JP2008184658A - Method of operating resistance heating apparatus in reflow treatment equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、抵抗加熱装置で電気錫めっき鋼板を加熱してリフロー処理する既設設備に、抵抗加熱装置と併用する誘導加熱装置を新たに増設するリフロー処理設備の抵抗加熱装置の運転方法に関する。 The present invention relates to a method for operating a resistance heating device of a reflow treatment facility in which an induction heating device that is used in combination with a resistance heating device is newly added to an existing facility that heats and reflows an electrotin-plated steel sheet with a resistance heating device.
電気錫めっき工程で得られる電気錫めっき鋼板の錫層は、そのままでは粗面で光沢のない多孔質であり、鋼板に対する錫層の密着強度は弱く、耐蝕性および半田性（半田と錫層との濡れ性や密着性）にも劣る。そこで、電気錫めっき鋼板の錫層を溶融して表面を滑らかにし金属光沢を与えるとともに、錫層と鋼板との界面部に錫−鉄系の合金相層を形成させて鋼板に対する錫の密着強度を増大させるリフロー処理が施されている。また、リフロー処理における鋼板の加熱方法には、鋼板に電圧を印加して電流を流し鋼板を加熱する抵抗加熱法と、誘導電流を用いて鋼板を加熱する誘導加熱法の２種類の方法がある。
誘導加熱法は、抵抗加熱法に比べて急速加熱が可能であるとともに加熱制御性がよいという特性を有するため、形成する合金層量の制御性向上や木目模様対策を目的として、抵抗加熱法を採用したリフロー処理の設備に対しても、電気錫めっき鋼板の温度が錫の融点に到達する位置の付近に誘導加熱装置を配置し、抵抗加熱法と誘導加熱法を併用して電気錫めっき鋼板を加熱することが行なわれている（例えば、特許文献１、２参照）。
The tin layer of the electrotin-plated steel sheet obtained by the electrotin plating process is rough and glossy porous as it is, and the adhesion strength of the tin layer to the steel sheet is weak, corrosion resistance and solderability (solder and tin layer and Inferior wettability and adhesion). Therefore, the tin layer of the electrotin-plated steel sheet is melted to give a smooth surface and give a metallic luster, and a tin-iron alloy phase layer is formed at the interface between the tin layer and the steel sheet so that tin adheres to the steel sheet. The reflow process which increases is performed. In addition, there are two types of heating methods for the steel sheet in the reflow process: a resistance heating method in which a voltage is applied to the steel plate to pass a current to heat the steel plate, and an induction heating method in which the steel plate is heated using an induction current. .
The induction heating method has characteristics that rapid heating is possible and good heat controllability compared to the resistance heating method. Therefore, the resistance heating method is used for the purpose of improving controllability of the amount of alloy layers to be formed and countermeasures for wood grain patterns. For the reflow treatment equipment adopted, an induction heating device is placed near the position where the temperature of the electrotin-plated steel sheet reaches the melting point of tin, and the electrotin-plated steel sheet is combined with the resistance heating method and the induction heating method. Is heated (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
ここで、抵抗加熱法と誘導加熱法を併用した場合、誘導加熱による加熱分だけ抵抗加熱による加熱分を削減しなければならず、更に、誘導加熱を開始する位置により、電気錫めっき鋼板の温度が錫の融点に到達してからクエンチされるまでの時間も変化する。このため、抵抗加熱と誘導加熱の併用を前提としたリフロー処理設備では、例えば、誘導加熱を開始する位置と誘導加熱条件（誘導加熱による電気錫めっき鋼板の温度上昇量、昇温速度等）を設定して、抵抗加熱条件を新たに設定し直すことが一般に行なわれている。 Here, when the resistance heating method and the induction heating method are used in combination, the amount of heating by resistance heating must be reduced by the amount of heating by induction heating, and the temperature of the electrotin-plated steel sheet depends on the position at which induction heating starts. The time from when the melting point of tin reaches the quenching time also varies. For this reason, in the reflow processing equipment premised on the combined use of resistance heating and induction heating, for example, the position where induction heating is started and the induction heating conditions (temperature rise amount of electrotinned steel sheet due to induction heating, rate of temperature rise, etc.) It is generally performed to set and newly set the resistance heating condition.
