JP3370499B2 - 被加熱素材の誘導加熱方法 - Google Patents

被加熱素材の誘導加熱方法

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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P10/25—Process efficiency

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  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被加熱素材の誘導
加熱方法に関する。さらに詳しくは、被加熱素材を誘導
加熱炉内で高温加熱し、さらに所定時間均熱保持する誘
導加熱方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、被加熱素材を誘導加熱炉内で誘導
加熱する際には、加熱段階で被加熱素材の中心温度を所
定の均熱温度に調整したのち、均熱段階で投入電力を前
記加熱段階での投入電力の半分以下に調整して被加熱素
材の中心温度を前記均熱温度とした状態で所定時間保持
する方法、加熱段階で被加熱素材の中心温度を所定の均
熱温度に調整したのち、均熱段階で投入電力を加熱段階
での投入電力の半分以下に調整し、かつ均熱段階で周波
数を加熱段階での周波数よりも高くし、被加熱素材の中
心温度を前記均熱温度に所定時間保持する方法などが採
用されている（特公平６−１０４８６７号公報）。
【０００３】しかしながら、前者の加熱方法には、被加
熱素材の中心温度を均熱温度に保持する際に、被加熱素
材の表面からの熱放散により、表層や端面の温度が低下
し、被加熱素材全体が均温にならなくなるというが問題
がある。
【０００４】また、後者の加熱方法には、均熱段階で周
波数を高めるので、表層や端面の加熱効果があるが、被
加熱素材の内部への入熱が不足し、また表層部が過加熱
されて高温になりすぎるという被加熱素材全体が均温に
ならなくなるという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術に鑑みてなされたものであり、被加熱素材全体を均温
に誘導加熱することができる方法を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、被加熱素材を
誘導加熱炉内で高温加熱したのち、所定時間均熱保持す
る加熱方法であって、被加熱素材を誘導加熱炉内で昇温
させる加熱段階と、前記加熱段階よりも周波数を高く
し、かつ投入電力を下げて加熱する均熱段階とのあいだ
に、前記加熱段階での誘導加熱と同一の周波数で、かつ
前記加熱段階よりも投入電力を下げて誘導加熱する準加
熱段階を設け、かつ前記均熱段階での投入電力を準加熱
段階の投入電力よりも低くすることを特徴とする被加熱
素材の誘導加熱方法に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の被加熱素材の誘導加熱方
法は、前記したように、被加熱素材を誘導加熱炉内で昇
温させる加熱段階と、前記加熱段階よりも周波数を高く
し、かつ投入電力を下げて加熱する均熱段階とのあいだ
に、前記加熱段階での誘導加熱と同一の周波数で、かつ
前記加熱段階よりも投入電力を下げて誘導加熱する準加
熱段階を設け、かつ前記均熱段階での投入電力を準加熱
段階の投入電力よりも低くすることを特徴とする。
【０００８】本発明の被加熱素材の誘導加熱方法におけ
る加熱段階、準加熱段階および均熱段階の各加熱段階で
の周波数、投入電力、ならびに被加熱素材の表面温度お
よび中心温度の関係を図１に示す。
【０００９】図１に示されるように、加熱段階において
は、周波数ｆ0、投入電力Ｗ0に制御して被加熱素材をそ
の表面温度を監視し、該表面温度が所定の温度に達した
時点で加熱段階を終了する。
【００１０】前記周波数ｆ0は、効率的な加熱を行なう
ために必要な磁気的結合を確保する点から、５０Ｈｚ以
上、なかんづく１１０Ｈｚ以上であることが好ましく、
また電流浸透深さを大きくとり、被加熱素材のより内部
を加熱する点から、１５０Ｈｚ以下、なかんづく１３５
Ｈｚ以下であることが好ましい。
【００１１】つぎに、準加熱段階においては、周波数は
前記加熱段階と同様にｆ0とし、投入電力を前記加熱段
階よりも低下させて加熱する。このとき、被加熱素材の
表面温度を監視し、該表面温度が所定の温度に達したの
ち、一定となるように漸次、投入電力を低下させ、該被
加熱素材の中心温度と表面温度との温度偏差が所定の範
囲内に収まった時点ｔ2で準加熱段階を終了する。
【００１２】前記被加熱素材の所定の表面温度は、該被
