JP2011012311A

JP2011012311A - 誘導加熱装置

Info

Publication number: JP2011012311A
Application number: JP2009157732A
Authority: JP
Inventors: Shun Fukazawa; 駿深澤
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2011-01-20

Abstract

【課題】操業を停止することなく、誘導加熱装置コイル内に落下する被加熱材に付着した屑を取り除くことが可能な誘導加熱装置を提供する。
【解決手段】加熱コイル部と、加熱コイル部を貫通して被加熱材を搬送する被加熱材搬送機構とを備えた誘導加熱装置であって、加熱コイル部を貫通して、被加熱材からの落下物を搬送する落下物搬送機構が、被加熱材搬送機構の下方に設けられており、前記落下物搬送機構は、耐熱性を有する非磁性材料からなると共に、被加熱材よりも幅が広い。そして、耐熱性を有する非磁性材料からなるガイド部が、落下物搬送機構の搬送方向と平行に、被加熱材を挟む位置に配置されている。また、落下物搬送機構の搬送速度が、被加熱材搬送機構の搬送速度よりも速い。
【選択図】図３

Description

本発明は、マグネシウム等の金属板材を加熱する誘導加熱装置に関する。

誘導加熱装置は、被加熱材を誘導加熱炉内へ連続的に送り込み、搬送しながら加熱処理する装置（例えば、特許文献１）であり、例えば、電子機器等の筐体に用いられるＭｇ（マグネシウム）板材を鋳造後加熱処理する際等に用いられている。

しかし、Ｍｇ板材の表面には鋳造カスや切断カス等、粉状や線状の屑が付着しており、これらの屑は、板材が誘導加熱装置に送られる際あるいは誘導加熱装置を通過中に落下する。このとき、誘導加熱装置コイル内に屑が落下すると、誘導加熱装置コイルの加熱特性が変化する恐れがある。

即ち、落下した屑が加熱により溶融される恐れがあり、溶融した屑は誘導加熱装置コイルの加熱特性を変化させる。また、溶融しない場合であっても、屑が堆積することにより、誘導加熱装置コイルの加熱特性が変化する恐れがある。

このため、これら落下した屑を取り除く必要があるが、操業中は取り除くことは難しく、操業を停止し、誘導加熱装置を分解して、屑を取り除く必要がある。しかし、このような方法は生産性の悪化を招くため好ましくない。

特開２００１−３２６０６２号公報

本発明は、上記の問題に鑑み、操業を停止することなく、誘導加熱装置コイル内に落下する被加熱材に付着した屑を取り除くことが可能な誘導加熱装置を提供することを課題とする。

本発明者は、鋭意検討の結果、以下の各請求項に示す発明により、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。以下、各請求項の発明につき説明する。

請求項１に記載の発明は、
加熱コイル部と、前記加熱コイル部を貫通して被加熱材を搬送する被加熱材搬送機構とを備えた誘導加熱装置であって、
前記加熱コイル部を貫通して、前記被加熱材からの落下物を搬送する落下物搬送機構が、前記被加熱材搬送機構の下方に設けられており、
前記落下物搬送機構は、耐熱性を有する非磁性材料からなると共に、前記被加熱材よりも幅が広い
ことを特徴とする誘導加熱装置である。

本請求項の発明においては、被加熱材よりも幅が広い落下物搬送機構が被加熱材搬送機構の下方に設けられているため、操業を停止することなく、落下した屑を加熱コイル内に留めることなく搬出して取り除くことができ、生産性の低下を招くことがない。

そして、この落下物搬送機構は、非磁性材料からなる落下物搬送機構であるため、誘導加熱によって加熱されることがない。また、耐熱性に優れた材料からなる落下物搬送機構であるため、加熱されて落下してくる屑により、落下物搬送機構が変形する等の恐れもない。なお、ここで耐熱性とは、前記の通り、加熱されて落下してくる屑により落下物搬送機構が変形等を招かない程度の耐熱性を言い、加熱コイル部による加熱温度を上回る耐熱性であることが好ましい。

耐熱性に優れた非磁性材料としては、例えば、テフロン樹脂（登録商標）（耐熱温度：２６０℃）を挙げることができるが、さらに耐熱性に優れたガラスクロス（耐熱温度：１０００℃）等を用いることが好ましい。

具体的な落下物搬送機構としては、例えば、コンベアベルトを挙げることができる。

請求項２に記載の発明は、
耐熱性を有する非磁性材料からなるガイド部が、前記落下物搬送機構の搬送方向と平行に、前記被加熱材を挟む位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱装置である。

