JPH07122350A - 通電加熱方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】加熱処理の作業効率を良好にし、小型，簡素な
構造の装置により実施することができるようにする。 【構成】被加熱材料Ｐの両端に電極３，１４を圧接して
通電するに際して、少なくとも一方の電極１４を被加熱
材料Ｐの長さに対応して移動させる方法において、移動
する電極１４で被加熱材料Ｐの少なくとも一端を圧接保
持して、電極１４の移動により被加熱材料Ｐを所定の通
電位置Ａまで移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通電加熱方法および装
置に関する。さらに詳しくは、長尺形の鋼材等からなる
被加熱材料を圧延，焼きなまし等する場合に、被加熱材
料の両端に電極を圧接して、被加熱材料に直接電流を通
電してジュール熱により加熱処理する通電加熱方法の加
熱処理の作業効率等に係る改良と、この通電加熱方法を
実施するに好適な装置とに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、通電加熱方法としては、例えば、
特開昭６３−１２３５１８号公報に記載のものが知られ
ている。

【０００３】この従来の通電加熱方法は、被加熱材料の
両端に電極を圧接して通電するに際して、まず、被加熱
材料を所定の通電位置に移動設置し、次に、一方の電極
を設置された被加熱材料に沿って移動させて被加熱材料
の長さに対応した一端に位置させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来の通電加熱
方法では、移動すべき電極が被加熱材料の移動終了まで
待機しなければならないため、被加熱材料が所定の通電
位置へ設置されても直ちに通電を行うことができず、加
熱処理の作業効率が悪いという問題点を有している。

【０００５】さらに、このような従来の通電方法を実施
するための装置では、電極，被加熱材料の移動のための
機構を個別に装備しなければならないため、装置の構造
が大型化，複雑化するという問題点を有している。

【０００６】本発明は、このような問題点を考慮してな
されたもので、加熱処理の作業効率が良好で、小型、簡
素な構造の装置により実施することのできる通電加熱方
法と、この通電加熱方法を実施するに好適な装置とを提
供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明に係る通電加熱方法は、請求項１に記載のよ
うに、被加熱材料の両端に電極を圧接して通電するに際
して、少なくとも一方の電極を被加熱材料の長さに対応
して移動させる通電加熱方法において、移動する電極で
被加熱材料の一端を圧接保持して、電極の移動により被
加熱材料を所定の通電位置まで移動させることを特徴と
する手段を採用する。

【０００８】さらに、本発明に係る通電加熱装置は、請
求項２に記載のように、通電位置に設置された被加熱材
料の両端に圧接して通電する電極と、被加熱材料の通電
位置に沿って配設されたレールとを備え、電極はレール
の一端側に設けられた固定電極とレールを走行する移動
電極とからなり、移動電極は被加熱材料を圧接保持して
被加熱材料を移動可能なクランプ形に形成されてなる手
段を採用する。また、請求項３に記載のように、請求項
２の通電加熱装置において、レールに沿ってブスバーを
配設し、移動電極にブスバーと接離可能な中継電極機構
を設けたことを特徴とする手段を採用する。

【０００９】

【作用】前述の手段によると、被加熱材料の通電位置へ
の移動と、通電位置に設置された被加熱材料の長さに対
応した電極の移動とが同時に行われることになり、被加
熱材料が通電位置に設置されれば直ちに通電を開始する
ことができる。移動する移動電極については、被加熱材
料を保持させてレールを走行させるようにすることがで
きる。移動電極への給電については、中継電極機構を介
するようにすることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る通電加熱装置の実施例を
図面に基いて説明する。

【００１１】この実施例では、直径4 〜20mmで長さ6000
mm以下のパイプ及び丸棒鋼材からなる被加熱材料Ｐを供
給電圧75〜200 Ｖ，電力容量100KVAで通電して、加熱温
度1300°C 以下で任意の設定温度まで加熱する仕様で設
計されたものを示してある。

【００１２】被加熱材料Ｐが設置される通電位置Ａに
は、図１，図２に示すように、装置設置面Ｆから一定高
さに基台１が組立てられ、基台１の上にレール２が配設
されている。

【００１３】レール２の一端側（図１，図２の左側）に
は、被加熱材料Ｐに圧接して通電する一方の極である固
定電極３が設けられている。この固定電極３は、図５に
詳細に示されるように、相対する１対のＵ形の電極片３
ａ，３ｂが支持部材３ｃにスライド可能に支持された電
極座３ｄ，３ｅに固定され、支持部材３ｃに取付けられ
電極座３ｄ，３ｅに連結したエアシリンダ等のアクチュ
エータ３ｆで被加熱材料Ｐに電極片３ａ，３ｂを接近圧
接，離間解除するクランプ形となっている。なお、電極
片３ａ，３ｂは電極座３ｄ，３ｅを介してフレキシブル
な導体３ｇ，３ｈが接続されて支持部材３ｃ側に連結
し、導体３ｇ，３ｈの変形により電極片３ａ，３ｂ，電
極座３ｄ，３ｅのスライドに対応して通電回路が保持さ
れるようになっている。また、取付部材３ｉは導体であ
り、支持部材３ｃは図３〜図４に示すように取付部材３
ｉで取付られている。

