KR101957069B1 - 금속 띠판의 유도 가열 장치 - Google Patents

금속 띠판의 유도 가열 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101957069B1
KR101957069B1 KR1020177004083A KR20177004083A KR101957069B1 KR 101957069 B1 KR101957069 B1 KR 101957069B1 KR 1020177004083 A KR1020177004083 A KR 1020177004083A KR 20177004083 A KR20177004083 A KR 20177004083A KR 101957069 B1 KR101957069 B1 KR 101957069B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal strip
magnetic core
plate width
width direction
magnetic
Prior art date
Application number
KR1020177004083A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170033872A (ko
Inventor
마사토 다이라
요시아키 히로타
다케오 이토오
Original Assignee
신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 filed Critical 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Publication of KR20170033872A publication Critical patent/KR20170033872A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101957069B1 publication Critical patent/KR101957069B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/60—Continuous furnaces for strip or wire with induction heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34—Methods of heating
    • C21D1/42—Induction heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/06—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity heated without contact between combustion gases and charge; electrically heated
    • F27B9/062—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity heated without contact between combustion gases and charge; electrically heated electrically heated
    • F27B9/067—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity heated without contact between combustion gases and charge; electrically heated electrically heated heated by induction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/28—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity for treating continuous lengths of work
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/36—Arrangements of heating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
    • F27D11/06—Induction heating, i.e. in which the material being heated, or its container or elements embodied therein, form the secondary of a transformer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/08—Control, e.g. of temperature, of power using compensating or balancing arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/101—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications for local heating of metal pieces
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/101—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications for local heating of metal pieces
    • H05B6/103—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications for local heating of metal pieces multiple metal pieces successively being moved close to the inductor
    • H05B6/104—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications for local heating of metal pieces multiple metal pieces successively being moved close to the inductor metal pieces being elongated like wires or bands
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • H05B6/40—Establishing desired heat distribution, e.g. to heat particular parts of workpieces
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • H05B6/44—Coil arrangements having more than one coil or coil segment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0003—Monitoring the temperature or a characteristic of the charge and using it as a controlling value
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0028—Regulation
    • F27D2019/0034—Regulation through control of a heating quantity such as fuel, oxidant or intensity of current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0028—Regulation
    • F27D2019/0071—Regulation using position sensors
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency
    • Y02P10/253—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

길이 방향으로 주행하는 금속 띠판의 판 두께 방향 일방측 또는 판 두께 방향 양측에 설치되고, 1차 전류를 흐르게 한 때 상기 금속 띠판의 판 두께 방향에서 보아 폐루프를 이루는 유도 전류를 상기 금속 띠판에 형성시키는 유도 코일과, 상기 금속 띠판의 판 두께 방향으로 대향하고, 또한 상기 금속 띠판으로부터 소정 거리 이격된 소정 위치에 배치됨으로써 상기 유도 코일에 의해 발생하는 자속을 집중시키는 복수의 자성체 코어와, 상기 자성체 코어에 연결되고, 상기 자성체 코어를 이동시킴으로써 상기 소정 위치에 있어서 상기 금속 띠판의 판 폭 방향으로 배열되는 상기 자성체 코어의 배치수를 증감시키는 이동 기구를 구비한 금속 띠판의 유도 가열 장치이다.

Description

금속 띠판의 유도 가열 장치 {INDUCTIVE HEATING DEVICE FOR METAL STRIP}
본 발명은 금속 띠판의 유도 가열 장치에 관한 것이다.
열처리로에 있어서의 금속 띠판의 가열은, 주로 라디언트 튜브를 사용하는 간접 가열로 행하고 있다. 이 간접 가열은, 열관성이 큰 것에 추가하여, 금속 띠판 온도와 로 온도의 차가 작아짐에 따라, 금속 띠판에 대한 유효한 입열이 어려워지므로, 생산성이 제약된다. 또한, 이 간접 가열에 있어서는, 흡열 반응을 하는 변태점 근방에서의 급속 가열이나, 라디언트 튜브의 내열성의 제약으로부터 고온 어닐링의 실현이 곤란하므로, 금속 띠판의 열처리 조건의 선택의 자유도가 제약된다.
이에 비해, 금속 띠판을 고주파 전류로 가열하는 유도 가열은, 가열 속도나 가열 온도를 자유롭게 제어할 수 있다. 이로 인해, 유도 가열은, 열처리 조업이나 금속 띠판 상품 개발의 점에서 자유도가 커, 최근 주목받고 있는 가열 방법이다.
이 유도 가열에는, 크게 2가지 방식이 있다. 하나는, 금속 띠판의 주위를 둘러싼 유도 코일에 고주파 전류를 흐르게 하여, 자속을, 금속 띠판의 길이 방향(진행 방향) 단면(금속 띠판의 길이 방향에 직교한 단면)에 관통시켜, 이 자속에 수직인 금속 띠판의 길이 방향(진행 방향) 단면 내로 주회하는 유도 전류를 발생시켜 금속 띠판을 가열하는 LF(종단 자속 가열) 방식이다.
다른 방법은, 금속 띠판을 사이에 끼워 1차 코일을 권회한 인덕터(양호 자성체)를 배치하고, 1차 코일에 전류를 흐르게 하여 발생시킨 자속을, 인덕터를 통하여 금속 띠판의 판면에 관통시켜, 금속 띠판의 판면에 유도 전류를 발생시켜 금속 띠판을 가열하는 TF(횡단 자속 가열) 방식이다.
유도 전류가 금속 띠판의 길이 방향(진행 방향) 단면 내를 주회하는 LF 방식의 유도 가열에서는, 전류의 침투 깊이 δ와 전류 주파수 f의 관계(δ(mm)=5.03×105√(ρ/μrㆍf), ρ(Ωm): 비저항, μr: 비투자율, f: 주파수(Hz))로부터, 금속 띠판의 표리 판면에서 발생하는 유도 전류의 침투 깊이가 강판의 두께보다 크면, 발생한 유도 전류가 서로 간섭하여, 결국, 금속 띠판의 길이 방향(진행 방향) 단면 내에 유도 전류는 발생하지 않는다.
예를 들어, 비자성 금속 띠판이나, 퀴리 온도를 초과하여 자성을 상실하는 강판인 경우 등, 전류의 침투 깊이 δ가 깊어지므로, 금속 띠판의 판 두께가 얇으면 유도 전류는 발생하지 않는다. 또한, 설령 자성 금속 띠판이라도, 침투 깊이에 비하여 판 두께가 지나치게 얇은 경우에도, LF 방식에서는, 유도 전류는 금속 띠판의 길이 방향(진행 방향) 단면 내에 발생하지 않는다.
한편, TF 방식의 유도 가열에서는, 자속이 금속 띠판의 판면을 관통하므로, 판 두께에 의존하지 않고, 또한 자성, 비자성의 구별 없이 금속 띠판을 가열할 수 있다. 그러나, TF 방식의 유도 가열인 경우, 금속 띠판의 단부에 있어서 과가열이 발생하기 쉽다고 하는 문제도 있다(예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2002-151245호 참조).
또한, 통상의 TF 방식의 유도 가열에서는, 금속 띠판의 판면에 대향하는 인덕터의 형상을 용이하게 변경할 수 없기 때문에, 금속 띠판의 판 폭 변경에 대한 대응이 어렵다고 하는 문제도 있다.
그로 인해, 예를 들어 일본 특허 공보 소63-027836호에는, 박판의 판 폭 방향에 병렬로, 박판의 판면에 대향하여 배치되고, 또한 박판의 판 두께 방향으로 독립적으로 이동 가능한 자극 세그먼트와, 박판의 판 폭 방향으로 출몰 가능하고, 자극 세그먼트에 의한 자장을 조정하는 비자성 금속의 가동 차폐판을 구비하는 전자기 유도 가열 장치가 개시되어 있다.
이 전자기 유도 가열 장치는, 박판의 판 폭 변화에 대응하여 자속을 조정할 수 있는 것이지만, 박판의 판 폭이 크게 변화한 경우, 판 폭 방향의 자속 조정을 신속하게 행하기가 어렵다.
또한, 일본 특허 출원 공표 평11-500262호에는, 복수의 독립된 자기 막대를 갖고, 금속 스트립의 판 폭에 적합할 수 있는 가변 폭의 자기 회로를 구비하는 횡방향 자속 유도 가열 장치가 개시되어 있다. 그러나, 이 유도 가열 장치에 있어서는, 유도 코일과 자기 막대가 일체화되어 있으므로, 금속 스트립의 판 폭이 유도 코일을 초과하면, 판 폭 방향의 자속 조정이 어려워진다. 또한, 금속 스트립의 판 폭이 자기 막대의 폭의 합계를 하회하면, 판 폭 방향의 자속 조정이 곤란해진다.
또한, 일본 특허 출원 공개 제2002-8838호에는, 복수의 자기 막대를 갖는 유도 가열 장치가 개시되어 있다. 이 유도 가열 장치에서는, 복수의 자기 막대가 금속 스트립의 판 폭 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 이에 의해, 복수의 자기 막대의 간격을 조정함으로써, 금속 스트립의 판 폭 치수의 변경에 대응할 수 있다. 그러나, 이 유도 가열 장치에서는, 판 폭 치수가 상이한 금속 스트립에 있어서도, 금속 스트립에 대향하여 배치되는 자기 막대의 수가 일정하며, 자기 막대의 간격만을 조정하여, 판 폭 치수가 상이한 금속 스트립에 대응하고 있다. 이로 인해, 이하에 나타내는 문제점이 고려된다. 즉, 판 폭이 넓은 금속 스트립을 가열할 때에는, 금속 스트립에 대향하는 자기 막대의 수가 일정하기 때문에, 금속 스트립의 판 폭이 크게 변화하면, 자기 막대의 간격이 커진다. 환언하면, 금속 스트립의 판 폭 방향에 있어서의 자기 막대 간의 간극이 커진다. 그리고, 당해 간극의 부분에는, 자기 막대가 배치되어 있지 않기 때문에, 이 간극에 대응하는 금속 스트립의 부분의 가열 온도가 저하되는 경향으로 된다. 그 결과, 금속 스트립의 판 폭 방향에 있어서 가열 온도가 불균일해질 가능성이 있다.
본 발명은 상기 사실을 고려하여, 금속 띠판의 판 폭이 크게 변화해도, 금속 띠판의 판 폭 방향에 있어서 가열 온도의 균일화를 도모할 수 있는 금속 띠판의 유도 가열 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 유도 가열 장치는, 길이 방향으로 주행하는 금속 띠판의 표면측 및 이면측 중 일방측 또는 양측에 설치되고, 1차 전류를 흐르게 한 때 상기 금속 띠판의 판면에 수직인 방향에서 보아 폐루프를 이루는 유도 전류를 상기 금속 띠판에 형성시키는 유도 코일과, 상기 유도 코일의 배면측의 위치이며 상기 금속 띠판으로부터 소정 거리 이격된 소정 위치에 배치됨으로써 상기 유도 코일에 의해 발생하는 자속을 상기 금속 띠판에 집중시키는 복수의 자성체 코어와, 상기 자성체 코어에 연결되고, 상기 자성체 코어를 이동시킴으로써 상기 소정 위치에 있어서 상기 금속 띠판의 판 폭 방향으로 배열되는 상기 자성체 코어의 배치수를 증감시키는 이동 기구를 구비하고 있다.
상기 구성의 금속 띠판의 유도 가열 장치에 따르면, 길이 방향으로 주행하는 금속 띠판의 표면측 및 이면측 중 일방측 또는 양측에 유도 코일이 설치되어 있다. 이 유도 코일에 1차 전류를 흐르게 한 때에는, 금속 띠판의 판면에 수직인 방향에서 보아 폐루프를 이루는 유도 전류가 금속 띠판에 형성된다.
또한, 자성체 코어가, 유도 코일의 배면측의 위치이며 금속 띠판으로부터 소정 거리 이격된 소정 위치에 배치됨으로써, 유도 코일에 의해 발생하는 자속이 자성체 코어에 의해 금속 띠판에 집중된다.
