JP2981159B2 - 帯板の誘導加熱装置 - Google Patents

帯板の誘導加熱装置

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敏明 天笠
孝博 山崎
和夫 森本
一也 鶴崎
俊信 江口
裕行 中野
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、めっき鋼板等を
その搬送過程で幅方向において均一に加熱する場合やシ
ートバーのような帯板をその先端、後端で次々に加熱、
接合し、これを連続的に熱間仕上げ圧延する場合等にと
くに有用な誘導加熱装置に関するものであり、以下、シ
ートバーの如き鋼片を加熱接合し、連続熱間仕上げ圧延
する場合を例にして説明する。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱間圧延ラインでは圧延すべき帯
板（以下これを鋼片と記す）をその端部において加熱し
たのち、一本づつ粗圧延、仕上げ圧延を施して所望の厚
さになる熱延板に仕上げていたが、このようなバッチ式
の圧延方式では、とくに、仕上げ圧延での圧延素材の噛
み込み不良によってラインが停止する等のトラブルが発
生しやすく、また、圧延素材の先端、後端部での形状不
良に起因した歩留り低下が避けられない不利があった。
【０００３】鋼片の熱間圧延における上記の如きトラブ
ルを解消し、生産性のより一層の改善を図った試みとし
ては特開平5-185109号公報や特開平6-155047号公報に開
示されているような圧延技術が知られている。
【０００４】上記公報に開示の技術は、何れも仕上げ圧
延工程の入側において先行して搬送される鋼片の後端と
後続して搬送される鋼片の先端とを次々に加熱（誘導加
熱）して接合し、これを連続的に圧延設備に供給して熱
間仕上げ圧延するものであって、この方法によれば鋼片
を一本づつ圧延する従来法において生じていた噛み込み
不良を起こすことがなくなり生産性を著しく改善するこ
とができるようになった。
【０００５】ところで、このような方法は先行鋼片と後
行鋼片を短時間で確実に接合する必要があるところ、鋼
片の幅寸法がとくに大きいものを対象とした圧延では、
接合予定部の全域にわたる均一加熱が困難なために接合
不良部分が生じ、熱間仕上げ圧延中にこの部分から板が
破断して安定した圧延操業を実施できない不利があっ
た。
【０００６】鋼片の均一加熱を実現するには、誘導加熱
用インダクタのサイズを鋼片の幅寸法に応じて大きくす
ることが有効であるが、幅寸法が１ｍを超えるような鋼
片を対象する場合にはこれに対応したインダクタを用意
するのは現在のところ困難（１ターン当たりのインダク
タンスが増加することにより１ターン当たりの印加電圧
が増加するため絶縁構造の点からその製作が難しい）な
状況にあった。
【０００７】この点に関しては鋼片の幅方向に複数台の
インダクタを設け、これによって鋼片の幅寸法の変更に
対応した加熱を実現した特願平5-293298号公報に開示の
ような技術が参照されるが、複数台のインダクタを備え
た加熱装置では、インダクタを構成する鉄心の周りにコ
イルや絶縁物、保護枠体等が配置されるためインダクタ
相互間には機械的に一定のすき間が形成されるのが避け
られず、そのすき間の直下に位置する鋼片の領域がどう
しても他の領域に比較して昇温不足になる不利があっ
た。
【０００８】なお、特願平5-316751号公報には上記のす
き間を小さくして昇温不足の領域を小さくする手段が提
示されているが、この手段でも未だ十分なものであると
はいえない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、鋼
片の幅寸法の違いに係わらず均一に加熱、接合すること
ができる新規な誘導加熱装置を提案することろにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、帯板の厚さ
方向に挟む磁極を有するインダクタを備え、該インダク
タにより交番磁界を印加して該帯板に交番電流を誘導せ
しめて加熱する誘導加熱装置であって、誘導加熱装置
は、帯板の幅方向に沿う少なくとも２組みのインダクタ
を備え、このインダクタの相互間に磁性体のプレートを
配置してなる、ことを特徴とする帯板の誘導加熱装置で
あり、上記のプレートは帯板に対して接近離隔可能な移