しかしながら、抵抗加熱条件を新たに求めるには、処理中の電気錫めっき鋼板からの放熱量、電気錫めっき鋼板の搬送経路を構成している支持ロールに電気錫めっき鋼板が接触することによる抜熱量等の不確定条件を試運転調整および操業を通じて定量的に決定して、理論的に求まる抵抗加熱条件を修正しなければならず、多くの時間を要するという問題がある。また、不確定条件はリフロー処理ライン毎に異なるので、不確定条件は適用しようとするリフロー処理ライン毎に決定せねばならないという問題もある。更に、抵抗加熱と誘導加熱を併用する場合の抵抗加熱条件でリフロー処理ラインを運用していると、抵抗加熱法と誘導加熱法を併用することで問題が発生したり、操業条件により従来の抵抗加熱のみを使用したリフロー処理を行なう場合、直ちに対応できないという問題が生じる。 However, in order to newly determine the resistance heating condition, the amount of heat released from the electrotin-plated steel sheet being processed, the amount of heat removed by the contact of the electrotin-plated steel sheet with the support roll that constitutes the transport path of the electrotin-plated steel sheet Such uncertain conditions must be determined quantitatively through trial run adjustment and operation to correct the theoretically determined resistance heating conditions, and there is a problem that much time is required. In addition, since the uncertain condition differs for each reflow processing line, there is a problem that the uncertain condition must be determined for each reflow processing line to be applied. Furthermore, if the reflow treatment line is operated under resistance heating conditions when resistance heating and induction heating are used together, problems may occur due to the combined use of resistance heating and induction heating methods, or conventional resistance may be affected by operating conditions. When the reflow process using only heating is performed, there is a problem that it cannot be immediately handled.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、抵抗加熱装置を有する既設設備に誘導加熱装置を増設し、抵抗加熱装置と誘導加熱装置を併用するリフロー処理設備の抵抗加熱装置の運転方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an operation method for a resistance heating device of a reflow processing facility in which an induction heating device is added to an existing facility having a resistance heating device and the resistance heating device and the induction heating device are used together. The purpose is to do.
前記目的に沿う本発明に係るリフロー処理設備の抵抗加熱装置の運転方法は、電気錫めっき鋼板を抵抗加熱装置で直接抵抗加熱して錫を溶融させた後、該電気錫めっき鋼板をクエンチしてリフロー処理する既設設備に、前記抵抗加熱装置と併用して前記電気錫めっき鋼板を加熱する誘導加熱装置をクエンチ槽の直上流側に新たに増設したリフロー処理設備の抵抗加熱装置の運転方法において、
前記誘導加熱装置増設後の前記抵抗加熱装置の印加電圧Ｖ’を、前記既設設備で該抵抗加熱装置を運転する際の印加電圧Ｖに、０．９以上で１．１以下の係数αと下記式で求めた係数Ｋを掛けて算出される制御電圧範囲の値に設定する。
Ｋ＝｛（Ｔ２３２−ＴＩＮ−ΔＴＩ）／（ＴＶＯＵＴ−ＴＩＮ）｝１／２（Ｌ／ＬＩ）１／２
ここで、Ｔ２３２は錫の融点、ＴＩＮは既設設備で抵抗加熱装置の入側通電ロールを通過する際の電気錫めっき鋼板の温度、ΔＴＩは電気錫めっき鋼板が誘導加熱装置で加熱を開始されてから錫の融点に達するまでに上昇した温度、ＴＶＯＵＴは既設設備で電気錫めっき鋼板がクエンチ槽に浸漬される直前の温度、Ｌは抵抗加熱装置の入側通電ロールを通過する位置とクエンチ槽の浸漬直前の位置との間の電気錫めっき鋼板の長さ、ＬＩは誘導加熱装置内で電気錫めっき鋼板が錫の融点温度に達する位置と抵抗加熱装置の入側通電ロールを通過する位置との間の電気錫めっき鋼板の長さである。
The operation method of the resistance heating device of the reflow processing equipment according to the present invention in accordance with the above object is that after the tin is melted by directly resistance heating the electrotin plating steel plate with the resistance heating device, the electrotin plating steel plate is quenched. In the operation method of the resistance heating device of the reflow processing equipment newly added to the existing equipment to be reflowed, the induction heating device which is used in combination with the resistance heating device to heat the electrotin-plated steel sheet immediately upstream of the quench tank,
The applied voltage V ′ of the resistance heating device after the addition of the induction heating device is equal to the applied voltage V when operating the resistance heating device with the existing equipment, the coefficient α of 0.9 or more and 1.1 or less, and the following: The value is set to the value of the control voltage range calculated by multiplying the coefficient K obtained by the equation.