여기서, 자성체 코어에는, 이동 기구가 연결되어 있다. 그리고, 이동 기구는, 자성체 코어를 이동시켜, 소정 위치에 있어서 금속 띠판의 판 폭 방향으로 배열되는 자성체 코어의 배치수를 증감시킨다.
이로 인해, 유도 가열에 의해 금속 띠판을 연속적으로 가열할 때, 금속 띠판의 판 폭이 변화해도, 금속 띠판의 판 폭에 대응한 수의 자성체 코어를 소정 위치에 배치할 수 있다. 즉, 판 폭이 넓은 금속 띠판을 가열할 때에는, 판 폭이 좁은 금속 띠판을 가열할 때에 비하여, 소정 위치에 배치되는 자성체 코어의 배치수를 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 판 폭이 넓은 금속 띠판을 가열할 때라도, 금속 띠판의 판 폭 방향에 있어서의, 소정 위치에 배치된 자성체 코어의 간격이 커지는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 금속 띠판의 판 폭 방향에 있어서 가열 온도의 균일화를 도모할 수 있다.
본 개시의 금속 띠판의 유도 가열 장치에 따르면, 금속 띠판의 판 폭이 크게 변화해도, 금속 띠판의 판 폭 방향에 있어서 가열 온도의 균일화를 도모할 수 있다.
도 1은, 제1 실시 형태에 관한 금속 띠판의 유도 가열 장치의 주요부를 금속 띠판의 판 폭 방향 일방측에서 본 모식적인 측면도이다.
도 2는, 도 1에 도시되는 금속 띠판의 유도 가열 장치의 주요부를 금속 띠판의 길이 방향에서 본 모식적인 정면도이다.
도 3은, 도 2에 도시되는 금속 띠판의 유도 가열 장치의 주요부를 도시하는 모식적인 평면도이다.
도 4는, 도 3에 도시되는 유도 코일에 의해 발생하는 자속을 설명하기 위한 금속 띠판의 판 폭 방향 일방측에서 본 설명도이다.
도 5는, 도 4에 도시되는 자속에 의해 금속 띠판에 발생하는 유도 전류를 설명하기 위한 설명도이다.
도 6a는, 판 폭이 좁은 금속 띠판을 가열할 때의 유도 코일의 배치를 모의 시험적으로 도시하는 평면도이다.
도 6b는, 판 폭이 넓은 금속 띠판을 가열할 때의 유도 코일의 배치를 모의 시험적으로 도시하는 평면도이다.
도 7은, 제2 실시 형태에 관한 금속 띠판의 유도 가열 장치의 주요부에 있어서, 판 폭이 넓은 금속 띠판이 배치된 상태를 금속 띠판의 길이 방향에서 본 모식적인 정면도이다.
도 8은, 도 7에 도시되는 금속 띠판의 유도 가열 장치의 주요부를 도시하는 모식적인 평면도이다.
도 9는, 도 7에 도시되는 금속 띠판의 유도 가열 장치의 주요부에 있어서, 판 폭이 좁은 금속 띠판으로 변경한 상태를 금속 띠판의 길이 방향에서 본 모식적인 정면도이다.
도 10은, 도 9에 도시되는 금속 띠판의 유도 가열 장치의 주요부를 도시하는 모식적인 평면도이다.
도 11은, 제3 실시 형태의 금속 띠판의 유도 가열 장치의 주요부를 도시하는 금속 띠판의 판 폭 방향 일방측에서 본 측면도이다.
도 12는, 도 11에 도시되는 금속 띠판의 유도 가열 장치의 주요부를 금속 띠판의 길이 방향으로부터 도시하는 모식적인 정면도이다.
도 13은, 제4 실시 형태의 금속 띠판의 유도 가열 장치의 주요부를 도시하는 금속 띠판의 판 폭 방향 일방측에서 본 측면도이다.
도 14는, 도 13에 도시되는 금속 띠판의 유도 가열 장치의 주요부를 금속 띠판의 길이 방향으로부터 도시하는 모식적인 정면도이다.
도 15는, 변형예의 자성체 코어(20)를 적용한 유도 가열 장치를 도시하는 도 7에 대응하는 모식적인 측면도이다.
도 16은, 제5 실시 형태의 금속 띠판의 유도 가열 장치의 주요부를 도시하는 금속 띠판의 길이 방향에서 본 정면도이다.
도 17은, 도 16의 X 화살표도이다.
도 18a는, 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태의 금속 띠판의 유도 가열 장치에 사용되는 유도 코일의 배치 위치의 변형예를 도시하는 평면도이다.
도 18b는, 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태의 금속 띠판의 유도 가열 장치에 사용되는 유도 코일의 변형예를 도시하는 평면도이다.
(제1 실시 형태)
이하, 도 1 내지 도 6을 사용하여, 제1 실시 형태에 관한 금속 띠판의 유도 가열 장치(10)(이하, 간단히 「유도 가열 장치(10)」라고 함)에 대하여 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 유도 가열 장치(10)는, 금속 띠판(40)을 가열하기 위한 한 쌍의 유도 코일(12)과, 복수의 자성체 코어(20)와, 자성체 코어(20)를 이동시키기 위한 한 쌍의 이동 기구(30)와, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향의 형상을 검출하는 판 폭ㆍ에지 위치 검출 장치(51)(도 1 참조)와, 금속 띠판(40)의 온도 분포를 검출하는 온도 분포 검출 장치(52)와, 판 폭ㆍ에지 위치 검출 장치(51) 및 온도 분포 검출 장치(52) 중 적어도 한쪽으로부터의 신호에 기초하여 이동 기구(30)를 제어하는 제어부(38)(도 1 참조)를 포함하여 구성되어 있다. 판 폭ㆍ에지 위치 검출 장치(51)에 의한 판 폭 방향의 형상의 검출은, 예를 들어 화상 검출 장치에 의해, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향의 양단의 위치를 검출하도록 구성되어 있다. 그리고, 판 폭ㆍ에지 위치 검출 장치(51)는, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향의 양단의 위치를 검출함으로써, 금속 띠판(40)의 판 폭 및 사행을 검출할 수 있도록 되어 있다. 또한, 온도 분포 검출 장치(52)에 의한 온도 분포의 검출은, 방사 온도계 등을 사용하여 행해도 된다. 온도 분포 검출 장치(52)에 의한 온도 분포의 검출을 행하지 않고, 미리 시뮬레이션으로 구한 복수의 자성체 코어(20)의 배치와 온도 분포에 관한 정보에 기초하여, 제어부(38)에 의해 금속 띠판(40)의 온도 분포의 제어를 행해도 되며, 그 경우에는, 제어부(38)는, 미리 시뮬레이션으로 구한 복수의 자성체 코어(20)의 배치 정보 및 판 폭ㆍ에지 위치 검출 장치(51)로부터의 신호에 기초하여 이동 기구(30)를 제어하여, 복수의 자성체 코어(20)를 이동시킨다. 또한, 금속 띠판(40)은, 대략 긴 판상(띠상)으로 형성되고, 유도 가열 장치(10) 내에 있어서 자신의 길이 방향(도 1의 화살표(E) 방향)으로 반송되어, 유도 가열 장치(10)에 의해 연속적으로 가열되도록 되어 있다. 또한, 유도 가열 장치(10)에서는, 판 폭이 상이한 각종 금속 띠판(40)을 가열 가능하게 구성되어 있고, 도 2에서는, 판 폭이 넓은(유도 가열 장치(10)에 의해 가열 가능한 최대 판 폭의) 금속 띠판(40)이 유도 가열 장치(10) 내에 배치된 예로서 도시되어 있다.
그리고, 이하의 설명에서는, 금속 띠판(40)의 판 두께 방향을 유도 가열 장치(10)의 상하 방향으로 하여, 금속 띠판(40)의 표면측(도 2의 화살표(A) 방향측)을 상측, 금속 띠판(40)의 이면측(도 2의 화살표(B) 방향측)을 하측으로 하고 있다. 또한, 유도 가열 장치(10)의 폭 방향은, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향(폭 방향)과 일치하고 있고, 도 2의 화살표(C) 방향측을 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 일방측으로 하고, 도 2의 화살표(D) 방향측을 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 타방측으로 하고 있다. 또한, 유도 가열 장치(10)(상세하게는, 도면에 있어서 도시된 유도 가열 장치(10)의 주요부)에서는, 유도 가열 장치(10)의 상부(금속 띠판(40)에 대하여 상측 부분)와 하부(금속 띠판(40)에 대하여 하측 부분)가, 금속 띠판(40)의 길이 방향에서 본 단면에서 보아 금속 띠판(40)의 중심점(도시 생략)에 대하여 점대칭으로 구성되어 있다. 이로 인해, 이하의 설명에서는, 유도 가열 장치(10)의 상부에 대하여 설명하고, 유도 가열 장치(10)의 하부에 대한 설명은 생략한다.
유도 코일(12)은, 구리 등의 도체로 구성되어, 금속 띠판(40)에 대하여 상측으로 이격되어 설치되어 있다. 또한, 유도 코일(12)은, 하나의 도체에 의해 구성되어도 되고, 복수개의 도체에 의해 구성되어 있어도 된다. 또한, 도 3에 도시되는 바와 같이, 유도 코일(12)은, 상측에서 본 평면에서 보아, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 타방측으로 개방된 대략 U자 형상으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 유도 코일(12)은, 유도 코일(12)의 길이 방향 일단부를 구성하는 만곡부(14)와, 일단부가 만곡부(14)의 길이 방향 양단에 연결되고, 또한 만곡부(14)의 길이 방향 양단으로부터 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 타방측으로 연장된 한 쌍의 직선부(16)를 포함하여 구성되어 있다. 그리고, 만곡부(14)가, 평면에서 보아, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 타방측으로 개방된 대략 반원호상으로 만곡됨과 함께, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 일단부와 상하 방향으로 대향하여 배치되어 있다. 또한, 도 3에서는, 편의상, 후술하는 이동 기구(30)의 도시를 생략하고 있다.
한 쌍의 직선부(16)는, 금속 띠판(40)의 길이 방향으로 나열되어 배치되어 있다. 또한, 도 2에 도시되는 바와 같이, 직선부(16)에 있어서의 타단부측의 부분은, 가요성을 갖는 가요 도체(16A)에 의해 구성되어 있고, 가요 도체(16A)는 연결부(16B)에 의해 직선부(16)의 길이 방향 일방측의 부분에 연결되어 있다. 또한, 가요 도체(16A)는, 금속 띠판(40)에 대하여 금속 띠판(40)의 폭 방향 외측의 위치에서 상측으로 굴곡되어 있다. 그리고, 가요 도체(16A)의 타단부(유도 코일(12)의 타단부)가 제어 장치(도시하지 않음)를 통하여 교류 전원에 접속되어 있다. 이에 의해, 제어 장치에 의해 가요 도체(16A)의 타단부가 상하 방향(금속 띠판(40)에 대하여 접촉 분리되는 방향)으로 이동됨으로써, 유도 코일(12)의 일단부측의 부분(만곡부(14) 및 직선부(16)의 일부)이 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 이동하는 구성으로 되어 있다. 또한, 유도 코일(12)의 일단부측의 부분이 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 이동할 때에는, 가요 도체(16A)의 굴곡된 부분의 위치는 일정한 위치로 보유 지지되어 있다.
복수의 자성체 코어(20)는, 유도 코일(12)의 직선부(16)에 대하여, 금속 띠판(40)과는 반대측(즉 상측)에 배치되어 있다. 이 자성체 코어(20)는, 강자성체 코어에 의해 구성되어 있고, 예를 들어 페라이트, 적층된 전자 강판, 아몰퍼스 합금 등으로 구성되어 있다. 또한, 자성체 코어(20)는, 유도 가열 장치(10)에 부여하는 가열 능력에 따라, 자속이 포화되지 않도록 적절히 선택 설계되어 있으면 된다. 또한, 자성체 코어(20)에 있어서 발열의 우려가 있는 경우에는, 수랭 동판 등의 냉각 장치 등으로 자성체 코어(20)를 냉각하는 것이 바람직하다.