動手段を有するものがとくに有利に適合する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いてこの発明を詳
細に説明する。図１に示すように熱間仕上げ圧延設備ｍ
の入側において先行鋼片S1の後端部と後行鋼片S2の先端
部をギャップを開けて対向せしめ、ここにインダクタ1
a，給電線1b，電源1cとからなる図２の如き構成になる
加熱装置１（加熱装置は鋼片の搬送に同期して移動する
走行形式のものや固定形式のものが使用される）にて交
番磁界を印加すると鋼片S1, S2には図３に示すような分
布になる電流（500 〜2000Hz程度の中周波、高周波の交
番電流）ｅが誘起される。
【００１２】そして、とくに鋼片の接合予定面である対
向面ａには、それぞれ表皮効果により浸透深さδの領域
においてとくに電流が集中して流れ（電流密度が高
い）、この電流に由来したジュール発熱によって図４に
示す如く優先的に加熱されるが、インダクタ1aを鋼片の
幅方向に沿い２組み配置した加熱装置を用いた加熱実験
のもとにおいては、インダクタ相互間にすき間Ｌが存在
する場合にそのすき間Ｌの領域において図２に示すよう
に磁束密度が低下する（漏れ磁束によって交番磁界が打
ち消されるものと推定される）ことが確認されており、
そのためにその直下における鋼片の昇温度合いが他の領
域に比較して小さくなっていたことは前述したとおりで
ある。
【００１３】この発明は、図５にその具体的構成を示す
如く、互いに隣接するインダクタ1aの間に形成されるす
き間Ｌに磁性体よりなるプレートｐ配置するものであっ
て、これによればプレートｐが磁路となるためインダク
1aによって印加した交番磁界がすき間においても同様に
鋼片を貫通することになるので、同図に示す如く他の領
域と遜色のない程度の昇温が期待できることになる。
【００１４】上掲図５に示した加熱装置のとくにインダ
クタ1aとプレートｐと鋼片S1，S2の配置状況をわかりや
くす図解して図６に示す。
【００１５】プレートｐに関しては磁性体であれば何で
も適用できるが、透磁率の点や簡便さや価格の点から、
けい素鋼板を使用するのが最も効果的である。
【００１６】インダクタの相互間に形成されるすき間Ｌ
は最も小さくできる場合であっても100 〜300mm 程度で
あると考えられ、これを基準にするとプレートｐの厚さ
ｔは30〜60mm程度が好適であり、これは一体形式のもの
であってもよいし、薄いプレートを複数枚重ねた分割形
式のものであってもかまわない。
【００１７】また、プレートｐは鋼片との接触によるイ
ンダクタの破損等を回避し加熱装置の所定位置へ鋼板
S1，S2を導く案内ガイドとしての機能を持たせることも
可能で、この場合には、均一加熱の観点からはやや性能
が劣るものの機械強度の面から普通鋼とするが好まし
い。
【００１８】図７はインダクタ1aの相互において形成さ
れるすき間Ｌが100mm になり、このすき間に厚さｔ：50
mmの一体型のプレートｐを配置した場合(CASE1) と、同
じく厚さｔ：50mmの分割型（２分割でその間にすき間が
20mmあるもの）のプレートｐを配置した場合(CASE2) に
つき配置し、そのプレートｐと鋼片との間隔をCASE1は1
0mm, CASE2 は10mm及び50mmとして加熱した際の鋼片幅
方向の昇温速度を示したものである。ただし、プレート
ｐがない場合の板中央から200mm 位置の昇温速度を基準
として示した。
【００１９】上掲図７から、インダクタの相互間に磁性
体よりなるプレートｐを配置することにより板中央の昇
温速度が大きくなるので有用性は明らかである。ここ
に、図６に示した液圧シリンダ２の如き移動手段を設
け、この移動手段によってプレートｐを鋼片に対し10〜
50mm程度の範囲で近接離隔することによりその直下にお
ける昇温速度を変えられるので鋼片の温度を正確に調整
し得る。又鋼片の案内ガイド機能をも調整可能とした。
【００２０】
【実施例】板幅1200mm、板厚30mm、温度1000℃になるシ
ートバーの先端、後端を、２組みのインダクタをシート
バーの幅方向に配置した構造の加熱装置を用い印加電
圧：4000Ｖ、投入電力：4000kWの条件下で加熱、接合
し、接合後における幅方向の温度分布について調査し
た。
【００２１】なお、使用した加熱装置のインダクタの磁
極のサイズはシートバーの幅方向の寸法が800mm ，長手
方向の寸法が200mm とし、磁極からシートバーに至るま
での間隔は上下とも80mmとした。また、インダクタの相
