JP2003290810A

JP2003290810A - 通電加熱装置及び通電加熱方法

Info

Publication number: JP2003290810A
Application number: JP2002095725A
Authority: JP
Inventors: Jun Yanagimoto; 潤柳本; Yasunori Asano; 泰則浅野
Original assignee: Foundation for the Promotion of Industrial Science
Current assignee: Foundation for the Promotion of Industrial Science
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2003-10-14
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP3814690B2

Abstract

(57)【要約】【課題】圧延材に通電するための電極の位置を圧延材の
温度分布に対応して、移動させることによって、簡素、
かつ、コンパクトな構成で、圧延装置に導入される圧延
材の温度分布を均一にすることができるようにする。【解決手段】圧延材２１の搬送方向に移動可能に配設さ
れた第１電極と、前記搬送方向に移動可能に配設された
第２電極と、前記第１電極及び第２電極の前記搬送方向
における上流側に配設された温度検出器１３と、該温度
検出器１３の出力に基づき、前記圧延材２１における低
温部分と高温部分との境界が前記第１電極又は第２電極
に差し掛かった時に、該第１電極又は第２電極を前記搬
送方向に移動させて前記圧延材２１を通電加熱する制御
装置１４とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通電加熱装置及び
通電加熱方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、軟鋼、合金鋼、ステンレス鋼、そ
の他の金属から成る棒材、管材、板材を圧延する場合、
あらかじめ加熱炉において所定の温度にまで加熱するよ
うになっている。例えば、スラブ、ビレット等の鋼片を
加熱する場合、プッシャー式加熱炉やウォーキングビー
ム式加熱炉が使用され、鋼片は、前記加熱炉において所
定の温度にまで加熱された後、圧延ロールによって圧延
され、所定の断面形状や断面寸法を有する棒材や板材に
加工される。

【０００３】しかし、前記加熱炉においては、ガスの炎
や電気ヒータからの輻（ふく）射による間接加熱方式が
採用されている。そのため、前記鋼片を速やかに加熱す
ることができず、また、前記鋼片の温度分布を均一にす
ることが困難であった。特に、加熱炉内において鋼片を
スキッド上に載置して加熱する形式の加熱炉であるプッ
シャー式加熱炉やウォーキングビーム式加熱炉において
は、前記スキッドに接触する部分が冷却され温度が低下
するので、スキッドマークと呼ばれる低温部分が前記鋼
片に発生してしまう。

【０００４】このように、何らかの原因で、鋼片の温度
分布が不均一になると、高温部分が低温部分と比較して
軟化する度合が大きいので、鋼片の硬さが不均一になっ
てしまう。そのため、圧延時の圧下率が不均一となり、
均一な断面形状や断面寸法を有する棒材や板材を得るこ
とができなくなってしまう。また、圧延装置の圧延ロー
ルが前記鋼片から受ける荷重も変動するので、前記圧延
装置が損傷してしまう。

【０００５】そこで、圧延装置に導入される直前の鋼片
に電流を供給して通電加熱することによって、前記鋼片
を均一に加熱する通電加熱装置が提案されている（特開
平５−５７３１９号公報、特開平５−５７３２４号公
報、及び、特開平９−２５３７２９号公報参照）。この
場合、ローラから成る電極を鋼片の搬送方向における上
流側と下流側の二ケ所に配設して鋼片の表面に接触さ
せ、前記上流側及び下流側の電極間に対応する部分の鋼
片に電流を導通して、ジュール熱によって鋼片を加熱す
るようになっている。これにより、圧延装置に導入され
る直前の鋼片を均一に、かつ、速やかに加熱することが
できるので、圧下率が均一となり、均一な断面形状や断
面寸法を有する棒材や板材を得ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の通電加熱装置においては、鋼片に接触する電極の位
置が常に一定であり、また、鋼片において電流が通電さ
れる部分の長さが常に一定なので、通電加熱される前の
鋼片の温度分布が不均一である場合、十分に対応するこ
とができず、温度分布の不均一な状態を完全に解消する
ことができなかった。

【０００７】もっとも、ローラから成る電極を搬送方向
に移動させることによって、鋼片の上流側及び下流側の
端部における温度変化を解消して、温度分布を均一化さ
せる通電加熱装置は既に提案されている（特開平９−７
１８２２号公報参照）。

【０００８】しかし、該通電加熱装置は、鋼片の中間部
分における不均一な温度分布を解消することを考慮して
いない。例えば、前記スキッドマークと呼ばれる低温部
分は鋼片の中間部分に何ケ所も発生するものであり、ま
た、何らかの原因で鋼片の中間部分に温度変化が発生す
ることはしばしば見受けられる。しかし、前記通電加熱
装置は、このような鋼片の中間部分に発生した温度の不
均一な状態を解消するものではない。

【０００９】本発明は、前記従来の通電加熱装置の問題
点を解決して、圧延材に通電するための電極の位置を圧
延材の温度分布に対応して、移動させることによって、
簡素、かつ、コンパクトな構成で、圧延装置に導入され
る圧延材の温度分布を均一にすることができる通電加熱
装置及び通電加熱方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の通
電加熱装置においては、圧延材の搬送方向に移動可能に
配設された第１電極と、前記搬送方向に移動可能に配設
された第２電極と、前記第１電極及び第２電極の前記搬
送方向における上流側に配設された温度検出器と、該温
度検出器の出力に基づき、前記圧延材における低温部分
と高温部分との境界が前記第１電極又は第２電極に差し
掛かった時に、該第１電極又は第２電極を前記搬送方向
に移動させて前記圧延材を通電加熱する制御装置とを有
する。

【００１１】本発明の他の通電加熱装置においては、さ
らに、前記第１電極及び第２電極はロールである。

【００１２】本発明の更に他の通電加熱装置において
は、さらに、前記第１電極及び第２電極はボールであ
り、前記圧延材の幅方向にも移動可能である。

【００１３】本発明の更に他の通電加熱装置において
は、さらに、前記第１電極及び第２電極はそれぞれ前記
幅方向に複数個配設され、独立して移動可能である。

【００１４】本発明の更に他の通電加熱装置において
は、さらに、前記制御装置は前記圧延材に通電する電流
を制御する。

【００１５】本発明の通電加熱方法においては、圧延材
の搬送方向に移動可能に配設された第１電極及び第２電
極の前記搬送方向における上流側に配設された温度検出
器の出力に基づき、前記圧延材における低温部分と高温
部分との境界が前記第１電極又は第２電極に差し掛かっ
た時に、該第１電極又は第２電極を前記搬送方向に移動
させて前記圧延材を通電加熱する。

【００１６】本発明の他の通電加熱方法においては、さ
らに、前記低温部分が前記搬送方向における上流側に存
在する場合、該低温部分の前記搬送方向における下流側
に隣接する高温部分との境界が前記第１電極に差し掛か
った時に、該第１電極を前記搬送方向に移動させて前記
第１電極と第２電極との距離を伸長させ、前記低温部分
が前記下流側に存在する場合、該低温部分の前記上流側
に隣接する高温部分との境界が前記第２電極に差し掛か
った時に、該第２電極を前記搬送方向に移動させて前記
第１電極と第２電極との距離を短縮させる。

【００１７】本発明の更に他の通電加熱方法において
は、さらに、前記境界において温度がステップ状に変化
する場合、前記第１の電極又は第２の電極を前記圧延材
の移動速度に等しい速度で移動させる。

【００１８】本発明の更に他の通電加熱方法において
は、さらに、前記低温部分と高温部分との間に温度がリ
ニアに変化する部分が存在する場合、前記第１電極又は
第２電極を前記圧延材の移動速度より低い速度で移動さ
せる。

【００１９】本発明の更に他の通電加熱方法において
は、さらに、前記低温部分と高温部分との間に温度が段
階的に変化する部分が存在する場合、前記第１電極又は
第２電極を段階的に移動させる。

【００２０】本発明の更に他の通電加熱方法において
は、さらに、前記低温部分の搬送方向に関する長さが短
い場合、前記低温部分の前記下流側に隣接する高温部分
との境界が前記第１電極に差し掛かった時に、該第１電
極を前記搬送方向に移動させるとともに、前記低温部分
の前記上流側に隣接する高温部分との境界が前記第２電
極に差し掛かった時に、該第２電極を前記搬送方向に移
動させて、前記第１電極と第２電極との距離を移動させ
る前後において等しくさせる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２２】図１は本発明の第１の実施の形態における
通電加熱装置の概念図である。

