JPH0711454B2 - ストリップ連続熱処理設備の板温測定方法 - Google Patents
ストリップ連続熱処理設備の板温測定方法Info
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- JPH0711454B2 JPH0711454B2 JP3072588A JP7258891A JPH0711454B2 JP H0711454 B2 JPH0711454 B2 JP H0711454B2 JP 3072588 A JP3072588 A JP 3072588A JP 7258891 A JP7258891 A JP 7258891A JP H0711454 B2 JPH0711454 B2 JP H0711454B2
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- emissivity
- temperature
- furnace
- radiation thermometer
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ストリップ連続熱処理
設備の板温測定方法に関し、特に放射率が互いに異なる
複数材を連続的に熱処理するための設備における複数箇
所での板温測定方法に関するものである。
設備の板温測定方法に関し、特に放射率が互いに異なる
複数材を連続的に熱処理するための設備における複数箇
所での板温測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼板ストリップに対して連続的に熱処理
を施す設備として、加熱炉、均熱炉、一次冷却炉、再加
熱炉、過時効炉、二次冷却炉、などの諸設備を直列に接
続したストリップ連続熱処理設備が知られている。この
ような一連の熱処理プロセスにおいてストリップの温度
を最適に制御するためには、ストリップの表面温度を可
及的に高精度に計測する必要がある。
を施す設備として、加熱炉、均熱炉、一次冷却炉、再加
熱炉、過時効炉、二次冷却炉、などの諸設備を直列に接
続したストリップ連続熱処理設備が知られている。この
ような一連の熱処理プロセスにおいてストリップの温度
を最適に制御するためには、ストリップの表面温度を可
及的に高精度に計測する必要がある。
【０００３】一方、加熱物の温度を非接触で、かつ迅速
に測定することができる測温法として、加熱物の放射エ
ネルギを光学的に測定する放射測温法が知られている。
この放射測温法は、放射輝度信号と放射率とから演算に
よって温度を求めるものであることから、放射率値にそ
の測定精度が大きく左右される。この放射率は、被測定
物に固有の値であり、これが既知である場合には、一般
にある特定波長の赤外線の放射輝度を測定することで測
温し得るが、周知のように、温度、相変化、酸化、表面
粗度、などの影響で被測定物の放射率は変化するため、
一義的に固定された放射率値をもって正確な測温を行な
うことは実質的に不可能である。しかもこの放射率の変
化は、冷却終端温度、鋼種などによって様々であり、そ
の予測は極めて困難である。そして測温精度の低下は、
ストリップ温度管理の不安定化を招き、品質安定性を低
下させる要因となり得るため、好ましいことではない。
に測定することができる測温法として、加熱物の放射エ
ネルギを光学的に測定する放射測温法が知られている。
この放射測温法は、放射輝度信号と放射率とから演算に
よって温度を求めるものであることから、放射率値にそ
の測定精度が大きく左右される。この放射率は、被測定
物に固有の値であり、これが既知である場合には、一般
にある特定波長の赤外線の放射輝度を測定することで測
温し得るが、周知のように、温度、相変化、酸化、表面
粗度、などの影響で被測定物の放射率は変化するため、
一義的に固定された放射率値をもって正確な測温を行な
うことは実質的に不可能である。しかもこの放射率の変
化は、冷却終端温度、鋼種などによって様々であり、そ
の予測は極めて困難である。そして測温精度の低下は、
ストリップ温度管理の不安定化を招き、品質安定性を低
下させる要因となり得るため、好ましいことではない。
【０００４】温度変化に対する放射率変化、すなわち放
射率の温度特性曲線を予め実験的に求めておき、実質的
に炉内温度と材料温度とが等しくなると考えられる均熱
炉での放射輝度データから放射率を逆算し、ここでの温
度と放射率との関係から他の温度での放射率を推定し、
別の温度帯に設けられた放射測温計の放射率を補正する
方法が実公平２−３０６５０号公報に開示されている。
射率の温度特性曲線を予め実験的に求めておき、実質的
に炉内温度と材料温度とが等しくなると考えられる均熱
炉での放射輝度データから放射率を逆算し、ここでの温
