JPH0536467A

JPH0536467A - 通電加熱装置

Info

Publication number: JPH0536467A
Application number: JP3212692A
Authority: JP
Inventors: Masaru Fukuyama; 勝福山; Shigeto Fujii; 茂登藤井; Tadashi Ishimoto; 忠志石元; Takayuki Uchida; 貴之内田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-07-30
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1993-02-12
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPH0810617B2

Abstract

(57)【要約】【目的】被加熱材を連続送給しつつ通電ロールの間で
通電加熱する際に、加熱入側及び加熱出側の両方、特に
非常に高温となる加熱出側においても、通電ロールと被
加熱材との間でのスパークの発生を防止することができ
るようにする。【構成】連続送給される帯状鋼板１０の送給路Ｌに沿
って配置された一組のロール対２０、３０を、それぞれ
押えロール２１と通電ロール２２との対、押えロール３
１と通電ロール３２との対によって構成し、両押えロー
ル２１、３１を圧下するシリンダを設ける。押えロール
２１の外周には弾性ゴム層２１３を積層し、押えロール
３１の外周には弾性ゴム層３１３を積層すると共にこの
外周に耐熱性を有するシェル３１４を積層する。押えロ
ール２１の弾性ゴム層２１３、押えロール３１の弾性ゴ
ム層３１３及びシェル３１４が、径方向に弾性変形して
偏平となり、押えロール２１、３１と帯状鋼板１０と
が、また帯状鋼板１０と通電ロール２２、３２とが、帯
状鋼板１０の全幅に亘って完全に接触する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導電性を有する被加熱
材を連続送給しつつ通電加熱するようにした通電加熱装
置に係り、例えば帯状鋼板を焼入れ、焼なまし等の各種
熱処理のために加熱する際に用いられる通電加熱装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば帯状鋼板を焼入れ、焼
なまし等の各種熱処理のために加熱する装置として、帯
状鋼板を連続送給しつつ通電して加熱するようにした通
電加熱装置がある。図５はこの種の通電加熱装置の一従
来例における概略図であり、帯状鋼板１の送給路Ｌに沿
って所定間隔を隔てて一組のロール対２、３が配置され
ている。ロール対２、３は、それぞれ帯状鋼板１を挟持
する上下一対の導電性を有する通電ロール２ａ、２ｂの
対及び３ａ、３ｂの対によって構成されている。なお、
各通電ロール２ａ〜３ｂはそれぞれ軸４を中心に回転自
在であり、帯状鋼板１の矢印方向への連続送給に同期し
てモータにより回転駆動される場合もある。この装置に
おいて、交流電源６から供給される交流電圧をトランス
５によって変圧し、給電線７を介して各通電ロール２ａ
〜３ｂに印加する。これにより、送給路Ｌに沿って矢印
方向へ連続送給される帯状鋼板１が、ロール対２、３の
間において通電加熱される。

【０００３】ところで、図６の断面図に示すように、連
続送給されて通電加熱される帯状鋼板１には、幅方向に
おける厚み偏差（クラウン）が存在し、また、通電ロー
ル２ａ、２ｂには、製造時の直径寸法が完全であっても
稼働中に軸方向における温度偏差によって直径偏差（サ
ーマルクラウン）が発生する。なお、図６は説明のため
に誇張して描いてあり、通電ロール３ａ、３ｂ側も同様
である。このため、通電ロール２ａ、２ｂと帯状鋼板１
との間、特にエッジドロップによって隙間が大きいエッ
ジ部分で接触不良が生じ、両方の間にスパークが発生す
る。これにより、通電ロール２ａ、２ｂの表面及び帯状
鋼板１の表面にスパーク疵が入り、特に通電ロール２
ａ、２ｂのスパーク疵は以後継続的に帯状鋼板１に転写
疵を生じさせてしまう。この結果、帯状鋼板１の品質低
下、通電ロール２ａ、２ｂの寿命低下などが問題となっ
ており、さらに、スパークの発生を防止するためには、
通電ロール２ａ、２ｂへの通電電流値を非常に小さくせ
ざるを得ないという問題もあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような問題の対
策として、本発明者は、図７の断面図に示すように、ロ
ール対２を、押えロール２ｃと通電ロール２ｂとの対に
よって構成し、押えロール２ｃを圧下させることを検討
した。即ち、押えロール２ｃは、その表面に弾性ゴム層
８がライニングされた押えロールであり、押えロール２
ｃに圧下力Ｐを付与して帯状鋼板１に圧着させる。これ
によれば、押えロール２ｃに圧下力Ｐが付与されると、
帯状鋼板１に接触する弾性ゴム層８が弾性変形して偏平
となるので、押えロール２ｃと被加熱材１とが、また、
被加熱材１と通電ロール２ｂとが、被加熱材１の全幅に
亘って確実に接触される。従って、被加熱材１と通電ロ
ール２ｂとの間でのスパークの発生を防止することが可
能となる。

