JP2007095651A - 金属板の誘導加熱装置及び誘導加熱方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】誘導コイルの内側を通過する金属板を誘導加熱する装置であって、金属板の表面側と裏面側の誘導コイルを構成する導体を、それぞれ該金属板へ垂直投影した際の垂直投影像において、表面側と裏面側の該導体が、金属板の長手方向に対して互いにずれるように該導体を配置するとともに、金属板の表面側と裏面側の少なくともどちらかの該導体の端部が、少なくとも片方の端部において板幅方向に対して斜めに横切るように、該導体を配置する。そして、上記装置を用いて電流密度と加熱時間を制御する。
【選択図】図12
Description
δ[mm]=5.03×105(ρ/μrf)0.5 ・・・ 1式
ここで、ρ:比抵抗[Ωm]、μr:比透磁率[−]、f:加熱周波数[Hz]
本発明の効果を確認するため、0.2mm厚×600mm幅の非磁性鋼であるSUS304を用い通板しながら加熱する実験を行った。
本発明による、分割した誘導コイル選択による温度制御の効果を確認する実験を行った。使用した試験材は、板厚0.6mm、板幅600mmの冷延鋼板でライン速度を2m/minにして加熱を行った。電源は、周波数50KHz、200kwのものを用い、被加熱材と誘導コイルとのギャップは、50mmとした。実験は、図42の平面模式図に示すような配置をしており(一次電源は図示せず)、鋼板表面に、幅50mm、板厚10mmの水冷したコイル導体A〜Jを配置(図43)し、鋼板裏面にも、幅50mm、板厚10mmの水冷したコイル導体K〜Tを配置(図44)した。
端部側へのコイル導体を図21に示すような、同方向へ向けたときの実施例を、表3に示す。用いた誘導コイル、電源は、実施例1で使用したものと同一で、0.4mm厚のSUS304鋼板800mmと600mmを2m/minで加熱した。被加熱材と誘導コイルとのギャップは、50mmとした。
上記実施例3で使用した電源、鋼板を用い、図36に示すようなコイル形状で実験を行った。被加熱材と誘導コイルとのギャップは、50mmとした。コイル導体は、板端部に向けて中央部から端部に向かってテーパーを付けた導体で、表面側の導体の形状と裏面側の導体の形状を同形状にし、中央部、端部ともに表面側の導体と裏面側の導体を平行にして、板幅800mmの位置での導体の幅を変えた3種類のコイル導体を用意した。
本発明の実施例として、LF式誘導加熱コイルと本発明による誘導加熱装置を直列接続した時の効果を確認する実験を行った。実験は、磁性材である0.23mm厚800mm幅の普通鋼冷延板を用い、常温からの加熱を行った。
2 誘導コイル
2a、2b 導体
3 高周波電源
4 磁束
5 一次電流
6a 誘導電流
6b 誘導電流の向き
7 導電部材
8 電源
9、9a〜9g 接続導体
10 誘導電流のパス
11 ガイドあるいはレール
12 ベース
13 導電部材
14 本発明の誘導加熱装置
15 LF式誘導加熱装置
16,16a,16b 加熱炉
17 次処理帯
18 導電部材接続用端子
I、I’ 幅が狭い金属板の幅を示す
II、II’ 幅が広い金属板の幅を示す
Claims (17)
- 誘導コイルの内側を通過する金属板を誘導加熱する装置であって、金属板の表面側と裏面側の誘導コイルを構成する導体を、それぞれ該金属板へ垂直投影した際の垂直投影像において、表面側と裏面側の該導体が、金属板の長手方向に対して互いにずれるように該導体を配置するとともに、金属板の表面側と裏面側の少なくともどちらかの該導体の端部が、少なくとも片方の端部において板幅方向に対して斜めに横切るように、該導体を配置することを特徴とする金属板の誘導加熱装置。
- 誘導コイルの内側を通過する金属板を誘導加熱する装置であって、金属板の表面側と裏面側の誘導コイルを構成する導体を、それぞれ該金属板へ垂直投影した際の垂直投影像において、表面側と裏面側の該導体が、金属板の長手方向に対して互いにずれるように該導体を配置するとともに、金属板の表面側と裏面側の少なくともどちらかの該導体の端部が板幅方向に対して斜めに横切るように、且つ、該ずれ幅が板幅方向の中央部よりも板幅方向の両端部において小さくなるように、該導体を配置することを特徴とする金属板の誘導加熱装置。
