JP4097859B2 - Induction heating device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は連続的に搬送される被加熱材を誘導加熱するインダクターの加熱コイルを、被加熱材の輻射熱から防止する構造の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に鉄鋼用熱間圧延ラインでは、加熱炉で予め高温に加熱した板状被加熱材(スラブ)を、連続的に圧延ミルに通して薄板に加工することが行なわれている。このような鉄鋼用熱間圧延ラインで薄板を圧延加工する場合、加熱炉で加熱された板状被加熱材がラインを走行中に温度が低下するため、スラブヒータで被加熱材の全体の温度を一旦高め、更に走行中に端部側が冷却されるため端部を局部的に加熱するエッジヒータで加熱して、全体をほぼ均一な温度状態にしてから圧延ミルで圧延して薄板を成形している。
【0003】
このエッジヒータは、C形鉄心の開口脚部にそれぞれ加熱コイルを巻回し、この加熱コイルの間に被加熱材を通過させて誘導加熱する誘導加熱装置が用いられている。この誘導加熱装置のインダクターは、図3に示すように、C形鉄心1の脚部外周に、水冷銅管を巻回して加熱コイル2を形成し、被加熱材3と対向する加熱コイル2の表面側に電気絶縁板で形成された取付板4を設け、ここに水冷パイプ5を支持し、更にこの水冷パイプ5を耐火絶縁材6に埋設して熱絶縁板8を形成し、被加熱材3の輻射熱から加熱コイル2を保護するようになっている。
【0004】
また加熱コイル2の側面側は側面カバー9で囲まれている。この側面カバー9は磁気シールド板10と耐熱板11を組合せた構成となっている。磁気シールド板10は、銅板12の内側表面に水冷パイプ13を接合した構造をなし、また耐熱板11はステンレス板14で形成されている。このステンレス板14の被加熱材3側の端部はL形に折曲し、ここに図4(A)に示すように複数のスリット15が形成され、ここを通過する磁束による渦電流の発生を防止して端部が誘導加熱されないようになっている。
【0005】
加熱コイル2は、1200℃程度に誘導加熱される被加熱材3に近接して配置されていることから、側面カバー9を構成する磁気シールド板10と耐熱板11が長期間にわたって高温の輻射熱を受ける。このように長期間にわたって熱膨張や収縮を繰り返していくと、耐熱板11が次第に波立つように変形してきて図4(B)に示すように熱絶縁板8と耐熱板11の間の隙間16が開いてくる。このように熱絶縁板8との隙間16が開いてくるとスリット15が形成されているので、ここから水や酸化スケールが内部に侵入し、更に加熱コイル2が輻射熱に直接さらされることになる。この結果、加熱コイル2の絶縁被覆が焼損したり、冷却ホースの水漏れ事故が発生して、短絡事故につながる恐れがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記欠点を除去し、側面カバーと耐火絶縁材との間の隙間をなくして水や酸化スケールの侵入を防止すると共に、被加熱材からの輻射熱の影響を防止し、更に側面カバーの耐久性を向上させて交換頻度を低減させた誘導加熱装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1記載の誘導加熱装置は、C形鉄心の開口脚部にそれぞれ加熱コイルを巻回して、この間に被加熱材を通過させて誘導加熱する誘導加熱装置において、前記加熱コイルを囲む側面に、磁気シールド板を介して外側に耐熱板を設けた側面カバーを取付けると共に、加熱コイルの被加熱材側に電気絶縁材で形成した断面凹形状の取付板を、そのコーナー上部が前記耐熱板の端部に位置するように被せ、この取付板の外側にその断面形状に沿って水冷パイプを配管して支持し、この水冷パイプを耐火絶縁材に埋設して熱絶縁板を形成したことを特徴とするものである。
【0008】
また請求項2記載の誘導加熱装置は、磁気シールド板として銅板を用い、耐熱板としてステンレス板を用い、取付板として樹脂積層板を用いたことを特徴とするものである。更に請求項3記載の誘導加熱装置は、水冷パイプを取付けた断面凹形状をなす取付板の表面に耐火絶縁材を設けて形成した熱絶縁板を分割構造としたことを特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図1を参照して詳細に説明する。この誘導加熱装置のインダクターは、C形鉄心1の脚部外周に、水冷銅管を巻回して加熱コイル2を形成し、被加熱材3と対向する加熱コイル2の表面側に取付板4が設けられている。この取付板4はエポキシ樹脂積層板などの電気絶縁材で形成され、断面凹形状に形成されている。この取付板4の被加熱材3と対向する外側に、取付板4の断面凹形状に沿って、蛇行して配管した水冷パイプ5が支持されている。またこの取付板4の表面にキャスタブルセメントなどの耐火絶縁材6を設け、取付板4に支持された水冷パイプ5を耐火絶縁材6に埋設して熱絶縁板8が形成されている。
