KR20240030629A - 전기강판용 열연소재의 온도 측정장치 및 이를 이용한 전기강판용 열연소재의 온도 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 관점에 의하면, 전기강판용 열연소재의 온도 측정장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 소재의 온도 측정장치는 전기강판용 열연소재의 상방에서 상기 전기강판용 열연소재의 열적외선을 촬영하는 제1 측정부; 상기 전기강판용 열연소재의 측방에서 상기 전기강판용 열연소재의 열적외선을 촬영하는 제2 측정부; 및 상기 제1 측정부 및 상기 제2 측정부의 측정값으로부터 상기 전기강판용 열연소재의 가장자리의 온도를 산출하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 제1 측정부 및 제2 측정부로부터 측정된 온도 측정값을 각각 좌표화한 후 좌표에 따른 방사율이 적용된 온도 보정값을 출력하여 최종적으로 상기 전기강판용 열연소재의 가장자리 온도를 산출하도록 마련된다.

Description

전기강판용 열연소재의 온도 측정장치 및 이를 이용한 전기강판용 열연소재의 온도 측정방법{Temperature measuring device for hot-rolled material for electrical steel sheet and method for measuring temperature of hot-rolled material for electrical steel sheet using the same}

본 발명은 전기강판용 열연소재의 온도 측정장치 및 이를 이용한 전기강판용 열연소재의 온도 측정방법으로서, 구체적으로 소재의 상면 에지부 및 측면 온도를 보다 정확하게 판단할 수 있는전기강판용 열연소재의 온도 측정장치 및 이를 이용한 전기강판용 열연소재의 온도 측정방법에 대한 것이다.

일반적으로 열간 압연 공정은 슬라브를 재결정 이상 영역을 온도로 가열한 후 압연, 냉각을 거쳐 목표 형상과 재질을 갖는 최종 제품을 생산한다. 이 때, 소재의 온도는 재질을 결정하는 주요한 인자이기 때문에 제품의 재질 확보를 위하여 소재 온도를 균일하게 관리하는 것이 중요하다. 이 때, 상기 소재는 전기강판 등 고실리콘 강종에 적용되는 소재일 수 있다.

소재의 온도를 균일하게 제어하기 위해서는 소재의 정확한 온도를 측정하는 것이 필요하나, 소재의 폭 방향 온도 분포, 특히 에지부 온도의 경우, 측정에 어려움이 있다.이에 종래에는 소재의 상면 및 대각선 방향에 위치한 복사온도계를 활용하여 폭 방향 온도를 측정하는 방안이 있었다.

다만, 전기강판용 열연소재의 폭방향 온도 측정에 사용되는 복사온도계는 소재의 방사율(emissivity)에 따라 측정되는 온도가 결정되는데, 소재의 방사율은 측정 각도에 따라 달라지고, 소재의 상면에 위치한 측정부에 대하여 복사온도계에 수직한 중심부를 기준으로 방사율을 설정해 놓은 경우, 복사온도계와 측정각도가 급격히 변하는 에지부 온도 측정 시 오차가 발생한다. 즉, 각 측정기기로부터 검출된 온도를 비교하여 에지부를 판단하는 방법에는 오차가 있고, 정확한 에지 판단 및 온도 측정에 한계가 있다는 문제점이 존재한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 측정 각도에 따라 달라지는 소재의 방사율을 고려하여 측정된 소재의 폭방향 온도를 보정함으로써, 보다 정확하게 전기강판용 열연소재의 온도를 측정할 수 있는 전기강판용 열연소재의 온도 측정장치 및 이를 이용한 전기강판용 열연소재의 온도 측정방법을 제공하는 것이다.

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 관점에 의하면, 전기강판용 열연소재의 온도 측정장치가 제공된다.

