JPH06307936A - 熱延冷却工程における温度計測方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱延冷却工程において鋼帯温度の時間的履歴
の制御のために、常に適切な場所における鋼帯温度計測
を可能とする。 【構成】 各々の鋼帯の冷却条件に対応して変化する測
定地点に、走査型放射温度計を指向または移動せしめる
か複数固定設置された走査型放射温度計のなかから適切
なものを選択し、該地点において圧延方向に温度計を走
査することによって、測温阻害要因を排除し、かつ鋼帯
内部の温度分布を考慮して鋼帯温度の測定を行なう。こ
のため温度計測装置には、所要測定地点に走査型放射温
度計を指向または移動させるための機構、または複数の
走査型放射温度計のなかから適切な地点に設置された温
度計を選択する機構を備え、該地点における鋼帯温度を
圧延方向に走査して測定するための走査型放射温度計を
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄鋼業の熱延冷却工程
における鋼帯温度の計測方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延工程で製造される鋼帯は、転炉
における組成成分の調整や、熱間圧延工程中捲取前に施
される冷却工程によって適切な熱処理を実現することに
より、所望とする強度，靱性等の材質を造り込むことが
できる。このため熱間圧延工程では、冷却工程における
鋼帯の温度を精度良く測定し制御することが必要とされ
てきた。

【０００３】従来は、生産量の増大による生産性の向上
を第一目的とした操業が行われていた背景などから、鋼
帯の材質を造り分けるには転炉における組成成分の調整
に重点がおかれ、熱間圧延工程中の冷却工程での鋼帯の
温度制御は鋼帯捲取地点における鋼帯温度の管理を目的
とする、いわゆる捲取温度制御であった。

【０００４】熱間圧延工程においては、一般に熱延鋼帯
の厚さと通板速度の積（いわゆるマスフロ−＝体積速
度）がほぼ一定になるように操業が行われる。すなわ
ち、熱間圧延工程の最終段仕上げ圧延機の出側におい
て、仕上板厚が２倍になれば通板速度はほぼ１／２とな
っている。仕上圧延を終えた熱延鋼帯は、このようにマ
スフロー一定の法則に基づき、仕上板厚との関係によっ
て定められる通板速度で冷却設備を通過し、所定の温度
まで冷却された後、コイラによって捲き取られる。この
とき、冷却設備の操業条件を適切に制御することによっ
て、所定の捲取温度を実現するのが捲取温度制御であ
る。

【０００５】捲取温度制御における冷却帯の設定につい
て述べる（図１）。同一鋼種で同じ捲取温度を実現する
場合を考える。仕上板厚がｋ倍になるとき、水却帯の長
さＬが一定であっても通板速度が１／ｋとなることから
冷却時間がｋ倍となり、冷却帯の冷却水量（熱伝達率
α）を特に操作しなくても冷却帯出口の鋼帯温度、ひい
ては捲取温度をほぼ同一に制御することができる。この
ように、捲取地点における鋼板温度の計測，管理が主目
的である捲取温度制御では、基本的には図１に示した考
え方によって圧延機最終段出側の鋼帯温度や熱延冷却工
程中の冷却帯間の鋼帯温度、ひいては捲取地点における
鋼板温度を、固定された放射温度計を用いて計測し、各
冷却帯を管理すれば目的が達せられていた。

【０００６】例えば、文献「熱間圧延における新捲取温
度制御技術の開発，川崎製鉄技報，Vol.22, No.1, pp.1
2-18 (1990)」に記載された例では、捲取温度以外にも
熱延仕上温度、および、熱延冷却工程中に設けられた２
点での鋼帯温度、の計４点での温度測定値を用いて捲取
温度制御を行っているが、いずれも固定点に温度計が設
置されており、最終目標は捲取温度制御であるのが特徴
である。

【０００７】また、”熱延鋼材の温度制御技術”につい
て特開昭64ー62206号公報に記載された例では、冷却設
備の各バンク毎の温度降下量を逐次最小二乗法を駆使し
て推定学習し、各バンク毎の冷却能力の経時変化および
劣化変動を考慮して冷却媒体の供給制御を行うことを特
徴としているが、鋼帯温度の計測，制御という観点から
は、熱延仕上圧延機出口と鋼帯捲き取り位置の固定され
た２地点に温度計を設置し、これらの温度測定値をもと
に熱延鋼材の温度を、捲き取りに適した目標温度までに
正確に冷却することが目的となっており、やはり捲取温
度制御である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】多鋼種，多様なサイズ
の鋼帯を少量でも効率よく生産しなければならない近年
の要求から、転炉で組成成分を調整された１チャージの
溶鋼から、材質や形状の異なる鋼帯を何種類かに造り分
ける必要が生じている。したがって、熱間圧延工程中の
冷却工程における熱処理の重要性が増し、捲取温度制御
にとどまらず冶金学的な知見に基づいた鋼帯の冷却過程
を制御することを目的とする、いわゆる鋼帯温度履歴制
御が求められている。本発明は、この鋼帯温度の履歴制
御に関するものである。