【0010】
また前記加熱コイル2の側面側は磁気シールド板10と耐熱板11を組合せた側面カバー9で囲まれている。前記磁気シールド板10は、銅板12の内側表面に水冷パイプ13を接合した構造をなし、また耐熱板11はステンレス板14で形成され、磁気シールド板10の被加熱材3側は、耐熱板11より長く形成されている。断面凹形状の熱絶縁板8を表面に設けた取付板4は、予め別個に作成しておき、これを加熱コイル2の被加熱材3側に被せ、そのコーナー上部が前記磁気シールド板10の端部外側に被せて、耐熱板11の端部に密着するように取付ける。
【0011】
上記構成の誘導加熱装置のインダクターは、ラインを搬送されてるくる被加熱材3に近接して配置され、1200℃程度に誘導加熱される被加熱材3からの輻射熱を受ける。この場合、加熱コイル2の被加熱材3側は、水冷パイプ5を埋設した熱絶縁板8で覆われているので熱を遮断することができる。また磁束が集中して通過し、しかも被加熱材3からの輻射熱を受けるコーナー側は、水冷された熱絶縁板8が断面凹形状に形成されているので熱の影響を防止することができる。また耐熱板11は取付板4の周縁端部に密着して熱絶縁板8のコーナー上部に位置していると共に、加熱コイル2側が磁気シールド板10で端部まで遮蔽されているので磁束の通過による誘導加熱や、被加熱材3からの輻射熱の影響を少なくすることができる。
【0012】
このためインダクターのコーナー部が、スリット15を設けた耐熱板11で覆われている従来の構造に比べ、本発明は最も熱影響の大きいコーナー部が熱絶縁板8で構成されているので長期間使用しても隙間が生ぜず、耐久性を向上させることができる。
【0013】
図2は本発明の他の実施の形態を示すもので、取付板4、4を2分割構造とし、この表面に蛇行した水冷パイプ5、5を支持し、取付板4、4の表面にキャスタブルセメントなどの耐火絶縁材6、6を設けて2分割構造の熱絶縁板8、8としたものである。これが2分割構造の熱絶縁板8、8は別個に形成しておき、これをC形鉄心1に取付るので、製造や交換作業が容易である。
【0014】
なお上記説明では熱絶縁板8が2分割構造の場合について示したが、3分割以上でも良い。
【0015】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明に係る請求項1記載の誘導加熱装置によれば、最も熱影響の大きいコーナー部が水冷された熱絶縁板で構成されているので、長期間使用しても隙間が生ぜず水や酸化スケールの侵入を防止すると共に、被加熱材からの輻射熱の影響を防止し、更に側面カバーの耐久性を向上させて交換頻度を低減させることができる。
【0016】
また請求項2記載の誘導加熱装置は、磁気シールド板として銅板を用いているので磁気シールド効果に優れていると共に、熱伝導性が良く水冷パイプにより冷却されて加熱コイルを保護することができる。また耐熱板としてステンレス板を用いているので高温の輻射熱に対しても変形しにくい。また取付板として樹脂積層板を用いることにより、電気絶縁性に優れていると共に、水冷パイプや耐火絶縁材の支持強度を向上させることができる。更に請求項3記載の誘導加熱装置は、熱絶縁板を分割構造としたので、製造や交換作業が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態による誘導加熱装置を示す断面図である。
【図2】本発明の他の実施の形態による分割構造の熱絶縁板を示す斜視図である。
【図3】従来の誘導加熱装置を示す断面図である。
【図4】(A)は図3の誘導加熱装置のコーナー部分を示す斜視図、(B)は熱変形により隙間が生じたコーナー部分を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 C形鉄心
2 加熱コイル
3 被加熱材
4 取付板
5 水冷パイプ
6 耐火絶縁材
8 熱絶縁板
9 側面カバー
10 磁気シールド板
11 耐熱板
12 銅板
13 水冷パイプ
14 ステンレス板
15 スリット
16 隙間[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a structure for preventing a heating coil of an inductor for induction heating a material to be continuously conveyed from radiation heat of the material to be heated.
