TWI417392B - Internal temperature measuring device for coil and its method - Google Patents

Description

鋼捲內部測溫裝置及其方法

本發明是有關於一種鋼捲測溫裝置及其方法，特別是指一種鋼捲內部測溫裝置及其方法。

在鋼帶盤捲成鋼捲之後，為了進一步提昇鋼捲的品質，並消除鋼帶在盤捲過程中所殘留的應力，會將鋼捲送入封盒退火爐進行退火處理。由於鋼捲的體積龐大，且一般是多數個層疊於封盒退火爐內，因此鋼捲表面(熱點)的溫度並無法反應鋼捲內部(冷點)的實際溫度。所以必須針對鋼捲內部進行溫度量測，以確保鋼捲內外的退火品質一致。

參閱圖1，現有量測鋼捲內部溫度的方法是在退火製程時，先將多數個待退火鋼捲11，及一個與所述待退火鋼捲11種類、尺寸皆相同的報廢鋼捲12置入於一個封盒退火爐內，並預先在該報廢鋼捲12上鑽一個穿孔121，再將一個熱電偶件13伸入該報廢鋼捲12的穿孔121內，藉以達到量測該報廢鋼捲12內部溫度的目的。

由於該報廢鋼捲12的規格與尺寸是與所述待退火鋼捲11大致相同，再經由該報廢鋼捲12所量測到之冷點B的溫度，而能大致推算該待退火鋼捲11內部的溫度。

然而，由於鋼捲的規格與尺寸繁多，不一定剛好有與該待退火鋼捲11規格與尺寸相同的報廢鋼捲12可供使用。另外，報廢鋼捲12之所以會成為報廢鋼捲12，可能是在盤捲過程中不慎導致鋼帶斷裂，或是在其它製程中出差錯導致品質無法符合客戶要求，才會被報廢。所以報廢鋼捲12的導熱效果必然與品質穩定的待退火鋼捲11存在著相當差異，而且差異程度會依其報廢的原因而有所不同。如此品質不穩定的鋼捲，並不適合拿來作為測量溫度的依據。

因此，由於報廢鋼捲12必須對應待退火鋼捲11的規格及尺寸，且報廢鋼捲12的品質不穩定，無法作為有效的測溫依據，因此如何改善現有量測鋼捲內部溫度的方法，一直是本領域技術者持續改進的目標。

因此，本發明之目的，即在提供一種不需使用報廢鋼捲就能測量鋼捲內部溫度的鋼捲內部測溫裝置。

本發明之另一目的，就是在提供一種能更準確並能即時地測量鋼捲內部退火溫度的鋼捲內部測溫方法。

於是，本發明之鋼捲內部測溫裝置，適用於一個退火中的鋼捲，該鋼捲內部測溫裝置包含一個設置於該鋼捲內部的導片，及一個可以藉由該導片而伸置於該鋼捲內部的熱電偶件。

該導片具有一個設置於該鋼捲內部的本體，及一個形成於該本體上並可與外界相連通的第一溝槽。

該熱電偶件包括一個可以伸入該導片之第一溝槽以量測退火中之鋼捲內部溫度的測溫部，及一個耦接於外界並用以輸出溫度訊號的輸出部。

至於本發明之鋼捲內部測溫方法包含以下步驟：

(A)將至少一鋼帶間隔地環繞一條中心軸線層疊盤捲成至少一個鋼捲，該鋼捲具有相間隔地環繞於該中心軸線的一個內環繞面與一個外環繞面，及分別因層疊而形成於該內環繞面與該外環繞面兩側緣的一個第一側面與一個第二側面。

(B)在該鋼捲內部設置一測溫裝置，該測溫裝置包括一導片，及一熱電偶件，該導片具有一設置於該鋼捲內部的本體，及一形成於該本體上並能與外界相連通的第一溝槽，該熱電偶件具有一可以伸入該導片之第一溝槽的測溫部，及一連接於外界的輸出部。