【０００５】しかしながら、上記検討例の構成は、低温
側である送給路Ｌの加熱入側におけるロール対２にのみ
適用することが可能である。即ち、高温側である加熱出
側では、帯状鋼板１が加熱されて非常に高温（例えば鋼
の焼入れにおいては７５０〜８００℃）になるので、加
熱入側のようなゴムライニングされた押えロール２ｃで
は、弾性ゴム層８が帯状鋼板１に融着する等の問題が生
じ、当然ながら使用することはできない。このため、加
熱出側のロール対３としては、前述のような通電ロール
３ａ、３ｂの対を使用せざるを得ず、これら通電ロール
３ａ、３ｂと帯状鋼板１との間でのスパークの発生を防
止することは極めて困難であった。従って、スパーク発
生に起因する帯状鋼板１の品質低下、通電ロール３ａ、
３ｂの寿命低下、通電可能電流の低限界などは、依然と
して解決できない問題であった。なお、加熱出側におい
ては、通電ロールのサーマルクラウンを小さくするため
に、内部にヒートパイプを有する冷却式の通電ロールが
使用されることもあるが、ヒートパイプの熱媒の問題か
ら例えば４５０℃以下でしか使えず、加熱温度に限度が
あった。

【０００６】そこで本発明は、被加熱材を連続送給しつ
つ通電ロールの間で通電加熱する際に、加熱入側及び加
熱出側の両方、特に非常に高温となる加熱出側において
も、通電ロールと被加熱材との間でのスパークの発生を
防止することができるようにした通電加熱装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、連続送給される被加熱材をその送給路に
沿って所定間隔を隔てて配置されたロール対に接触さ
せ、これらロール対の間で前記被加熱材を通電加熱する
通電加熱装置において、前記ロール対をそれぞれ前記被
加熱材を挟んで対向する押えロールと通電ロールとの対
によって構成すると共に、それら両押えロールを圧下さ
せる圧下手段を設け、前記両押えロールを、それらの表
面近傍に弾性を有する層を積層して径方向に弾性変形可
能に構成し、これら両押えロールのうち少なくとも加熱
出側の押えロールには、その表面に耐熱性を有する層を
積層したものである。

【０００８】

【作用】上記のように構成された本発明によれば、押え
ロールが圧下手段によって圧下されると、この押えロー
ルの弾性を有する層が径方向に弾性変形して偏平となる
ので、押えロールと被加熱材とが、また、被加熱材と通
電ロールとが、被加熱材の全幅に亘って確実に接触され
る。さらに、加熱出側の押えロールの表面に耐熱性を有
する層が積層されているので、非常に高温となる被加熱
材に接触しても、弾性を有する層が非加熱材に融着する
等の問題は生じない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を適用した通電加熱装置の実施
例を図１〜図４を参照して説明する。まず、図４は装置
全体を示すものであり、被加熱材である帯状鋼板１０の
送給路Ｌに沿って所定間隔を隔てて一組のロール対２
０、３０が配置されている。これらロール対２０、３０
は、それぞれ押えロール２１と通電ロール２２との対、
押えロール３１と通電ロール３２との対によって構成さ
れ、帯状鋼板１０を挟んで対向配置されている。なお、
各ロール２１、２２、３１、３２はそれぞれ軸２１１、
２２１、３１１、３２１を中心に回転自在であり、通電
ロール２２、３２は帯状鋼板１０の矢印方向への連続送
給に同期してモータにより回転駆動される場合もある。
そして、押えロール２１、３１は、例えばシリンダ４０
等からなる圧下手段により軸２１１、３１１に圧下力Ｐ
が付与されることによって、帯状鋼板１０に圧着されて
いる。

