JP6222062B2 - センサの取付け台座および誘導加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧延材を加熱する誘導加熱装置において、圧延材を搬送する搬送ロールのロールチョックに設置されるセンサの取付け台座、およびこれを備えた誘導加熱装置に関する。

熱間圧延工程において、圧延材は、自己放熱や高圧冷却水（デスケーリング用の冷却水）により温度が徐々に低下する。特に、圧延材の幅方向両端部では、温度低下が大きく、材質不良や割れの発生および製品幅の不良が生じることがある。そこで、多くの熱間圧延ラインでは、誘導加熱装置を設置し、該誘導加熱装置により圧延材の幅方向両端部を加熱することで、圧延材の幅方向温度分布の均一化を図っている。

誘導加熱装置には、圧延材の幅方向両端部を誘導加熱するインダクターが設けられ、インダクターの前後に、圧延材を搬送する搬送ロールが配されている（後述の図１参照）。圧延材の加熱時では、誘導電流が、インダクター前後に設けられた搬送ロールと圧延材との接触部まで広がり、圧延材と搬送ロールとの接触部において電流のループ回路が形成され、圧延材が搬送ロールから離れるときに圧延材と搬送ロール間でスパークが起き、圧延材にスパーク疵が発生することがある。

このような問題に対し、特許文献１や２には、搬送ロールに耐熱性を有する電気絶縁層を設ける技術が提案されている。具体的には、アルミナ系セラミックや窒化珪素セラミックなどの耐熱性を有する絶縁材を搬送ロールに溶射したり、スリーブとして嵌合する。

実公平６−３８５６３号公報 特開２００２−１７８０２０号公報

ところで、搬送ロールのロールチョックには、例えば、軸受けの振動を測定する振動センサが取り付けられることがある。この振動センサは、ロールチョックを介して軸受けの振動を計測することで、軸受けの不具合の有無を監視するものである。ところが、熱間圧延操業を続けていると、振動センサによる計測が不正確であったり、計測ができない場合があることがわかった。

そこで、本発明者らはセンサによって安定して測定が継続できない原因について調査したところ、次のことが判明した。即ち、搬送ロールに設けた電気絶縁層の絶縁性が維持できなくなると、圧延材と搬送ロールの間に電流のループ回路が形成されるが、これに加えて、圧延材から搬送ロール、ロールチョック及びセンサ等を介した地絡電流のループ回路も形成され、この地絡電流のループ回路によってセンサによる計測が安定して行うことができないことがわかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、誘導加熱装置の搬送ロールのロールチョックに設けられたセンサによる計測を正確に継続して行うことができるセンサの取付け台座および誘導加熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために以下のような特徴を有している。
［１］ 圧延材を加熱するインダクターの前後に搬送ロールが配された誘導加熱装置における、搬送ロールのロールチョックに設置されるセンサの取付け台座であって、
センサとロールチョックとの間を絶縁する絶縁部材を備えたセンサの取付け台座。
［２］ 取付け台座は、ロールチョックに係合する固定部材と、この固定部材によってロールチョックに固定される被固定部とを備え、
被固定部は、センサが設置される台座本体と、上記絶縁部材とを備え、当該絶縁部材は、固定部材と台座本体とを絶縁する［１］に記載のセンサの取付け台座。
［３］ ［１］または［２］に記載のセンサの取付け台座を備えた誘導加熱装置。

本発明に係るセンサの取付け台座および誘導加熱装置によれば、ロールチョックとセンサとの間を絶縁することで、センサの取付け台座や、センサ、センサのケーブルを介した地絡電流によるループ回路の発生を防ぎ、センサによって正確な測定を継続的に行うことができる。

誘導加熱装置を上から見た図である。 誘導加熱装置における搬送ロールの漏れ電流により形成されるループ回路を示す図である。 本発明の実施の形態に係る誘導加熱装置のセンサの取付け台座の構成を示す図である。 本発明の実施例に係る誘導加熱装置のセンサの取付け台座の構成を示す図である。