本請求項の発明においては、コンベアベルト等の落下物搬送機構の搬送方向と平行にガイド部が設けられているため、屑が落下物搬送機構のサイド部を外れて落下することがなく、落下した屑の全てを落下物搬送機構上で捕集することができ、落下物搬送中においても屑が落下することもない。

そして、このガイド部は、非磁性材料からなるガイド部であるため、誘導加熱によって加熱されることがない。また、耐熱性に優れた材料からなるガイド部であるため、加熱されて落下してくる屑により、落下物搬送機構が変形する等の恐れもない。具体的なガイド部としては、前記した落下物搬送機構と同様に、加熱コイル部による加熱温度を上回る耐熱性を有する非磁性材料からなるガイド部が好ましい。

請求項３に記載の発明は、
前記落下物搬送機構の搬送速度が、前記被加熱材搬送機構の搬送速度よりも速いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘導加熱装置である。

被加熱材搬送機構の搬送速度は、被加熱材を誘導加熱する必要があるため、一定以上に速くすることができない。一方、落下した屑は、誘導加熱されやすく、落下物搬送機構上で溶融する恐れがあるため、素速く誘導加熱装置の外に搬出する必要がある。

本請求項の発明においては、落下物搬送機構の搬送速度を、被加熱材搬送機構の搬送速度よりも速く設定しているため、落下した屑が加熱コイル部に滞留する時間をより短縮することができ、屑が落下物搬送機構上で溶融することを抑制することができる。

本発明によれば、操業を停止することなく、誘導加熱装置コイル内に落下した被加熱材に付着した屑を取り除くことが可能となる。

本発明の実施例の誘導加熱装置を用いて金属板材を加熱している様子を模式的に示す断面図である。本発明の実施例の誘導加熱装置を用いて金属板材を加熱している様子を模式的に示す平面図である。本発明の実施例の誘導加熱装置の要部を模式的に示す斜視図である。本発明の実施例の誘導加熱装置のコイル部の側面図である。

以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

本実施例は、鋳造されたＭｇ金属板材を軟化するために誘導加熱装置を用いて加熱処理を行った例である。

図１は、本実施例の誘導加熱装置を用いてＭｇの金属板材を加熱している様子を模式的に示す断面図である。そして、図２は、平面図であり、図３は、斜視図である。また、図４は、コイル部の側面図である。

図１、図２、図３において、１は、金属屑１１を搬送するためのガラスクロス製のコンベアベルトであり、２は、開口部が四角形状のセラミック製筒２４の外側にほぼ全長に亘りコイル２３が捲かれたコイル部である。３および５は、コンベアベルト１を駆動する駆動ローラであり、７は、コンベアベルト１に適度のテンションを加えるために設けられたテンションローラである。４は、金属屑受け箱であり、８は、コンベアベルト１の両サイド上方にコンベアベルト１に近接して鉛直に設けられたガラスクロス製の金属屑ガイドである。９は、厚さ４ｍｍ、幅２６５ｍｍに鋳造により製造されたＭｇの金属板材である。また、本実施例の誘導加熱装置は、鋳造部より金属板材９をコイル部２に送り出す送出部（図示せず）、入口側ガイドローラ３１、出口側ガイドローラ３２の２つのガイドローラおよび加熱処理された金属板材９を巻取る巻取り部（図示せず）を備えている。

なお、コイル部２のセラミック製筒２４の長さは４００ｍｍであり、口形の内寸は、図４に示す幅ｗが４００ｍｍ、高さｈが８４ｍｍである。

図１に示すように、コイル部２は水平に設けられており、コンベアベルト１は、コイル部２を貫通しており、コンベアベルト１の幅は３４０ｍｍである。また、金属屑ガイド８はコイル部２を貫通しており、高さは２５ｍｍである。

加熱処理工程では、鋳造部から約１５０℃で送られてきた金属板材９が、入口側ガイドローラ３１に沿ってコンベアベルト１の所定の高さの位置でコイル部２内に搬入され、加熱に必要な滞留時間が確保されるように、コイル部２内を２．０ｍ／ｍｉｎの速度で図１の右向きの矢印の方向に搬送され、約３００℃に加熱される。加熱を終えた金属板材９は出口側ガイドローラ３２に沿って搬出される。

コンベアベルト１は、入り口側ガイドローラ３１と出口側ガイドローラ３２より下方に設けられており、５．２ｍ／ｍｉｎの速度で金属板材９の搬送方向と同じ方向に移動している。

