JPH08247860A - 熱間圧延機における材料温度測定方法及び装置 - Google Patents

熱間圧延機における材料温度測定方法及び装置

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JPH08247860A
JPH08247860A JP7052124A JP5212495A JPH08247860A JP H08247860 A JPH08247860 A JP H08247860A JP 7052124 A JP7052124 A JP 7052124A JP 5212495 A JP5212495 A JP 5212495A JP H08247860 A JPH08247860 A JP H08247860A
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JP
Japan
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temperature
material temperature
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hot rolling
stand
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JP7052124A
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English (en)
Inventor
Tomotaka Marui
智敬 丸井
Toshio Imae
敏夫 今江
Michio Yamashita
道雄 山下
Haruhiko Seki
春彦 関
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水乗り外乱等の影響を受けることなく、圧延
スタンド噛み込み位置の材料温度を高精度で推定する。 【構成】 圧延スタンド入側に、材料の進行方向に視野
を有する1次元走査型温度計20を配設し、この温度計
から出力される材料進行方向の材料温度分布曲線にフィ
ルタリングを施すと共に、材料進行方向に外挿して、圧
延スタンド噛み込み位置の材料温度を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延機における材
料温度測定方法及び装置に係り、特に、鉄鋼熱間圧延の
操業に際して、仕上圧延機スタンドの圧下調整、ないし
はスタンド間の冷却スプレーをオンオフして、圧延機の
仕上出側温度(FDT)を制御する際に重要な、スタン
ド間材料表面温度を高精度で測定することが可能な、熱
間圧延機における材料温度測定方法及び装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】鉄鋼の熱間圧延では、材料温度の制御が
重要である。何故ならば、温度の時間変化が、結晶構造
に影響を与え、それにより機械特性、即ち材料機能(品
質)が大きく変化するからである。
【0003】温度制御には、放射温度計による実測値が
欠かせない。しかしながら、熱間圧延の環境では、この
測温が困難である部位が多い。その1つは仕上スタンド
間である。そこでは、水蒸気、粉塵による測定外乱、並
びに材料からの放射熱でセンサが加熱されることに加
え、スタンド間の冷却スプレー水が材料上に乗り、この
水が放射エネルギを吸収するため、測定外乱となり、大
きな誤差を生む。図1に、冷却スプレーによる測定外乱
の例を示すが、スタンド間スプレーをオンする前と、オ
ンした後では、数百℃の温度誤差が出ている。
【0004】他方、仕上スタンド間での温度測定値は必
要である。その理由は、スタンド間の表面温度から、ス
タンド噛み込み直前の平均温度を推定し、これを用い
て、仕上圧延機スタンドの圧下調整を行う、及び、スタ
ンド間の冷却スプレーのオンオフにより、圧延機の仕上
出側温度(FDT)を制御する、といった利用のためで
ある。言うまでもなく、これらの制御でオンラインでの
温度実測値がある方が、制御精度が向上するため、温度
測定が必要である。しかしながら、スタンド間の温度実
測は、前記のような困難があるため、実際は伝熱計算等
で温度を推定し、実測値無しで制御することが多い。そ
の場合、当然制御精度は劣る。
【0005】近年、光ファイバ技術を利用した光ファイ
バ放射温度計が実用化され、仕上スタンド間の温度測定
にも利用されている。これは、環境条件の悪い部位に、
レンズ光学系のみの測定ヘッドを置き、光ファイバで、
離隔した環境条件の良い位置の温度測定素子(測定部本
体)まで放射エネルギを送るものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この光
ファイバ放射温度計を、1台だけ仕上スタンド間に設け
たとしても、スタンド噛み込み直前の材料温度を推定す
るのは容易ではない。
【0007】その理由は、次のとおりである。図2は、
スタンド間の材料表面温度の変化の例を示したものであ
る。仕上圧延機スタンド間で、特にスタンド間の冷却ス
プレーをオンしたときには、表面温度が水冷によって急
降下し、スプレー位置を通過した後に、急速に復熱す
る。当然ながら、この急冷、復熱の時間変化は、材料の
通板速度でも異なってくる。通板速度が変化したときの
温度変化を、図2中に示すが、低速になるほど、急冷に
よる温度降下量が大きくなる。
【0008】そこで、材料進行方向に複数個の光ファイ
バ放射温度計を設け、それらから得られる複数位置での
間欠的な測定データと、伝熱計算から予測される温度変
化曲線とを照合し、実際の温度変化を推定することが考
えられる。
【0009】しかしながら、この方法では、各温度計位
置での水乗り発生が判定できないという問題点を有す
