JPH0562761A

JPH0562761A - 通電加熱装置

Info

Publication number: JPH0562761A
Application number: JP24466591A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Nishimura; 高明西村; Yukihiro Takano; 幸弘鷹野; Haruo Fukazawa; 晴雄深沢
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-08-29
Filing date: 1991-08-29
Publication date: 1993-03-12
Anticipated expiration: 2010-08-02
Also published as: JPH0773074B2

Abstract

(57)【要約】【目的】通電加熱によって被加熱材を加熱する装置に
おいて、被加熱材の加熱温度を高精度で制御する。【構成】装置の運転開始時や、送給される被加熱材Ｗ
の異なる材料の接続点が加熱ゾーンを通過する時などの
非定常状態においては、スイッチ６０をオフとし、加算
部６２に入力される電流値に基づき電流制御によって被
加熱材Ｗの温度を制御する。定常状態においては、スイ
ッチ６０を閉じ、比較部４０に入力される電圧値または
比較部５０に入力される電力値に基づき、電圧または電
力制御によって被加熱材Ｗの温度を制御する。定常状態
においては外乱の影響の少ない安定した温度制御を行え
るとともに、所望の温度を得るための電圧または電力が
設定不可能な非定常状態においても温度制御を行うこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大量生産される導電性
を有する被加熱材を連続的に高速送給しつつ、通電加熱
する通電加熱装置、たとえば鋼材を亜鉛メッキのための
予熱処理として加熱する通電加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】導電性を有する被加熱材、たとえば鋼材
を、メッキのための予熱、焼きなまし、焼き入れ等の各
種目的のために連続的に高速送給しつつ被加熱材に交流
を通電し、抵抗加熱によって被加熱材を加熱する装置が
知られている。このような装置としてたとえば、被加熱
材を挟んで対向する導電性のロール電極を連続送給され
る被加熱材の送り通路において所定の間隔を隔てて２組
設け、２組のロール電極の間に交流電圧を印加すること
により、被加熱材を加熱するものがある。すなわち、送
給される被加熱材は２組のロール電極の間の送り通路に
おいて所定の交流電圧が印加され、これにより加熱され
る。

【０００３】また、被加熱材の送り通路において所定の
間隔を隔てて被加熱材を挟む導電性のロール電極が２組
設けられ、２組のロール電極の間において被加熱材の周
囲に環状トランスを配置したものが知られている。この
ような装置においては、環状トランスの環内が被加熱材
の送り通路となるように形成され、環状トランスに電源
から一次電圧が印加されることにより被加熱材に２次電
圧が誘起されて被加熱材が通電加熱されるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のような通電加熱
装置においては、被加熱材を所定の温度に加熱するた
め、装置に供給される電流、電圧、または電力を制御し
ている。

【０００５】電流を制御する方法の場合には、設定電流
が所定の値となる長所があるが、加熱により得られる被
加熱材の温度が電流の力率、被加熱材の比熱、固有抵抗
および断面積により影響される。一般に、被加熱材の固
有抵抗値は被加熱材の温度に大きく依存し、たとえば中
炭素鋼の固有抵抗は、２０℃では１４．４０μΩｃｍ、
４００℃では４６．１５μΩｃｍと変化する。このよう
に固有抵抗などの物性値が変動し、電流を制御する方法
は得られる被加熱材の温度がこれらの物性値によって影
響されるため、安定した制御ができないという欠点があ
る。

【０００６】これに対して電圧を制御する方法の場合に
は、得られる被加熱材の温度が被加熱材の断面積に影響
されない。また、電力を制御する方法の場合には、得ら
れる被加熱材の温度が被加熱材の固有抵抗の影響を受け
ず、断面積による影響も少なくできる。

【０００７】したがって、電力または電圧を制御する方
法によれば、被加熱材の状態による影響を少なくでき、
外乱に強い安定した温度制御を行うことができる。しか
し、装置の起動直後や異なるサイズの被加熱材のつなぎ
目の通過時などのような、被加熱材の温度分布が安定し
ていない非定常状態においては、所望の温度を得るため
に必要な電力または電圧を決定することが不可能である
ため、電力または電圧を制御することによる温度制御を
行うことができないという問題があった。