K = {(T 232 −T IN −ΔT I ) / (T VOUT −T IN )} 1/2 (L / L I ) 1/2
Here, T 232 is the melting point of tin, T IN is the temperature of the electrotin-plated steel sheet when passing through the entrance side energizing roll of the resistance heating apparatus in existing equipment, and ΔT I is the electric tin-plated steel sheet heated by the induction heating apparatus. The temperature that has risen from the start until the melting point of tin is reached, T VOUT is the temperature just before the electrotin-plated steel sheet is immersed in the quench tank in the existing equipment, and L is the position that passes through the energizing roll on the resistance heating device the length of the electrical tin-plated steel sheet between the position of the immersion immediately before the quench tank, the inlet side conductive rolls of L I resistive heating device and a position where electrical tin-plated steel sheet in the induction heating apparatus reaches the melting point of tin It is the length of the electrotin plating steel plate between the passing positions.
請求項１記載のリフロー処理設備の抵抗加熱装置の運転方法においては、係数αは数値定数、係数Ｋは定数（Ｔ２３２）、既設設備の操業条件（ＴＩＮ、ＴＶＯＵＴ、Ｌ）、および誘導加熱装置で決める誘導加熱条件（ΔＴＩ、ＬＩ）で構成されるので、誘導加熱装置増設後の抵抗加熱装置の印加電圧Ｖを制御電圧範囲の値に設定することで、誘導加熱装置増設後の抵抗加熱装置を、既設設備の抵抗加熱装置を運転する際の条件に基づいて運転することができる。このため、αおよびＫをそれぞれ１に設定することで、既設設備の抵抗加熱装置の運転を再現することができ、抵抗加熱法と誘導加熱法を併用することで問題が発生したり、操業条件により従来の抵抗加熱のみを使用したリフロー処理が必要になった際、容易に対応することができる。
また、既設設備の操業から判明している印加電圧Ｖに基づいて、増設後の印加電圧Ｖ’の制御電圧範囲を設定することで、電気錫めっき鋼板からの放熱、電気錫めっき鋼板と支持ロールの接触による抜熱等のリフロー処理ライン毎に固有の不確定条件を折り込むことができ、誘導加熱装置の増設による熱流出の変動分は係数αで吸収することができ、誘導加熱装置増設後の抵抗加熱装置の運転条件を容易に決められる。
In the operation method of the resistance heating device of the reflow processing equipment according to claim 1, the coefficient α is a numerical constant, the coefficient K is a constant (T 232 ), the operating conditions of the existing equipment (T IN , T VOUT , L), and induction Since it is composed of induction heating conditions (ΔT I , L I ) determined by the heating device, set the applied voltage V of the resistance heating device after the addition of the induction heating device to a value in the control voltage range, and then after the induction heating device is added This resistance heating device can be operated based on the conditions for operating the resistance heating device of the existing equipment. For this reason, by setting α and K to 1 respectively, the operation of the resistance heating apparatus of the existing equipment can be reproduced, and problems may occur by using the resistance heating method and the induction heating method together. Therefore, when a reflow process using only conventional resistance heating is required, it can be easily handled.
Moreover, by setting the control voltage range of the applied voltage V ′ after the expansion based on the applied voltage V that has been found from the operation of the existing equipment, heat dissipation from the electrotin-plated steel sheet, electrotin-plated steel sheet and support roll Uncertain conditions unique to each reflow processing line, such as heat removal due to contact, can be folded, and fluctuations in heat outflow due to the addition of the induction heating device can be absorbed by a coefficient α. The operating conditions of the resistance heating device can be easily determined.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係るリフロー処理設備の抵抗加熱装置の運転方法を適用するリフロー処理設備の説明図、図２は抵抗加熱装置と誘導加熱装置を併用して電気錫めっき鋼板を加熱する際の温度変化を示す説明図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
Here, FIG. 1 is an explanatory view of a reflow treatment facility to which the operation method of the resistance heating device of the reflow treatment facility according to one embodiment of the present invention is applied, and FIG. It is explanatory drawing which shows the temperature change at the time of heating a tin plating steel plate.
