(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属被測定体の下方に温度計本体を収容した函体を設け、前記函体に前記温度計本体により前記金属被測定体下面の温度を測定するための開口部を設け、該開口部の金属被測定体下面に対向する側に筒体を連通接続し、前記函体及び筒体に空気供給口を有する金属被測定体の下面温度測定装置であって、
該筒体の空気供給口からの空気の供給により開放し、該空気の供給の停止により閉鎖する上部シャッターを、前記筒体の金属被測定体の下面に対向する開口部に設けると共に、前記函体の開口部を開閉するための下部シャッターを設けたことを特徴とする金属被測定体の下面温度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は温度測定装置に関し、具体的には圧延工程中における鋼片、鋼板、形鋼などの金属被測定体の下面温度を、下面側から測定する測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、鋼板や形鋼などに対する強度、靭性など材質の優れたものが求められる一方、これらの形状についても要求が厳しくなっている。このため、圧延中の鋼材の温度に応じて圧下率を制限する制御圧延や、圧延中あるいは圧延後の冷却において冷却速度を制御する制御冷却などにより、鋼材の組織を調整し、材質の向上を図る技術が多く採用されている。また、圧延後の冷却を鋼材の上下面の冷却条件を制御して上下面の温度差を解消して、この温度差に起因する冷却終了後の曲がりや、反り等の形状不良の発生を防止することも多く実施されている。
【０００３】
これら鋼材の上下面の温度差に起因する材質の不均一や、形状不良の発生を防止するために、上下面の温度差を精度良く測定し、把握する必要がある。
【０００４】
しかしながら、圧延工程においては、鋼板の冷却やスケール除去のための冷却水や、圧延ロールの冷却水が供給されており、圧延工程の周辺には冷却水、スケール等か飛散し、粉塵、水蒸気などが多く浮遊して存在している。
【０００５】
また、これに続く冷却工程においても、水滴や水蒸気が極めて多く浮遊している。このような環境の中で鋼板の温度を精度良く測定するために、高温、水分および粉塵から温度測定装置を保護する方策が従来から講じられてきた。
【０００６】
特に、鋼板の下面温度を測定する測温装置の場合は、鋼板下面に対して対向してその視野を開く必要があり、鋼板に供給される冷却水の水滴、スケール、粉塵などが直接、温度計やそのレンズに付着し易いため、正確な温度の測定が妨げられることになる。
【０００７】
図４は、圧延工程中における形鋼や鋼板などの金属被測定体の温度を下面から測定する状況を示したものである。金属被測定体１（以下の説明においては、鋼板をもって代表させる。）は、ローラー２により支持、搬送される。ローラー２の間に測温装置３がその測定方向を鋼板の下面に対向するようにして設けられ、鋼板の温度を下面側から測定するようにしている。この温度は、鋼板全体を代表温度として、あるいは鋼板下面の温度として、上記の制御に際して活用されている。
【０００８】
実公昭６０−３８２０１号公報には、図5に示すように、下面温度を測定するに際し、被測定体からの放射をレンズ５１で集光し温度測定する温度計本体５０と、この温度計本体５０上方に固定され、中央に穴５８’を有する隔壁５８の複数個により複数の部屋に仕切られ、この複数の部屋のそれぞれにドレン穴５３を有し、中央に穴５７’を有する蓋５７が先端に装着された視管５６と、この視管内に高圧空気を供給するこの視管の下部に接続されたパージエア供給手段５５とからなる放射温度計５４が開示されており、上記の複数の隔壁の穴からパージエア流Aが高速に吹き上がるようにして、温度計のレンズに水滴などが落下するのを防止するようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の放射温度計は、被測定体の下面温度測定時に、視管の穴からのパージエアーを吹き出すことにより、水滴、スケールなどが温度計に落下、付着するのを防止するものであるが、上述のように、鋼板の温度を測定する周辺環境には粉塵や水蒸気が浮遊しており、被測定体の温度を測定する時以外でも、常時、大量のパージエアを流しておかなければ、粉塵や水滴が温度測定装置に付着する恐れがあり、また、常時大量のパージエアを流しつづけることは省エネルギーの観点からも好ましくない。さらに、測定待機中にも高温の鋼板からの輻射熱に曝されることになり温度計本体にとって好ましくない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その要旨とするところは以下の通りである。