상기 전기강판용 열연소재의 온도 측정장치는 전기강판용 열연소재의 상방에서 상기 전기강판용 열연소재의 열적외선을 촬영하는 제1 측정부; 상기 전기강판용 열연소재의 측방에서 상기 전기강판용 열연소재의 열적외선을 촬영하는 제2 측정부; 및 상기 제1 측정부 및 상기 제2 측정부의 측정값으로부터 상기 전기강판용 열연소재의 가장자리의 온도를 산출하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 제1 측정부 및 제2 측정부로부터 측정된 온도 측정값을 각각 좌표화한 후 좌표에 따른 방사율이 적용된 온도 보정값을 출력하여 최종적으로 상기 전기강판용 열연소재의 가장자리의 온도를 산출하도록 마련된다.

상기 제1 측정부는 상기 전기강판용 열연소재를 안내하는 이송롤러의 상방에 고정되는 브라켓부;

및 상기 브라켓부에 설치되며, 상기 전기강판용 열연소재의 중심부를 중심으로 열적외선을 촬영하는 제1 카메라를 포함할 수 있다.

상기 제2 측정부는 상기 전기강판용 열연소재의 일측 가장자리에서 방사되는 열적외선을 촬영하는 제2 카메라; 및 상기 전기강판용 열연소재의 타측 가장자리에서 방사되는 열적외선을 촬영하는 제3 카메라를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 관점에 의하면, 전기강판용 열연소재의 온도 측정방법이 제공된다.

상기 전기강판용 열연소재의 온도 측정방법은 (a)전기강판용 열연소재의 상방에서 제1 측정부를 통해 상기 전기강판용 열연소재의 열적외선을 촬영하고,전기강판용 열연소재의 측방에서 제2 측정부를 통해 상기 전기강판용 열연소재의 열적외선을 촬영하는 단계; 및 (b)상기 제1 측정부와 상기 제2 측정부의 측정값으로부터 상기 전기강판용 열연소재의 가장자리의 온도가 산출되도록 제어하는 단계;를 포함하되, 상기 (b) 단계는 상기 제1 측정부 및 제2 측정부의 온도측정값을 픽셀에서 좌표 기준으로 변환하여 좌표화하는 제1 단계와, 상기 제1 측정부에 수직인 지점의 방사율을 적용하여 상기 제1 측정부에서 측정된 상기 전기강판용 열연소재의 중심부 온도와 상기 제2 측정부에서 측정된 상기 전기강판용 열연소재의 중심부 온도가 일치하도록 각도 변화에 따른 방사율 상관식을 도출하는 제2 단계 및 상기 상관식에 의해 측정위치의 좌표에 따른 방사율을 적용하여 상기 제1 측정부 및 제2 측정부에서의 측정값으로부터 제1 측정부 및 제2 측정부의 온도 보정값을 출력하는 제3 단계를 포함한다.

상기 제1 단계는 상기 전기강판용 열연소재의 중심부의 좌표는 상기 소재의 상면 좌표상 폭의 중점에 해당하는 위치를 기준으로 판단하고, 상기 전기강판용 열연소재의 가장자리의 좌표는 상기 제2 측정부의 측정값에서 변곡점을 나타내는 위치를 기준으로 판단할 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 전기강판용 열연소재의 온도 측정장치 및 이를 이용한 전기강판용 열연소재의 온도 측정방법을 이용하여, 측정각도에 따라 달라지는 소재의 방사율을 적용하여 온도 측정값을 보정함으로써 전기강판용 열연소재의 폭방향 온도를 보다 정교하게 측정할 수 있다.

물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 관점에 따른 전기강판용 열연소재의 온도 측정장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 측정부 및 제2 측정부에서 측정된 온도와, 이를 좌표화한 온도 및 이를 보정한 온도를 그래프로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 관점에 따른 전기강판용 열연소재의 온도 측정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 관점에 따른 전기강판용 열연소재의 온도 측정장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기강판용 열연소재의 온도 측정장치(1)는 전기강판용 열연소재(10)의 상방에서 상기 전기강판용 열연소재(10)의 열적외선을 촬영하는 제1 측정부(30); 상기 전기강판용 열연소재(10)의 측방에서 상기 전기강판용 열연소재(10)의 열적외선을 촬영하는 제2 측정부(40); 및 상기 제1 측정부(30) 및 상기 제2 측정부(40)의 측정값으로부터 상기 전기강판용 열연소재(10)의 가장자리(14)의 온도를 산출하는 제어부(50)를 포함한다.

