(57)【要約】【課題】誘導加熱装置の負荷試験等において、実操業に対応した高速度で移動する鋼板の温度を簡便に精度良く測定することができる鋼板の温度測定方法を提供する。【解決手段】搬送ロール４によって搬送されながら誘導加熱装置２で誘導加熱される鋼板１に熱電対３の接点が取り付けられているとともに、鋼板１の上流側の搬送ロール４上に、鋼板１の移動に同期して移動する木材板製の台座６が載置されており、その台座６上に載せられている温度記録装置５に熱電対３の補償導線３ａが接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送テーブル上を移動しながら誘導加熱装置によって加熱される鋼板の温度を測定する鋼板の温度測定方法であって、前記鋼板に熱電対を取り付け、前記鋼板が移動する搬送テーブル上に前記鋼板の移動に同期して移動する台を載置し、該台の上に前記熱電対と補償導線で繋がれた温度記録装置を載せることを特徴とする鋼板の温度測定方法。
【請求項２】
熱電対を取り付けた鋼板と温度記録装置を載せた台との距離を前記誘導加熱装置からの電磁気の影響を受けない距離とすることを特徴とする請求項１に記載の鋼板の温度測定方法。
【請求項３】
熱電対を取り付けた鋼板と温度記録装置を載せた台とを連結部材で連結することを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼板の温度測定方法。
【請求項４】
前記連結部材は、鋼板側が耐熱材料で形成され、台側が非磁性材料で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の鋼板の温度測定方法。
【請求項５】
請求項１に記載の鋼板の温度測定方法を用いて鋼板の温度を測定する際に、熱電対が取り付けられている位置の鋼板の温度を非接触式温度測定手段で測定することによって、該非接触式温度測定手段の校正を行うことを特徴とする温度校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱される鋼板の温度を精度良く測定するための鋼板の温度測定方法及びそれを用いた温度校正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の鋼板の熱処理、例えば、焼き入れ焼戻し熱処理について、特に焼戻し熱処理においては、通常の場合、鋼板は燃焼器を熱源としたバッチ式加熱炉あるいは連続式加熱炉によって一定の温度まで鋼板を加熱することで実施されている。
【０００３】
このような鋼板の焼き入れ焼戻し熱処理（焼き入れ焼戻し加工）については、ＪＩＳ  Ｂ  ６９１３に規定されており、ここでいうバッチ式加熱炉あるいは連続式加熱炉は、その６．３ｃ）に記載されている雰囲気炉や連続式焼戻設備に相当する。
【０００４】
この焼き入れ焼戻し熱処理に用いる加熱設備については、ＪＩＳ  Ｂ  ６９１３の６．１ａ）において、「加熱設備は、有効加熱帯内で加工材料を加熱する時、保持温度が目的温度に対して、ＪＩＳ  Ｂ  ６９０１に規定する保持温度許容差のいずれかのクラスの許容差内に保持及び調整できなければならない。」と規定されており、同６．３ａ）において、焼戻加熱設備についても同様の規定がなされている。そして、ＪＩＳ  Ｂ  ６９０１の６において、「有効加熱帯（熱処理の目的に応じて、加工材料を温度許容範囲内に保持できる加熱設備における装入領域）の温度測定は、無負荷試験（加工材料を加熱設備に装入しないで、有効加熱帯の温度測定を行う試験）による。」と規定されている。
【０００５】
近年、バッチ式加熱炉あるいは連続式加熱炉に代えて、誘導加熱装置を用いて鋼板の熱処理を行うことがなされるようになってきたが、ＪＩＳ  Ｂ  ６９１３では、その３．ｄ）において、加熱設備とは、「金属熱処理設備において、熱処理を行なうために、加工材料を加熱する設備」と規定しているので、誘導加熱装置もＪＩＳ  Ｂ  ６９１３でいう加熱装置に該当することになる。
