sends a shooting start signal to the camera 27 and starts shooting. If the gradation data obtained by shooting includes 255, the image is saturated and the accurate temperature cannot be obtained. In that case, the exposure time of the camera 27 is shortened and the image is taken again to obtain the luminance image, and then the gradation data is obtained. In an unsaturated image, gradation data at a predesignated position is converted to temperature using the relational expression shown above. The housing temperature in the vicinity of the CCD element of the camera 27 is measured with a thermometer. If there is a temperature difference between the housing temperature near the CCD element when the relational expression between the gradation data and temperature is found and the housing temperature near the CCD element when actually measuring, Used to correct.
T1 = T + C × (t1-t0)
Here, t1 is the current temperature, t0 is the temperature at the time of temperature calibration, C is a constant, T is the temperature before correction, and T1 is the temperature after correction.

以上のような測定により、測定範囲を容易に設定することができるとともに、精度の高い温度の測定が可能である。   By the measurement as described above, the measurement range can be easily set and the temperature can be measured with high accuracy.

図8は第三の実施形態を説明する図である。図8(a)には加熱装置のうちビュレット加熱炉30を平面視した概要図、図8(b)には、図8(a)にA−Aで示した線に沿った断面図で、抽出口31b付近に注目した図を表した。第三の実施形態は被加工材としてビュレット4が用いられ、加熱装置の加熱炉としてビュレット加熱炉30が適用された例である。第三の実施形態では被加工材及び加熱炉の形態が第一の実施形態と異なるのみであり、基本的な考え方は第一の実施形態と共通である。すなわち、ビュレット4のうち、抽出口31bに対向する面に含まれる測定部位を炉外に設置した温度測定手段により測定することで炉内のビュレット4の温度を簡易的に精度よく測定することが可能である。従って、温度測定手段として、上記説明した温度測定手段16、26も同様に適用することができる。   FIG. 8 is a diagram for explaining the third embodiment. FIG. 8A is a schematic diagram of the burette heating furnace 30 in a heating device in plan view, FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The figure which paid its attention to the vicinity of the extraction port 31b was represented. The third embodiment is an example in which a burette 4 is used as a workpiece and a burette heating furnace 30 is applied as a heating furnace of a heating device. In the third embodiment, only the forms of the workpiece and the heating furnace are different from those of the first embodiment, and the basic concept is the same as that of the first embodiment. That is, the temperature of the burette 4 in the furnace can be measured easily and accurately by measuring the measurement site included in the surface of the burette 4 on the surface facing the extraction port 31b with the temperature measuring means installed outside the furnace. Is possible. Therefore, the temperature measuring means 16 and 26 described above can be similarly applied as the temperature measuring means.

ビュレット加熱炉30は、図8(a)からわかるように、ビュレット4が円周上を流れるように搬送される。従ってビュレット4が挿入される位置と抽出される位置が近い。すなわち、ビュレット加熱炉30の炉体31内に挿入されたビュレット4は円周上を移動しながら予熱帯32、加熱帯33、均熱帯34を通り、おおむね一周して抽出口31bから抽出される。   As can be seen from FIG. 8A, the burette heating furnace 30 is conveyed so that the burette 4 flows on the circumference. Therefore, the position where the bullet 4 is inserted and the position where it is extracted are close. That is, the burette 4 inserted into the furnace body 31 of the burette heating furnace 30 is extracted from the extraction port 31b through the pre-tropical zone 32, the heating zone 33, and the soaking zone 34 while moving on the circumference. .

ビュレット加熱炉30においても図8(b)からわかるように、抽出口31bには抽出扉35が設けられており、上記した温度測定手段16、26と同様に温度測定をすることができる。   In the burette heating furnace 30, as can be seen from FIG. 8B, an extraction door 35 is provided at the extraction port 31b, and the temperature can be measured in the same manner as the temperature measuring means 16 and 26 described above.

