JP2935087B2 - Induction heating device - Google Patents

Induction heating device

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JP2935087B2
JP2935087B2 JP31760293A JP31760293A JP2935087B2 JP 2935087 B2 JP2935087 B2 JP 2935087B2 JP 31760293 A JP31760293 A JP 31760293A JP 31760293 A JP31760293 A JP 31760293A JP 2935087 B2 JP2935087 B2 JP 2935087B2
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JP
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strip
auxiliary
induction heating
inductor
plate
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智章 香川
盛男 前田
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は誘導加熱装置に関し、特
に所定の流れ方向に送られるストリップ(薄板)を電磁
誘導により連続して加熱する誘導加熱装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an induction heating apparatus, and more particularly to an induction heating apparatus for continuously heating a strip (thin plate) fed in a predetermined flow direction by electromagnetic induction.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の誘導加熱装置として、幅に較べ
て長さの長いストリップを電磁誘導を用いて加熱するも
のがある。このような誘導加熱装置はストリップの幅方
向にストリップと対向するようにストリップの片側又は
両側に配設された電磁石を備え、この電磁石は交流電流
によって付勢されている。この誘導加熱装置では、スト
リップの幅方向に一様に加熱できることが望ましい。こ
の種の誘導加熱装置は、ストリップの進行方向に磁力線
(磁束)を発生させてストリップを加熱する誘導加熱装
置(以下、LFX型誘導加熱装置と呼ぶ)と、ストリッ
プの垂直方向に磁力線を発生させてストリップを加熱す
る誘導加熱装置(以下、VFX型誘導加熱装置と呼ぶ)
との2つに分類される。
2. Description of the Related Art As this type of induction heating apparatus, there is an apparatus for heating a strip having a length longer than a width by using electromagnetic induction. Such an induction heating device comprises an electromagnet arranged on one or both sides of the strip so as to face the strip in the width direction of the strip, and the electromagnet is energized by an alternating current. In this induction heating device, it is desirable that the heating can be performed uniformly in the width direction of the strip. This type of induction heating apparatus generates magnetic lines of magnetic force (magnetic flux) in the traveling direction of the strip to heat the strip (hereinafter referred to as an LFX type induction heating apparatus), and generates magnetic lines of force in the vertical direction of the strip. Heating device for heating the strip by heating (hereinafter referred to as VFX type induction heating device)
And two.

【0003】従来から、ストリップの板幅方向の温度分
布を均一に加熱する、VFX型誘導加熱装置が種々提案
されている。
Conventionally, there have been proposed various VFX induction heating apparatuses for uniformly heating the temperature distribution in the strip width direction of a strip.

【0004】特公昭63−27836号公報(以下、先
行技術1と呼ぶ)には、ストリップの板幅方向に、互い
に並列に且つストリップと対向するように配列された複
数個の磁極セグメントと、各磁極セグメントをストリッ
プの厚み方向に、他の磁極セグメントとは独立に移動さ
せるための駆動機構と、複数個の磁極セグメントを取り
囲むように配設された複数個の磁極セグメントに共通な
コイルと、ストリップ幅方向に出没自在に設けられ、磁
極セグメントからの磁場を調整する非磁性金属の磁気遮
蔽材料とを有する「電磁誘導加熱装置」が開示されてい
る。
Japanese Patent Publication No. 63-27836 (hereinafter referred to as Prior Art 1) discloses a plurality of magnetic pole segments arranged in parallel with each other and in opposition to a strip in a strip width direction. A drive mechanism for moving the magnetic pole segment in the thickness direction of the strip independently of the other magnetic pole segments, a coil common to the plural magnetic pole segments arranged so as to surround the plural magnetic pole segments, and a strip. An "electromagnetic induction heating device" is disclosed which includes a non-magnetic metal magnetic shielding material that is provided so as to be able to protrude and retract in the width direction and adjusts a magnetic field from a magnetic pole segment.

【0005】次に、図7を参照して、上記先行技術1に
開示された、従来のVFX型誘導加熱装置について説明
する。図示のVFX型誘導加熱装置は、磁束を生成する
主コイル1と、この主コイル1に高周波電流を流すため
の高周波電源装置(図示せず)と、主コイル1が巻回さ
れた主鉄芯2と、ストリップ(被処理材)9のエッジ部
の磁束密度を調整する磁気遮蔽材料(F/M)10とか
ら構成されている。主コイル1と主鉄芯2との組み合わ
せによって、主インダクタが構成される。主鉄芯2はス
トリップ9を挟んで互いに対向して配置された1対から
成る。主鉄芯2は主コイル1の生成する磁束密度を大き
くし、かつ漏れ磁束を抑制し、ストリップ9の加熱効率
を高めるためのものである。
Next, with reference to FIG. 7, a description will be given of a conventional VFX type induction heating apparatus disclosed in the prior art 1. The illustrated VFX induction heating apparatus includes a main coil 1 for generating a magnetic flux, a high-frequency power supply (not shown) for flowing a high-frequency current through the main coil 1, and a main iron core around which the main coil 1 is wound. 2 and a magnetic shielding material (F / M) 10 for adjusting the magnetic flux density at the edge of the strip (material to be processed) 9. A combination of the main coil 1 and the main iron core 2 forms a main inductor. The main iron core 2 is composed of a pair arranged opposite to each other with the strip 9 interposed therebetween. The main iron core 2 is for increasing the magnetic flux density generated by the main coil 1, suppressing the leakage magnetic flux, and increasing the heating efficiency of the strip 9.

