JPH08302431A - 通電加熱装置 - Google Patents

通電加熱装置

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JPH08302431A
JPH08302431A JP7128845A JP12884595A JPH08302431A JP H08302431 A JPH08302431 A JP H08302431A JP 7128845 A JP7128845 A JP 7128845A JP 12884595 A JP12884595 A JP 12884595A JP H08302431 A JPH08302431 A JP H08302431A
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JP
Japan
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heated
transformer
duct
heating device
energizing
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Withdrawn
Application number
JP7128845A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiaki Hirota
芳明 広田
Masami Onoda
正巳 小野田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属を直接通電加熱する場合、加熱した金属
の温度降下を防止する。 【構成】 送り通路が環状鉄心2の環内を貫通するトラ
ンス1、トランス1両端にそれぞれ配置されて送り通路
上の被加熱材7と接触する通電ロール5、9、および両
通電ロール5、9間を電気的に接続する導電材8からな
る通電加熱装置で、トランス1の一次巻線へ給電して両
通電ロール5、9間を走行中の被加熱材7に導電材8を
帰線とする二次電流を誘起させて加熱する。走行する被
加熱材7が通過するトランス1環内に、鏡面状の表面ま
たは断熱性被膜を有する非磁性ダクト3を設ける。非磁
性ダクト3は、環状鉄心2の端部を越え、高温側通電ロ
ール9のそばまで設けるのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄やアルミ、銅などの
金属帯板あるいは線材など、特に箔や細線材の様に熱容
量が小さいものへ電流を通じて加熱を行う通電加熱装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、金属帯板を連続焼鈍する場合、加
熱・保温にはガス加熱による輻射や電気ヒーターによる
間接加熱を用いるのがほとんどであった。しかし、これ
らの加熱方法は間接的に被加熱材を加熱するため、急速
な加熱ができないという問題があり、板厚や板幅などが
変わるときには生産性に大きく制約を与えていた。
【0003】この問題を解決するため通電加熱を採用す
ることが提唱されている。たとえば、特開昭61−82
954号公報には、鋼板に通電ロールを介して直接通電
し、鋼板自体を発熱体として高温化することが、また、
特開平1−142032号公報や特開平1−18778
9号公報には、環状トランスを貫通する金属帯板通路の
前後に通電ロールを設け、金属帯板を加熱する方法が記
載されている。このように金属帯板に直接電流を流し、
ジュール熱で加熱する場合は、ガスや電気の間接加熱と
比べて単位時間当たりの加熱能力が高く、板厚や板幅の
変更に伴う生産性低下の問題をなくすことができるとと
もに、設備がコンパクトにできる点で優れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、通電ロールで
金属帯板などの被加熱材を加熱する場合、その形状によ
り加熱効率が大きく左右される。すなわち、被加熱材が
ある程度の厚みをもち被加熱材自身の熱容量が比較的大
きく、所定温度まで加熱する時間が短ければ、加熱され
た被加熱材の温度降下は小さく、ほとんど効率に影響を
与えないのに対し、箔や細線材などの様に厚みおよび径
が数十μm程度の金属では熱容量が小さく、高温では放
射、低温では対流の影響により熱損失が避けられず、大
幅な効率低下をもたらす。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、送り通路が環
状鉄心の環内を貫通するトランス、当該トランス両端に
それぞれ配置されて送り通路上の被加熱材と接触する通
電ロール、および当該両通電ロール間を電気的に接続す
る導電材からなり、上記トランスの一次巻線への給電に
より上記両通電ロール間を走行中の被加熱材に上記導電
材を帰線とする二次電流を誘起させて加熱する通電加熱
装置において、走行する被加熱材が通過するトランス環
内に鏡面状の表面または断熱性被膜を有する非磁性ダク
トを設けたことを特徴とする通電加熱装置である。前記
非磁性ダクトは、トランス鉄心端部を越え、高温に加熱
された被加熱材と接触する側の通電ロールそばまで配置
することが好ましい。
【0006】
【作用】以下、本発明の作用を図面を用いて説明する。
【0007】図1は、本発明による水平パスでの通電加
熱装置を示す図である。走行する被加熱材7は、低温側
通電ロール5と高温側通電ロール9の間で、上下の両通
電ロール5、9により圧下を受けながら電流が流され、
加熱される。図2は、トランスと被加熱材との正面図で
ある。トランス1の環状鉄心2に巻かれた一次巻線11
に一次電流を流すことにより、直接トランス1内にある
被加熱材7に二次電流が誘起される。そして、高温側通
電ロール9と低温側通電ロール5を導電材8で短絡する
ことにより閉回路を形成し、この閉回路内にある被加熱
材7に誘起された二次電流が流れ、加熱される。非磁性
ダクト3は、図2に示すように、被加熱材7を囲むよう
に設ける。
【0008】電流が流れると、被加熱材7は低温側通電
ロール5から高温側通電ロール9に走行する間にジュー
ル発熱してゆくが、被加熱材7のまわりは特に雰囲気温
度をあげているわけではないため、熱放散が避けられな
い。加熱温度が低い領域では、放射伝熱よりもむしろ対
流伝熱により熱損失が起こる。逆に、加熱温度が高くな
ると、対流伝熱よりも放射伝熱による損失が加速的に増
加する。すなわち、被加熱材7からの単位時間当たりの