以下、添付した図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、圧延材の幅方向両端部を加熱する誘導加熱装置を上から見た図である。誘導加熱装置には、圧延材１の幅方向両端部を加熱するインダクター１１が設けられている。インダクター１１の前後には、圧延材１を搬送する搬送ロール２が配されている。搬送ロール２は、搬送ロール２上に配された圧延材１を、矢印方向に搬送する。搬送ロール２は、絶縁性スリーブや絶縁性溶射被膜などの電気絶縁層（図示せず）が設けられており、搬送ロール２と圧延材１との絶縁性を保つよう構成されている。

搬送ロール２は、ロールチョック３に支持されている。ロールチョック３には、センサ（図示せず）を設置するセンサの取付け台座４が設けられている。センサは、例えば、軸受け（図示せず）の振動を検知する振動センサである。

図２に、誘導加熱装置における搬送ロールの漏れ電流により形成されるループ回路を示す。図２は、誘導加熱装置を圧延材１の搬送方向から見た図であり、搬送ロール２の右側のロールチョック３が示されている。

従来では、圧延材１と搬送ロール２との間に形成されるループ回路５に漏れ電流が流れて、圧延材１にスパーク疵が発生するという問題があった。これに対しては、上述のように、搬送ロール２と圧延材１の絶縁状態を確保し、ループ回路５の形成を防止することでスパークの発生を防止している。

しかしながら、熱間圧延操業を続けているうちに電気絶縁層が損傷すると、圧延材１と搬送ロール２間の絶縁が維持できなくなってしまい、このときには上述したように、圧延材１と搬送ロール２間にループ回路５が形成されるとともに、圧延材１から搬送ロール２、ロールチョック３、センサ（図示せず）及び電気ケーブル（図示せず）等を介した地絡電流のループ回路６が形成されることがわかった。このループ回路６が形成されると、センサによる計測ができなくなったり、正しい計測値が得られないという問題がある。

通常、ループ回路５やループ回路６が形成されると、圧延材１にはスパーク疵が発生することがある。スパーク疵が発生した場合には定期工事期間中に、搬送ロール２の電気絶縁層を補修することで、その発生を防止する。しかし、スパーク疵の発生を発見してから搬送ロール２を補修するまでにはタイムラグがあり、この間は、センサによる正確な計測を行うことができない。また、ループ回路５、６が形成されても、状況によっては圧延材１にスパーク疵が発生しないこともあるが、この場合にも同様にセンサによる正確な計測を行うことができない。

そこで、本発明者らは検討の上、ループ回路６の形成を防止するために、センサとロールチョック３間を絶縁する発明を想到した。

図３は、本発明の実施の形態に係る誘導加熱装置のセンサの取付け台座の構成を示す図である。ロールチョック３に取付けられるセンサとしては振動センサが挙げられるが、どのようなセンサであってもよい。また、ロールチョック３に取り付けるセンサは１個に限らず、複数個であってもよい。

センサの取付け台座４は、固定部材（固定ボルト）４２と、固定ボルト４２によってロールチョック３に固定される被固定部（図示せず）を有している。被固定部は、台座本体４１と、絶縁部材４３を備えている。

台座本体４１は、中空状の箱体で、下方に開口部が設けられている。台座本体４１は、鋼板等を溶接や曲げ加工等して作製することができる。台座本体４１の箱体内部には、絶縁部材４３および固定ボルト４２が収容される。

絶縁部材４３は、略Ｔ字状の断面を有している。絶縁部材４３は、セラミック等の絶縁材で構成してもよいし、鋼材等の表面に溶射やコーティングなどで電気絶縁層を設けるようにしたものでもよい。絶縁部材４３は、上部中央に固定ボルト４２の頭部４２ａを収納する座ぐり穴４３ａが設けられており、座ぐり穴４３ａの下方に連通して、固定ボルト４２のねじ胴部４２ｂを通すための貫通穴４３ｂが設けられている。