【0006】ストリップ9は、図7中、例えば上方から
下方へ連続して移動しながら、VFX型誘導加熱装置に
供給される。薄板状の導電性を有するストリップ9に、
垂直な方向成分をもつ交番磁束を印加すると、それを打
ち消すようにストリップ9中に誘導電流(渦電流)が生
じ、そのジュール熱でストリップ9が発熱する。この現
象を利用して、VFX型誘導加熱装置はストリップ9を
加熱する。VFX型誘導加熱装置を通過した後のストリ
ップ9の幅方向(板幅方向)の温度分布(出側温度分
布)は、同装置内部でのストリップ9平面上に生じる渦
電流によるジュール熱分布を、ストリップ9の進行方向
(板長方向)に積分したものとなる。
The strip 9 is supplied to the VFX type induction heating apparatus while continuously moving, for example, from above to below in FIG. In a thin plate-shaped conductive strip 9,
When an alternating magnetic flux having a vertical directional component is applied, an induced current (eddy current) is generated in the strip 9 so as to cancel it, and the strip 9 generates heat by the Joule heat. Utilizing this phenomenon, the VFX induction heating device heats the strip 9. The temperature distribution (outlet temperature distribution) in the width direction (plate width direction) of the strip 9 after passing through the VFX type induction heating device is based on the Joule heat distribution due to the eddy current generated on the plane of the strip 9 inside the device. It is integrated in the traveling direction of the strip 9 (plate length direction).

【0007】発生した渦電流は、電磁界の境界条件にし
たがい、ストリップ9のエッジ部(板エッジ部)に集中
する性質がある。そのため、出側温度分布は板エッジ部
が加熱されたものとなる。
The generated eddy current has a property of being concentrated at the edge portion (plate edge portion) of the strip 9 according to the boundary condition of the electromagnetic field. Therefore, the outlet side temperature distribution is such that the plate edge is heated.

【0008】上記板エッジ部の温度上昇を抑制して、均
一な出側温度分布を得るために、上記先行技術1では主
鉄芯2を板幅方向にいくつかの磁極セグメントに分割
し、各磁極セグメントを駆動機構(図示せず)によりス
トリップ9の垂直方向に個別に可動としている。これに
より、ストリップ9を挟んで対向する主鉄芯2間距離
(鉄芯ギャップ)を個別に変更することができ、ストリ
ップ9に印加する磁束密度を幅方向に調整することがで
きる。これにより、出側温度分布が調整される。
In the prior art 1, the main iron core 2 is divided into several magnetic pole segments in the width direction of the plate to suppress a rise in the temperature of the plate edge portion and obtain a uniform outlet temperature distribution. The pole segments are individually movable in the vertical direction of the strip 9 by a drive mechanism (not shown). Thereby, the distance (iron core gap) between the main iron cores 2 facing each other across the strip 9 can be individually changed, and the magnetic flux density applied to the strip 9 can be adjusted in the width direction. Thereby, the outlet temperature distribution is adjusted.

【0009】更に、磁気遮蔽材料10は電気抵抗率の小
さい物質(例えば銅)で作成されており、磁気遮蔽材料
10内部に渦電流を生成させることで、対向する磁気遮
蔽材料10に挟まれている空間において、主コイル1と
主鉄芯2のつくる磁束を遮蔽し、上記空間内の磁束密度
を減衰させる作用をする。磁気遮蔽材料10は板幅方向
に可動で、ストリップ9と磁気遮蔽材料10の重複する
長さ(F/M挿入量)を変更できる。これにより、板エ
ッジ部での印加磁束密度を、F/M挿入量が大きいとき
小さく、F/M挿入量が小さいとき大きく調整できる。
したがって、出側温度分布の特に板エッジ部の温度を調
整することができる。
Further, the magnetic shielding material 10 is made of a substance having a small electric resistivity (for example, copper). By generating an eddy current inside the magnetic shielding material 10, the magnetic shielding material 10 is sandwiched between the opposing magnetic shielding materials 10. In the space, the magnetic flux generated by the main coil 1 and the main iron core 2 is shielded, and the magnetic flux density in the space is attenuated. The magnetic shielding material 10 is movable in the plate width direction, and the overlapping length (F / M insertion amount) of the strip 9 and the magnetic shielding material 10 can be changed. Thereby, the applied magnetic flux density at the plate edge portion can be adjusted to be small when the F / M insertion amount is large and to be large when the F / M insertion amount is small.
Therefore, it is possible to adjust the temperature of the outlet side temperature distribution, particularly the temperature at the plate edge portion.

【0010】また、特開平1−204385号公報(以
下、先行技術2と呼ぶ)には、1個のスロットを有した
板(ストリップ)幅より長い鉄心を持った第1のインダ
クタ(主インダクタ)と、板幅方向に移動可能に設けら
れ板材の両端部を加熱する第2のインダクタ(補助イン
ダクタ)とを備えた「誘導加熱装置」が開示されてい
る。
Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 1-204385 (hereinafter referred to as Prior Art 2) discloses a first inductor (main inductor) having an iron core longer than a plate (strip) width having one slot. An "induction heating device" including a second inductor (auxiliary inductor) that is provided to be movable in the plate width direction and that heats both ends of the plate material is disclosed.