【００２３】図において、２２は圧延装置の圧延ロール
であり、上側ロール２２ａ及び下側ロール２２ｂを有す
る。一般的に、圧延装置は多数の圧延ロールを有する
が、ここでは、一組の圧延ロール２２だけが示されてい
る。

【００２４】また、２１は圧延ロール２２によって圧延
される圧延材であり、図において右方向に搬送され、回
転する上側ロール２２ａ及び下側ロール２２ｂによって
上下から、挟圧されることによって圧延される。この場
合、前記圧延材２１は、軟鋼、合金鋼、ステンレス鋼、
チタン、チタン合金、その他の金属から成る棒材、管
材、板材等であるが、いかなる金属から成るものであっ
てもよいし、いかなる断面形状を有するものであっても
よく、また、長尺材でなく、スラブ、ビレット等であっ
てもよい。なお、本実施の形態においては、圧延材２１
に直接電流を導通させて通電することによって発生する
ジュール熱により前記圧延材２１自体を加熱するもので
あるため、前記圧延材２１は電気抵抗の比較的大きな金
属から成るものであることが望ましい。

【００２５】そして、圧延ロール２２の圧延材２１の搬
送方向における上流側（図における左側）には、第１電
極としての電極ロール１１が配設され、該電極ロール１
１の前記上流側には、第２電極としての電極ロール１２
が配設される。図において、前記電極ロール１１は圧延
材２１の上面に回転しながら接触し、前記電極ロール１
２は圧延材２１の下面に回転しながら接触するようにな
っている。なお、前記電極ロール１１は圧延材２１の下
面に接触し、前記電極ロール１２は圧延材２１の上面に
接触するようにしてもよい。また、前記電極ロール１１
及び電極ロール１２は、矢印Ａ及び矢印Ｂで示されるよ
うに、それぞれ独立して、圧延材２１の搬送方向に移動
することができるようになっている。これにより、前記
電極ロール１１と電極ロール１２との距離を制御するこ
とができる。なお、前記電極ロール１１及び電極ロール
１２は、圧延ロール２２に、できるだけ接近する位置に
配設されることが望ましい。

【００２６】また、前記電極ロール１２の上流側には、
圧延材２１の温度を検出するために、放射温度計等から
成る温度検出器１３が配設される。なお、該温度検出器
１３は、いかなる種類のものであってもよいが、非接触
式のものであることが望ましい。また、該温度検出器１
３は、圧延材２１の搬送方向に関して、電極ロール１２
にできるだけ接近する位置に配設されることが望まし
い。

【００２７】そして、前記温度検出器１３の検出した温
度信号は、信号線１６を介して制御装置１４に送信され
る。ここで、該制御装置１４は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演
算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段、キ
ーボード等の入力手段、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等の
表示手段、通信インターフェイス等を備えるコンピュー
タである。そして、前記制御装置１４は、あらかじめ入
力され記憶手段に格納されたプログラムにしたがって動
作し、前記温度検出器１３の検出した温度に基づいて、
前記電極ロール１１及び電極ロール１２の位置、並び
に、前記電極ロール１１及び電極ロール１２を介して圧
延材２１に通電する電流を制御する。

【００２８】また、１５は電源装置であり、信号線１７
を介して受信した前記制御装置１４の指令に基づいて、
電力線１８及び電力線１９を介して、前記電極ロール１
１及び電極ロール１２に電流を供給する。なお、該電流
は、直流電流であっても、交流電流であってもよい。

【００２９】次に、前記通電加熱装置の構成について説
明する。

【００３０】図２は本発明の第１の実施の形態における
通電加熱装置の構成を示す斜視図、図３は本発明の第１
の実施の形態における電極ロール支持装置の構成を示す
斜視図である。

【００３１】図２に示されるように、圧延ロール２２の
搬送方向における上流側において圧延材２１の下方に、
電極ロール１２を支持するための電極ロール支持装置３
０が配設されている。ここで、該電極ロール支持装置３
０のベースユニット３１は、図示されない支持部材に取
り付けられ、前記ベースユニット３１の上面には、可動
ユニット３２が、圧延材２１の搬送方向に移動可能に取
り付けられている。また、前記可動ユニット３２におけ
る圧延材２１の幅方向に関して両側の端面には、支持ロ
ッド３３の一端が固定されている。そして、該支持ロッ
ド３３の他端には、電極ロール１２の図示されない中心
軸の端部が回転可能に取り付けられている。これによ
り、前記電極ロール１２は、圧延材２１の下面に回転し
ながら接触しつつ、該圧延材２１の搬送方向に移動する
ことができる。

【００３２】また、圧延材２１の上方にも、電極ロール
１１を支持するための電極ロール支持装置３０が配設さ
れている。該電極ロール支持装置３０は、前記電極ロー
ル１２を支持するための電極ロール支持装置３０と同様
の構成を有するので、その説明を省略する。なお、前記
電極ロール１１を支持するための電極ロール支持装置３
０と電極ロール１２を支持するための電極ロール支持装
置３０とは、圧延材２１の搬送方向に関してほぼ同じ位
置に互いに対向するように配設されている。

【００３３】図３には、電極ロール１２を支持するため
の電極ロール支持装置３０が示されている。この場合、
図３において、電極ロール１２は省略されている。ここ
で、ベースユニット３１は、可動ユニット３２がスライ
ドして移動するスライド部３１ａ、及び、該スライド部
３１ａの図における左右両端に上方に突出するように形
成されたストッパ部３１ｂを備える。そして、前記スラ
イド部３１ａには図における左右方向に延在する図示さ
れないガイド部材が取り付けられ、一方、前記可動ユニ
ット３２は、前記ガイド部材にスライド可能に係合する
図示されないガイド係合部を備える。

【００３４】なお、前記可動ユニット３２をスライドさ
せるための駆動装置は、いかなる種類のものであっても
よい。例えば、両方のストッパ部３１ｂの内部にモータ
によって回転させられるギア又はプーリを配設し、該ギ
ア又はプーリに架け回されたチェーン又はベルトに前記
可動ユニット３２を取り付け、前記ギア又はプーリを回
転させることによって、前記可動ユニット３２をスライ
ドさせるようにすることもできる。また、該可動ユニッ
ト３２にモータによって回転させられる車輪を配設し、
該車輪を回転させることによって、前記可動ユニット３
２をスライドさせるようにすることもできる。さらに、
前記ガイド部材をリニアモータのステータとし、前記ガ
イド係合部をリニアモータのロータとすることもでき
る。

【００３５】なお、前記可動ユニット３２をスライドさ
せるための駆動装置の動作は、前記制御装置１４によっ
て制御されるようになっている。そして、前記電極ロー
ル１１及び電極ロール１２は、前記制御装置１４の指令
によって、それぞれ独立して移動させられ、圧延材２１
の搬送方向に関する位置が制御される。

【００３６】次に、前記通電加熱装置の動作について説
明する。

【００３７】まず、圧延材２１が図示されない搬送ロー
ル等の搬送装置によって搬送され、電極ロール１２の搬
送方向における上流側の近傍に到達すると、温度検出器
１３が前記圧延材２１の温度を検出する。そして、前記
温度検出器１３が検出した前記圧延材２１の温度は、信
号線１６を介して制御装置１４に送信される。すると、
該制御装置１４は、前記圧延材２１の温度に基づいて、
電極ロール１１及び電極ロール１２の位置、並びに、前
記電極ロール１１及び電極ロール１２を介して圧延材２
１に通電する電流を制御する。

【００３８】なお、本実施の形態においては、圧延材２
１の温度が搬送方向に関して垂直な方向である幅方向及
び厚さ方向に関して一様であり、搬送方向に関してのみ
変動していると仮定できる場合について説明する。ま
ず、通電加熱装置による制御の基本的な考え方を説明す
る。

【００３９】ここで、通電加熱によって金属材料の温度
が上昇する状態を示す昇温曲線、すなわち、金属材料の
温度と通電時間との関係を示す曲線は、一次関数で近似
することができる。そして、金属材料の温度の時間変化
率である昇温速度は、次の式（１）で与えられる。