사상압연이 이루어진 전기강판용 열연소재(10)은 이송롤러(20)를 따라 이동되면서 냉각되며, 설정된 온도로 냉각이 완료된 소재는 권취기에서 권선된다. 이송롤러(20)를 따라 이동되는 전기강판용 열연소재(10)의 온도 측정은 제1 측정부(30)와 제2 측정부(40)에서 이루어진다.

전기강판용 열연소재(10)의 상방에 설치된 제1 측정부(30)는 전기강판용 열연소재(10)의 열적외선을 촬영하여 제어부(50)로 측정값을 전달하는 기술사상 안에서 다양한 종류의 측정장치가 사용된다. 일 실시예에 따른 제1 측정부(30)는, 전기강판용 열연소재(10)을 안내하는 이송롤러(20)의 상방에 고정되는 브라켓부(32)와, 브라켓부(32)에 설치되며 전기강판용 열연소재(10)의 중심부(12)를 중심으로 열적외선을 촬영하는 제1 카메라(34)를 포함한다.

이송롤러(20)의 상방에 구비된 브라켓부(32)는 고정된 구조물에 연결되므로, 전기강판용 열연소재(10)가 지나가는 이송롤러(20)의 상방에 고정된 상태로 설치된다. 브라켓부(32)는 이송롤러(20)의 가운데 상방에 고정되며, 브라켓부(32)의 하측에 제1 카메라(34)가 설치된다. 제1 카메라(34)는 이송롤러(20)의 상방을 통과하는 전기강판용 열연소재(10)의 중심부(12)와 가장자리(14)를 촬영한다. 열연 소재(10)의 중심부(12)와 가장자리(14)에서 발생되는 열적외선은 온도와 따라 다른 파장을 가진다.

제1 측정부(30)의 측정값 만으로는 전기강판용 열연소재(10)의 가장자리(14) 온도를 확정할 수 없기에, 제2 측정부(40)의 측정값과 제1 측정부(30)의 측정값으로부터 전기강판용 열연소재(10)의 가장자리(14) 온도를 결정한다.

전기강판용 열연소재(10)의 측방에서 전기강판용 열연소재(10)의 열적외선을 촬영하는 제2 측정부(40)는 제2 카메라(42)와 제3 카메라(44)와 연결부재(46)와 지지부재(48)를 포함한다.

제2 카메라(42)는 전기강판용 열연소재(10)의 일측(도 1 기준 우측) 가장자리(14)에서 방사되는 열적외선을 촬영한다. 전기강판용 열연소재(10)의 일측 상부에 설치되는 제2 카메라(42)는 전기강판용 열연소재(10)의 일측 가장자리(14)를 중심으로 열적외선의 방사를 촬영하여 제어부(50)로 측정값을 전달한다.

제2 카메라(42)는 구 형상의 연결부재(46)에 연결되며, 이러한 연결부재(46)는 지지부재(48)에 회전 가능하게 지지된다. 지지부재(48)는 이송롤러(20)의 외측에서 수직 방향으로 설치되며, 지지부재(48)의 상측에 연결부재(46)가 회전 가능하게 설치되므로, 제2 카메라(42)의 각도 조절을 용이하게 할 수 있다.