【0011】特開昭63−190281号公報(以下、
先行技術3と呼ぶ)には、主コイル部(主インダクタ)
と平板(ストリップ)の長手方向に延在する補助コイル
部(補助インダクタ)によって構成される誘導加熱装置
において、主コイル部における昇温不足部分をその不足
する温度に対応して補助コイル部を傾斜調整するように
した「平板の誘導加熱方法とその装置」が開示されてい
る。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-190281 (hereinafter referred to as
The prior art 3) includes a main coil portion (main inductor).
In an induction heating device comprising an auxiliary coil portion (auxiliary inductor) extending in the longitudinal direction of a flat plate (strip), the auxiliary coil portion is inclined in accordance with the insufficient temperature in a portion of the main coil portion where the temperature rise is insufficient. A "method and apparatus for induction heating a flat plate" which is adjusted is disclosed.

【0012】特開昭63−119187号公報(以下、
先行技術4と呼ぶ)には、被加熱材(ストリップ)の流
れ方向に所定のピーク点を中心として左右対称に発熱分
布が低減する複数個のインダクタを板幅にわたって配置
することにより、温度分布を均一にできる「トランスバ
ース磁束を利用した鋼板の誘導加熱方法」が開示されて
いる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-119187 (hereinafter referred to as
In the prior art 4), the temperature distribution is reduced by arranging a plurality of inductors whose heat generation distribution is reduced symmetrically with respect to a predetermined peak point in the flow direction of the material to be heated (strip). A "method of induction heating of a steel sheet using a transverse magnetic flux" which can be uniform is disclosed.

【0013】特公平4−49233号公報(以下、先行
技術5と呼ぶ)には、電流分布が帯状金属(ストリッ
プ)のエッジ部で拡散する第1のインダクタ(主インダ
クタ)と、電流分布がエッジ部に集中するタイプの第2
のインダクタ(補助インダクタ)とを組み合わせ、第1
のインダクタの回転位置を調整するようにし、第1のイ
ンダクタでのエッジ部電流密度の拡散度合を変えられる
ようにした「トランスバース磁束を利用した帯状金属の
誘導加熱装置」が開示されている。
Japanese Patent Publication No. 4-49233 (hereinafter referred to as Prior Art 5) discloses a first inductor (main inductor) in which a current distribution is diffused at an edge portion of a strip-shaped metal (strip); The second type that concentrates on the department
Combination with the inductor (auxiliary inductor)
Discloses a "band-shaped metal induction heating device using a transverse magnetic flux" in which the rotational position of the inductor is adjusted and the degree of diffusion of the edge current density in the first inductor can be changed.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】図7に示した従来のV
FX型誘導加熱装置において、出側温度分布の板エッジ
部温度を、ストリップ9の中央(板中央)付近の温度と
等しくなるように、F/M挿入量を調整すると、板エッ
ジ部より少々内側に温度の低い領域(以下、低温領域と
称する)が発生する。更に、低温領域の温度低下量と領
域幅は、ストリップ9の板厚、電気抵抗率等により変化
する。
The conventional V shown in FIG.
In the FX-type induction heating apparatus, when the F / M insertion amount is adjusted so that the plate edge portion temperature of the outlet side temperature distribution becomes equal to the temperature near the center of the strip 9 (the plate center), the inside of the plate edge portion is slightly adjusted. A low temperature region (hereinafter, referred to as a low temperature region) occurs. Further, the temperature decrease amount and the region width in the low temperature region change depending on the thickness of the strip 9, the electrical resistivity, and the like.

【0015】上記低温領域に対応する位置の鉄芯ギャッ
プを小さくして、低温領域の温度を上昇させることもで
きる。しかしながら、鉄芯ギャップが狭すぎると、板反
りや振動のためにストリップ9が主鉄芯2に接触して、
ストリップ9に傷をつけてしまうという虞がある。
The temperature in the low-temperature region can be increased by reducing the iron core gap at a position corresponding to the low-temperature region. However, if the iron core gap is too narrow, the strip 9 comes into contact with the main iron core 2 due to plate warpage or vibration,
There is a possibility that the strip 9 may be damaged.

【0016】更に、低温領域は板エッジ部に近く、鉄芯
ギャップを小さくすることで、板エッジ部の磁束密度を
増加させ、磁気遮蔽材料10で調整した板エッジ部温度
をかえって上昇させる。この理由で、板エッジ部と板エ
ッジ部より少々内側の領域との双方の温度を調整するこ
とができなかった。
Further, the low-temperature region is close to the plate edge, and the iron core gap is reduced to increase the magnetic flux density at the plate edge, thereby increasing the temperature of the plate edge adjusted by the magnetic shielding material 10. For this reason, it has not been possible to adjust the temperature of both the plate edge and the area slightly inside the plate edge.

