表面温度测量方法、表面温度测量装置、热浸镀锌系钢板的制造方法和热浸镀锌系钢板的制造设备与流程

本发明涉及表面温度测量方法、表面温度测量装置、热浸镀锌系钢板的制造方法和热浸镀锌系钢板的制造设备。

背景技术：

1、在钢铁工艺中的热浸镀锌系生产线(以下称为cgl)中，温度管理在材质的制作和镀覆的质量管理中是非常重要的工作。特别是在锌附着后的钢板加热的合金化过程中，如果钢板温度过高，则发生粉化，如果钢板温度过低，则合金化不充分。进而，在高强度材料中，如果钢板温度过高，则晶体粒径粗大化而材质特性降低。因此，cgl需要非常严格的温度管理。

2、这里，作为钢板的加热方法，电磁感应加热(以下称为ih)、利用辐射热的传热等方法。另外，作为该温度管理的方法，有如下方法：根据ih或直接加热的输出与钢板的输送速度或板尺寸和熔融锌钵的温度，通过传热计算、电磁场模拟来计算刚加热后的钢板温度。但是，在该方法中，钢板的厚度或轧制线(pass line)的微小偏差就会导致钢板温度的计算结果产生偏差。因此，重要的还是直接测量钢板温度。

3、因此，作为直接测量钢板温度的方法，提出了辐射测温法、测温辊法(参照非专利文献1)等。然而，在热浸镀锌系钢板的制造中，由于钢板表面的辐射率随着合金化的进行情况而变动很大，所以使用预先将辐射率设定为固定值的辐射温度计会产生较大的测量误差。因此，已经做出一些努力来解决辐射测温法所需的辐射率设定的问题。

4、具体而言，发明了一种利用将辐射光多次反射而使辐射率接近1的多次反射型辐射温度计。另外，开发了假设辊和钢板为等温而利用在其间隙产生的多次反射的楔型辐射温度计(参照专利文献1)、使镀金等反射率高的凹形状的部件接近测量对象物的碗型辐射温度计(参照专利文献2)等。

5、进而，还提出了利用测量对象物的积分球反射率与辐射率之和为1的定律测量测量对象物的反射特性，估计积分球反射率来估计辐射率的方法(参照专利文献3)。另外，也存在称为示踪温度计的方法(非专利文献2参照)，该方法在多波长或不同的偏振条件下测量测量对象物表面的辐射率，通过事先学习来同时估计由合金化引起的表面变化的信息和温度。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：日本特公平4－58568号公报

9、专利文献2：日本特开平10－185693号公报

10、专利文献3：日本特开平5－209792号公报

11、非专利文献

12、非专利文献1：铁和钢 79(7)，765－771，1993

13、非专利文献2：铁和钢 79(7)，772－778，1993

14、非专利文献3：jis c 1612辐射温度计的性能试验方法通则

技术实现思路

1、然而，钢板表面为高温时，在熔融锌附着于钢板表面的状态下，不能使钢板与辊接触。因此，在钢板的轧制线(pass line)后段之前没有辊，无法使用测温辊等方法测量钢板温度。

2、另一方面，合金化反应的进行情况根据钢板的种类、尺寸、输送条件而不同。例如，在为了合金化而对钢板进行加热的情况下，作为目标的钢板温度为450～550℃左右，在使用适合于辐射测温法的ingaas元件测量钢板温度的情况下，在合金化前后钢板表面的辐射率变化为0.2～0.7左右。这在换算成温度时为60℃以上的差，无法准确测量钢板温度。

3、另外，为了解决该辐射率变动的问题，提出了如上所述的各种方法，但楔型辐射温度计与测温辊同样地不能在有测温需求的加热后立即应用。另外，碗型辐射温度计也需要非常小的轧制线的剥离，但由于在cgl的熔融锌附着后不能通过辊抑制轧制线的变动，所以因剥离而难以应用。

4、另外，估计积分球反射率来估计辐射率的方法虽然有在其他冷轧钢板工艺中的应用事例，但在合金化过程中钢板表面的漫射性非常高，因此积分球反射率和辐射率的估计精度变低。进而，由于示踪温度计不是基于物理模型，所以容易受到意外干扰、现象的影响，实际使用受到限制。

