JPH0660357B2 - 総括熱吸収率の測定方法 - Google Patents
総括熱吸収率の測定方法Info
- Publication number
- JPH0660357B2 JPH0660357B2 JP9489985A JP9489985A JPH0660357B2 JP H0660357 B2 JPH0660357 B2 JP H0660357B2 JP 9489985 A JP9489985 A JP 9489985A JP 9489985 A JP9489985 A JP 9489985A JP H0660357 B2 JPH0660357 B2 JP H0660357B2
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- Japan
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- temperature
- furnace
- equation
- absorption rate
- heat absorption
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- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はたとえば加熱炉等の炉内における材料への伝
熱量の計算に用いる総括熱吸収率の測定方法に関する。
熱量の計算に用いる総括熱吸収率の測定方法に関する。
（従来の技術） 一般に加熱炉内における鋼材への伝熱はほとんどが放射
伝熱によるものであり、その伝熱量Ｑを表わす式として
次式が用いられている。
伝熱によるものであり、その伝熱量Ｑを表わす式として
次式が用いられている。
但し Ｑ：伝熱量（Kcal/m2ｈ） φCG：総括熱吸収率ｇ ：炉内ガス温度（℃）ｓ ：鋼片表面温度（℃） 上式において総括熱吸収率φCG（以下単にφCGという）
は、加熱炉の炉壁からの固体放射、燃焼ガスからの放
射、燃焼火炎からの輝炎放射などの各種の放射伝熱を一
括した係数であり、実際の加熱炉においては炉内位置や
炉内温度によつて値が変わる。そして加熱炉操業時に
は、予め求めておいたφCGを用いて(1)式を用いた差分
法により鋼材の昇温曲線の計算をおこない、炉温の調節
あるいは在炉時間の調節をおこなつて鋼材の加熱をおこ
なつている。
は、加熱炉の炉壁からの固体放射、燃焼ガスからの放
射、燃焼火炎からの輝炎放射などの各種の放射伝熱を一
括した係数であり、実際の加熱炉においては炉内位置や
炉内温度によつて値が変わる。そして加熱炉操業時に
は、予め求めておいたφCGを用いて(1)式を用いた差分
法により鋼材の昇温曲線の計算をおこない、炉温の調節
あるいは在炉時間の調節をおこなつて鋼材の加熱をおこ
なつている。
ところで上記のφCGの値の求め方としては、従来の熱電
対を埋込んだ鋼材を操業中の加熱炉内に装入して炉内を
搬送しつつ加熱をおこない、鋼材温度の実測値と計算値
とが一致するようにφCGを試行錯誤的に決定する手法が
一般におこなわれている。また別の手法として、鋼材内
に多数個の熱電対を埋込んだものを前記手法と同様に加
熱炉内を搬送し、実測温度から鋼材の表面温度勾配を求
めて、この温度勾配と鋼材の熱伝導率の積である入熱量
を(1)式の伝熱量に等しいとしてφCGを求める手法も提
案されている。
対を埋込んだ鋼材を操業中の加熱炉内に装入して炉内を
搬送しつつ加熱をおこない、鋼材温度の実測値と計算値
とが一致するようにφCGを試行錯誤的に決定する手法が
一般におこなわれている。また別の手法として、鋼材内
に多数個の熱電対を埋込んだものを前記手法と同様に加
熱炉内を搬送し、実測温度から鋼材の表面温度勾配を求
めて、この温度勾配と鋼材の熱伝導率の積である入熱量
を(1)式の伝熱量に等しいとしてφCGを求める手法も提
案されている。
しかしながら上記いずれの手法も鋼材を炉内で搬送しつ
つ測定をおこなうため、煩雑で時間と費用を要し、加熱
炉の操業を阻害するので実測回数も限られており、その
ためφCGの値は信頼性に欠けるものであつた。また後者
の手法では表面温度勾配の求め方が非常にむずかしく、
φCGのばらつきが大きいという問題があつた。
つ測定をおこなうため、煩雑で時間と費用を要し、加熱
炉の操業を阻害するので実測回数も限られており、その
ためφCGの値は信頼性に欠けるものであつた。また後者
の手法では表面温度勾配の求め方が非常にむずかしく、
φCGのばらつきが大きいという問題があつた。
この発明は上記従来の問題点を解決するもので、極めて
短時間の測定により容易にかつ精度よくφCGを求めるこ
とができる総括熱吸収率の測定方法を提供しようとする