互間に形成されるすき間は 100mmであって、このすき間
に20mmの間隔を開けて厚さ20mmのプレート（材質：S25
C，サイズ：高さ300mm ×長さ800mm ）を２枚配置した
（シートバーとの間隔を10mmとして配置）。
【００２２】その結果、この発明に従う装置を使用して
シートバーを加熱、接合した場合には、シートバーの幅
方向の温度分布がほぼ均一になり幅方向の全域にわたる
接合が可能であることが確認できた。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
鋼片の幅方向の全域にわたる均一な加熱によって鋼片相
互を強固に接合することが可能になり、生産性の高い連
続熱間圧延が実施できる。また、この発明によれば、め
っき鋼板の加熱等の用途に使用した場合においてはスト
リップの幅方向における均一な加熱によって、品質の安
定した製品を供給できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼片の加熱、接合の状況を示した図である。
【図２】従来形式の装置によって鋼片を加熱する場合の
要部の構成及び幅方向の磁束密度を示した図である。
【図３】交番電流の分布を示した図である。
【図４】鋼片の端部における温度分布を示した図であ
る。
【図５】この発明に従う装置の要部の構成及び鋼片の幅
方向の温度分布を示した図である。
【図６】この発明に従う装置の要部の斜視図である。
【図７】鋼片の幅方向における昇温速度を示した図であ
る。
【符号の説明】
１ 加熱装置 1a インダクタ 1b 給電線 1c 電源 ２ シリンダー ｍ 仕上げ圧延設備 ｐ プレート S1 先行鋼片 S2 後行鋼片
フロントページの続き (72)発明者 二階堂 英幸 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社 千葉製鉄所内 (72)発明者 平林 毅 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社 千葉製鉄所内 (72)発明者 天笠 敏明 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社 千葉製鉄所内 (72)発明者 山崎 孝博 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社 千葉製鉄所内 (72)発明者 森本 和夫 広島県広島市西区観音新町４丁目６番22 号 三菱重工業株式会社 広島研究所内 (72)発明者 鶴崎 一也 広島県広島市西区観音新町４丁目６番22 号 三菱重工業株式会社 広島研究所内 (72)発明者 江口 俊信 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社 伊丹製作所内 (72)発明者 中野 裕行 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社 伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 平６−198308（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−339576（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−142082（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21B 15/00 B21B 1/26 H05B 6/10 381

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 帯板の厚さ方向に挟む磁極を有するイン
    ダクタを備え、該インダクタにより交番磁界を印加して
    該帯板に交番電流を誘導せしめて加熱する誘導加熱装置
    であって、 誘導加熱装置は、帯板の幅方向に沿う少なくとも２組み
    のインダクタを備え、このインダクタの相互間に磁性体
    のプレートを配置してなる、ことを特徴とする帯板の誘
    導加熱装置。
  2. 【請求項２】 プレートは帯板に対して接近離隔可能な
    移動手段を有する請求項１記載の帯板の誘導加熱装置。
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