JP2510739Y2 - 通電加熱装置 - Google Patents

通電加熱装置

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JP2510739Y2
JP2510739Y2 JP8105491U JP8105491U JP2510739Y2 JP 2510739 Y2 JP2510739 Y2 JP 2510739Y2 JP 8105491 U JP8105491 U JP 8105491U JP 8105491 U JP8105491 U JP 8105491U JP 2510739 Y2 JP2510739 Y2 JP 2510739Y2
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晴雄 深沢
明人 岡崎
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  • Control Of Resistance Heating (AREA)
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、導電性を有する被加熱
材を連続送給しつつ通電加熱するようにした通電加熱装
置に係り、例えば帯状鋼板を焼入れ、焼なまし等の各種
熱処理のために加熱する際に用いられる通電加熱装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、例えば帯状鋼板を焼入れ、焼
なまし等の各種熱処理のために加熱する装置として、連
続送給される帯状鋼板に通電ロールを接触させ、この通
電ロールによって帯状鋼板に通電して加熱する通電加熱
装置がある。この種の通電加熱装置においては、帯状鋼
板に例えば板幅方向の線電流密度10A/mm以上の電流
を通電する場合、帯状鋼板と通電ロールとの間の面圧が
接触面のほぼ全域で0.1 kg/mm2 以上なければ、帯状
鋼板の振動によって接触不安定な状態が起こり、帯状鋼
板と通電ロールとの間でスパークが発生し易い。これに
より、通電ロールの表面及び帯状鋼板の表面にスパーク
疵が入り、特に通電ロールのスパーク疵は以後継続的に
帯状鋼板に転写疵を生じさせてしまう。この結果、通電
ロールの寿命低下、帯状鋼板の品質低下などが問題とな
っていた。このような問題の対策として、例えば実公平
1−16765号公報には、図5に示すように、帯状鋼
板1が巻付けられている通電ロール2の近傍に、帯状鋼
板1の振動を防止するための押えロール3を設けること
が開示されている。押えロール3によって帯状鋼板1が
通電ロール2に接近する方向へ押し付けられており、帯
状鋼板1の振動に影響するスパンが短縮されるので、帯
状鋼板1の振動が実質的に防止され、スパークの発生が
防止される。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような公知例の構成は、帯状鋼板1と通電ロール2と
の接触面積が大きくて、その接触状態が安定しているよ
うに思えるが、通電ロール2に対する帯状鋼板1の面圧
は、その帯状鋼板1に加わる張力の半径方向成分だけな
ので、実際には、面圧が低くて接触不安定領域が大き
い。また、押えロール3がない状態で帯状鋼板1が接点
Aから接線方向Tに沿って延びている場合、その帯状鋼
板1を押えロール3によって通電ロール2に接近する方
向へ押し付けると、接点Aが接点Bまで延び、接触不安
定領域が移動するだけのことになる。従って、押えロー
ル3によって帯状鋼板1の振動に影響するスパンを短縮
しても、接触不安定領域の大きさが変わらないので、ス
パークの発生を完全には解消し難いという問題があっ
た。
【0004】そこで本考案は、連続送給される被加熱材
を通電ロールを用いて通電加熱する際に、被加熱材と通
電ロールとの間の接触不安定に起因するスパークの発生
を効果的に防止することができるようにした通電加熱装
置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案は、連続送給される被加熱材に電極部材を接
触させ、この電極部材によって前記被加熱材に通電して
加熱する通電加熱装置において、前記電極部材を、前記
被加熱材を挟持する押えロールと通電ロールとからなる
ロール対によって構成し、前記ロール対の近傍における
前記被加熱材の送給路を、挟持部分での接線方向よりも
前記通電ロールから離間する側へ位置規制するための位
置規制ロールを設けたものである。
【0006】
【作用】上記のように構成された本考案によれば、被加
熱材が押えロールと通電ロールとによって挟持されるの
で、被加熱材と通電ロールとの間の接触面圧が充分に大
きくなる。この状態で、位置規制ロールによってロール
対の近傍における被加熱材の送給路が挟持部分での接線
方向よりも通電ロールから離間する側へ位置規制される
ので、被加熱材の振動に影響するスパンが短縮されるだ
けでなく、通電ロールに対する被加熱材の面圧の低い接
触不安定領域が大幅に減少される。
【0007】
【実施例】以下、本考案を適用した通電加熱装置の実施
例を図1〜図4を参照して説明する。まず、図4は装置
全体を示すものであり、被加熱材である帯状鋼板10の