【0017】図7に示す従来のVFX型誘導加熱装置内
で生起する渦電流は、ストリップ9の平面で図8(a)
に示すように循環する。板中央付近aで板幅方向に流れ
ている渦電流は、板エッジ部より少々内側の位置bで板
長手方向に向きを変える。この位置bでは、渦電流の密
度が稀薄になる。前述したように、出側温度分布は渦電
流によって生じるジュール熱分布を板長手方向に積分し
たものとなる。そのため、渦電流の板幅方向成分が加熱
に寄与する板中央付近aと、渦電流の板長手方向成分が
加熱に寄与する板エッジ部cとの間に、温度分布の低温
領域bが発生する。図8(b)にストリップ9の昇温パ
ターンを示す。図8(b)において、縦軸に昇温値を、
横軸にストリップ9の幅方向位置を示す。
The eddy current generated in the conventional VFX type induction heating apparatus shown in FIG.
Circulate as shown. The eddy current flowing in the plate width direction near the plate center a changes its direction in the plate longitudinal direction at a position b slightly inside the plate edge. At this position b, the density of the eddy current becomes low. As described above, the outlet temperature distribution is obtained by integrating the Joule heat distribution generated by the eddy current in the plate longitudinal direction. Therefore, a low-temperature region b of the temperature distribution is generated between the vicinity a of the plate center where the component of the eddy current in the width direction of the plate contributes to the heating and the plate edge c where the component of the eddy current in the plate longitudinal direction contributes to the heating. . FIG. 8B shows a heating pattern of the strip 9. In FIG. 8B, the vertical axis represents the temperature rise value,
The horizontal axis indicates the position of the strip 9 in the width direction.

【0018】以上に述べたように、高精度に均一な出側
温度分布を得るには、図7に示した従来のVFX型誘導
加熱装置では、板エッジ部とその少々内側の領域との渦
電流分布を十分に調整することができない。
As described above, in order to obtain a uniform outlet temperature distribution with high accuracy, in the conventional VFX type induction heating apparatus shown in FIG. 7, the vortex between the plate edge portion and a region slightly inside thereof is formed. The current distribution cannot be adjusted sufficiently.

【0019】したがって、本発明の目的は、ストリップ
の両端部より少々内側の領域に生起する渦電流分布を制
御し、ストリップの幅方向に極めて均一な加熱を行わせ
ることができる誘導加熱装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an induction heating apparatus capable of controlling an eddy current distribution generated in a region slightly inside both ends of a strip and performing extremely uniform heating in the width direction of the strip. Is to do.

【0020】尚、先行技術2に開示された「誘導加熱装
置」は、第1のインダクタによるストリップの両端部に
おける加熱不足を第2のインダクタによって加熱補償す
るだけであって、本発明のように、ストリップの両端部
より少し内側の所における温度降下部を温度補償するも
のとは異なる。
Incidentally, the "induction heating device" disclosed in the prior art 2 only compensates for the insufficient heating at both ends of the strip by the first inductor by the second inductor, as in the present invention. , Different from temperature compensation of the temperature drop at a point slightly inside the ends of the strip.

【0021】先行技術3に開示された「平板の誘導加熱
方法とその装置」は、平板(ストリップ)の長さ方向に
延在した補助コイル部を、主コイル部に対して平板の走
行方向の上流側、下流側或いは主コイル部の間に傾斜し
て設置したものである。補助コイル部が平板の長さ方向
に延在しているため、それによって平板が加熱し過ぎる
という虞がある。また、補助コイル部は主コイル部に対
して片側或いは間にのみ配置されるので、平板の温度を
精度良く調整できない。
The "induction heating method and apparatus of a flat plate" disclosed in the prior art 3 is such that an auxiliary coil portion extending in the length direction of a flat plate (strip) is provided with respect to a main coil portion in a running direction of the flat plate. It is installed on the upstream side, downstream side, or inclined between the main coil parts. Since the auxiliary coil portion extends in the length direction of the flat plate, the flat plate may be overheated. Further, since the auxiliary coil portion is disposed only on one side or between the main coil portions, the temperature of the flat plate cannot be adjusted with high accuracy.

【0022】先行技術4に開示された「トランスバース
磁束を利用した鋼板の誘導加熱方法」は、被加熱材の流
れ方向に所定のピーク点を中心として左右対称に発熱分
布が低減する複数個のインダクタを板幅にわたって配置
したものであり、本発明のように、ストリップの両端部
より少し内側の所における温度降下部を温度補償するも
のとは異なる。
The "induction heating method of a steel sheet using a transverse magnetic flux" disclosed in the prior art 4 is composed of a plurality of steel sheets whose heat generation distribution is reduced symmetrically about a predetermined peak point in the flow direction of the material to be heated. This is different from a method in which the inductor is disposed over the width of the plate and which compensates for a temperature drop portion slightly inside the both ends of the strip as in the present invention.