【０００８】本発明は、上記のような問題点を解消し、
装置の起動直後や異なるサイズの被加熱材のつなぎ目の
通過時などのような非定常状態においても被加熱材の温
度制御を適切に行うことのできる通電加熱装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の通電加熱装置
は、連続送給される被加熱材を、被加熱材の送り通路の
入り側に配置されたロール電極に接触させるとともに、
被加熱材の出側に設けられたロール電極または金属浴に
接触させることにより、通電加熱する。

【００１０】通電加熱装置は、被加熱材に供給される電
流を制御することによって被加熱材の加熱温度を制御す
る電流制御手段と、被加熱材に供給される電力を制御す
ることによって被加熱材の加熱温度を制御する電力制御
手段と、被加熱材に供給される電圧を制御することによ
って被加熱材の加熱温度を制御する電圧制御手段とを有
し、非定常状態においては電流制御手段による制御によ
って被加熱材の加熱温度を制御し、定常状態においては
電力制御手段および電圧制御手段のいずれかによる制御
によって被加熱材の加熱温度を制御する。

【００１１】

【作用】本発明によれば、入り側のロール電極と出側の
ロール電極または金属浴との間に交流電圧が印加され、
被加熱材が通電加熱される。また、環状トランスが設け
られた場合には、環状トランスに電圧が印加されること
により、被加熱材に２次電圧が誘起され、被加熱材が通
電加熱される。

【００１２】被加熱材の加熱温度の制御は、非定常状態
においては電流制御手段による制御によって行われ、定
常状態においては電力制御手段または電圧制御手段によ
る制御によって行われる。したがって、装置の起動直後
や異なるサイズの被加熱材のつなぎ目の通過時などのよ
うな非定常状態時に、電力または電圧の決定が不可能な
場合においても、電流を制御することによって被加熱材
の温度制御を行うことができる。また、定常状態におい
ては、電力または電圧を制御することによって外乱に強
い安定した制御を行うことができる。

【００１３】

【実施例】図３は本発明の通電加熱装置の通電加熱機構
の第１の実施例を示す図である。被加熱材Ｗの送り通路
Ｌの入り側には、ゴム材等がライニングされた補助ロー
ルＲ１と導電性のロール電極Ｒ２とが、被加熱材Ｗを挟
んで対向して配置されている。出側にも同様に補助ロー
ルＲ３とロール電極Ｒ４が対向して設けられている。被
加熱材Ｗは、たとえば鋼板などの導電性を有する金属板
である。ロール電極Ｒ２およびＲ４の間には慴動子Ｓ
１、Ｓ２を介して導電部材１４が接続されている。

【００１４】トランス１２の１端に接続された導電部材
１４は、被加熱材Ｗの上下に配置された導電部材１４ａ
1 及び１４ａ2 に接続される。さらにトランス１２の他
端に接続された導電部材１４は、導電部材１４ｂ1 およ
び１４ｂ2 に接続される。導電部材１４ａ1 及び１４ｂ
1 はそれぞれ通電ロールＲ２，Ｒ４近傍で導電部材１４
ａ2 ，１４ｂ2 に接続される。導電部材１４ａ2 は通電
ロールＲ２の慴動子Ｓ１に、１４ｂ2 はＲ４の慴動子Ｓ
２に接続される。トランス１２は交流電源１０に接続さ
れ、交流電源１０から供給される電圧がトランス１２に
よって変圧され、導電部材１４を通してロール電極Ｒ２
およびＲ４に供給される。

【００１５】被加熱材Ｗには補助ロールＲ１、ロール電
極Ｒ２および補助ロールＲ３、ロール電極Ｒ４に挟まれ
た送り通路において、ロール電極Ｒ２およびＲ４から供
給された交流電圧が印加され、被加熱材Ｗが通電加熱さ
れる。

【００１６】本装置においては導電部材１４が被加熱材
Ｗの両側に設けられているから、被加熱材Ｗの振動を防
止できる。また、送り通路の入り側にチョークＣＨを設
け、加熱ゾーンから入り側に電圧が漏れないようにして
いる。さらに、チョークＣＨの直前には接地ロールＲ０
１、Ｒ０２が設けられ、入り側を接地して安全を保って
いる。

