JP2005256034A

JP2005256034A - 熱間圧延における鋼板へのエッジヒーター

Info

Publication number: JP2005256034A
Application number: JP2004066552A
Authority: JP
Inventors: Hideo Narisawa; 英夫成澤; Kiyoshi Shimizu; 清清水; Hiroshi Arazeki; 博志荒関; Yoshihide Kitada; 吉秀北田
Original assignee: HAGOROMO DENKI KK; Nippon Steel Corp
Current assignee: HAGOROMO DENKI KK; Nippon Steel Corp
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】本発明は、熱間圧延ラインにおける仕上圧延での圧延材の幅方向の品質ムラを解消する熱間圧延における鋼板へのエッジヒーターを提供する。
【解決手段】熱間圧延における鋼板へのエッジヒーターにおいて、該エッジヒーターのインダクター鉄芯冷却端部に補強銅板を配設したことを特徴とする熱間圧延における鋼板へのエッジヒーター。また、熱間圧延における鋼板へのエッジヒーターにおいて、該エッジヒーターのインダクター鉄芯コイル挿入部の角部に曲面Ｒを設けたことを特徴とする熱間圧延における鋼板へのエッジヒーター。
【選択図】図７

Description

本発明は、熱間圧延ラインにおける仕上圧延での圧延材の幅方向の品質ムラを解消する熱間圧延における鋼板へのエッジヒーターに関するものである。

熱間圧延プロセスにおける圧延材は、一般的にエッジ部の温度が幅方向中央部に比較して低く、幅方向の品質に不均一が生じてしまうため、近年は、その品質の不均一を解消するために圧延材のエッジ部のみを加熱するエッジヒータの導入が進んでいる。このエッジヒータとしては、設備のコンパクト化や高速昇温等の必要性から、誘導加熱を利用した方式が一般的である。すなわち、圧延材のパスラインを上下方向から挟み込むように対となった誘導加熱コイルを配設し、誘導加熱コイルで発生した磁界と、搬送中の圧延材との交叉部分に発生する渦電流によるジュール熱を利用して、圧延材を加熱するものである。

すなわち、この熱延仕上エッジヒーターは、スラブの端部を加熱し幅方向の温度分布を均一にすることで品質および歩留向上を図るための設備である。このエッジヒーターは、インダクター（加熱コイル）を使用し、スラブの加熱を行っている。例えば特開昭５９−９２１１４号公報（特許文献１）には、被圧延金属板の各側縁部分を上下から間隔を置いて包囲するように誘導加熱用の少なくとも１組のコの字形のインダクターの両磁極を対向して配置し、少なくとも一方の磁極は被圧延金属板の側縁部分に対して垂直方向に相対移動可能にした熱間圧延金属板の側縁部分の再加熱装置が提案されている。このインダクターは、コイル、冷却銅板、鉄心から構成され、このコイル、冷却銅板は純水で冷却されている。

特開昭５９−９２１１４号公報

上述した誘導加熱コイル設備での誘導加熱装置は常に熱に晒されている状態から従来の設備においては、誘導加熱装置の耐久性、破損の問題を解消するために冷却が行われているが、しかし、この純水で冷却しているコイル、冷却銅板の水漏れによるインダクターのトラブル、絶縁不良によるインダクターコイルの短絡、焼損、エッジヒーターの使用不能に陥ることによる寿命の短縮という問題がある。これらの原因である鉄芯水冷板からの水漏れは過電流による発熱、ヒートサイクルによる繰り返し応力、電磁振動による繰り返し応力、発振・停止時の温度差による結露・腐蝕によるもの、また、飛散スケール刺さり、板当たりによる外部クロスの損傷、さらに、コイル絶縁の劣化等がある。

上述したような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、鉄芯冷却端部への補強銅板、鉄芯コイル挿入部角部の曲率化、鉄芯とコイル間絶縁物の断熱強化および磁束分布を変更し、角部への渦電流集中による加熱を緩和する等を図りインダクターコイルの寿命延長およびインダクター冷却銅板の水漏れ防止等による熱間圧延における鋼板へのエッジヒーターを提供するものである。

その発明に要旨とするところは、
（１）熱間圧延における鋼板へのエッジヒーターにおいて、該エッジヒーターのインダクター鉄芯冷却端部に補強銅板を配設したことを特徴とする熱間圧延における鋼板へのエッジヒーター。
（２）熱間圧延における鋼板へのエッジヒーターにおいて、該エッジヒーターのインダクター鉄芯コイル挿入部の角部に曲面Ｒを設けたことを特徴とする熱間圧延における鋼板へのエッジヒーター。