損失熱は、(1)式数1に示されるように、放射伝熱の
項は温度差の4乗で損失が起こり、対流項は温度差の一
次で損失が起こるため、被加熱材が高温になればなるほ
ど放射伝熱による損失の影響が大きくなる。なお、
(1)式の第1項が放射損失熱であり、第2項が対流伝
熱損失熱である。
【0009】
【数1】
【0010】(1)式より、損失熱を減少させるために
は、放射率を下げるか、あるいは被加熱材と放射熱を受
ける物体の表面温度を近づければよい。
【0011】放射率を下げるためには、輻射を受ける物
体の放射率を限りなく0に近づければよい。すなわち、
熱を反射するような反射率の高い表面状態とすればよ
い。反射率をあげるためには、表面の粗度を小さくして
鏡面状態にするか、あるいは反射率の高い物質、たとえ
ば金などをメッキすればよい。そこで、このように反射
率の高い物質でトランス1内に被加熱材7が通過するダ
クト3を設ければ、被加熱材7の損失熱を小さくするこ
とが可能である。
【0012】また、輻射を受ける物体の表面温度を上げ
るためには、ダクト3を熱伝導率の小さな断熱性物質の
層で構成したり、厚みを薄くするなどして熱容量を小さ
くすればよい。
【0013】ダクト3は被加熱材−通電ロール−導電材
−通電ロールで囲まれる閉回路内に位置し、誘導を受け
ると加熱されるため非磁性材を用いる必要がある。
【0014】さらに、走行する被加熱材を通電加熱する
場合には高温側通電ロールに接触する直前が最も温度が
高くなるから、図3に示すように、ダクト3は鉄心2の
ある部分だけではなく、高温側通電ロール9に近いとこ
ろまでカバーすれば温度降下量を小さくすることが可能
となる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら詳細に説明する。
【0016】
【実施例1】図1に本発明の通電加熱装置の実施例を示
す。
【0017】低温側通電ロール5と高温側通電ロール9
の間にトランス1を設け、トランス1に一次電流を加え
ることにより、トランス1内を通過する被加熱材7に直
接2次電流を誘起させ、誘起電流により被加熱材7を加
熱した。
【0018】低温側通電ロール5としては、径が300
mm、胴長600mmの鉄ロール(材質S45C)を使
用し、バネにより所定の圧下を加えた。加熱されて高温
になった被加熱材7と接触する高温側通電ロール9に
は、径が300mm、胴長600mmのカーボンロール
を用い、バネにより所定の圧下を加えた。低温側通電ロ
ール5と高温側通電ロール9の間隔は1500mmとし
た。
【0019】トランス1は積層した電磁鋼板からなり、
長さ1m、幅1.1m、高さ0.8mの大きさで、被加
熱材7の進行方向に上下に各々一組4巻きの水冷銅コイ
ルを4組、上下各々計16Tの巻き線とし、4巻き線を
一組として4、8、16、32Tの組み合わせができる
様にした。トランス1は空冷とし、一次電圧として40
0V/1000Aの単相交流を加えることができるよう
にした。
【0020】被加熱材7には、熱容量が小さくダクトの
効果が顕著に現れやすいサイズとして、厚み30μm、
幅400mmのSUS304箔を用いた。この箔をライ
ン速度2〜20mpmで、常温から1000℃までの範
囲で加熱温度を振り、加熱を行った。このとき、トラン
ス1の環内に各種ダクトを入れ、箔の温度降下量から加
熱効率を求めた。加熱効率は、投入パワーに対してトラ
ンス出口(ダクト出口)上部に設置した放射温度計によ
りSUS箔表面の温度を測定し、加熱熱量/投入パワー
×100%で求めた。表1に結果を示す。
【0021】
【表1】
【0022】ダクトとしては、実施例として、厚み3.
2mmのSUS304の表面に金メッキを施したダクト
A、厚み3.2mmのSUS304の表面に断熱性被膜
としてZrO2 −8Y2 3 を500μmプラズマ溶射
し、表面を研磨してRa=μm以下としたダクトB、厚
み3.2mmで表面が鏡面状態のSUS304製のダク
トC、比較例として、ダクトをつけない場合のD、厚み
3.2mmのSS材製ダクトEで測定を行った。ダクト
の外形は、長さ1m、幅0.4m、高さ0.1mとし、
トランス内部の鉄心上にベークの角材を置き、その上に
各ダクトを置いた。
【0023】実施例A、B、Cではいずれも90%以上
の加熱効率が得られ、安定して使用可能であった。それ
に対し、比較例Dでは加熱効率が50%を切るととも
に、一次巻線のビニール被覆が一部損傷した。また、比
較例Eでは加熱効率が60%程度しかなく、加熱中にダ
クトが変形を起こした。これは、箔からの放射熱による
影響の他、ダクト自身が誘導を受け加熱され、変形した
ものと考えられ、ダクトの材質は非磁性材でなければな
らないことが明らかである。
【0024】
【実施例2】図3にダクトを高温側通電ロール直前まで
延長した例を示す。ダクト3の長さ以外は実施例1と同
じとした。トランス1から高温側通電ロール9の接触部
までは400mmの隙間があり、ダクト3と高温側通電
ロール9との距離は50mmとした。被加熱材7には実
施例1と同じSUS304箔を用い、常温から1000
℃までの範囲で加熱を行った。加熱効率を求めるため、
ファイバー型の放射温度計により高温側通電ロール9直
前のSUS304箔の温度を計測した。実施例1のダク
トAと同じ構造でダクトの長さを延長したダクトFと、
実施例1のダクトAとダクトEで平均の加熱効率を求め
た。
【0025】その結果、長さが短いダクトAの加熱効率
は86%であり、ダクトがカバーしきれない部分での放
射損失があった。ダクトEは45%まで下がった。一
方、ダクトFは加熱効率が91%と、最も加熱効率が高
かった。
【0026】
【発明の効果】本発明による通電加熱装置では、直接通
電加熱した被加熱材の温度降下を防止することができ、
加熱効率を高くできる。したがって、設備の電気容量を
小さくできるとともに、ランニングコストも低減するこ
とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の通電加熱装置の実施例を示す側面図で
ある。
【図2】本発明の通電加熱装置の実施例を示す正面図で
ある。
【図3】本発明の通電加熱装置の実施例を示す側面図で
ある。
【符号の説明】
1 トランス 2 環状鉄心 3 非磁性ダクト 4 摺り板 5 低温側通電ロール 6 低温側通電ロール軸 7 被加熱材 8 導電材 9 高温側通電ロール 10 高温側通電ロール軸 11 一次巻線