加熱素材の種類などによっても異なるが、通常、方向性
電磁鋼板では１３００〜１４００℃程度、チタン鋼板で
は７００〜８００℃程度である。
【００１３】前記被加熱素材の中心温度と表面温度との
温度偏差は、被加熱素材の最終製品段階での品質のバラ
ツキの低減の点から、２０℃以下であることが好まし
い。
【００１４】該準加熱段階が終了した時点ｔ2における
投入電力Ｗ1は、初期の投入電力Ｗ0の５０％以下である
ことが中心部を過加熱せずに表層部の温度を高める点で
好ましい。
【００１５】前記準加熱段階および均熱段階の加熱時間
は、被加熱素材の種類などによって異なるので一概には
決定することができないが、両段階の合計加熱時間は、
通常１０〜４０分間程度となる。
【００１６】このように準加熱段階で被加熱素材が加熱
されるので、該被加熱素材自体の熱伝導により、温度が
低い該被加熱素材の中心方向に熱が伝導し、該被加熱素
材の全体が均熱される。
【００１７】また、周波数を加熱段階と変えずに一定に
して加熱するので、周波数を高めたばあいのように、被
加熱素材の表面部の発熱量が相対的に多くなり、その結
果、内部の昇温が遅れて内部温度の低下を招いたり、周
波数を下げたばあいのように、内部の発熱量が多くな
り、その内部が先に昇温し、その結果、過加熱状態にな
ってしまうというようなことがない。
【００１８】つぎに、均熱段階においては、前記加熱段
階および準加熱段階における周波数ｆ0よりも高い周波
数ｆ1で、投入電力を準加熱段階よりも低くして被加熱
素材を加熱し、該被加熱素材の表面温度と中心温度との
温度偏差が所定の範囲に達した時点で加熱を終了する。
【００１９】前記均熱段階における周波数ｆ1は、準加
熱段階と比べて、より表層部分を加熱する点から、加熱
段階および準加熱段階における周波数ｆ0よりも１０Ｈ
ｚ以上、好ましくは３０Ｈｚ以上、さらに好ましくは５
０Ｈｚ以上高くすることが望ましい。
【００２０】前記被加熱素材の表面温度と中心温度との
温度偏差は、被加熱素材の最終製品段階での品質のバラ
ツキの点から、２０℃以下であることが好ましい。
【００２１】このように、均熱段階においては、周波数
を高めて被加熱素材を加熱するので、該被加熱素材の表
面部の発熱量が相対的に多くなり、その結果、該被加熱
素材の表面部、とくに端面における熱放散による温度低
下を補償することができる。
【００２２】また、投入電力を下げて加熱するので、均
熱段階では急激な温度変化を伴なうようなことがなく、
熱伝導により、被加熱素材全体の温度偏差が解消され、
該被加熱素材全体をいわゆる熟熱させることができる。
【００２３】本発明の被加熱素材の誘導加熱方法によれ
ば、加熱時に被加熱素材においてもっとも温度が高くな
る部分の表面温度を監視しながら加熱を行なうことがで
きるので、該被加熱素材が過加熱されることがなく、そ
の結果、該被加熱素材に溶融する部分が生じるようなこ
とがない。このため、溶融しない部分と異なる結晶粒が
溶融によって生成されないので、被加熱素材に品質のバ
ラツキがなくなり、溶融によって気泡が生成されるよう
なことがないので、形状不良による圧延トラブルの発生
を抑制することができる。
【００２４】また、本発明の被加熱素材の誘導加熱方法
によれば、均熱段階において内部までの熟熱と端面の放
熱分の補償を適切に行なうことができるので、誘導加熱
終了時には被加熱素材は均温性にすぐれたものとなる。
【００２５】なお、本発明においては、誘導加熱炉で誘
導加熱するまえに、誘導加熱時の使用電力量の低減（省
エネルギー）および生産性の向上の点から、あらかじめ
前記誘導加熱素材を燃料燃焼炉でキュリー点（磁気変態
点）以上、好ましくは１０００〜１３５０℃程度にまで
予備加熱してもよい。
【００２６】
【実施例】つぎに、本発明の被加熱素材の誘導加熱方法
を実施例にもとづいてさらに詳細に説明するが、本発明
はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００２７】実施例１〜３ 炉内の雰囲気温度が１１５０〜１２００℃である燃料燃
焼炉で、板厚２００ｍｍ、板幅１０００ｍｍ、長さ１０
ｍの電磁鋼スラブを平均温度が１１００℃になるように
あらかじめ燃焼加熱した。
【００２８】まず、加熱段階として、周波数ｆ0を１０
０Ｈｚに、また投入電力Ｗ0を８ＭＷに設定し、前記あ
らかじめ燃焼加熱された電磁鋼スラブをその表面温度が
所定の温度、すなわち１３５０℃となるまで、誘導加熱
炉内で加熱した。
【００２９】この加熱された電磁鋼スラブの加熱に要し
た時間は２０分間であり、また実施例１〜３のいずれに
おいても電磁鋼スラブの表面温度（スラブの長さ方向中
央かつ幅方向中央）は１３５０℃、中心温度（スラブの