【００１７】ロール電極Ｒ２、Ｒ４および補助ロールＲ
１、Ｒ３は、被加熱材Ｗの巾以上の軸方向長さを有し、
それぞれの周面が送り通路Ｌを挟んで被加熱材Ｗがそれ
ぞれの周面と接触しつつ通過可能な所定間隙を隔てて相
対向させて配置されている。導電部材１４は、所定の
巾、厚みを有する銅材等の良導電材により形成されてい
る。

【００１８】慴動子Ｓ１、Ｓ２は導電部材１４の両端に
それぞれ接続されるとともに、ロール電極Ｒ２およびロ
ール電極Ｒ４それぞれを構成するロールの回転軸に設け
た受電部と慴動接触可能にされている。

【００１９】なお、図示しないが、金属ロール、セラミ
ックコーティングロール、セラミックロール等のサポー
トロールを被加熱材Ｗの送り通路に設けてもよい。

【００２０】この装置において、電源１０から交流電圧
が供給され、トランス１２で所定の電圧に変換され、導
電部材１４を通してロール電極Ｒ２および４に供給され
る。これによりロール電極Ｒ２およびロール電極Ｒ４間
の送り通路を通過する被加熱材Ｗには交流電圧が印加さ
れ、被加熱材Ｗが通電加熱される。

【００２１】次に、このような機構の装置において行わ
れる、被加熱材Ｗに対する温度制御について説明する。
被加熱材Ｗに対する温度制御は、被加熱材Ｗのサイズ、
送り速度、比熱、所望の昇温温度等から予め求める所要
電力、所要電流、所要電圧のいずれかを被加熱材Ｗに与
えるようトランス１２への入力を予め所定に設定して運
転するプリセット方式、および装置の出側で被加熱材Ｗ
の温度を測定し、当該測定値が予定された温度との間に
差異がある場合に、差異に相当する電力を調整するフィ
ードバック方式によって行われる。

【００２２】図１には、図３の装置における被加熱材Ｗ
に対する温度制御のための電流設定回路のブロック線図
が示されている。比較部４０には電圧期待値Ｖおよび電
圧実績値Ｖa が入力される。電圧期待値Ｖは、被加熱材
Ｗの所望温度を基に予め所定の値に設定される。電圧実
績値Ｖa は装置に実際に供給された電圧値である。比較
部４０はこれらの２つの電圧値を比較し、その差を動作
量として電圧電流変換部４２に出力する。

【００２３】電圧電流変換部４２は、入力された電圧値
を抵抗期待値Ｒによって除算し、電流値に変換し、ＰＩ
Ｄ演算部４４へ出力する。ＰＩＤ演算部４４は、入力さ
れた電流値に対してＰＩＤ演算を行う調節部である。す
なわち、入力に比例した出力を得るＰ（比例）動作、入
力の積分値を出力として得るＩ（積分）動作、入力の微
分値を出力として得るＤ（微分）動作の中から、所定の
動作を選択または組み合わせて演算を行う。

【００２４】ＰＩＤ演算部４４からの出力はスイッチ４
６ａに送られる。スイッチ４６ａは後述するスイッチ４
６ｂとともにスイッチを構成し、操作者の操作によって
スイッチ４６ａまたはスイッチ４６ｂの一方が閉じられ
る。スイッチ４６ａの出力は加算部４８に送られる。加
算部４８は、スイッチ４６ａおよびスイッチ４６ｂの出
力を加算する。ただし、スイッチ４６ａおよびスイッチ
４６ｂは一方が閉じられ他方が開放されているから、い
ずれか一方からの入力が加算部４８からの出力として出
力される。

【００２５】比較部５０には電力期待値Ｐおよび電力実
績値Ｐa が入力される。電力期待値Ｐは、被加熱材Ｗの
所望温度を基に予め所定の値に設定される。電力実績値
Ｐaは装置に実際に供給された電力値である。比較部５
０はこれらの２つの電力値を比較し、その差を動作量と
して電力電流変換部５２に出力する。

【００２６】電力電流変換部５２は、入力された電力値
を抵抗期待値Ｒと力率期待値cos φとの積Ｒ・cos φに
よって除算し、電流値の二乗に相当する量に変換し、平
方根算出部５４へ出力する。平方根算出部５４は、入力
された値の平方根を算出し、電流値に相当する量を算出
して。ＰＩＤ演算部５６へ出力する。ＰＩＤ演算部５６
は、ＰＩＤ演算部４４と同様に入力された電流値に対し
てＰＩＤ演算を行う調節部である。

