JP4957515B2 - Coarse bar heating device - Google Patents
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Description
本発明は、粗圧延を終了して搬送される粗バーの幅方向の全域を誘導加熱する粗バー加熱装置に関する。 The present invention relates to a coarse bar heating apparatus that induction heats the entire area in the width direction of a coarse bar that is conveyed after completion of rough rolling.
周知のように、熱延鋼板は、熱間粗圧延を終了して搬送される粗バーを、粗バー加熱装置により連続的に加熱してから熱間仕上圧延を行うことにより、製造される。
図3は、粗バー加熱装置1の一例の縦断面図である。なお、粗バー加熱装置1は、粗圧延を終了して搬送される粗バー5の上方及び下方に対称に配置されるため、以降の説明は上方に配置される粗バー加熱装置について行い、下方に配置されるものは図示及びその説明を省略する。
As is well known, a hot-rolled steel sheet is manufactured by performing hot finish rolling after continuously heating a rough bar conveyed after completion of hot rough rolling by a coarse bar heating device.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an example of the coarse
同図に示すように、粗バー加熱装置1は、インダクター13とシールドカバー12とにより構成される。
インダクター13は、底面と、粗バー5の搬送方向と略直交する縦面とを有する略箱型の外形を有しており、粗バー5の上方に粗バー5に近接して配置されることにより粗バー5の幅方向の略全域を誘導加熱する。インダクター13には、粗バー5を加熱する加熱コイル3と鉄心2とを組み込んだコイルパッケージ4が内蔵される。インダクター13の底面は、蛇行した水冷パイプ6を内部に組み込まれ、粗バー5から加熱コイル3への輻射を断熱する耐火キャスタブルセメント製の耐熱断熱板7により構成される。なお、耐熱断熱板7は、コイルパッケージ4の底部に適宜手段により支持され、コイルパッケージ4は、固定ベース9に固定されたスタッドボルト10により支持される。また、コイルパッケージ4と耐熱断熱板7との間には絶縁板11が設けられる。
As shown in FIG. 1, the coarse
The
粗バー5の上方及び下方に配置される粗バー加熱装置1の上下方向の距離は、粗バー5の加熱効率を高めるために狭く設定される。このため、粗バー5の先端や尾端の反りや跳ね上がり等によりインダクター13の底面をなす耐熱断熱板7が損傷することを防ぐため、インダクター13の入側及び出側には、非磁性材料からなるシールドカバー12がそれぞれ装着される。このシールドカバー12は、略L字型の断面形状を有し、図3に示すようにインダクター13の縦面から底面の一部へかけて装着される。
The distance in the vertical direction of the coarse
シールドカバー12は、耐熱断熱板7の周縁部分に係合することにより、耐熱断熱板7の支持も担う。また、シールドカバー12の先端部と耐熱断熱板7との間の隙間から粗バー5の酸化スケールがインダクター13の内部に侵入することを防ぐために、シールドカバー12の先端部には目詰用断熱パテ(図示しない)が塗布される。
The
図4は、粗バー加熱装置1の使用に伴ってシールドカバー12が熱変形した状況を示す縦断面図である。
同図に示すように、シールドカバー12の先端部が熱変形して歪むと、シールドカバー12と先端部に塗布された目詰用断熱パテが落下して、シールドカバー12の先端部と耐熱断熱板7との間に隙間が生じる。このようにシールドカバー12の先端部が熱変形すると、この隙間から粗バー5の酸化スケールが同図に矢印で示すようにインダクター13の内部に侵入し、内部の絶縁を損傷させる。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a state in which the
As shown in the figure, when the tip of the
特許文献1には、耐熱断熱板の水冷パイプにスタッドボルトの一端を接合し、他端を耐熱断熱板と加熱コイルとの間に設けた絶縁板に接続するとともに、この絶縁板を加熱コイルが支持される固定ベースにスタッドボルトにより接続することによって、耐熱断熱板の落下を確実に防止し、これにより、粗バーの酸化スケールがインダクターの内部に侵入することを防ぎ、加熱コイル3の損傷を防止する発明が開示される。
特許文献1により開示された発明に基づいても、粗バーからの輻射熱による熱変形、若しくは粗バーの先端や尾端との衝突によってシールドカバーが変形することを防ぐことはできないので、粗バーの酸化スケールがインダクターの内部に侵入して内部の絶縁を損傷させることを防止できない。
Even based on the invention disclosed in
本発明は、粗圧延を終了して搬送される粗バーを加熱する加熱コイルと鉄心とを組み込んだコイルパッケージを内蔵し、粗バーから加熱コイルへの輻射を断熱する耐熱断熱板により底面が構成されるとともに、底面及び粗バーの搬送方向と略直交する縦面を有する略箱型の外形を有し、粗バーの上方及び下方に粗バーに近接して配置されて粗バーの幅方向の略全域を誘導加熱するインダクターと、縦面から底面の一部へかけて装着される略L字型の断面形状を有するシールドカバーとを備える粗バー加熱装置において、さらに、シールドカバーの角部に、粗バーの幅方向へ向けて互いに離間して複数固定されるシールドカバー変形抑制部材を備え、このシールドカバー変形抑制部材が、縦面に装着されるベース部材と、略L字型に屈曲した形状を有し、ベース部材に粗バーの幅方向へ向けて互いに離間して複数本固定されるとともに底面に線接触して底面を支持する丸棒状部材とを有することを特徴とする粗バー加熱装置である。 