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送り通路が環状鉄心の環内を貫通するト
    ランス、当該トランス両端にそれぞれ配置されて送り通
    路上の被加熱材と接触する通電ロール、および当該両通
    電ロール間を電気的に接続する導電材からなり、上記ト
    ランスの一次巻線への給電により上記両通電ロール間を
    走行中の被加熱材に上記導電材を帰線とする二次電流を
    誘起させて加熱する通電加熱装置において、走行する被
    加熱材が通過するトランス環内に鏡面状の表面を有する
    非磁性ダクトを設けたことを特徴とする通電加熱装置。
  2. 【請求項2】 送り通路が環状鉄心の環内を貫通するト
    ランス、当該トランス両端にそれぞれ配置されて送り通
    路上の被加熱材と接触する通電ロール、および当該両通
    電ロール間を電気的に接続する導電材からなり、上記ト
    ランスの一次巻線への給電により上記両通電ロール間を
    走行中の被加熱材に上記導電材を帰線とする二次電流を
    誘起させて加熱する通電加熱装置において、走行する被
    加熱材が通過するトランス環内に断熱性被膜を有する非
    磁性ダクトを設けたことを特徴とする通電加熱装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の通電加熱装置に
    おいて、前記非磁性ダクトをトランス鉄心端部を越え、
    高温に加熱された被加熱材と接触する側の通電ロールそ
    ばまで配置したことを特徴とする通電加熱装置。
JP7128845A 1995-05-01 1995-05-01 通電加熱装置 Withdrawn JPH08302431A (ja)

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JP7128845A JPH08302431A (ja) 1995-05-01 1995-05-01 通電加熱装置

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JP7128845A JPH08302431A (ja) 1995-05-01 1995-05-01 通電加熱装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100343187B1 (ko) * 2002-01-08 2002-07-12 유병섭 선재 압연을 위한 가열장치 및 그 가열장치가 설치된 압연기
JP2014148730A (ja) * 2013-02-04 2014-08-21 Neturen Co Ltd 通電装置及び加熱装置
JP2020191225A (ja) * 2019-05-22 2020-11-26 昭電工業株式会社 加熱装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100343187B1 (ko) * 2002-01-08 2002-07-12 유병섭 선재 압연을 위한 가열장치 및 그 가열장치가 설치된 압연기
JP2014148730A (ja) * 2013-02-04 2014-08-21 Neturen Co Ltd 通電装置及び加熱装置
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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020702