【００４０】

【数１】

【００４１】なお、ｄＴは金属材料の温度上昇量、Ｉは
金属材料に通電する電流値、ｃは金属材料の比熱、ｄは
金属材料の密度、ρは金属材料の電気抵抗率、Ｓは金属
材料の断面積、ｄｔは金属材料に通電する通電時間、ａ
は定数である。

【００４２】また、本実施の形態における圧延材２１の
ように通電用の電極の間を移動する金属材料において、
通電時間ｄｔは、次の式（２）で与えられる。ｄｔ＝ｄＬ／ｖ・・・（２）なお、ｄＬは電極間の距離、ｖは金属材料の移動速度で
ある。

【００４３】このことから、通電用の電極としての電極
ロール１１と電極ロール１２との間を移動する圧延材２
１の通電時間は、前記電極ロール１１と電極ロール１２
との間の距離を変化させることによって、変化すること
が分かる。そのため、本実施の形態において、制御装置
１４は、前記圧延材２１の各部の温度を所定の値とする
ために、前記電極ロール１１及び電極ロール１２の位置
を調整して、圧延材２１の温度上昇量を制御する。な
お、前記電流値Ｉは一定でも良いし、適切に変化させて
もよい。

【００４４】なお、本実施の形態においては、基本的に
２００〔℃〕である圧延材２１の温度を通電加熱によっ
て８００〔℃〕にまで加熱する場合を想定し、前記電極
ロール１１及び電極ロール１２の間隔は、圧延材２１の
温度を６００〔℃〕だけ上昇させるのに対応した距離に
あらかじめ設定されているものとする。

【００４５】まず、圧延材２１の温度分布が、搬送方向
に関して前方部分の温度が何らかの原因で２００〔℃〕
よりも低くなっている場合の制御方法について説明す
る。

【００４６】図４は本発明の第１の実施の形態における
圧延材の温度分布の第１の例を示す図、図５は本発明の
第１の実施の形態における圧延材の温度分布の第１の例
に対応する電極ロールの位置の変化を示す図である。

【００４７】ここで、圧延材２１の縦断面の温度分布
は、図４に示されるように、矢印Ｃで示される搬送方向
に関して下流側に存在する前方部分２１ａにおいては均
一に１００〔℃〕であり、該前方部分２１ａと搬送方向
に関して上流側に存在する後方部分２１ｂとの境界にお
いてステップ状に上昇し、該後方部分２１ｂにおいては
均一に２００〔℃〕となっているものとする。すなわ
ち、前方部分２１ａが低温部分であり、後方部分２１ｂ
が高温部分である。

【００４８】この場合、圧延材２１を通電加熱して、前
方部分２１ａ及び後方部分２１ｂの温度が等しく、か
つ、所定の温度となるようにするためには、後方部分２
１ｂの通電時間を前方部分２１ａの通電時間より短くす
る必要がある。そのため、制御装置１４は、前方部分２
１ａと後方部分２１ｂとの境界が第２電極としての電極
ロール１２に差し掛かった時点から、該電極ロール１２
を圧延材２１の移動速度に等しい速度で矢印Ｃで示され
る搬送方向に移動させるように制御する。これにより、
電極ロール１２は前記境界に位置した状態を維持しつ
つ、圧延材２１とともに矢印Ｃで示される搬送方向に移
動する。なお、電極ロール１２を移動させる移動距離Ｌ
₂は、Ｌ₂＝１００×ｖ／ａである。すなわち、前記式
（１）及び（２）から、ｄＴ＝１００＝ａ×ｄｔ＝ａ×ｄＬ／ｖとなるからである。

【００４９】この結果、第１電極としての電極ロール１
１及び第２電極としての電極ロール１２の位置は、図５
に示されるように変化する。なお、図５において、（１
１）は電極ロール１１の位置を示し、（１２）は電極ロ
ール１２の位置を示している。また、Ｌ−１は前方部分
２１ａを１００〔℃〕から８００〔℃〕にまで上昇させ
るのに対応した電極ロール１１及び電極ロール１２の間
隔であり、Ｌ−２は後方部分２１ｂを２００〔℃〕から
８００〔℃〕にまで上昇させるのに対応した電極ロール
１１及び電極ロール１２の間隔である。この場合、電極
ロール１２は前方部分２１ａと後方部分２１ｂとの境界
とともに移動し、電極ロール１１及び電極ロール１２の
間隔がＬ−２になった時点で停止することが分かる。こ
れにより、電極ロール１１と電極ロール１２との距離が
短縮される。

【００５０】次に、圧延材２１の温度分布が、搬送方向
に関して後方部分２１ｂの温度が何らかの原因で２００
〔℃〕よりも低くなっている場合の制御方法について説
明する。

【００５１】図６は本発明の第１の実施の形態における
圧延材の温度分布の第２の例を示す図、図７は本発明の
第１の実施の形態における圧延材の温度分布の第２の例
に対応する電極ロールの位置の変化を示す図である。

【００５２】ここで、圧延材２１の縦断面の温度分布
は、図６に示されるように、矢印Ｃで示される搬送方向
に関して前方部分２１ａにおいては均一に２００〔℃〕
であり、前方部分２１ａと後方部分２１ｂとの境界にお
いてステップ状に下降し、後方部分２１ｂにおいては均
一に１００〔℃〕となっているものとする。すなわち、
前方部分２１ａが高温部分であり、後方部分２１ｂが低
温部分である。

【００５３】この場合、圧延材２１を通電加熱して、前
方部分２１ａ及び後方部分２１ｂの温度が等しく、か
つ、所定の温度となるようにするためには、後方部分２
１ｂの通電時間を前方部分２１ａの通電時間より長くす
る必要がある。そのため、制御装置１４は、前方部分２
１ａと後方部分２１ｂとの境界が第１電極としての電極
ロール１１に差し掛かった時点から、該電極ロール１１
を圧延材２１の移動速度に等しい速度で矢印Ｃで示され
る搬送方向に移動させるように制御する。これにより、
電極ロール１１は前記境界に位置した状態を維持しつ
つ、圧延材２１とともに矢印Ｃで示される搬送方向に移
動する。なお、電極ロール１１を移動させる移動距離Ｌ
₁は、Ｌ₁＝１００×ｖ／ａである。すなわち、前記式
（１）及び（２）から、ｄＴ＝１００＝ａ×ｄｔ＝ａ×ｄＬ／ｖとなるからである。

【００５４】この結果、第１電極としての電極ロール１
１及び第２電極としての電極ロール１２の位置は、図７
に示されるように変化する。なお、図７において、（１
１）は電極ロール１１の位置を示し、（１２）は電極ロ
ール１２の位置を示している。また、Ｌ−１は前方部分
２１ａを２００〔℃〕から８００〔℃〕にまで上昇させ
るのに対応した電極ロール１１及び電極ロール１２の間
隔であり、Ｌ−２は後方部分２１ｂを１００〔℃〕から
８００〔℃〕にまで上昇させるのに対応した電極ロール
１１及び電極ロール１２の間隔である。この場合、電極
ロール１１は前方部分２１ａと後方部分２１ｂとの境界
とともに移動し、電極ロール１１及び電極ロール１２の
間隔がＬ−２になった時点で停止することが分かる。こ
れにより、電極ロール１１と電極ロール１２との距離が
伸長される。

【００５５】ところで、前方部分２１ａと後方部分２１
ｂとの境界の部分をミクロ（微視的）にみると、温度が
ステップ状に変化しておらず、狭い範囲であるが搬送方
向に関して所定の長さを有する境界部分において、温度
がほぼリニア（直線的）に変化していると考えることが
できる。そこで、圧延材２１の温度分布が、搬送方向に
関して前方部分２１ａと後方部分２１ｂとの間の境界部
分において温度が２００〔℃〕から１００〔℃〕にリニ
アに低下している場合の制御方法について説明する。

【００５６】図８は本発明の第１の実施の形態における
圧延材の温度分布の第３の例を示す図、図９は本発明の
第１の実施の形態における圧延材の温度分布の第３の例
に対応する電極ロールの位置の変化を示す図である。