【００１０】ところで、図１の断面図に示すように、送
給路Ｌの加熱入側の押えロール２１（直径４５０mm程
度）は、直径１５０mm程度の軸２１１と、厚さ１５mm程
度の金属製のボビン２１２と、この外周に積層された厚
さ１５〜３０mm程度の弾性ゴム層２１３とによって構成
されている。また、図１及び図３の断面図に示すよう
に、送給路Ｌの加熱出側の押えロール３１（直径４５０
mm程度）は、直径１５０mm程度の軸３１１と、厚さ１５
mm程度の金属製のボビン３１２と、この外周に積層され
た厚さ１５〜３０mm程度の弾性ゴム層３１３と、さらに
この外周に積層された厚さ５〜１５mm程度の金属製のシ
ェル３１４とによって構成されている。なお、弾性ゴム
層３１３には冷却水路を設けても良い。さらに、図２の
断面図は加熱出側の押えロール３１の別の例を示すもの
であり、上記弾性ゴム層３１３に代えて弾性金属層３１
５としている。この弾性金属層３１５は、例えばステン
レス線材からなる不織布または織布の巻付け、ステンレ
ス薄板の多層巻き等を用いることができる。なお、図示
しないが、上記弾性ゴム層３１３や弾性金属層３１５に
代えて、非金属の弾性材料、例えばカーボンスリーブ等
を用いることもできる。また、表面に積層された金属製
のシェル３１４としては、例えば耐熱鋼、アルミナ−ジ
ルコニア系などの導電性セラミックを含有する金属、等
を溶射することによって形成することができる。さら
に、機械構造用炭素鋼からなる薄肉管なども用いること
ができる。上述のように、弾性ゴム層２１３、３１３や
弾性金属層３１５等によって、押えロール２１、３１の
表面近傍が径方向に弾性変形可能に構成される。そし
て、特に押えロール３１の表面に積層されたシェル３１
４は、耐熱性を発揮すると共に弾性変形も可能であり、
さらに表面の円滑性を良好にする。

【００１１】なお、図１〜図３に示すように、送給路Ｌ
の加熱入側及び加熱出側の通電ロール２２、３２は共に
直径４５０mm程度のものであり、直径１５０mm程度の軸
２２１、３２１と、厚さ３０mm程度の心金２２２、３２
２と、この外周に積層された厚さ２５mm程度の金属製の
シェル２２３、３２３とによって構成されている。な
お、心金２２２、３２２は冷却水路付きであっても良
く、シェル２２３、３２３は例えば機械構造用炭素鋼か
らなる鋼管などを用いることができる。

【００１２】次に、図４に示すように、この実施例装置
においては、帯状鋼板１０への通電手段として、ロール
対２０、３０の間において帯状鋼板１０の外周囲に環状
トランス５０が配置されている。この環状トランス５０
は、例えば磁路として好適な性質を有する珪素鋼板を矩
形環状に形成して所定の長さに積層した環状鉄心５１
と、この環状鉄心５１の内外周に沿って巻回させた一次
コイル５２とによって構成されている。その環状鉄心５
１の環内に帯状鋼板１０が挿通されている。そして、環
状トランス５０の一次コイル５２は、パワーコントロー
ルスイッチを有する交流電源６０に接続されている。

【００１３】また、図４に示すように、前記通電ロール
２２、３２は例えばそれらの軸２２１、３２１に受電部
を有し、これら受電部にそれぞれ摺動子７１が摺接され
ている。そして、これら一対の摺動子７１の間に導電部
材（いわゆるブスバー）７０が架設され、これによって
通電ロール２２、３２の間が電気的に接続されている。
この導電部材７０は、所定の幅及び厚さを有する銅材な
どの良導電材が用いられる。ここで、通電ロール２２、
３２の間における帯状鋼板１０の電気抵抗Ｒ１と導電部
材７０の電気抵抗Ｒ２との関係は、Ｒ１＞＞Ｒ２に設定
されている。なお、導電部材７０は、環状トランス５０
及び帯状鋼板１０の上下にほぼ等間隔で近接して配置さ
れ、通電ロール２２、３２の近傍で一体に結合されて摺
動子７１に接続されている。

【００１４】上記のように構成された通電加熱装置にお
いては、交流電源６０から環状トランス５０の一次コイ
ル５２に一次電圧が印加されると、一次コイル５２の環
内に挿通された帯状鋼板１０が二次コイルとして機能す
るので、その帯状鋼板１０に二次電圧が誘起される。通
電ロール２２、３２の間が導電部材７０によって電気的
に接続されているので、通電ロール２２、３２を介して
帯状鋼板１０及び導電部材７０によって短絡回路が形成
され、帯状鋼板１０に発生した二次電流は導電部材７０
を帰線として流れることになる。帯状鋼板１０に誘起さ
れた二次電圧は、帯状鋼板１０における電圧降下と導電
部材７０における電圧降下とによって消費されるが、
（帯状鋼板１０の電気抵抗）＞＞（導電部材７０の電気
抵抗）に設定されているので、二次電圧の殆どが帯状鋼
板１０の加熱のために消費され、導電部材７０における
損失は極めて少ない。これにより、帯状鋼板１０が極め
て効率良く通電加熱される。