The present invention has a built-in coil package incorporating a heating coil and an iron core for heating a rough bar that is transported after completion of rough rolling, and the bottom surface is constituted by a heat-resistant heat insulating plate that insulates radiation from the rough bar to the heating coil. And has a substantially box-shaped outer shape having a bottom surface and a vertical surface that is substantially orthogonal to the conveying direction of the coarse bar, and is disposed in the vicinity of the coarse bar above and below the coarse bar in the width direction of the coarse bar. In a coarse bar heating device comprising an inductor for induction heating over substantially the entire region and a shield cover having a substantially L-shaped cross-section attached from a vertical surface to a part of the bottom surface, further at the corner of the shield cover And a shield cover deformation suppressing member fixed in a plurality spaced apart from each other in the width direction of the coarse bar, and the shield cover deformation suppressing member is bent into a substantially L-shape with a base member mounted on the vertical surface form And a round bar-like member that is fixed to the base member and spaced apart from each other in the width direction of the coarse bar, and that is in line contact with the bottom surface and supports the bottom surface. It is.
この本発明に係る粗バー加熱装置では、ベース板及び丸棒状部材が、いずれも、非磁性材料からなることが望ましい。
これらの本発明に係る粗バー加熱装置では、下記(1)式ないし(3)式により規定される条件を満足することが望ましい。
In the coarse bar heating apparatus according to the present invention, it is desirable that both the base plate and the round bar-shaped member are made of a nonmagnetic material.
In these coarse bar heating apparatuses according to the present invention, it is desirable to satisfy the conditions defined by the following formulas (1) to (3).
Ss≧a・T+b ・・・・・(1)
ys≧c/Ss ・・・・・(2)
yp≦W/(ys×yL) ・・・・・(3)
ただし、Ssは丸棒状部材の横断面積(mm2)であり、Tは粗バーの最高温度(℃)であり、ysはベース部材一つ当りの丸棒状部材の設置数であり、ypはベース部材の設置数であり、Wは間口幅(インダクターの内部の粗バーが通過する領域における、粗バーの幅方向と平行な方向の長さ;mm)であり、yLは丸棒状部材の取付けピッチ(mm)であり、aは丸棒状部材の熱変形に影響する周囲温度の影響係数(mm2/℃)であり、bは最低限必要な丸棒状部材の断面積(mm2)であり、cは耐熱断熱板を支持して落下を防ぐ為に必要となる丸棒の数及び断面積の影響係数c(本・mm2)である。
Ss ≧ a · T + b (1)
ys ≧ c / Ss (2)
yp ≦ W / (ys × yL) (3)
Where Ss is the cross-sectional area (mm 2 ) of the round bar-like member, T is the maximum temperature (° C.) of the coarse bar, ys is the number of round bar-like members per base member, and yp is the base W is the number of installed members, W is the frontage width (the length in the direction parallel to the width direction of the coarse bar in the region where the coarse bar inside the inductor passes, mm), and yL is the mounting pitch of the round bar-like member (Mm), a is the influence coefficient (mm 2 / ° C.) of the ambient temperature affecting the thermal deformation of the round bar-like member, b is the minimum cross-sectional area (mm 2 ) of the round bar-like member, c is the influence coefficient c of the number of round bars and the cross-sectional area required for supporting the heat-resistant heat insulating plate and preventing falling (c · mm 2 ).