(C)將該鋼捲置於一退火設備內以進行退火處理，並以該測溫裝置測量該鋼捲內部的溫度。

(D)將該熱電偶件的輸出部耦接於一用以控制該退火設備之退火溫度的溫控設備。

本發明之功效在於：藉由設置於該鋼捲內部的導片，及形成於該導片上的第一溝槽，使該熱電偶件的測溫部能伸入於該鋼捲內部。另外，在該鋼捲放置於退火設備內進行退火時，更能藉由該測溫裝置即時量測到該鋼捲內部的退火溫度。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之四個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2與圖3，本發明鋼捲內部測溫裝置4適用於一個退火中的鋼捲2，該鋼捲內部測溫裝置4的第一較佳實施例包含一個導片41，及一個熱電偶件42。

該鋼捲2定義有一條中心軸線L1，該鋼捲2則是由一片鋼帶層疊盤捲而成，並形成有相間隔地環繞於該中心軸線L1的一個內環繞面21與一個外環繞面22，及分別因層疊而形成於該內環繞面21與該外環繞面22兩側緣的一個第一側面23與一個第二側面24。並進一步定義該鋼捲2表面為較易受熱的熱點A，內部為較不易受熱的冷點B。特別說明的是，在本實施例中，該鋼帶的寬度為100cm，因此由該鋼帶盤捲而成的鋼捲2高度也是100cm，當然鋼捲2的規格與形狀為本領域技藝者所熟知，在本實施例中該鋼捲2只是用以搭配該導片41作說明，因此不多加贅述。

該導片41具有一個設置於該鋼捲2的內環繞面21與該外環繞面22之間的本體411，及一個形成於該本體411上並可顯露於該鋼捲2之第一側面23的第一溝槽412。該導片41定義有通過該本體411之幾何中心且相互垂直相交的一條第一直線L2與一條第二直線L3，另外，該第一直線L2是平行於該中心軸線L1。

特別說明的是，該導片41是在該鋼帶盤捲成鋼捲2的過程中置於該鋼帶上，並被盤捲入該鋼捲2內部，在本實施例中，該導片41是被設置於該鋼捲2內部，並通過該冷點B，當然該導片41的設置位置是可以依據實際使用需求進行調整。

該本體411具有位於該第二直線L3相反兩側的一個第一側邊414與一個第二側邊415，及位於該第一直線L2相反兩側的一個第三側邊416與一個第四側邊417。該導片41的本體411位於該第一直線L2上的厚度是大於該第三側邊416與該第四側邊417的厚度，另外，該第一溝槽412是由該第二直線L3朝該第一側邊414的方向延伸所形成。

該熱電偶件42包括一個可以伸入該導片41的第一溝槽412以量測退火中之鋼捲2內部溫度(冷點B)的測溫部421，及一個電連接於外界並用以輸出溫度訊號的輸出部422。

在本實施例中，該第一溝槽412是形成於該第一直線L2上，當然只要能使該熱電偶件42的測溫部421能伸置於該鋼捲2內部，並不限定該第一溝槽412於該本體411上的位置。另外，該導片41的本體411是以不鏽鋼材料所製成，當然只要退火時不會與該鋼捲2產生黏結的材質都可以轉用，不以材質為限。

特別說明的是，該導片41之本體411的長度與該鋼捲2的高度相同，因此在本實施例中，該導片41之本體411的長度為100cm、寬度為1cm、位於該第一直線L2上的厚度為2mm，另外，該第一溝槽412的長度為50cm、寬度為2mm，該第一溝槽412的寬度與厚度皆略大於該熱電偶件42的測溫部421。當然，該導片41與該第一溝槽412的尺寸可以依據該熱電偶件42的尺寸與實際使用情形而有所調整，並不以上述尺寸為限制。

由以上說明可以得知，本發明鋼捲內部測溫裝置4於實際使用時具有以下優點：

1.節省量測前的準備作業時間：該導片41是在鋼帶盤捲成鋼捲2的過程中同時置入該鋼捲2內部，因此在退火時，只需要直接將熱電偶件42伸置入該導片41的第一溝槽412內，就能藉此量測該鋼捲2內部的即時退火溫度。改善現有必須安排不同尺寸的報廢鋼捲並預先鑽洞，才能量測鋼捲2內部溫度的不便。