【０００９】図１を参照して述べた捲取温度制御のよう
に、冷却帯の冷却水量を特に操作せずに冷却帯出口の鋼
帯温度がほぼ一定に制御できた場合でも、鋼帯温度の時
間的履歴は異なっている。所定の鋼帯材質を冷却工程で
造り込む場合、捲取温度制御では不十分であり、鋼帯温
度の時間的履歴を制御することが必要となる。このこと
を冶金学的に述べる（図２）。

【００１０】図２は、ある炭素鋼の連続冷却変態線図
（continuous cooling transformation daiagram＝C.C.
T.線図）である。図２の例では、同じ組織成分の鋼帯で
あっても、冷却過程における鋼帯温度の時間的履歴が異
なると、硬さの異なる鋼帯が造り込まれることを示して
いる。例えば、初期温度900[℃]の鋼帯を２通りのパタ
ーンで冷却する場合を考える。

【００１１】 900[℃]：0[sec] → 830[℃]：1500[sec] → 700
[℃]：4000[sec] →400[℃]：10000[sec] → 50
[℃]：15000[sec] 900[℃]：0[sec] → 800[℃]：8[sec] → 680
[℃]：25[sec] → 630[℃]：35[sec] → 400[℃]：
80[sec] → 50[℃]：400[sec]。

【００１２】図２は、仕上圧延が終了した、組成成分が
同一の熱延鋼板であっても、冷却パターンの場合では
ビッカース硬さＨＶが125の鋼帯が造り込まれ、冷却パ
ターンの場合ではＨＶが173の鋼帯が造り込まれるこ
とを示している。図２の横軸は時間軸であって、冷却工
程で制御すべき温度履歴は時間軸で定められたものであ
る。このような鋼帯温度の時間的履歴の制御は、図１の
考え方に基づく従来の捲取温度制御では実現できないも
のである。

【００１３】熱間圧延工程中の冷却工程における温度制
御で制御すべきものは、造り込む鋼帯に求められる材質
を実現する上で冶金学に基づき与えられる鋼帯温度の時
間的履歴であり、すなわち時間の関数としての鋼帯温度
および冷却速度である。この鋼帯温度の時間履歴の計
測，制御を実現することが本発明が解決しようとする課
題である。

【００１４】鋼帯温度の時間履歴を制御する（以後、温
度履歴制御と呼ぶ）場合においても、熱延鋼帯の仕上板
厚と通板速度の積（マスフロー＝体積速度）がほぼ一定
となる操業が行われる。従来の捲取温度制御では、図１
に示したように仕上板厚が変化したとしても冷却水量を
ほぼ同一にしておくだけで冷却帯出口の鋼帯温度、ひい
ては捲取地点における鋼帯温度、をほぼ同一に制御でき
ていたが、温度履歴制御を実現するには仕上板厚がｋ倍
になれば冷却帯の冷却能力をほぼｋ倍に強化するととも
に冷却時間を同一にするために冷却帯の長さＬも１／ｋ
倍に制御する必要がある。すなわち、鋼種が異なれば、
また同じ鋼種の鋼帯を製造する場合であっても鋼帯の仕
上板厚が異なれば、冷却帯の位置，長さおよび冷却水量
などが変化する。鋼帯の温度履歴を制御するには、変化
する各冷却帯区間の入側，出側の鋼帯温度を計測するこ
とが必要となり、したがって鋼種や仕上板厚などの通板
条件に応じて計測すべき地点が変化することになる。

【００１５】さらに、各冷却帯区間の出側では、冷却帯
における冷却過程によって鋼帯内部には厚さ方向に温度
差が生じ、出口直後では鋼帯表面温度と鋼帯内部の温度
には違いがある。温度履歴制御を行うために、変化する
温度測定地点における鋼帯の温度を測定するとき、各冷
却帯出口直後では鋼帯表面温度が復熱する挙動をふまえ
て鋼帯温度の計測を行う必要がある。本発明の請求項
１，請求項２，請求項５および請求項６は、鋼帯の温度
履歴制御を実現するために、常に適切な地点における鋼
帯温度を、鋼帯の復熱挙動をふまえて測定をすることを
可能とするための温度計測方法および装置を提供するた
めのものである。