本発明により、粗バー加熱装置の使用に伴うシールドカバーの変形、さらにはこの変形に起因した、インダクターの内部へのスケール侵入をいずれも長期間にわたって防止することができる。このため、本発明によれば、粗バー加熱装置のインダクターの寿命を向上することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the shield cover from being deformed due to the use of the coarse bar heating apparatus, and further, scale intrusion to the inside of the inductor due to this deformation over a long period of time. For this reason, according to this invention, the lifetime of the inductor of a rough bar heating apparatus can be improved.
以下、本発明に係る粗バー加熱装置を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1(a)は、本実施の形態における粗バー加熱装置20を示す縦断面図であり、図1(b)は図1(a)におけるA矢視図であり、さらに図1(c)はこの粗バー加熱装置20の構成要素であるシールドカバー変形抑制部材21を示す斜視図である。なお、以降の説明では、図3、4により示した粗バー加熱装置1の構成要素と同じ構成要素については同一の図中符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
Hereinafter, the best mode for carrying out the rough bar heating apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1A is a longitudinal sectional view showing the coarse
本実施の形態の粗バー加熱装置20は、インダクター13と、シールドカバー12とを備え、粗バー5の幅方向の全域を誘導加熱する加熱装置である。インダクター13及びシールドカバー12の構成は、図3を参照しながら上述したので、これらの説明は省略する。
The coarse
本実施の形態の粗バー加熱装置20の特徴はシールドカバー変形抑制部材21を備える点であるので、シールドカバー変形抑制部材21を説明する。
シールドカバー12は、先端部まで含めてL字状に一体に屈曲成形されて構成されるので、粗バー加熱装置20の使用に伴って蓄熱し易く熱放散が悪い。さらに、シールドカバー12の上部はインダクター13の縦面に固定されるため、誘導加熱された粗バー5からの輻射に長時間さらされると、熱歪を生じる。このため、図4に示すように、シールドカバー12の先端が熱膨張により歪んで目詰用耐熱パテが脱落し、インダクター13の底面との間に生じる隙間から粗バー5からの酸化スケールがインダクター13の内部に侵入し、加熱コイル3が損傷する。
Since the feature of the coarse
Since the
そこで、本実施の形態では、このようなシールドカバー12の先端部の変形を防止することによりインダクター13の寿命を大幅に延長するため、シールドカバー変形抑制部材21を設ける。
Therefore, in the present embodiment, the shield cover
図1に示すように、シールドカバー変形抑制部材21は、粗バー5の搬送方向に関してシールドカバー12の二つの角部に、粗バー5の幅方向へ向けて互いに離間して複数固定される。
As shown in FIG. 1, a plurality of shield cover
図1(c)に示すように、シールドカバー変形抑制部材21は、シールドカバー12の縦面にスタッドボルト22により固定されて装着されるベース部材であるプレート23と、このプレート23に粗バー5の幅方向へ向けて互いに離間して複数本(図示例では6本)固定される丸棒状部材である丸棒24とにより構成される。
As shown in FIG. 1C, the shield cover