る。即ち、水乗りが、図1に示す如く、冷却スプレーオ
ンオフのタイミングで発生していれば、水乗りの判定は
比較的容易であるが、一般に、任意のタイミングで発生
した水乗りは、論理的に判定することが困難である。
【0010】例えば、図3に示す如く、冷却スプレー連
続オンによる水乗りで、温度が全体的に低くなっている
場合には、これが水乗りによる温度低下であることを判
定できず、実際より低い温度が制御に反映され、制御精
度を悪化させてしまう。
【0011】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、水乗り外乱等の影響を受けることな
く、圧延スタンド噛み込み位置の材料温度を高精度で推
定することを目的とする。
【0012】
【課題を達成するための手段】本発明は、熱間圧延機で
材料温度を測定する際に、圧延スタンド入側で、材料進
行方向の材料温度分布曲線を連続的に測定し、該材料温
度分布曲線を、材料進行方向に外挿して、圧延スタンド
噛み込み位置の材料温度を推定することにより、前記目
的を達成したものである。
【0013】又、熱間圧延機で材料温度を測定するため
の材料温度測定装置において、圧延スタンド入側に配設
された、材料の進行方向に視野を有する1次元走査型温
度計と、該温度計から出力される材料進行方向の材料温
度分布曲線を、材料進行方向に外挿して、圧延スタンド
噛み込み位置の材料温度を推定する温度推定演算器とを
備えることにより、同じく前記目的を達成したものであ
る。
【0014】更に、前記1次元走査型温度計の先端に、
離隔した温度測定素子アレイに放射エネルギを送る、光
ファイバのアレイを設けるようにしたものである。
【0015】又、前記温度推定演算器で、1次元走査型
温度計出力の急峻な変化部分を排除することにより、水
乗り外乱を除去する処理を行うようにしたものである。
【0016】あるいは、前記温度推定演算器で、1次元
走査型温度計出力の時間変化の最大値である包絡線をと
ることにより、水乗り外乱を除去する処理を行うように
したものである。
【0017】
【作用】本発明においては、従来、鋼板の幅方向の温度
分布の測定に使われていた1次元走査型温度計を、材料
進行方向の材料温度分布曲線を連続的に測定するために
用いて、材料進行方向の複数の部位での材料温度を一挙
に測定するようにしている。更に、例えば1次元走査型
温度計によって測定された材料温度分布曲線を、材料進
行方向に外挿することにより、圧延スタンド噛み込み位
置の材料温度を推定するようにしている。従って、圧延
スタンド噛み込み位置の材料温度を高精度で推定するこ
とが可能である。
【0018】更に、1次元走査型温度計の先端に、離隔
した温度測定素子アレイに放射エネルギを送る、光ファ
イバのアレイを設けた場合には、スタンド間の劣悪な環
境下にも、測定ヘッドを容易に配置することができる。
【0019】又、圧延スタンド噛み込み位置の材料温度
を推定する際に、1次元走査型温度計出力の急峻な変化
部分を排除したり、1次元走査型温度計出力の時間変化
の最大値である包絡線をとるフィルタリングを行うよう
にした場合には、水乗り外乱を確実に除去することが可
能となる。
【0020】
【実施例】以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。
【0021】本実施例は、図4に示す如く、連続熱間仕
上圧延機の第iスタンドと第i+1スタンドの間(即ち
第i+1スタンド入側)に配設された、被圧延材10の
進行方向に広がる視野22を有する1次元走査型温度計
20と、該温度計20から出力される材料進行方向の材
料温度分布曲線を、材料進行方向に外挿して、第i+1
スタンド噛み込み位置の材料表面温度を推定する温度推
定演算器30とから構成されている。
【0022】前記1次元走査型温度計20の測定部に
は、例えば、実公昭63−13445に開示された、離
隔した温度測定素子アレイ(測定部本体)に放射エネル
ギを送るための光ファイバのアレイを接続することがで
きる。
【0023】本実施例では、1次元走査型温度計20に
より、連続熱間仕上圧延機のスタンド間の温度変化の連
続データが得られる。従って、その一部が水乗り等で影
響されても、その前後の測温レベルから、水乗り判定が
可能である。
【0024】具体的には、例えば1次元走査型温度計2
0出力で急峻な温度変化部分を排除するフィルタ処理を
行ったり、時間変化の最大値(包絡線)をとる処理を行
うことにより、水乗りの影響を排除することができる。
【0025】このようにして、水乗りの影響が排除され
た進行方向の材料温度変化が検知されるので、それを材
料進行方向に外挿すれば、仕上スタンド噛み込み位置の
材料表面温度が推定できる。この外挿に際しては、当然
材料速度を用いる。
【0026】図5は、前記温度推定演算器30の機能を
模式的に示したものである。
【0027】例えば、図6(a)に示すような1次元走
査型温度計20の出力信号aは、まず、急峻な温度変化
部分を排除するフィルタ処理部32に入力され、そこ
で、水乗りの影響が排除されて、図6(b)に示すよう
な、滑らかな材料温度分布曲線となる。
【0028】その後、その出力を、例えば実験的に指数
値を決めた指数関数等、任意の回帰関数で曲線を近似し
て、外挿演算器34で、図6(c)に示すように、材料
進行方向に外挿する。
【0029】このようにして、フィルタ処理部32での
フィルタリングにより水乗りの影響が排除され、外挿演
算器34で、圧延スタンド噛み込み直前の材料表面温度
Tが推定できる。
【0030】前記1次元走査型温度計20の視野22と
取り付け位置は、スタンド間の機械の隙間の状況に応じ
て、適当に定めることができる。例えば、被圧延材10
に近接して取り付け可能な時には、センサヘッドに赤外
魚眼レンズ等を配置して、広角視野とすることができ、