【0023】先行技術5に開示された「トランスバース
磁束を利用した帯状金属の誘導加熱装置」は、電流分布
が帯状金属のエッジ部で拡散する第1のインダクタと、
電流分布がエッジ部に集中するタイプの第2のインダク
タとのを組み合わせを開示するのみで、本発明のよう
に、ストリップの両端部より少し内側の所における温度
降下部を温度補償するものとは異なる。
The “induction heating apparatus for a strip-shaped metal using a transverse magnetic flux” disclosed in the prior art 5 includes a first inductor in which a current distribution is diffused at an edge of the strip-shaped metal,
Only the combination with the second inductor of the type in which the current distribution is concentrated at the edge portion is disclosed, and what compensates for the temperature drop portion slightly inside the both ends of the strip as in the present invention is as follows. different.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明による誘導加熱装
置は、予め定められた流れ方向に送られるストリップを
電磁誘導により加熱する誘導加熱装置において、前記ス
トリップ流れ方向に、主インダクタを間に挟んでその両
側に補助インダクタを並設し、この補助インダクタは前
記ストリップの両エッジ部に分離して設けられると共に
ストリップの幅方向にN極とS極からなる2つの磁極を
作るようした1対のもので、前記主インダクタの端部の
磁極と該磁極に隣接する補助インダクタのストリップエ
ッジ側の磁極とが互いに反対の極性となるように、前記
主インダクタと前記補助インダクタとにコイルが結線さ
れており、前記補助インダクタの各々は前記ストリップ
をスポット状に加熱することを特徴とする。
An induction heating apparatus according to the present invention is an induction heating apparatus for heating a strip fed in a predetermined flow direction by electromagnetic induction, wherein a main inductor is interposed in the strip flow direction. Auxiliary inductors are arranged in parallel on both sides of the strip, and the auxiliary inductors are provided separately at both edges of the strip and form a pair of N and S poles in the width direction of the strip. A coil is connected to the main inductor and the auxiliary inductor such that the magnetic pole at the end of the main inductor and the magnetic pole on the strip edge side of the auxiliary inductor adjacent to the magnetic pole have opposite polarities. And each of the auxiliary inductors heats the strip in a spot shape.

【0025】[0025]

【作用】補助インダクタにより、板エッジ部の温度上昇
とそれより少々内側領域の温度低下とを同時に抑制す
る。補助インダクタによってストリップをスポット状に
加熱するので、ストリップの加熱し過ぎを抑制できる。
The auxiliary inductor simultaneously suppresses a rise in the temperature of the plate edge and a decrease in the temperature of the region slightly inside. Since the strip is heated in a spot shape by the auxiliary inductor, overheating of the strip can be suppressed.

【0026】[0026]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0027】図1に本発明の一実施例によるVFX型誘
導加熱装置の構造を示す。図2に、説明を分かり易くす
る為、ストリップとその表側の要素を取り除いた様子を
示す。尚、図1及び図2において、同一要素には同一参
照符号を付している。
FIG. 1 shows the structure of a VFX type induction heating apparatus according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a state in which the strip and its front-side elements have been removed for easy understanding. 1 and 2, the same elements are denoted by the same reference numerals.

【0028】図示のVFX型誘導加熱装置は、主コイル
1と主鉄芯2とから成る主インダクタの他に、補助コイ
ル31,32と補助鉄芯4とから成る補助インダクタを
備え、補助インダクタをストリップ9の上下、左右、表
裏に、計8個設置している。図1及び図2において、補
助鉄芯4の二つの磁極の内、板幅方向のストリップ9の
内側に設置されている補助コイルに符号31を付し、同
じく外側に設置されている補助コイルに符号32を付し
ている。したがって、以下においては、補助コイル3
1,32をそれぞれ内側補助コイルおよび外側補助コイ
ルと呼ぶことにする。
The illustrated VFX-type induction heating apparatus includes an auxiliary inductor composed of auxiliary coils 31 and 32 and an auxiliary iron core 4 in addition to a main inductor composed of a main coil 1 and a main iron core 2. A total of eight strips are installed on the top, bottom, left, right, front and back of the strip 9. In FIGS. 1 and 2, among the two magnetic poles of the auxiliary iron core 4, the auxiliary coil installed inside the strip 9 in the plate width direction is denoted by reference numeral 31, and the auxiliary coil also installed outside Reference numeral 32 is attached. Therefore, in the following, the auxiliary coil 3
1 and 32 will be referred to as an inner auxiliary coil and an outer auxiliary coil, respectively.

【0029】主鉄芯2は、図1及び図2に示されるよう
に、板幅方向にいくつかの磁極セグメントに分割されて
おり、VFX型誘導加熱装置は、磁極セグメントを個別
にストリップ9に対して垂直方向に移動できる機構(図
示せず)を有している。VFX型誘導加熱装置は、補助
インダクタを板幅方向に8組個別に移動できる機構(図
示せず)を有している。VFX型誘導加熱装置は、補助
鉄芯4をストリップ9に対して垂直方向に移動できる機
構(図示せず)を有している。補助コイル31,32は
板幅方向に可動なため、機械的に柔軟性のある導体(例
えば、ケーブル)5により、主コイル1と直列に接続さ
れ、高周波電源装置6に結合されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the main iron core 2 is divided into several magnetic pole segments in the plate width direction, and the VFX type induction heating device separates the magnetic pole segments into strips 9 individually. It has a mechanism (not shown) that can move in the vertical direction. The VFX-type induction heating device has a mechanism (not shown) capable of individually moving eight sets of auxiliary inductors in the plate width direction. The VFX type induction heating device has a mechanism (not shown) capable of moving the auxiliary iron core 4 in a direction perpendicular to the strip 9. Since the auxiliary coils 31 and 32 are movable in the plate width direction, they are connected in series with the main coil 1 by a mechanically flexible conductor (for example, a cable) 5 and are coupled to the high-frequency power supply 6.

【0030】本発明では、各コイルに供給される電流の
方向が重要であり、ある瞬間における主コイル1に供給
される電流の向きは、板長手方向に伴って、例えば、時
計回り、反時計回りというように、交互に反転していな
ければならない。一方、同じ瞬間に内側補助コイル31
に供給されている電流は、同コイルに最も近い主コイル
1の回転方向と同じであり、外側補助コイル32に供給
されている電流は内側補助コイル31の向きと反対でな
ければならない。
In the present invention, the direction of the current supplied to each coil is important, and the direction of the current supplied to the main coil 1 at a certain moment is, for example, clockwise or counterclockwise along the plate longitudinal direction. It must be alternately inverted, such as around. On the other hand, at the same moment, the inner auxiliary coil 31
Is the same as the rotation direction of the main coil 1 closest to the same coil, and the current supplied to the outer auxiliary coil 32 must be opposite to the direction of the inner auxiliary coil 31.