【０００６】
しかし、誘導加熱装置を用いて焼戻し等の熱処理を行なう場合、誘導加熱装置そのものの温度が上がる訳ではないため、誘導加熱装置については、ＪＩＳ  Ｂ  ６９１３の３．ｄ）で規定されている無負荷試験では運用できない。したがって、誘導加熱装置については、ＪＩＳ  Ｂ  ６９１３の３．ｇ）に規定されている負荷試験（加工材料又はこれに代わるものを加熱設備に装入して、有効加熱帯及び有効熱処理帯の温度測定を行う試験）を行なうことになる。
【０００７】
通常、誘導加熱装置で鋼板を加熱する場合は、鋼板を停止して加熱する停止加熱方式と、鋼板自体移動させながら加熱を順次行なう連続加熱方式があるが、前述の負荷試験を連続加熱方式で行うには、移動している高温の鋼板の温度を測定する必要がある。
【０００８】
移動している高温の材料の温度を測定する方法としては、放射温度計や特許文献１に記載されているような光電変換素子を用いた表面温度測定装置によって、非接触で材料の表面温度を測定する方法が容易であるが、誘導加熱装置の負荷試験においては、信頼性等から熱電対による方法が望まれている。
【０００９】
したがって、これまでは、誘導加熱装置の負荷試験は、図４に示すような方法で行われていた。すなわち、図４に示すように、搬送ロール４上を移動しながら誘導加熱装置２で加熱される負荷試験用鋼板１に熱電対３を取り付けておき、補償導線３ａで搬送ライン外に取り出して、その補償導線３ａを温度記録装置５に繋いでいた。その際、補償導線３ａが絡まったり、熱電対３の接点不良や断線を生じたりするのを防止するために、負荷試験用鋼板１の移動に合わせて、作業員１０が補償導線３ａを送り出したり、あるいは、引いたりしていた。
【特許文献１】特開平０６−２２９８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、誘導加熱装置の負荷試験において、作業員１０が負荷試験用鋼板１の移動に合わせて補償導線３ａの送り出し等を行うにしても、実操業のような２０ｍｐｍを超える搬送速度だと、作業員１０の対応が追い付かず、補償導線３ａが絡まったり、熱電対３の接点不良や断線を生じたりするのを防止するのは困難であり、精度の良い温度測定を行うことができなかった。
【００１１】
したがって、誘導加熱装置の負荷試験では、負荷試験用鋼板１の搬送速度を作業員１０が対応できるような遅い速度にせざるを得ず、負荷試験の搬送速度と実操業の搬送速度に差が生じ、負荷試験が実操業の完全な再現ではないことが多かった。
【００１２】
また、実操業の搬送速度に対応できるように、２０ｍｐｍを超える搬送速度で移動する負荷試験用鋼板１に合わせて補償導線３ａを送り出すことができる機構を備えた専用の装置を用いることが考えられるが、負荷試験は頻繁に実施される訳ではなく、そのような専用の装置を常設することは不経済である。
【００１３】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、誘導加熱装置の負荷試験等において、実操業に対応した高速度で移動する鋼板の温度を簡便に精度良く測定することができる鋼板の温度測定方法を提供するものである。また、その温度測定方法を用いた温度校正方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１５】
［１］搬送テーブル上を移動しながら誘導加熱装置によって加熱される鋼板の温度を測定する鋼板の温度測定方法であって、前記鋼板に熱電対を取り付け、前記鋼板が移動する搬送テーブル上に前記鋼板の移動に同期して移動する台を載置し、該台の上に前記熱電対と補償導線で繋がれた温度記録装置を載せることを特徴とする鋼板の温度測定方法。
【００１６】
