JP2016160510A - 溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】誘導加熱装置への電力の供給が停止した場合にも、装置内部の溶融金属の凝固を防止することが可能な溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法を提供する。【解決手段】本発明の溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法は、誘導加熱装置への電力の供給が停止している間に、ポンプを用いて溶融金属ポット内の溶融金属を装置内部の流路内に強制的に循環させることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、溶融金属を加熱するために用いる誘導加熱装置の使用方法に関する。

一般に、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合、図１に示すように、還元雰囲気の連続焼鈍炉で焼鈍された鋼板（鋼帯）Ｐが、溶融亜鉛ポット１０の溶融亜鉛中に連続的に導入され、その後ロールを介して上方に引き上げられる。このような設備では、特許文献１にも記載されているように、溶融亜鉛を保持する溶融亜鉛ポット１０にインダクター２０と呼ばれる誘導加熱式溝型加熱炉が設けられている。インダクター内の流路は溶融亜鉛ポット内と連通しており、溶融亜鉛ポット内からインダクターの流路内に引きこまれた溶融亜鉛が、流路内でインダクターにより加熱され、溶融亜鉛ポットへと吐出される。このようにして、溶融亜鉛ポット内の溶融亜鉛の温度保持を行っている。

実開平１−９８１５５号公報

インダクターへの電力供給（交流電圧の印加）が何らかの理由で停止することがある。インダクターは水冷方式で冷却されながら使用されるが、インダクターへの電力供給が停止しても、水冷は継続するのが通常である。そのため、インダクターへの電力供給が停止すると、流路内の溶融亜鉛の温度が短時間で低下して、溶融亜鉛が凝固してしまう。溶融亜鉛が凝固すると、電力供給を再開してもインダクターで亜鉛を溶融することができないため、インダクターは使用不可能となる。また、凝固時の体積変化によりインダクターが破損して、溶融亜鉛がインダクター外に漏れ出すおそれもある。

そのため、例えばインダクターの点検をするために一時的に電力供給を停止する場合には、流路内の溶融亜鉛が凝固する前に電力供給を再開できるように、素早く点検作業を行っていた。しかし、点検作業が難航した場合などには、上記のような溶融亜鉛の凝固による破損や復旧不能となるトラブルの可能性が生じる。

また、例えば停電などで突発的にインダクターへの電力供給が停止した場合には、例えばディーゼル発電機などの別系統の電源から、流路内の溶融亜鉛が凝固しない程度の電力を一時的にインダクターに供給する方法も考えられる。しかし、新たな電源からインダクターの間に異常がある場合には、別系統の電源から電力を供給しても、インダクターが作動しないため、上記のような溶融亜鉛の凝固による破損や復旧不能となるトラブルの可能性が生じる。

これらの問題は、溶融亜鉛ポット内の溶融亜鉛を加熱するインダクターに限らず、例えば鋳物の製造、めっき製品の製造、金属合金の製造など、溶融金属を加熱するインダクター全般にも当てはまるものである。そのため本発明者らは、溶融金属を加熱するインダクターへの電力供給が停止した場合に、装置内部の溶融金属の凝固を防止する技術の開発を指向した。

本発明は、上記課題に鑑み、誘導加熱装置への電力の供給が停止した場合にも、装置内部の溶融金属の凝固を防止することが可能な溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、誘導加熱装置への電力の供給が停止した場合に、インダクター周囲の温度の高い溶融金属をインダクターの流路内に強制的に循環させることで、流路内の溶融金属の温度が短時間で低下して凝固するのを防ぐことを着想し、そのための装置構成や設計を検討して、上記着想を具体化した。

本発明の要旨構成は以下のとおりである。
（１）第１開口及び第２開口を介して溶融金属ポット内と連通した流路を内部に区画し、前記第１開口を介して前記流路内に進入した溶融金属を前記流路内で加熱して、前記第２開口を介して前記溶融金属ポットへと吐出する誘導加熱装置の使用方法であって、
前記誘導加熱装置への電力の供給が停止している間に、ポンプを用いて前記溶融金属ポット内の溶融金属を前記流路内に強制的に循環させることを特徴とする溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法。