- 誘導コイルの内側を通過する金属板を誘導加熱する装置であって、金属板の表面側と裏面側の誘導コイルを構成する導体を、それぞれ該金属板へ垂直投影した際の垂直投影像において、表面側と裏面側の該導体が、金属板の長手方向に対して互いにずれるように該導体を配置するとともに、金属板の表面側と裏面側の少なくともどちらかの該導体の端部が板幅方向に対して斜めに横切るように、且つ、該ずれ幅が板幅方向の中央部において最も大きくなるように、該導体を配置することを特徴とする金属板の誘導加熱装置。
- 前記表面側と裏面側の導体をそれぞれ板幅方向に対して、中央部と2つの端部に分けるとともに、該2つの端部の各々の導体を板幅方向に複数配置し、該複数の端部の導体と該中央部の導体との接触の有無を調整することで、誘導コイル電流が流れる端部の導体の位置と数を制御することを特徴とする請求項2又は3記載の金属板の誘導加熱装置。
- 前記中央部の導体を金属板の長手方向に複数配置し、該複数の中央部の導体と該複数の端部の導体との接触の有無を調整することで、誘導コイル電流が流れる中央部の導体の位置と数を制御することを特徴とする請求項4記載の金属板の誘導加熱装置。
- 前記表面側と裏面側の導体が、前記垂直投影像において、ともに、ほぼ同形状で、且つ、金属板の長手方向に対して互いに平行にずれるように配置されていることを特徴とする請求項1記載の金属板の誘導加熱装置。
- 前記表面側と裏面側の導体が、前記垂直投影像において、ともに直線状であることを特徴とする請求項6記載の金属板の誘導加熱装置。
- 誘導コイルの内側を通過する金属板を誘導加熱する装置であって、金属板の表面側と裏面側の誘導コイルを構成する導体を、それぞれ該金属板へ垂直投影した際の垂直投影像において、表面側と裏面側の該導体が、金属板の長手方向に対して互いにずれるように該導体を配置するとともに、金属板の表面側及び裏面側の該導体の端部全てが、金属板の板幅方向に対して斜めに横切るように、且つ、金属板の長手方向において同じ側に向くように、該導体を配置することを特徴とする金属板の誘導加熱装置。
- 前記金属板裏面側の導体の端部は、前記表面側の導体の端部に対して、金属板の長手方向にほぼ平行になるように配置していることを特徴とする請求項8記載の金属板の誘導加熱装置。
- 金属板の板幅方向における両外側に、金属板の長手方向に向けたガイド又はレールを設け、金属板の表面側の導体、裏面側の導体の少なくともいずれかを該ガイド又はレールに取り付けて、当該取り付けた導体を金属板の長手方向に移動可能としたことを特徴とする請求項1、2、3、6、7、8又は9記載の金属板の誘導加熱装置。
- 前記垂直投影像において、金属板表面側及び裏面側の端部の導体の幅が、端部側に向かうほど広く又は狭くなるように、前記端部の導体にテーパーを設けたことを特徴とする請求項6〜9のいずれか1項に記載の金属板の誘導加熱装置。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の金属板の誘導加熱装置を、ガス燃焼若しくは電気ヒーターによる輻射炉、又は、ガス直火炎炉の、炉内又は炉外に設置したことを特徴とする金属板の誘導加熱装置。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の金属板の誘導加熱装置の前に、LF式誘導加熱装置を配置したことを特徴とする金属板の誘導加熱装置。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の金属板の誘導加熱装置の前に、LF式誘導加熱装置を配置し、更に、両装置の誘導コイルを直列に接続したことを特徴とする金属板の誘導加熱装置。
- 請求項1〜14のいずれか1項に記載の金属板の誘導加熱装置を用いて、ずらした誘導コイルの金属板の両端部に向かう導体の幅、金属板の端部を横切る位置の少なくともいずれかを調整することにより、金属板端部を流れる電流密度、加熱時間を制御し、金属板端部の温度分布を制御することを特徴とする金属板の誘導加熱方法。
- 請求項1〜14のいずれか1項に記載の金属板の誘導加熱装置を用いて、非磁性域で金属板を加熱することを特徴とする金属板の誘導加熱方法。
- LF式誘導加熱装置で磁性域を加熱した後、請求項1〜14のいずれか1項に記載の金属板の誘導加熱装置で、非磁性域を加熱することを特徴とする金属板の誘導加熱方法。
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