ものである。
短時間の測定により容易にかつ精度よくφCGを求めるこ
とができる総括熱吸収率の測定方法を提供しようとする
ものである。
（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、この発明においては、板
状の材料を、該材料の裏面および各側面を断熱材で被覆
し表面を露出させた状態で炉内に装入し、上記表面から
の深さが異なる２箇所において上記材料の内部温度を測
定し、この測定温度から上記材料の裏面内に主軸を有す
る放物線として上記材料の温度分布式を算定し、この温
度分布式から求めた上記材料の表面温度と、この温度分
布式の微分式から求めた上記材料の表面温度勾配と、上
記炉内の燃焼ガス温度の測定値から、上記材料の装入位
置における総括熱吸収率φCGを算出する。
状の材料を、該材料の裏面および各側面を断熱材で被覆
し表面を露出させた状態で炉内に装入し、上記表面から
の深さが異なる２箇所において上記材料の内部温度を測
定し、この測定温度から上記材料の裏面内に主軸を有す
る放物線として上記材料の温度分布式を算定し、この温
度分布式から求めた上記材料の表面温度と、この温度分
布式の微分式から求めた上記材料の表面温度勾配と、上
記炉内の燃焼ガス温度の測定値から、上記材料の装入位
置における総括熱吸収率φCGを算出する。
以下この発明を第１図によりさらに詳細に説明する。
発明者が鋼材の放射加熱時の昇温特性について実験を重
ねて得た知見によると、上面加熱、下面断熱の板状の鋼
材内部の温度分布(X)は、加熱状況が急激に変化しな
い限り、次式および第１図で示す放物線により精度良く
近似できる。
ねて得た知見によると、上面加熱、下面断熱の板状の鋼
材内部の温度分布(X)は、加熱状況が急激に変化しな
い限り、次式および第１図で示す放物線により精度良く
近似できる。
(×)＝ｈ（１−Ｘ）２＋ｐ………(2) 但しＸ：鋼材の厚さ方向の座標（鋼材表面を原点とし、
０≦Ｘ≦１） ｐ：下面（断熱面）での鋼材温度 ｈ：鋼材の上下面の温度差 この発明は上記知見に基づくものであつて、材料を表面
加熱、裏面断熱の一次元熱伝導系とした状態で加熱し、
その温度分布からφcgを算定することを特徴とする。
０≦Ｘ≦１） ｐ：下面（断熱面）での鋼材温度 ｈ：鋼材の上下面の温度差 この発明は上記知見に基づくものであつて、材料を表面
加熱、裏面断熱の一次元熱伝導系とした状態で加熱し、
その温度分布からφcgを算定することを特徴とする。
すなわちこの発明においては、板状の材料Ｗを表面１以
外を断熱材２で被覆した状態で加熱炉内に装入して加熱
する。これにより材料の内部温度は上記(2)式および第
１図に示されるように、材料Ｗの裏面３内に主軸を有す
る放物線を形成する。そこで表面１からの深さの異なる
Ｘ１およびＸ２の２箇所における材料の内部温度をある
時点において測定し、この測定値を(2)式に代入すれ
ば、同式におけるｐ、ｈが定まり、温度分布式(X)が
定まる。
外を断熱材２で被覆した状態で加熱炉内に装入して加熱
する。これにより材料の内部温度は上記(2)式および第
１図に示されるように、材料Ｗの裏面３内に主軸を有す
る放物線を形成する。そこで表面１からの深さの異なる
Ｘ１およびＸ２の２箇所における材料の内部温度をある
時点において測定し、この測定値を(2)式に代入すれ
ば、同式におけるｐ、ｈが定まり、温度分布式(X)が
定まる。
一方(2)式の微分式においてＸ＝０とすれば次式で示す
ように材料の表面温度勾配が求められる。
ように材料の表面温度勾配が求められる。
この表面温度勾配と材料の入熱量Ｑ′との関係は公知の
ように次式で表わされる。
ように次式で表わされる。
但しＫ＝材料の熱伝導率 そこで(1)式の伝熱量Ｑと(4)式の入熱量Ｑ′を等しいと
おいて、φCGを次式により算出する。
おいて、φCGを次式により算出する。
上式において、ｇとしては加熱炉内の燃焼ガスの温度
を実測して用い、ｓとしては前述の材料の温度測定に
より求めたｐとｈの和の値を用いればよい。
を実測して用い、ｓとしては前述の材料の温度測定に
より求めたｐとｈの和の値を用いればよい。
この発明において板状の材料としては、加熱炉の被熱材
と同一あるいは近似材質のものを用い、材料表面状態も
被熱材と同一あるいは近似状態のものを用いるのが好ま
しい。また材料の内部温度の２箇所の測定位置は、表面
１に平行な方向（第１図における左右あるいは前後方
向）にずれた位置であつてもよい。
と同一あるいは近似材質のものを用い、材料表面状態も
被熱材と同一あるいは近似状態のものを用いるのが好ま
しい。また材料の内部温度の２箇所の測定位置は、表面
１に平行な方向（第１図における左右あるいは前後方
