JPH03111517A - スラブの均一加熱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、スラブの均一加熱方法に関し、とくに誘導
加熱によるスラブの高温加熱の際に懸念されたスラブ端
部における温度低下を有利に補償して、スラブの効果的
な均一加熱を達成しようとするものである。

（従来の技術） 熱間圧延に先立ち、鋼材を圧延可能な温度まで加熱する
手段としては、一般に、大量生産および経済性の観点か
ら、燃焼式の加熱炉が多用されている。

この種炉の加熱温度の上限は、だいたい１３００°Ｃ程
度である。というのは、かかる炉の伝熱形態は放熱が主
体であることから、１３００°Ｃを超える高温まで加熱
した場合には、熱効率が低下するだけでなく、加熱時間
の長期化に伴い生産性の大幅な悪化を招くからである。

ところで冶金的には、より一層高温までの加熱を要する
場合がある。その代表的なものは、電磁鋼用スラブの加
熱であり、この種の鋼材については通常１２５０°Ｃ以
上、甚だしい場合には１４００°Ｃ以上もの高温加熱が
必要とされる（たとえば特開昭６０−１０２１４号、同
６０−１０３３２号、同６１−６９９２４号および同６
１−６９９２４号各公報）。

かような高温加熱を達成する手段としては、種々提案さ
れているが、短時間加熱が可能な電気加熱に顛るのが一
般的であり、とくに我が国のような電力価格が高い環境
においては、燃焼炉との組合せも提案されている。

ここに代表的な電気加熱方法としては、誘導加熱法と直
接通電加熱法とがあり、いずれも鋼材内部に電流を流し
、ジュール熱で自己発熱させるものである（特公昭６３
−１９５７０号、同６１−１０５３０号、同４７−１４
６２７号および特開昭６０−１９０５２０号各公報）。

しかしながら上記した誘導加熱およびｉｉｌを加熱とも
、それぞれ欠点があり、たとえ燃焼炉と組合せたとして
も、鋼材の均一加熱という点で問題を抱えている。

たとえば誘導加熱の場合は次のとおりである。

第５図に、誘導加熱炉の縦断面を、また第６図には同じ
く横断面を示す。図中番号１は鋼材、２は炉壁、３はサ
ポートビーム、そして４が誘導コイルである。

図示したとおり、誘導加熱炉では、鋼材ｌを幅方向に立
て、この鋼材の長手方向に誘導コイル４を配置する仕組
みになっている。

ところで上記の炉構造において、鋼材１の長さは必ずし
も一定ではないので、誘導コイル４と鋼材１との距離２
は変動する。！が変動すると、それに起因した磁力線分
布の変動や炉壁表面積の増加による放射熱の増加から、
鋼材端部の温度が変化し、場合によっては本来必要な加
熱温度が得られない事態が発生ずることが良く知られて
いる。

第７図に、２の変動に伴う鋼材の温度分布の変化を示す
。

同図より明らかなように、！が大きくなるに従って中央
部と端部との温度差Δｔは増大する傾向にある。

一方、通電加熱の場合は、第８図に示したとおり、加熱
に際し、電極５を鋼材表面に押しつける必要があり、電
極５と鋼材１との間の接触状況が投入電力を支配するこ
とから、長時間の押し付けでは電極５と鋼材１とが溶着
し、設備上のトラブル発生の原因となることが報告され
ている。

第９図に、溶着の発生状況を、電極押し付は圧力と電極
見かけ電流密度との関係で示す。

電極−スラブ接触部近傍においては、電極押し付は圧力
によっては、異常な温度上昇が見られ、一部溶融し、こ
れにより溶着することがわかる。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、鋼材を高温加熱するに際し、鋼材全体の高
温加熱の大部分は誘導加熱によって行い、鋼材の長さが
変化したことによる鋼材長手方向両端部の加熱不足のみ
、局所的な直接通電加熱によって補償しようとするもの
である。

なお誘導加熱だけで、鋼材両端部の加熱状況を制御する
方法として、周波数を変更することが考えられるけれど
も、この方法は次の理由により実用的ではない。

すなわち、周波数を変更するには、変更比の３乗に比例
する投入電力の変更を要するため、超過大の電源設備を
必要とするが、実際に変更比を大きくとることは難しい
ので、−船釣には採用される例は少ない。

（課題を解決するための手段） すなわちこの発明は、スラブを熱間圧延に先立って、加
熱するに当たり、 該スラブを誘導加熱によって所定の温度まで加熱したの
ち、スラブ端部に対し、その幅方向から、スラブ長手方
向の温度分布の均一化をもたらす直接通電化熱を施すこ
とからなるスラブの均一加熱方法である。