【００２７】ＰＩＤ演算部５６からの出力はスイッチ４
６ｂに送られる。スイッチ４６ｂは、前述のようにスイ
ッチ４６ａとともにいずれかが選択されて閉じられる。
したがって、加算部４８からの出力はスイッチ４６ａま
たは４６ｂのいずれかから送られた値となる。加算部４
８からの出力はスイッチ６０に送られる。スイッチ６０
は自動的に開閉される。即ち、定常状態において閉じら
れ、非定常状態において開かれる。

【００２８】スイッチ６０の出力は加算部６２の一方の
入力に送られる。加算部６２の他方の入力には電流期待
値Ｉが入力される。後述するように、加算部６２にはス
イッチ６０からの入力または電流期待値Ｉのいずれか一
方のみが入力されるから、入力された一方の値がそのま
ま速度補正部６４へ送られる。

【００２９】速度補正部６４は、加算部６２から入力さ
れる電流値を、被加熱材Ｗを送給するライン速度によっ
て補正する補正部である。あらかじめ定められたライン
速度Ｕ0 の時に必要とされる電流値をＩ0 とすると、実
際のライン速度設定値Ｕの場合の電流値Ｉは、下記の式
で求められる。

【００３０】

【数２】

【００３１】ここでＫは定数であり、Ｋ＝０．９５〜
１．０５である。速度補正部６４は、このようにライン
速度に応じて電流値を補正し、トランス１２へ出力す
る。

【００３２】上記のような制御回路において、被加熱材
Ｗが非定常状態にあるときは自動的にスイッチ６０が開
放される。これにより、加算部６２には電流期待値Ｉの
みが入力される。したがって、この電流期待値Ｉが速度
補正部６４で補正され電流指令となる。したがって、こ
の場合には定常状態の電流期待値Ｉに基づいてトランス
１２へ供給される電流が制御される。

【００３３】定常状態になると、スイッチ６０が閉じら
れるとともに、スイッチ４６ａまたは４６ｂのいずれか
が閉じられる。電圧制御が行われる場合にはスイッチ４
６ａが閉じられ、ＰＩＤ演算部４４においてＰＩＤ演算
された、電圧値を基にしたデータがスイッチ４６ａ、加
算部４８、スイッチ６０を通して加算部６２へ送られ
る。加算部６２において入力される電流期待値Ｉと加算
された後、速度補正部６４に送られ、前述の速度補正が
行われた値が電流指令となる。したがってこの場合に
は、比較部４０に入力される電圧期待値Ｖおよび電圧実
績値Ｖa を基にした電圧制御によってトランス１２に供
給される電流値が設定される。

【００３４】電力制御が行われる場合にはスイッチ４６
ｂが閉じられ、ＰＩＤ演算部５６においてＰＩＤ演算さ
れた、電力値を基にしたデータがスイッチ４６ｂ、加算
部４８、スイッチ６０を通して加算部６２へ送られ、前
記の電圧制御の場合と同様に新たに電流指令が演算され
る。したがってこの場合には、比較部５０に入力される
電力期待値Ｐおよび電力実績値Ｐa を基にした電力制御
によってトランス１２に供給される電流値が設定され
る。

【００３５】図２には、図３の装置における被加熱材Ｗ
に対する温度制御のための電流設定回路の他の実施例の
ブロック線図が示されている。この回路においては、図
１の回路の比較部５０の前に、比較部７０、温度電力変
換部７２、ＰＩＤ演算部７４、スイッチ７６、加算部８
０が付加されている。

【００３６】比較部７０には温度の目標値Ｔとサンプリ
ングされた温度実績値Ｔa とが入力される。比較部７０
はこれらの値を比較し、その差を動作量として温度電力
変換部７２に出力する。温度電力変換部７２は、比較部
７０から入力された温度差を、比熱期待値ＣP 、密度期
待値ｍ、厚さ期待値Ｈ、巾期待値Ｗなどの物性値または
サイズ値によって電力差に変換する。温度電力変換部７
２からの出力はＰＩＤ演算部７４に送られ、上述のＰＩ
Ｄ演算が行われる。ＰＩＤ演算部７４からの出力は、ス
イッチ７６に送られる。