（３）熱間圧延における鋼板へのエッジヒーターにおいて、該エッジヒーターのインダクター鉄芯冷却端部に補強銅板を配設すると共に、該エッジヒーターのインダクター鉄芯コイル挿入部の角部に曲面Ｒを設けたことを特徴とする熱間圧延における鋼板へのエッジヒーター。
（４）熱間圧延における鋼板へのエッジヒーターにおいて、該エッジヒーターのインダクターコイル外部に耐熱外枠を設けると共に、該耐熱外枠面に断熱性および強度性を有する高強度断熱性物質を使用したことを特徴とする熱間圧延における鋼板へのエッジヒーター。

（５）熱間圧延における鋼板へのエッジヒーターにおいて、該エッジヒーターのインダクターコイルキャスターと耐熱外枠間に樹脂シートを挿入したことを特徴とする熱間圧延における鋼板へのエッジヒーター。
（６）前記（１）乃至〜（５）のいずれかに記載のインダクター上面のスケールブローエアーノズルとしてフラットノズルを使用したことを特徴とする熱間圧延における鋼板へのエッジヒーターにある。

以上述べたように、本発明により、インダクターコイルの寿命延長が図られ、このインダクターコイルの寿命が延びたことでインダクターの取替えの減少、コストの低減等極めて優れた効果を奏するものである。

以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係る熱間圧延プロセスにおける誘導加熱装置を設置した熱間圧延ラインを示す図である。この図に示すように、粗圧延機１により粗圧延された圧延材２は平行に配設された複数の搬送ロール３によって矢印で示される方向に搬送される。そして、搬送工程には圧延材２のエッジ部を加熱して幅方向の品質ムラを解消するための誘導加熱装置４が設置されている。この誘導加熱装置４によってエッジ部を加熱された後仕上圧延機群５によって仕上圧延される。

図２は、誘導加熱装置の正面図である。この図に示すように、この誘導加熱装置４は、圧延材２のエッジ部を上下方向から挟み込むように配設された２対の誘導加熱コイルを有し、各誘導加熱コイルは、給電装置６から供給される電力に応じて、圧延材２に上下方向から鎖交する磁束を発生する。そして、エッジ部の誘導加熱コイルは、これら誘導加熱コイルの高さ方向位置および幅方向位置を調整可能な支持装置７に支持されている。これら給電装置６が誘導加熱コイルに交流電流を供給すると、エッジ部に上下方向から鎖交する磁束が生じ、その給電装置６が供給する交流電流の周波数に応じて変化し、圧延材２のエッジ部には渦電流が流れてジュール熱が生じ、エッジ部は加熱されるように構成されている。

上述したような誘導加熱装置にあっては、発生する熱量は上下のコイル間の距離に大きく依存するので、それらコイル間の距離は、なるべく狭い方が望ましいために、出来るだけコイル間の距離を狭めて使用されている。そのため、誘導加熱装置は常に熱に晒されている状態にあり、誘導加熱装置の耐久性、破損の問題が発生する。図３は、本発明に係るインダクターコイルの詳細側面図である。この図に示すように、上面には高強度断熱性物質８からなり、その内側に耐熱外枠９、さらに、その内側には樹脂シート１０が積層され、その内側のインダクターコイルキャスター１１内にコイル１２を配設された構造からなる。なお、高強度断熱性物質としては、断熱性および強度性を有するアルミナクロスが最適であり、また、耐熱外枠としては、耐熱ボード、さらに、その内側の樹脂シートとしては、テフロン（登録商標）シートが最適である。

図４は、本発明に係るインダクターの鉄芯冷却構成を示す全体概念図である。この図４（ａ）は多層構造でのインダクターの鉄芯を示し、図４（ｂ）は単層構造でのインダクターの鉄芯を示すものである。図５は、図４の多層構造でのインダクターの鉄芯の断面図であり、図６は、図４（ａ）の上面図である。この図４〜６に示すように、インダクターの鉄芯の冷却構成は、厚い冷却銅板１３と薄い冷却銅板１４からなり、その間に鉄芯１５なる積層珪素鋼板から構成されている。上述したような構成の基に、結露による鉄芯の腐蝕を防止するために、結露の原因である熱延鋼板からに輻射による過熱と冷却水による急激な冷却の温度差を無くすために、外部との断熱強化を図るべく、従来の外部耐熱ボードより断熱性、強度性に優れたリグナイト（商標名）という断熱材を採用した。