2.能直接量測退火中的鋼捲2：只要在不同尺寸的鋼捲2內設置不同尺寸的導片41，就可以針對每一個鋼捲2進行溫度的量測，能有效避免以報廢鋼捲間接測量而造成誤差，所得到的量測數據也較有可信度。

3.避免產生壓痕：由於該導片41的本體411位於該第三側邊416與該第四側邊417的厚度是小於該第一直線L2上的厚度，並藉此形成斜面，以避免該導片41於該鋼捲2上形成凸起壓痕，而影響鋼捲2品質。

4.導片41可以重覆使用：該導片41在退火時並不會與該鋼捲2產生黏結，因此可以在客戶使用完該鋼捲2之後，由客戶端回收該導片41，所以該導片41可以重覆使用，以節省成本並避免浪費。

參閱圖4與圖5，本發明鋼捲內部測溫裝置4的第二較佳實施例大致類似於該第一較佳實施例，不同之處在於：該導片41還具有一條形成於該本體411上並可顯露於該鋼捲2之第二側面24的第二溝槽413。該第一溝槽412與該第二溝槽413都是形成於該第一直線L2上，並分別由該第一側邊414與該第二側邊415朝該第二直線L3方向延伸所形成。該第二較佳實施例更藉由顯露於該鋼捲2之第二側面24的第二溝槽413，如此當該鋼捲2是以該第一側面23朝上時，該熱電偶件42的測溫部421可以由該導片41的第一溝槽412伸置入該鋼捲2內部以測量該冷點B的溫度；如果該鋼捲2是以該第二側面24朝上時，該熱電偶件42的測溫部421也能由該導片41的第二溝槽413以伸置入該鋼捲2內部測量溫度。相較於該第一較佳實施例，本第二較佳實施例由該鋼捲2的第一側面23或第二側面24都可以進行鋼捲2內部溫度量測，不必特地再將重達數十噸的鋼捲2翻面，因此在實際作業上更為方便。

參閱圖6與圖7，本發明鋼捲內部測溫裝置4的第三較佳實施例大致類似於該第二較佳實施例，不同之處在於：該第一溝槽412是形成於該第一直線L2與該第三側邊416之間，該第二溝槽413是形成於該第一直線L2與該第四側邊417之間，且該第一溝槽412與該第二溝槽413相互平行。藉由使該第一溝槽412與該第二溝槽413相互錯開的設計，在測量溫度時，從該鋼捲2的任一側面都能夠使該熱電偶件42伸置到該鋼捲2內部冷點B，可以更準確地量測到該鋼捲2冷點B的溫度。

參閱圖8與圖9，說明本發明鋼捲內部測溫方法之第一較佳實施例的各步驟。特別說明的是，在本實施例中是以三個鋼捲2與二個測溫裝置4相配合作說明，當然鋼捲2與測溫裝置4也可以是一個或是其它數量。另外，在圖8中，下方的鋼捲2是以該第二側面24朝向上方，而中間的鋼捲2是以該第一側面23朝向上方。

如圖9步驟91所示，每一個鋼捲2是由一片鋼帶間隔地環繞一條中心軸線L1層疊盤捲而成，每一個鋼捲2的態樣與本發明鋼捲內部測溫裝置的第一較佳實施例中所敘述的態樣大致相同，所以在此不再重複描述。

再如步驟92，每一個測溫裝置4包括一個導片41，並在盤捲的過程中將每一個導片41設置於相對應的鋼捲2內部。特別說明的是，在本發明鋼捲內部測溫方法的第一較佳實施例中，是使用本發明鋼捲內部測溫裝置4的第三較佳實施例中的導片41作說明，該導片41具有形成於該本體411上並相互錯開的第一溝槽412與第二溝槽413。當然，也可以使用本發明鋼捲內部測溫裝置4的第一較佳實施例或第二較佳實施例的導片41。