【００１４】固定電極台４は、図３，図４に示すよう
に、基台１の上に前記レール１と離れた平行線に沿って
配設された短レール４’上を移動可能になっている。こ
の固定電極台４には、移動駆動源となるエアシリンダ等
のアクチュエータ５が連結されている。さらに、アクチ
ュエータ５は、通電と同時に起電し、被加熱材料Ｐに張
力を持たせて熱膨張する長さ分だけ固定電極台４を移動
させている。なお、固定電極台４は熱膨張する長さ分だ
け移動する。

【００１５】被加熱部材Ｐの加熱温度は、温度センサ６
で検出し、温度調整器７で通電終了の指示をだし、加熱
温度を管理している。なお、固定電極台４には、第１ガ
イドローラ８，第２ガイドローラ９，第３ガイドローラ
１０，第４ガイドローラ１１と、第１金属センサ１２，
第２金属センサ１３とが設けられている。

【００１６】第１ガイドローラ８，第２ガイドローラ
９，第３ガイドローラ１０，第４ガイドローラ１１は、
左右１対のローラ８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１
０ｂ，１１ａ，１１ｂと、上下１対のローラ８ｃ，８
ｄ，９ｃ，９ｄ，１０ｃ，１０ｄ，１１ｃ，１１ｄとか
らなるものである。これ等の第１ガイドローラ８，第２
ガイドローラ９，第３ガイドローラ１０，第４ガイドロ
ーラ１１は、１直線上に配置されて被加熱材料Ｐを挿通
案内するもので、挿通中心が固定電極３の電極片３ｃ，
３ｄの中心と直線上にある。なお、各対のローラ８ａ，
８ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ，
８ｃ，８ｄ，９ｃ，９ｄ，１０ｃ，１０ｄ，１１ｃ，１
１ｄの間隔は、被加熱材料Ｐの径に対応して可変できる
ようになっている。

【００１７】第１金属センサ１２，第２金属センサ１３
は、被加熱材料Ｐを挿通可能なリング形に形成され、被
加熱材料Ｐの挿通中心が固定電極３の電極片３ｃ，３ｄ
の中心と直線上にあるようになっている。第１金属セン
サ１２は、第１ガイドローラ８，第２ガイドローラ９の
間に配置され、挿通されている被加熱材料Ｐが検出され
なくなった場合に適当なコントーラを介して後述の移動
電極１４（移動電極台１５）の移動を減速（モータ１７
の回転減数）するようになっている。第２金属センサ１
３は、第１ガイドローラ１０，第２ガイドローラ１１の
間に配置され、挿通されている被加熱材料Ｐが検出され
なくなった場合に適当なコントーラを介して後述の移動
電極１４（移動電極台１５）の移動を停止（モータ１７
の回転停止）するようになっている。

【００１８】レール２の上には、被加熱材料Ｐに圧接し
て通電する一方の極である移動電極１４が設けられてい
る。この移動電極１４は、図９に詳細に示されるよう
に、固定電極３と対応した電極片１４ａ，１４ｂ，支持
部材１４ｃ，電極座１４ｄ，１４ｅ，アクチュエータ１
４ｆ，導体１４ｇ，１４ｈ，取付部材１４ｉでクランプ
形となっている。なお、取付部材１４ｉは、支持部材１
４ｃを移動電極台１５に取付けている。

【００１９】移動電極台１５は、図６，図７に詳細に示
されるように、レール２を両側から挟み付ける６個のロ
ーラ１６によって、レール２上を移動可能になってい
る。この移動電極台１５には、移動駆動源となるモータ
１７が搭載されている。モータには、基台１上にレール
２と相対して平行に配設されたラック１８に噛み合うギ
ア１９が固定されている。