【００１６】また、各冷却帯区間の直前，直後では、該
冷却帯からの水飛沫や板上水などの測温環境阻害要因に
よって、鋼帯温度を正確に測定することができない。温
度履歴制御を行うために、変化する温度測定地点におけ
る鋼帯の温度を測定するとき、測温阻害要因などを排除
し、各冷却帯出口直後では鋼帯表面温度が復熱する挙動
をふまえて鋼帯温度の計測を行う必要がある。本発明の
請求項３，請求項４，請求項７および請求項８は、鋼帯
の温度履歴制御を実現するために、常に適切な地点にお
ける鋼帯温度を、測温阻害要因を排除し、かつ鋼帯の復
熱挙動をふまえて測定することを可能とするための温度
計測方法および装置を提供するためのものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に基づ
く温度計測方法では、各々の鋼帯の冷却条件に対応した
測定地点に放射温度計を指向または移動せしめ、該地点
における鋼帯温度を放射温度計を用いて測定する。ま
た、本発明の請求項５に基づく温度計測装置には、測定
地点に放射温度計を指向または移動させるための機構
と、該地点における鋼帯温度を測定するための放射温度
計とを用いる。

【００１８】本発明の請求項２に基づく温度計測方法で
は、複数ありうる冷却帯の位置，長さのあらゆる設定条
件に対応して各冷却帯入側および出側を計測可能な複数
の放射温度計を設置し、該地点における鋼帯温度を測定
する。また、本発明の請求項６に基づく温度計測装置に
は、複数ありうる冷却帯の位置，長さのあらゆる設定条
件に対応して各冷却帯の入側および出側の鋼帯温度を計
測するための複数の放射温度計機構を用いる。

【００１９】本発明の請求項３に基づく温度計測方法で
は、各々の鋼帯の冷却条件に対応した測定地点に走査型
放射温度計を指向または移動せしめ、圧延方向に放射温
度計を走査することによって鋼帯温度を測定する。ま
た、本発明の請求項７に基づく温度計測装置には、測定
地点に走査型放射温度計を指向または移動させるための
機構と、該地点における鋼帯温度を測定するための走査
型放射温度計とを用いる。

【００２０】本発明の請求項４に基づく温度計測方法で
は、複数ありうる冷却帯の位置，長さのあらゆる設定条
件に対応して各冷却帯入側および出側を計測可能な複数
の走査型放射温度計を設置し、該地点における鋼帯温度
を圧延方向に走査して測定する。また、本発明の請求項
８に基づく温度計測装置には、複数ありうる冷却帯の位
置，長さのあらゆる設定条件に対応して各冷却帯の入側
および出側の鋼帯温度を計測するための複数の走査型放
射温度計機構を用いる。

【００２１】

【作用】および

【実施例】図３は、図１で述べたように熱延冷却工程に
おいて鋼帯の材質を造り込む上で温度履歴制御を行う３
つの代表的鋼種について、実現すべき温度履歴を例とし
て示したものである。Ａ鋼種は、圧延終了直後に９００
℃から５００℃まで、冷却速度７０℃／秒で約４秒間急
速冷却される必要がある。Ｂ鋼種は、圧延終了後５秒間
空冷された後、８５０℃から冷却速度３０℃／秒で約２
０秒間冷却される必要がある。Ｃ鋼種は、圧延終了直後
に８００℃から冷却速度２０℃／秒で７００℃まで約４
秒間急速冷却され、約１５秒間空冷された後、再び冷却
速度３０℃／秒で４００℃まで約９秒間急速冷却される
必要がある。造り込む鋼種が異なれば制御すべき温度履
歴は異なり、冷却帯の位置，長さ（以後、冷却帯区間と
呼ぶ）および冷却水量は鋼種に応じて設定されなければ
ならない。

【００２２】図４は、同じＣ鋼種であっても仕上板厚が
異なる鋼帯の温度履歴制御を実現する場合に、設定され
るべき冷却帯帯区間および冷却帯における水冷の熱伝達
係数を、マスフロー一定の法則により決定される通板速
度条件とともに示したものである。図４に示した各条件
は、冶金学的な知見をもとにした鋼帯の伝熱解析や冷却
実験などからあらかじめ求めることができる。例えば、
板厚２．６ｍｍの鋼帯に対しては、圧延終了地点からの
距離で８ｍから２５ｍまでが第１の冷却帯となり、鋼帯
上下面それぞれの熱伝達係数は２００kcal/m2hr℃で冷
却される。また、１１２ｍから１６２ｍまでが第２の冷
却帯で、鋼帯上下面それぞれの熱伝達係数は４００kcal
/m2hr℃で冷却される。通板速度は３７０ｍ／ｍｉｎで
ある。