度と放射率との関係から他の温度での放射率を推定し、
別の温度帯に設けられた放射測温計の放射率を補正する
方法が実公平２−３０６５０号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これによると、ストリ
ップの均熱炉内にある部分が基準になるため、鋼種が変
化した際に直ちにこれに対応することができず、また実
際には、鋼種、板厚によって均熱炉内温度が変動し、直
ちに炉内温度と板温度とが等しくなるわけではないた
め、高い応答性を得ることができない。
ップの均熱炉内にある部分が基準になるため、鋼種が変
化した際に直ちにこれに対応することができず、また実
際には、鋼種、板厚によって均熱炉内温度が変動し、直
ちに炉内温度と板温度とが等しくなるわけではないた
め、高い応答性を得ることができない。
【０００６】他方、本出願人は、互いに異なる２つの分
光放射輝度信号に対応する２つの分光放射率間の被測定
物に固有の関係式（放射率特性関数）を予めメモリーに
格納しておき、２色型放射測温計によって被測定物から
測定された２つの分光放射輝度信号とメモリーに格納さ
れた関係式とから被測定物の温度と放射率とを演算にて
求める方法を特願昭６３−２７１０４７号明細書にて提
案した。これによれば、比較的高精度にかつ迅速に温度
と放射率とを同時に得ることができる。ところが、この
ような構成の２色型放射測温計は比較的高価であるた
め、全ての測温点に設けると設備費用の高騰を招くこと
となる。
光放射輝度信号に対応する２つの分光放射率間の被測定
物に固有の関係式（放射率特性関数）を予めメモリーに
格納しておき、２色型放射測温計によって被測定物から
測定された２つの分光放射輝度信号とメモリーに格納さ
れた関係式とから被測定物の温度と放射率とを演算にて
求める方法を特願昭６３−２７１０４７号明細書にて提
案した。これによれば、比較的高精度にかつ迅速に温度
と放射率とを同時に得ることができる。ところが、この
ような構成の２色型放射測温計は比較的高価であるた
め、全ての測温点に設けると設備費用の高騰を招くこと
となる。
【０００７】本発明は、このような不都合を改善すべく
案出されたものであり、その主な目的は、比較的安価な
設備費用で複数箇所の板温を高精度に測定することがで
き、しかも材料仕様の変化にも迅速に対応することので
きるストリップ連続熱処理設備の板温測定方法を提供す
ることにある。
案出されたものであり、その主な目的は、比較的安価な
設備費用で複数箇所の板温を高精度に測定することがで
き、しかも材料仕様の変化にも迅速に対応することので
きるストリップ連続熱処理設備の板温測定方法を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、放射率が互いに異なる複数種のストリップ
を連続的に処理するストリップ連続熱処理設備における
複数箇所での板温測定方法を、放射率と温度とを同時に
測定可能な２色型放射測温計を基準位置に設け、これに
よって求めた放射率値をもって他の位置に設けられた単
色型放射測温計の放射率の設定を行なうようにすること
によって達成される。特に、２色型放射測温計によるス
トリップ上の測定点を炉内にてトラッキングし、該測定
点に単色型放射測温計の測定実行点を同期させるように
すると良い。
明によれば、放射率が互いに異なる複数種のストリップ
を連続的に処理するストリップ連続熱処理設備における
複数箇所での板温測定方法を、放射率と温度とを同時に
測定可能な２色型放射測温計を基準位置に設け、これに
よって求めた放射率値をもって他の位置に設けられた単
色型放射測温計の放射率の設定を行なうようにすること
によって達成される。特に、２色型放射測温計によるス
トリップ上の測定点を炉内にてトラッキングし、該測定
点に単色型放射測温計の測定実行点を同期させるように
すると良い。
【０００９】
【作用】このような構成により、例えば状態変化が起こ
り得るセクションの境界などには放射率と温度とを同時
に測定できる２色型放射測温計を設けておき、他の箇所
には比較的安価な単色型放射測温計を設けておき、２色
型放射測温計により得た放射率にて単色型放射測温計の
放射率を設定するようにすることができる。特に、２色
型放射測温計による測定点と単色型放射測温計の測定点
とを同期させることにより、表面状態の部分的なばらつ
きの影響を小さくすることができる。
り得るセクションの境界などには放射率と温度とを同時
に測定できる２色型放射測温計を設けておき、他の箇所
には比較的安価な単色型放射測温計を設けておき、２色
型放射測温計により得た放射率にて単色型放射測温計の
放射率を設定するようにすることができる。特に、２色
型放射測温計による測定点と単色型放射測温計の測定点