【００２０】なお、移動電極１４と移動電極台１５とに
は、中継電極機構２０が設けられている。

【００２１】中継電極機構２０は、電源と接続して基台
１上にレール２と相対して平行に配設された銅系金属板
からなるブスバー２１と移動電極１４との間で通電回路
を開閉するもので、移動電極１４側に設けられた中継導
体２０ａ，中継電極２０ｂと、移動電極台１５側に設け
られたスライドレール２０ｃ，スライド板２０ｄ，切換
片２０ｅ，シリンダ２０ｆ，第１ストッパ２０ｇ，第２
ストッパ２０ｈとからなる。中継導体２０ａは、移動電
極１４の支持部材１４ｃの移動電極台１５側に取付けら
れたＵ字形のフレキシブル構造からなる。中継電極２０
ｂは、ブスバー２１と対面するように中継導体２０ａの
先端部に固定された板形構造からなる。スライドレール
２０ｃは、図８に示すように、移動電極１５の上に前記
レール２，ブスバー２１と直交する方向へ配設されてい
る。スライド板２０ｄは、スライドレール２０ｃ上を移
動可能になっている。切換片２０ｅは、スライド板２０
ｄに固定立設されてブスバー２１を跨いで中継導体２０
ａの先端の中継電極２０ｂの背部側に延びた構造となっ
ている。シリンダ２０ｆは、スライド板２０ｄに固定さ
れ、進出したロッド２０ｆ’がブスバー２１を絶縁して
支持するブスバー支持部材２２に当接するようになって
いる。第１ストッパ２０ｇは、移動電極台１５に固定さ
れ、スライド板２０ｄのブスバー２１から離間する方向
への移動域を規制する。第２ストッパ２０ｈは、移動電
極台１５に固定され、シリンダ２０ｆのロッド２０ｆ’
の先端の進退域を前記ブスバー支持部材２２から一定の
間隔に規制する。

【００２２】なお、移動電極１４の移動範囲の下方に
は、昇降する補助ローラ２３が設けられている。また、
走行移動電極台１５には、電源ケーブル等が収容される
蛇腹形のケーブルべア２４が接続されている。

【００２３】次に、この実施例を使用した被加熱材料Ｐ
の加熱処理の説明に基づいて、本発明に係る通電加熱方
法の実施例を説明する。

【００２４】被加熱材料Ｐは、適当な供給機構によって
固定電極３の外側（図１，図２の左側）から水平に供給
されてくる。このとき、移動電極１４を固定電極３寄り
に移動させておく。

【００２５】供給された被加熱材料Ｐは、第１ガイドロ
ーラ８，第１金属センサ１２，第２ガイドローラ９，第
３ガイドローラ１０，第２金属センサ１３，第４ガイド
ローラ１１の順に挿通されて、固定電極３の電極片３
ａ，３ｂの間に挿通され、さらに移動電極１４の電極片
１４ａ，１４ｂの間に挿通される。このとき、被加熱材
料Ｐが曲がりやすい材質であっても、第１ガイドローラ
８，第２ガイドローラ９，第３ガイドローラ１０，第４
ガイドローラ１１に矯正されて、正確に固定電極３，の
電極片３ａ，３ｂの間から移動電極１４の電極片１４
ａ，１４ｂの間に挿通される。

【００２６】被加熱材料Ｐの先端が移動電極１４の電極
片１４ａ，１４ｂの間に挿通された場合には、アクチュ
エータ１４ｆを駆動して電極片１４ａ，１４ｂを接近さ
せて、被加熱材料Ｐの先端を移動電極１４で圧接保持す
る。そして、モータ１７を駆動して移動電極台１５をレ
ール２に沿って走行させ、移動電極１４を被加熱材料Ｐ
を圧接保持した状態で固定電極３から離間するように移
動する。なお、このとき、前記中継電極機構２０とブス
バー２１とは、接続解除されている。従って、移動電極
１４の移動によって、中継電極機構２０，ブスバー２１
が摺擦し摩耗損傷することがない。

【００２７】この移動電極１４の移動によって、被加熱
材料Ｐが通電位置Ａに移動されることになる。なお、こ
の移動に伴って前記補助ローラ２３が順次上昇し、被加
熱材料Ｐを下支えして被加熱材料Ｐの曲がりを防止す
る。

【００２８】移動電極１４の移動が進行して、被加熱材
料Ｐの後端が第１金属センサ１２を通過すると、モータ
１７の回転数が減数されて移動電極１４の移動が減速さ
れる。そして、被加熱材料Ｐの後端が第２金属センサ１
２を通過すると、モータ１７の回転が停止されて移動電
極１４の移動が停止される。

【００２９】移動電極１４の移動が停止すると同時に、
アクチュエータ３ｆを駆動して電極片３ａ，３ｂを接近
させて、被加熱材料Ｐの後端を固定電極３で圧接する。
一方、前記中継電極機構２０とブスバー２１とは、接続
される。

【００３０】中継電極機構２０，ブスバー２１の接続
は、図１０に詳細に示されている。即ち、まず、図１０
（Ａ），（Ｂ）に示すように、シリンダ２０ｆが駆動し
進出したロッド２０ｆ’がブスバー支持部材２２に当接
する。次に、図１０（Ｃ）に示すように、ロッド２０
ｆ’の進出が継続されて、スライド板２０ｄが後退（ブ
スバー支持部材２２から離れる。）し、スライド板２０
ｄに固定されている切換片２０ｅが中継導体２０ａをブ
スバ−２１側へ撓めて、中継電極２０ｂをブスバー２１
へ圧接させることになる。従って、この中継電極機構２
０，ブスバー２１の接続は、強固，確実であり接続不良
を生ずることがない。