每一個測溫裝置4還包括一個熱電偶件42，每一個導片41具有一個設置於相對應鋼捲2內部的本體411，及分別形成於該本體411上並可顯露於相對應鋼捲2之第一側面23與第二側面24的第一溝槽412與第二溝槽413。該熱電偶件42具有一個可以伸入該導片41之第一溝槽412或第二溝槽413的測溫部421，及一個連接於外界的輸出部422。

接著，如步驟93，將所述鋼捲2層疊放置於一個退火設備5內以進行退火，並在每兩個相鄰層疊的鋼捲2之間設置一個間隔板52。如圖10所示，每一個間隔板52具有一個中央環521、八個相間隔地延伸自該中央環521外壁面的隔板部522，及八個形成於每兩相鄰的隔板部522之間的線槽部523。每一個熱電偶件42的輸出部422藉由每一個間隔板52的任一個線槽部523所形成的空間連接至外界。

再參閱圖8，特別說明的是，在本實施例中，該退火設備5是以一個封盒退火爐作說明，當然也可以將該測溫裝置4應用於其它的退火設備5上。另外，所述間隔板52主要是用以將所述鋼捲2隔開，以提升退火效率，然而，所述間隔板52的設置態樣為本領域技藝者所熟知，所以在此不再多加贅述。

再參閱圖8與圖9，如步驟94，將所述熱電偶件42的輸出部422耦接至一個溫控設備6，該溫控設備6更電連接於該退火設備5，以藉由該測溫裝置4所測得退火時鋼捲2內部(冷點B)的溫度，即時調整該退火設備5的退火溫度。

綜上所述，本發明鋼捲內部測溫裝置4藉由形成於該導片41上的第一溝槽412與第二溝槽413，使該熱電偶件42能直接量測該鋼捲2內部的退火溫度，並藉由斜面設計，避免該導片41在該鋼帶上形成凸起壓痕。且該導片41在退火時不會黏結於該鋼捲2上，因此能由客戶端回收用過的導片41以重覆使用，避免浪費。另外，本發明鋼捲內部測溫方法是藉由該測溫裝置4與該鋼捲2相配合以達到即時量測退火中的鋼捲2內部溫度，可以節省退火前的前置作業，以改善現有在報廢鋼捲上鑽洞以量測鋼捲2內部測溫方法，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2．．．鋼捲

21．．．內環繞面

22．．．外環繞面

23．．．第一側面

24．．．第二側面

4．．．測溫裝置

41．．．導片

411．．．本體

412．．．第一溝槽

413．．．第二溝槽

414．．．第一側邊

415．．．第二側邊

416．．．第三側邊

417．．．第四側邊

42．．．熱電偶件

421．．．測溫部

422．．．輸出部

5．．．退火設備

52．．．間隔板

521．．．中央環

522．．．隔板部

523．．．線槽部

6．．．溫控設備

L1．．．中心軸線

L2．．．第一直線

L3．．．第二直線

A．．．熱點

B．．．冷點

91~94．．．步驟

圖1是一示意圖，說明現有量測鋼捲內部溫度的方法；

圖2是一立體圖，說明本發明鋼捲內部測溫裝置的第一較佳實施例；

圖3是一立體圖，輔助說明圖2；

圖4是一側視圖，說明本發明鋼捲內部測溫裝置的第二較佳實施例；

圖5是一立體圖，輔助說明圖4；

圖6是一立體圖，說明本發明鋼捲內部測溫裝置的第三較佳實施例；

圖7是一立體圖，輔助說明圖6；

圖8是一示意圖，說明本發明鋼捲內部測溫方法的第一較佳實施例；

圖9是一流程圖，輔助說明本發明鋼捲內部測溫方法的第一較佳實施例；及

圖10是一俯視圖，輔助說明本發明鋼捲內部測溫方法之第一較佳實施例的間隔板與熱電偶件之設置態樣。

2．．．鋼捲

21．．．內環繞面

22．．．外環繞面

23．．．第一側面

24．．．第二側面

4．．．測溫裝置

41．．．導片

411．．．本體

412．．．第一溝槽

42．．．熱電偶件

421．．．測溫部

422．．．輸出部

L1．．．中心軸線

A．．．熱點

B．．．冷點

Claims (8)