1 スラブ(被加工材)
2 炉内搬送手段
3 炉外搬送手段
4 ビュレット(被加工材)
10 連続式加熱炉(加熱炉)
11 炉体
11b 抽出口
15 抽出扉
16 温度測定手段
17 温度センサ
18 開閉検知センサ
26 温度測定手段
27 カメラ
28 画像処理装置
30 ビュレット加熱炉(加熱炉)
1 Slab (work material)
2 In-furnace transport means 3 Out-of-furnace transport means 4 Burette (work material)
10 Continuous heating furnace (heating furnace)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Furnace 11b Extraction port 15 Extraction door 16 Temperature measurement means 17 Temperature sensor 18 Opening / closing detection sensor 26 Temperature measurement means 27 Camera 28 Image processing apparatus 30 Bullet heating furnace (heating furnace)

Claims (6)

加熱炉内の鋼材の温度を放射温度計で測定する方法であって、
前記加熱炉内に存する前記鋼材の面のうち、前記加熱炉の抽出口に対向する面に含まれ、温度測定がされるべき部位である測定部位を、前記加熱炉の炉外に設置された前記放射温度計により測定を行うものであり、
前記測定は、前記測定部位と前記放射温度計とを結ぶ線が、前記測定部位と前記抽出口の上端部とを結ぶ線に対してなす角、および、前記測定部位と前記放射温度計とを結ぶ線が、前記測定部位と前記抽出口に設けられた抽出扉の下端部とを結ぶ線に対してなす角のいずれもが25度以上となったときで、前記抽出扉が開放された後3秒以内に行う、被加工材の温度測定方法。
A method for measuring the temperature of a steel material in a heating furnace with a radiation thermometer,
Among the surfaces of the steel material existing in the heating furnace, the measurement site that is included in the surface facing the extraction port of the heating furnace and that should be subjected to temperature measurement was installed outside the heating furnace. The measurement is performed by the radiation thermometer,
In the measurement, an angle formed by a line connecting the measurement site and the radiation thermometer with respect to a line connecting the measurement site and the upper end of the extraction port, and the measurement site and the radiation thermometer After the opening of the extraction door when the angle between the line connecting the measurement site and the line connecting the lower end of the extraction door provided at the extraction port is 25 degrees or more A method for measuring the temperature of a workpiece within 3 seconds .
前記温度測定は、時間を変えて複数回行われることを特徴とする請求項1に記載の被加工材の温度測定方法。   The method for measuring a temperature of a workpiece according to claim 1, wherein the temperature measurement is performed a plurality of times at different times. 前記放射温度計は、
前記測定部位を撮影して画像情報を生成するCCDカメラと、
前記CCDカメラからの画像情報に基づいてこれを温度情報に変換可能な画像処理装置と、を具備している請求項1又は2に記載の被加工材の温度測定方法。
The radiation thermometer is
A CCD camera that images the measurement site and generates image information;
The method for measuring a temperature of a workpiece according to claim 1, further comprising: an image processing device capable of converting the image information from the CCD camera into temperature information.
前記CCDカメラ及び前記画像処理装置は、予め、均一な面照明を前記CCDカメラで撮影し、CCD素子ごとに感度特性を求めておき、前記鋼材の前記測定部位の温度測定の際には前記感度特性に応じての感度を補正することを特徴とする請求項3に記載の被加工材の温度測定方法。   The CCD camera and the image processing apparatus previously photograph uniform surface illumination with the CCD camera, obtain sensitivity characteristics for each CCD element, and perform the sensitivity measurement when measuring the temperature of the measurement site of the steel material. 4. The method for measuring a temperature of a workpiece according to claim 3, wherein the sensitivity is corrected in accordance with the characteristics. さらに前記CCDカメラ自体の温度を測定して、当該温度に基づいて前記鋼材の前記測定部位の温度測定の際に測定値を補正することを特徴とする請求項3又は4に記載の被加工材の温度測定方法。   5. The workpiece according to claim 3, wherein the temperature of the CCD camera itself is measured, and the measured value is corrected when measuring the temperature of the measurement site of the steel material based on the temperature. Temperature measurement method. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の被加工材の温度測定方法を用いて前記加熱炉から抽出される前記鋼材の温度と、前記加熱炉内に設置された熱電対による温度測定値に基づいて演算した前記鋼材の抽出予測温度と、の偏差を求め、前記偏差に基づいて前記加熱炉の加熱条件を変更して後続する他の鋼材の加熱を行うことを特徴とする加工品の製造方法。   The temperature measurement value by the thermocouple installed in the temperature of the said steel material extracted from the said heating furnace using the temperature measuring method of the workpiece as described in any one of Claims 1-5 A deviation of the predicted extraction temperature of the steel material calculated on the basis of the above, and a heating product of the subsequent steel material is heated by changing the heating condition of the heating furnace based on the deviation Production method.
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