［２］熱電対を取り付けた鋼板と温度記録装置を載せた台との距離を前記誘導加熱装置からの電磁気の影響を受けない距離とすることを特徴とする前記［１］に記載の鋼板の温度測定方法。
【００１７】
［３］熱電対を取り付けた鋼板と温度記録装置を載せた台とを連結部材で連結することを特徴とする前記［１］又は［２］に記載の鋼板の温度測定方法。
【００１８】
［４］前記連結部材は、鋼板側が耐熱材料で形成され、台側が非磁性材料で形成されていることを特徴とする前記［３］に記載の鋼板の温度測定方法。
【００１９】
［５］前記［１］に記載の鋼板の温度測定方法を用いて鋼板の温度を測定する際に、熱電対が取り付けられている位置の鋼板の温度を非接触式温度測定手段で測定することによって、該非接触式温度測定手段の校正を行うことを特徴とする温度校正方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明においては、誘導加熱装置の負荷試験等のように、搬送テーブル上を移動しながら誘導加熱装置によって加熱される鋼板の温度を測定するに際して、鋼板に熱電対を取り付け、その鋼板の移動に同期して搬送テーブル上を移動する台に温度記録装置を載せるようにしたので、熱電対と温度記録装置を繋ぐ補償導線を鋼板の移動に合わせて送り出したり引き戻したりする必要がなく、実操業に対応した２０ｍｐｍを超えるような高速度で鋼板を移動させても、鋼板の温度を簡便に精度良く測定することができる。
【００２１】
また、上記において、熱電対が取り付けられている位置の鋼板の温度を放射温度計等の非接触式温度測定手段で測定して、その放射温度計等を校正するようにしているので、例えば、実操業で用いる生産管理用の放射温度計を実生産条件のもとで校正できるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は本発明の一実施形態を示す側面図である。
【００２３】
図１において、鋼板１は１つのインダクターからなる誘導加熱装置２の負荷試験用鋼板である。鋼板１は搬送ロール４によって搬送されながら誘導加熱装置２で誘導加熱されることで、鋼板１全体が所定の温度まで加熱される。
【００２４】
鋼板１には、熱電対３の接点が取り付けられており、熱電対３は、補償導線３ａにより延長されて、その信号を温度へ変換して記録する温度記録装置５に接続されている。
【００２５】
そして、この実施形態においては、鋼板１の上流側の搬送ロール４上に、鋼板１の移動に同期して移動する木材板製の台座６が載置されており、その台座６上に温度記録装置５が載せられている。
【００２６】
その際、鋼板１と台座６は、搬送ロール４を同期回転させて両者の間隔を保ちながら移動するようになっているが、ここでは、微小なズレを吸収するために、両者は連結棒７で結ばれている。
【００２７】
連結棒７は、誘導加熱される鋼板１の近傍は鋼製として、高温にさらされても強度を保つようにし、台座６側に向かって途中から、誘導加熱されにくい非磁性のアルミ製にしている。
【００２８】
なお、厚鋼板のように質量が大きい鋼板を誘導加熱する誘導加熱装置の場合には、大電力の装置となるために、その負荷試験を行なう際に、誘導加熱装置からの電磁気的ノイズが大きく、鋼板１と台座６の間の距離が近いと、その電磁気的ノイズの影響を温度記録装置５が受けて、温度測定そのものが困難になるという問題がある。
【００２９】
また、鋼板１と台座６の間の距離が近いと、鋼板１が誘導加熱装置２で誘導加熱されている時に、その熱輻射で温度記録装置５が加熱されるという問題もある。
【００３０】
そこで、ここでは、鋼板１と台座６の間の距離（すなわち、連結棒７の長さ）は、鋼板１を加熱中の誘導加熱装置２の発する電磁気的なノイズの影響を台座６上の温度記録装置５が温度測定中に受けない距離（電磁気的影響回避距離）と、鋼板１を加熱中の誘導加熱装置２の輻射熱で台座６上の温度記録装置５が加熱されない距離（熱的影響回避距離）とのいずれか大きい方を選択するようにしている。
【００３１】