一方、被圧延材10に近接して取り付け不可能な時は、
スタンド間の上部に、通常レンズを配置して取り付ける
ことができる。後者の場合には、被圧延材10の一部
が、スタンド間機械の影になる可能性があるが、この影
も、前記の急激な温度変化部分を排除するフィルタ処理
と同様な処理によって、簡単に排除できる。このよう
に、視野が小さい通常の光ファイバ温度計に比べ、本発
明で用いた1次元走査型温度計は、設置位置にも自由度
があり、有意である。
【0031】なお、前記実施例においては、材料表面温
度Tが推定されていたが、推定された材料表面温度を用
いて、更に、材料の平均温度等を推定することも可能で
ある。
【0032】又、前記実施例においては、本発明が、連
続熱間仕上圧延機に適用されていたが、本発明の適用対
象はこれに限定されず、仕上圧延機以外の熱間圧延機
や、連続圧延機でない、例えばリバース圧延機にも同様
に適用できることは明らかである。
【0033】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
温度変化の激しいスタンド間の材料温度の測定精度が向
上し、特にスタンド噛み込み直前温度の高精度推定が可
能になるので、スタンド圧下制御を、より的確に行うこ
とが可能となる。更に、スタンド間の温度を高精度で検
知できるので、これをスタンド間冷却スプレー制御に利
用すれば、例えば仕上出側温度の精度が飛躍的に向上す
る。従って、製品品質が大幅に向上するという優れた効
果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術の問題点を説明するための、冷却スプ
レーによる測定外乱の例を示す線図
【図2】同じく、搬送速度が変化したときのスタンド間
材料の表面温度変化の例を示す線図
【図3】同じく、スプレー連続オンで水乗り判定不能な
場合の例を示す線図
【図4】本発明の実施例の構成を示すブロック線図
【図5】前記実施例で用いられている温度推定演算器の
構成を示すブロック線図
【図6】前記温度推定演算器の各部信号波形の例を示す
線図
【符号の説明】
10…被圧延材(材料) 20…1次元走査型温度計 a…温度計出力信号 22…視野 30…温度推定演算器 32…フィルタ処理部 b…材料温度分布曲線 34…外挿演算器 c…外挿後の材料温度分布曲線 T…推定材料表面温度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 道雄 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 関 春彦 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱間圧延機で材料温度を測定する際に、 圧延スタンド入側で、材料進行方向の材料温度分布曲線
    を連続的に測定し、 該材料温度分布曲線を、材料進行方向に外挿することに
    より、 圧延スタンド噛み込み位置の材料温度を推定することを
    特徴とする熱間圧延機における材料温度測定方法。
  2. 【請求項2】熱間圧延機で材料温度を測定するための材
    料温度測定装置において、 圧延スタンド入側に配設された、材料の進行方向に視野
    を有する1次元走査型温度計と、 該温度計から出力される材料進行方向の材料温度分布曲
    線を、材料進行方向に外挿して、圧延スタンド噛み込み
    位置の材料温度を推定する温度推定演算器と、 を備えたことを特徴とする熱間圧延機における材料温度
    測定装置。
  3. 【請求項3】請求項2において、前記1次元走査型温度
    計の先端に、離隔した温度測定素子アレイに放射エネル
    ギを送る、光ファイバのアレイが設けられていることを
    特徴とする熱間圧延機における材料温度測定装置。
  4. 【請求項4】請求項2において、前記温度推定演算器
    で、1次元走査型温度計出力の急峻な変化部分を排除す
    ることにより、水乗り外乱を除去する処理を行うように
    したことを特徴とする熱間圧延機における材料温度測定
    装置。
  5. 【請求項5】請求項2において、前記温度推定演算器
    で、1次元走査型温度計出力の時間変化の最大値である
    包絡線をとることにより、水乗り外乱を除去する処理を
    行うようにしたことを特徴とする熱間圧延機における材
    料温度測定装置。
JP7052124A 1995-03-13 1995-03-13 熱間圧延機における材料温度測定方法及び装置 Pending JPH08247860A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011053047A (ja) * 2009-09-01 2011-03-17 Sumitomo Metal Ind Ltd 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
JP2011203193A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Sumitomo Heavy Ind Ltd 温度推定装置及び温度推定方法
JP2014032120A (ja) * 2012-08-03 2014-02-20 Hioki Ee Corp 測定装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011053047A (ja) * 2009-09-01 2011-03-17 Sumitomo Metal Ind Ltd 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
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