【0031】ストリップ9を挟んで対向するコイルは、
それに流す電流の方向がストリップ9を対称面として鏡
面関係となるように、鉄芯に巻回されていなければなら
ない。上記コイルの巻き方向を容易に理解できるよう
に、便宜上、図1及び図2中に、ある瞬間での磁極の名
称を「N」,「S]なる符号でもって、主鉄芯2及び補
助鉄芯4に付加している。
The coils facing each other across the strip 9
It must be wound around the iron core so that the direction of the current flowing therethrough is mirror-like with the strip 9 as the plane of symmetry. In order to easily understand the winding direction of the coil, for convenience, the names of the magnetic poles at certain moments are denoted by “N” and “S” in FIGS. It is added to the core 4.

【0032】上述したように、各コイルに供給される高
周波電流は、同一の位相である必要があるので、本実施
例では、各コイルを直列に接続して同一の高周波電源装
置6より供給している。この代わりに、位相が同期する
様に制御された個別の高周波電源装置を使用して、各コ
イルに供給しても良い。
As described above, since the high-frequency current supplied to each coil needs to have the same phase, in this embodiment, each coil is connected in series and supplied from the same high-frequency power supply 6. ing. Instead, the power may be supplied to each coil by using a separate high-frequency power supply device whose phases are controlled to be synchronized.

【0033】ストリップ9は、図1中例えば上から下に
移動しながら連続して本VFX型誘導加熱装置に供給さ
れる。
The strip 9 is continuously supplied to the VFX type induction heating apparatus while moving, for example, from top to bottom in FIG.

【0034】上記第1の実施例では、主コイル1の数並
びに鉄芯2の磁極数を、ストリップ9の表裏表面それぞ
れ二つずつとしているが、この数はいくらであっても良
い。また、上記第1の実施例では、図1のように補助鉄
芯4として「コ」の字型形状のものをしているが、図3
のように曲面部を設定しても構わない。更に、上記第1
の実施例では説明図が煩雑になることを回避して、磁気
遮蔽材料(F/M)20を排除して説明したが、従来に
おいて使用していたF/Mを設置しても構わない。
In the first embodiment, the number of the main coils 1 and the number of magnetic poles of the iron core 2 are two for each of the front and back surfaces of the strip 9, but the number may be any number. Further, in the first embodiment, the auxiliary iron core 4 has a U-shape as shown in FIG.
The curved surface portion may be set as shown in FIG. Further, the first
Although the embodiment has been described with the magnetic shielding material (F / M) 20 removed to avoid complicating the description, the F / M conventionally used may be provided.

【0035】次に、図1及び図4を参照して、上記第1
の実施例の動作について説明する。8組の補助インダク
タを、それぞれ、板幅方向移動機構(図示せず)によ
り、適性な位置に調整すると、図4に示すような渦電流
がストリップ9中に生じる。
Next, referring to FIG. 1 and FIG.
The operation of this embodiment will be described. When each of the eight sets of auxiliary inductors is adjusted to an appropriate position by a plate width direction moving mechanism (not shown), an eddy current as shown in FIG.

【0036】図4中のaの位置において、従来主コイル
1のつくる磁極により、板エッジ部に集中していた渦電
流は、その一部が補助コイル32のつくる磁極によっ
て、板エッジ部より内側に押しやられる。これによっ
て、板エッジ部の温度上昇を抑制できる。
At the position a in FIG. 4, the eddy current, which has been concentrated on the plate edge due to the magnetic pole formed by the main coil 1 in the related art, is partially inside the plate edge by the magnetic pole formed by the auxiliary coil 32. Is pushed away. Thereby, the temperature rise of the plate edge can be suppressed.

【0037】更に、内側補助コイル31と外側補助コイ
ル32のつくる磁極によって、板長手方向の渦電流が集
中する箇所が、図4中bの位置に新たに生じる。b部の
渦電流による発熱量が、従来温度低下を引き起こしてい
た領域と板幅方向で一致し、それを補うように動作す
る。
Further, due to the magnetic poles formed by the inner auxiliary coil 31 and the outer auxiliary coil 32, a location where the eddy current is concentrated in the longitudinal direction of the plate is newly generated at a position b in FIG. The amount of heat generated by the eddy current in the portion b coincides with the region in which the temperature has been reduced in the conventional direction in the plate width direction, and operates so as to compensate for it.

【0038】また、補助鉄芯4の移動機構により、図4
中のb部の発熱量と発熱領域幅を同時に調整でき、板
厚、電気抵抗率等の物理諸元の異なる種々のストリップ
9の加熱に対応できる。
Further, the moving mechanism of the auxiliary iron core 4 is used in FIG.
The calorific value and the width of the heat generating region of the b portion in the middle can be adjusted at the same time, and it is possible to cope with the heating of various strips 9 having different physical specifications such as plate thickness and electric resistivity.