5、因此，期待提供一种热浸镀锌系钢板的制造中途无论热浸镀锌系钢板表面的辐射率如何变动都能够高精度地测量热浸镀锌系生产线中的钢板温度的技术。

6、本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种无论测量对象物表面的辐射率如何变动都能够高精度地测量测量对象物的表面温度的表面温度测量方法和表面温度测量装置。另外，本发明的另一目的在于提供一种无论合金化过程如何都能够高精度地测量热浸镀锌系生产线中的钢板温度、能够成品率良好地制造热浸镀锌系钢板的热浸镀锌系钢板的制造方法和制造设备。

7、本发明涉及的表面温度测量方法包括：第一拍摄步骤，取得测量对象物表面的辐射光量；第二拍摄步骤，在镜面反射条件下对上述测量对象物的表面照射光，取得镜面反射光量；第三拍摄步骤，在漫反射条件下对上述测量对象物的表面照射光，取得漫反射光量；辐射率算出步骤，使用表示上述测量对象物的表面的辐射率与镜面反射率和漫反射率的关系的模型、在上述第二拍摄步骤中取得的镜面反射光量以及在上述第三拍摄步骤中取得的漫反射光量，算出上述测量对象物表面的辐射率；以及测温步骤，使用在上述第一拍摄步骤中取得的辐射光量和在上述辐射率算出步骤中算出的辐射率，算出上述测量对象物的表面温度。

8、优选地，上述辐射率算出步骤在上述第二拍摄步骤中取得的镜面反射光量为规定值以上的情况下执行，在上述第二拍摄步骤中取得的镜面反射光小于规定值的情况下，在上述测温步骤中使用固定值作为辐射率。

9、优选地，上述第二拍摄步骤和上述第三拍摄步骤分别包括：通过减去在上述第一拍摄步骤中取得的辐射光量来校正上述镜面反射光量和上述漫反射光量的步骤。

10、优选地，上述第一拍摄步骤、上述第二拍摄步骤和上述第三拍摄步骤包括：使用具有多个视场的受光元件接收光的步骤，该受光元件沿测量对象物的输送方向分配上述辐射光量、上述镜面反射光量和上述漫反射光量的取得范围。

11、优选地，上述测量对象物为热浸镀锌系钢板。

12、本发明涉及的表面温度测量装置具备：第一拍摄器件，取得测量对象物表面的辐射光量；第二拍摄器件，在镜面反射条件下对上述测量对象物的表面照射光而取得镜面反射光量；第三拍摄器件，在漫反射条件下对上述测量对象物的表面照射光而取得漫反射光量；辐射率算出器件，使用表示上述测量对象物表面的辐射率与镜面反射率和漫反射率的关系的模型、上述第二拍摄器件取得的镜面反射光量以及上述第三拍摄器件取得的漫反射光量，算出上述测量对象物表面的辐射率；以及测温器件，使用上述第一拍摄器件取得的辐射光量和上述辐射率算出器件算出的辐射率，算出上述测量对象物的表面温度。

13、优选地，上述测量对象物为热浸镀锌系钢板。

14、本发明涉及的热浸镀锌系钢板的制造方法包括制造热浸镀锌系钢板的制造步骤，其中，上述制造热浸镀锌系钢板的制造步骤包括：通过本发明涉及的表面温度测量方法测量上述热浸镀锌系钢板的表面温度的温度测量步骤、以及使用通过上述温度测量步骤测量到的上述表面温度控制上述制造步骤的制造条件的步骤。

15、本发明涉及的热浸镀锌系钢板的制造设备具备：本发明涉及的表面温度测量装置、以及根据由上述表面温度测量装置测量到的热浸镀锌系钢板的表面温度制造热浸镀锌系钢板的设备。

16、根据本发明涉及的表面温度测量方法和表面温度测量装置，能够无论测量对象物表面的辐射率如何变动都能够高精度地测定测量对象物的表面温度。另外，根据本发明涉及的热浸镀锌系钢板的制造方法和制造设备，无论合金化过程如何都能够高精度地测量热浸镀锌系生产线中的钢板温度、成品率良好地制造热浸镀锌系钢板。