【００１１】
金属被測定体の下方に温度計本体を収容した函体を設け、前記函体に前記温度計本体により前記金属被測定体下面の温度を測定するための開口部を設け、該開口部の金属被測定体下面に対向する側に筒体を連通接続し、前記函体及び筒体に空気供給口を有する金属被測定体の下面温度測定装置であって、
該筒体の空気供給口からの空気の供給により開放し、該空気の供給の停止により閉鎖する上部シャッターを、前記筒体の金属被測定体の下面に対向する開口部に設けると共に、前記函体の開口部を開閉するための下部シャッターを設けたことを特徴とする金属被測定体の下面温度測定装置。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の温度測定装置を、本発明の実施例の図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図1は、本発明の温度測定装置の一実施例の装置の正面概略図であり、図２は、本発明の温度測定装置の一実施例の装置の側面概略図である。
【００１４】
図1、図2において、本発明の温度測定装置は、温度計本体４と、この温度計本体４を収納し、かつその上方に開口部１５を有すると共に空気供給口１８を有する函体５と、この函体の上部に設けられ、空気供給口１９と上部開口部１７設けた上部シャッター１０とを有する筒体６と、函体５と筒体６の間に設けられた下部シャッター７とから基本的に構成されている。
【００１５】
函体５の上部には、開口部１５を設けた蓋板８が設けられ、筒体６の下部には下部開口部１６を設けた底板９が設けられている。なお、蓋体8は函体５と、底板9は筒体６と一体に構成する構造としても良い。この底板９と蓋板８との間にシャッター７が進退可能に設けられている。シャッターは、蓋板及び底板の開口部１５，１６を進退により閉鎖し、また開放するに十分な幅と長さを有しており、その一端は、これを進退させる開閉装置２６と連結されている。例えば図１のように、底板９の下面は、シャッターの一端側から他端側、すなわちシャッターの他端が開口１５，１６を進出方向において閉鎖するに十分な位置、までの長さにわたり、かつシャッターの幅、厚さに対して若干の余裕を持った厚さ、幅、厚さで切欠かれており、これによって形成された底板９と蓋板８との空隙をシャッター７が進退する。図１では、底板９の下面を切り欠いたが、蓋板の上面、或いは底板の下面と蓋板の上面双方に切り欠きを設けてシャッターが進退する空隙設けても良いが、シャッターが進退可能となればよく、これらに限定されない。
【００１６】
開閉装置２６は、油圧、空気圧などのシリンダー、或いはモーター、電磁シリンダーなど各種の駆動装置を使用することができる。また、シャッター７には、近接スイッチ２７を設けてシャッターの進退量を制御することが好ましい。
【００１７】
函体５には、温度計本体４が、支持体１４により函体５に固定されている。
【００１８】
温度計本体４は、光ファイバー温度計、放射温度計など、非接触型の温度計であれば良く、これに限定されない。また函体5には、函体内の雰囲気を一定に維持するための空気供給口１８が設けられている。温度計本体には、温度計への測定を指示し、測定結果を送信する測定ケーブル２４、温度計のレンズ部等を保護するための計装用エアの供給管２３が取り付けられている。また、函体の底部には水抜口２５が設けられている。
【００１９】
この函体５の上部には、筒体6が取り付けられている。筒体６は、下部筒体６ｂとその上方に取り付けられた上部筒体６ａとから構成されている。
【００２０】
下部筒体６ｂの下端には、上述のように下部開口部１６を有する底板９が設けられており、シャッターの進退を支持する部材を構成している。また、下部筒体６ｂには、後述する上部シャッター開閉用の空気供給口１９が設けられている。この空気供給口１９から供給される空気は、シャッターの開閉動作のためであるので、シャッターの近傍に設けても良いが、筒体の内部への粉塵、水滴等の侵入を防止する観点からは、空気供給口は筒体の下部に設けることが好ましい。また、粉塵や水滴等が上部開口部１７から進入するのを効率よく抑制するために、空気供給口１９の筒体内の先端には、図1に示したようにＬ字状の空気吐出管２０をその開口部を上向きに配置して設け、空気が上方へ吹き出すようにすることが好ましい。さらに好ましくは、空気供給口１９の筒体内の先端に図３に示すように、内側上方に向けた吐出口２１を設けた円環状の空気吐出管２２を配置する。これによってより効果的に上昇流を形成することができる。