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るリフロー処理設備の抵抗加熱装置の運転方法を適用するリフロー処理設備１０は、入側に設けられ搬送された電気錫めっき鋼板１１を受け入れる入側通電ロール１２、出側に設けられ入側通電ロール１２と対となる出側通電ロール１３、および図示しない制御部を備えた抵抗加熱装置１４を有している。更に、リフロー処理設備１０は、出側通電ロール１３の上流側に設けられたクエンチ槽の一例である水槽１５と、水槽１５の直上流側に設けられた誘導加熱部１６および図示しない制御部を備えた誘導加熱装置１７とを有している。
As shown in FIG. 1, a
ここで、入側通電ロール１２と誘導加熱部１６の間には、電気錫めっき鋼板１１を支持して移動方向を変える第１、第２の支持ロール１８、１９が設けられ、水槽１５内には貯留された水２０の中に進入した電気錫めっき鋼板１１の移動方向を変えて水槽１５から排出させるシンクロール２１が設けられている。更に、出側通電ロール１３の下流側には、抵抗加熱装置１４を通過した処理済の電気錫めっき鋼板１１を支持して進行方向を変える第３の支持ロール２２が設けられている。
Here, between the entrance
このような構成とすることにより、入側通電ロール１２と出側通電ロール１３間に電圧をかけた状態で電気錫めっき鋼板１１を通過させると、通過中の電気錫めっき鋼板１１において入側通電ロール１２と出側通電ロール１３で支持される領域に電流を流すことができ、入側通電ロール１２を通過する位置から水槽１５の水２０に浸漬する直前位置まで移動する間に電気錫めっき鋼板１１を直接抵抗加熱して電気錫めっき鋼板１１の温度を徐々に上げることができる。そして、誘導加熱装置１７を稼動させることで、電気錫めっき鋼板１１が誘導加熱部１６を通過する間に誘導加熱により電気錫めっき鋼板１１を更に加熱して錫の融点（２３２℃）以上の温度に短時間で到達させることができる。
By setting it as such a structure, when the electrotin-plated
誘導加熱装置１７を併用することで、電気錫めっき鋼板１１の温度を短時間で錫の融点以上の温度にできるので、リフロー処理後の電気錫めっき鋼板１１の表面に木目模様が発生するのが防止できる。また、電気錫めっき鋼板１１の温度が錫の融点に到達する誘導加熱部１６内での位置が推定できるので、電気錫めっき鋼板１１の温度が錫の融点に到達してから水槽１５中の水２０の中に進入する（クエンチされる）までの時間を調整でき、形成される合金層量を制御することができる。
By using the
続いて、本発明の一実施の形態に係るリフロー処理設備の抵抗加熱装置の運転方法について説明する。
電気錫めっき鋼板１１が入側通電ロール１２を通過する位置から水槽１５の浸漬直前位置まで移動する間に電気錫めっき鋼板１１に与えられる熱量Ｑ１は、電気錫めっき鋼板１１に流れる電流をＩ０、入側通電ロール１２通過位置から水槽１５浸漬直前位置間の電気錫めっき鋼板１１の電気抵抗をＲ、電気錫めっき鋼板１１が入側通電ロール１２通過位置から水槽１５浸漬直前位置まで移動するのに要する時間をｔとすると、（１）式として求まる。
Ｑ１＝０．２４Ｉ０ ２Ｒｔ ・・・・・（１）
Then, the operating method of the resistance heating apparatus of the reflow processing equipment concerning one embodiment of the present invention is explained.
Heat Q 1 electrical tin-plated
Q 1 = 0.24I 0 2 Rt (1)
ここで、入側通電ロール１２と出側通電ロール１３間に加える印加電圧をＶ０、電気錫めっき鋼板１１の搬送速度をｓ、入側通電ロール１２通過位置から水槽１５浸漬直前位置までの間の電気錫めっき鋼板１１の長さをＬ、入側通電ロール１２と出側通電ロール１３間の電気錫めっき鋼板の長さをＬＴとすると、入側通電ロール１２から水槽１５浸漬直前位置の間の電圧は、Ｖ０Ｌ／ＬＴとなるので、Ｌ／ＬＴをβと置くと、Ｉ０＝βＶ０／Ｒ、ｔ＝Ｌ／ｓ、の関係が成立するので、（１）式は（２）式に変形される。
Ｑ１＝０．２４β２Ｖ０ ２Ｌ／（Ｒｓ） ・・・・・（２）
そして、電気錫めっき鋼板１１の搬送速度ｓは一定となるので、０．２４／ｓを定数Ｎで表し、βＶ０ ２／Ｒは入側通電ロール１２と出側通電ロール１３間に投入した投入電力量Ｐ０と等価なので、（２）式は（３）式として表される。
Ｑ１＝βＰ０ＬＮ ・・・・・（３）
Here, the applied voltage applied between the entry-
Q 1 = 0.24β 2 V 0 2 L / (Rs) (2)
And since the conveyance speed s of the electrotin-plated
Q 1 = βP 0 LN (3)
一方、電気錫めっき鋼板１１が吸収する熱量Ｑ２は、入側通電ロール１２から水槽１５の入口位置（水槽１５浸漬直前位置）の間の電気錫めっき鋼板１１の質量をｍ、電気錫めっき鋼板１１の比熱をｃ、電気錫めっき鋼板１１の昇温量をΔＵとすると、（４）式で表される。
Ｑ２＝ｍｃΔＵ ・・・・・（４）
そして、入側通電ロール１２通過位置から水槽１５浸漬直前位置の間に抵抗加熱で与えられる熱量Ｑ１で電気錫めっき鋼板１１がΔＵだけ温度上昇したとすると、Ｑ１＝Ｑ２の関係が成立するので、（３）式および（４）式から（５）式が得られる。
βＰ０ＬＮ＝ｍｃΔＵ ・・・・・（５）
従って、Ｎ／ｍｃを定数Ａとすると、昇温量ΔＵは（６）式として求まる。
ΔＵ＝βＡＰ０Ｌ ・・・・・（６）
On the other hand, the amount of heat Q 2 to which electrical tin-plated
Q 2 = mcΔU (4)
When an electrical tin-plated
βP 0 LN = mcΔU (5)
Therefore, when N / mc is a constant A, the temperature increase amount ΔU can be obtained from the equation (6).