제3 카메라(44)는 전기강판용 열연소재(10)의 타측(도 1 기준 좌측) 가장자리(14)에서 방사되는 열적외선을 촬영한다. 전기강판용 열연소재(10)의 타측 상부에 설치되는 제3 카메라(44)는 전기강판용 열연소재(10)의 타측 가장자리(14)를 중심으로 열적외선의 방사를 촬영하여 제어부(50)로 측정값을 전달한다. 일 실시예에 따른 제3 카메라(44)도 구 형상의 연결부재(46)에 연결되며, 이러한 연결부재(46)는 지지부재(48)에 회전 가능하게 지지된다.

제1 측정부(30)와 제2 측정부(40)의 측정값을 전달받아 전기강판용 열연소재(10)의 양측 가장자리(14)의 온도를 산출하는 제어부(50)는 출력부(55)를 통해 측정값을 표시한다.

제어부(50)는, 상기 제1 측정부(30) 및 제2 측정부(40)로부터 측정된 온도 측정값을 각각 좌표화한 후 좌표에 따른 방사율이 적용된 온도 보정값을 출력하여 최종적으로 상기 전기강판용 열연소재(10)의 가장자리(14)의 온도를 산출하도록 마련된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 측정부 및 제2 측정부에서 측정된 온도와, 이를 좌표화한 온도 및 이를 보정한 온도를 그래프로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 제1 측정부(30)의 측정값을 바탕으로 전기강판용 열연소재(10)의 폭 방향 거리에 따른 온도 변화를 그래프로 도시하면, 전기강판용 열연소재(10)의 양측 가장자리(14) 온도는 전기강판용 열연소재(10)의 중심부(12) 온도보다 낮게 형성된다. 즉, 측정각도가 증가할수록 방사율이 감소함에 따라 온도 측정값이 감소하기 때문에, 제1 측정부(30)와 수직을 이루는 전기강판용 열연소재(10)의 중심부(12) 온도는 정상값으로 측정되는 반면 측정각도가 증가하는 가장자리(14)의 온도는 정상값보다 낮게 측정된다.

아울러, 제2 측정부(40)의 측정값을 바탕으로 전기강판용 열연소재(10)의 폭 방향 거리에 따른 온도 변화를 그래프로 도시하면, 제2 측정부(40)와 수직을 이루는 전기강판용 열연소재(10)의 가장자리(14) 온도는 정상값으로 측정되는 반면 측정각도가 증가하는 중심부(12)의 온도는 정상값보다 낮게 측정된다.

즉, 상기와 같이 정상값보다 낮게 측정되는 온도값을 정상값으로 보정할 필요성이 존재한다.

이에 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 측정부(30) 및 제2 측정부(40)의 온도측정값을 좌표화한 후, 후술할 각도 변화에 따른 방사율 상관식을 도출하고 이를 좌표에 따른 온도 측정값에 적용하여 최종적으로 온도 보정값을 출력할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 관점에 따른 온도 측정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기강판용 열연소재의 온도 측정방법은 (a)전기강판용 열연소재의 상방에서 제1 측정부를 통해 상기 전기강판용 열연소재의 열적외선을 촬영하고, 전기강판용 열연소재의 측방에서 제2 측정부를 통해 상기 전기강판용 열연소재의 열적외선을 촬영하는 단계; 및 (b)상기 제1 측정부와 상기 제2 측정부의 측정값으로부터 상기 전기강판용 열연소재의 가장자리의 온도가 산출되도록 제어하는 단계;를 포함한다.

(b) 단계에 있어서, 상기 제1 측정부 및 제2 측정부의 온도측정값을 픽셀에서 좌표 기준으로 변환하여 좌표화하는 제1 단계와, 상기 제1 측정부에 수직인 지점의 방사율을 적용하여 상기 제1 측정부에서 측정된 상기 전기강판용 열연소재의 중심부 온도와 상기 제2 측정부에서 측정된 상기 전기강판용 열연소재의 중심부 온도가 일치하도록 각도 변화에 따른 방사율 상관식을 도출하는 제2 단계 및 상기 상관식에 의해 측정위치의 좌표에 따른 방사율을 적용하여 상기 제1 측정부 및 제2 측정부에서의 측정값으로부터 제1 측정부 및 제2 측정부의 온도 보정값을 출력하는 제3 단계를 포함한다.

