JPH1092561A - 誘導加熱装置 - Google Patents

誘導加熱装置

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JPH1092561A
JPH1092561A JP8269211A JP26921196A JPH1092561A JP H1092561 A JPH1092561 A JP H1092561A JP 8269211 A JP8269211 A JP 8269211A JP 26921196 A JP26921196 A JP 26921196A JP H1092561 A JPH1092561 A JP H1092561A
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JP
Japan
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shaped
inductors
billet
heated
induction heating
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Pending
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JP8269211A
Other languages
English (en)
Inventor
Manabu Sonobe
学 園部
Tetsutsugu Doizaki
哲嗣 土斐崎
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Toshiba Corp
Kitashiba Electric Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Kitashiba Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1092561A publication Critical patent/JPH1092561A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/60Continuous furnaces for strip or wire with induction heating
    • 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

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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬送ローラを通してアースに流れる電流を発
生させないで、スパークの発生を防止して、高品質の製
品を製造できると共に、搬送ローラの絶縁対策を不要に
して、設備費用を低減させるものである。 【解決手段】 C形鉄心9の開口部10を挟んで対向する
鉄心脚部11、11に、夫々加熱コイル3、3を巻回して、
前記開口部10に棒状のビレット6を通過させて、ビレッ
ト6を誘導加熱するC形インダクター8A、8Bを、ビ
レット6の搬送方向に沿って並設すると共に、隣接する
一方のC形インダクター8Aを、対向する鉄心脚部11、
11が縦方向になるように配置し、他方のC形インダクタ
ー8Bを、対向する鉄心脚部11、11が横方向になるよう
に配置したことを特徴とする誘導加熱装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は連続的に搬送されて
くる棒状またはパイプ状の被加熱材を誘導加熱するC形
インダクターに関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、連続鋳造により製造されたビレ
ットを圧延して、棒鋼や形鋼などを製造する圧延ライン
などでは被加熱材を予め所定の温度に加熱してから連続
的に搬送して複数台の圧延ミルで順次圧延しながら仕上
がり形状に成形していく。この圧延過程で、ビレットの
コーナー部の温度が中央部に比べて次第に降下していく
問題がある。このようにコーナー部が温度降下して全体
の温度が不均一のまま圧延すると品質が一定せず、コー
ナー部の硬度が高くなってビレットが割れたり、圧延ミ
ルのローラが片摩耗するなどの問題が発生する。このた
め、圧延ラインに配置した圧延ミルの上流側にビレット
のコーナー部をインダクターで局部的に加熱してから圧
延する誘導加熱装置が設置されている。
【0003】この従来の誘導加熱装置としては例えば図
3に示すようなE形インダクターが用いられている。こ
のE形インダクター1A、1Bは、E形鉄心2に加熱コ
イル3を巻回しその表面に耐熱板4を被覆したもので、
これを搬送ローラ5上を走行するビレット6の上下に対
向して配置し、上部E形インダクター1Aと下部E形イ
ンダクター1Bとの間で磁束Φを発生させ、この磁束を
ビレット6に鎖交させることにより渦電流を誘起させ、
この電流とビレット自身の抵抗によりジュール熱を発生
させて加熱するようになっている。
【0004】しかしながらE形インダクター1A、1B
は、ビレット6を上下に貫通する有効な磁束ΦとE形鉄
心2の補極2aを通って戻ってしまう磁束Φが発生して
加熱効率が低下する問題がある。このためE形インダク