丸棒24は、略L字型に屈曲した形状を有し、インダクター13の底面をなす耐熱断熱板7に線接触してこの耐熱断熱板7を支持する。すなわち、本発明における「丸棒状部材」とはインダクター13の底面をなす耐熱断熱板7に線接触して底面を支持することができる横断面形状を有する部材を意味し、この意味から本実施の形態で用いる丸棒には限定されない。
The
プレート23及び丸棒24が、いずれも、非磁性材料からなることが誘導による電力ロスを減らすためには望ましく、また、丸棒24の先端側の耐熱断熱板7を支持する部分の長さは、加熱コイル3が発生する磁束と交差せず、かつシールドカバー12の先端を覆うことができる長さとすることが望ましい。
Both the
また、シールドカバー変形抑制部材21が、(1)式ないし(3)式により規定される条件を満足することがシールドカバー12の先端部の変形を防止するためには望ましい。
Ss≧a・T+b ・・・・・(1)
ys≧c/Ss ・・・・・(2)
yp≦W/(ys×yL) ・・・・・(3)
ただし、(1)〜(3)式において、Ssは丸棒24の横断面積(mm2)であり、Tは粗バー5の最高温度(℃)であり、ysはプレート23一枚当りの丸棒24の設置数であり、ypはプレート23の設置数であり、Wは間口幅(インダクター13の内部の粗バー5が通過する領域における、粗バー5の幅方向と平行な方向の長さ;mm)であり、yLは丸棒24の取付けピッチ(mm2)であり、aは丸棒24の熱変形に影響する周囲温度の影響係数(mm2/℃)であり、bは最低限必要な丸棒24の断面積(mm2)であり、cは耐熱断熱板7を支持して落下を防ぐ為に必要となる丸棒24の数及び断面積の影響係数c(本・mm2)である。
Moreover, it is desirable for the shield cover
Ss ≧ a · T + b (1)
ys ≧ c / Ss (2)
yp ≦ W / (ys × yL) (3)
However, in the formulas (1) to (3), Ss is the cross sectional area (mm 2 ) of the
(1)式は、棒の熱変形が周囲温度の線形な影響を受けることから、粗バー5の使用温度との関係で丸棒24に求められる断面積を示すものである。また、(2)式は、耐熱断熱板7の落下を防ぐために必要な丸棒24の数は、丸棒24の断面積に反比例することから、プレート23一枚当りの丸棒24の最小の設置数を示すものであり、さらに、(3)式はインダクター13の内部の粗バー5が通過する領域に、粗バー5の幅方向と平行な方向にプレート23を設置可能な最大数を示すものである。
Equation (1) indicates the cross-sectional area required for the
このシールドカバー変形抑制部材21を設けることによりシールドカバー12の変形が抑制されるメカニズムは明確ではないが、以下のように推定される。
Although the mechanism by which the deformation of the
(a)シールドカバー変形抑制部材21の一つ当りの寸法を小さくすることにより、シールドカバー12に変形が生じようとする際のシールドカバー変形抑制部材21に生じる歪を分散することができ、シールドカバー変形抑制部材21に生じる歪量(変形量)を小さくすることができるので、当初の支持状態を維持し易く、これにより、シールドカバー12の変形を防止できる。
(A) By reducing the size of each shield cover
(b)シールドカバー変形抑制部材21を複数配置してシールドカバー12を押さえるので、シールドカバー12に変形が発生しても一挙に支持状態が崩れることがなく、これにより、シールドカバー12の変形を防止できる。
(B) Since a plurality of shield cover
(c)シールドカバー変形抑制部材21のプレート23はシールドカバー12に固定されるが、一端側がプレート23に固定される丸棒24の他端部は、耐熱断熱板7には固定されずに耐熱断熱板7を支持するため、丸棒24が熱膨張しても丸棒24に生じる応力が高まらず、当初の支持状態がほぼ維持でき、これにより、シールドカバー12の変形を防止できる。
(C) The
(d)丸棒24は耐熱断熱板7に線接触するので、耐熱断熱板7からの熱伝達が少なく、熱変形し難い。これにより、シールドカバー12の変形を防止できる。
(D) Since the
(e)板材では丸棒24であるので熱放散が良好であり、熱変形が抑制される。このため、粗バー5が存在しない場合には熱放散し、また畜熱し難い。
(E) Since the plate material is a