絶縁部材４３は、台座本体４１の底面がロールチョック３に接触しないよう、台座本体４１から下方に突出するような形状となっている。また、絶縁部材４３の座ぐり穴４３ａの深さは、固定ボルト４２の頭部４２ａよりも長く構成されており、固定ボルト４２の上部も、台座本体４１と接触しないように構成されている。

このように、本発明では、センサとロールチョック３との間を絶縁するために、絶縁部材４３は、ロールチョック３に直接固定される固定ボルト４２が、センサに直接接触する台座本体４１に接触しないように（絶縁するように）構成されている。

具体的には、固定ボルト４２のうちロールチョック３に接する部分以外の部分を絶縁部材４３で覆うように構成している。

次に、このように構成された取付け台座４のロールチョック３への取付け手順について説明する。まず、上部（上板）のない台座本体４１を準備し、これに絶縁部材４３を挿入する。このとき絶縁部材４３の下部（Ｔ字の縦棒に相当）は、台座本体４１の下面に設けられた開口部から突出する状態となる。次に、固定ボルト４２を絶縁部材４３の座ぐり穴４３ａ及び貫通穴４３ｂに通して、ロールチェック３の上面に設けられているボルト穴（図示せず）に固定ボルト４２をねじ込んで、台座本体４１と絶縁部材４３をロールチョック３に固定する。このとき座金４４を用いてもよい。次に、台座本体４１の上板（上部）を溶接やボルト等で取り付けて完了となる。

なお、センサ類は台座本体４１の上面に取り付ければよい。

本発明では、センサを取り付ける取付け台座４を構成する部材のうち、ロールチョック３に固定する固定ボルト４２と、センサを取り付ける台座本体４１とを絶縁部材４３にて絶縁する。これにより、センサとロールチョック３を絶縁することができる。

従って、取付け台座４（台座本体４１）にセンサを取り付けても絶縁部材４３によって絶縁されているため、ループ回路６の形成を防止でき、搬送ロール２の電気絶縁層の如何にかかわらず、センサによる正確な計測を継続することができる。

なお、上述の説明では、固定部材を固定ボルト４２として説明したが、固定部材は、センサの取付け台座４をロールチョック３に固定できるものであれば、どのようなものであってもよい。また、台座本体４１は下面に開口部を有する中空状の箱体とし、絶縁部材４３は断面Ｔ字状としたが、これに限る必要はなく、ロールチョック３とセンサを絶縁できればいずれの構成でもよい。

図４は、本発明の実施例を示す図である。取付け台座４には、ロールチョック３の軸受けの振動状態を監視する振動センサ９を取付けた。なお、他の構成については、図２と同様であるため、同一符号を付すことによりその説明を省略する。

ロールチョック３に直接接する絶縁部材４３には、セラミックで製作した絶縁体を採用した。この取付け台座４を、固定ボルト４２を用いてロールチョック３に固定した。取付け台座４に設置されるセンサと、ロールチョック３とは絶縁部材４３により絶縁が確保されている。

本発明適用前は、圧延材１から流れる電流により振動測定を継続実施することができなかったが、本発明の導入以降は、問題なく振動値の測定を継続して行うことができた。

１ 圧延材
２ 搬送ロール
３ ロールチョック
４ センサの取付け台座
４１ 台座本体
４２ 固定ボルト
４２ａ 頭部
４２ｂ ねじ胴部
４３ 絶縁部材
４３ａ 座ぐり穴
４３ｂ 貫通穴
４４ 座金
５ ループ回路
６ ループ回路
９ 振動センサ
１１ インダクター

Claims (2)

1. 圧延材を加熱するインダクターの前後に搬送ロールが配された誘導加熱装置における、
   搬送ロールのロールチョックに設置されるセンサの取付け台座であって、
   前記取付け台座は、ロールチョックに係合する固定部材と、この固定部材によってロールチョックに固定される被固定部とを備え、
   前記被固定部は、センサが設置される台座本体と、センサとロールチョックとの間を絶縁する絶縁部材とを備え、当該絶縁部材は、前記固定部材と前記台座本体とを絶縁する、センサの取付け台座。
2. 請求項１に記載のセンサの取付け台座を備えた誘導加熱装置。

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