金属板材９には、鋳造カスからなる金属屑１１が付着しており、搬送中に金属屑１１が落下するが、本実施例では、コイル部２内を搬送中に落下する金属屑１１をコンベアベルト１で受け、コイル部２の外に搬出する。

この際、前記のように、コンベアベルト１の搬送速度を前記した金属板材９の搬送速度２．０ｍ／ｍｉｎより速い５．２ｍ／ｍｉｎとすることにより、コンベアベルト１上に落下した金属屑１１のコイル部２内における滞留時間を短くしている。このため、一般的に板材に比べて加熱され易く、早く溶融する性質のある金属屑１１が溶融する前にコイル部２の外へ搬出することができる。このため、金属屑１１が溶融してコンベアベルト１に付着することがない。搬出された金属屑１１は、金属屑受け箱４に落下して回収される。

また、前記のようにコンベアベルト１の幅は３４０ｍｍであり、幅が２６５ｍｍの金属板材９に比べて幅が広く、図２に示すように、コンベアベルト１の両サイドは金属板材９の両サイドの外側にはみ出している。このため、金属屑をもれなくコンベアベルト１上に落下させることができる。

また、コイル部２の全長に亘り金属屑ガイド８をコンベアベルト１の両サイド上に近接して設けているため、コンベアベルト１上に落下した金属屑１１は、コンベアベルト１のサイドから落下することがない。このため、金属板材９から落下した金属屑１１を全て搬出することができ、コイル部２内に金属屑１１が溜まることがない。

なお、搬送中の金属板材９が金属屑ガイド８の上方にはみ出さないように、また、コンベアベルト１に接触しないように、入口側ガイド３１と出口側ガイド３２は適度の高さに設けられる。また、被加熱材搬送機構により、搬送中の金属板材９には長手方向に適度のテンションが加えられる。

本実施例の誘導加熱装置は、耐熱温度が約１０００℃と高いガラスクロス製のコンベアベルト１を用いているため、コンベアベルト１が落下する金属屑１１や、コイル部２内の雰囲気により加熱されても損傷する恐れはない。また、例えば金属板材９に掛けているテンションが低下するなど、不慮の事態により本実施例のように３００℃に加熱された金属板材９がコンベアベルト１に接触する事態が起きても、コンベアベルト１が損傷したり、コンベアベルト１の付着などにより金属板材９が汚染される恐れがない。

なお、本実施例において長さ５０ｍのＭｇの金属板材９を加熱処理したところ、２０〜３０ｇの粒状の金属屑１１が金属屑受け箱４で回収された。

また、本実施例では、コイル部２の長さおよびコイル部２内における金属板材９の搬送速度をそれぞれ３２０ｍｍ、２．０ｍ／ｍｉｎとしたが、鋳造により製造され温度が約１５０℃のＭｇの金属板材９を軟化させる場合は、コイル部２の長さは４００〜５００ｍｍ、金属板材９の搬送速度は１〜３ｍ／ｍｉｎが適当であり、状況に応じて最適な条件が選定される。

なお、上記した実施例には、長尺の連続した金属板材を加熱処理する例を示したが、切断された不連続な金属板材についても、例えば炉内に張り渡した耐熱性の非磁性材料からなる２本のロープに載置して搬送すること等により本発明の誘導加熱装置を用いて同様に加熱処理することができる。不連続な板材の場合には鋳造カスに加えて切断カスも付着しているため、落下する金属屑が多く本発明が一層有効である。

１コンベアベルト
２コイル部
３、５駆動ローラ
４金属屑受け箱
７テンションローラ
８金属屑ガイド
９金属板材
１１金属屑
２３コイル
２４セラミック製筒
３１入口側ガイドローラ
３２出口側ガイドローラ

Claims

加熱コイル部と、前記加熱コイル部を貫通して被加熱材を搬送する被加熱材搬送機構とを備えた誘導加熱装置であって、
前記加熱コイル部を貫通して、前記被加熱材からの落下物を搬送する落下物搬送機構が、前記被加熱材搬送機構の下方に設けられており、
前記落下物搬送機構は、耐熱性を有する非磁性材料からなると共に、前記被加熱材よりも幅が広い
ことを特徴とする誘導加熱装置。
耐熱性を有する非磁性材料からなるガイド部が、前記落下物搬送機構の搬送方向と平行に、前記被加熱材を挟む位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱装置。
前記落下物搬送機構の搬送速度が、前記被加熱材搬送機構の搬送速度よりも速いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘導加熱装置。