【００５７】ここで、圧延材２１の縦断面の温度分布
は、図８に示されるように、矢印Ｃで示される搬送方向
に関して前方部分２１ａにおいては均一に２００〔℃〕
であり、前方部分２１ａと後方部分２１ｂと間の境界部
分２１ｃにおいて２００〔℃〕から１００〔℃〕にリニ
アに低下し、後方部分２１ｂにおいては均一に１００
〔℃〕となっているものとする。

【００５８】この場合、圧延材２１を通電加熱して、前
方部分２１ａ及び後方部分２１ｂの温度が等しく、か
つ、所定の温度となるようにするためには、後方部分２
１ｂの通電時間を前方部分２１ａの通電時間より長くす
る必要がある。また、境界部分２１ｃにおいては、温度
の変化に対応させて通電時間を徐々に長くさせる必要が
ある。そのため、制御装置１４は、前方部分２１ａと境
界部分２１ｃとの境界が第１電極としての電極ロール１
１に差し掛かった時点から、該電極ロール１１を圧延材
２１の移動速度によりも低い速度で矢印Ｃで示される搬
送方向に移動させるように制御する。なお、搬送方向に
関する前記境界部分２１ｃの長さが長い程、前記電極ロ
ール１１の移動速度を低くする必要がある。

【００５９】この結果、第１電極としての電極ロール１
１及び第２電極としての電極ロール１２の位置は、図９
に示されるように変化する。なお、図９において、（１
１）は電極ロール１１の位置を示し、（１２）は電極ロ
ール１２の位置を示している。また、Ｌ−１は前方部分
２１ａを２００〔℃〕から８００〔℃〕にまで上昇させ
るのに対応した電極ロール１１及び電極ロール１２の間
隔であり、Ｌ−２は後方部分２１ｂを１００〔℃〕から
８００〔℃〕にまで上昇させるのに対応した電極ロール
１１及び電極ロール１２の間隔である。この場合、電極
ロール１１は、前方部分２１ａと境界部分２１ｃとの境
界が前記電極ロール１１差し掛かった時点から移動を開
始し、図７に示される場合よりも低い速度で移動し、電
極ロール１１及び電極ロール１２の間隔Ｌ−２になった
時点で停止することが分かる。

【００６０】なお、前記境界部分２１ｃにおいて、温度
が段階的に変化していると近似することもできる。そこ
で、圧延材２１の温度分布が、搬送方向に関して前方部
分２１ａと後方部分２１ｂとの間の境界部分２１ｃにお
いて温度が２００〔℃〕から１００〔℃〕に段階的に低
下している場合の制御方法について説明する。

【００６１】図１０は本発明の第１の実施の形態におけ
る圧延材の温度分布の第４の例を示す図、図１１は本発
明の第１の実施の形態における圧延材の温度分布の第４
の例に対応する電極ロールの位置の変化を示す図であ
る。

【００６２】ここで、圧延材２１の縦断面の温度分布
は、図１０に示されるように、矢印Ｃで示される搬送方
向に関して前方部分２１ａにおいては均一に２００
〔℃〕であり、前方部分２１ａと後方部分２１ｂと間の
境界部分２１ｃにおいて２００〔℃〕から１００〔℃〕
にまで三段階に低下し、後方部分２１ｂにおいては均一
に１００〔℃〕となっているものとする。すなわち、境
界部分２１ｃは、搬送方向に関して前方から順に２１ｃ
−１、２１ｃ−２及び２１ｃ−３の三つの境界部分に分
かれ、境界部分２１ｃ−１は１７５〔℃〕、境界部分２
１ｃ−２は１５０〔℃〕、境界部分２１ｃ−３は１２５
〔℃〕となっているものとする。

【００６３】この場合、圧延材２１を通電加熱して、前
方部分２１ａ及び後方部分２１ｂの温度が等しく、か
つ、所定の温度となるようにするためには、後方部分２
１ｂの通電時間を前方部分２１ａの通電時間より長くす
る必要がある。また、境界部分２１ｃにおいては、温度
の段階的な変化に対応させて通電時間を段階的に長くさ
せる必要がある。

【００６４】そのため、制御装置１４は、前方部分２１
ａと境界部分２１ｃ−１との境界が第１電極としての電
極ロール１１に差し掛かった時点から、該電極ロール１
１を圧延材２１の移動速度にほぼ等しい速度で矢印Ｃで
示される搬送方向にわずかに移動させた後停止させる。
続いて、境界部分２１ｃ−１と境界部分２１ｃ−２との
境界が電極ロール１１に差し掛かった時点から、該電極
ロール１１を圧延材２１の移動速度にほぼ等しい速度で
矢印Ｃで示される搬送方向にわずかに移動させた後停止
させる。続いて、境界部分２１ｃ−２と境界部分２１ｃ
−３との境界が電極ロール１１に差し掛かった時点か
ら、該電極ロール１１を圧延材２１の移動速度にほぼ等
しい速度で矢印Ｃで示される搬送方向にわずかに移動さ
せた後停止させる。最後に、境界部分２１ｃ−３と後方
部分２１ｂとの境界が電極ロール１１に差し掛かった時
点から、電極ロール１１を圧延材２１の移動速度にほぼ
等しい速度で矢印Ｃで示される搬送方向にわずかに移動
させた後停止させる。

【００６５】この結果、第１電極としての電極ロール１
１及び第２電極としての電極ロール１２の位置は、図１
１に示されるように変化する。なお、図１１において、
（１１）は電極ロール１１の位置を示し、（１２）は電
極ロール１２の位置を示している。また、Ｌ−１は前方
部分２１ａを２００〔℃〕から８００〔℃〕にまで上昇
させるのに対応した電極ロール１１及び電極ロール１２
の間隔であり、Ｌ−２は前方部分２１ｂを１００〔℃〕
から８００〔℃〕にまで上昇させるのに対応した電極ロ
ール１１及び電極ロール１２の間隔である。この場合、
電極ロール１１は、前方部分２１ａと境界部分２１ｃと
の境界が前記電極ロール１１差し掛かった時点から移動
を開始し、段階的に移動と停止を繰り返し、電極ロール
１１及び電極ロール１２の間隔Ｌ−２になった時点で停
止することが分かる。

【００６６】次に、「従来の技術」において説明したス
キッドマークのように、圧延材２１の搬送方向に関して
短い長さを有する狭い部分だけが、前後の部分に比較し
て低温になっている場合の制御方法について説明する。

【００６７】図１２は本発明の第１の実施の形態におけ
る圧延材の温度分布の第５の例を示す図、図１３は本発
明の第１の実施の形態における圧延材の温度分布の第５
の例に対応する電極ロールの位置の変化を示す図であ
る。

【００６８】ここで、圧延材２１の縦断面の温度分布
は、図１２に示されるように、矢印Ｃで示される搬送方
向に関して前方部分２１ａ及び後方部分２１ｂにおいて
は均一に８００〔℃〕であり、前方部分２１ａと後方部
分２１ｂとの境界部分２１ｃにおいては均一に２００
〔℃〕となっているものとする。すなわち、該境界部分
２１ｃは、スポット的（局所的）に発生した低温部分で
ある。この場合、前記前方部分２１ａ及び後方部分２１
ｂは当初から８００〔℃〕であるので、これ以上加熱す
る必要がなく、境界部分２１ｃだけを加熱して８００
〔℃〕にまで上昇させるものとする。

【００６９】この場合、境界部分２１ｃだけを通電加熱
して、前方部分２１ａ及び後方部分２１ｂの温度と等し
くなるようにするためには、圧延材２１の温度を６００
〔℃〕だけ上昇させるのに対応した時間だけ前記境界部
分２１ｃに通電する必要がある。また、前方部分２１ａ
及び後方部分２１ｂには通電しないようにする。

【００７０】そのため、制御装置１４は、第１電極とし
ての電極ロール１１と第２電極としての電極ロール１２
とを圧延材２１の搬送方向に関して、ほぼ等しい位置に
なるようにあらかじめ移動させておく。なお、前記電極
ロール１１の位置と電極ロール１２の位置とがほぼ等し
い時は、通電をしないようにすることが望ましい。

【００７１】そして、前方部分２１ａと境界部分２１ｃ
との境界が電極ロール１１に差し掛かった時点から通電
を開始するとともに、該電極ロール１１を圧延材２１の
移動速度と等しい速度で矢印Ｃで示される搬送方向に移
動させる。続いて、境界部分２１ｃと後方部分２１ｂと
の境界が電極ロール１２に差し掛かった時点から該電極
ロール１２を圧延材２１の移動速度と等しい速度で矢印
Ｃで示される搬送方向に移動させる。