(f)寸法が小さな丸棒24を用いるので、シールドカバー12の先端へ塗布される目詰用パテとの密着性が高く、塗布された目詰用パテが落下し難いとともに、製造コストも低廉である。
(F) Since the
これらの相乗的な効果により、シールドカバー変形抑制部材21を用いることにより、インダクター13の内部への酸化スケールの侵入を防止することができ、これにより、粗バー加熱装置の寿命を大幅に延長することができる。
Due to these synergistic effects, the use of the shield cover
また、本実施の形態で用いるシールドカバー変形抑制部材21は、極めて簡素な構成を有することから、メンテナンス性にも優れ、この点からも粗バー加熱装置20として望ましいものである。
Moreover, since the shield cover deformation |
また、これまでは変形したシールドカバー12の取り替えには一個当り3時間程度の作業時間を要していた。これに対し、本実施の形態ではシールドカバー12の取り替えは必要なくなり、その代わりにシールドカバー変形抑制部材21の取り替えを行う必要が生じたが、上述したようにシールドカバー変形抑制部材21は小型であるので、一個当りの取り替えを10分程度の作業時間で行うことができ、全体として粗バー加熱装置20のメンテナンス時間を大幅に短縮することができた。
In the past, replacement of the
このようにして、本実施の形態により、粗バー加熱装置20の使用に伴うシールドカバー12の変形、さらにはこの変形に起因した、インダクター13の内部へのスケールの侵入をいずれも長期間にわたって防止することができるため、粗バー加熱装置20のインダクター13の寿命を向上させることができる。
In this manner, according to the present embodiment, the deformation of the
本発明を、実施例を参照しながらさらに具体的に説明する。
本発明例として、図1に示す構造を有する粗バー加熱装置20を製作した。図2(a)は、ステンレス鋼製の板材23に11本の丸棒24を粗バーの幅方向に設けた本発明例の形状を示す説明図であり、図2(b)は、同じ板材23に6本の丸棒24を粗バーの幅方向に設けた本発明例の形状を示す説明図である。
The present invention will be described more specifically with reference to examples.
As an example of the present invention, a coarse
一方、図2(c)は、図2(b)における丸棒24の代わりに、ステンレス鋼製の板材(6枚)を用いた、比較例のシールドカバー変形抑制部材を示す説明図であり、図2(d)は、図2(a)における丸棒24の代わりに、ステンレス鋼製の板材(11枚)を用いた、比較例のシールドカバー変形抑制部材を示す説明図である。
On the other hand, FIG.2 (c) is explanatory drawing which shows the shield cover deformation | transformation suppression member of a comparative example using the stainless steel board | plate material (six pieces) instead of the
図2(a)及び図2(b)のいずれに示す本発明例においても、Ssは9πmm2とし、Tは1150℃とし、ysは6本とし、ypは8個とし、Wは1870mmとし、yLは30mmとし、a=0.01(mm2/℃)、b=4π(mm2)、c=150(本・mm2)とし、上述した(1)〜(3)式を全て満足するようにした。 In the present invention example shown in either FIG. 2 (a) or FIG. 2 (b), Ss is 9πmm 2 , T is 1150 ° C., ys is 6, yp is 8, W is 1870 mm, yL is set to 30 mm, a = 0.01 (mm 2 / ° C.), b = 4π (mm 2 ), c = 150 (lines / mm 2 ), and all of the above-described expressions (1) to (3) are satisfied. I did it.