자성체 코어(20)는 직육면체 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 자성체 코어(20)의 폭 치수(금속 띠판(40)의 판 폭 방향의 길이), 높이 치수(상하 방향의 길이) 및 깊이 치수(금속 띠판(40)의 길이 방향의 길이)는, 유도 코일(12)의 형상이나 길이에 기초하여 적절히 설정되어 있다. 또한, 자성체 코어(20)의 형상은, 직육면체 형상에 한정되지 않는다. 그리고, 자성체 코어(20)는, 후술하는 이동 기구(30)에 연결되어, 유도 코일(12)의 직선부(16)의 상측에 있어서, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 소정 간격(d)마다 나열되어 배치되어 있다. 즉, 도 3에 도시되는 바와 같이, 평면에서 보아, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 배열되는 복수의 자성체 코어(20)에 의해 구성된 자성체 코어(20)의 열이, 금속 띠판(40)의 길이 방향으로 2열로 배치되어 있다.
여기서, 유도 코일(12)에 의해 발생하는 자속에 대하여 설명한다. 도 4에 도시되는 바와 같이, 금속 띠판(40)에 대하여 상측에 배치된 유도 코일(12)의 한쪽의 직선부(16-1)에서는, 전류가 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 일방측(지면에 대하여 수직으로 앞(지면 상측))으로 흐르고, 유도 코일(12)의 다른쪽의 직선부(16-2)에서는, 전류가 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 타방측(지면에 대하여 수직으로 맞은편(지면 하측))으로 흐르도록 되어 있다. 이에 의해, 직선부(16-1)에는 자속(22-1)이 발생하고, 직선부(16-2)에는 자속(22-2)이 발생한다.
그리고, 직선부(16-1)에서 발생한 자속(22-1)은, 투자율이 큰 자성체 코어(20)의 내부를 우선적으로 통과하여, 직선부(16-1)의 바로 아래의 금속 띠판(40)의 길이 방향(진행 방향) 단면을 관통한다. 한편, 직선부(16-2)에서 발생한 자속(22-2)은, 투자율이 큰 자성체 코어(20)의 내부를 우선적으로 통과하여, 직선부(16-2)의 바로 아래의 금속 띠판(40)의 길이 방향(진행 방향) 단면을 관통한다. 이 경우, LF 방식의 유도 가열과는 달리, 금속 띠판(40)의 앞판면에서, 일방향으로만 유도 전류가 흐르므로, 유도 전류의 침투 깊이가 금속 띠판(40)의 판 두께보다 커도, 금속 띠판(40)의 내부로 유도 전류가 흐르도록 되어 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 유도 코일(12)에 의해 발생한 자속을 자성체 코어(20)에 의해 모아(집중시켜), 당해 자속을 금속 띠판(40)으로 유도하는 자로가 자성체 코어(20)에 의해 형성되도록 되어 있다. 따라서, 자성체 코어(20)에 있어서의 상하 위치는, 상기 자속을 유효하게 모으는(집중시키는) 것이 가능한 위치로 되어 있고, 자성체 코어(20)에 있어서의 이 상하 위치가 본 발명의 「소정 위치」에 대응하고 있다. 즉, 소정 위치에서는, 자성체 코어(20)가, 금속 띠판(40)에 대하여 상측으로 소정 거리 이격되어 배치되어 있고, 당해 소정 거리는, 자성체 코어(20)의 형상 등에 대응하여 적절히 변경 가능하게 되어 있다.
또한, 금속 띠판(40)의 하측에 배치된 유도 코일(12)에 있어서도, 상기와 마찬가지로, 직선부(16)에서 발생한 자속이, 금속 띠판(40)의 하측에 배치된 자성체 코어(20)의 내부를 우선적으로 통과하여, 직선부(16)의 바로 위의 금속 띠판(40)의 길이 방향(진행 방향) 단면을 관통한다. 이 경우, 상술한 바와 마찬가지로, 금속 띠판(40)의 뒤판면에서, 일방향으로만 유도 전류가 흐르므로, 유도 전류의 침투 깊이가 금속 띠판(40)의 판 두께보다 커도, 금속 띠판(40)의 내부로 유도 전류가 흐르도록 되어 있다. 즉, 유도 전류는, 금속 띠판(40)의 표리 판면에서 각각 독립적으로 발생하지만, 본 실시 형태에서는, 유도 전류가 동일한 방향이기 때문에, 도 5에 도시되는 바와 같이, 금속 띠판(40)에는, 평면에서 보아 대략 트랙상(폐루프상)으로 되는 하나의 폐회로(24)가 형성되고, 이 폐회로(24)를 흐르는 유도 전류(26)에 의해, 금속 띠판(40)이 가열되는 구성으로 되어 있다.
유도 가열 장치(10)의 구성의 설명으로 되돌아가, 도 2에 도시되는 바와 같이, 자성체 코어(20)는, 이동 기구(30)에 연결되어, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 이 이동 기구(30)는, 자성체 코어(20)의 배면측(상측이며, 자성체 코어(20)에 대하여 유도 코일(12)과는 반대측)에 배치되어 있다. 이에 의해, 유도 코일(12)에서 발생한 자속에 의한 유도를 이동 기구(30)가 받지 않도록 구성되어 있다. 또한, 이동 기구(30)의 재질은, 가능한 한 금속을 사용하지 않는 편이 좋지만, 어쩔 수 없는 경우에는, 비자성의 금속을 사용한다.
이동 기구(30)는, 대략 긴 형상으로 형성된 한 쌍의 가이드 레일(궤조)(32)을 갖고 있으며, 한 쌍의 가이드 레일(32)은, 2열의 자성체 코어(20)에 대응하여, 금속 띠판(40)의 길이 방향으로 나열되어 배치되어 있다(도 2에서는, 1열의 가이드 레일만을 도시하고 있음). 이 가이드 레일(32)은, 가이드 레일(32)의 길이 방향 일방측의 부분을 구성하는 제1 레일부(32A)와, 가이드 레일(32)의 길이 방향 타방측의 부분을 구성하는 제2 레일부(32B)를 갖고 있다. 제1 레일부(32A)는, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 배열되는 복수의 자성체 코어(20)의 바로 위에 배치되어, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 연장되어 있다. 그리고, 제1 레일부(32A)의 연장 길이는, 각종 판 폭이 상이한 금속 띠판(40) 내의 폭이 넓은 금속 띠판(40)보다 길게 설정되어 있다. 이로 인해, 평면에서 보아 제1 레일부(32A)의 길이 방향 일단부가 금속 띠판(40)에 폭 방향 외측으로 돌출되어 있다.
제2 레일부(32B)는, 제1 레일부(32A)의 길이 방향 타단부에 있어서 상측으로 굴곡되어, 제1 레일부(32A)로부터 유도 코일(12)에 대하여 이격되는 방향으로 연장되어 있다. 그리고, 가이드 레일(32)에는, 체인 등의 복수의 이동 부재(34)가 설치되어 있다. 이 이동 부재(34)는, 가이드 레일(32)로 이동 가능하게 연결됨과 함께, 가이드 레일(32)의 길이 방향을 따라 연속적으로 배치되어 있다. 또한, 이동 부재(34)에는, 구동부(36)가 연결되어 있고, 구동부(36)에 의해 이동 부재(34)가 가이드 레일(32)을 이동하도록 구성되어 있다. 또한, 구동부(36)에는, 구동부(36)를 제어하는 제어부(38)가 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 제어부(38)의 제어에 의해 구동부(36)가 작동하면, 복수의 이동 부재(34)가 구동부(36)에 의해 가이드 레일(32)의 길이 방향을 따라 연속적으로 이동하도록 되어 있다.
또한, 이동 부재(34)에는, 전술한 자성체 코어(20)가 고정되어 있고, 자성체 코어(20)는, 소정 간격(d)마다 가이드 레일(32)의 길이 방향을 따라 연속적으로 배치되어 있다. 이로 인해, 구동부(36)에 의해 이동 부재(34)가 가이드 레일(32)의 길이 방향을 따라 이동함으로써, 자성체 코어(20)가 소정 간격(d)을 유지한 채, 가이드 레일(32)에 대하여 상대 이동한다. 환언하면, 복수의 자성체 코어(20)가 일체로 가이드 레일(32)의 길이 방향으로 이동하는 구성으로 되어 있다. 이에 의해, 제1 레일부(32A)에 배치되는 자성체 코어(20)(즉, 소정 위치에 배치되는 자성체 코어(20))의 배치수를 증감 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 유도 가열 장치(10)에서는, 유도 가열 장치(10) 내에 있어서 반송되는 금속 띠판(40)의 판 폭 치수에 대응한 수의 자성체 코어(20)가 소정 위치에 배치되도록 되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상하의 유도 코일(12)의 직선부(16)의 배면측에, 각각, 동일 수의 자성체 코어(20)가 간격(d)으로 배치되어 있지만, 자성체 코어(20)의 배치수는, 금속 띠판(40)의 상측, 하측에서 특정한 범위에 한정되지 않는다. 그로 인해, 자성체 코어(20)의 배치수가, 금속 띠판(40)의 상측, 하측에서 상이한 경우도 발생하지만, 자성체 코어(20)의 배치수는, 당초의 설정 시 및/또는 주행 중, 반드시 상하 동일 수일 필요는 없다. 또한, 가이드 레일(32)의 길이 방향에 인접하는 자성체 코어(20)의 간격(d)은, 반드시 등간격일 필요는 없다. 또한, 자성체 코어(20)의 배치수(또는, 자성체 코어(20)의 간격)는, 자성체 코어(20)를 배치하는 유도 코일(12)의 길이나, 자성체 코어(20)의 치수 형상, 또한 판 폭 방향에 있어서의 금속 띠판(40)의 온도 분포에 기초하여, 필요한 가열 효율을 확보할 수 있도록 설정한다.
다음으로 제1 실시 형태의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
상기한 바와 같이 구성된 유도 가열 장치(10)에서는, 도 6b에 도시되는 바와 같이, 판 폭이 넓은 금속 띠판(40)에 대응하여, 유도 코일(12)의 만곡부(14)가 배치되어 있고, 복수의 자성체 코어(20)가 제1 레일부(32A)에 배치되어 있다. 또한, 도 6b에서는, 편의상, 금속 띠판(40)에 대하여 상측에 배치된 자성체 코어(20)만을 도시하고 있고, 금속 띠판(40)에 대하여 하측에 배치된 자성체 코어(20)의 도시는 생략되어 있다.
그리고, 유도 코일(12)에 전류(1차 전류)를 흘림으로써, 전술한 바와 같이, 금속 띠판(40)에 폐회로(24)가 형성되어, 이 폐회로(24)를 흐르는 유도 전류(26)에 의해 금속 띠판(40)이 가열된다. 이에 의해, 유도 가열 장치(10) 내에 있어서, 판 폭이 넓은 금속 띠판(40)을 길이 방향으로 반송시킴으로써, 당해 금속 띠판(40)이 연속적으로 가열된다.
한편, 폭이 넓은 금속 띠판(40)으로부터 폭이 좁은 금속 띠판(40)으로 변경할 때에는, 도 6a에 도시되는 바와 같이, 상하 방향에 있어서, 유도 코일(12)의 만곡부(14)를 금속 띠판(40)의 길이 방향 양단부와 대향하는 위치에 배치시킨다. 구체적으로는, 제어 장치에 의해 가요 도체(16A)의 타단부를 금속 띠판(40)에 대하여 이격하는 방향(상측)으로 이동시켜, 유도 코일(12)(만곡부(14))을 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 중앙측으로 이동시킨다.
또한, 이때에는, 금속 띠판(40)의 폭 치수에 대응시켜, 이동 기구(30)의 구동부(36)에 의해 이동 부재(34)를 가이드 레일(32)을 따라 이동시키고, 이동 부재(34)와 함께 자성체 코어(20)를 금속 띠판(40)의 폭 방향 중앙측으로 이동시킨다. 이에 의해, 판 폭이 좁은 금속 띠판(40)에 대응한 수의 자성체 코어(20)가 제1 레일부(32A)(즉, 소정 위치)에 배치되기 때문에, 상하 방향에 있어서, 유도 코일(12) 및 금속 띠판(40)과 대향하여 배치되는 자성체 코어(20)의 배치수를 감소시킬 수 있다. 따라서, 판 폭이 좁은 금속 띠판(40)에 대하여 자성체 코어(20)의 배치수를 감소시켜, 금속 띠판(40)을 가열할 수 있다. 또한, 도 6a에서는, 편의상, 금속 띠판(40)에 대하여 상측에 배치된 자성체 코어(20)만을 도시하고 있고, 금속 띠판(40)에 대하여 하측에 배치된 자성체 코어(20)는 도시가 생략되어 있다.