【００３７】サンプリング制御がおこなわれる場合に
は、スイッチ７６が閉じられ、ＰＩＤ演算部７４からの
出力が加算部８０に送られる。したがってこの場合に
は、加熱ゾーンの出口で測定された被加熱材Ｗの平均温
度に基づいてサンプリング制御が行われる。

【００３８】上記の各装置によれば、トランス１２へ供
給する電流値を、非定常状態においては電流制御により
設定し、定常状態においては電圧制御または電力制御に
より設定する。したがって、定常状態時には電圧制御ま
たは電力制御によって安定した高精度の温度制御を行う
ことができるとともに、電圧または電力の設定が不可能
な非定常状態時には電流制御によって温度制御を行うこ
とができる。更には定常状態で被加熱材の温度を加熱ゾ
ーンの相当長さでサンプリング制御することにより極め
て高精度の温度制御が実現出来る。

【００３９】図３の通電ロールＲ２およびＲ４にはさま
れた長さＬの被加熱材Ｗの加熱ゾーンにおいて、被加熱
材Ｗの比熱ＣP 、密度ｍ、固有抵抗ρ、厚さＨ、巾ｗ、
抵抗Ｒ、供給される電圧Ｖ、電流Ｉ、力率cos φ、電力
Ｐとすると、通電ロールＲ２およびＲ４間の任意の点に
おいて温度Ｔの変化率は、次のように表される。 dT/dt ＝Ｖ・Ｉ cosφ／Cp・ｍ・Ｈ・ｗ ……（１）＝（Ｖ²／Ｒ）× cosφ／Cp・ｍ・Ｈ・ｗ＝〔Ｖ²／（ρ×Ｌ／Ｈ×ｗ）〕× cosφ／Cp・ｍ・Ｈ・ｗ＝Ｖ²・ cosφ／ρ・Ｌ・Cp・ｍ ……（２）＝ＲＩ² cosφ／Cp・ｍ・Ｈ・ｗ＝（ρ・Ｌ／Ｈ×ｗ）・Ｉ² cosφ／Cp・ｍ・Ｈ・ｗ＝Ｉ² cosφ・ρ・Ｌ／Cp・ｍ・Ｈ²・ｗ² ……（３）＝Ｐ／Cp・ｍ・Ｈ・ｗ ……（４）

【００４０】したがって、上記（２）式から、Ｖを一定
とした電圧制御の場合には固有抵抗ρ、比熱ＣP および
力率cos φの影響を受けるが断面積Ｈｗの影響は受けな
いことがわかる。また、（３）式から、Ｉを一定とした
電流制御の場合には固有抵抗ρ、比熱ＣP 、断面積Ｈｗ
および力率cosφの影響を受けることがわかる。また、
（４）式から、Ｐを一定とした電力制御の場合には固有
抵抗ρの影響を受けず、断面積Ｈｗの影響が電流制御の
場合に比較して小さいことがわかる。

【００４１】したがって、上記の本発明の装置によれ
ば、定常状態においては、これらの物性値の影響の少な
い電圧制御または電力制御により安定した制御を行い、
非定常状態においては、電流制御によって電流値を設定
することができる。

【００４２】本装置において、電流制御によって温度制
御を行う非定常状態時とは、たとえば設備運転開始時に
おいて、被加熱材Ｗの停止中に加熱ゾーンに存在してい
た部分が加熱ゾーンから排出されるまでをいう。具体的
な例としては、加熱長さをＬとして、被加熱材Ｗが１〜
１．５Ｌの長さ分送給されるまでを非定常状態として電
流制御によって温度制御を行う。また、異なる被加熱材
Ｗの接続部分が加熱ゾーンを通過する時においては、そ
の接続部分が加熱ゾーンに存在している間を非定常状態
時とする。