長さ方向中央、幅方向中央かつ厚さ方向中央）は１２８
０℃であり、表面温度と中心温度との温度偏差が７０℃
であった。
【００３０】つぎに、準加熱段階として、周波数ｆ0を
１００Ｈｚに保持した状態で、電磁鋼スラブの表面温度
が１３５０℃で一定に保たれるようにして、投入電力Ｗ
1を初期の投入電力Ｗ0（８ＭＷ）の５０％にし（４Ｍ
Ｗ）、１０分間（実施例１）、７分間（実施例２）また
は４分間（実施例３）かけて低下させながら誘導加熱炉
内で加熱した。
【００３１】この準加熱段階終了時の電磁鋼スラブの表
面温度および中心温度ならびにそれらの温度偏差を表１
に示す。
【００３２】つぎに、均熱段階として、周波数ｆ0（１
００Ｈｚ）をｆ1（１５０Ｈｚ）に高め、電磁鋼スラブ
の表面温度が１３５０℃で一定になるようにしながら、
投入電力を徐々に低下させ、表１に示す時間加熱を行な
った。
【００３３】この均熱段階終了時の電磁鋼スラブの表面
温度および中心温度ならびにそれらの温度偏差を表１に
示す。
【００３４】つぎに、加熱処理が施された電磁鋼スラブ
を圧延し、えられた電磁鋼板の品質として鉄損値（Ｗ１
７／５０：周波数５０Ｈｚ、最大磁束密度１．７Ｔのと
きの鉄損の値）を調べた。その結果を表１に示す。
【００３５】比較例１〜２ 実施例１において、準加熱段階を行なわずに、均熱段階
における周波数を１５０Ｈｚ（比較例１）または１００
Ｈｚ（比較例２）とし、表面温度（１３５０℃）が一定
となるように投入電力Ｗ0（８ＭＷ）を徐々に低下させ
る均熱段階を２０分間行なったほかは、実施例１と同様
にして電磁鋼スラブの加熱処理を行なった。
【００３６】つぎに、実施例１と同様にして電磁鋼板を
作製し、その品質として鉄損値を調べた。その結果を表
１に示す。
【００３７】なお、表１中、品質評点は、以下の評価基
準にもとづく。
【００３８】［評価基準］ Ａランク：鉄損値が良好であり、バラツキが小さい。 Ｂランク：鉄損値が良好であり、バラツキが若干あり。 Ｃランク：鉄損値が低いが、バラツキが小さい。 Ｄランク：鉄損値が低く、バラツキが大きい。
【００３９】
【表１】
【００４０】表１に示された結果から、実施例１〜３に
おけるように、加熱段階と均熱段階とのあいだに準加熱
段階を設けることにより、比較例１〜２と対比して明ら
かなように、えられる電磁鋼板の鉄損値を小さくし、品
質の向上を図ることができることがわかる。
【００４１】
【発明の効果】本発明の被加熱素材の誘導加熱方法によ
れば、被加熱素材全体を均温に誘導加熱することができ
るので、その結果、品質にすぐれた電磁鋼板を製造する
ことができるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の被加熱素材の誘導加熱方法の各加熱段
階での周波数、投入電力、ならびに被加熱素材の表面温
度および中心温度の関係を示す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 武嗣 兵庫県姫路市広畑区富士町１番地 新日 本製鐵株式会社広畑製鐵所内 (56)参考文献 特公 平６−104867（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平６−89406（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21D 9/00 101 C21D 1/42 C21D 8/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被加熱素材を誘導加熱炉内で高温加熱し
    たのち、所定時間均熱保持する加熱方法であって、 被加熱素材を誘導加熱炉内で昇温させる加熱段階と、 前記加熱段階よりも周波数を高くし、かつ投入電力を下
    げて加熱する均熱段階とのあいだに、 前記加熱段階での誘導加熱と同一の周波数で、かつ前記
    加熱段階よりも投入電力を下げて加熱する準加熱段階を
    設け、かつ前記均熱段階での投入電力を準加熱段階の投
    入電力よりも低くすることを特徴とする被加熱素材の誘
    導加熱方法。
  2. 【請求項２】 被加熱素材を誘導加熱炉で加熱するまえ
    に、燃料燃焼炉で予備加熱する請求項１記載の被加熱素
    材の誘導加熱方法。
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JP5167145B2 (ja) * 2005-12-22 2013-03-21 アルヴェディ，ジョヴァンニ 鋼帯を非連続的に製造するための方法及びプラント

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