또한, 폭이 좁은 금속 띠판(40)으로부터 폭이 넓은 금속 띠판(40)으로 되돌릴 때에는, 도 6a에 도시되는 상태로부터 도 6b에 도시되는 상태로 되돌린다. 구체적으로는, 제어 장치에 의해 가요 도체(16A)의 타단부를 금속 띠판(40)에 대하여 접근시키는 방향(하측)으로 이동시켜, 유도 코일(12)(만곡부(14))을 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 외측으로 이동시킨다. 또한, 이때에는, 금속 띠판(40)의 폭 치수에 대응시켜, 이동 기구(30)의 구동부(36)에 의해 이동 부재(34)를 가이드 레일(32)을 따라 이동시키고, 이동 부재(34)와 함께 자성체 코어(20)를 금속 띠판(40)의 폭 방향 외측으로 이동시킨다. 이에 의해, 판 폭이 넓은 금속 띠판(40)에 대응한 수의 자성체 코어(20)가 제1 레일부(32A)(즉, 소정 위치)에 배치되기 때문에, 상하 방향에 있어서, 유도 코일(12) 및 금속 띠판(40)과 대향하여 배치되는 자성체 코어(20)의 배치수를 증가시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태의 유도 가열 장치(10)에 따르면, 자성체 코어(20)에는, 이동 기구(30)가 연결되어 있고, 금속 띠판(40)의 판 폭 치수에 따라, 소정 위치에 있어서 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 배열되는 자성체 코어(20)의 배치수가 증감된다. 즉, 금속 띠판(40)의 판 폭 치수에 대응한 수의 자성체 코어(20)를, 이동 기구(30)에 의해, 소정 위치에 배치할 수 있다. 이에 의해, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서 가열 온도의 균일화를 도모할 수 있다. 이하, 이 점에 대하여 종래 기술과 비교하여 설명한다.
즉, 가령 유도 가열 장치(10)를 일본 특허 출원 공개 제2002-8838호에 기재된 유도 가열 장치와 같이 구성한 경우에는, 제1 레일부(32A)에 배치되는 자성체 코어(20)의 배치수가 일정해지고, 복수의 자성체 코어(20)의 간격만을 변경(조정)함으로써, 판 폭이 상이한 금속 띠판(40)에 대응하게 된다. 그리고, 이 경우에는, 판 폭이 좁은 금속 띠판(40)에 대응한 수의 자성체 코어(20)가 제1 레일부(32A)에 배치되고, 판 폭이 넓은 금속 띠판(40)을 가열할 때에는, 자성체 코어(20)의 간격을 넓히도록(크게 하도록) 자성체 코어(20)를 이동시키게 된다. 즉, 복수의 자성체 코어(20)가, 비교적 큰 간극을 개재하여 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 단속적으로 배치된다. 그리고, 당해 간극에는, 자성체 코어(20)가 배치되어 있지 않기 때문에, 당해 간극에 대응하는 금속 띠판(40)의 부분에서는, 금속 띠판(40)에 관통하는 자속 밀도가 저하되어, 가열 온도가 저하된다. 그 결과, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서, 가열 온도가 높은 부분과 가열 온도가 낮은 부분이 교대로 배열되게 되어, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서 가열 온도가 불균일해진다(변동이 커진다).
이에 비해, 본 실시 형태의 유도 가열 장치(10)에서는, 이동 기구(30)가, 금속 띠판(40)의 판 폭 치수에 따라, 자성체 코어(20)를 가이드 레일(32)을 따라 이동시켜, 소정 위치에 있어서 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 배열되는 자성체 코어(20)의 배치수를 증감시킨다. 이로 인해, 금속 띠판(40)의 판 폭이 변화해도, 금속 띠판(40)의 판 폭에 대응한 수의 자성체 코어(20)를 소정 위치에 배치할 수 있다. 즉, 판 폭이 넓은 금속 띠판(40)을 가열할 때에는, 판 폭이 좁은 금속 띠판(40)을 가열할 때에 비하여, 소정 위치에 배치되는 자성체 코어(20)의 배치수를 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 판 폭이 넓은 금속 띠판(40)을 가열할 때라도, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서, 자성체 코어(20) 사이의 간극이 커지는 것을 억제할 수 있다. 환언하면, 금속 띠판(40)의 판 폭 치수가 크게 변화해도, 자성체 코어(20)를 적정한 간격으로 배치할 수 있다. 따라서, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서, 가열 온도를 균일화할 수 있다(가열 온도의 변동을 억제할 수 있다).
또한, 유도 가열 장치(10)는, 판 폭ㆍ에지 위치 검출 장치(51) 및 온도 분포 검출 장치(52)를 구비하고 있다. 이로 인해, 예를 들어 금속 띠판(40)을 가열할 때, 금속 띠판(40)의 사행에 대응하여, 판 폭ㆍ에지 위치 검출 장치(51)로부터 출력되는 신호에 기초하여, 제어부(38)에 의해 구동부(36)를 제어하여, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서의 자성체 코어(20)의 위치를 미세 조정해도 된다. 또한, 예를 들어 금속 띠판(40)을 가열할 때, 금속 띠판(40)의 온도 분포에 대응하여, 온도 분포 검출 장치(52)로부터 출력되는 신호에 기초하여, 제어부(38)에 의해 구동부(36)를 제어하여, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서의 자성체 코어(20)의 위치를 미세 조정해도 된다. 이들에 의해, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서, 가열 온도의 균일화를 효과적으로 행할 수 있다.
(제2 실시 형태)
이하, 도 7 내지 도 10을 사용하여, 제2 실시 형태의 유도 가열 장치(200)에 대하여 설명한다. 제2 실시 형태의 유도 가열 장치(200)는, 이하에 나타내는 점을 제외하고 제1 실시 형태의 유도 가열 장치(10)와 마찬가지로 구성되어 있다. 또한, 도 7 및 도 8에서는, 판 폭이 넓은 금속 띠판(40)이 유도 가열 장치(200) 내에 배치된 예로서 도시되어 있고, 도 9 및 도 10에서는, 판 폭이 좁은 금속 띠판(40)이 유도 가열 장치(200) 내에 배치된 예로서 도시되어 있다.
제2 실시 형태의 유도 코일(12)은, 제1 실시 형태의 유도 코일(12)과 마찬가지로 구성되어 있지만, 제1 실시 형태와 비교하여, 만곡부(14) 및 가요 도체(16A)의 위치가 상이하다. 즉, 제2 실시 형태에서는, 만곡부(14)가, 평면에서 보아, 금속 띠판(40)의 폭 방향 외측에 배치되어 있다(도 9 및 도 10 참조). 환언하면, 상하 방향에 있어서, 유도 코일(12)의 직선부(16)만이 금속 띠판(40)과 대향하여 배치되어 있다.
또한, 금속 띠판(40)에 대하여 상측(하측)에 배치된 유도 코일(12)의 가요 도체(16A)는, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 중심선에 대하여 판 폭 방향 타방측(판 폭 방향 일방측)의 위치에 있어서 상측(하측)으로 굴곡되어 있다. 즉, 평면에서 보아, 금속 띠판(40)에 대하여 상측 및 하측에 배치된 유도 코일(12)의 직선부(16)의 일부가 겹쳐(랩되어) 배치되어 있다.
이동 기구(30)는, 유도 코일(12)에 대응하여 배치되어 있다. 즉, 이동 기구(30)에 있어서의 가이드 레일(32)의 제1 레일부(32A)가, 유도 코일(12)의 직선부(16)의 상측의 위치에 있어서, 직선부(16)와 평행하게 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 연장되어 있다. 또한, 가이드 레일(32)의 제2 레일부(32B)가, 가요 도체(16A)에 대하여 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 일방측의 위치에 있어서, 가요 도체(16A)와 평행하게 상하 방향으로 연장되어 있다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 도 8 및 도 10에 도시되는 바와 같이, 자성체 코어(20)가, 상측에서 본 평면에서 보아, 유도 코일(12)의 한 쌍의 직선부(16)에 걸치도록 금속 띠판(40)의 길이 방향을 따라 연장되어 있다. 즉, 제2 실시 형태에서는, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 배열되는 복수의 자성체 코어(20)의 열이 1열로서 구성되어 있다. 또한, 자성체 코어(20)는, 가이드 레일(32)의 길이 방향으로 불연속으로 배치되어 있다. 즉, 인접하는 자성체 코어(20) 사이의 간격이 일정하게 되어 있지 않다. 이로 인해, 인접하는 자성체 코어(20) 사이의 간극이 커지는 부분이 존재하는데, 당해 간극은, 금속 띠판(40)에 대한 가열 온도가 저하하지 않는 범위 내로 설정되어 있다.
그리고, 도 7 및 도 8에 도시되는 바와 같이, 판 폭이 넓은 금속 띠판(40)을 가열할 때에는, 유도 코일(12)의 만곡부(14)를 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 외측의 위치에 배치시킨다. 구체적으로는, 제어 장치에 의해 가요 도체(16A)의 타단부를 금속 띠판(40)에 접근시키는 방향(하측)으로 이동시켜, 유도 코일(12)의 만곡부를 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 외측으로 이동시킨다.
또한, 이때에는, 금속 띠판(40)의 판 폭 치수에 대응시켜, 이동 기구(30)의 구동부(36)에 의해 이동 부재(34)를 가이드 레일(32)을 따라 이동시켜, 자성체 코어(20)를 이동 부재(34)와 함께 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 폭이 넓은 금속 띠판(40)에 대응하여, 복수의 자성체 코어(20)가 제1 레일부(32A)에 배치되기 때문에, 상하 방향에 있어서, 유도 코일(12) 및 금속 띠판(40)에 대향하여 배치되는 자성체 코어(20)의 배치수를 증가시킬 수 있다.
한편, 도 9 및 도 10에 도시되는 바와 같이, 판 폭이 넓은 금속 띠판(40)으로부터 판 폭이 좁은 금속 띠판(40)으로 변경할 때에는, 제어 장치에 의해 가요 도체(16A)의 타단부를 금속 띠판(40)에 대하여 이격하는 방향(상측)으로 이동시켜, 유도 코일(12)의 만곡부(14)를 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 중앙측으로 이동시킨다.
또한, 이때에는, 금속 띠판(40)의 판 폭 치수에 대응시켜, 이동 기구(30)의 구동부(36)에 의해 이동 부재(34)를 가이드 레일(32)을 따라 이동시켜, 이동 부재(34)와 함께 자성체 코어(20)를 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 중앙측으로 이동시킨다. 이에 의해, 판 폭이 좁은 금속 띠판(40)에 대응한 자성체 코어(20)가 제1 레일부(32A)에 배치되기 때문에, 상하 방향에 있어서, 유도 코일(12) 및 금속 띠판(40)에 대향하여 배치되는 자성체 코어(20)의 배치수가 감소된다.
이상에 의해, 제2 실시 형태에 있어서도, 금속 띠판(40)의 판 폭에 대응한 수의 자성체 코어(20)를 소정 위치에 배치할 수 있다. 따라서, 제2 실시 형태에 있어서도, 금속 띠판(40)의 판 폭에 있어서 가열 온도의 균일화를 도모할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에 있어서도, 유도 가열 장치(200)가, 판 폭ㆍ에지 위치 검출 장치(51) 및 온도 분포 검출 장치(52)를 구비하고 있다. 이로 인해, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 예를 들어 금속 띠판(40)의 사행에 대응하여, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서의 자성체 코어(20)의 위치를 미세 조정해도 된다. 또한, 예를 들어 금속 띠판(40)의 온도 분포에 대응하여, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서의 자성체 코어(20)의 위치를 미세 조정해도 된다.