【００２３】この場合は、第１冷却帯の入り側および出
側の２測定地点（例えば距離６ｍおよび２７ｍ）と、第
２冷却帯の入り側および出側の２測定地点（例えば距離
１１０ｍおよび１６４ｍ）とで温度計測を行うことが、
所望の温度履歴制御を行う上で必要となる。また例え
ば、板厚６ｍｍの鋼帯に対しては、圧延終了地点からの
距離で４ｍから１０ｍまでが第１の冷却帯となり、鋼帯
上下面それぞれの熱伝達係数は６８０kcal/m2hr℃で冷
却される。また、４９ｍから７０ｍまでが第２の冷却帯
で、鋼帯上下面それぞれの熱伝達係数は１０５０kcal/m
2hr℃で冷却される。通板速度は１５２ｍ／ｍｉｎであ
る。この場合は、第１冷却帯の入り側および出側の２測
定地点（例えば距離２ｍおよび１２ｍ）と、第２冷却帯
の入り側および出側の２測定地点（例えば距離４７ｍお
よび７２ｍ）とで温度計測を行うことが所望の温度履歴
制御を行う上で必要となる。

【００２４】図５は、同一鋼種を熱延冷却工程で造り込
む場合であっても板厚などの通板条件が変化すれば測温
すべき地点が変化することを示している。図５は、前述
した板厚２．６ｍｍそして６ｍｍのＣ鋼種の鋼帯を製造
する場合の冷却帯区間および水冷の熱伝達係数設定値、
鋼帯温度を測定すべき地点をそれぞれ示したものであ
る。Ｃ鋼種の場合、第１および第２の冷却帯設定領域以
外の冷却設備は水冷を停止している。鋼帯の温度履歴制
御を行う場合、冷却帯区間の前後の鋼帯温度を測定する
ことが必要である。

【００２５】このように温度履歴制御を実現する場合
は、鋼種や仕上板厚によって変化する冷却帯区間に対応
して、常に適切な測定地点に温度計を指向あるいは移動
せしめて鋼帯温度計測をおこない制御する必要がある。

【００２６】図６は、各冷却帯出側における鋼帯表面温
度の復熱挙動例を示したものである。冷却帯における冷
却過程によって鋼帯内部には厚さ方向に温度差が生じ、
鋼帯が冷却帯を出た後、鋼帯表面温度が復熱し鋼帯が均
温化する。したがって、鋼帯の各冷却帯出口直後では、
鋼帯表面温度と鋼帯内部の温度には違いがある。温度履
歴制御を行うために、変化する温度測定地点における鋼
帯の温度を測定するとき、各冷却帯出口直後では鋼帯表
面温度が復熱する挙動をふまえて鋼帯温度の計測を行う
必要がある。

【００２７】次に冷却帯区間を出た直後に鋼帯温度を測
定する場合に問題とされる鋼帯の板厚方向の温度差につ
いて述べる。

【００２８】板厚が厚い鋼帯を急速に冷却する場合、冷
却帯を出た直後の鋼帯には板厚方向に温度差が生じ、空
冷区間で復熱し、やがて均温化する。放射温度計で測定
できる温度は鋼帯表面の温度であり、板厚が厚い場合、
測定地点によっては測定結果と鋼帯内部の温度は異なる
ものとなる。従来のように固定された測定地点における
温度計測では、測定結果にあらかじめ板厚方向の熱伝導
解析や冷却実験などから求めておいた鋼帯内部温度推定
モデルなどを用いて、測温地点の鋼帯温度を評価する必
要があった。しかし、鋼帯内部の温度分布は変態による
発熱現象などが複雑に関係し、様々な鋼種や板厚の条件
などの通板条件に対応し得る推定モデルを構築すること
は困難である。構築し得たとしても固定された測温地点
の測定結果を用いる限り、数多くの推定モデルを使い分
けることになり、複雑な測温システムとなることは避け
られない。本発明に基づく温度計測方法および装置で
は、鋼帯内部の変態発熱を考慮した上で多様な鋼種や板
厚などの通板条件に対応できる測温システムを構築する
ことができる。