【0039】以上に述べたように、本発明による内側補
助コイル31,外側補助コイル32及び補助鉄芯4から
成る補助インダクタにより、板エッジ部の温度上昇とそ
れより少々内側領域の温度低下とを同時に抑制すること
ができ、図4(b)に示すように、高精度に均一な出側
温度分布が得られる。
As described above, the auxiliary inductor composed of the inner auxiliary coil 31, the outer auxiliary coil 32 and the auxiliary iron core 4 according to the present invention prevents the temperature rise at the plate edge portion and the temperature decrease at the slightly inner region. At the same time, they can be suppressed, and a uniform outlet temperature distribution can be obtained with high accuracy as shown in FIG.

【0040】図5を参照して、補助インダクタの移動/
回転機構11について説明する。図5(b)の矢印Aで
示されるように、補助インダクタは移動/回転機構11
によりストリップ9の幅方向に移動される。また、図5
(c)に示されるように、補助インダクタは移動/回転
機構11により回転可能な構造となっている。ここで、
移動/回転機構11としては、例えば、ねじ送り機構と
スライド機構よりなる移動機構11Aとウォームとウォ
ームホイールよりなる回転機構11Bとの組み合わせか
ら成るものを使用できる。
Referring to FIG. 5, movement of auxiliary inductor /
The rotation mechanism 11 will be described. As shown by an arrow A in FIG. 5B, the auxiliary inductor is connected to the moving / rotating mechanism 11.
Is moved in the width direction of the strip 9. FIG.
As shown in (c), the auxiliary inductor has a structure rotatable by the movement / rotation mechanism 11. here,
As the movement / rotation mechanism 11, for example, a combination of a movement mechanism 11A including a screw feed mechanism and a slide mechanism and a rotation mechanism 11B including a worm and a worm wheel can be used.

【0041】このような構成により、ストリップ9に流
れる渦電流は、図6(a)に示す如く流れ、電流密度の
高い部分は図6(a)の斜線で示す位置となる。さら
に、図5に示した移動/回転機構11によりこの位置を
自由に調整することができる。図6(b)に、補助イン
ダクタによるストリップ9の加熱による温度分布を示
す。従って、主インダクタのみによるストリップ9の加
熱による温度分布(図8(b))と補助インダクタのみ
によるストリップ9の加熱による温度分布(図6
(b))との組み合わせによって、ストリップ9の温度
分布を均一にすることができる。
With such a configuration, the eddy current flowing through the strip 9 flows as shown in FIG. 6A, and the portion where the current density is high is at the position shown by the oblique lines in FIG. 6A. Further, this position can be freely adjusted by the movement / rotation mechanism 11 shown in FIG. FIG. 6B shows a temperature distribution due to the heating of the strip 9 by the auxiliary inductor. Accordingly, the temperature distribution caused by heating the strip 9 by only the main inductor (FIG. 8B) and the temperature distribution caused by heating of the strip 9 by only the auxiliary inductor (FIG. 6)
By the combination with (b)), the temperature distribution of the strip 9 can be made uniform.

【0042】以上、本発明について好ましい実施例によ
って説明したが、本発明はこれに限定せず、本発明の趣
旨を逸脱しない範囲で種々の変形・変更が可能である。
例えば、上記実施例では、主・補助両インダクタをスト
リップの両面に対向して配置しているが、主・補助両イ
ンダクタをストリップの片面にのみ配置しても良い。更
に、補助インダクタを主インダクタに対しストリップの
長手方向に位置調整可能に設けるものでよい。
Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, both the main and auxiliary inductors are arranged opposite to both sides of the strip, but both the main and auxiliary inductors may be arranged only on one side of the strip. Further, the auxiliary inductor may be provided so as to be adjustable in position in the longitudinal direction of the strip with respect to the main inductor.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、板エッジ
部とその少々内側の領域の渦電流分布を調整して、均一
な出側温度分布を得ることができる。本発明では、加熱
領域が板長手方向に短いという従来のVFX型誘導加熱
装置のもつ特徴を損なうことなく、ストリップの急速加
熱が可能である。短い板長方向加熱領域にて均一な出側
温度分布が得られるので、加熱によるストリップの歪み
も最小限に抑えることができる。更に、従来、磁気遮蔽
材料(F/M)が行っていた板エッジ部の温度調整作用
を、本発明では補助インダクタにて実現しているので、
従来F/M内部に生じる渦電流による、ストリップを加
熱するのに寄与していないF/M自身の発熱分、即ち、
無駄な電力消費がなくなり、高い加熱効率が得られる。
更に、F/Mを設置するにしても、F/Mは、誘導加熱
装置構造物等を発熱させる、ストリップを加熱するのに
寄与しない漏れ磁束を遮蔽する作用を行う様、ストリッ
プの外側に設定されるので、従来に比べて高い加熱効率
を得ることができる。本発明に係る補助インダクタはス
トリップをスポット状に加熱するので、例えば、先行技
術3のように補助インダクタがストリップの長さ方向に
延在しているものに比較して、ストリップの加熱し過ぎ
を抑制することができる。
As described above, according to the present invention, a uniform outlet temperature distribution can be obtained by adjusting the eddy current distribution in the plate edge portion and a region slightly inside the edge portion. According to the present invention, rapid heating of the strip is possible without impairing the feature of the conventional VFX-type induction heating device in which the heating area is short in the plate longitudinal direction. Since a uniform outlet-side temperature distribution can be obtained in the short plate length direction heating region, the distortion of the strip due to heating can be minimized. Further, since the temperature adjusting action of the plate edge portion, which was conventionally performed by the magnetic shielding material (F / M), is realized by the auxiliary inductor in the present invention.
Conventionally, the heat generated by the F / M itself that has not contributed to heating the strip due to the eddy current generated inside the F / M, that is,
Useless power consumption is eliminated, and high heating efficiency is obtained.
Further, even when the F / M is installed, the F / M is set outside the strip so as to generate heat in the induction heating device structure and the like, and to perform a function of shielding a leakage magnetic flux that does not contribute to heating the strip. Therefore, a higher heating efficiency can be obtained as compared with the related art. Since the auxiliary inductor according to the present invention heats the strip in a spot shape, for example, as compared with the case where the auxiliary inductor extends in the length direction of the strip as in Prior Art 3, overheating of the strip is prevented. Can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例による誘導加熱装置の構成を
示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of an induction heating device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す誘導加熱装置中、ストリップとその
表側の要素を取り除いた様子を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a strip and elements on a front side thereof are removed from the induction heating apparatus shown in FIG. 1;