(제3 실시 형태)
이하, 도 11 및 도 12를 사용하여, 제3 실시 형태의 유도 가열 장치(300)에 대하여 설명한다. 제3 실시 형태의 유도 가열 장치(300)는, 이하에 나타내는 점을 제외하고 제1 실시 형태의 유도 가열 장치(10)와 마찬가지로 구성되어 있다. 또한, 도 11에서는, 유도 가열 장치(300)의 주요부에 있어서의 상부(금속 띠판(40)에 대하여 상측 부분)만이 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 일방측에서 본 측면도로 도시되어 있고, 도 12에서는, 유도 가열 장치(300)의 주요부에 있어서의 상부만이 금속 띠판(40)의 길이 방향으로부터 모식적인 정면도로 도시되어 있다.
그리고, 제1 실시 형태에서는, 복수의 자성체 코어(20)가 이동 기구(30)에 의해 일체로 이동되는 구성으로 되어 있지만, 제3 실시 형태에서는, 자성체 코어(20)의 각각이 이동 기구(30)에 의해 독립적으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 이하, 구체적으로 설명한다.
제3 실시 형태에서는, 이동 기구(30)에 있어서, 이동 부재(34) 및 구동부(36)가 생략되어 있고, 이동 기구(30)가, 복수의 이동 장치(302) 및 접촉 분리 장치(304)를 갖고 있다. 각각의 이동 장치(302)는, 가이드 레일(32)로 이동 가능하게 연결됨과 함께, 도시하지 않은 구동부를 갖고 있다. 또한, 각각의 이동 장치(302)는, 제어부(38)(도 11 참조)에 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(38)의 제어에 의해 독립적으로 가이드 레일(32)을 따라 이동되는 구성으로 되어 있다.
접촉 분리 장치(304)는, 이동 장치(302)에 고정되어 있다. 이로 인해, 이동 장치(302)가 가이드 레일(32)에 대하여 이동됨으로써, 접촉 분리 장치(304)는, 이동 장치(302)와 일체로 이동되는 구성으로 되어 있다. 이 접촉 분리 장치(304)는, 유압식 등의 실린더(304A)를 갖고 있으며, 실린더(304A)는 접촉 분리 장치(304)로부터 하측으로 돌출되어 있다. 그리고, 접촉 분리 장치(304)는, 제어부(38)(도 11 참조)에 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(38)의 제어에 의해 실린더(304A)가 상하 방향으로 신축되는 구성으로 되어 있다.
또한, 실린더(304A)의 하단부에는, 자성체 코어(20)가 고정되어 있다. 자성체 코어(20)는, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 유도 코일(12)의 한 쌍의 직선부(16)를 걸치도록 금속 띠판(40)의 길이 방향을 따라 연장되어 있다. 즉, 제3 실시 형태에서는, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 배열되는 복수의 자성체 코어(20)의 열이 1열로서 구성되어 있다. 또한, 자성체 코어(20)의 하면에는, 유도 코일(12)의 한 쌍의 직선부(16)에 대응하는 위치에 있어서, 하측으로 개방된 오목부(20A)가 형성되어 있고, 오목부(20A)는, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 관통되어 있다.
그리고, 접촉 분리 장치(304)의 실린더(304A)가 상하 방향으로 신축함으로써, 자성체 코어(20)가 상하 방향(금속 띠판(40)의 판 두께 방향에 있어서 금속 띠판(40)에 대하여 접촉 분리되는 방향)으로 이동하는 구성으로 되어 있다. 구체적으로는, 자성체 코어(20)가, 실린더(304A)에 의해, 소정 위치(도 11 및 도 12에 있어서 2점 쇄선으로 표시되는 자성체 코어(20)의 위치)와, 소정 위치보다 상측에 위치하는 대기 위치(도 11 및 도 12에 있어서 실선으로 표시되는 자성체 코어(20)의 위치)의 사이를 이동하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 소정 위치에서는, 유도 코일(12)의 직선부(16)가 오목부(20A) 내에 배치되는 구성으로 되어 있다. 한편, 대기 위치는, 유도 코일(12)에 의해 발생한 자속을 자성체 코어(20)에 의해 유효하게 집중시킬 수 없는 위치로서 설정되어 있다. 즉, 대기 위치에 자성체 코어(20)가 배치된 상태에서는, 유도 코일(12)의 자속에 대하여 자성체 코어(20)가 자속의 집중에 기여하지 않도록 되어 있다. 또한, 금속 띠판(40)의 가열 시 이외일 때에는, 자성체 코어(20)가 대기 위치에 배치되어 있다.
그리고, 제3 실시 형태의 유도 가열 장치(300)에서는, 이동 기구(30)의 제어부(38)가, 금속 띠판(40)의 판 폭 치수에 따라, 이동 장치(302)를 가이드 레일(32)을 따라 각각 독립적으로 이동시킨다. 이에 의해, 금속 띠판(40)의 판 폭 치수에 대응한 수의 자성체 코어(20)가 제1 레일부(32A)에 배치된다. 이 상태에서는, 자성체 코어(20)가 대기 위치에 배치되어 있기 때문에, 이동 기구(30)의 제어부(38)에 의해 접촉 분리 장치(304)를 작동시켜, 자성체 코어(20)를 소정 위치에 배치시킨다. 즉, 실린더(304A)를 금속 띠판(40)측으로 신장(접근)시켜, 자성체 코어(20)를 소정 위치에 배치시킨다. 이에 의해, 금속 띠판(40)의 판 폭 치수에 대응한 수의 자성체 코어(20)가 소정 위치에 배치된다. 이상에 의해, 제3 실시 형태에 있어서도, 금속 띠판(40)의 판 폭 치수에 따라, 소정 위치에 있어서 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 배열되는 자성체 코어(20)의 배치수를 증감시킬 수 있다. 따라서, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서 가열 온도의 균일화를 도모할 수 있다.
또한, 제3 실시 형태에서는, 복수의 이동 장치(302)는, 각각 독립적으로 가이드 레일(32)을 따라 이동 가능하게 구성되어 있기 때문에, 인접하는 자성체 코어(20)의 간격을 이동 장치(302)에 의해 변경(조정)할 수 있다. 이에 의해, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서의 가열 온도의 분포에 대응하여, 자성체 코어(20)의 배치 밀도를 변경할 수 있다. 예를 들어, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 양단보다 내측의 부분에서는, 금속 띠판(40)의 가열 온도가 일단 내려가는 경향이 있다는 것이 판명되었다. 이로 인해, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 양단보다 내측의 부분에 대응하는 자성체 코어(20)의 간격을, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 중앙부에 대응하는 자성체 코어(20)의 간격보다 좁게 설정해도 된다. 이에 의해, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서, 금속 띠판(40)을 관통하는 자속 밀도를 조정할 수 있다. 그 결과, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서 가열 온도의 균일화를 효과적으로 행할 수 있다. 또한, 온도 분포 검출 장치(52)로부터 출력되는 신호에 기초하여, 제어부(38)에 의해 이동 장치(302)를 이동시켜, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서의 가열 온도의 분포에 대응하여, 자성체 코어(20)의 위치를 미세 조정해도 된다.
또한, 제3 실시 형태에서는, 각각의 자성체 코어(20)가, 접촉 분리 장치(304)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다(즉, 금속 띠판(40)의 판 두께 방향에 있어서 금속 띠판(40)에 대하여 접촉 분리 가능하게 구성되어 있다). 이로 인해, 소정 위치에 배치된 자성체 코어(20)의 위치를 상하 방향으로 조정함으로써, 금속 띠판(40)을 관통하는 자속 밀도를 조정할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어, 제어부(38)가, 온도 분포 검출 장치(52)로부터 출력되는 신호에 기초하여 접촉 분리 장치(304)를 작동시킴으로써, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서의 가열 온도의 분포에 대응하여, 금속 띠판(40)의 가열 온도를 미세하게 제어할 수 있다. 따라서, 이 경우에 있어서도, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서 가열 온도의 균일화를 효과적으로 행할 수 있다.
또한, 제3 실시 형태에서는, 접촉 분리 장치(304)의 실린더(304A)가 줄어든 상태로 자성체 코어(20)를 이동 장치(302)에 의해 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 이동시킨 후에, 접촉 분리 장치(304)의 실린더(304A)를 금속 띠판(40)측으로 신장시켜, 자성체 코어(20)를 대기 위치로부터 소정 위치로 배치하는 구성으로 되어 있다. 즉, 자성체 코어(20)가 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 이동될 때에는, 자성체 코어(20)가 유도 코일(12)에 대하여 상측으로 이격하여 배치되어 있다. 이로 인해, 자성체 코어(20)를 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 이동시켰을 때, 가령 자성체 코어(20)가 진동하여 금속 띠판(40)의 길이 방향으로 변위된 경우라도, 자성체 코어(20)의 오목부(20A)의 내주면이 유도 코일(12)의 직선부(16)에 닿는 것을 피할 수 있다.
또한, 제3 실시 형태에 있어서도, 유도 가열 장치(300)가, 판 폭ㆍ에지 위치 검출 장치(51)를 구비하고 있다. 이로 인해, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 예를 들어 금속 띠판(40)의 사행에 대응하여, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서의 자성체 코어(20)의 위치를 미세 조정해도 된다.
또한, 제3 실시 형태에서는, 이동 장치(302)에 의해, 자성체 코어(20)를 대기 위치로 이동시킨 후에, 접촉 분리 장치(304)에 의해 자성체 코어(20)를 대기 위치로부터 소정 위치로 이동시키는 구성으로 되어 있다. 이것 대신에, 미리 접촉 분리 장치(304)의 실린더(304A)를 신장시킨 상태로, 이동 장치(302)를 가이드 레일(32)을 따라 이동시켜, 자성체 코어(20)를 소정 위치에 배치시켜도 된다. 이 경우에는, 자성체 코어(20)를 소정 위치에 배치시킨 후에, 접촉 분리 장치(304)를 작동시킴으로써, 상술한 바와 마찬가지로 상하 방향에 있어서의 자성체 코어(20)의 위치를 조정할 수 있다.
또한, 제3 실시 형태에서는, 이동 기구(30)가, 복수의 이동 장치(302) 및 접촉 분리 장치(304)를 포함하여 구성되어 있다. 이것 대신에, 이동 기구(30)에 있어서, 접촉 분리 장치(304)를 생략하고, 자성체 코어(20)를 이동 장치(302)에 고정시켜도 된다. 이 경우에는, 이동 장치(302)에 의해 자성체 코어(20)가 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 이동됨으로써, 자성체 코어(20)가 소정 위치에 배치되는 구성으로 된다.
(제4 실시 형태)
이하, 도 13 및 도 14를 사용하여, 제4 실시 형태의 유도 가열 장치(400)에 대하여 설명한다. 제4 실시 형태의 유도 가열 장치(400)는, 이하에 나타내는 점을 제외하고 제3 실시 형태의 유도 가열 장치(300)와 마찬가지로 구성되어 있다. 또한, 도 13에서는, 유도 가열 장치(400)의 주요부에 있어서의 상부(금속 띠판(40)에 대하여 상측 부분)만이 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 일방측에서 본 측면도로 도시되어 있고, 도 14에서는, 유도 가열 장치(400)의 주요부에 있어서의 상부만이 금속 띠판(40)의 길이 방향에서 본 모식적인 정면도로 도시되어 있다.
그리고, 제3 실시 형태에서는, 자성체 코어(20)가, 이동 장치(302)에 의해 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 각각 이동 가능하게 구성되어 있지만, 제4 실시 형태에서는, 자성체 코어(20)가 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 이동 불가능하게 구성되고, 자성체 코어(20)의 각각이 금속 띠판(40)의 판 두께 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 이하, 구체적으로 설명한다.