【００２９】図３で示した、仕上板厚が異なるＣ鋼種の
温度履歴制御を実現する上で設定されるべき冷却帯区間
および冷却帯における水冷の熱伝達係数を考慮した上
で、第１冷却帯出口直後における鋼帯内部板厚方向の温
度差を鋼帯内部の伝熱解析によって求めた結果を、板厚
方向の温度差の一例として図７に示す。図７では、温度
差を鋼帯表面と鋼帯内部板厚方向の平均温度で評価し、
伝熱解析には変態による発熱も考慮している。横軸の測
温位置とは、冷却条件に応じて変化する第１冷却帯区間
の出口からの距離である。変化する第１冷却帯区間に応
じて測定地点を変化させ、第１冷却帯の出口３ｍの地点
で測温する場合を考える。板厚が厚くなると冷却帯直後
（０ｍ）での温度差は大きくなるが、マスフロー一定の
法則により通板速度が遅くなるため、測定地点（３ｍ）
に至るまでの時間が長くなり、鋼帯内部の復熱挙動すな
わち均温化が進み、図７の例では板厚が１１ｍｍまでは
温度差は５℃以内である。マスフロー一定の法則により
板厚に応じて通板速度が変化するとき、１００℃／ｓｅ
ｃ程度の急速な冷却の直後であっても、均温化する位置
は冷却帯出口後３ｍ程度である。放射測温における測温
誤差を考えれば、この地点での測温結果を鋼板内部の平
均温度とすることは妥当である。本発明の請求項１およ
び請求項３による温度計測方法および装置により、変化
する冷却帯区間に応じて測定地点を適切に指向または移
動し、均温化する地点で測温を行えば鋼帯内部の温度推
定モデルを鋼種や通板条件に応じて構築してこれらを使
い分けることなく、鋼帯の温度を精度よく測定すること
ができる。冷却帯区間出側で均温化する地点は、図７で
例示したように鋼帯内部の伝熱解析を行ってあらかじめ
与えておいても良いし、冷却実験などの、より経験的に
得られている地点を与えても良い。

【００３０】図８は、本発明の請求項１に基づく方法に
より放射温度計を所定の温度測定地点に指向あるいは移
動せしめて測定するための方法を示したフロ−チャ−ト
である。すなわち熱間圧延の命令がなされると、鋼帯の
冷却条件が入力され冷却帯区間および鋼板の温度が均温
化する位置としての温度測定位置が与えられる。つぎ
に、各放射温度計がそれぞれの温度測定位置へ指向また
は移動せしめられた後、温度測定が実施され適宜制御用
のコンピュータ等へ測定温度データ転送が行われ測定が
終了し、再び次の熱延命令を待つ。以上の作業は適宜単
数あるいは複数のコンピュ−タを介して情報通信，処理
を行い放射温度計、およびその指向または移動機構を動
作せしめて実現することが可能である。

【００３１】図９および図１０は、本発明の請求項５に
基づく熱延冷却工程における温度計測装置を４台設置し
た場合の具体例を示したものである。図９は、熱延冷却
工程に沿って敷設されたレ−ル３上に放射温度計を所定
の測定地点まで移動せしめるための走行機構２が４台設
置せられ、各走行機構上に備えられた放射温度計１が、
各測定地点５における鋼帯温度を計測する。この場合で
はレ−ル３と走行機構２が放射温度計移動機構を構成
し、放射温度計１と組み合わされて本発明による温度計
測装置を構成する。走行機構には上位コンピュ−タから
与えられる測定地点の位置情報を受信して、指定された
位置まで移動するための機能が必要なのは言うまでもな
い。

【００３２】図１０は、熱延冷却工程に沿って４基の放
射温度計指向機構４が固定設置され、各指向機構上に備
えられた放射温度計１が、各測定地点５に指向せしめら
れて鋼帯温度を計測する。この場合では、放射温度計指
向機構４と放射温度計１が組み合わされて本発明による
温度計測装置を構成する。指向機構には、上位コンピュ
−タから与えられる測定地点の位置情報を受信して、指
定された位置に放射温度計を指向させるための機能が必
要なのは言うまでもない。この場合は指向機構は固定設
置でよい。設置位置は鋼帯厚さ等の変化による冷却帯位
置の変化を勘案して、冷却帯前後位置となりうる領域を
効果的に見渡せる位置に、かつ放射温度計は該領域を効
果的に指向せしめられる高さに設置すればよい。

【００３３】以上、本発明の請求項１および請求項５の
作用および実施例について述べた。以後、本発明の請求
項２および請求項６の作用および実施例について述べ
る。

【００３４】図１１は、本発明の請求項２の方法によ
り、変化する冷却帯区間に対応した適切な地点における
放射温度計を複数固定設置されたもののなかから選択
し、鋼帯温度の時間履歴を測定する方法を示したフロ−
チャ−トである。熱間圧延の命令がなされると、鋼帯の
冷却条件が入力され複数ありうる冷却帯区間および鋼板
の温度が均温化する位置としての温度測定地点が与えら
れる。つぎに複数固定設置された放射温度計の中から温
度測定地点の放射温度計を選択し、温度測定が実施され
る。その後、適宜制御用のコンピュータ等へ測定温度デ
ータの転送が行われて測定が終了し、再び次の熱延命令
を待つ。以上の作業は適宜単数あるいは複数のコンピュ
−タを介して情報通信，処理を行い、複数の放射温度計
のなかから適切な放射温度計を選択し、測定すべき地点
の鋼帯温度を測定することによって実現することが可能
である。