【００４３】図４および図７は本発明の通電加熱装置の
通電加熱機構の第２の実施例を示す図である。この装置
においては、被加熱材Ｗへの通電手段として環状トラン
ス２０が設けられている。環状トランス２０は、たとえ
ば磁路として好適な性質を有する珪素鋼板を図７に示す
ようにロ字状部材２２として形成して積層し、所定の長
さとした鉄心と、環の内外周にかけて巻き回した一次コ
イル２４とから構成され、環内が被加熱材Ｗの送り通路
Ｌを形成している。すなわち、環内断面空間の大きさは
移動中の被加熱材Ｗが巾方向に移動、すなわち横揺れす
る距離、上下方向のうねり、たとえば薄鋼板の場合に生
じる板の波やバタツキ等およびカテナリによる被加熱材
Ｗのたわみ等を考慮して、非接触状態で通過可能に設定
される。

【００４４】なお、環状トランス２０は図８に示すよう
な構成のものでもよい。即ち、鉄心２２の環内空間をや
や大としたうえ、当該環内に被加熱材Ｗの送り通路Ｌを
囲む如く、かつ鉄心２２と同心の環状を呈する防護隔壁
２６を設ける。当該防護隔壁２６は１層ないし図示の如
く２層である。１層とした場合の防護隔壁２６は非磁性
体、例えばステンレススチール等の金属材が用いられ、
被加熱材Ｗがトランス２０内通過に際する揺れ、あるい
は破断等の事故時の撥ねで一次コイル２４に接触して破
損するのを防止する。２層とした場合の防護隔壁２６は
上記非磁性体の金属材を内側層２６ａに、断熱材、例え
ば断熱ファイバー等を外側層２６ｂにしてあり、トラン
ス破損防止とともに、被加熱材Ｗからの放射熱による一
次コイル２４の焼損を防止する。また、被加熱材Ｗが一
次コイル２４を破損する恐れのない場合には、断熱材の
みで１層を形成して一次コイル２４の焼損防止をするよ
うにしてもよい。なお、一次コイル２４を管材とし、管
内に当該一次コイル２４冷却用の冷却水を通水する構成
としてもよい。

【００４５】環状トランス２０は電源１０に接続され、
電源１０から環状トランス２０に所定の電圧が印加され
ると、トランスの２次側に相当する被加熱材Ｗに２次電
圧が誘起され、被加熱材Ｗが通電加熱される。なお、環
状トランス２０の巻き数は図示しないタップチェンジャ
ーによって任意に変えることができ、被加熱材Ｗに誘起
される電圧を調節することができる。また、環状トラン
ス２０には、パワーコントロールスイッチを有する電源
１０から給電される。

【００４６】この装置においては、電源１０から環状ト
ランス２０へ給電されると、被加熱材Ｗに２次電圧が誘
起され、被加熱材Ｗに発生した２次電流は慴動子Ｓ１お
よびＳ２を介して接続される導電部材１４を帰線として
流れることになる。この場合、導電部材１４の抵抗は、
被加熱材Ｗの抵抗に比べ著しく小さくなるように設定さ
れるため、電流はほとんどが被加熱材Ｗの加熱のために
消費され、導電部材１４における損失は少ない。したが
って、効率的に被加熱材Ｗを通電加熱するとともに、被
加熱材Ｗに発生した電圧はほとんど被加熱材Ｗの内部で
消費されてしまい、通電ロールＲ２、Ｒ４および導電部
材１４にかかる電圧は非常に低く、加熱装置の周囲に配
置された機器の損傷を防止するとともに、作業者の安全
を保つことができる。

【００４７】図５は本発明の通電加熱装置の通電加熱機
構の第３の実施例を示す図である。この装置において
は、被加熱材Ｗの送り通路の一部に環状トランス２０が
設けられている。したがって、導電部材１４は環状トラ
ンス２０の上下両側に配置されるとともに、環状トラン
ス２０が被加熱材Ｗの周囲に配置されていない部分につ
いては被加熱材Ｗの上下両側に近接して配置されてい
る。

【００４８】図６は本発明の通電加熱装置の第４の実施
例を示す図である。この装置においては、図５の装置の
ロール電極Ｒ４に代えて金属浴３０が設けられている。
金属浴３０は、浴漕３１に溶融金属３２を満たして構成
され、導電部材１４の端部が溶融金属３２内に浸されて
いる。通電加熱されて送られる被加熱材Ｗは、方向転換
ロールＲ５によって方向を変えられ、溶融金属３２内に
浸され、方向転換ロールＲ６によって方向を転換されて
排出される。また、導電部材１４は、ロール電極Ｒ１、
Ｒ２の直後で上側部分１４ａ、下側部分１４ｂに分か
れ、方向転換ロールＲ５の直前で１つにまとめられ、方
向転換ロールＲ５の直後で再び上側部分１４ｃ、下側部
分１４ｄに分かれて、上側部分１４ｃ、下側部分１４ｄ
がそれぞれ溶融金属３２内に浸される。