제4 실시 형태에서는, 가이드 레일(32) 대신에 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 연장된 지지 부재(402)가 설치되어 있다. 또한, 제4 실시 형태에서는, 제3 실시 형태의 이동 기구(30)에 있어서, 이동 장치(302)가 생략되어 있고, 접촉 분리 장치(304)가 지지 부재(402)에 고정되어 있다. 또한, 도시는 생략하였지만, 유도 코일(12)은 금속 띠판(40)의 판 폭 방향을 따라 연장되어 있다. 즉, 유도 코일(12)의 가요 도체(16A)에 있어서, 만곡부(14)가 생략되어 있고, 가요 도체(16A)가 금속 띠판(40)의 판 폭 방향을 따라 연장되어 있다.
그리고, 접촉 분리 장치(304) 및 자성체 코어(20)가 미리 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 소정 간격마다 나열되어 배치되어 있다. 그리고, 이 배치수는, 판 폭이 넓은 금속 띠판(40)에 대응한 수로 설정되어 있다. 또한, 자성체 코어(20)는, 접촉 분리 장치(304)의 실린더(304A)가 신축함으로써, 대기 위치(도 13 및 도 14에 있어서 실선으로 표시되는 자성체 코어(20)를 참조)와 소정 위치(도 13 및 도 14에 있어서 2점 쇄선으로 표시되는 자성체 코어(20)를 참조)의 사이를 이동하는 구성으로 되어 있다.
그리고, 제4 실시 형태의 유도 가열 장치(400)에서는, 이동 기구(30)의 제어부(38)가, 금속 띠판(40)의 판 두께 방향으로 대향하는 접촉 분리 장치(304)를 작동시켜, 실린더(304A)를 신장시킴으로써, 자성체 코어(20)가 대기 위치로부터 소정 위치로 이동된다. 이로 인해, 금속 띠판(40)의 판 폭 치수에 대응한 수의 자성체 코어(20)가 소정 위치에 배치된다. 이에 의해, 금속 띠판(40)의 판 폭 치수에 따라, 소정 위치에 있어서 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 배열되는 자성체 코어(20)의 배치수를 증감시킬 수 있다. 따라서, 제4 실시 형태에 있어서도, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서 가열 온도의 균일화를 도모할 수 있다.
또한, 제4 실시 형태에서는, 자성체 코어(20)가 가이드 레일(32)의 길이 방향으로 이동 불가능하게 되어 있지만, 제어부(38)가 접촉 분리 장치(304)를 각각 독립적으로 제어하는 구성으로 되어 있다. 이것으로부터, 금속 띠판(40)의 판 두께 방향으로 대향하는 접촉 분리 장치(304) 내의 몇 가지 접촉 분리 장치(304)를 비작동 상태로 함으로써, 소정 위치에 배치되는 자성체 코어(20)의 간격을 적절히 변경(조정)할 수 있다. 이에 의해, 제3 실시 형태와 마찬가지로, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서의 가열 온도의 분포에 대응하여, 자성체 코어(20)의 배치 밀도를 변경할 수 있다. 따라서, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서 가열 온도의 균일화를 효과적으로 행할 수 있다.
또한, 제4 실시 형태에서는, 제3 실시 형태와 마찬가지로, 각각의 자성체 코어(20)가, 접촉 분리 장치(304)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 이로 인해, 소정 위치에 배치된 자성체 코어(20)의 위치를 상하 방향으로 조정함으로써, 금속 띠판(40)을 관통하는 자속 밀도를 조정할 수 있다. 따라서, 제4 실시 형태에 있어서도, 제3 실시 형태와 마찬가지로, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서 가열 온도의 균일화를 효과적으로 행할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 실시 형태에 있어서의 자성체 코어(20)에서는, 제3 및 제4 실시 형태의 오목부(20A)가 자성체 코어(20)에 형성되어 있지 않지만, 도 15에 도시되는 바와 같이, 제1 및 제2 실시 형태에 있어서도, 오목부(20A)를 형성하여, 오목부(20A) 내에 유도 코일(12)의 직선부(16)를 배치하도록 구성해도 된다. 이 경우에는, 금속 띠판(40)에 대하여 상측(하측)에 배치된 자성체 코어(20)의 하단부(상단부)가 직선부(16)에 대하여 금속 띠판(40)측으로 돌출되도록, 자성체 코어(20)의 높이 치수를 설정해도 된다. 또한, 도 15에서는, 제2 실시 형태의 유도 가열 장치(200)를 사용한 예로서 도시되어 있다.
또한, 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 유도 코일(12)이 금속 띠판(40)에 대하여 판 두께 방향 양측(상측 및 하측)에 배치되어 있지만, 유도 코일(12)을 금속 띠판(40)에 대하여 상측 또는 하측에 배치하는 구성으로 해도 된다. 예를 들어, 유도 코일(12)을 평면에서 보아 대략 트랙 형상으로 형성함과 함께, 유도 코일(12)의 길이를 미리 판 폭이 넓은 금속 띠판(40)에 대응한 길이로 설정해 둔다. 또한, 유도 코일(12)을, 이동 불가능하게 구성함과 함께, 미리 판 폭이 넓은 금속 띠판(40)에 대응한 위치에 유도 코일(12)을 배치한다. 이에 의해, 판 폭이 상이한(판 폭이 좁은) 금속 띠판(40)에 대하여 유도 코일(12)을 대응시킬 수 있다. 그리고, 이 경우에는, 이동 기구(30)의 가이드 레일(32)이, 제4 실시 형태의 지지 부재(402)와 같이 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 연장되도록 되고, 금속 띠판(40)의 판 폭 치수에 따라, 이동 기구(30)를 작동시킴으로써, 금속 띠판(40)의 판 폭 치수에 대응한 수의 유도 코일(12)을 소정 위치에 배치할 수 있다.
또한, 제1, 제3, 제4 실시 형태에서는, 금속 띠판(40)의 판 두께 방향에 있어서 유도 코일의 만곡부(14)가 금속 띠판(40)의 폭 방향 양단부와 대향하여 배치되어 있다. 이것 대신에, 도 18a에 도시되는 바와 같이, 만곡부(14)를, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 금속 띠판(40)의 폭 방향 외측에 배치하도록, 유도 코일(12)의 배치 위치를 설정해도 된다. 이 경우에는, 자성체 코어(20)를 평면에서 보아 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 일단부로부터 판 폭 방향 타단부에 걸쳐 배치하도록 구성해도 된다.
또한, 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 유도 코일(12)(만곡부(14))이 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있지만, 유도 코일(12)을 이동 불가능하게 구성해도 된다. 예를 들어, 미리 판 폭이 넓은 금속 띠판(40)에 대응하여, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서의 유도 코일(12)의 길이를 설정해 둠으로써, 판 폭이 상이한(판 폭이 좁은) 금속 띠판(40)에 대응할 수 있다. 그리고, 이 경우에는, 판 폭이 상이한 금속 띠판(40)에 대응하여, 이동 기구(30)를 작동시킴으로써, 소정 위치에 배치되는 자성체 코어(20)를 증감시킬 수 있다. 이에 의해, 유도 가열 장치(10, 200, 300, 400)에 있어서 유도 코일(12)을 이동 가능하게 구성하는 경우에 비하여, 유도 가열 장치(10, 200, 300, 400)의 구성을 간이한 구성으로 할 수 있다.
(제5 실시 형태)
이하, 도 16 및 도 17을 사용하여, 제5 실시 형태의 유도 가열 장치(500)에 대하여 설명한다. 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태는, TF 방식에 관한 것이었지만, 제5 실시 형태는, 유도 코일(12)의 한 쌍의 직선부(16)가, 금속 띠판(40)의 판면에 대하여 서로 반대측에 설치된 경사 자속 방식에 관한 것이다. 제5 실시 형태의 유도 가열 장치(500)는, 이하에 나타내는 점을 제외하고 제3 실시 형태의 유도 가열 장치(300)와 마찬가지로 구성되어 있다. 또한, 도 16에서는, 유도 가열 장치(500)의 주요부가 금속 띠판(40)의 반송 방향에서 본 측면도로 도시되어 있고, 도 17은, 도 16의 X 화살표도이다.
제3 실시 형태에서는, 주회하는 유도 코일(12)의 한 쌍의 직선부(16)가, 금속 띠판(40)의 판면에 대하여 동일한 측에 설치되어 있지만, 제5 실시 형태에서는, 주회하는 유도 코일(12)의 한 쌍의 직선부(16)의 한쪽(부호(16C)가 첨부된 직선부(16))이, 금속 띠판(40)의 표면측(도 16의 화살표(A) 방향측)에 설치되고, 한 쌍의 직선부(16)의 다른쪽(부호(16D)가 첨부된 직선부(16))이, 금속 띠판(40)의 이면측(도 16의 화살표(B) 방향측)에 설치되어 있다. 한 쌍의 직선부(16)는 금속 띠판(40)의 반송 방향(도 17의 화살표(E) 방향)으로 편위되어 설치되어 있다. 즉, 한 쌍의 직선부(16)는, 평면에서 보아 금속 띠판(40)의 반송 방향(도 17의 화살표(E) 방향)에서 겹치지 않도록 설치되어 있다. 한 쌍의 직선부(16)의 판 폭 방향 일방측(화살표(C) 방향측)의 단부끼리는, 도선(17B)으로 접속되고, 한 쌍의 직선부(16)의 판 폭 방향 타방측(화살표(D) 방향측)의 단부끼리는, 도선(17A)으로 접속되어 있다. 도선(17A)의 도중에는, 고주파 전원(60)이 설치되어 있다. 그리고, 유도 코일(12)은, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서 이동 불가능하게 구성되어 있고, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서의 한 쌍의 직선부(16)의 길이는, 유도 가열 장치(500)에 의해, 가열 가능한 최대 판 폭의 금속 띠판(40)에 대응할 수 있는 길이로 설정되어 있다.
그리고, 전술한 LF 방식의 경우, 유도 전류가, 금속 띠판(40)의 표리면에서, 동일한 크기로 역방향으로 흐르므로, 금속 띠판(40)이 비자성인 경우나, 퀴리 온도를 초과하여 자성을 상실하는 강판인 경우 등에는, 전류의 침투 깊이 δ가 깊어져 간섭하고, 유도 전류가 흐르지 않게 된다. 한편, 제5 실시 형태에서는, 한 쌍의 직선부(16)는 금속 띠판(40)의 반송 방향(도 17의 화살표(E) 방향)으로 편위되어 설치되어 있다. 이로 인해, 금속 띠판(40)의 한 쌍의 직선부(16)가 대면하는 영역에서는, 각각 일방향으로만 흐르는 전류로 되므로, 전류의 침투 깊이 δ가 깊은 경우라도, 간섭하지 않고 전류가 흐르도록 되어 있다.
복수의 자성체 코어(20)는, 유도 코일(12)의 한 쌍의 직선부(16)에 대하여, 금속 띠판(40)과는 각각 반대측에 배치되어 있다. 즉, 복수의 자성체 코어(20)가, 금속 띠판(40)의 길이 방향에서 보아, 한 쌍의 직선부(16)의 각각의 배면측에 배치되어 있다. 금속 띠판(40)의 표면측(화살표(A) 방향측)에 설치된 복수의 자성체 코어(20)는, 당해 표면측(화살표(A) 방향측)에 설치된 이동 기구(30)에 각각 연결되어 있다. 그리고, 제어부(38)에 의해 이동 기구(30)를 제어함으로써, 금속 띠판(40)의 표면측에 설치된 복수의 자성체 코어(20)가, 이동 기구(30)에 의해 각각 독립적으로, 상하 방향(화살표(AB) 방향) 및 금속 띠판(40)의 판 폭 방향(화살표(CD) 방향)으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 한편, 금속 띠판(40)의 이면측(화살표(B)측)에 설치된 복수의 자성체 코어(20)는, 당해 이면측(화살표(B) 방향측)에 설치된 이동 기구(30)에 각각 연결되어 있다. 그리고, 제어부(38)에 의해 이동 기구(30)를 제어함으로써, 금속 띠판(40)의 이면측에 설치된 복수의 자성체 코어(20)가, 이동 기구(30)에 의해 각각 독립적으로, 상하 방향(화살표(AB) 방향) 및 금속 띠판(40)의 판 폭 방향(화살표(CD) 방향)으로 이동 가능하게 구성되어 있다.