ΔU = βAP 0 L (6)
既設設備、すなわち、電気錫めっき鋼板１１を抵抗加熱装置１４だけで加熱して錫を溶融させた後、水槽１５中の水２０の中に電気錫めっき鋼板１１を進入させてクエンチするリフロー処理の設備においては、図２に示すように、入側通電ロール１２を通過する際の電気錫めっき鋼板１１の温度をＴＩＮ、電気錫めっき鋼板１１が水槽１５に浸漬する直前位置の温度をＴＶＯＵＴとした場合、電気錫めっき鋼板１１の温度が錫の融点Ｔ２３２に到達するまでに投入される投入電力量Ｐは、（６）式からＴ２３２−ＴＩＮ＝βＡＰＬ（Ｔ２３２−ＴＩＮ）／（ＴＶＯＵＴ−ＴＩＮ）の関係が成立するので、（７）式として求まる。
Ｐ＝（ＴＶＯＵＴ−ＴＩＮ）／（βＡＬ） ・・・・（７）
The existing equipment, that is, the electrotin-plated
P = (T VOUT −T IN ) / (βAL) (7)
ここで、投入電力量Ｐには、処理中の電気錫めっき鋼板１１からの放熱量、電気錫めっき鋼板１１の搬送経路を構成している各支持ロール１８、１９に電気錫めっき鋼板１１が接触することによる抜熱量等の不確定条件が考慮されている。また、電気錫めっき鋼板１１が入側通電ロール１２を通過してから水槽１５に浸漬する直前までの電気錫めっき鋼板１１の温度上昇量は、電気錫めっき鋼板１１の入側通電ロール１２通過位置からの移動距離に比例すると仮定している。
Here, the input power amount P is the amount of heat dissipated from the electrotin-plated
一方、増設した誘導加熱装置１７の誘導加熱部１６の加熱により錫の融点に達するまでに上昇した温度をΔＴＩ、誘導加熱装置１７の誘導加熱部１６内で誘導加熱部１６の出口から距離Ｉだけ入口側の位置で、電気錫めっき鋼板１１の温度を錫の融点に到達させるために抵抗加熱装置１４から投入する電力量（すなわち、誘導加熱装置１７を増設した後の抵抗加熱装置１４から投入される電力量）をＰ’、誘導加熱部１６内で電気錫めっき鋼板１１が錫の融点温度に達する位置と入側通電ロール１２の通過位置との間の電気錫めっき鋼板１１の長さをＬＩとすると、（６）式からＴ２３２−ＴＩＮ−ΔＴＩ＝βＡＰ’ＬＩの関係が成立し、これから投入電力量Ｐ’は（８）式として求まる。
Ｐ’＝（Ｔ２３２−ＴＩＮ−ΔＴＩ）／（βＡＬＩ）・・・・・（８）
On the other hand, the temperature that has risen until the melting point of tin is reached by heating of the
P ′ = (T 232 −T IN −ΔT I ) / (βAL I ) (8)
従って、（７）式、（８）式から既設設備時の抵抗加熱装置１４からの投入電力量Ｐと、誘導加熱装置１７増設後の抵抗加熱装置１４からの投入電力量Ｐ’とは（９）式に示す関係を有する。
Ｐ’／Ｐ＝（Ｌ／ＬＩ）・（Ｔ２３２−ＴＩＮ−ΔＴＩ）／（ＴＶＯＵＴ−ＴＩＮ）・・・（９）
そして、既設設備時の抵抗加熱装置１４から投入電力量Ｐが得られるように入側通電ロール１２と出側通電ロール１３間に加える印加電圧をＶ、誘導加熱装置１７増設後の抵抗加熱装置１４から投入電力量Ｐ’が得られるように入側通電ロール１２と出側通電ロール１３間に加える印加電圧をＷとすると、Ｐ＝βＶ２／Ｒ、Ｐ’＝βＷ２／Ｒの関係を用いて、（９）式は
Ｗ２／Ｖ２＝（Ｌ／ＬＩ）・（Ｔ２３２−ＴＩＮ−ΔＴＩ）／（ＴＶＯＵＴ−ＴＩＮ）・・（１０）
となる。（１０）式から印加電圧Ｗを、既設設備時の抵抗加熱装置１４の入側通電ロール１２と出側通電ロール１３間に加える印加電圧Ｖを用いて求めると（１１）式が得られる。
Ｗ＝（Ｌ／ＬＩ）１／２・｛（Ｔ２３２−ＴＩＮ−ΔＴＩ）／（ＴＶＯＵＴ−ＴＩＮ）｝１／２Ｖ
・・・・・（１１）
Therefore, from formulas (7) and (8), the input power amount P from the
P '/ P = (L / L I) · (T 232 -T IN -ΔT I) / (T VOUT -T IN) ··· (9)
And the applied voltage applied between the entrance-
It becomes. When the applied voltage W is obtained from the expression (10) using the applied voltage V applied between the entrance
W = (L / L I ) 1/2 · {(T 232 −T IN −ΔT I ) / (T VOUT −T IN )} 1/2 V