（２）前記停止中に、前記ポンプを用いて、前記溶融金属ポット内の溶融金属を前記第１開口及び前記第２開口の一方を介して前記流路内に強制的に供給して、前記流路内の溶融金属を前記第１開口及び前記第２開口の他方を介して前記溶融金属ポットへと排出させる、上記（１）に記載の溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法。

（３）前記ポンプから押し出される溶融金属が第１配管内を通過して、その先端から前記流路内に供給される際に、前記第１配管は前記流路内に挿入せず、前記先端を前記第１開口及び前記第２開口の一方とは離間して位置させる、上記（２）に記載の溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法。

（４）前記停止中に、前記ポンプを用いて、前記流路内の溶融金属を前記第１開口及び前記第２開口の一方を介して前記溶融金属ポット内に強制的に吸引して、前記溶融金属ポット内の溶融金属を前記第１開口及び前記第２開口の他方を介して前記流路内に進入させる、上記（１）に記載の溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法。

（５）前記流路内の溶融金属が第２配管の先端から吸引され、前記第２配管内を通過する際に、前記第２配管の先端を前記流路内に挿入して位置させる、上記（４）に記載の溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法。

（６）前記ポンプがガスリフトポンプである上記（４）又は（５）に記載の溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法。

本発明の溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法によれば、誘導加熱装置への電力の供給が停止した場合にも、装置内部の溶融金属の凝固を防止することが可能である。

溶融亜鉛ポット１０の模式断面図である。 溶融亜鉛ポット１０の外側下部に設置されたインダクター２０の内部構造を示す断面図であり、（Ａ）は図１のＩ方向から見た断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図である。 本発明の第一の実施形態を説明する、インダクター２０周辺の模式図である。 図３における溶融亜鉛の循環を説明するインダクター２０の断面図である。 本発明の第二の実施形態を説明する、インダクター２０周辺の模式図である。 図５における溶融亜鉛の循環を説明するインダクター２０の断面図である。

本発明の一実施形態として、溶融亜鉛ポット内の溶融亜鉛を加熱する誘導加熱装置（以下、「インダクター」と称する。）を例として、その使用方法を説明する。

まず、図１及び図２を参照して、本発明を適用可能な溶融亜鉛ポット１０及びインダクター２０の構成と、通常操業時のインダクター２０の使用方法を説明する。溶融亜鉛ポット１０内には溶融亜鉛が保持され、鋼板（鋼帯）Ｐが、溶融亜鉛ポット１０の溶融亜鉛中に連続的に導入され、その後ロールを介して上方に引き上げられ、溶融亜鉛めっき鋼板が製造される。溶融亜鉛ポット１０は、その周囲が耐火物１２で保護されている。溶融亜鉛ポット１０の外側下部には、インダクター２０が設置されている。溶融亜鉛ポット１０には連通管１４が形成され、インダクター２０は連通管１４を介して溶融亜鉛ポット１０内と連通している。

図２を参照して、インダクター２０の内部構造と、通常操業時の溶融亜鉛の加熱及び流れについて説明する。インダクター２０は、鉄心２２、コイル２４、耐火物２６、鉄皮２８などで構成されている。インダクター２０の内部には、第１開口３２及び第２開口３４Ａ，３４Ｂを介して溶融亜鉛ポット１０内と連通したＵ字型の流路３０が耐火物２６により区画されている。この流路３０を、コイル２４を巻いた鉄心２２が囲み、コイル２４に交流電圧を印加することによって誘導加熱の原理で流路３０内の溶融亜鉛が加熱され、対流する。すなわち、第１開口３２を介して流路３０内に進入した溶融亜鉛が流路３０内で加熱され、第２開口３４Ａ，３４Ｂを介して溶融金属ポット１０へと吐出される。

本実施形態は、インダクター２０への電力の供給が停止している間に、ポンプを用いて溶融亜鉛ポット１０内の溶融亜鉛を流路３０内に強制的に循環させることを特徴とするものである。

（第一の実施形態）
本実施形態では、図３及び図４を参照して、電力供給停止中に、ポンプ４０を用いて、溶融亜鉛ポット１０内の溶融亜鉛を、第１開口３２を介して流路３０内に強制的に供給する。具体的には、モーター４２でポンプ４０を駆動して、図３の矢印に示すように、ポンプ４０の下部から溶融亜鉛ポット１０内の溶融亜鉛を吸い上げる。この溶融亜鉛が第１配管４４内を通過して、その先端４４Ａから流路３０内に供給される。その結果、もともと流路３０内にあった溶融亜鉛は第２開口３４Ａ，３４Ｂを介して溶融亜鉛ポット１０内へ排出される。このようにして、溶融亜鉛ポット１０内の溶融亜鉛を流路３０内に強制的に循環させることができる。