以下、この発明を具体的に説明する。

第１図に、この発明の実施に供して好適な加熱設備の配
置例を示す。図中番号６は燃焼炉であり、７が誘導加熱
炉、８が直接通電加熱炉である。

さて鋼材１は、まず燃焼炉６にて１２００℃程度まで加
熱されたのち、誘導加熱炉７に移送され、ここで大部分
（中央域）が所定の高温まで加熱される。その後、直接
通電加熱炉８に移送され、鋼片端部の熱補償を行って、
鋼材の温度分布を均一にしてから、熱延ミルに供給され
るのである。

第２図に、直接通電加熱炉８における加熱要領を図解す
る。図示したとおり、この発明における通電は、通常の
通電とは異なり、鋼材１の両端部のみ、幅方向に電流を
流すもので、かかる局所通電によって、該両端部のみの
温度不足を解消するものである。また直接通電加熱の場
合、温度の低い所すなわち電気抵抗の少ない所に多くの
電流が流れることから、上記両端部の温度分布の均一化
も同時に達成される。なお、鋼材両端部の温度不足域は
、鋼材の長さや、燃焼炉からの加熱履歴によっても変化
する（約０．０５〜０．５ｍ）ものであるから、電極５
は鋼材の長手方向に移動可能な構造とするのが好ましい
。移動機構については、格別な設備は必要なく、フレキ
シブルコードとの組合せにより容易に設計変更が可能で
ある。

（作　用） この発明は、誘導加熱によって加熱された鋼材の長手方
向両端部の温度不足域を通電加熱によって補償するもの
で、加熱装置の組合せは、第１図に示した（燃焼炉＋誘
導加熱炉＋直接通電加熱炉）のほか、（誘導加熱炉＋直
接通電加熱炉）も適合する。第１図において、誘導加熱
に先立ち、燃焼炉加熱を行うことにしたのは、やはり１
２００℃程度までの加熱は、燃焼炉加熱の方が、経済性
の観点から有利だからである。

なお各加熱設備の具体的配置は、必ずしも直線的に配置
する必要はなく、圧延ラインの構成に応じて適宜に変更
してもよい。要は、誘導加熱→直接通電加熱が実施でき
、結果として鋼材の高温均一加熱が達成されれば良いの
である。

（実施例） 第１図に示す加熱設備により、厚み：　２１０　ｍｍ。

幅：　１０００ｍｍ、長さ：　５０００ｍｍの含けい素
鋼スラブを下記の条件下に加熱した。

実験条件 ・燃焼炉 時間＝２ｈ 炉温：　１２５０″Ｃ ・誘導加熱炉 時間＝４５分 投入型カニ　３２００ｋＷ ・直接通電炉 時間：１５分 投入型カニ　２５０に讐 上記の条件でスラブ加熱を行ったときの、スラブ中心部
および端部の温度変化について調べた結果を第３図に示
す。なおスラブ端部温度については、第４図に示したよ
うに、スラブの長手方向端面から５０ｍｍ内側でかつ、
幅方向中央部における温度を採用した。

同図より明らかなように、誘導加熱終了時点ではΔｔ＋
　（５０″Ｃ）あった温度差を、その後に通電加熱処理
を施すことにより、Δｔｚ　（２０°Ｃ）まで軽減する
ことができた。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、誘導加熱によるスラブ高温
加熱の際に懸念されたスラブ端部の局所的な温度低下を
効果的に補償して、スラブの均一加熱を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施に供して好適な加熱設備の配
置例を示した図、 第２図は、直接通電加熱炉における加熱要領を示した図
、 第３図は、加熱処理に伴うスラブ中心部および端部の温
度変化を示したグラフ、 第４図は、スラブの端部温度測定位置の説明図、第５図
は、誘導加熱炉の縦断面図、 第６図は、誘導加熱炉の横断面図、 第７図は、誘導コイルと鋼材との距離！の変動に伴う鋼
材の温度分布の変化を示したグラフ、第８図は、誘電加
熱要領の説明図、 第９図は、溶着の発生状況を、電極押し付は圧力と電極
見かけ電流密度との関係で示したグラフである。 １・・・鋼材　　　　　　２・・・炉壁３・・・サポー
トビーム　４・・・誘導コイル５・・・電極　　　　　
　６・・・燃焼炉７・・・誘導加熱炉　　　８・・・直
接通電加熱炉第１図 り 第２図 第３図 Ｉ寺覆す　− 第４図 −Δｔ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スラブを熱間圧延に先立って、加熱するに当たり、 該スラブを誘導加熱によって所定の温度まで加熱したの
   ち、スラブ端部に対し、その幅方向から、スラブ長手方
   向の温度分布の均一化をもたらす直接通電加熱を施すこ
   とを特徴とするスラブの均一加熱方法。