제1 단계에 있어서, 상기 전기강판용 열연소재의 중심부의 좌표는 상기 소재의 상면 좌표상 폭의 중점에 해당하는 위치를 기준으로 판단하고, 상기 전기강판용 열연소재의 가장자리의 좌표는 상기 제2 측정부의 측정값에서 변곡점을 나타내는 위치를 기준으로 판단할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 전기강판용 열연소재의 상방에서 상기 전기강판용 열연소재의 열적외선을 촬영하는 제1 측정부;
   상기 전기강판용 열연소재의 측방에서 상기 전기강판용 열연소재의 열적외선을 촬영하는 제2 측정부; 및
   상기 제1 측정부 및 상기 제2 측정부의 측정값으로부터 상기 전기강판용 열연소재의 가장자리의 온도를 산출하는 제어부를 포함하되,
   상기 제어부는
   상기 제1 측정부 및 제2 측정부로부터 측정된 온도 측정값을 각각 좌표화한 후 좌표에 따른 방사율이 적용된 온도 보정값을 출력하여 최종적으로 상기 전기강판용 열연소재의 가장자리의 온도를 산출하도록 마련된,
   전기강판용 열연소재의 온도 측정장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 측정부는
   상기 전기강판용 열연소재를 안내하는 이송롤러의 상방에 고정되는 브라켓부; 및
   상기 브라켓부에 설치되며, 상기 전기강판용 열연소재의 중심부를 중심으로 열적외선을 촬영하는 제1 카메라를 포함하는,
   전기강판용 열연소재의 온도 측정장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 측정부는
   상기 전기강판용 열연소재의 일측 가장자리에서 방사되는 열적외선을 촬영하는 제2 카메라; 및
   상기 전기강판용 열연소재의 타측 가장자리에서 방사되는 열적외선을 촬영하는 제3 카메라를 포함하는,
   전기강판용 열연소재의 온도 측정장치.
4. (a)전기강판용 열연소재의 상방에서 제1 측정부를 통해 상기 전기강판용 열연소재의 열적외선을 촬영하고,전기강판용 열연소재의 측방에서 제2 측정부를 통해 상기 전기강판용 열연소재의 열적외선을 촬영하는 단계; 및
   (b)상기 제1 측정부와 상기 제2 측정부의 측정값으로부터 상기 전기강판용 열연소재의 가장자리의 온도가 산출되도록 제어하는 단계;를 포함하되,
   상기 (b) 단계는
   상기 제1 측정부 및 제2 측정부의 온도측정값을 픽셀에서 좌표 기준으로 변환하여 좌표화하는 제1 단계와,
   상기 제1 측정부에 수직인 지점의 방사율을 적용하여 상기 제1 측정부에서 측정된 상기 전기강판용 열연소재의 중심부 온도와 상기 제2 측정부에서 측정된 상기 전기강판용 열연소재의 중심부 온도가 일치하도록 각도 변화에 따른 방사율 상관식을 도출하는 제2 단계 및
   상기 상관식에 의해 측정위치의 좌표에 따른 방사율을 적용하여 상기 제1 측정부 및 제2 측정부에서의 측정값으로부터 제1 측정부 및 제2 측정부의 온도 보정값을 출력하는 제3 단계를 포함하는,
   전기강판용 열연소재의 온도 측정방법.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 제1 단계는
   상기 전기강판용 열연소재의 중심부의 좌표는 상기 소재의 상면 좌표상 폭의 중점에 해당하는 위치를 기준으로 판단하고,
   상기 전기강판용 열연소재의 가장자리의 좌표는 상기 제2 측정부의 측정값에서 변곡점을 나타내는 위치를 기준으로 판단하는,
   전기강판용 열연소재의 온도 측정방법.