本発明例のいずれも、シールドカバー12が熱変形により歪もうとしても丸棒24によりシールドカバー12の変形が抑制され、シールドカバー12の先端と耐熱断熱板7との間に隙間が生じることが防止されるので、目詰用耐熱パテの落下が防止され、酸化スケールがインダクター13の内部に侵入することを防止することができた。なお、図2(b)に示す本発明例のほうが、シールドカバー12の変形抑制効果が大きいとともに、製作コストも低廉であった。
In any of the examples of the present invention, even when the
これに対し、図2(c)及び図2(d)に示す比較例では、シールドカバー12の熱変形を抑制することができず、シールドカバーの先端と耐熱断熱板との間に隙間が生じてしまった。
On the other hand, in the comparative example shown in FIG. 2C and FIG. 2D, thermal deformation of the
1、20 粗バー加熱装置
2 鉄心
3 加熱コイル
4 コイルパッケージ
5 粗バー
6 水冷パイプ
7 耐熱断熱板
9 固定ベース
10 スタッドボルト
11 絶縁板
12 シールドカバー
13 インダクター
21 シールドカバー変形抑制部材
22 スタッドボルト
23 プレート
24 丸棒
1, 20 Coarse
Claims (3)
前記縦面から前記底面の一部へかけて装着される略L字型の断面形状を有するシールドカバーとを備える粗バー加熱装置において、
さらに、前記シールドカバーの角部に、前記粗バーの幅方向へ向けて互いに離間して複数固定されるシールドカバー変形抑制部材を備え、
該シールドカバー変形抑制部材は、前記縦面に装着されるベース部材と、略L字型に屈曲した形状を有し、該ベース部材に前記粗バーの幅方向へ向けて互いに離間して複数本固定されるとともに前記底面に線接触して該底面を支持する丸棒状部材とを有すること
を特徴とする粗バー加熱装置。 A coil package incorporating a heating coil and an iron core for heating a rough bar that is transported after completion of rough rolling is built in, and a bottom surface is constituted by a heat-resistant heat insulating plate that insulates radiation from the rough bar to the heating coil. And a substantially box-shaped outer shape having a bottom surface and a vertical surface that is substantially perpendicular to the conveying direction of the coarse bar, and is disposed adjacent to the coarse bar above and below the coarse bar. An inductor for induction heating over substantially the entire width direction;
In the coarse bar heating device comprising a shield cover having a substantially L-shaped cross-sectional shape mounted from the vertical surface to a part of the bottom surface,
Further, a shield cover deformation suppressing member fixed to a corner portion of the shield cover and spaced apart from each other toward the width direction of the coarse bar,
The shield cover deformation suppressing member has a base member mounted on the vertical surface and a shape bent in an approximately L shape, and a plurality of the shield cover deformation suppressing members are spaced apart from each other in the width direction of the coarse bar. A coarse bar heating device comprising: a round bar-like member that is fixed and that is in line contact with the bottom surface and supports the bottom surface.
Ss≧a・T+b ・・・・・(1)
ys≧c/Ss ・・・・・(2)
yp≦W/(ys×yL) ・・・・・(3)
ただし、Ssは丸棒状部材の横断面積(mm2)であり、Tは粗バーの最高温度(℃)であり、ysはベース部材一つ当りの丸棒状部材の設置数であり、ypはベース部材の設置数であり、Wは間口幅(インダクターの内部の粗バーが通過する領域における、粗バーの幅方向と平行な方向の長さ;mm)であり、yLは丸棒状部材の取付けピッチ(mm)であり、aは丸棒状部材の熱変形に影響する周囲温度の影響係数(mm2/℃)であり、bは最低限必要な丸棒状部材の断面積(mm2)であり、cは耐熱断熱板を支持して落下を防ぐ為に必要となる丸棒の数及び断面積の影響係数c(本・mm2)である。 The coarse bar heating apparatus according to claim 1 or 2, wherein the conditions defined by the following formulas (1) to (3) are satisfied.
Ss ≧ a · T + b (1)
ys ≧ c / Ss (2)
yp ≦ W / (ys × yL) (3)
Where Ss is the cross-sectional area (mm 2 ) of the round bar-like member, T is the maximum temperature (° C.) of the coarse bar, ys is the number of round bar-like members per base member, and yp is the base W is the number of installed members, W is the frontage width (the length in the direction parallel to the width direction of the coarse bar in the region where the coarse bar inside the inductor passes, mm), and yL is the mounting pitch of the round bar-like member (Mm), a is the influence coefficient (mm 2 / ° C.) of the ambient temperature affecting the thermal deformation of the round bar-like member, b is the minimum cross-sectional area (mm 2 ) of the round bar-like member, c is the influence coefficient c of the number of round bars and the cross-sectional area required for supporting the heat-resistant heat insulating plate and preventing falling (c · mm 2 ).
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