【００４９】したがって、金属浴３０は図５のロール電
極Ｒ４と同様の作用を有し、環状トランス２０によって
被加熱材Ｗに誘起される電圧はロール電極Ｒ２および金
属浴３０を介して導電部材１４を帰線として流れ、被加
熱材Ｗが加熱される。

【００５０】なお、図示しないが、図３または図４の装
置においても、ロール電極Ｒ４に代えて金属浴３０を用
いるようにしてもよい。

【００５１】このように出側を金属浴３０で構成した場
合には、異なる材料の被加熱材Ｗの接続部分が入り側通
電ロールの手前で加熱長をＬとした場合、（０．８〜
１．２）Ｌに達した時から（２．４〜３．６）Ｌの長さ
移動するまでの間は、電流設定値を一時的に１．０〜
１．０５倍にするのが好ましい。

【００５２】上記の各実施例において、ロール電極Ｒ
２、Ｒ４には、雰囲気の塵埃、被加熱材Ｗが持ち込む塵
埃が徐々に推積する場合があって、被加熱材Ｗとの接触
を不良とする際には、ロールクリーナを配置することも
ある。

【００５３】また、補助ロールＲ１、Ｒ３を、導電性の
材料によって形成されるロール電極Ｒ１、Ｒ３に置き換
えてもよい。この場合には、ロール電極Ｒ１およびＲ３
の間に導電部材１４を接続するようにしてもよい。

【００５４】付言ではあるが、本発明装置は水平や垂直
配置のみならず、任意の角度で配置可能である。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、被加熱材の加熱温度の
制御は、非定常状態においては電流制御手段による制御
によって行われ、定常状態においては電力制御手段また
は電圧制御手段による制御によって行われる。したがっ
て、装置の起動直後や異なるサイズの被加熱材のつなぎ
目の通過時などのような非定常状態時に、電力または電
圧の決定が不可能な場合においても、電流を制御するこ
とによって被加熱材の温度制御を行うことができる。ま
た、定常状態においては、電力または電圧を制御するこ
とによって外乱に強い安定した制御を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の通電加熱装置の被加熱材Ｗに対する温
度制御のための電流設定回路の一実施例のブロック線図
である。