(11)
ここで、（１１）式中で、Ｔ２３２は定数、ＴＩＮ、ＴＶＯＵＴ、およびＬは既設設備の操業条件で決まる定数、ΔＴＩおよびＬＩは誘導加熱条件として設定する値なので、（Ｌ／ＬＩ）１／２・｛（Ｔ２３２−ＴＩＮ−ΔＴＩ）／（ＴＶＯＵＴ−ＴＩＮ）｝１／２は、抵抗加熱装置１４と誘導加熱装置１７を併用するリフロー処理設備１０の操業状態を示す係数となる。このため、この操業状態を表す係数をＫとすると、Ｋは（１２）式となり、（１１）式はＷ＝ＫＶとなる。
Ｋ＝（Ｌ／ＬＩ）１／２・｛（Ｔ２３２−ＴＩＮ−ΔＴＩ）／（ＴＶＯＵＴ−ＴＩＮ）｝１／２
・ ・・・・（１２）
Here, in Equation (11), T 232 is a constant, T IN , T VOUT , and L are constants determined by the operating conditions of the existing equipment, and ΔT I and L I are values set as induction heating conditions, so (L / L I ) 1/2 · {(T 232 −T IN −ΔT I ) / (T VOUT −T IN )} 1/2 is the
K = (L / L I ) 1/2 · {(T 232 −T IN −ΔT I ) / (T VOUT −T IN )} 1/2
(12)
一方、誘導加熱装置１７の増設による電気錫めっき鋼板１１の加熱状況の変化から電気錫めっき鋼板１１に新たに熱流出が生じると、この熱流出の変動分を反映させて誘導加熱装置１７増設後の抵抗加熱装置１４に加える印加電圧を設定する必要がある。ここで、誘導加熱部１６で加熱する電気錫めっき鋼板１１の領域は、抵抗加熱装置１４で加熱する電気錫めっき鋼板１１の領域と比べて狭いので、誘導加熱装置１７の増設による熱流出の変動分（電力換算した値）は、抵抗加熱装置１４で与えられる投入電力量Ｐ’と比較して小さい、例えば±１０％以内の変動と考えられる。このため、誘導加熱装置１７の増設による熱流出の変動分を反映して誘導加熱装置１７から発生させる実際の電力量は、誘導加熱装置１７増設後の抵抗加熱装置１４からの投入電力量Ｐ’に０．９以上で１．１以下の係数αを掛け表すことができる。
On the other hand, if a new heat outflow occurs in the electrotin-plated
従って、誘導加熱装置１７増設後の抵抗加熱装置１４の印加電圧Ｖ’は、既設設備で抵抗加熱装置１４を運転する際の印加電圧Ｖに、係数αと係数Ｋを掛けて算出される制御電圧範囲の値に設定すればよいことになる。
Therefore, the applied voltage V ′ of the
誘導加熱装置１７増設後の抵抗加熱装置１４の印加電圧Ｖ’をαＫＶで求めることで、抵抗加熱中の電気錫めっき鋼板１１からの放熱、各支持ロール１８、１９に電気錫めっき鋼板１１が接触することによる抜熱等のリフロー処理設備１０に固有の不確定条件はＶを介して折り込むことができ、誘導加熱条件はＫを介して反映させることができる。そして、誘導加熱装置１７の増設による熱流出の変動分を反映させる係数αは、既設設備時の抵抗加熱装置１４の入側通電ロール１２と出側通電ロール１３間に加える印加電圧Ｖを基準にして、この印加電圧Ｖを、例えば、手動により調整することで設定される。
By determining the applied voltage V ′ of the
図２に示すように、抵抗加熱装置の抵抗加熱装置の入側通電ロールを通過する位置とクエンチ槽の浸漬直前の位置との間の電気錫めっき鋼板の長さＬが１８．６ｍ、電気錫めっき鋼板が入側通電ロールを通過した際の電気錫めっき鋼板の温度ＴＩＮが６０℃、電気錫めっき鋼板が水槽に浸漬する直前の電気錫めっき鋼板の温度ＴＶＯＵＴが２５２℃と設定されてリフロー処理を行なう既設設備に、誘導加熱装置を増設した。ここで、誘導加熱装置の誘導加熱部の長さＬｃ（電気錫めっき鋼板を加熱する領域の長さ）は０．６５ｍであり、誘導加熱部の出口から上流側に図った距離Ｉが０．２ｍとなる位置で電気錫めっき鋼板の温度が錫の融点２３２℃に到達するようにした。また、誘導加熱部の出口は、クエンチ槽から上流側にＸ逆上った位置に配置した。なお、Ｘは、２ｍを基準距離とし誘導加熱部の移動調整代をｘとして、Ｘ＝ｘ＋２である。これによって、水槽に蓄えられた水に進入する直前の電気錫めっき鋼板の温度を調整できる。 