【００７２】この結果、第１電極としての電極ロール１
１及び第２電極としての電極ロール１２の位置は、図１
３に示されるように変化する。なお、図１３において、
（１１）は電極ロール１１の位置を示し、（１２）は電
極ロール１２の位置を示している。また、Ｌ−１は電極
ロール１１及び電極ロール１２の移動した距離であり、
圧延材２１を２００〔℃〕から８００〔℃〕にまで上昇
させるのに対応した必要な電極ロール１１及び電極ロー
ル１２の間隔に等しい。この場合、搬送方向に関して境
界部分２１ｃの長さが短いので、電極ロール１１及び電
極ロール１２が同時に移動する期間があることが分か
る。そして、搬送方向に関して前記電極ロール１１の位
置と電極ロール１２の位置とが等しくなった時には、通
電を停止することが望ましい。すなわち、電極ロール１
１と電極ロール１２との距離は移動させる前後において
等しい。

【００７３】なお、スキッドマークのように、低温とな
っている部分も含めて、圧延材２１全体を加熱する場合
もある。そこで、低温となっている部分も含めて、圧延
材２１全体を９００〔℃〕にまで加熱させる場合の制御
方法について説明する。

【００７４】図１４は本発明の第１の実施の形態におけ
る圧延材の温度分布の第６の例を示す図、図１５は本発
明の第１の実施の形態における圧延材の温度分布の第６
の例に対応する電極ロールの位置の変化を示す図であ
る。

【００７５】ここで、圧延材２１の縦断面の温度分布
は、図１４に示されるように、矢印Ｃで示される搬送方
向に関して前方部分２１ａ及び後方部分２１ｂにおいて
は均一に８００〔℃〕であり、前方部分２１ａと後方部
分２１ｂとの境界部分２１ｃにおいては均一に２００
〔℃〕となっているものとする。すなわち、前記境界部
分２１ｃは、スポット的に発生した低温部分である。そ
して、前方部分２１ａ、後方部分２１ｂ及び境界部分２
１ｃを加熱して９００〔℃〕にまで上昇させるものとす
る。

【００７６】この場合、圧延材２１を通電加熱して、前
方部分２１ａ及び後方部分２１ｂの温度と境界部分２１
ｃの温度とが等しく、かつ、所定の温度となるようにす
るためには、境界部分２１ｃの通電時間を前方部分２１
ａ及び後方部分２１ｂの通電時間より長くする必要があ
る。そのため、前方部分２１ａと境界部分２１ｃとの境
界が電極ロール１１に差し掛かった時点から、該電極ロ
ール１１を圧延材２１の移動速度と等しい速度で矢印Ｃ
で示される搬送方向に移動させる。続いて、境界部分２
１ｃと後方部分２１ｂとの境界が電極ロール１２に差し
掛かった時点から該電極ロール１２を圧延材２１の移動
速度と等しい速度で矢印Ｃで示される搬送方向に移動さ
せる。

【００７７】この結果、第１電極としての電極ロール１
１及び第２電極としての電極ロール１２の位置は、図１
５に示されるように変化する。なお、図１５において、
（１１）は電極ロール１１の位置を示し、（１２）は電
極ロール１２の位置を示している。そして、Ｌ−１は前
方部分２１ａ及び後方部分２１ｂを８００〔℃〕から９
００〔℃〕にまで上昇させるのに対応した電極ロール１
１及び電極ロール１２の間隔である。また、Ｌ−２は電
極ロール１１及び電極ロール１２の移動した距離であ
り、圧延材２１を２００〔℃〕から８００〔℃〕にまで
上昇させるのに対応した必要な電極ロール１１及び電極
ロール１２の間隔に等しい。この場合、搬送方向に関し
て境界部分２１ｃの長さが短いので、電極ロール１１及
び電極ロール１２が同時に移動する期間があることが分
かる。また、電極ロール１１と電極ロール１２との距離
は移動させる前後において等しい。

【００７８】ところで、前記電極ロール１１及び電極ロ
ール１２を圧延材２１の搬送方向に無制限に移動させる
と、前記電極ロール１１及び電極ロール１２が圧延ロー
ル２２に衝突してしまう。そこで、前記電極ロール１１
及び電極ロール１２の移動量を制限するとともに、搬送
方向に移動させた電極ロール１１及び電極ロール１２を
搬送方向と逆方向に移動させて、初期の位置に復帰させ
る必要がある。

【００７９】そのため、制御装置１４は、圧延材２１の
温度分布が搬送方向に関して広い範囲に渡って均一であ
る場合に、搬送方向に移動させた電極ロール１１及び電
極ロール１２を搬送方向と逆方向に移動させるように制
御する。なお、圧延材２１の温度分布が搬送方向に関し
て広い範囲に渡って均一でない場合に電極ロール１１及
び電極ロール１２を搬送方向と逆方向に移動させること
は、制御が複雑になるので、避けることが望ましい。

【００８０】この場合、制御装置１４は、電極ロール１
１と電極ロール１２との間隔を変更しないようにして、
電極ロール１１及び電極ロール１２を搬送方向と逆方向
に移動させるように制御する。ここで、電極ロール１１
及び電極ロール１２が搬送方向と逆方向に移動するの
で、圧延材２１と電極ロール１１及び電極ロール１２と
の相対的な移動速度は上昇する。すなわち、速度ｖの値
が大きくなる。そして、通電時間はｄｔは、前記式
（２）で示されるように、速度ｖに反比例するので、圧
延材２１への通電時間ｄｔが短くなってしまう。そのた
め、前記式（１）から分かるように、圧延材２１の温度
上昇量ｄＴの値が小さくなってしまい、所定の温度にま
で加熱することができなくなる。

【００８１】そこで、制御装置１４は、電極ロール１１
及び電極ロール１２を搬送方向と逆方向に移動させる
時、圧延材２１に通電する電流値Ｉを大きくするように
制御する。ここで、圧延材２１の温度上昇量ｄＴを、電
極ロール１１及び電極ロール１２が搬送方向と逆方向に
移動する場合と移動しない場合とで等しくすると、前記
式（１）から、次の式（３）で与えられる関係が得られ
る。

【００８２】

【数２】

【００８３】なお、Ｉ’は、電極ロール１１及び電極ロ
ール１２を搬送方向と逆方向に移動させる時の電流値、
ｖ’は、電極ロール１１及び電極ロール１２を搬送方向
と逆方向に移動させる時の圧延材２１と電極ロール１１
及び電極ロール１２との相対的な移動速度である。

【００８４】そして、前記式（３）から、電極ロール１
１及び電極ロール１２を搬送方向と逆方向に移動させる
時の電流値Ｉ’は、次の式（４）によって決定すること
ができる。

【００８５】

【数３】

【００８６】このように、本実施の形態においては、圧
延装置の圧延ロール２２の搬送方向における上流側に配
設された第１の電極ロールとしての電極ロール１１又は
第２の電極ロールとしての電極ロール１２の位置を、圧
延材２１の温度分布に対応して移動させて、圧延材２１
に通電するようになっている。この場合、温度の相違す
る部分の境界が電極ロール１１又は電極ロール１２に差
し掛かった時点で、前記電極ロール１１又は電極ロール
１２は移動を開始し、前記境界の移動に対応して移動す
る。

【００８７】そのため、圧延材２１の中間部分におい
て、温度分布が搬送方向に関して不均一であっても、適
切に通電加熱して、温度分布を均一にすることができ
る。例えば、何らかの原因で圧延材２１の一部の温度が
低下している場合や、スキッドマークと呼ばれる低温部
分が発生し、圧延材２１の搬送方向に関して極めて短い
距離で温度がパルス状に変化している場合であっても、
圧延材２１の温度分布を均一にすることができる。

【００８８】したがって、圧延装置に導入される直前の
圧延材を均一な温度に加熱することができるので、圧下
率が均一となり、均一な断面形状や断面寸法を有する棒
材や板材を得ることができる。