送給路Lに沿って所定間隔を隔てて一組のロール対2
0、30が配置されている。これらロール対20、30
は、それぞれ押えロール21と通電ロール22との対、
押えロール31と通電ロール32との対によって構成さ
れ、帯状鋼板10を挟んで対向配置されている。押えロ
ール21はゴム材等がライニングされた非導電性のロー
ル、押えロール31はゴム材等のライニングに耐熱層が
積層された非導電性のロールであり、通電ロール22、
32は導電性のロールである。なお、各ロール21、2
2、31、32はそれぞれ軸211、221、311、
321を中心に回転自在であり、通電ロール22、32
は帯状鋼板10の矢印方向への連続送給に同期してモー
タにより回転駆動される場合もある。そして、押えロー
ル21、31は、例えばシリンダ40等からなる圧下手
段により軸211、311に圧下力Pが付与されること
によって、帯状鋼板10に圧着されている。
【0008】次に、この実施例装置においては、帯状鋼
板10への通電手段として、ロール対20、30の間に
おいて帯状鋼板10の外周囲に環状トランス50が配置
されている。この環状トランス50は、例えば磁路とし
て好適な性質を有する珪素鋼板を矩形環状に形成して所
定の長さに積層した環状鉄心51と、この環状鉄心51
の内外周に沿って巻回させた一次コイル52とによって
構成されている。その環状鉄心51の環内に帯状鋼板1
0が挿通されている。そして、環状トランス50の一次
コイル52は、パワーコントロールスイッチを有する交
流電源60に接続されている。
【0009】また、この装置では、前記通電ロール2
2、32は例えばそれらの軸221、321に受電部を
有し、これら受電部にそれぞれ摺動子71が摺接されて
いる。そして、これら一対の摺動子71の間に導電部材
(いわゆるブスバー)70が架設され、これによって通
電ロール22、32の間が電気的に接続されている。こ
の導電部材70は、所定の幅及び厚さを有する銅材など
の良導電材が用いられる。ここで、通電ロール22、3
2の間における帯状鋼板10の電気抵抗R1と導電部材
70の電気抵抗R2との関係は、R1>>R2に設定さ
れている。なお、導電部材70は、環状トランス50及
び帯状鋼板10の上下にほぼ等間隔で近接して配置さ
れ、通電ロール22、32の近傍で一体に結合されて摺
動子71に接続されている。
【0010】ところで、図1に示すように、押えロール
21と通電ロール22とによる帯状鋼板10の挟持部分
CからL1 離れて位置規制ロール80が配置され、この
位置規制ロール80によって帯状鋼板10が、挟持部分
Cでの接線方向Tよりも角度αで通電ロール22から離
間するように押し上げられている。なお、この例では位
置規制ロール80と補助ロール81とによって帯状鋼板
10が挟持されている。
【0011】また、図2は別の例を示すものであり、挟
持部分CからL2 離れて位置規制ロール80が配置さ
れ、この位置規制ロール80によって帯状鋼板10が通
電ロール22から離間するように押し上げられている。
なお、この例では挟持部分CからL3 離れた位置で補助
ロール81によって帯状鋼板10が押し下げられてお
り、接線方向Tに対する角度αが微調節されている。
【0012】また、図3はさらに別の例を示すものであ
り、挟持部分CからL4 離れて位置規制ロール80が配
置され、この位置規制ロール80によって帯状鋼板10
が、接線方向Tよりも角度αで通電ロール22から離間
するように押し上げられている。なお、この例では帯状
鋼板10が補助ロール81によって押し下げられて復帰
されている。
【0013】上記各例のように、位置規制ロール80に
よって、ロール対20の近傍における帯状鋼板10の送
給路が、挟持部分Cでの接線方向Tよりも通電ロール2
2から離間する側へ位置規制されている。なお、各例に
おける押上げ角度αは、例えば5〜10°程度である。
【0014】上記のように構成された通電加熱装置にお
いては、交流電源60から環状トランス50の一次コイ
ル52に一次電圧が印加されると、一次コイル52の環
内に挿通された帯状鋼板10が二次コイルとして機能す
るので、その帯状鋼板10に二次電圧が誘起される。通
電ロール22、32の間が導電部材70によって電気的
に接続されているので、通電ロール22、32を介して
帯状鋼板10及び導電部材70によって短絡回路が形成
され、帯状鋼板10に発生した二次電流は導電部材70
を帰線として流れることになる。帯状鋼板10に誘起さ
れた二次電圧は、帯状鋼板10における電圧降下と導電
部材70における電圧降下とによって消費されるが、
(帯状鋼板10の電気抵抗)>>(導電部材70の電気
抵抗)に設定されているので、二次電圧の殆どが帯状鋼
板10の加熱のために消費され、導電部材70における
損失は極めて少ない。これにより、帯状鋼板10が極め
て効率良く通電加熱される。
【0015】上述の通電加熱の際、帯状鋼板10が押え
ロール21と通電ロール22とによって挟持され、押え
ロール21がシリンダ40によって圧下されて帯状鋼板
10が通電ロール22に圧着されているので、帯状鋼板
10と通電ロール22との間の接触面圧を充分に大きく
とることができる。この状態で、位置規制ロール80に
よって、ロール対20の近傍における帯状鋼板10が、