1. 一種鋼捲內部測溫裝置，適用於一退火中的鋼捲，該鋼捲定義有一中心軸線，該鋼捲是由一鋼帶間隔地環繞該中心軸線層疊盤捲而成，該鋼捲並形成有相間隔地環繞於該中心軸線的一內環繞面與一外環繞面，及分別因層疊而形成於該內環繞面與該外環繞面兩側緣的一個第一側面與一個第二側面，該鋼捲內部測溫裝置包含：一導片，具有一設置於該鋼捲內部的本體，及一形成於該本體上並可以與外界相連通的第一溝槽，該本體是設置於該內環繞面與該外環繞面之間，且該第一溝槽是可顯露於該鋼捲的第一側面；以及一熱電偶件，包括一可以伸入該導片之第一溝槽以量測退火中之鋼捲內部溫度的測溫部，及一耦接於外界並用以輸出溫度訊號的輸出部。
2. 依據申請專利範圍第1項所述的鋼捲內部測溫裝置，其中，該導片定義有通過該本體的幾何中心且相互垂直相交的一條第一直線與一條第二直線，該第一直線平行於該中心軸線，該本體具有位於該第二直線相反兩側的一第一側邊與一第二側邊，及位於該第一直線相反兩側的一第三側邊與一第四側邊，該第一溝槽是由該第二直線朝該第一側邊的方向延伸所形成。
3. 依據申請專利範圍第2項所述的鋼捲內部測溫裝置，其中，該導片還具有一由該第二側邊朝該第二直線方向延伸並可顯露於該鋼捲之第二側面的第二溝槽，該第二溝 槽與該第一溝槽相互平行於該第一直線，且相互錯開地形成於該導片的本體上。
4. 依據申請專利範圍第3項所述的鋼捲內部測溫裝置，其中，該導片之本體是以不鏽鋼材料製成，該導片之第一側邊與該第二側邊分別是切齊於該鋼捲的第一側面與該第二側面，該第三側邊與該第四側邊上的厚度是小於該第一直線上的厚度。
5. 一種鋼捲內部測溫方法，並包含以下步驟：(A)將至少一鋼帶間隔地環繞一條中心軸線層疊盤捲成至少一個鋼捲，該鋼捲具有相間隔地環繞於該中心軸線的一個內環繞面與一個外環繞面，及分別因層疊而形成於該內環繞面與該外環繞面兩側緣的一個第一側面與一個第二側面；(B)在該鋼捲內部設置一測溫裝置，該測溫裝置包括一導片，及一熱電偶件，該導片具有一設置於該鋼捲內部的本體，及一形成於該本體上並能與外界相連通的第一溝槽，該熱電偶件具有一可以伸入該導片之第一溝槽的測溫部，及一連接於外界的輸出部；(C)將該鋼捲置於一退火設備內以進行退火處理，並以該測溫裝置測量該鋼捲內部的溫度；以及(D)將該熱電偶件的輸出部耦接於一用以控制該退火設備之退火溫度的溫控設備。
6. 依據申請專利範圍第5項所述的鋼捲內部測溫方法，其中，在該步驟(B)中，該導片還具有一形成於該本體 上並可顯露於該鋼捲之第二側面的第二溝槽。
7. 依據申請專利範圍第6項所述的鋼捲內部測溫方法，其中，在該步驟(C)中，當鋼捲數量為多數時，所述鋼捲是層疊放置於該退火設備內，並在每兩個相鄰層疊的鋼捲之間設置一間隔板。
8. 依據申請專利範圍第7項所述的鋼捲內部測溫方法，其中，在該步驟(C)中，每一個間隔板具有一中央環、多數個相間隔地延伸自該中央環外壁面的隔板部，及多數個形成於每兩相鄰的隔板部之間的線槽部，每一個熱電偶件的輸出部是沿著每一個間隔板的任一個線槽部連接至該溫控設備。