【００３１】被加熱材料Ｐの後端が固定電極３で圧接さ
れ、中継電極機構２０，ブスバー２１が接続されると、
被加熱材料Ｐに通電が行われて加熱されることになる。
この加熱中には、膨張する被加熱材料Ｐに対して、固定
電極３がアクチュエータ５，固定電極台４を介して移動
電極１４から離間する方向へ移動し、膨張分を吸収す
る。この場合に、温度センサ６で被加熱部材Ｐの加熱温
度を検出し、温度調整器７で通電終了の指示をすること
で、加熱温度が管理される。

【００３２】被加熱材料Ｐの通電加熱が終了した場合に
は、まず、図１１に詳細に示されるように、中継電極機
構２０，ブスバー２１の接続を解除する。即ち、図１１
（Ａ）に示すようにシリンダ２０ｆを駆動してロッド２
０ｆ’を後退させ、図１１（Ｂ）に示すようにロッド２
０ｆ’の先端を第２ストッパ２０ｈに当接させて、図１
１（Ｃ）に示すようにロッド２０ｆ’の後退を継続させ
てスライド板２０ｄを前進（ブスバー支持部材２２に接
近させる。）させる。この結果、スライド板２０ｄに固
定されている切換片２０ｅによる中継導体２０ａのブス
バ−２１側への撓めが解除されて、中継電極２０ｂがブ
スバー２１から離れることになる。

【００３３】続いて、固定電極３の電極片３ａ，３ｂ，
移動電極１４の電極片１４ａ，１４ｂによる被加熱材料
Ｐの圧接保持を解除し、補助ローラ２３で被加熱材料Ｐ
を支えたまま補助ローラ２３で降下させて、ガイド２５
により被加熱材料を基台１に下側に排出することにな
る。

【００３４】而後、前述のように新規の被加熱材料Ｐを
通電加熱することになる。

【００３５】以上、図示した実施例の外に、本発明に係
る通電加熱方法の実施にあたっては、固定電極３をも移
動可能として別方向から被加熱材料Ｐを移動させる実施
例とすることも可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明に係る通電加熱方法
は、被加熱材料の移動と電極の移動とが同時に行われる
ため、通電位置へ移動設置された被加熱材料を直ちに通
電加熱することができて、加熱処理の作業効率が良好と
なる効果がある。

【００３７】さらに、本発明に係る通電加熱方法は、被
加熱材料の移動と電極の移動とを１つの機構で行うこと
ができるため、小型，簡素な構造の装置で実施すること
ができる効果がある。

【００３８】さらに、本発明に係る通電加熱装置は、請
求項２，３共通として、移動電極をクランプ形としたた
め、被加熱材料を簡単に圧接着脱することができ、本発
明に係る通電加熱方法を実施するに好適である効果があ
る。

【００３９】さらに、本発明に係る通電加熱装置は、請
求項３のみとして、中継電極機構を設けたため、被加熱
材料Ｐの長さに関係なく、加熱用電気回路は必要最小限
の長さで済むので、電気効率の良い通電加熱が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る通電加熱方法および装置の実施例
を示す平面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図１の要部の拡大図である。

【図４】図３の正面図である。

【図５】図２の他の要部の動作を示す拡大側面図であ
る。

【図６】図２のさらに他の要部の拡大側面断面図であ
る。

【図７】図６の平面図である。

【図８】図７の背面図である。

【図９】図６の一部の動作図である。

【図１０】図６の動作を示す簡略図である。

【図１１】図６の他の動作を示す簡略図である。

【符号の説明】

１ 基台 ２ レール ３ 固定電極 １４ 移動電極 ２０ 中継電極機構 ２１ ブスバー Ａ 通電位置 Ｐ 被加熱材料

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加熱材料の両端に電極を圧接して通電
   するに際して、少なくとも一方の電極を被加熱材料の長
   さに対応して移動させる通電加熱方法において、移動す
   る電極で被加熱材料の少なくとも一端を圧接保持して、
   電極の移動により被加熱材料を所定の通電位置まで移動
   させることを特徴とする通電加熱方法。
2. 【請求項２】 通電位置に設置された被加熱材料の両端
   に圧接して通電する電極と、被加熱材料の通電位置に沿
   って配設されたレールとを備え、電極はレールの一端側
   に設けられた固定電極とレールを走行する移動電極とか
   らなり、移動電極は被加熱材料を圧接保持して被加熱材
   料を移動可能なクランプ形に形成されてなる通電加熱装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２の通電加熱装置において、レー
   ルに沿ってブスバーを配設し、移動電極にブスバーと接
   離可能な中継電極機構を設けたことを特徴とする通電加
   熱装置。