とを同期させることにより、表面状態の部分的なばらつ
きの影響を小さくすることができる。
【００１０】
【実施例】以下に添付の図面に示された具体的な実施例
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
【００１１】図１は、本発明が適用されたストリップ連
続焼鈍設備の概略構成を示している。この設備のライン
入口に設置されたペイオフリール１からストリップ２が
連続的に供給されるが、先のストリップの終端に後のス
トリップの先端が溶接接続装置３にて重ね合わせて溶接
され、次いでクリーニング装置４にて清浄化され、入側
ルーパ装置５にて供給量が調節されたうえで熱処理を行
なうための炉内に送り込まれる。そして加熱炉６、均熱
炉７、一次冷却炉８、過時効炉９、二次冷却炉１０を経
て所定の熱サイクルに従って熱処理されたストリップ２
は、出側ルーパ装置１１にて繰出し量が調節されたうえ
でスキンパスミル１２に送り込まれる。このスキンパス
ミル１２にて調質圧延された後、検査精整装置１３にて
分割、あるいは不良部分が除去され、テンションリール
１４に処理済みのストリップ２が巻き取られる。また各
炉内には、ストリップ２に適宜な張力を与えて連続的に
走行させるためのハースロール１５が多数設けられてい
る。
続焼鈍設備の概略構成を示している。この設備のライン
入口に設置されたペイオフリール１からストリップ２が
連続的に供給されるが、先のストリップの終端に後のス
トリップの先端が溶接接続装置３にて重ね合わせて溶接
され、次いでクリーニング装置４にて清浄化され、入側
ルーパ装置５にて供給量が調節されたうえで熱処理を行
なうための炉内に送り込まれる。そして加熱炉６、均熱
炉７、一次冷却炉８、過時効炉９、二次冷却炉１０を経
て所定の熱サイクルに従って熱処理されたストリップ２
は、出側ルーパ装置１１にて繰出し量が調節されたうえ
でスキンパスミル１２に送り込まれる。このスキンパス
ミル１２にて調質圧延された後、検査精整装置１３にて
分割、あるいは不良部分が除去され、テンションリール
１４に処理済みのストリップ２が巻き取られる。また各
炉内には、ストリップ２に適宜な張力を与えて連続的に
走行させるためのハースロール１５が多数設けられてい
る。
【００１２】加熱炉６、均熱炉７、および過時効炉９に
は、水素濃度検出器２１がそれぞれ設けられ、加熱炉６
および一次冷却炉８の出口には、２色型放射測温計２２
がそれぞれ設けられ、均熱炉７、二次冷却炉１０の各出
口および過時効炉９には、単色型放射測温計２３がそれ
ぞれ設けられている。これら検出器並びに測温計は、制
御ユニット２４と相互に連結されて信号の授受を行なう
ようになっている。
は、水素濃度検出器２１がそれぞれ設けられ、加熱炉６
および一次冷却炉８の出口には、２色型放射測温計２２
がそれぞれ設けられ、均熱炉７、二次冷却炉１０の各出
口および過時効炉９には、単色型放射測温計２３がそれ
ぞれ設けられている。これら検出器並びに測温計は、制
御ユニット２４と相互に連結されて信号の授受を行なう
ようになっている。
【００１３】図２は、本発明による測温システムの概略
構成を示している。２色型放射測温計２２は、同一波長
であるが異なる偏光成分の２つの赤外線放射分光輝度信
号Ｌｘ・Ｌｙを、ストリップ２表面の法線に対して斜め
方向から検出するようになっている。ここでストリップ
２表面からの放射エネルギの測定角度θは、実験データ
を基に最も高精度に測定し得る角度を選択すれば良い
が、スペース効率なども勘案して決定される。
構成を示している。２色型放射測温計２２は、同一波長
であるが異なる偏光成分の２つの赤外線放射分光輝度信
号Ｌｘ・Ｌｙを、ストリップ２表面の法線に対して斜め
方向から検出するようになっている。ここでストリップ
２表面からの放射エネルギの測定角度θは、実験データ
を基に最も高精度に測定し得る角度を選択すれば良い
が、スペース効率なども勘案して決定される。
【００１４】先ずストリップ２からの放射束は、レンズ
２５にて集光され、偏光ビームスプリッタ２６へと向け
られる。その際、バンドパスフィルタ（図示せず）にて
ある波長の赤外線のみを選択的に透過させる。次いで偏
光ビームスプリッタ２６は、直交する２つの偏光成分を
分離し、これらを別々にＰｂＳ素子などの光電変換素子
２７・２８へと導く。そして各光電変換素子２７・２８
は、それぞれが得た分光放射輝度信号Ｌｘ・Ｌｙを演算
部２９へと伝送する。
２５にて集光され、偏光ビームスプリッタ２６へと向け
られる。その際、バンドパスフィルタ（図示せず）にて
ある波長の赤外線のみを選択的に透過させる。次いで偏
光ビームスプリッタ２６は、直交する２つの偏光成分を
分離し、これらを別々にＰｂＳ素子などの光電変換素子
２７・２８へと導く。そして各光電変換素子２７・２８