[0002]
[Prior art]
In general, in a hot rolling line for steel, a plate-like material to be heated (slab) heated in advance in a heating furnace to a high temperature is continuously processed into a thin plate through a rolling mill. When rolling a thin plate in such a hot rolling line for steel, the temperature of the plate-shaped heated material heated in the heating furnace decreases while traveling on the line, so the overall temperature of the heated material is adjusted with a slab heater. Once the temperature is increased and the edge side is cooled during running, the edge is heated by an edge heater that heats the edge locally, and the whole is brought to a substantially uniform temperature, and then rolled by a rolling mill to form a thin plate. Yes.
[0003]
As this edge heater, an induction heating device is used in which a heating coil is wound around each opening leg portion of a C-shaped iron core, and a material to be heated is passed between the heating coils to perform induction heating. As shown in FIG. 3, the inductor of this induction heating apparatus is formed by winding a water-cooled copper tube around the leg outer periphery of the C-
[0004]
The side surface of the heating coil 2 is surrounded by a
[0005]
Since the heating coil 2 is disposed in the vicinity of the heated material 3 that is induction-heated to about 1200 ° C., the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention eliminates the above disadvantages, eliminates the gap between the side cover and the refractory insulating material to prevent water and oxide scale from entering, prevents the influence of radiant heat from the heated material, An induction heating apparatus having improved durability and reduced replacement frequency is provided.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The induction heating device according to
[0008]
The induction heating apparatus according to claim 2 is characterized in that a copper plate is used as the magnetic shield plate, a stainless plate is used as the heat-resistant plate, and a resin laminated plate is used as the mounting plate. Furthermore, the induction heating device according to claim 3 is characterized in that a heat insulating plate formed by providing a refractory insulating material on the surface of a mounting plate having a concave cross section with a water-cooled pipe mounted thereon is divided. .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In the inductor of this induction heating apparatus, a water-cooled copper tube is wound around the outer periphery of the leg of the C-
[0010]
Further, the side surface side of the heating coil 2 is surrounded by a
[0011]
The inductor of the induction heating apparatus having the above configuration is disposed in the vicinity of the material to be heated 3 that is conveyed along the line, and receives radiant heat from the material to be heated 3 that is induction-heated to about 1200 ° C. In this case, since the heated material 3 side of the heating coil 2 is covered with the
[0012]
For this reason, compared with the conventional structure in which the corner portion of the inductor is covered with the heat-
[0013]
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which the
[0014]
In the above description, the case where the
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the induction heating device of the first aspect of the present invention, since the corner portion having the greatest heat influence is constituted by the water-cooled heat insulating plate, a gap is generated even when used for a long period of time. In addition to preventing intrusion of water and oxide scale, the influence of radiant heat from the heated material can be prevented, and the durability of the side cover can be improved to reduce the replacement frequency.
[0016]
The induction heating device according to claim 2 uses a copper plate as the magnetic shield plate, so that it has an excellent magnetic shield effect and has good thermal conductivity and can be cooled by a water-cooled pipe to protect the heating coil. Further, since a stainless steel plate is used as the heat-resistant plate, it is difficult to be deformed against high-temperature radiant heat. Further, by using a resin laminate as the mounting plate, it is excellent in electrical insulation, and the support strength of the water-cooled pipe and the fireproof insulating material can be improved. Furthermore, the induction heating apparatus according to claim 3 is easy to manufacture and replace because the heat insulating plate has a split structure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an induction heating device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a heat insulating plate having a divided structure according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional induction heating apparatus.
4A is a perspective view showing a corner portion of the induction heating apparatus of FIG. 3, and FIG. 4B is a perspective view showing a corner portion where a gap is generated due to thermal deformation.
[Explanation of symbols]
1 C-shaped iron core 2 Heating coil 3
Claims (3)
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JP28499999A JP4097859B2 (en) | 1999-10-06 | 1999-10-06 | Induction heating device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP28499999A Expired - Lifetime JP4097859B2 (en) | 1999-10-06 | 1999-10-06 | Induction heating device |
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1999
- 1999-10-06 JP JP28499999A patent/JP4097859B2/en not_active Expired - Lifetime
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