挟持部分Cでの接線方向Tよりも角度αで通電ロール2
2から離間する側へ押し上げられているので、帯状鋼板
10の振動に影響するスパンが短縮されるだけでなく、
通電ロール22に対する帯状鋼板10の面圧の低い接触
不安定領域を大幅に減少させることができる。従って、
帯状鋼板10と通電ロール22との接触部分は面圧が非
常に大きく、しかも面圧の低い接触不安定領域が殆どな
いので、帯状鋼板10と通電ロール22との間でのスパ
ークの発生を効果的に防止することができる。
【0016】なお、帯状鋼板10の振動は送給路Lの全
域で起きるが、特に両通電ロール22、32の間即ち通
電範囲内では、帯状鋼板10と導電部材70とを流れる
往復電流によって帯状鋼板10と導電部材70との間に
電磁力が働き、この電磁力によって帯状鋼板10に振動
が発生し易い。従って、前述したように、位置規制ロー
ル80をロール対20の近傍で上記通電範囲内に配置す
るのが好ましい。また、この場合、位置規制ロール80
は、帯状鋼板10の通電電流により生じる磁界、さらに
帯状鋼板10及び導電部材70の通電電流により生じる
磁界の内部に位置することになるので、これらの磁界に
よる誘導加熱を防止するために、位置規制ロール80を
非磁性材料によって構成するのが好ましい。
【0017】なお、上述した実施例においては、例え
ば、押えロール21の直径が200mm、通電ロール22
の直径が450mm、帯状鋼板10と導電部材70との間
の距離が1500mm、通電電流が45000Aである。
そして、位置規制ロール80の直径寸法、挟持部分Cか
ら位置規制ロール80までの距離L1 〜L4 、押上げ角
度α(押上げ量)などは、上記通電電流、帯状鋼板10
と導電部材70との間の距離などにより決定されるもの
ではあるが、種々の加熱対象材料や装置構成により、そ
のとるべき値を一般的かつ定量的に求めるのは困難であ
る。従って、位置規制ロール80が設けられる装置にお
いて有効な結果が得られるように、位置規制ロール80
は位置調整自在の取付手段を介して設置すると良い。
【0018】以上、本考案の実施例に付き説明したが、
本考案は上記実施例に限定されることなく、本考案の技
術的思想に基づいて各種の有効な変更並びに応用が可能
である。例えば、実施例では加熱入側のロール対の近傍
に設けた位置規制ロールについて説明したが、加熱出側
のロール対の近傍にも同様に位置規制ロールを設けるこ
とができる。なお、実施例では環状トランスによって帯
状鋼板に電圧を誘起させて加熱する構成を説明したが、
電源供給手段(交流電源及びトランス)から両通電ロー
ルに直接給電する構成でも良い。
【0019】
【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
押えロールと通電ロールとにより被加熱材を挟持するこ
とによって、被加熱材と通電ロールとの間の接触面圧を
充分に大きくすることができる。この状態で、位置規制
ロールによりロール対の近傍における被加熱材の送給路
を挟持部分での接線方向よりも通電ロールから離間する
側へ位置規制することによって、被加熱材の振動に影響
するスパンを短縮するだけでなく、通電ロールに対する
被加熱材の面圧の低い接触不安定領域を大幅に減少させ
ることができる。従って、通電ロールと被加熱材との間
でのスパークの発生を効果的に防止して双方のスパーク
疵を防止することができ、通電ロールの長寿命化並びに
被加熱材の品質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の実施例における位置規制ロール部分を
示す図である。
【図2】別の例における位置規制ロール部分を示す図で
ある。
【図3】さらに別の例における位置規制ロール部分を示
す図である。
【図4】実施例における通電加熱装置全体の一部切欠き
正面図である。
【図5】公知例における概略図である。
【符号の説明】
10 帯状鋼板(被加熱材) 20、30 ロール対 21、31 押えロール 22、32 通電ロール 40 シリンダ 50 環状トランス 60 交流電源 70 導電部材 80 位置規制ロール 81 補助ロール

Claims (3)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続送給される被加熱材に電極部材を接
    触させ、この電極部材によって前記被加熱材に通電して
    加熱する通電加熱装置において、 前記電極部材を、前記被加熱材を挟持する押えロールと
    通電ロールとからなるロール対によって構成し、前記ロ
    ール対の近傍における前記被加熱材の送給路を、挟持部
    分での接線方向よりも前記通電ロールから離間する側へ
    位置規制するための位置規制ロールを設けたことを特徴
    とする通電加熱装置。
  2. 【請求項2】 前記位置規制ロールを前記ロール対の近
    傍で前記被加熱材の通電範囲内に配置したことを特徴と
    する請求項1記載の通電加熱装置。
  3. 【請求項3】 前記位置規制ロールを非磁性材料によっ
    て構成したこと特徴とする請求項2記載の通電加熱装
    置。
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