は、それぞれが得た分光放射輝度信号Ｌｘ・Ｌｙを演算
部２９へと伝送する。
【００１５】演算部２９には、メモリー部３０に格納し
てある放射測温技術の基本的データである黒体炉校正デ
ータｆ1 と、被測定物に固有な２つの分光放射率間の関
係に関するデータが与えられる。２つの分光放射率間の
関係に関するデータ即ち放射率特性関数ｆ2 は、実験的
にあるいは理論解析的に鋼種に応じて予め求められてお
り、多項式あるいは数表などの数学的データとして記憶
されている。
てある放射測温技術の基本的データである黒体炉校正デ
ータｆ1 と、被測定物に固有な２つの分光放射率間の関
係に関するデータが与えられる。２つの分光放射率間の
関係に関するデータ即ち放射率特性関数ｆ2 は、実験的
にあるいは理論解析的に鋼種に応じて予め求められてお
り、多項式あるいは数表などの数学的データとして記憶
されている。
【００１６】演算部２９においてこれらの情報（黒体炉
校正関数・放射率特性関数・分光放射輝度信号）を基に
して温度Ｔと放射率εｘ・εｙとを演算し、温度データ
Ｔは制御ユニット２４内にて加熱炉および冷却炉の温度
制御のフィードバック信号に用いられ、放射率データε
ｘ・εｙは、上位ＣＰＵ３１から与えられた操業条件に
関する情報（材質Ｚ、通板速度Ｖ、目標板温Ｔ0 ）と、
水素濃度検出器２１から与えられた情報（炉内水素濃度
Ｈ2 ）を基にして、放射率補正回路３２に設定された所
定の補正関数によって補正され、単色型放射測温計２３
の放射率設定データεとして用いられる。なお、補正関
数とは、炉内における放射率の変化を諸条件から予測し
て補正するための近似式であり、予め実験炉にて各条件
における放射率推移を経時的に測定して作成したもので
ある。
校正関数・放射率特性関数・分光放射輝度信号）を基に
して温度Ｔと放射率εｘ・εｙとを演算し、温度データ
Ｔは制御ユニット２４内にて加熱炉および冷却炉の温度
制御のフィードバック信号に用いられ、放射率データε
ｘ・εｙは、上位ＣＰＵ３１から与えられた操業条件に
関する情報（材質Ｚ、通板速度Ｖ、目標板温Ｔ0 ）と、
水素濃度検出器２１から与えられた情報（炉内水素濃度
Ｈ2 ）を基にして、放射率補正回路３２に設定された所
定の補正関数によって補正され、単色型放射測温計２３
の放射率設定データεとして用いられる。なお、補正関
数とは、炉内における放射率の変化を諸条件から予測し
て補正するための近似式であり、予め実験炉にて各条件
における放射率推移を経時的に測定して作成したもので
ある。
【００１７】一方、２色型放射測温計２２によるストリ
ップ２上の測定点は、通板速度Ｖに対応して炉内トラッ
キングされ、その点が後段の単色型放射測温計２３の設
置点を通過する時期に同期して単色型放射測温計２３に
よる測定が行なわれる。
ップ２上の測定点は、通板速度Ｖに対応して炉内トラッ
キングされ、その点が後段の単色型放射測温計２３の設
置点を通過する時期に同期して単色型放射測温計２３に
よる測定が行なわれる。
【００１８】尚、上記実施例においては、２つの分光放
射輝度信号を得るために偏光成分による構成をとった
が、これは異なる波長あるいは異なる角度によって求め
ても良い。
射輝度信号を得るために偏光成分による構成をとった
が、これは異なる波長あるいは異なる角度によって求め
ても良い。
【００１９】
【発明の効果】このように本発明によれば、放射率と温
度とを同時に計測し得る２色型放射測温計を用いて基準
点の板温測定を行ない、その放射率値をもって他の箇所
の単色型放射測温計の放射率を設定するようにしたこと
から、比較的安価な設備費用にて複数セクションの板温
測定を高精度に行なうことが可能となる。しかも各放射
測温計の測定タイミングがストリップの同一箇所となる
ようにトラッキングすることにより、酸化被膜が形成さ
れるなどしてセクション間でストリップの表面状態が変
化するにも関わらず、ストリップの全長に渡り測定条件
を均一にすることができる。加えて、操業諸条件を加味
した炉内の放射率変化を予測した補正を行なうことによ
り、より一層適正な板温制御が可能となり、品質安定性
を高めるうえに多大な効果を奏することができる。
度とを同時に計測し得る２色型放射測温計を用いて基準
点の板温測定を行ない、その放射率値をもって他の箇所
の単色型放射測温計の放射率を設定するようにしたこと
から、比較的安価な設備費用にて複数セクションの板温
測定を高精度に行なうことが可能となる。しかも各放射
測温計の測定タイミングがストリップの同一箇所となる
ようにトラッキングすることにより、酸化被膜が形成さ
れるなどしてセクション間でストリップの表面状態が変
化するにも関わらず、ストリップの全長に渡り測定条件
を均一にすることができる。加えて、操業諸条件を加味