【００２１】
この実施例では筒体６は、上部筒体６ａ、下部筒体６ｂにより構成されているが、一体としたものでもよい。
【００２２】
上部筒体６ａの上端の上部開口部１７にはこの開口部を開閉する上部シャッター１０が設けられている。上部シャッター１０はその一端を、筒体６ａの上端部近傍でその外周を環状に囲むように設けられた環状の支持部材１１の一端で、支持軸１２により軸支され、この支持軸１２を中心として回転可能である。
【００２３】
また、このシャッターの回転の範囲を水平位置から９０度未満の範囲に制限するためのストッパー１３が、環状の支持部材１１の軸１２の斜め下方の位置に設けられている。これによって、上部シャッター１０は、筒体６の上部開口部１７を自重により閉鎖できる。
【００２４】
なお、筒体６の端部の上部開口部１７、蓋板８の開口部１５、底板９の開口部１６などの中心は、温度計本体のセンサー（図示せず）の中心とほぼ同軸に配置され、センサーからの視線Ｓを確保するように構成されている。
【００２５】
以下に、本発明の温度測定装置の動作について説明する。
【００２６】
本発明の温度測定装置は、前述のようにようローラー２の下方に、鋼板１（被測定物）の下面に対向して設置される。鋼板の温度を測定しないとき（測定待機中）は、温度測定装置の下部シャッター７は開閉装置２６により、また、上部シャッター１０は自重により、共に閉じられている。このとき、函体５内には空気供給口１８から雰囲気維持用空気ａ１が導入され、函体内をこれに収納されている温度計本体４が正常に作動するような適切な雰囲気、例えば温度、湿度、清浄度などに維持している。この空気は、水抜口２５から主として排出される。
【００２７】
上部、下部シャッターは共に閉じられているため、筒内、函体内には粉塵、水滴などが入るのが防止されるとともに、高温の鋼板からの熱が遮蔽され、温度計本体への熱の影響が軽減されている。
【００２８】
鋼板の下面温度を測定する際には、筒体６の下部筒体６ｂの空気供給口１９からシャッター開閉用空気ａ２が導入され、空気吐出管２０から上方に吹き出される。この空気ａ２により、自重によって下降し筒体上端の上部開口部１７を閉鎖していた上部シャッター１０が上方に押し上げられ、上部開口部１７が開放される。このときのシャッター開閉用空気ａ２は、上部シャッターを上に押し上げて、温度計からの視線を十分確保できる開度が得られる流量、圧力とすることが必要である。なお、この圧力が大き過ぎてもストッパー１３により開度が制限されるため、シャッターが反転して自重により再度閉鎖できなくなることはない。
【００２９】
次いで、開閉装置２６を作動させて、下部シャッター７を開く。このとき、函体5内の空気は、空気供給口１９から供給されたシャッター開閉用空気が上方へ排出される上向きの流れにより、筒体の方、すなわち上方に引き込まれるように流れるため、筒体内の空気が函体内に逆流し、粉塵などを筒体内に引き込む恐れはない。なお、函体５内の圧力が筒体６内の圧力より極端に小さいと、下部シャッター７を開いた際に、筒体内の空気が函体内に逆流し、粉塵などを筒体内に引き込む恐れもあるので、そのような場合は、函体内の圧力が、筒体内の圧力より極端に小さくならないように、供給する空気の流量、圧力を調整することが望ましい。
【００３０】
なお、図1には記載を省略しているが、空気供給口１８には空気開閉弁が設置されており、さらにこの開閉弁には上下シャッター開閉の制御装置が接続されている。そして下部シャッターの開閉装置２６とともに、被測定体（鋼板）1の位置検出（トラッキング）や温度測定可否の指令に基づいて前記制御装置から上下シャッターの開閉を操作している。
【００３１】
これによって、開口部１５，１６，１７を経由して、温度計本体からの視線Ｐを鋼板下面に向けて確保することができるので、鋼板からの放射が温度計本体に到達し下面温度を測定することができる。測定中は、空気供給口１８および１９から空気が導入され、上部開口部１７からは空気が高速で排出される状態が維持されるので、筒体および函体への粉塵、水滴などの侵入が抑制され、良好な測定環境を維持することができる。
【００３２】