向）にずれた位置であつてもよい。
（作用） この発明においては、板状の材料を表面加熱、裏面断熱
の一次元熱伝導系とした状態で加熱し、材料内部に(2)
式により精度よく近似される放物線状の温度分布を形成
させるので、２箇所の温度測定値と(2)式から求めた
ｐ、ｈ、およびこの和として求められる材料の表面温度
ｓ、および(2)式の微分式から求めた表面温度勾配
は、いずれも精度がよく、従つてこれらの値を用いて算
出されたφCGも高精度のものが得られる。また材料の温
度の測定は、内部温度分布(X)の算定をおこなうのに
必要なデータを得るだけでよく、加熱炉の被熱材と同一
の加熱全工程における温度を測定する必要はないので、
測定箇所が２箇所でよいこととあいまつて、極めて短時
間で測定をおこなうことができ、加熱炉内の各所定でき
めこまかく測定をおこなうことにより各所におけるφCG
を求めて被熱材の正確な昇温計算をおこなうことも可能
となる。
の一次元熱伝導系とした状態で加熱し、材料内部に(2)
式により精度よく近似される放物線状の温度分布を形成
させるので、２箇所の温度測定値と(2)式から求めた
ｐ、ｈ、およびこの和として求められる材料の表面温度
ｓ、および(2)式の微分式から求めた表面温度勾配
は、いずれも精度がよく、従つてこれらの値を用いて算
出されたφCGも高精度のものが得られる。また材料の温
度の測定は、内部温度分布(X)の算定をおこなうのに
必要なデータを得るだけでよく、加熱炉の被熱材と同一
の加熱全工程における温度を測定する必要はないので、
測定箇所が２箇所でよいこととあいまつて、極めて短時
間で測定をおこなうことができ、加熱炉内の各所定でき
めこまかく測定をおこなうことにより各所におけるφCG
を求めて被熱材の正確な昇温計算をおこなうことも可能
となる。
（実施例） 以下第２図および第３図によりこの発明の一実施例を説
明する。
明する。
図に示すように板状の材料Ｗとして７０mm角で厚さ２０
mmの鋼板４を用い、この鋼板４の内部に、表面１から５
mmおよび１５mmの深さの２箇所に熱電対５を埋込み、こ
の鋼板４の裏面３および側面６を断熱材２で被覆したも
のを、プツシヤー式の加熱炉７の予熱帯８に滞留する鋼
片９の上に、のぞき窓１０より装入載置した。なお鋼板
４は加熱炉７の被熱材である鋼片９と同材種で、表面酸
化状態も同じものを用い、表面１を上側に向けて加熱炉
７内に装入した。
mmの鋼板４を用い、この鋼板４の内部に、表面１から５
mmおよび１５mmの深さの２箇所に熱電対５を埋込み、こ
の鋼板４の裏面３および側面６を断熱材２で被覆したも
のを、プツシヤー式の加熱炉７の予熱帯８に滞留する鋼
片９の上に、のぞき窓１０より装入載置した。なお鋼板
４は加熱炉７の被熱材である鋼片９と同材種で、表面酸
化状態も同じものを用い、表面１を上側に向けて加熱炉
７内に装入した。
鋼板４装入後３０秒経過した時点から、熱電対５により
鋼板内部の２箇所の温度（上側：１、下側：２）を
５秒おきに約１分間測定し、一方加熱炉７の天井より挿
入されている熱電対１１により炉内の燃焼ガス温度ｇ
を測定したところ１１００℃であつたので、これらの測
定値から(2)式のｈ、ｐを求め、(5)式によりφCGを算出
した。各測定値および算出値は第１表に示す通りであ
る。同表から明らかなようにφCGは0.41〜0.46の範囲に
あり、ばらつきが少なく、また測定時間は極めて短時間
で済んでいる。
鋼板内部の２箇所の温度（上側：１、下側：２）を
５秒おきに約１分間測定し、一方加熱炉７の天井より挿
入されている熱電対１１により炉内の燃焼ガス温度ｇ
を測定したところ１１００℃であつたので、これらの測
定値から(2)式のｈ、ｐを求め、(5)式によりφCGを算出
した。各測定値および算出値は第１表に示す通りであ
る。同表から明らかなようにφCGは0.41〜0.46の範囲に
あり、ばらつきが少なく、また測定時間は極めて短時間
で済んでいる。
上記実施例においては上方加熱式の加熱炉であるため鋼
板４の表面１を上方に向けて測定をおこなつてφCGを求
めたが、上下加熱式の加熱炉の場合や、被熱材がブロツ
ク状で前後方向からの伝熱も問題になる場合は、鋼板４
の表面１を下方あるいは前方、後方にそれぞれ向けた状
態で温度測定をおこなえば、各方向からの伝熱に対応す
るφCGを求めることができ、このφCGを用いて多面加熱
の被熱材の昇温計算を精度よくおこなうことができる。
板４の表面１を上方に向けて測定をおこなつてφCGを求
めたが、上下加熱式の加熱炉の場合や、被熱材がブロツ
ク状で前後方向からの伝熱も問題になる場合は、鋼板４
の表面１を下方あるいは前方、後方にそれぞれ向けた状
態で温度測定をおこなえば、各方向からの伝熱に対応す