【００３５】図１２は、本発明の請求項６に基づく熱延
冷却工程における温度計測装置を４台設置した場合の具
体例を示したものである。熱延冷却工程に沿って設置さ
れた複数の放射温度計のなかから、温度計選択演算装置
７によって変化する各冷却帯区間に対応した測温すべき
位置、すなわち使用すべき放射温度計を選択する。該放
射温度計１によって各測定地点５における鋼帯温度を測
定する。

【００３６】以上、本発明の請求項２および請求項６の
作用および実施例について述べた。以後、本発明の請求
項３および請求項７の作用および実施例について述べ
る。

【００３７】図１３は、変化する冷却帯区間入側におけ
る鋼帯温度の測定結果例を示したものである。例えば各
冷却帯区間入側直前では、該冷却帯からの水飛沫や板上
水などの測温環境阻害要因によって鋼帯温度を正確に測
定することができない。温度履歴制御を行うために変化
する温度測定地点における鋼帯温度を測定するとき、測
温環境阻害要因は排除して測温しなければならない。こ
のとき、冷却帯区間入側へ指向または移動した走査型放
射温度計が、圧延方向に走査して鋼帯温度を測定するこ
とができれば、測温環境阻害要因を排除することができ
る。各冷却帯区間出側直後の測定地点でも同様であるこ
とは言うまでもない。

【００３８】また、変化する冷却帯区間出口での温度測
定地点において圧延方向に放射温度計を走査して鋼帯温
度を測定することができれば、図７に示した鋼帯内部の
伝熱解析結果や冷却実験などにより経験的に得られてい
る均温化地点の情報だけでなく、図６に示すように走査
領域中の最高温度（鋼帯表面温度）を示す地点を均温化
地点とし、均温化地点情報を補正し、より正確に鋼帯温
度を求めることができる。この作用を図１４に示す。

【００３９】図１５は、本発明の請求項３の方法により
走査型放射温度計を所定の温度測定地点に指向あるいは
移動せしめ、圧延方向に走査して鋼帯温度を測定するた
めの方法を示したフロ−チャ−トである。すなわち熱間
圧延の命令がなされると、鋼帯の冷却条件が入力され冷
却帯区間および走査型放射温度計を指向あるいは移動せ
しめる位置が与えられる。つぎに各走査型放射温度計が
それぞれの温度測定位置へ指向または移動せしめられた
後、圧延方向に放射温度計を走査し、測温阻害要因を排
除し、鋼帯内部が均温化した地点で温度測定が実施され
る。そのあと適宜制御用のコンピュータ等へ測定温度デ
ータ転送が行われ測定が終了し、再び次の熱延命令を待
つ。以上の作業は適宜単数あるいは複数のコンピュ−タ
を介して情報通信，処理を行い、走査型放射温度計およ
びその指向または移動機構を動作せしめて実現すること
が可能である。

【００４０】図１６および図１７は、本発明の請求項７
に基づく熱延冷却工程における温度計測装置を４台設置
した場合の具体例を示したものである。熱延冷却工程に
沿って敷設されたレ−ル３上に放射温度計を所定の測定
地点まで移動せしめるための走行機構２が４台設置せら
れ、各走行機構上に備えられた放射温度計１が各測定地
点５へ移動し鋼帯温度を計測する。このとき放射温度計
圧延方向走査機構６によって放射温度計を、計測結果を
みながら圧延方向に走査し、鋼板内部が均温化した地点
で測定を行い鋼帯温度を決定する。この場合ではレ−ル
３と走行機構２が放射温度計移動機構を、放射温度計１
と放射温度計圧延方向走査機構６が走査型放射温度計を
構成し、両者が組み合わされて本発明による温度計測装
置を構成する。走行機構には上位コンピュ−タから与え
られる測定地点の位置情報を受信して、指定された位置
まで移動するための機能が必要なのは言うまでもない。
また、放射温度計圧延方向走査機構には所定の測定地点
における圧延方向走査域の鋼帯温度測定結果や図７のよ
うにあらかじめ得られた知見をもとに上位コンピュ−タ
から与えられる適切な走査位置情報を受信して、指定さ
れた位置を走査しうる機能が必要なのは言うまでもな
い。

【００４１】図１７は、熱延冷却工程に沿って４基の放
射温度計指向機構４が固定設置され、各指向機構上に備
えられた放射温度計１が各測定地点５に指向せしめられ
て鋼帯温度を計測する。このとき放射温度計圧延方向走
査機構６によって放射温度計を、計測結果をみながら圧
延方向に走査し、測温阻害要因を排除し、鋼板内部が均
温化した地点で測定を行い鋼帯温度を決定する。この場
合では放射温度計１と放射温度計圧延方向走査機構６が
走査型放射温度計を構成し、放射温度計指向機構４と組
み合わされて本発明による温度計測装置を構成する。放
射温度計指向機構４に放射温度計圧延方向走査機構６の
機能をもたせることもできる。放射温度計指向機構には
上位コンピュ−タから与えられる測定地点の位置情報を
受信して、指定された位置に放射温度計を指向させるた
めの機能が必要なのは言うまでもない。この場合は、指
向機構は固定設置でよい。設置位置は鋼帯厚さ等の変化
による冷却帯位置の変化を勘案して、冷却帯前後位置と
なりうる領域を効果的に見渡せる位置に、かつ放射温度
計は該領域を効果的に指向せしめられる高さに設置すれ
ばよい。