As shown in FIG. 2, the length L of the electrotin-plated steel sheet between the position where the resistance heating device of the resistance heating device passes through the inlet energizing roll and the position immediately before the immersion of the quench bath is 18.6 m, The temperature T IN of the electrotin-plated steel sheet when the plated steel sheet passes through the entry-side energizing roll is set to 60 ° C, and the temperature T VOUT of the electrotin-plated steel sheet immediately before the electrotin-plated steel sheet is immersed in the water tank is set to 252 ° C. An induction heating device was added to the existing equipment that performs reflow processing. Here, the length Lc of the induction heating unit of the induction heating device (the length of the region for heating the electrotin-plated steel sheet) is 0.65 m, and the distance I upstream from the outlet of the induction heating unit is 0.1. The temperature of the electrotin-plated steel sheet reached a melting point of 232 ° C. of tin at a position of 2 m. Moreover, the exit of the induction heating part was arrange | positioned in the position which X went up upstream from the quench tank upstream. X is X = x + 2, where 2 m is the reference distance and x is the movement adjustment allowance of the induction heating unit. Thereby, the temperature of the electrotin-plated steel plate immediately before entering the water stored in the water tank can be adjusted.
（１２）式からＫを求めると、Ｋ＝｛１８．６／（１８．６−０．２−２−ｘ）｝１／２・｛（２３２−６０−ΔＴＩ）／（２５２−６０）｝１／２となる。
ここで、ΔＴＩは誘導加熱装置による電気錫めっき鋼板の温度上昇量ΔＴと、ΔＴＩ＝ΔＴ（Ｌｃ−Ｉ）／Ｌｃの関係があるので、ΔＴＩ＝（９／１３）ΔＴとなる。従って、Ｋを求める上式を整理すると、｛（２４８．４−ΔＴ）／２７７｝１／２｛１８．６／（１６．４−ｘ）｝１／２が得られる。
従って、誘導加熱装置増設後の抵抗加熱装置の印加電圧Ｖ’は、
Ｖ’＝α（２４８．４−ΔＴ）／２７７｝１／２｛１８．６／（１６．４−ｘ）｝１／２Ｖ
と求まる。
When K is calculated from the equation (12), K = {18.6 / (18.6-0.2-2-x)} 1/2 · {(232-60−ΔT I ) / (252-60) } 1/2 .
Here, ΔT I has a relationship of ΔT I = ΔT (Lc−I) / Lc and ΔT I = (9/13) ΔT because ΔT I has a relationship of ΔT I = ΔT (Lc−I) / Lc with the induction heating apparatus. Therefore, rearranging the above equation for obtaining K yields {(248.4-ΔT) / 277} 1/2 {18.6 / (16.4-x)} 1/2 .