【００８９】また、電極ロール１１と電極ロール１２と
の間に対応する部分の圧延材２１に電流を導通して、ジ
ュール熱によって圧延材２１を加熱するので、熱効率が
高く、少ない消費エネルギーで速やかに加熱することが
できる。

【００９０】さらに、電極ロール１１が圧延材２１の上
面に接触し、電極ロール１２が圧延材２１の下面に接触
しているので、搬送方向に関して電極ロール１１と電極
ロール１２とを同じ位置にすることもできるので、電極
ロール１１及び電極ロール１２を移動させることのでき
る範囲が広くなり、温度制御が容易になる。

【００９１】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。なお、前記第１の実施の形態と同じ構成及び
同じ動作については、その説明を省略する。

【００９２】図１６は本発明の第２の実施の形態におけ
る通電加熱装置の概念図、図１７は本発明の第２の実施
の形態における通電加熱装置の構成を示す斜視図であ
る。

【００９３】本実施の形態においては、図１６に示され
るように、第１電極としての電極ロール１１は圧延材２
１の下面に回転しながら接触する電極ロール１１ａ及び
圧延材２１の上面に回転しながら接触する電極ロール１
１ｂから成り、第２電極としての電極ロール１２は圧延
材２１の下面に回転しながら接触する電極ロール１２ａ
及び圧延材２１の上面に回転しながら接触する電極ロー
ル１２ｂから成る。そして、電源装置１５は、電力線１
８及び電力線１９を介して、前記電極ロール１１ａと電
極ロール１１ｂ及び電極ロール１２ａと電極ロール１２
ｂに電流を供給するようになっている。

【００９４】また、図１７に示されるように、圧延ロー
ル２２の搬送方向における上流側において圧延材２１の
下方に、電極ロール１１ａ及び電極ロール１１ｂを支持
するための電極ロール支持装置３０が配設され、さらに
搬送方向における上流側において、圧延材２１の下方
に、電極ロール１２ａ及び電極ロール１２ｂを支持する
ための電極ロール支持装置３０が配設されている。本実
施の形態においては、可動ユニット３２に一端が固定さ
れた支持ロッド３３’には、二本の電極ロール、すなわ
ち、電極ロール１１ａと電極ロール１１ｂ及び電極ロー
ル１２ａと電極ロール１２ｂの図示されない中心軸の端
部が、それぞれ回転可能に取り付けられている。

【００９５】なお、他の点における構成及び動作につい
ては、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説
明を省略する。

【００９６】このように、本実施の形態においては、圧
延装置の圧延ロール２２の搬送方向における上流側に配
設された電極ロール１１及び電極ロール１２の位置を、
圧延材２１の温度分布に対応して移動させて、圧延材２
１に通電するようになっている。そして、電極ロール１
１は圧延材２１の下面に回転しながら接触する電極ロー
ル１１ａ及び圧延材２１の上面に回転しながら接触する
電極ロール１１ｂから成り、電極ロール１２は圧延材２
１の下面に回転しながら接触する電極ロール１２ａ及び
圧延材２１の上面に回転しながら接触する電極ロール１
２ｂから成る。そのため、本実施の形態における通電加
熱装置は、前記第１の実施の形態と同様の効果に加え
て、更なる効果を奏する。

【００９７】すなわち、前記第１の実施の形態において
は、電極ロール１１は圧延材２１の上面に接触し、電極
ロール１２は圧延材２１の下面に接触するようになって
いるので、圧延材２１には、電極ロール１１によって上
方向からの力が加えられ、搬送方向に関して異なる位置
において、電極ロール１２によって下方向からの力が加
えられることになる。そのため、電極ロール１１及び電
極ロール１２によって、圧延材２１に剪（せん）断力が
加えられるので、圧延材２１が軟質の金属から成る場合
や薄い板材である場合等には、圧延材２１が変形してし
まう可能性がある。

【００９８】これに対し、本実施の形態においては、電
極ロール１１ａと電極ロール１１ｂとで圧延材２１を上
下方向から挟み込み、また、電極ロール１２ａと電極ロ
ール１２ｂとで圧延材２１を上下方向から挟み込んでい
るので、圧延材２１に剪断力が加えられることがない。
そのため、圧延材２１が軟質の金属から成る場合や薄い
板材である場合等でも、圧延材２１が変形してしまうこ
とがない。

【００９９】また、前記第１の実施の形態においては、
圧延材２１の上面に接触する電極ロール１１と圧延材２
１の下面に接触する電極ロール１２との間で通電するの
で、圧延材２１の厚い部材であると、厚さ方向に関して
電流の分布が不均一になってしまう。そのため、ジュー
ル熱の発生状態が圧延材２１の厚さ方向に関して不均一
となり、温度分布が圧延材２１の厚さ方向に関して不均
一となってしまう。

【０１００】これに対し、本実施の形態においては、圧
延材２１の上下面に接触する電極ロール１１ａ及び電極
ロール１１ｂと電極ロール１２ａ及び電極ロール１２ｂ
との間で通電するので、圧延材２１の厚い部材であって
も、厚さ方向に関して電流の分布が均一になる。そのた
め、ジュール熱の発生状態が圧延材２１の厚さ方向に関
して均一となり、温度分布が圧延材２１の厚さ方向に関
して均一となる。

【０１０１】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。なお、前記第１及び第２の実施の形態と同じ
構成及び同じ動作については、その説明を省略する。

【０１０２】図１８は本発明の第３の実施の形態におけ
る通電加熱装置の概念図である。

【０１０３】本実施の形態において、第１の電極として
の電極ロール４１は、圧延材２１の下面に回転しながら
接触する電極ロール４１ａ及び圧延材２１の上面に回転
しながら接触する電極ロール４１ｂから成り、第２の電
極としての電極ロール４２は、圧延材２１の下面に回転
しながら接触する電極ロール４２ａ及び圧延材２１の上
面に回転しながら接触する電極ロール４２ｂから成る。
そして、前記電極ロール４１と電極ロール４２との間に
電流が供給されて、圧延材２１に通電される。なお、図
１８において、制御装置１４、電源装置１５等は省略さ
れている。また、前記電極ロール４１ａ及び電極ロール
４１ｂ、並びに、電極ロール４２ａ及び電極ロール４２
ｂを支持する装置は、ロールを転動可能に支持する装置
であれば、従来公知の装置であってよいので、説明を省
略する。

【０１０４】この場合、前記電極ロール４１ａ及び電極
ロール４１ｂは、圧延材２１の上面及び下面に接触しつ
つ回転して、矢印Ａ及びＣで示されるように、圧延材２
１の搬送方向及び幅方向に移動することができるように
なっている。なお、前記電極ロール４１ａと電極ロール
４１ｂとは、互いに独立して移動することができるよう
にしてもよいが、本実施の形態においては、同調して移
動する、すなわち、圧延材２１の搬送方向及び幅方向に
関して互いに同じ位置になるように移動する場合につい
て説明する。また、前記電極ロール４２ａ及び電極ロー
ル４２ｂは、圧延材２１の上面及び下面に接触しつつ回
転して、矢印Ｂ及びＤで示されるように、圧延材２１の
搬送方向及び幅方向に移動することができるようになっ
ている。なお、前記電極ロール４２ａと電極ロール４２
ｂとは、互いに独立して移動することができるようにし
てもよいが、本実施の形態においては、同調して移動す
る場合について説明する。また、前記電極ロール４１と
電極ロール４２とは、互いに互いに独立して移動するこ
とができるようになっている。

【０１０５】ここで、温度検出器１３は圧延材２１の幅
方向に並列して複数個、例えば三個、配設され、圧延材
２１の幅方向に関する温度分布を測定することができる
ようになっている。そして、前記電極ロール４１と電極
ロール４２とは、圧延材２１の搬送方向に関する温度分
布に対応して、矢印Ａ及びＢで示されるように、圧延材
２１の搬送方向に移動させられるだけでなく、圧延材２
１の幅方向に関する温度分布に対応して、矢印Ｃ及びＤ
で示されるように、圧延材２１の幅方向に移動させられ
るようになっている。

【０１０６】例えば、圧延材２１の幅方向に関する温度
分布が均一である場合、電極ロール４１は、圧延材２１
の搬送方向に向かって左側（図における上側）の側縁近
傍に位置し、電極ロール４２は、圧延材２１の搬送方向
に向かって右側（図における下側）の側縁近傍に位置す
るように移動させられる。これにより、圧延材２１の幅
方向に関して全体に通電することができる。