本実施形態によれば、電力供給停止中に、流路３０内の溶融亜鉛の温度が短時間で低下して凝固するのを防ぐことができる。そのため、インダクターの点検をするために一時的に電力供給を停止する場合に本実施形態を適用すれば、点検作業に時間がかかっても、点検中に溶融亜鉛の凝固による破損や復旧不能となるトラブルを招くことがない。また、停電やインダクターの電源供給ケーブルの故障など、突発的に電力供給が停止した場合に本実施形態を適用する場合にも、溶融亜鉛の凝固による破損や復旧不能となるトラブルを招くことがない。

本実施形態では図４に示すように、第１配管４４は流路３０内に挿入せず、先端４４Ａを第１開口３２とは離間して位置させることができる。ポンプ４０の性能に応じて、先端４４Ａと第１開口３２との距離を適切に設定すれば、先端４４Ａから放出した溶融亜鉛を十分に流路３０内に供給することができるからである。そのため、第１配管４４の位置調整が容易で、かつ、第１配管４４がインダクター２０に接触して、インダクター２０を破損させることもない。

ポンプ４０は適切な流量を与えることができる能力を有すれば、その形式・方式は特に限定されない。例えば溶融亜鉛移送用の渦巻き式ポンプを用いることができる。

なお、第１配管を、その先端が第２開口３４Ａ，３４Ｂに対向するように配置して、流路３０内の溶融亜鉛の循環経路を図４とは反対にしてもよいことは勿論である。

（第二の実施形態）
本実施形態では、図５及び図６を参照して、電力供給停止中に、ガスリフトポンプ５０を用いて、流路３０内の溶融亜鉛を、第１開口３２を介して溶融亜鉛ポット１０内に強制的に吸引する。ガスリフトポンプ５０は、第２配管５２から延長する揚水管５４と送気管５６とからなる簡単な構造のポンプである。揚水管５４の途中から分岐する送気管５６から圧縮空気などのガスを送り込むと、揚水管５４内の溶融亜鉛が上に押し上げられ、図５の矢印に示すように、揚水管５４の先端から排出され、インダクター２０の流路３０内の溶融亜鉛は、第２配管の先端５２Ａから第２配管内５２へと吸い出される。その結果、溶融亜鉛ポット１０内の溶融亜鉛は第２開口３４Ａ，３４Ｂを介して流路３０内に進入する。このようにして、溶融亜鉛ポット１０内の溶融亜鉛を流路３０内に強制的に循環させることができる。

本実施形態によれば、電力供給停止中に、流路３０内の溶融亜鉛の温度が短時間で低下して凝固するのを防ぐことができる。そのため、インダクターの点検をするために一時的に電力供給を停止する場合に本実施形態を適用すれば、点検作業に時間がかかっても、点検中に溶融亜鉛の凝固による破損や復旧不能となるトラブルを招くことがない。また、停電やインダクターの電源供給ケーブルの故障など、突発的に電力供給が停止した場合に本実施形態を適用する場合にも、溶融亜鉛の凝固による破損や復旧不能となるトラブルを招くことがない。

本実施形態では、流路３０内の溶融金属を確実に吸引する観点から、図６に示すように、第２配管の先端５２Ａを流路３０内に挿入して位置させることが好ましい。そのため、第２配管５２がインダクター２０に接触して、インダクター２０を破損させることがないように、設置する位置を予め決めておくことが好ましい。

本実施形態で用いるガスリフトポンプ５０は、非常に簡単な構造であり故障が少なく、また、電力を用いることなく溶融亜鉛を吸引できるため、好ましい。しかし、溶融亜鉛を吸引するポンプとしては、適切な流量を与えることができる能力を有すれば、その形式・方式は特に限定されない。

（その他の実施形態）
本発明は、溶融亜鉛ポット内の溶融亜鉛を加熱するインダクター以外に適用することもできる。例えば鋳物の製造、めっき製品の製造、金属合金の製造など、溶融金属を加熱するインダクター全般にも、本発明を適用できる。