ちなみに、種々の条件のもとで、実際に両者の距離を算出して比較してみたが、厚鋼板用の誘導加熱装置の場合には、通常、電磁気的影響回避距離の方が熱的影響回避距離より大きかった。そして、例えば、厚さ２５ｍｍ×幅５００ｍｍの厚鋼板を出力３ＭＷで誘導加熱する場合には、電磁気的影響回避距離は約２ｍであった。
【００３２】
上記の負荷試験用鋼板の大きさは、厚鋼板用の誘導加熱装置について試験を行うための下限の断面寸法である。通常、厚鋼板用の誘導加熱装置の場合は、出力３ＭＷ以上で誘導加熱を行うことになるので、厚鋼板用の誘導加熱装置の場合、電磁気的影響を回避するためには、熱電対を取付けた厚鋼板と温度記録装置を載せた台との距離を２ｍ以上にすることが必要である。
【００３３】
また、台座６上で温度記録装置５の向きを選択できるようであれば、温度記録装置５を誘導加熱装置２からの電磁気的なノイズの影響を受け難い方向に向けて設置してもよい。
【００３４】
なお、この実施形態では、鋼板１と台座６は連結棒７で連結しているが、鋼板１と台座６を同期して搬送する精度が十分であれば連結棒７は必要ない。
【００３５】
この実施形態における鋼板の温度測定手順を、図２を参照しながら説明する。
【００３６】
（１）まず、誘導加熱装置２を起動し、誘導加熱装置２に向けて鋼板１と台座６が所定の搬送速度で搬送される。
【００３７】
（２）そして、図２（ａ）に示すように、鋼板１が誘導加熱装置２を通過しながら誘導加熱される。
【００３８】
（３）そして、図２（ｂ）に示すように、鋼板１が誘導加熱装置２を通過し終わったら、直ちに誘導加熱装置２の出力を落して、電磁気的なノイズの発生と輻射熱の発生を抑止する。この時、出力は完全にゼロとしてもよいし、誘導加熱装置２の回路保護のために、最小の出力としてもよい。また、鋼板１の逆送、順送を繰り返しながら、鋼板１のみを加熱することを繰り返してから、誘導加熱装置２の出力を落すようにしても良い。
【００３９】
（４）その後、出力を落した誘導加熱装置２を台座６が通過する。あるいは、逆送させても良い。
【００４０】
（５）最後に、誘導加熱装置２を通過し終わった、あるいは逆送し終わった台座６上の温度記録装置５から測定データを取り出す。
【００４１】
（６）なお、必要に応じて、誘導加熱中に、熱電対３が取り付けられている位置の鋼板１の温度を生産管理用の放射温度計（図示せず）で測定して、その放射温度計の校正を行う。
【００４２】
上記のようにすることによって、誘導加熱装置２からの電磁気的なノイズと輻射熱の影響を温度記録装置５が受けることなく、鋼板１の加熱中の温度及び加熱終了後の最高温度を精度良く測定することができる。
【００４３】
また、生産管理用の放射温度計を実生産条件のもとで校正することができる。
【００４４】
なお、この実施形態においては、搬送テーブル４上で鋼板１の下流側に台座４を配置しているが、場合によっては、鋼板１の上流側に台座４を配置してもよい。その場合は、誘導加熱装置２の出力を落した状態で台座６を通過させ、その後、誘導加熱装置２を所定の出力に上げることになる。
【００４５】
以上のようにして、この実施形態においては、搬送テーブル４上を移動しながら誘導加熱装置２によって加熱される鋼板１の温度を測定するに際して、鋼板１に熱電対３を取り付け、鋼板１に連結棒７で連結されて搬送テーブル４上を同期して移動する台座６に温度記録装置５を載せるようにしたので、熱電対３と温度記録装置６を繋ぐ補償導線３ａを鋼板１の移動に合わせて送り出したり引き戻したりする必要がなく、実操業に対応した２０ｍｐｍを超えるような高速度で鋼板１を移動させても、鋼板１の温度を簡便に精度良く測定することができる。
【００４６】