した炉内の放射率変化を予測した補正を行なうことによ
り、より一層適正な板温制御が可能となり、品質安定性
を高めるうえに多大な効果を奏することができる。
【図１】本発明が適用されたストリップ連続焼鈍設備の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図２】本発明に基づく測温システムの概略構成図であ
る。
る。
１ ペイオフリール ２ ストリップ ３ 溶接接続装置 ４ クリーニング装置 ５ 入側ルーパ装置 ６ 加熱炉 ７ 均熱炉 ８ 一次冷却炉 ９ 過時効炉 １０ 二次冷却炉 １１ 出側ルーパ装置 １２ スキンパスミル １３ 検査精整装置 １４ テンションリール １５ ハースロール ２１ 水素濃度検出器 ２２ ２色型放射測温計 ２３ 単色型放射測温計 ２４ 制御ユニット ２５ レンズ ２６ 偏光ビームスプリッタ ２７・２８ 光電変換素子 ２９ 演算部 ３０ メモリー部 ３１ 上位ＣＰＵ ３２ 放射率補正回路
フロントページの続き (72)発明者 清水 晋一 千葉県君津市君津一番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 丸山 孝一 千葉県君津市君津一番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 佐々木 秀樹 千葉県君津市君津一番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内
Claims (2)
- 【請求項１】放射率が互いに異なる複数種のストリップ
を連続的に処理するストリップ連続熱処理設備における
複数箇所での板温測定方法であって、放射率と温度とを
同時に測定可能な２色型放射測温計を基準位置に設け、
これによって求めた放射率値をもって他の位置に設けら
れた単色型放射測温計の放射率の設定を行なうことを特
徴とするストリップ連続熱処理設備の板温測定方法。 - 【請求項２】２色型放射測温計によるストリップ上の測
定点を炉内にてトラッキングし、該測定点に単色型放射
測温計の測定実行点を同期させることを特徴とする請求
項１に記載のストリップ連続熱処理設備の板温測定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3072588A JPH0711454B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | ストリップ連続熱処理設備の板温測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3072588A JPH0711454B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | ストリップ連続熱処理設備の板温測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04283633A JPH04283633A (ja) | 1992-10-08 |
| JPH0711454B2 true JPH0711454B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=13493701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3072588A Expired - Lifetime JPH0711454B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | ストリップ連続熱処理設備の板温測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0711454B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2566952Y2 (ja) * | 1991-09-30 | 1998-03-30 | 日新製鋼株式会社 | 鋼帯の表面温度分布測定装置 |
| JP2007192579A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | Toyota Motor Corp | 温度計測装置及び温度計測方法 |
-
1991
- 1991-03-12 JP JP3072588A patent/JPH0711454B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04283633A (ja) | 1992-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19951003 |