誘導加熱装置内の流路の構成は、図２に記載のものに限定されず、他の形式の流路でも同様の効果を得ることができる。例えば、図２では第１開口が一つ、第２開口が二つある例を示したが、第１開口及び第２開口がともに一つで、図２（Ａ）の断面視で流路がＵ字の湾曲形状となっているものでもよい。

（実施例１）
図１及び図２に示す構造の溶融亜鉛めっき鋼板の製造設備を用いて、インダクターの点検のためにインダクターへの電力の供給を停止している間に、図３及び図４に示す本発明の第一実施形態による溶融亜鉛の強制循環を行った。具体的には、渦巻き式ポンプを用いて、溶融亜鉛ポット内の溶融亜鉛をインダクターの流路内に供給した。その結果、溶融亜鉛ポット内の溶融亜鉛を流路内に強制的に循環させることができた。その結果、点検中に流路内の溶融亜鉛凝固することはなかった。つまり、溶融亜鉛の凝固による破損や復旧不能となるトラブルを招くことなく、十分な時間を点検に割くことができた。

（実施例２）
図１及び図２に示す構造の溶融亜鉛めっき鋼板の製造設備を用いて、インダクターの点検のためにインダクターへの電力の供給を停止している間に、図５及び図６に示す本発明の第二実施形態による溶融亜鉛の強制循環を行った。具体的には、ガスリフトポンプを用いて、インダクターの流路内の溶融亜鉛を吸引した。その結果、溶融亜鉛ポット内の溶融亜鉛を流路内に強制的に循環させることができた。その結果、点検中に流路内の溶融亜鉛凝固することはなかった。つまり、溶融亜鉛の凝固による破損や復旧不能となるトラブルを招くことなく、十分な時間を点検に割くことができた。

本発明の溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法によれば、誘導加熱装置への電力の供給が停止した場合にも、装置内部の溶融金属の凝固を防止することが可能である。

１０ 溶融亜鉛ポット
１２ 耐火物
１４ 連通管
２０ インダクター
２２ 鉄心
２４ コイル
２６ 耐火物
２８ 鉄皮
３０ 流路
３２ 第１開口
３４Ａ，３４Ｂ 第２開口
４０ ポンプ
４２ モーター
４４ 第１配管
４４Ａ 第１配管の先端
５０ ガスリフトポンプ
５２ 第２配管
５２Ａ 第２配管の先端
５４ 揚水管
５６ 送気管

Claims (6)

1. 第１開口及び第２開口を介して溶融金属ポット内と連通した流路を内部に区画し、前記第１開口を介して前記流路内に進入した溶融金属を前記流路内で加熱して、前記第２開口を介して前記溶融金属ポットへと吐出する誘導加熱装置の使用方法であって、
   前記誘導加熱装置への電力の供給が停止している間に、ポンプを用いて前記溶融金属ポット内の溶融金属を前記流路内に強制的に循環させることを特徴とする溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法。
2. 前記停止中に、前記ポンプを用いて、前記溶融金属ポット内の溶融金属を前記第１開口及び前記第２開口の一方を介して前記流路内に強制的に供給して、前記流路内の溶融金属を前記第１開口及び前記第２開口の他方を介して前記溶融金属ポットへと排出させる、請求項１に記載の溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法。
3. 前記ポンプから押し出される溶融金属が第１配管内を通過して、その先端から前記流路内に供給される際に、前記第１配管は前記流路内に挿入せず、前記先端を前記第１開口及び前記第２開口の一方とは離間して位置させる、請求項２に記載の溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法。
4. 前記停止中に、前記ポンプを用いて、前記流路内の溶融金属を前記第１開口及び前記第２開口の一方を介して前記溶融金属ポット内に強制的に吸引して、前記溶融金属ポット内の溶融金属を前記第１開口及び前記第２開口の他方を介して前記流路内に進入させる、請求項１に記載の溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法。
5. 前記流路内の溶融金属が第２配管の先端から吸引され、前記第２配管内を通過する際に、前記第２配管の先端を前記流路内に挿入して位置させる、請求項４に記載の溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法。
6. 前記ポンプがガスリフトポンプである請求項４又は５に記載の溶融金属加熱用誘導加熱装置の使用方法。

Images