【図3】本発明に係る誘導加熱装置に使用される補助イ
ンダクタの変形例を示す斜視図である
FIG. 3 is a perspective view showing a modification of the auxiliary inductor used in the induction heating device according to the present invention.

【図4】図1に示した誘導加熱装置にてストリップ中に
生じる渦電流と温度分布を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an eddy current and a temperature distribution generated in a strip in the induction heating device shown in FIG.

【図5】本発明に係る誘導加熱装置に使用される補助イ
ンダクタの移動/回転機構を示す図である。
FIG. 5 is a view showing a movement / rotation mechanism of an auxiliary inductor used in the induction heating device according to the present invention.

【図6】図5に示した補助インダクタのみによってスト
リップ中に生じる渦電流と温度分布を示す図である。
6 is a diagram showing an eddy current and a temperature distribution generated in a strip by only the auxiliary inductor shown in FIG. 5;

【図7】従来の誘導加熱装置の構成を示す斜視図であ
る。
FIG. 7 is a perspective view showing a configuration of a conventional induction heating device.

【図8】図7に示した誘導加熱装置にてストリップ中に
生じる渦電流と温度分布を示す図である。
8 is a diagram showing an eddy current and a temperature distribution generated in a strip in the induction heating device shown in FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主コイル 2 主鉄芯 31,32 補助コイル 4 補助鉄芯 5 補助コイルを結合する導体 6 高周波電源装置 9 ストリップ(被処理材) 11 移動/回転機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main coil 2 Main iron core 31, 32 Auxiliary coil 4 Auxiliary iron core 5 Conductor which couples an auxiliary coil 6 High frequency power supply 9 Strip (material to be processed) 11 Moving / rotating mechanism

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 予め定められた流れ方向に送られるスト
リップを電磁誘導により加熱する誘導加熱装置におい
て、前記ストリップ流れ方向に、主インダクタを間に挟
んでその両側に補助インダクタを並設し、この補助イン
ダクタは前記ストリップの両エッジ部に分離して設けら
れると共にストリップの幅方向にN極とS極からなる2
つの磁極を作るようした1対のもので、前記主インダク
タの端部の磁極と該磁極に隣接する補助インダクタのス
トリップエッジ側の磁極とが互いに反対の極性となるよ
うに、前記主インダクタと前記補助インダクタとにコイ
ルが結線されており、前記補助インダクタの各々は前記
ストリップをスポット状に加熱することを特徴とする誘
導加熱装置。
In an induction heating apparatus for heating a strip fed in a predetermined flow direction by electromagnetic induction, auxiliary inductors are arranged side by side with a main inductor interposed therebetween in the strip flow direction. Auxiliary inductors are provided separately at both edges of the strip, and include an N pole and an S pole in the width direction of the strip.
The main inductor and the main inductor so that the magnetic pole at the end of the main inductor and the magnetic pole on the strip edge side of the auxiliary inductor adjacent to the magnetic pole have opposite polarities. An induction heating device, wherein a coil is connected to an auxiliary inductor, and each of the auxiliary inductors heats the strip in a spot shape.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001160481A (en) * 1999-12-03 2001-06-12 Sumitomo Heavy Ind Ltd Electromagnetic induction heating device
JP4442019B2 (en) * 2000-11-06 2010-03-31 東洋製罐株式会社 Method and apparatus for heating metal substrate
DE60214711T2 (en) * 2002-09-26 2007-09-20 Mtech Holding Ab Magnetic heater
JP4987678B2 (en) * 2007-11-22 2012-07-25 新日本製鐵株式会社 Induction heating apparatus and induction heating method
US10638553B2 (en) 2015-06-30 2020-04-28 Danieli & C. Officine Meccaniche S.P.A. Transverse flux induction heating apparatus
IT201700020203A1 (en) * 2017-02-22 2018-08-22 Rotelec Sa HEATING SYSTEM FOR METAL PRODUCTS
JP6812999B2 (en) * 2018-03-30 2021-01-13 Jfeスチール株式会社 Induction heating device for metal strips, manufacturing method for metal strips, and manufacturing method for alloyed hot-dip galvanized steel sheets
JP7259315B2 (en) * 2018-12-19 2023-04-18 富士電機株式会社 induction heating device

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