【０１０７】また、圧延材２１の搬送方向に向かって左
側部分の温度が右側部分の温度よりも高い場合、電極ロ
ール４１は圧延材２１の幅方向の中央に位置し、電極ロ
ール４２は、圧延材２１の搬送方向に向かって右側の側
縁近傍に位置するように移動させられる。これにより、
温度の低い圧延材２１の搬送方向に向かって右側部分に
通電して、加熱することができる。

【０１０８】このように、本実施の形態においては、圧
延装置の圧延ロール２２の搬送方向における上流側に配
設された電極ロール４１と電極ロール４２との位置を、
圧延材２１の搬送方向の温度分布に対応して搬送方向に
移動させるだけでなく、圧延材２１の幅方向の温度分布
に対応して幅方向に移動させて、圧延材２１に通電する
ようになっている。

【０１０９】そのため、本実施の形態における通電加熱
装置は、前記第１の実施の形態と同様の効果に加え、圧
延材２１の温度分布が幅方向に関して不均一であって
も、圧延ロール２２によって圧延される前に、前記圧延
材２１の温度分布を均一にすることができるという効果
を奏する。

【０１１０】次に、本発明の第４の実施の形態について
説明する。なお、前記第１〜３の実施の形態と同じ構成
及び同じ動作については、その説明を省略する。

【０１１１】図１９は本発明の第４の実施の形態におけ
る通電加熱装置の概念図である。

【０１１２】本実施の形態において、第１電極としての
電極ボール４５は、圧延材２１の下面に回転しながら接
触する電極ボール４５ａ及び圧延材２１の上面に回転し
ながら接触する電極ボール４５ｂから成り、第２電極と
しての電極ボール４６は、圧延材２１の下面に回転しな
がら接触する電極ボール４６ａ及び圧延材２１の上面に
回転しながら接触する電極ボール４６ｂから成る。そし
て、前記電極ボール４５と電極ボール４６との間に電流
が供給されて、圧延材２１に通電される。なお、図１９
において、制御装置１４、電源装置１５等は省略されて
いる。また、前記電極ボール４５ａ及び電極ボール４５
ｂ、並びに、電極ボール４６ａと電極ボール４６ｂを支
持する装置は、球体を転動可能に支持する装置であれ
ば、従来公知の装置であってよいので、説明を省略す
る。

【０１１３】この場合、前記電極ボール４５ａ及び電極
ボール４５ｂは、圧延材２１の上面及び下面に接触しつ
つ回転して、矢印Ａ及びＣで示されるように、圧延材２
１の搬送方向及び幅方向に移動することができるように
なっている。なお、前記電極ボール４５ａと電極ボール
４５ｂとは、互いに独立して移動することができるよう
にしてもよいが、本実施の形態においては、同調して移
動する、すなわち、圧延材２１の搬送方向及び幅方向に
関して互いに同じ位置になるように移動する場合につい
て説明する。また、前記電極ボール４６ａ及び電極ボー
ル４６ｂは、圧延材２１の上面及び下面に接触しつつ回
転して、矢印Ｂ及びＤで示されるように、圧延材２１の
搬送方向及び幅方向に移動することができるようになっ
ている。なお、前記電極ボール４６ａと電極ボール４６
ｂとは、互いに独立して移動することができるようにし
てもよいが、本実施の形態においては、同調して移動す
る場合について説明する。また、前記電極ボール４５と
電極ボール４６とは、互いに互いに独立して移動するこ
とができるようになっている。

【０１１４】ここで、温度検出器１３は、前記第３の実
施の形態と同様に、圧延材２１の幅方向に並列して複数
個、例えば、三個、配設され、圧延材２１の幅方向に関
する温度分布を測定することができるようになってい
る。そして、前記電極ボール４５と電極ボール４６は、
前記第３の実施の形態における電極ロール４１及び電極
ロール４２と同様に、圧延材２１の搬送方向に関する温
度分布に対応して、矢印Ａ及びＢで示されるように、圧
延材２１の搬送方向に移動させられるだけでなく、圧延
材２１の幅方向に関する温度分布に対応して、矢印Ｃ及
びＤで示されるように、圧延材２１の幅方向に移動させ
られるようになっている。

【０１１５】このように、本実施の形態においては、圧
延装置の圧延ロール２２の搬送方向における上流側に配
設された電極ボール４５と電極ボール４６の位置を、圧
延材２１の搬送方向の温度分布に対応して搬送方向に移
動させるだけでなく、圧延材２１の幅方向の温度分布に
対応して幅方向に移動させて、圧延材２１に通電するよ
うになっている。

【０１１６】そのため、本実施の形態における通電加熱
装置は、前記第３の実施の形態と同様に、圧延材２１の
温度分布が幅方向に関して不均一であっても、圧延ロー
ル２２によって圧延される前に、前記圧延材２１の温度
分布を均一にすることができるという効果を奏する。

【０１１７】さらに、前記第３の実施の形態において
は、第１電極及び第２電極が電極ロール４１及び電極ロ
ール４２であるのに対して、本実施の形態においては、
第１の電極及び第２の電極が電極ボール４５及び電極ボ
ール４６である。そのため、第１の電極及び第２の電極
の圧延材２１の幅方向に関する位置をきめ細かく制御す
ることができるので、圧延材２１の幅方向に関する温度
分布をきめ細かく制御することができる。

【０１１８】次に、本発明の第５の実施の形態について
説明する。なお、前記第１〜４の実施の形態と同じ構成
及び同じ動作については、その説明を省略する。

【０１１９】図２０は本発明の第５の実施の形態におけ
る通電加熱装置の概念図である。

【０１２０】本実施の形態においては、図２０に示され
るように、第１電極及び第２電極が圧延材２１の幅方向
に複数個、例えば、三個に、分割されている。この場
合、第１電極は電極ロール５１、電極ロール５３及び電
極ロール５５から成り、第２電極は電極ロール５２、電
極ロール５４及び電極ロール５６から成る。ここで、記
電極ロール５１及び電極ロール５２は、圧延材２１の搬
送方向に向かって右側約１／３の幅の部分に対応し、前
記電極ロール５３及び電極ロール５４は、圧延材２１の
搬送方向に向かって中央約１／３の幅の部分に対応し、
前記電極ロール５５及び電極ロール５６は、圧延材２１
の搬送方向に向かって左側約１／３の幅の部分に対応す
る。また、温度検出器１３は圧延材２１の幅方向に並列
して複数個、例えば、三個、配設され、圧延材２１の幅
方向に関する温度分布を測定することができるようにな
っている。

【０１２１】そして、前記電極ロール５１、電極ロール
５２、電極ロール５３、電極ロール５４、電極ロール５
５及び電極ロール５６は、それぞれ、圧延材２１の下面
に回転しながら接触する電極ロール５１ａ、電極ロール
５２ａ、電極ロール５３ａ、電極ロール５４ａ、電極ロ
ール５５ａ及び電極ロール５６ａ、並びに、圧延材２１
の上面に回転しながら接触する電極ロール５１ｂ、電極
ロール５２ｂ、電極ロール５３ｂ、電極ロール５４ｂ、
電極ロール５５ｂ及び電極ロール５６ｂから成る。ここ
で、前記電極ロール５１、電極ロール５２、電極ロール
５３、電極ロール５４、電極ロール５５及び電極ロール
５６は、それぞれ、独立して、矢印Ａ及びＢで示される
ように、圧延材２１の搬送方向に移動させられるように
なっている。また、前記電極ロール５１、電極ロール５
２、電極ロール５３、電極ロール５４、電極ロール５５
及び電極ロール５６への電流の供給も、それぞれ、独立
して制御されるようになっている。なお、その他の構成
については、前記第２の実施の形態とほぼ同様であるの
で、説明を省略する。

【０１２２】この場合、圧延材２１の幅方向に並列して
三個配設された温度検出器１３によって、圧延材２１の
幅方向に関する温度分布が測定される。そして、圧延材
２１の搬送方向及び幅方向に関する温度分布に対応し
て、前記電極ロール５１、電極ロール５２、電極ロール
５３、電極ロール５４、電極ロール５５及び電極ロール
５６が、矢印Ａ及びＢで示されるように、圧延材２１の
搬送方向に移動させられ、かつ、通電量の制御も行われ
る。