また、鋼板１と台座６の間の距離を、鋼板１を加熱中の誘導加熱装置２の発する電磁気的なノイズの影響及び輻射熱の影響を台座６上の温度記録装置５が受けない距離にするとともに、加熱終了後直ちに誘導加熱装置２の出力を落とすようにしているので、誘導加熱装置２からの電磁気的なノイズと輻射熱の影響を温度記録装置５が受けることを回避しながら、加熱中の鋼板１の温度及び加熱終了後の最高温度を精度良く測定することができる。
【００４７】
また、図３に示すように、第１の誘導加熱装置２ａと第２の誘導加熱装置２ｂを直列に配置し、鋼板１を２台の誘導加熱装置２ａと２ｂを連続的に通過させて誘導加熱する場合でも適用することができる。
【００４８】
その際には、鋼板１と台座６の間の距離を、鋼板１を加熱中の２台の誘導加熱装置２ａ、２ｂの発する電磁気的なノイズの影響及び輻射熱の影響を台座６上の温度記録装置５が受けない距離にする。
【００４９】
例えば、第１の誘導加熱装置２ａと第２の誘導加熱装置２ｂの距離が１０ｍの場合には、連結棒７の長さを１２ｍとすることによって、鋼板１が第２の誘導加熱装置２ｂを通過し終わった時の、第１の誘導加熱装置２ａと台座６の間の距離が２ｍとなり、誘導加熱装置２ａ、２ｂの発する電磁気的なノイズの影響及び輻射熱の影響を台座６上の温度記録装置５が受けない距離を確保することができる。
【００５０】
なお、この実施形態においては、ＪＩＳに規定されている誘導加熱装置の負荷試験を前提にして説明しているが、負荷試験でなくとも、移動しながら誘導加熱装置で加熱される鋼板の温度を測定する場合に適用することができることはいうまでもない。
【実施例】
【００５１】
本発明の実施例として、厚さ２５ｍｍ、幅５００ｍｍ、長さ４０００ｍｍの負荷試験用鋼板１を用いて誘導加熱装置の負荷試験を行い、温度測定におけるノイズレベル（測定温度の振れ幅）を調査した。
【００５２】
本発明例１〜６として、図１に示した実施形態によって誘導加熱装置２の負荷試験を実施した。その際に、本発明例１〜６の間で負荷試験用鋼板１の搬送速度と連結棒７の長さを変更した。
【００５３】
また、本発明例７として、図３に示したような２台の誘導加熱装置２ａ、２ｂを直列に配置した場合での負荷試験を実施した。その際、第１の誘導加熱装置２ａと第２の誘導加熱装置２ｂの距離を１０ｍ、連結棒７の長さを１２ｍとした。
【００５４】
また、従来例１〜３として、図４に示した方法によって誘導加熱装置２の負荷試験を実施した。その際に、従来例１〜３の間で負荷試験用鋼板１の搬送速度を変更した。
【００５５】
その結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
2006177788.tif 000003
【００５７】
表１に示すように、本発明例では、実操業のような２０ｍｐｍ超〜２００ｍｐｍの搬送速度においても、ノイズレベル（温度振れ幅）が低く、精度良く測定できていることが分かる。
【００５８】
これに対して、従来例では、実操業のような２０ｍｐｍ超の搬送速度においては、搬送速度２５ｍｐｍで熱電対の接点不良による大きなノイズが発生し、搬送速度３０ｍｐｍで熱電対の断線が生じた。
【００５９】
これによって、本発明の効果が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態における温度測定手順を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における他の例を示す図である。
【図４】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  負荷試験用鋼板
２  誘導加熱装置
２ａ、２ｂ  誘導加熱装置
３  熱電対接点
３ａ  補償導線（あるいは熱電対）
４  搬送ロール
５  温度記録装置
６  台座
７  連結棒
１０  作業員
【図１】
2006177788.tif 000004
【図２】
2006177788.tif 000005
【図３】
2006177788.tif 000006
【図４】
2006177788.tif 000007