【図２】本発明の通電加熱装置の被加熱材Ｗに対する温
度制御のための電流設定回路の他の実施例のブロック線
図である。

【図３】通電加熱装置の通電機構の第１の実施例を示す
概略構成図である。

【図４】通電加熱装置の通電機構の第２の実施例を示す
概略構成図である。

【図５】通電加熱装置の通電機構の第３の実施例を示す
概略構成図である。

【図６】通電加熱装置の通電機構の第４の実施例を示す
概略構成図である。

【図７】通電加熱装置に用いられる環状トランスを示す
断面図である。

【図８】通電加熱装置に用いられる環状トランスを示す
断面図である。

【符号の説明】

１０電源１２トランス１４導電部材２０環状トランス３０金属浴４０比較部４２電圧電流変換部４４ＰＩＤ演算部４８加算部５０比較部５２電力電流変換部５４平方根算出部５６ＰＩＤ演算部６２加算部６４速度補正部７０比較部７２温度電力変換部７４ＰＩＤ演算部８０加算部Ｒ１、Ｒ３補助ロールＲ２、Ｒ４ロール電極Ｓ１、Ｓ２慴動子Ｗ被加熱材Ｌ送り通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続送給される被加熱材を、該被加熱材
の送り通路の入り側に配置されたロール電極に接触させ
るとともに、前記被加熱材の出側に設けられた導電機構
に接触させることにより、前記被加熱材を通電加熱する
装置において、該装置は、前記被加熱材に供給される電流を制御することによって
前記被加熱材の加熱温度を制御する電流制御手段と、前記被加熱材に供給される電力を制御することによって
前記被加熱材の加熱温度を制御する電力制御手段と、前記被加熱材に供給される電圧を制御することによって
前記被加熱材の加熱温度を制御する電圧制御手段とを有
し、非定常状態においては前記電流制御手段による制御によ
って前記被加熱材の加熱温度を制御し、定常状態においては前記電力制御手段および前記電圧制
御手段のいずれかによる制御によって前記被加熱材の加
熱温度を制御することを特徴とする通電加熱装置。
【請求項２】前記通電加熱装置の設備運転開始時にお
いては、前記被加熱材の停止中に該被加熱材の加熱ゾーンに存在
した部分が該加熱ゾーンから排出されるまでは前記電流
制御手段による制御によって前記被加熱材の加熱温度を
制御し、その後、前記電力制御手段および前記電圧制御手段のい
ずれかによる制御によって前記被加熱材の加熱温度を制
御することを特徴とする請求項１に記載の通電加熱装
置。
【請求項３】前記被加熱材の異なる材質を接続した接
続部分の通過時においては、前記接続部分が前記被加熱
材の加熱ゾーンに存在する間は前記電流制御手段による
制御によって前記被加熱材の加熱温度を制御し、その後、前記電力制御手段および前記電圧制御手段のい
ずれかによる制御によって前記被加熱材の加熱温度を制
御することを特徴とする請求項１に記載の通電加熱装
置。
【請求項４】前記通電加熱装置はさらに、前記被加熱
材の加熱ゾーンの出側で前記被加熱材の温度を測定する
温度測定手段と、前記温度測定手段により測定された前記被加熱材の温度
に基づき、前記被加熱材の加熱ゾーンの相当長さでサン
プリング制御を行うことにより前記電力制御手段による
制御を補正するサンプリング制御手段を有することを特
徴とする請求項１から３のいずれかに記載の通電加熱装
置。
【請求項５】前記通電加熱装置の設備運転開始時にお
いては、前記通電加熱装置の長さをＬとして、前記被加熱材が
（１〜１．５）Ｌの長さ分、送給される間は前記電流制
御手段による制御によって前記被加熱材の加熱温度を制
御し、その後、前記電力制御手段および前記電圧制御手段のい
ずれかによる制御によって前記被加熱材の加熱温度を制
御することを特徴とする請求項２に記載の通電加熱装
置。
【請求項６】前記通電加熱装置はさらに、前記被加熱
材の加熱ゾーンの出側で前記被加熱材の温度を測定する
温度測定手段を有し、前記被加熱材の温度をフィードバック値として前記電圧
制御手段による制御を行うことを特徴とする請求項１か
ら３のいずれかに記載の通電加熱装置。
【請求項７】前記電流制御手段は、あらかじめ定めら
れたライン速度Ｕ0の場合に必要とされる電圧Ｖ0 に対
し、実際のライン速度Ｕの場合の電流Ｉを、Ｋ＝０．９５〜１．０５として、【数１】とすることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記
載の通電加熱装置。
【請求項８】前記通電加熱装置はさらに、前記ロール
電極および前記導電機構の間に交流電圧を供給する電源
供給手段を有し、前記電源供給手段から前記ロール電極および前記導電機
構を通して前記被加熱材に通電することにより、前記被
加熱材を加熱することを特徴とする請求項１から７のい
ずれかに記載の通電加熱装置。
【請求項９】前記通電加熱装置はさらに、前記ロール
電極および前記導電機構の間に配置された環状トランス
を有し、前記環状トランスは電源に接続されるとともに環内が前
記被加熱材の送り通路となるように形成され、前記環状
トランスにより前記被加熱材に誘起される電圧によって
前記被加熱材が加熱され、前記導電部材は、前記環状トランスが配置された前記被
加熱材の送り通路においては、前記環状トランスの外周
に近接して配置されることを特徴とする請求項１から７
のいずれかに記載の通電加熱装置。
【請求項１０】前記導電機構は、前記被加熱材の送り
通路の出側に配置されたロール電極であることを特徴と
する請求項１から９のいずれかに記載の通電加熱装置。
【請求項１１】前記導電機構は、前記被加熱材の送り
通路の出側に配置された金属浴であり、前記被加熱材は
前記金属浴を通して送給され、前記導電部材は端部を前
記金属浴に浸されていることを特徴とする請求項１から
９のいずれかに記載の通電加熱装置。