【００４２】以上、本発明の請求項３および請求項７の
作用および実施例について述べた。以後、本発明の請求
項４および請求項８の作用および実施例について述べ
る。

【００４３】図１８は、本発明の請求項４の方法によ
り、変化する冷却帯区間に対応した適切な地点における
放射温度計を複数のなかから選択し、圧延方向に走査し
て鋼帯温度の時間履歴を測定する方法を示したフロ−チ
ャ−トである。すなわち熱間圧延の命令がなされると、
鋼帯の冷却条件が入力され、複数ありうる冷却帯区間お
よび鋼板の温度が均温化する位置としての温度測定地点
が与えられる。つぎに複数固定設置された放射温度計の
中から温度測定地点の放射温度計を選択し、圧延方向に
走査して鋼板温度の測定が実施される。その後、適宜制
御用のコンピュータ等へ測定温度データの転送が行われ
て測定が終了し、再び次の熱延命令を待つ。以上の作業
は適宜単数あるいは複数のコンピュ−タを介して情報通
信，処理を行い、複数の走査型放射温度計のなかから適
切な温度計を選択し、圧延方向に走査して均温化した鋼
帯温度を測定することによって実現することが可能であ
る。図１９は、本発明の請求項８に基づく熱延冷却工程
における温度計測装置の具体例を示したものである。熱
延冷却工程に沿って設置された複数の走査型放射温度計
のなかから、温度計選択演算装置７によって変化する各
冷却帯区間に対応した測温すべき位置、すなわち使用す
べき放射温度計を選択する。そして該放射温度計１を圧
延方向に走査し、測温阻害要因を排除し、鋼帯が均温化
した測定地点５における鋼帯温度を測定する。この場合
では、放射温度計１と放射温度計圧延方向操作機構６が
走査型放射温度計を構成する。

【００４４】このように本発明による温度測定方法、お
よび温度測定装置を利用すれば、温度履歴制御を実現す
るうえで必要な、冷却帯区間前後の鋼帯温度をその位置
変化に関わらず、測温阻害要因を排除し、さらに冷却帯
直後においては鋼帯内部の板厚方向に生じる温度差を考
慮した上で均温化した温度を常に測定することが可能と
なる。このとき、従来からも固定点測定が行われていた
圧延終了直後地点での温度（圧延仕上げ温度）や捲取機
地点での温度（捲取温度）の測定値も有効に活用して温
度履歴制御精度を向上させてもよいことは言うまでもな
い。さらに、本発明による温度測定装置を実現するため
には上記の４具体例に示したもの以外にも種々の放射温
度計指向機構，移動機構，走査機構が利用可能であるこ
とは言うまでもない。

【００４５】表１は、圧延終了直後地点から捲取機まで
の長さが１８０ｍである熱延冷却工程において、前述の
Ｃ鋼種の２．６ｍｍおよび６ｍｍの板厚の鋼帯を温度履
歴制御するにあたって、従来の捲取温度制御に対応した
固定式放射温度計４台を用いた場合と、本発明に基づく
温度測定装置４台を用いた場合の測定可能項目の比較を
しめしたものである。従来法では４台の固定式放射温度
計のうち２台を仕上げ温度計測および捲取温度計測用に
固定設置し、２台の放射温度計を圧延終了直後地点から
それぞれ６０ｍおよび１２０ｍ地点に固定設置する。本
発明に基づく温度測定装置は前述した通り、第１，第２
の冷却帯の前後位置に常に放射温度計を指向または移動
せしめて鋼帯温度計測を実施する。表中の記号は、○は
測定可能、△は近似的に測定可能、×は測定不可を示し
ている。

【００４６】

【表１】

【００４７】表１から明らかなように、本発明による温
度測定方法および装置を用いた場合では、第１冷却帯入
り側温度，同出側温度，同冷却速度，第２冷却帯入り側
温度，同出側温度，同冷却速度の必要項目が漏れなく測
定可能であるのに対し、従来法の固定式放射温度計を用
いた場合では、仕上げ温度測定値をもって第１冷却帯入
り側温度と近似的に代替可能である以外は、鋼帯板厚の
変化による冷却帯位置の変化に追従して測定できないた
め極めて不十分な測定しかできないことがわかる。