【００１５】ところで、上記通電加熱の際、押えロール
２１、３１は、シリンダ４０によって圧下され、帯状鋼
板１０を通電ロール２２、３２に圧着させる。即ち、図
１〜図３に示すように、押えロール２１の弾性ゴム層２
１３が、また押えロール３１の弾性ゴム層３１３（弾性
金属層３１５）及びシェル３１４が、径方向に弾性変形
して偏平となる。これにより、帯状鋼板１０の幅方向に
おける厚み変動、通電ロール２２、３２の軸方向におけ
る直径変化があっても、押えロール２１、３１と帯状鋼
板１０とが、また、帯状鋼板１０と通電ロール２２、３
２とが、帯状鋼板１０の全幅に亘って完全に接触する。
また、図１及び図２に示すように、帯状鋼板１０が通電
ロール２２、３３の周面に広い面積で接触し、帯状鋼板
１０の長手方向の接触長さ（ニップ長）も大きくなる。
従って、通電ロール２２、３２と帯状鋼板１０との間で
のスパークの発生を防止することができる。しかも、加
熱出側の押えロール３１は、表面に耐熱性を有するシェ
ル３１４が積層されているので、非常に高温となる帯状
鋼板１０に接触しても、弾性ゴム層３１３（弾性金属層
３１５）が帯状鋼板１０に融着する等の問題は全く生じ
ない。

【００１６】以上、本発明の実施例に付き説明したが、
本発明は上記実施例に限定されることなく、本発明の技
術的思想に基づいて各種の有効な変更並びに応用が可能
である。例えば、押えロールの弾性を有する層は実施例
以外にも各種の有効な材料を用いることができる。ま
た、実施例では加熱入側の押えロールとしてゴムライニ
ングロールを示したが、この加熱入側においても加熱出
側と同様な押えロールを用いて良い。なお、実施例では
環状トランスによって帯状鋼板に電圧を誘起させて加熱
する構成を説明したが、電源供給手段（交流電源及びト
ランス）から両通電ロールに直接給電する構成でも良
い。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加熱入側と加熱出側とに配置される両押えロールの表面
近傍に弾性を有する層が積層され、さらに、少なくとも
加熱出側の押えロールの表面に耐熱性を有する層が積層
されているので、加熱入側及び加熱出側の両方、特に非
常に高温となる加熱出側においても、融着などの問題が
生じることなく、被加熱材と通電ロールとを全幅に亘っ
て完全に接触させることができる。従って、被加熱材と
通電ロールとの間でのスパークの発生を効果的に防止す
ることができ、被加熱材の品質向上並びに通電ロールの
長寿命化を図ることができる。そして、スパークが発生
しない通電電流値を極めて大きくすることができるの
で、ロール対の配置間隔即ち加熱長さの短縮が可能であ
り、設備の著しいコンパクト化並びに設備費用の大幅な
低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における加熱入側及び加熱出側
のロール対の断面図である。

【図２】別の例における加熱出側のロール対の断面図で
ある。

【図３】図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図であ
る。

【図４】実施例における通電加熱装置全体の正面図であ
る。

【図５】通電加熱装置の一従来例における概略図であ
る。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。

【図７】本発明に先立つ検討例における図６と同様な断
面図である。

【符号の説明】

１０帯状鋼板（被加熱材）２０、３０ロール対２１、３１押えロール２２、３２通電ロール２１３、３１３弾性ゴム層３１４シェル３１５弾性金属層４０シリンダ（圧下手段）５０環状トランス６０交流電源７０導電部材

フロントページの続き (72)発明者内田貴之富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続送給される被加熱材をその送給路に
沿って所定間隔を隔てて配置されたロール対に接触さ
せ、これらロール対の間で前記被加熱材を通電加熱する
通電加熱装置において、前記ロール対をそれぞれ前記被加熱材を挟んで対向する
押えロールと通電ロールとの対によって構成すると共
に、それら両押えロールを圧下させる圧下手段を設け、前記両押えロールを、それらの表面近傍に弾性を有する
層を積層して径方向に弾性変形可能に構成し、これら両
押えロールのうち少なくとも加熱出側の押えロールに
は、その表面に耐熱性を有する層を積層したことを特徴
とする通電加熱装置。
【請求項２】前記両通電ロールが、導電部材によって
電気的に接続される通電ロールであり、これら両通電ロ
ールの間における前記被加熱材の外周囲に環状トランス
が配置されることを特徴とする請求項１記載の通電加熱
装置。
【請求項３】前記両通電ロールが、電源供給手段に接
続される通電ロールであり、これら両通電ロールを介し
て前記電源供給手段から前記被加熱材に給電されること
を特徴とする請求項１記載の通電加熱装置。