【０１２３】このように、本実施の形態において、第１
電極は、圧延材２１の幅方向に分割され、電極ロール５
１、電極ロール５３及び電極ロール５５から成り、第２
電極は、圧延材２１の幅方向に分割され、電極ロール５
２、電極ロール５４及び電極ロール５６から成る。そし
て、圧延材２１の搬送方向及び幅方向に関する温度分布
に対応して、前記電極ロール５１、電極ロール５２、電
極ロール５３、電極ロール５４、電極ロール５５及び電
極ロール５６は、それぞれ、独立して、圧延材２１の搬
送方向に移動させられ、また、独立して該圧延材２１に
通電するようになっている。

【０１２４】そのため、本実施の形態における通電加熱
装置は、圧延材２１の温度分布が幅方向に関して不均一
であっても、圧延ロール２２によって圧延される前に、
前記圧延材２１の温度分布を均一にすることができると
いう効果を奏する。

【０１２５】さらに、前記第３及び４の実施の形態にお
いては、第１電極及び第２電極を圧延材２１の幅方向に
移動させる必要があるのに対して、本実施の形態におい
ては、第１電極及び第２電極を圧延材２１の幅方向に移
動させる必要がない。そのため、第１電極及び第２電極
の位置の制御アルゴリズムを単純化することができる。

【０１２６】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。

【０１２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、通電加熱装置においては、圧延材の搬送方向に移
動可能に配設された第１電極と、前記搬送方向に移動可
能に配設された第２電極と、前記第１電極及び第２電極
の前記搬送方向における上流側に配設された温度検出器
と、該温度検出器の出力に基づき、前記圧延材における
低温部分と高温部分との境界が前記第１電極又は第２電
極に差し掛かった時に、該第１電極又は第２電極を前記
搬送方向に移動させて前記圧延材を通電加熱する制御装
置とを有する。

【０１２８】また、通電加熱方法においては、圧延材の
搬送方向に移動可能に配設された第１電極及び第２電極
の搬送方向における上流側に配設された温度検出器の出
力に基づき、前記圧延材における低温部分と高温部分と
の境界が前記第１電極又は第２電極に差し掛かった時
に、該第１電極又は第２電極を前記圧延材の搬送方向に
移動させて前記圧延材を通電加熱する。

【０１２９】この場合、圧延装置の導入される圧延材の
中間部分に何らかの原因で温度が不均一な部分が発生し
ても、簡素、かつ、コンパクトな構成の装置によって、
前記圧延材の温度分布を容易に均一にすることができ
る。

【０１３０】また、前記圧延材の温度分布が種々の形態
であっても、前記圧延材の温度分布を均一にすることが
できる。例えば、前記温度が不均一な部分が、スキッド
マークのように特殊な温度分布を有する場合であって
も、前記圧延材の温度分布を均一にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における通電加熱装
置の概念図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態における通電加熱装
置の構成を示す斜視図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態における電極ロール
支持装置の構成を示す斜視図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態における圧延材の温
度分布の第１の例を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態における圧延材の温
度分布の第１の例に対応する電極ロールの位置の変化を
示す図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態における圧延材の温
度分布の第２の例を示す図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態における圧延材の温
度分布の第２の例に対応する電極ロールの位置の変化を
示す図である。

【図８】本発明の第１の実施の形態における圧延材の温
度分布の第３の例を示す図である。

【図９】本発明の第１の実施の形態における圧延材の温
度分布の第３の例に対応する電極ロールの位置の変化を
示す図である。

【図１０】本発明の第１の実施の形態における圧延材の
温度分布の第４の例を示す図である。

【図１１】本発明の第１の実施の形態における圧延材の
温度分布の第４の例に対応する電極ロールの位置の変化
を示す図である。

【図１２】本発明の第１の実施の形態における圧延材の
温度分布の第５の例を示す図である。

【図１３】本発明の第１の実施の形態における圧延材の
温度分布の第５の例に対応する電極ロールの位置の変化
を示す図である。

【図１４】本発明の第１の実施の形態における圧延材の
温度分布の第６の例を示す図である。

【図１５】本発明の第１の実施の形態における圧延材の
温度分布の第６の例に対応する電極ロールの位置の変化
を示す図である。

【図１６】本発明の第２の実施の形態における通電加熱
装置の概念図である。

【図１７】本発明の第２の実施の形態における通電加熱
装置の構成を示す斜視図である。

【図１８】本発明の第３の実施の形態における通電加熱
装置の概念図である。

【図１９】本発明の第４の実施の形態における通電加熱
装置の概念図である。

【図２０】本発明の第５の実施の形態における通電加熱
装置の概念図である。

【符号の説明】

１１、１２、４１、４２、５１、５２、５３、５４、５
５、５６電極ロール１３温度検出器１４制御装置２１圧延材２１ａ前方部分２１ｂ後方部分４５、４６電極ボール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）圧延材の搬送方向に移動可能に配
設された第１電極と、（ｂ）前記搬送方向に移動可能に
配設された第２電極と、（ｃ）前記第１電極及び第２電
極の前記搬送方向における上流側に配設された温度検出
器と、（ｄ）該温度検出器の出力に基づき、前記圧延材
における低温部分と高温部分との境界が前記第１電極又
は第２電極に差し掛かった時に、該第１電極又は第２電
極を前記搬送方向に移動させて前記圧延材を通電加熱す
る制御装置とを有することを特徴とする通電加熱装置。
【請求項２】前記第１電極及び第２電極はロールであ
る請求項１に記載の通電加熱装置。
【請求項３】前記第１電極及び第２電極はボールであ
り、前記圧延材の幅方向にも移動可能である請求項１に
記載の通電加熱装置。
【請求項４】前記第１電極及び第２電極はそれぞれ前
記幅方向に複数個配設され、独立して移動可能である請
求項１〜３のいずれか１項に記載の通電加熱装置。
【請求項５】前記制御装置は前記圧延材に通電する電
流を制御する請求項１〜４のいずれか１項に記載の通電
加熱装置。
【請求項６】（ａ）圧延材の搬送方向に移動可能に配
設された第１電極及び第２電極の前記搬送方向における
上流側に配設された温度検出器の出力に基づき、（ｂ）
前記圧延材における低温部分と高温部分との境界が前記
第１電極又は第２電極に差し掛かった時に、該第１電極
又は第２電極を前記搬送方向に移動させて前記圧延材を
通電加熱することを特徴とする通電加熱方法。
【請求項７】前記低温部分が前記搬送方向における上
流側に存在する場合、該低温部分の前記搬送方向におけ
る下流側に隣接する高温部分との境界が前記第１電極に
差し掛かった時に、該第１電極を前記搬送方向に移動さ
せて前記第１電極と第２電極との距離を伸長させ、前記
低温部分が前記下流側に存在する場合、該低温部分の前
記上流側に隣接する高温部分との境界が前記第２電極に
差し掛かった時に、該第２電極を前記搬送方向に移動さ
せて前記第１電極と第２電極との距離を短縮させる請求
項６に記載の通電加熱方法。
【請求項８】前記境界において温度がステップ状に変
化する場合、前記第１の電極又は第２の電極を前記圧延
材の移動速度に等しい速度で移動させる請求項７に記載
の通電加熱方法。
【請求項９】前記低温部分と高温部分との間に温度が
リニアに変化する部分が存在する場合、前記第１電極又
は第２電極を前記圧延材の移動速度より低い速度で移動
させる請求項７に記載の通電加熱方法。
【請求項１０】前記低温部分と高温部分との間に温度
が段階的に変化する部分が存在する場合、前記第１電極
又は第２電極を段階的に移動させる請求項７に記載の通
電加熱方法。
【請求項１１】前記低温部分の搬送方向に関する長さ
が短い場合、前記低温部分の前記下流側に隣接する高温
部分との境界が前記第１電極に差し掛かった時に、該第
１電極を前記搬送方向に移動させるとともに、前記低温
部分の前記上流側に隣接する高温部分との境界が前記第
２電極に差し掛かった時に、該第２電極を前記搬送方向
に移動させて、前記第１電極と第２電極との距離を移動
させる前後において等しくさせる請求項６に記載の通電
加熱方法。