るφCGを求めることができ、このφCGを用いて多面加熱
の被熱材の昇温計算を精度よくおこなうことができる。
また以上は鋼材加熱用の連続式加熱炉について説明した
が、この発明はバツチ式加熱炉や鋼材以外の被熱材用の
加熱炉、あるいは熱処理炉等の各種の炉における総括熱
吸収率の測定にも適用できるものである。
が、この発明はバツチ式加熱炉や鋼材以外の被熱材用の
加熱炉、あるいは熱処理炉等の各種の炉における総括熱
吸収率の測定にも適用できるものである。
（発明の効果） 以上説明したようにこの発明によれば、簡単な装置を用
いて、極めて短時間の測定により容易にかつ精度よくφ
CGを求めることができる。
いて、極めて短時間の測定により容易にかつ精度よくφ
CGを求めることができる。
第１図はこの発明における材料の温度分布式をあらわす
線図、第２図はこの発明の一実施例を示す材料の縦断面
図、第３図は同じく温度測定状態を示す加熱炉の縦断面
図である。 １…表面、２…断熱材、３…裏面、４…鋼板、５…熱電
対、６…側面、７…加熱炉、１１…熱電対、Ｗ…材料。
線図、第２図はこの発明の一実施例を示す材料の縦断面
図、第３図は同じく温度測定状態を示す加熱炉の縦断面
図である。 １…表面、２…断熱材、３…裏面、４…鋼板、５…熱電
対、６…側面、７…加熱炉、１１…熱電対、Ｗ…材料。
Claims (1)
- 【請求項１】板状の材料を、該材料の裏面および各側面
を断熱材で被覆し表面を露出させた状態で炉内に装入
し、上記表面からの深さが異なる２箇所において上記材
料の内部温度を測定し、この測定温度から上記材料の裏
面内に主軸を有する放物線として上記材料の温度分布式
を算定し、この温度分布式から求めた上記材料の表面温
度と、この温度分布式の微分式から求めた上記材料の表
面温度勾配と、上記炉内の燃焼ガス温度の測定値から、
上記材料の装入位置における総括熱吸収率φCGを算出す
ることを特徴とする総括熱吸収率の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9489985A JPH0660357B2 (ja) | 1985-05-01 | 1985-05-01 | 総括熱吸収率の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9489985A JPH0660357B2 (ja) | 1985-05-01 | 1985-05-01 | 総括熱吸収率の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61253321A JPS61253321A (ja) | 1986-11-11 |
| JPH0660357B2 true JPH0660357B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=14122875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9489985A Expired - Lifetime JPH0660357B2 (ja) | 1985-05-01 | 1985-05-01 | 総括熱吸収率の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0660357B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112697290B (zh) * | 2020-11-27 | 2022-03-22 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 钢坯入炉温度的检测方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5935968B2 (ja) | 2011-06-10 | 2016-06-15 | セイコーエプソン株式会社 | 記録装置 |
-
1985
- 1985-05-01 JP JP9489985A patent/JPH0660357B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5935968B2 (ja) | 2011-06-10 | 2016-06-15 | セイコーエプソン株式会社 | 記録装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61253321A (ja) | 1986-11-11 |
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