図７は、本発明に係るインダクターの鉄芯の断面詳細図である。この図に示すように、水冷銅板１６には冷却水管１７を配設し、インダクターの鉄芯冷却銅板端部の冷却水管１７の機械的補強と冷却銅板に本発明の特徴とする補強銅板１８を取付け、水漏れ防止の強化を図り渦電流過熱による破水を防止するものである。また、両サイド鉄芯冷却銅板を内部冷却銅板より約３ｍｍ程度低くして磁束分布を変更した角部への渦電流集中による過熱を緩和した。さらに、鉄芯とコイル間絶縁物を従来のアスベストから絶縁性緩衝材に材質を変更し、樹脂シートとして例えばテフロン（登録商標）シートを挿入して鉄芯とコイル間の絶縁、断熱強化を図った。

図８は、本発明に係るインダクターの鉄芯冷却端部形状を示す図である。この図に示すように、積層珪素鋼板から構成されているエッジヒーターのインダクター鉄心１５のコイル挿入部の角部に曲面Ｒを設けたことにより磁束分布を変更し、角部への渦電流集中による過熱を緩和したものである。ここに言う曲面Ｒとは、角部をなくし、滑らかな円状ないし球状面を有する面を言う。

図９は、本発明に係るフラットスケールブローエアーノズルを示す図である。この図に示すように、上インダクター１９と下インダクター２０間での下インダクター２０上面にスケールが体積するのを防止するために、スケールブローエアーノズルとしてフラットノズル２１を使用して、インダクターへのスケールの堆積するのを防止して、コイル絶縁物の劣化を抑制するものである。

上述したような改良を加えることにより、鉄芯水冷板からの水漏れによる渦電流による発熱、ヒートサイクルによる繰り返し応力、電磁振動による繰り返し応力、発振・停止時の温度差による結露・腐蝕が無くなり、さらには、飛散スケール刺されや板当たりによる外部クロスの損傷も無くなり、かつ、コイル絶縁の劣化も解消され、インダクターコイルの寿命延長を図ることが出来た。

本発明に係る熱間圧延プロセスにおける誘導加熱装置を設置した熱間圧延ラインを示す図である。誘導加熱装置の正面図である。本発明に係るインダクターコイルの詳細側面図である。本発明に係るインダクターの鉄芯冷却構成を示す全体概念図である。図４の多層構造でのインダクターの鉄芯の断面図である。図４（ａ）の上面図である。本発明に係るインダクターの鉄芯の断面詳細図である。本発明に係るインダクターの鉄芯冷却端部形状を示す図である。本発明に係るフラットスケールブローエアーノズルを示す図である。

符号の説明

１粗圧延機
２圧延材
３搬送ロール
４誘導加熱装置
５仕上圧延機群
６給電装置
７支持装置
８高強度断熱性物質
９耐熱外枠
１０樹脂シート
１１インダクターコイルキャスター
１２コイル
１３厚い冷却銅板
１４薄い冷却銅板
１５鉄芯
１６水冷銅板
１７冷却水管
１８補強銅板
１９上インダクター
２０下インダクター
２１フラットノズル

特許出願人新日本製鐵株式会社他１名
代理人弁理士椎名彊他１

Claims

熱間圧延における鋼板へのエッジヒーターにおいて、該エッジヒーターのインダクター鉄芯冷却端部に補強銅板を配設したことを特徴とする熱間圧延における鋼板へのエッジヒーター。
熱間圧延における鋼板へのエッジヒーターにおいて、該エッジヒーターのインダクター鉄芯コイル挿入部の角部に曲面Ｒを設けたことを特徴とする熱間圧延における鋼板へのエッジヒーター。
熱間圧延における鋼板へのエッジヒーターにおいて、該エッジヒーターのインダクター鉄芯冷却端部に補強銅板を配設すると共に、該エッジヒーターのインダクター鉄芯コイル挿入部の角部に曲面Ｒを設けたことを特徴とする熱間圧延における鋼板へのエッジヒーター。
熱間圧延における鋼板へのエッジヒーターにおいて、該エッジヒーターのインダクターコイル外部に耐熱外枠を設けると共に、該耐熱外枠面に断熱性および強度性を有する高強度断熱性物質を使用したことを特徴とする熱間圧延における鋼板へのエッジヒーター。
熱間圧延における鋼板へのエッジヒーターにおいて、該エッジヒーターのインダクターコイルキャスターと耐熱外枠間に樹脂シートを挿入したことを特徴とする熱間圧延における鋼板へのエッジヒーター。
請求項１乃至５のいずれかに記載のインダクター上面のスケールブローエアーノズルとしてフラットノズルを使用したことを特徴とする熱間圧延における鋼板へのエッジヒーター。