Therefore, the applied voltage V ′ of the resistance heating device after the addition of the induction heating device is
V ′ = α (248.4−ΔT) / 277} 1/2 {18.6 / (16.4−x)} 1/2 V
It is obtained.
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、係数αを手動調整するようにしたが、誘導加熱部を通過した電気錫めっき鋼板の温度を測定し、この測定温度に基づいてαを自動的に調整するようにしてもよい。
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the configuration described in the above-described embodiment, and the matters described in the scope of claims. Other embodiments and modifications conceivable within the scope are also included.
For example, although the coefficient α is manually adjusted, the temperature of the electrotin-plated steel sheet that has passed through the induction heating unit may be measured, and α may be automatically adjusted based on the measured temperature.
１０：リフロー処理設備、１１：電気錫めっき鋼板、１２：入側通電ロール、１３：出側通電ロール、１４：抵抗加熱装置、１５：水槽、１６：誘導加熱部、１７：誘導加熱装置、１８：第１の支持ロール、１９：第２の支持ロール、２０：水、２１：シンクロール、２２：第３の支持ロール 10: Reflow treatment equipment, 11: Electrotin-plated steel sheet, 12: Incoming energizing roll, 13: Outlet energizing roll, 14: Resistance heating device, 15: Water tank, 16: Induction heating unit, 17: Induction heating device, 18 : First support roll, 19: Second support roll, 20: Water, 21: Sink roll, 22: Third support roll
Claims (1)
前記誘導加熱装置増設後の前記抵抗加熱装置の印加電圧Ｖ’を、前記既設設備で該抵抗加熱装置を運転する際の印加電圧Ｖに、０．９以上で１．１以下の係数αと下記式で求めた係数Ｋを掛けて算出される制御電圧範囲の値に設定することを特徴とするリフロー処理設備の抵抗加熱装置の運転方法。
Ｋ＝｛（Ｔ２３２−ＴＩＮ−ΔＴＩ）／（ＴＶＯＵＴ−ＴＩＮ）｝１／２（Ｌ／ＬＩ）１／２
ここで、Ｔ２３２は錫の融点、ＴＩＮは既設設備で抵抗加熱装置の入側通電ロールを通過する際の電気錫めっき鋼板の温度、ΔＴＩは電気錫めっき鋼板が誘導加熱装置で加熱を開始されてから錫の融点に達するまでに上昇した温度、ＴＶＯＵＴは既設設備で電気錫めっき鋼板がクエンチ槽に浸漬される直前の温度、Ｌは抵抗加熱装置の入側通電ロールを通過する位置とクエンチ槽の浸漬直前の位置との間の電気錫めっき鋼板の長さ、ＬＩは誘導加熱装置内で電気錫めっき鋼板が錫の融点温度に達する位置と抵抗加熱装置の入側通電ロールを通過する位置との間の電気錫めっき鋼板の長さである。 The electric tin-plated steel sheet is used in combination with the resistance heating apparatus in the existing equipment for melting the tin by directly resistance heating the electric tin-plated steel sheet with a resistance heating apparatus and quenching the electric tin-plated steel sheet. In the operation method of the resistance heating device of the reflow processing equipment newly added to the induction tank directly upstream of the quenching tank,
The applied voltage V ′ of the resistance heating device after the addition of the induction heating device is equal to the applied voltage V when operating the resistance heating device with the existing equipment, the coefficient α of 0.9 or more and 1.1 or less, and the following: A method of operating a resistance heating device of a reflow processing facility, wherein the value is set to a value of a control voltage range calculated by multiplying by a coefficient K obtained by an equation.
K = {(T 232 −T IN −ΔT I ) / (T VOUT −T IN )} 1/2 (L / L I ) 1/2
Here, T 232 is the melting point of tin, T IN is the temperature of the electrotin-plated steel sheet when passing through the entrance side energizing roll of the resistance heating apparatus in existing equipment, and ΔT I is the electric tin-plated steel sheet heated by the induction heating apparatus. The temperature that has risen from the start until the melting point of tin is reached, T VOUT is the temperature immediately before the tin-plated steel sheet is immersed in the quench tank in the existing equipment, and L is the position that passes through the entrance side energizing roll of the resistance heating device the length of the electrical tin-plated steel sheet between the position of the immersion immediately before the quench tank, the inlet side conductive rolls of L I resistive heating device and a position where electrical tin-plated steel sheet in the induction heating apparatus reaches the melting point of tin It is the length of the electrotin plating steel plate between the passing positions.
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