【００４８】

【発明の効果】本発明による温度計測方法および温度計
測装置を利用すれば、鋼板温度の時間履歴制御を実現す
るために不可欠な鋼帯温度計測が可能となり、製品鋼帯
の品質管理，歩留まり向上，操業安定化に及ぼす効果は
計り知れないものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 熱間圧延工程中の冷却工程における、捲取温
度制御の対象となる冷却帯を示す側面図である。

【図２】 ある炭素鋼の連続冷却変態線図である。

【図３】 代表的鋼種の温度履歴を示すグラフである。

【図４】 温度履歴制御する場合の冷却帯区間と冷却帯
における水冷の熱伝達係数および通板速度の一例を示す
グラフである。

【図５】 温度履歴制御する場合の冷却帯区間と測温位
置を示すグラフである。

【図６】 各冷却帯出側における鋼帯温度の復熱挙動を
示すグラフであり、横軸は冷却帯からの進行距離であ
る。

【図７】 鋼帯内部板厚方向の温度差を示すグラフであ
り、横軸は冷却帯出口からの進行距離である。

【図８】 本発明の請求項１に規定する方法の一実施態
様を示すフローチャートである。

【図９】 本発明の請求項５に規定する温度計測装置の
一態様を示すブロック図である。

【図１０】 本発明の請求項５に規定する温度計測装置
のもう１つの態様を示すブロック図である。

【図１１】 本発明の請求項２に規定する方法の一実施
態様を示すフローチャートである。

【図１２】 本発明の請求項６に規定する温度計測装置
の一態様を示すブロック図である。

【図１３】 冷却帯入側における鋼帯温度の測定結果の
一例を示すグラフであり、横軸は位置を示す。

【図１４】 冷却帯出側における鋼帯温度の復熱挙動と
測定結果の一例を示すグラフであり、横軸は位置を示
す。

【図１５】 本発明の請求項３に規定する方法の一実施
態様を示すフローチャートである。

【図１６】 本発明の請求項７に規定する温度計測装置
の一態様を示すブロック図である。

【図１７】 本発明の請求項７に規定する温度計測装置
のもう１つの態様を示すブロック図である。

【図１８】 本発明の請求項４に規定する方法の一実施
態様を示すフローチャートである。

【図１９】 本発明の請求項８に規定する温度計測装置
の一態様を示すブロック図である。

【符号の説明】

１：放射温度計 ２：走行機
構 ３：レ−ル ４：放射温
度計指向機構 ５：測定地点 ６：放射温
度計圧延方向走査機構 ７：温度計選択演算装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定地点に放射温度計を指向または移動さ
   せ；該地点における鋼帯温度を測定する；ことを特徴と
   する熱延冷却工程における温度計測方法。
2. 【請求項２】複数ありうる冷却帯の位置，長さのあらゆ
   る設定条件に対応して各冷却帯入側および出側を計測可
   能な複数の放射温度計を設置し；該地点における鋼帯温
   度を測定する；ことを特徴とする熱延冷却工程における
   温度計測方法。
3. 【請求項３】測定地点に走査型放射温度計を指向または
   移動させ；該地点における鋼帯温度を圧延方向に走査し
   て測定する；ことを特徴とする熱延冷却工程における温
   度計測方法。
4. 【請求項４】複数ありうる冷却帯の位置，長さのあらゆ
   る設定条件に対応して各冷却帯入側および出側を計測可
   能な複数の走査型放射温度計を設置し；該地点における
   鋼帯温度を圧延方向に走査して測定する；ことを特徴と
   する熱延冷却工程における温度計測方法。
5. 【請求項５】測定地点に放射温度計を指向または移動さ
   せるための機構手段；該地点における鋼帯温度を測定す
   るための放射温度計手段；とを備えることを特徴とする
   熱延冷却工程における温度計測装置。
6. 【請求項６】複数ありうる冷却帯の位置，長さのあらゆ
   る設定条件に対応して各冷却帯入り側および出側の鋼帯
   温度を測定するための複数の放射温度計手段；とを備え
   ることを特徴とする熱延冷却工程における温度計測装
   置。
7. 【請求項７】測定地点に走査型放射温度計を指向または
   移動させるための機構手段；該地点における鋼帯温度を
   圧延方向に走査して測定するための走査型放射温度計手
   段；とを備えることを特徴とする熱延冷却工程における
   温度計測装置。
8. 【請求項８】複数ありうる冷却帯の位置，長さのあらゆ
   る設定条件に対応して各冷却帯入り側および出側の鋼帯
   温度を測定するための複数の走査型放射温度計手段；と
   を備えることを特徴とする熱延冷却工程における温度計
   測装置。