測定が終了した後、開閉装置２６を作動させて下部シャッター７を閉じ、次いで、下部筒体６ｂの空気供給口１９からの上部シャッター開閉用空気ａ２の供給を停止する。この空気供給の停止によって上部シャッター１０は、自重により下方に降下し、筒体６の上部開口部１７は再び閉鎖される。なお、函体５への空気ａ１の供給は停止せず、常時供給されており、温度計本体の状態を適正に維持する。
【００３３】
これらにより、測定待機中、及び測定中においても筒体、および函体内への粉塵や水滴の侵入を防ぐことができ、温度計本体を良好な状態に保つことができ、長期にわたって安定して鋼板の下面温度を測定することができる。
【００３４】
本発明の温度測定装置は、図４に示すように、圧延工程において鋼板の下面温度を測定するために鋼板を搬送するロールの間で、鋼板の下方に固定設置するのが一般的であるが、本測定装置を昇降可能な支持装置上に設置し、温度測定待機中は、支持装置を下降させ、測定装置を上記ロール面より十分下方に位置させ、温度測定時には支持装置を上昇させて測定装置をロール面近傍に位置させるようにすることも好ましい。
【００３５】
本測定装置は、普通鋼、耐熱鋼など耐熱性のある材料で構成することができるが、水分の多い環境下であることも配慮して、耐食性を備えた材料であることも好ましい。
【００３６】
【実施例】
本発明の図１に示すような温度測定装置を、図５に示すようにロールの間隙に設置し、圧延後の鋼板の下面温度を測定した。このとき、函体５へは、常時空気ａ１を供給した。空気ａ１の供給量は、圧力：０．１ＭＰａ、流量：６００ｍ３／ｈとし、測定時の筒体への空気ａ２の供給量は、圧力：０．３ＭＰａ、流量２００ｍ３／ｈとした。
【００３７】
なお、測定装置の温度計本体は、ファイバー温度計であり、鋼板下面からこの温度計の集光レンズの位置までの距離は約４００ｍｍとした。また、測定した鋼板の温度は、８００℃〜２００℃であった。
【００３８】
従来の測定装置においては、レンズの汚れがひどく、汚れを除くための研磨によってレンズに傷がつき、測定精度が劣化していたが、本発明の温度測定装置では、長期間の使用後においても、粉塵や水滴によるレンズの汚れはなく、良好な測定結果が得られた。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の温度測定装置においては、温度計本体が、鋼板下面との間で、装置に設けられた上部と下部の二重のシャッターにより保護されていると共に、温度測定時には、供給空気の噴出によって、粉塵や水滴等の測定装置内への侵入を防止される。温度計本体の視線が良好に保持されるため、これを鋼板下面からより離れた位置においても測定が可能となり、長期にわたり精度の良い下面の温度測定が可能となる。また、上部のシャッターを自重により開閉する構造としたため省エネルギーの観点からも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の温度測定装置の一実施例の正面概略図である。
【図２】本発明の温度測定装置の一実施例の側面概略図である。
【図３】本発明の温度測定装置における空気供給管の他の実施例を示す概略図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】鋼板の下面を測定する状況を説明する図である。
【図５】従来の温度測定装置の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１…被測定体（鋼板）
２…ローラー
３…温度測定装置
４…温度計本体
５…函体
６…筒体
６ａ…上部筒体
６ｂ…下部筒体
７…下部シャッター
８…蓋板
９…底板
１０…上部シャッター
１１…環状の支持部材
１２…支持軸
１３…ストッパー
１４…温度計支持部材
１５…蓋板の開口部
１６…底板の開口部
１７…上部開口部
１８…空気供給口（雰囲気調整用）
１９…空気供給口（上部シャッター開閉用）
２０…空気吐出管（Ｌ字形状）
２１…吐出口
２２…空気吐出管（環形状）
２３…計装用空気供給管
２４…測定ケーブル
２５…水抜口
２６…開閉装置
２７…近接スイッチ
５０…温度計本体
５１…レンズ
５２…凸部
５４…放射温度計
５５…ドレン穴
５６…視管
５７…蓋
５７’…穴
５８…隔壁
５８’…穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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