ター1A、1Bとビレット6とのギャップGを狭くして
加熱効率を向上させると、ビレット6からの輻射熱によ
る加熱コイル3を保護するため表面に取付けた耐熱板4
の寿命が短かくなり、またビレット6と衝突する恐れが
あるため、ギャップを狭く調整することが難しかった。
【0005】このため近年は図4に示すようなC形イン
ダクター8が使用されるようになってきた。このC形イ
ンダクター8は、C形鉄心9の開口部10を挟んで上下に
対向する鉄心脚部11、11に夫々加熱コイル3、3を巻回
し、前記開口部10に棒状のビレット6を通過させて、電
源13から加熱コイル3、3に電流を流して上下方向に磁
束Φを発生させる。この磁束Φをビレット6に鎖交させ
ることにより渦電流を誘起させ、ジュール熱を発生させ
てビレット6のコーナー部を加熱するようになってい
る。
【0006】このC形インダクター8を用いた誘導加熱
装置は、上下に分離して配置する従来のE形インダクタ
ー1A、1Bに比べて磁束Φの通路に大きなエアーギャ
ップがなく、C形鉄心9の内部に磁束Φが通過するルー
プが形成されるため、上下の鉄心脚部11、11のギャップ
を大きくとっても加熱効率が優れている。このように開
口部10を広くとれることから、1000℃以上に加熱される
ビレット6からの輻射熱による加熱コイル3への影響を
少なくできる利点がある。
【0007】この誘導加熱装置では、ビレット6が搬送
ローラ5に支持されて搬送されてくるが、この搬送ロー
ラ5はアース接続されているため、加熱に寄与する誘導
電流は圧延設備の搬送ローラ5を介してアース電流が流
れる。この状態を図5に示す等価回路で説明すると、連
続的に搬送されてくるビレット6の抵抗R1 と接地抵抗
0 とで形成されるループ回路14を磁束Φが鎖交するこ
とになり、閉ループ内に交番磁束Φが鎖交して生じる電
磁誘導の原理に基づいてE=−dΦ/dtなる起電力を
発生し、このループ回路14に誘導電流I1 が流れる。こ
のため搬送ローラ5を介してアースに流れる電流I1
よりビレット6と搬送ローラ5との接触点でスパークを
発生し、印加電力のレベルが高い場合にはビレット6に
アーク痕が発生して製品不良となる問題があった。
【0008】このため従来は、圧延設備の搬送ローラ5
…を電気的に絶縁して、アースに流れる電流I1 を遮断
することによりアークの発生を防止しているが、印加電
力が高くなるほど多数の搬送ローラ5…に絶縁対策をし
なけらばならず、設備の導入に多大の費用がかかる問題
があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記欠点を除
去し、アースに流れる電流を発生させないで、スパーク
の発生を防止して、高品質の製品を製造できると共に、
搬送ローラの絶縁対策を不要にして、設備費用を低減さ
せた誘導加熱装置を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
誘導加熱装置は、C形鉄心の開口部を挟んで対向する鉄
心脚部に、夫々加熱コイルを巻回して、前記開口部に棒
状またはパイプ状の被加熱材を通過させて、被加熱材を
誘導加熱するC形インダクターを、被加熱材の搬送方向
に沿って並設すると共に、隣接するC形インダクターの
一方を、対向する鉄心脚部が縦方向になるように配置
し、他方をC形インダクターの対向する鉄心脚部が横方
向になるように配置したことを特徴とするものである。
【0011】更に請求項2記載の誘導加熱装置は、複数
台並設したC形インダクターの電源を同一電源としたこ
とを特徴とするものである。
【0012】本発明の誘導加熱装置は、搬送ローラによ
り支持されて搬送されてくるビレットの搬送方向に沿っ
て複数台のC形インダクターの方向を変えて並設し、こ
れらの開口部にビレットを通過させるように設置する。
電源から高周波電流を夫々C形インダクターの加熱コイ
ルに通電すると、隣接するC形インダクターでは互いに
逆向きの磁束が発生する。このためビレットの抵抗とエ
ッジ部の抵抗とで形成されるループ回路と、接地抵抗と
エッジ部の抵抗とで形成されるループ回路内を逆向きの
磁束が鎖交して、起電力は互いに打ち消し合う向きとな
りスパークの原因となるアース電流が流れない。更に請
求項2記載の隣接するC形インダクターの電源を同一電
源としたものは、通電する高周波電源の位相の調整が容
易である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の一形態を図1
および図2を参照して詳細に説明する。この誘導加熱装
置は、搬送ローラ5により支持されて搬送されてくるビ
レット6の搬送方向に沿って2台のC形インダクター8
A、8Bを直交して並設し、これらの開口部10、10に棒
状のビレット6を通過させるように設置する。このC形
インダクター8A、8Bは夫々C形鉄心9の開口部10を
挟んで対向する鉄心脚部11、11に夫々加熱コイル3、3
を巻回して電源13に接続されている。
【0014】この場合、C形インダクター8Aの鉄心脚
部11、11に巻回する加熱コイル3、3の巻き方向と、C
形インダクター8Bの鉄心脚部11、11に巻回する加熱コ
イル3、3の巻き方向を逆にして、電源13への接続状態
を設定すると、例えばC形インダクター8Aでは上から
下に向かう磁束Φ1 が発生した時に、隣接するC形イン
ダクター8Bでは右から左に向かう磁束Φ2 が発生する
ように形成されている。
【0015】圧延ラインに設置した上記構造の誘導加熱
装置でビレット6の両端を局部加熱する場合、電源13よ
り高周波電流をC形インダクター8A、8Bの加熱コイ
ル3、3に通電すると、例えばC形インダクター8Aで
は上から下に向かう磁束Φ1が発生した時に、隣接する
C形インダクター8Bでは右から左に向かう逆向きの磁
束Φ2 が発生する。
【0016】これを図2の等価回路で説明すると、ビレ
ット6の抵抗R1 と、接地抵抗R0とで形成されるルー
プ回路14の内側をC形インダクター8Aの磁束Φ1 が鎖
交し、この時E1 =−dΦ1 /dtの起電力が発生す
る。また隣接するC形インダクター8Bで発生する磁束
Φ2 は逆向きの磁束が鎖交し、E2 =−dΦ2 /dtの
起電力が発生する。従ってΦ1 =−Φ2 であるのでE1
+E2 =0となって打ち消し合いアース電流が流れな
い。また電源13は同一電源を用いているので、各C形イ
ンダクター8A、8Bに通電する高周波電源の位相の調
整が容易である。
【0017】従って、ビレット6が搬送ローラ5に接触
していても、ここを介してアース電流が流れないので接
触点でのスパークが発生せず、スパークによるアーク痕
がビレット6にできず良好な圧延材を製造することがで
きる。また搬送ローラ5を介してアース電流が流れない
ので、従来のように多数の搬送ローラ5…の絶縁対策が
不要となり設備費を低減することができる。
【0018】なお上記説明では、C形インダクター8
A、8Bを2台並設した場合について示したが、4台以
上複数台並設した構成でも良く、また棒状のビレット6
に限らずパイプの加熱にも広く適用することができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、ビレ
ットやパイプの搬送方向に沿って複数台のC形インダク
ターを並設し、隣接するC形インダクターの磁束の方向
を互いに逆方向に形成することにより、ループ回路内で
の起電力をゼロにし、搬送ローラを介してアースに流れ
る電流を発生させないようにしてスパークの発生を防止
し、高品質の製品を製造できると共に、搬送ローラの絶
縁対策を不要にして、設備費用を低減させた誘導加熱装
置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態による誘導加熱装置を示
す斜視図である。
【図2】図1に示す誘導加熱装置の等価回路を示す回路
図である。
【図3】従来のE形インダクターを用いた誘導加熱装置
を示す断面図である。
【図4】従来のC形インダクターを用いた誘導加熱装置
を示す斜視図である。
【図5】図4に示す誘導加熱装置の等価回路を示す回路
図である。
【符合の説明】
1A E形インダクター 2 E形鉄心 3 加熱コイル 4 耐熱板 5 搬送ローラ 6 ビレット 8A C形インダクター 8B C形インダクター 9 C形鉄心 10 開口部 11 鉄心脚部 13 電源 14 ループ回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C形鉄心の開口部を挟んで対向する鉄心
    脚部に、夫々加熱コイルを巻回して、前記開口部に棒状
    またはパイプ状の被加熱材を通過させて、被加熱材を誘
    導加熱するC形インダクターを、被加熱材の搬送方向に
    沿って並設すると共に、隣接するC形インダクターの一
    方を、対向する鉄心脚部が縦方向になるように配置し、
    他方をC形インダクターの対向する鉄心脚部が横縦方向
    になるように配置したことを特徴とする誘導加熱装置。
  2. 【請求項2】 複数台並設したC形インダクターの電源
    を同一電源としたことを特徴とする請求項1記載の誘導
    加熱装置。
JP8269211A 1996-09-19 1996-09-19 誘導加熱装置 Pending JPH1092561A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1063305A1 (en) * 1999-06-25 2000-12-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Induction heater
EP2040512A3 (de) * 2007-09-21 2009-11-04 Soudronic AG Vorrichtung und Verfahren zum induktiven Erwärmen eines elektrisch leitenden Werkstücks
JP2014229395A (ja) * 2013-05-20 2014-12-08 パナソニック株式会社 誘導加熱装置

Cited By (4)

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EP2040512A3 (de) * 2007-09-21 2009-11-04 Soudronic AG Vorrichtung und Verfahren zum induktiven Erwärmen eines elektrisch leitenden Werkstücks
JP2014229395A (ja) * 2013-05-20 2014-12-08 パナソニック株式会社 誘導加熱装置

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