그리고, 자성체 코어(20)는, 이동 기구(30)에 의해, 상하 방향(화살표(AB) 방향)으로, 소정 위치와 대기 위치의 사이를 이동하도록 되어 있다. 또한, 자성체 코어(20)를 소정 위치 또는 대기 위치의 어느 한 위치에 배치해도 되고, 소정 위치와 대기 위치의 사이의 중간 위치(중간 위치)에 배치해도 된다. 자성체 코어(20)가 소정 위치에 배치되면, 제3 실시 형태와 마찬가지로, 유도 코일(12)의 직선부(16)를 걸치도록 하여, 직선부(16)의 배면에 배치된다.
또한, 복수의 자성체 코어(20)의 배치수는, 유도 가열 장치(500)에 의해, 가열 가능한 최대 판 폭의 금속 띠판(40)에 대응할 수 있는 수로 설정되어 있다. 그리고, 금속 띠판(40)의 판 폭이나 사행 상태에 따라, 이동 기구(30)에 의해, 복수의 자성체 코어(20) 중 적절한 위치와 수의 자성체 코어(20)를 적절히 유도 코일(12)의 직선부(16)로부터 멀리 떨어지게 하여(이격시켜), 더 판 폭 방향(화살표(CD) 방향)으로 이동시킨다. 또한, 금속 띠판(40)의 판 폭이나 사행 상태는, 예를 들어 화상 검출 장치를 구비하는 판 폭ㆍ에지 위치 검출 장치(51)(도 1 참조)에 의해, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향의 양단부를 검출함으로써 검출할 수 있다. 그리고, 판 폭ㆍ에지 위치 검출 장치(51)(도 1 참조)로부터의 신호에 따라, 제어부(38)에 의해 이동 기구(30)를 제어하여, 자성체 코어(20)를 적절히, 상하 방향(화살표(AB) 방향) 및 금속 띠판(40)의 판 폭 방향(화살표(CD) 방향)으로 이동시킨다.
또한, 복수의 자성체 코어(20)에 의한 금속 띠판(40)의 판 폭 방향(화살표(CD) 방향)의 온도 분포의 조정은, 온도 분포 검출 장치(52)(도 1 참조)로부터의 신호에 따라, 제어부(38)에 의해 이동 기구(30)를 제어하여, 자성체 코어(20)를 적절히, 상하 방향(화살표(AB) 방향) 및 금속 띠판(40)의 판 폭 방향(화살표(CD) 방향)으로 이동시켜도 된다. 온도 분포 검출 장치(52)에 의한 온도 분포의 검출을 행하지 않고, 미리 시뮬레이션으로 구한 복수의 자성체 코어(20)의 배치와 온도 분포에 관한 정보에 기초하여, 제어부(38)에 의해 금속 띠판(40)의 온도 분포의 제어를 행해도 되며, 그 경우에는, 제어부(38)는, 미리 시뮬레이션으로 구한 복수의 자성체 코어(20)의 배치 정보 및 판 폭ㆍ에지 위치 검출 장치(51)로부터의 신호에 기초하여 이동 기구(30)를 제어하여, 복수의 자성체 코어(20)를 이동시킨다.
그리고, 도 16 및 도 17에서는, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향(화살표(CD) 방향)의 중앙부의 자성체 코어(20Y, 20Y')와, 판 폭 방향(화살표(CD) 방향)의 양단의 내측의 자성체 코어(20X, 20X', 20Z, 20Z')가 소정 위치에 배치되어 있다. 복수의 자성체 코어(20) 중, 이들 자성체 코어(20X, 20X', 20Y, 20Y', 20Z, 20Z') 이외의 자성체 코어(20)는, 대기 위치에 배치되어 있다. 그리고, 전술한 바와 같이, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향 양단보다 내측의 부분에서는, 금속 띠판(40)의 가열 온도가 일단 내려가는 경향이 있다. 이로 인해, 판 폭 방향(화살표(CD) 방향)의 양단의 내측의 소정 위치에 배치된 자성체 코어(20X, 20X', 20Z, 20Z')에 의해, 이 내측 부분의 온도를 상승시킬 수 있다. 이상에 의해, 제5 실시 형태에 있어서도, 금속 띠판(40)의 판 폭 치수에 따라, 소정 위치에 있어서 금속 띠판(40)의 판 폭 방향으로 배열되는 자성체 코어(20)의 배치수를 증감시킬 수 있고, 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서 가열 온도의 균일화를 효과적으로 행할 수 있다.
또한, 전술한 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태에서는, 유도 코일(12)이, 만곡부(14)와, 한 쌍의 직선부(16)를 포함하여 구성되어 있지만, 제1 내지 제4 실시 형태에 있어서의 유도 코일(12)을, 제5 실시 형태와 마찬가지로 구성해도 된다. 즉, 도 18b에 도시되는 바와 같이, 제1 내지 제4 실시 형태의 유도 코일(12)을, 한 쌍의 직선부(16)와, 한 쌍의 직선부(16)의 판 폭 방향 일방측의 단부끼리를 접속하는 도선(17B)과, 한 쌍의 직선부(16)의 판 폭 방향 타방측의 단부끼리를 접속하는 도선(17A)에 의해 구성하고, 또한 한 쌍의 직선부(16)를, 금속 띠판(40)의 판면에 대하여 동일한 측에 배치해도 된다. 그리고, 이 경우에는, 유도 코일(12)이 금속 띠판(40)의 판 폭 방향에 있어서 이동 불가능하게 구성된다.
또한, 2014년 9월 3일에 출원된 일본 특허 출원 제2014-179664호의 개시, 및 2014년 9월 5일에 출원된 일본 특허 출원 제2014-181692호의 개시는, 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
(부기)
(1) 길이 방향으로 주행하는 금속 띠판의 판 두께 방향 일방측 또는 판 두께 방향 양측에 설치되고, 1차 전류를 흐르게 한 때 상기 금속 띠판의 판 두께 방향에서 보아 폐루프를 이루는 유도 전류를 상기 금속 띠판에 형성시키는 유도 코일과, 상기 금속 띠판의 판 두께 방향으로 대향하고, 또한 상기 금속 띠판으로부터 소정 거리 이격된 소정 위치에 배치됨으로써 상기 유도 코일에 의해 발생하는 자속을 집중시키는 복수의 자성체 코어와, 상기 자성체 코어에 연결되고, 상기 자성체 코어를 이동시킴으로써 상기 소정 위치에 있어서 상기 금속 띠판의 판 폭 방향으로 배열되는 상기 자성체 코어의 배치수를 증감시키는 이동 기구를 구비한 금속 띠판의 유도 가열 장치.
(2) 상기 이동 기구는, 상기 유도 코일에 대하여 상기 금속 띠판과는 반대측에 설치되고, 상기 금속 띠판의 판 폭 방향으로 연장된 가이드 레일과, 상기 가이드 레일에 이동 가능하게 설치되고, 상기 자성체 코어에 연결됨과 함께, 상기 가이드 레일의 길이 방향으로 이동됨으로써 상기 가이드 레일의 길이 방향에 있어서의 복수의 상기 자성체 코어의 간격을 유지한 상태로 복수의 상기 자성체 코어를 상기 소정 위치에 배치시키는 이동 부재를 포함하여 구성되어 있는 (1)의 금속 띠판의 유도 가열 장치.
(3) 상기 이동 기구는, 상기 유도 코일에 대하여 상기 금속 띠판과는 반대측에 설치되고, 상기 금속 띠판의 판 폭 방향으로 연장된 가이드 레일과, 상기 가이드 레일에 이동 가능하게 설치되고, 복수의 상기 자성체 코어의 각각에 연결됨과 함께, 상기 가이드 레일의 길이 방향으로 이동됨으로써 상기 자성체 코어를 상기 소정 위치에 배치시키는 복수의 이동 장치를 포함하여 구성되어 있고, 복수의 상기 이동 장치는, 상기 가이드 레일의 길이 방향으로 각각 독립적으로 이동 가능하게 구성되어 있는 (1)의 금속 띠판의 유도 가열 장치.
(4) 상기 이동 기구는, 복수의 상기 이동 장치의 각각에 고정되고, 또한 상기 이동 장치와 상기 자성체 코어를 연결하는 복수의 접촉 분리 장치를 갖고 있으며, 복수의 상기 접촉 분리 장치는, 상기 금속 띠판의 판 두께 방향에 있어서, 각각 독립적으로 상기 자성체 코어를 상기 금속 띠판에 대하여 접근 가능하게 구성되어 있는 (3)의 금속 띠판의 유도 가열 장치.
(5) 상기 이동 기구는, 상기 자성체 코어의 각각에 연결된 복수의 접촉 분리 장치를 갖고 있으며, 복수의 상기 접촉 분리 장치는, 상기 자성체 코어에 대하여 상기 금속 띠판과는 반대측에 설치되고, 상기 금속 띠판의 판 두께 방향에 있어서, 각각 독립적으로 상기 자성체 코어를 상기 금속 띠판에 대하여 접촉 분리 가능하게 구성되어 있고, 복수의 상기 접촉 분리 장치가 작동함으로써, 상기 유도 코일에 의해 발생하는 자속에 대하여 자속의 집중에 기여하지 않는 대기 위치 또는 상기 소정 위치에 상기 자성체 코어가 배치되는 (1)의 금속 띠판의 유도 가열 장치.
(6) 상기 접촉 분리 장치는, 상기 소정 위치와 상기 대기 위치의 사이의 중간 위치에 상기 자성체 코어를 이동 가능하게 구성되어 있는 (5)의 금속 띠판의 유도 가열 장치.
(7) 상기 이동 기구는, 복수의 상기 접촉 분리 장치에 각각 연결된 복수의 이동 장치를 구비하고 있고, 복수의 상기 이동 장치는, 각각 독립적으로 상기 접촉 분리 장치를 상기 금속 띠판의 판 폭 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있는 (5) 또는 (6)의 유도 가열 장치.
(8) 상기 이동 기구에는, 제어부가 접속되어 있고, 상기 제어부는, 상기 금속 띠판의 온도 분포 및 상기 금속 띠판의 판 폭 방향의 형상 중 적어도 한쪽 정보에 기초하여 상기 이동 기구를 작동시키는 (1) 내지 (7) 중 어느 하나의 유도 가열 장치.
(9) 상기 제어부에는, 상기 금속 띠판의 온도 분포를 검출하는 온도 분포 검출 장치 및 상기 금속 띠판의 판 폭 방향의 형상을 검출하는 판 폭ㆍ에지 위치 검출 장치가 접속되어 있고, 상기 온도 분포 검출 장치 및 상기 판 폭ㆍ에지 위치 검출 장치로부터 상기 제어부로 출력되는 적어도 한쪽 신호에 기초하여, 상기 제어부가 상기 이동 기구를 작동시키는 (8)의 유도 가열 장치.
또한, 본 개시의 금속 띠판의 유도 가열 장치는, 길이 방향으로 주행하는 금속 띠판의 판면의 동일면측 또는 양면측에, 동일한 판면측에서, 판면에 대향하는 유도 코일의 도체면이, 2개 이상, 거리를 이격하여 형성되고, 유도 코일에 1차 전류를 흐르게 한 때, 자속이, 금속 띠판의 두께 방향으로 관통하지 않고, 금속 띠판의 주행 방향으로 관통하여, 금속 띠판의 판면에 유도 전류의 폐회로가 형성되는 유도 가열 장치이며, 유도 코일의 배면 근방에, 유도 코일을 따라 이동하는 자성체 코어를, 유도 코일과는 독립적으로 복수 배치한다.
또한, 본 개시의 금속 띠판의 유도 가열 장치는, 길이 방향으로 주행하는 금속 띠판의 표리 판면의 한쪽 판면에 대향하여 유도 코일의 도체면이, 동일 평면 상에서, 거리를 이격하여 형성되고, 또한 금속 띠판의 표리 판면의 다른쪽 면에 대향하여 유도 코일의 도체면이, 동일 평면 상에서, 거리를 이격하여 형성되고, 유도 코일에 1차 전류를 흐르게 한 때, 금속 띠판의 판 두께 방향으로 관통하는 자속이 발생하는 유도 가열 장치이며, 유도 코일의 배면 근방에, 유도 코일을 따라 이동하는 자성체 코어를, 유도 코일과는 독립적으로 복수 배치한다.

Claims (8)

  1. 길이 방향으로 주행하는 금속 띠판의 표면측 및 이면측 중 일방측 또는 양측에 설치되고, 1차 전류를 흐르게 한 때 상기 금속 띠판의 판면에 수직인 방향에서 보아 폐루프를 이루는 유도 전류를 상기 금속 띠판에 형성시키는 유도 코일과,
    상기 유도 코일의 배면측의 위치이며 상기 금속 띠판으로부터 소정 거리 이격된 소정 위치에 배치됨으로써 상기 유도 코일에 의해 발생하는 자속을 상기 금속 띠판에 집중시키는 복수의 자성체 코어와,
    상기 자성체 코어에 연결되고, 상기 자성체 코어를 이동시킴으로써 상기 금속 띠판의 판 폭 방향으로 배열되는 상기 자성체 코어의 배치수를 증감시키는 이동 기구를 구비한, 금속 띠판의 유도 가열 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이동 기구는,
    상기 유도 코일에 대하여 상기 금속 띠판과는 반대측에 설치되고, 상기 금속 띠판의 판 폭 방향으로 연장된 가이드 레일과,
    상기 가이드 레일에 이동 가능하게 설치되고, 상기 자성체 코어에 연결됨과 함께, 상기 가이드 레일의 길이 방향으로 이동됨으로써 상기 가이드 레일의 길이 방향에 있어서의 복수의 상기 자성체 코어의 간격을 유지한 상태로 복수의 상기 자성체 코어를 상기 소정 위치에 배치시키는 이동 부재를 포함하여 구성되어 있는, 금속 띠판의 유도 가열 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이동 기구는,
    상기 유도 코일에 대하여 상기 금속 띠판과는 반대측에 설치되고, 상기 금속 띠판의 판 폭 방향으로 연장된 가이드 레일과,
    상기 가이드 레일에 이동 가능하게 설치되고, 복수의 상기 자성체 코어의 각각에 연결됨과 함께, 상기 가이드 레일의 길이 방향으로 이동됨으로써 상기 자성체 코어를 상기 소정 위치에 배치시키는 복수의 이동 장치를 포함하여 구성되어 있고,
    복수의 상기 이동 장치는, 상기 가이드 레일의 길이 방향으로 각각 독립적으로 이동 가능하게 구성되어 있는, 금속 띠판의 유도 가열 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 이동 기구는, 복수의 상기 이동 장치의 각각에 고정되고, 또한 상기 이동 장치와 상기 자성체 코어를 연결하는 복수의 접촉 분리 장치를 갖고 있으며,
    복수의 상기 접촉 분리 장치는, 상기 금속 띠판의 판 두께 방향에 있어서, 각각 독립적으로 상기 자성체 코어를 상기 금속 띠판에 대하여 접근 가능하게 구성되어 있는, 금속 띠판의 유도 가열 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이동 기구는, 상기 자성체 코어의 각각에 연결된 복수의 접촉 분리 장치를 갖고 있으며,
    복수의 상기 접촉 분리 장치는, 상기 자성체 코어에 대하여 상기 금속 띠판과는 반대측에 설치되고, 상기 금속 띠판의 판 두께 방향에 있어서, 각각 독립적으로 상기 자성체 코어를 상기 금속 띠판에 대하여 접촉 분리 가능하게 구성되어 있고,
    복수의 상기 접촉 분리 장치가 작동함으로써, 상기 유도 코일에 의해 발생하는 자속에 대하여 자속의 집중에 기여하지 않는 대기 위치 또는 상기 소정 위치에 상기 자성체 코어가 배치되는, 금속 띠판의 유도 가열 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 이동 기구는, 복수의 상기 접촉 분리 장치에 각각 연결된 복수의 이동 장치를 구비하고 있고,
    복수의 상기 이동 장치는, 각각 독립적으로 상기 접촉 분리 장치를 상기 금속 띠판의 판 폭 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있는, 유도 가열 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 기구에는, 제어부가 접속되어 있고,
    상기 제어부는, 상기 금속 띠판의 온도 분포 및 상기 금속 띠판의 판 폭 방향의 형상 중 적어도 한쪽 정보에 기초하여 상기 이동 기구를 작동시키는, 유도 가열 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어부에는, 상기 금속 띠판의 온도 분포를 검출하는 온도 분포 검출 장치 및 상기 금속 띠판의 판 폭 방향의 형상을 검출하는 판 폭ㆍ에지 위치 검출 장치가 접속되어 있고,
    상기 온도 분포 검출 장치 및 상기 판 폭ㆍ에지 위치 검출 장치로부터 상기 제어부로 출력되는 적어도 한쪽 신호에 기초하여, 상기 제어부가 상기 이동 기구를 작동시키는, 유도 가열 장치.
KR1020177004083A 2014-09-03 2015-09-03 금속 띠판의 유도 가열 장치 KR101957069B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014179664 2014-09-03
JPJP-P-2014-179664 2014-09-03
JP2014181692 2014-09-05
JPJP-P-2014-181692 2014-09-05
PCT/JP2015/075133 WO2016035867A1 (ja) 2014-09-03 2015-09-03 金属帯板の誘導加熱装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170033872A KR20170033872A (ko) 2017-03-27
KR101957069B1 true KR101957069B1 (ko) 2019-03-11

Family

ID=55439924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177004083A KR101957069B1 (ko) 2014-09-03 2015-09-03 금속 띠판의 유도 가열 장치

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10563282B2 (ko)
EP (1) EP3190859B1 (ko)
JP (1) JP6269845B2 (ko)
KR (1) KR101957069B1 (ko)
CN (1) CN106576400B (ko)
BR (1) BR112017002935B1 (ko)
CA (1) CA2958037C (ko)
TW (1) TWI574584B (ko)
WO (1) WO2016035867A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6120192B1 (ja) * 2016-07-25 2017-04-26 Tsk株式会社 電磁誘導加熱装置および軽合金ホイール製造方法
CN114269033A (zh) 2016-09-27 2022-04-01 诺维尔里斯公司 旋转磁体热感应
KR102237726B1 (ko) 2016-09-27 2021-04-13 노벨리스 인크. 제어된 표면 품질을 갖는 금속의 자기 부상 가열
CN108235479B (zh) * 2016-12-14 2021-01-12 宝山钢铁股份有限公司 提高横向磁通感应加热带钢横向温度均匀性装置及方法
CN106834644B (zh) * 2016-12-29 2019-01-01 江西大有科技有限公司 一种非晶材料小型炉膛法热处理装置和方法
CN106834628B (zh) * 2016-12-29 2019-01-01 江西大有科技有限公司 一种非晶材料高频法热处理装置和方法
KR102439428B1 (ko) * 2017-02-08 2022-09-02 인덕터썸코포레이션 스트립 또는 슬래브를 유도 가열하기 위한 조정 가능한 횡방향식 인덕터
KR101959633B1 (ko) * 2017-09-29 2019-03-18 한전케이피에스 주식회사 발전기 리테이닝 링 유도가열 장치 및 방법
CN108388285A (zh) * 2018-01-22 2018-08-10 燕山大学 一种平面板材电磁加热温度精确反馈调节装置及控制方法
WO2019181653A1 (ja) * 2018-03-23 2019-09-26 日本製鉄株式会社 金属帯板の誘導加熱方法およびその誘導加熱設備
WO2021151133A1 (de) * 2020-01-27 2021-08-05 Berndorf Band Gmbh Vorrichtung zur erwärmung und trocknung zumindest eines produkts aus einem nicht ferromagnetischen material
TWI827179B (zh) * 2022-08-01 2023-12-21 日商日本製鐵股份有限公司 金屬板的感應加熱裝置、金屬板的加工設備及金屬板的感應加熱方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002008838A (ja) * 2000-04-19 2002-01-11 Ceres Sa 可変幅の磁気回路を有する横方向磁束誘導加熱装置
JP2006294396A (ja) * 2005-04-11 2006-10-26 Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd 誘導加熱装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4585916A (en) * 1982-06-02 1986-04-29 Davy Mckee (Poole) Limited Transverse flux induction heating of metal strip
JPS6235490A (ja) * 1985-08-09 1987-02-16 住友重機械工業株式会社 電磁誘導加熱装置
JPS6327836A (ja) 1986-07-21 1988-02-05 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd ポジ型ホトレジスト組成物
JPH08153577A (ja) 1994-11-29 1996-06-11 Sumitomo Metal Ind Ltd 金属板の誘導加熱装置
GB9503390D0 (en) 1995-02-21 1995-04-12 Davy Mckee Poole "Variable-width induction heater
SE515593C2 (sv) * 1999-03-01 2001-09-03 Avesta Sheffield Ab Apparat för värmning av ett metallband
JP2001032016A (ja) * 1999-07-19 2001-02-06 Toyota Motor Corp 高周波誘導加熱装置
JP2001160481A (ja) 1999-12-03 2001-06-12 Sumitomo Heavy Ind Ltd 電磁誘導加熱装置
US6180933B1 (en) * 2000-02-03 2001-01-30 Bricmont, Inc. Furnace with multiple electric induction heating sections particularly for use in galvanizing line
JP4442019B2 (ja) 2000-11-06 2010-03-31 東洋製罐株式会社 金属基材の加熱方法及び加熱装置
JP4069002B2 (ja) * 2003-03-28 2008-03-26 新日本製鐵株式会社 板幅方向の均温性に優れた金属帯板の加熱装置
TWI276689B (en) 2005-02-18 2007-03-21 Nippon Steel Corp Induction heating device for a metal plate
JP4786365B2 (ja) * 2005-02-18 2011-10-05 新日本製鐵株式会社 金属板の誘導加熱装置及び誘導加熱方法
KR20080111093A (ko) 2006-03-29 2008-12-22 인덕터썸코포레이션 트랜스버스 플럭스 유도가열 장치 및 보상기
JP4912912B2 (ja) 2007-02-16 2012-04-11 新日本製鐵株式会社 誘導加熱装置
JP5114671B2 (ja) * 2007-04-16 2013-01-09 新日鐵住金株式会社 金属板の誘導加熱装置および誘導加熱方法
JP5042909B2 (ja) * 2008-04-16 2012-10-03 新日本製鐵株式会社 金属板の誘導加熱装置および誘導加熱方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002008838A (ja) * 2000-04-19 2002-01-11 Ceres Sa 可変幅の磁気回路を有する横方向磁束誘導加熱装置
JP2006294396A (ja) * 2005-04-11 2006-10-26 Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd 誘導加熱装置

Also Published As

Publication number Publication date
CA2958037A1 (en) 2016-03-10
CN106576400B (zh) 2019-12-13
KR20170033872A (ko) 2017-03-27
CA2958037C (en) 2020-01-28
EP3190859A1 (en) 2017-07-12
WO2016035867A1 (ja) 2016-03-10
BR112017002935A2 (pt) 2017-12-05
JPWO2016035867A1 (ja) 2017-06-22
US10563282B2 (en) 2020-02-18
TW201622476A (zh) 2016-06-16
TWI574584B (zh) 2017-03-11
BR112017002935B1 (pt) 2022-11-22
JP6269845B2 (ja) 2018-01-31
EP3190859B1 (en) 2020-04-01
US20170260604A1 (en) 2017-09-14
EP3190859A4 (en) 2018-04-11
CN106576400A (zh) 2017-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101957069B1 (ko) 금속 띠판의 유도 가열 장치
AU778739B2 (en) Transverse flux induction heating device with magnetic circuit of variable width
US8592735B2 (en) Induction heating apparatus
US8536498B2 (en) Induction heating device for a metal plate
US8502122B2 (en) Induction heating system and induction heating method of metal plate
US10327287B2 (en) Transverse flux induction heating device
JP6323564B2 (ja) 金属帯板の誘導加熱装置
US20100155390A1 (en) Induction Heating Device for a Metal Plate
JP6331900B2 (ja) 金属帯板の誘導加熱装置
KR20140065586A (ko) 유도전류를 발생시켜 도체판을 가열하는 유도가열 장치 및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant