WO2009041729A1 - 誘導加熱コイルの絶縁構造 - Google Patents

Abstract

鋼板を通板させながら連続加熱するために用いる誘導加熱コイルにおいて、従来の誘導加熱コイルの絶縁構造は、絶縁体そのものの耐熱性と絶縁性に主眼を置いて選択されたものであって、雰囲気中の金属微粒子（例えば、亜鉛ヒューム）の進入による絶縁性低下は防止できないことが判明した。　そこで、亜鉛ヒュームなどの金属微粒子の侵入を防止し、高温環境下でも強度が低下せず、誘導コイルの使用寿命を延長できる誘導加熱コイルの絶縁構造を提供する。　具体的には、誘導加熱コイルの表面に、アルミナ−シリカ質でボロンを含有しないセラミック長繊維からなセラミッククロスを被覆し、さらにその表面にアルミナまたはアルミナ−シリカ質の微粒子と、アルミナ−シリカ質のセラミック短繊維を含むセラミック質表面硬化材による耐熱絶縁層を形成する。

Description

誘導加熱コイルの絶縁構造

技術分野

本発明は、 鋼板を通板させながら連続加熱するために用いられる 誘導加熱コィルの絶縁構造に明関するものである。

背景技術

書

鋼板の連続焼鈍炉ゃ鋼板のめっき設備の合金化炉などの鋼板製造 設備には、 鋼板を急速に加熱するために誘導加熱コイルが用いられ ている。 このような誘導加熱コイルは鋼板を表裏両面から均一に加 熱できるように、 内部に鋼板の通路を備えた筒状のコイル導体 （ソ レノイ ド型） や、 上下に挟むように設置したコイル導体 （トラバー ス型） などの形態からなるものであり、 その表面は耐熱性のある絶 縁材により覆われている。

このための絶縁材として、 従来は断熱キャス夕ブル耐火物や、 ァ ルミナクロス等の高温耐熱繊維に代表されるアルミナ系セラミック スなどが使用されていた。

特開 2 0 0 5 — 1 5 6 1 2 4号公報 UP2005- 156124 A) には、 本 願発明とは異なり、 熱間鍛造される材料の誘導加熱用コイルに関す るもので、 多孔質耐火性骨材を配合した不定形耐火物で誘導加熱コ ィルの内表面を覆った絶縁構造が開示されている。

特開 2 0 0 6 — 1 6 9 6 0 3号公報（JP2006- 169603 A)には、 本 願発明と同一用途の誘導加熱コイルで、 アルミナ系セラミックスに より絶縁されているものが開示されている。 ただしアルミナ系セラ ミックスの詳細については記載されていない。 このような従来の誘導加熱コイルの絶縁構造は、 専ら耐熱性と絶 縁性に主眼を置いて選択されたものであって、 雰囲気中の金属微粒 子 （例えば、 亜鉛ヒューム） の侵入による絶縁低下は防止できない ことが判明した。

鋼板の亜鉛めつきラインにおいては炉内の雰囲気中に微細な亜鉛 ヒュームが浮遊しているため、 長時間継続運転をすると、 電磁力に より誘導加熱コイルの絶縁表面に亜鉛ヒュームが引き寄せられて付 着する。 そしてその一部が絶縁材の粒子間隙ゃクラック等に付着、 堆積し、 クラックに沿って絶縁材を貫通しコイル表面とコイルと接 地しているシールド板との間や、 コイル間を短絡させる場合がある - ことが判明した。 ' なおコイル素線の表面にも、 あらかじめワニスやエナメル等の絶 縁塗料が塗布されている。 しかし、 炉内温度が 4 5 0 °Cを越えると これらの絶縁塗料は焼失して銅線の表面が露出してしまう。 このた め、 亜鉛ヒュームが侵入すると誘導加熱コイルの絶縁低下を防ぐこ とができない。

このような誘導加熱コィルの絶縁低下が発生すると、 ラインス ト ップをまねき、 大きな損失となる。 このため、 その解決策が強く求 められていた。 またこのようなトラブルを回避するために、 定期点 検により絶縁劣化状況を把握し、 修理する必要があった。 発明の開示

本発明の目的は、 上記した従来の問題点を解決し、 鋼板を通板さ せながら連続加熱する誘導加熱コイルであって、 数百。 Cの高温での 連続使用条件下においても初期と同等以上の絶縁特性を保ち、 さら に亜鉛ヒュームなどの金属微粒子の侵入による絶縁低下を防止する ことにより、 誘導加熱コイルの使用寿命を延長させることができる 誘導加熱コイルの絶縁構造を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本願特許請求の範囲 1の発 明は、 鋼板を誘導加熱する誘導加熱コイルにおいて、 鋼板に面する 側の表面にセラミッククロスを被覆し、 セラミッククロスの誘導コ ィル側または鋼板側の一方もしくは両方にセラミック短繊維を含む セラミツク質表面硬化材による耐熱絶縁層を形成することを特徴と するものである。

なお特許請求の範囲 2に記載のように、 前記誘導加熱コイルを、 ソレノィ ド型とすることができる。

特許請求の範囲 3に記載のように、 前記セラミッククロスが、 シ リカ質またはアルミナ一シリカ質で、 ボロンを含有しないセラミ ツ ク長繊維からなるものであることが好ましい。

特許請求の範囲 4に記載のように、 前記セラミック質表面硬化材 が、 アルミナまたはアルミナ—シリカ質の微粒子と、 アルミナーシ リカ質のセラ ック短繊維と、 コロイダルシリカと、 有機接着剤を 含むものである とが好ましい。

特許請求の範囲 5に記載のように、 前記セラミック短繊維が、 セ ラミックファィバ一のバルクを解繊したものであることが好ましい 特許請求の範囲 6に記載のように、 前記セラミック質表面硬化材 をセラミックク Πスの表面に吹き付け塗布し、 耐熱絶縁層を形成す ることが好ましい

また特許請求の範囲 7に記載のように、 前記誘導加熱コイルは、 鋼板の連続焼鈍炉またはめつき設備の合金化炉に設置されたものと することがでさる

次に、 本発明による効果について説明する。

本発明の'誘導加熱コイルの絶縁構造によれば、 誘導加熱コイルの 鋼板に面する側の表面にセラミッククロスを被覆し、 セラミックク ロスの誘導コイル側および/または鋼板側にセラミツク短繊維を含 むセラミ ック質表面硬化材による耐熱絶縁層を形成する。

単にコイル表面をセラミッククロスで絶縁した場合には、 そのメ ッシュ部分を貫通して金属微粒子が内部に侵入する可能性がある。 しかし、 本発明の構造を採ると、 セラミック質表面硬化材に含まれ るセラミツク短繊維がメッシュに絡まり、 さらにセラミック粒子が そのセラミ ック短繊維に付着して、 金属微粒子を完全に封鎖する。 このために亜鉛ヒュームなどの金属微粒子が表面に付着しても絶縁 材層を貫通することができず、 コイル表面に達することはない。 こ のため従来のように誘導加熱コィルの絶縁低下を生ずることはない 本発明の耐熱絶縁層は、 耐熱性及び絶縁性に優れたセラミックク ロスと、 セラミ ック短繊維を含むセラミック質表面硬化材によって 構成されているから、 5 0 0 °C〜 1 2 0 0 °Cの高温条件下において も長期間にわたって安定した耐熱性及び絶縁性を発揮することがで きる。

この結果、 誘導加熱コイルの絶縁低下に起因するラインス トップ をなくすることができる。

特許請求の範囲 2に記載のように、 鋼板を誘導加熱する誘導加熱 コイルが、 ソレノイ ド型である場合には、 少なく とも鋼板に面する 内周面のみをこの構造とすればよい。 亜鉛ヒュームなどの金属微粒 子は、 鋼板が通板される炉内に存在するからである。 誘導加熱コィ ルの内外両面をこの耐熱絶縁層によって被覆しても良いことはいう までもない。

特許請求の範囲 3に記載のように、 セラミッククロスをシリカ質 またはアルミナ一シリカ質でボロンを含有しないセラミック長繊維 としておけば、 加熱された際にボロンが溶出して周囲のセラミ ック クロス内部に拡散浸透し劣化させることもなく、 安定した耐熱性及 び絶縁性を発揮することができる。 これらセラミッククロスの実用 耐熱温度は、 シリカ質で 8 0 0 °C以上、 アルミナ一シリカ質で 1 0 0 0 °C以上あり、 8 0 0 °C以上に加熱可能な高温用誘導加熱装置に も使用可能である。

特許請求の範囲 4に記載のように、 セラミック質表面硬化材が、 アルミナまたはアルミナ一シリカ質の微粒子と、 アルミナ一シリカ 質のセラミック短繊維と、 コロイダルシリカとを含むものとすれば 、 安定した耐熱性及び絶縁性を発揮することができる。 そのうえ、 セラミック粒子とセラミック短繊維とが同材質であるから相互間の 付着性が良好であり、 金属微粒子の貫通防止効果を高めることがで きる。

特許請求の範囲 5に記載のように、 セラミック短繊維がセラミツ クファイバーのバルクを解繊したものであれば、 製造コス トを引き 下げることができる。

特許請求の範囲 6 に記載のように、 セラミック質表面硬化材をセ ラミッククロスの表面に吹き付けて塗布すれば、 塗装作業性がよく 、 広い面積にわたって均一な厚さに塗布することができる。

特許請求の範囲 7 に記載のように、 鋼板を誘導加熱する誘導加熱 コイルを、 鋼板の連続焼鈍炉またはめつき設備の合金化炉に設置さ れたものとすれば、 連続焼鈍ラインや合金めつきラインの安定性を 高めることができる。 図面の簡単な説明

図 1 ( a ) 、 （ b ) 、 （ c ) は、 本実施形態における誘導加熱コ ィルの中央断面図である。 図 2は、 セラミッククロスのメッシュをセラミック短繊維とセラ ミック粒子が封鎖する様子を示す説明図である。

図 3は、 耐電圧実験に使用した器具の説明図である。

図 4は、 4 0 0 °Cにおける本発明と従来品のコイル一フレーム間 の絶縁状況の比較図である。 発明を実施するための最良の形態

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。

図 l ( a ) 、 （ b ) 、 ( c ) は本実施形態の一例における誘導加 熱コイル 1の中央断面図である。 図 1 ( a ) は、 セラミッククロス 4の鋼板側にセラミック短繊維を含むセラミック質表面硬化材 7 に よる耐熱絶縁層を形成させた場合である。 図 1 ( b ) は、 セラミツ ククロス 4のコィル側にセラミック質表面硬化材 7 による耐熱絶縁 層を形成させた場合である。 図 1 ( c ) は、 セラミッククロス 4の 鋼板側及びコイル側の両方にセラミック質表面硬化材 7 による耐熱 絶縁層を形成させた場合である。

誘導加熱コィル 1は、 コィル導体 1 aとコイルフレーム 1 bとか らなり、 ベース 2で支持されている。 これらの実施形態では誘導加 熱コイル 1は中央に鋼板 Sを垂直に通す鋼板通路 3 を備えたソレノ イ ド型である。 しかし水平通板ができるように水平設置してもよい 図 1 ( a ) を用いて、 本発明を説明する。 この誘導加熱コイル 1 の鋼板 Sに面する側の表面、 すなわち鋼板通路 3 に臨む表面は、 セ ラミッククロス 4とセラミツク質表面硬化材 7 とからなる耐熱絶縁 層により覆われている。 すなわち、 誘導加熱コイル 1の鋼板通路 3 に臨む表面には、 セラミ ッククロス 4が固定具 5 , 6 によって固定 されている。 このセラミッククロス 4の中央部は、 シーラントを用 レ てコィルフレ一ム 1 b .に接着してお < とが好ましい。 そしてこ のセラ ックク Πス 4の表面には、 セラ ック質表面硬化材 7が吹 き付けられて均一厚さになるよう塗布されている。

セラ ックク Πス 4は従来から誘導加熱コィルの絶縁に使用され ていたものであり 、 シリカ質やアルミナ ―シリ力質のものがある。 シリ力質のものについては、 例えば日本グラスファイバー株式会社 製のェヌシリ力ファィバー （最高耐熱 inn度 1 0 0 0 °C ) がある 。 ァ ルミナ シリカ質のものについては、 例えば一チアス製の T〇 M B

〇 No. 8 3 5 0ルビロンがある。

更に、 セラミッククロスは耐熱性と絶縁性に優れたアルミナーシ リカ質のセラミック長繊維の織布を用いることが好ましい。 耐熱性 の点で最も好ましいのは、 アルミナが 7 0〜 8 0 %、 シリカが 3 0 〜 2 0 %の組成である。 なおこの組成中に、 ボロンを含有しないこ とが好ましい。 ボロンは高温で溶出してセラミック繊維を劣化させ るおそれがあるためである。

ここで長繊維とは、 アルミナやシリカ等を主成分とする直径が数 i m〜 l 0 z m程度の非常に細いセラミック繊維をより合わせて糸 のようにしたものである。 例えばアルミナの場合は 5〜 1 0 c mの さ、 シリ力の場合は 5 0 c m或いはそれ以上の長さのもので、 こ れを編んで布状のセラミッククロスとし得るセラミック繊維を指す セラミツククロス 4の織り方には平織り、 綾織り、 朱子織りなど 様々な種類があるが、 本発明においては織り方の差による作用効果 の差は認められないので、 織り方は何れであっても差し支えない。 またその厚さは 0 . 3〜 1 . 2 m m程度でよい。 このようなアルミ ナ一シリカ質のセラミッククロスとしては、 例えば日本グラスファ ィバー株式会社から、 超高温耐熱ファイバー 「アルミナセブン」 （ 最高耐熱温度 1 2 0 0 °C ) の商品名で市販されているものを使用す ることができる。

しかし前記したように、 このセラミ ッククロス 4のみでは金属微 粒子の貫通を確実に防止することができないため、 本発明ではその 表面にセラミツク短繊維を含むセラミック質表面硬化材 7が塗布さ れている。 このセラミック質表面硬化材 7は、 例えばアルミナまた はアルミナ一シリカ質の微粒子と、 アルミナ—シリカ質のセラミツ ク短繊維と、 コロイダルシリカと、 有機接着剤を含むものである。 アルミナ一シリカ質の組成はアルミナが質量％で 4 0 9 5 % シリカが 6 0 5 %であるものをいい、 微粒子のサイズとしては円 相当直径で 0 . 1 5 0 m程度である。 セラミック短繊維として は、 直径が数 m 1 0 m程度で長さが数 m〜 5 0 0 ^ m程度 のもので、 バルクを解繊したものを用いることが好ましい。

尚、 バルクとはアルミナゃシリ力等の原料を溶融加工して繊維化 する過程で未繊維化の球状粒子 （一般的にショ ッ トと呼ばれる） を 除いて原綿状とした製品を言う。 また有機接着剤としてはセルロー ス系の糊を用いることができる。

のよ Όなセラミック質表面硬化材 7は、 例えば新日化サーマル セラミ ックス株式会社から、 「、サ モプレグ」 の商 a

PP名で市販され ているものを使用することができる のセラミック質表面硬化材

7は 、 セラミックフアイバーの表面を硬化させてファィバーの飛散 を防止することを目的とした商品であり 、 最高使用 ϊ皿曰度が 1 4 0 0

。Cに達する耐熱性を備えている。

セラミ Vククロス 4の表面に、 のようなセラミ ヅク質表面硬化 材 7 を塗 すると、 図 2に示すようにセラミックク Πス 4 のメッシ ュにセラ ック短繊維 8が絡みつ < さらに、 セラゝ ック粒子 9 も 付着して セラミツククロス 4のメッシュを確実に ぐ。 これらは 全て同材質であるから、 接着性も良好である。 このために養生して 硬化させた後には、 亜鉛ヒュームなどの金属微粒子の侵入を完全に 防止することができる。 なお、 その塗装は塗装ガンによる吹付けに より行う ことができるから、 誘導加熱コイル 1が筒状体である場合 にも、 内部まで容易に塗装可能である。

セラミック質表面硬化材 7は、 図 1 ( a ) 、 ( b ) 、 ( c ) のよ うにセラミッククロス 4の鋼板側に塗布しても、 セラミ ッククロス 4の誘導コイル側に塗布しても、 効果は同じである。 施工上の都合 等によりいずれかを選択しても構わない。 誘導コイル側と鋼板側の 両方に塗布すればより好ましいことは言うまでもない。

但し、 セラミッククロス 4の鋼板側にセラミック質表面硬化材 7 を塗布する場合、 何らかのトラブルによる鋼板との接触によるセラ ミック質表面硬化材 7の脱落防止として、 セラミ ックなどの耐熱ポ ードゃシートを被覆することが好ましい。

同様に誘導加熱コイルが水平に設置されている場合にも、 鋼板の 上側のセラミッククロス 4の鋼板側に塗布されたセラミック質表面 硬化材 7の脱落防止として、 同様の措置をとることが望ましい。

尚、 これらの絶縁構造に加えて、 従来使用されている高温耐熱塗 料 （例えばォォタケセラム株式会社製 「パイ口コート」 など） ゃセ ラミ ック接着剤 （例えば新日化サーマルセラミックス株式会社製 「 サーモダイン」 など） をコイル導体 1 bとセラミック質表面硬化材 7の間や、 最表層のセラミック質表面硬化材 7上面、 あるいは最表 層のセラミッククロス上面に塗布しても構わない。

以上に説明したように、 本発明の誘導加熱コイルの絶縁構造によ れば、 誘導加熱コイル 1 の鋼板通路 3に面する表面をセラミックク ロス 4とセラミック質表面硬化材 7 とによって完全に覆い、 数百〜 4 0 0 °Cの使用温度条件下において誘導加熱コイル 1 を絶縁保護す ることができる。 さらに、 鋼板通路 3中に浮遊している亜鉛ヒユー ムなどの金属微粒子の侵入も完全に防止し、 絶縁性の低下を防止す ることができる。 このため誘導加熱コイル 1 の絶縁低下に起因する ラインス トップを確実に防止することができる。

本発明を実ラインにて採用したところ、 図 4のように本発明によ る誘導加熱コイルは設置後 3ヶ月を経過しても絶縁抵抗は 7 Μ Ωを 維持していることが確認されている。

一方、 従来のセラミ ッククロスのみで覆われた誘導加熱コイルは 設置後 2ヶ月程度で絶縁抵抗 2 k Ωを下回るようになっており、 絶 縁劣化が著しい。

上記した本発明の絶縁構造の効果を確認するため、 以下の実験を 行った。 実験 1 ： コーティ ング性試験

本発明において使用したセラミック質表面硬化材である 「サ一モ プレダ」 と、 これと化学成分は同じであるが短繊維を含まないセラ ミック接着剤である 「サ一モダイン」 とを用い、 冷却銅板およびァ ルミナクロス （前記した 「アルミナセブン」 ） へのコ一ティ ング性 能を比較した。 なお 「サ一モダイン」 は 「サーモプレダ」 と同じ新 日化サーマルセラミックス株式会社の製品であり、 化学組成はとも にアルミナ +シリカが 9 5 %以上、 最高使用温度が 1 4 0 0 °Cであ る。

1 0 0 m m X 1 0 0 m mの水冷式銅板の表面に 「サーモプレダ」 と 「サ一乇ダイン」 とを約 1 . 5 m mの厚さになるよう刷毛によつ てそれぞれ塗布し、 養生して 2種類の試験片を製作した。 これらの 試験片に、 3 Lノ分の冷却水を通水して冷却しながら、 6 5 0 °Cに 保持した電気炉内に入れて 2 0分間加熱し、 その後、 室内で 2 0分 間強制空冷する操作をワンセッ トとして 5回繰り返し、 試験片の表 面の亀裂や脱落の発生状況を目視により確認した。

その結果、 水冷式銅板の表面に 「サーモダイン」 を塗布した試験 片は、 養生終了段階において既に微細な亀裂が多発しており、 1回 目の加熱 ， 冷却により部分的な膨れや剥離が発生した。

これに対して水冷式銅板の表面に 「サーモプレダ」 を塗布した試 験片は、 養生終了段階においては亀裂や剥離は全く発生せず、 5回 の加熱 · 冷却を繰り返した後でも亀裂や剥離は全く認められなかつ た。

次にアルミナクロスの表面に 「サーモプレダ」 と 「サ一モダイン 」 を約 1 . 5 m mの厚さになるよう刷毛によって、 それぞれ塗布し 、 養生して 2種類の試験片を製作した。 これらの試験片を 6 5 0 °C に保持した電気炉内に入れて 2 0分間加熱し、 その後、 室内で 2 0 分間強制空冷する操作を 5回繰り返し、 亀裂や脱落の発生状況を目 視で確認した。

その結果、 アルミナクロスの表面に 「サーモダイン」 を塗布した 試験片は、 養生終了段階において既に微細な亀裂が多発し、 1回目 の加熱 · 冷却により部分的な膨れが発生した。 これに対して 「サー モプレダ」 を塗布した試験片は、 養生終了段階においてはもちろん 、 5回の加熱 · 冷却を繰り返した後にも亀裂や剥離は全く認められ なかった。

このコーティ ング性試験の結果、 短繊維を含む 「サーモプレダ」 は銅板に対しても、 アルミナクロスに対しても、 接着性が良好であ り、 さらに加熱や冷却を繰り返しても亀裂や剥離を発生させないの で、 亜鉛ヒュームなどの金属微粒子の侵入を効果的に防止できるも のと考えられる。 実験 2 ： 耐電圧試験

耐電圧試験の試験片として、 銅板の表面に 「サーモプレダ」 のみ を塗布したもの、 銅板の表面にアルミナクロスと 「サ一モプレダ」 を塗布したもの、 銅板の表面に 「サーモダイン」 のみを塗布したも の、 銅板の表面にアルミナクロスと 「サーモダイン」 を塗布したも のの 4種類を準備する。

4種類の試験片から一つ選択し、 図 3 に示すように、 電圧極 1 0 の先端に試験片 1 1 を取り付け、 その表面に銅板製の接地極 1 2 を 接触させ、 電圧極 1 0に印加する交流電圧を次第に高めながら接地 極 1 2 に流れる電流を検出し、 4種類の試験片 1 1の耐電圧性能を 試験した。 電源は商用電源であり、 これを 2 0 0 0 Vまで昇圧して 使用した。 なお試験条件は温度 2 4 °C、 湿度 5 2 %である。

その結果、 銅板の表面に 「サーモプレダ」 のみを塗布した試験片 は 1 0 0 0 V付近にて充電電流が急増し、 絶縁破壊された。 しかし 銅板の表面にアルミナクロスと 「サーモプレダ」 を塗布した本発明 品は、 2 0 0 0 Vまで昇圧しても充電電流は 7 m A程度であり、 試 験中の電流値も安定しており、 十分な耐電圧特性を示した。 これに 対して銅板の表面に 「サーモダイン」 のみを塗布した試験片は 1 3 0 0 Vで絶縁破壊した。

また銅板の表面にアルミナクロスと 「サーモダイン」 を塗布した 試験片は、 2 0 0 0 Vまで昇圧したときの充電電流は 2 ひ m A程度 であり、 かつ試験中の電流値は 4〜 1 7 m Aの範囲で変動し、 やや 不安定であった。

なお、 1 0 0 0 Vにおける抵抗値は上記の順に、 1 0 M Ω、 1 3 Μ Ω、 2 7 Μ Ω、 4 0 Μ Ωであった。 この結果から、 総合的観点か ら最良な耐電圧特性を示すものは、 アルミナクロスと 「サ一モプレ グ」 の組み合わせであった。 実験 3 ： 亜鉛ヒューム存在下での耐電圧試験

実際の補修された誘導加熱コイルの絶縁構造に近くなるように、 アルミナクロスに 「サーモダイン」 を塗布したものとアルミナクロ スに 「サーモプレダ」 を塗布したものとを 2層に重ねて前記と同様 の方法で耐電圧試験を行ったところ、 2 7 0 0 Vでも充電電流は 8 . 3 m Aであって優れた耐電圧特性を示した。 なお試験条件は温度 2 6 °C、 湿度 4 6 %である。

そこで亜鉛ヒュームを試験片の上面に散布した状態で同様に 2 7 0 0 Vまで昇圧したところ、 充電電流は 1 2 m Aまで上昇したが試 験中も不安定な点はなく、 亜鉛ヒューム存在下においても優れた耐 電圧特性を持つことが確認された。

本発明を適用したシリカ質、 ボロンを含んだアルミナ—シリカ質 、 ボロン無しのアルミナ一シリカ質によるセラミッククロスを、 誘 導コイルと同様の材質の水冷銅版に貼り付け、 更にこれにサーモプ レグを塗布して、 温度 5 0 0〜 1 2 0 0 ° ズ 7 2 ^1 ]：加熱し、 その 絶縁性と強度を評価した結果を表 1 に示す。

尚、 絶縁評価は、 前述の実験 2 と同様の装置で行い、 商用電源を 2 0 0 0 Vまで昇圧し高電圧を印加した時、 充電電圧が 7 m A程度 と良好な耐電圧特性を有した場合を〇、 耐電圧特性が不良で絶縁破 壊が発生した場合を Xとして表 1 に示した。 また強度評価は、 水冷 銅板に貼り付けたそれぞれのセラミッククロスが高温処理中に垂れ 下がり等を発生するかどうか観察することで行い、 その形態を保持 できる場合を〇、 その形態を保持で着ない場合を Xとして表 1 に示 した。 表 1

表 1 より、 いずれの材料も 6 0 0 °Cまでは良好な絶縁性や強度を 示した。 しかし、 シリカ質は、 8 0 0 °Cで強度低下見られ、 1 0 0 0 °Cで絶縁破壊も発生した。 ボロンを含んだアルミナ一シリカ質も 1 0 0 0 °Cで強度低下が観察された。 一方、 ボロン無しアルミナ一 シリカ質は、 1 2 0 0 °Cにおいても、 強度低下もなく、 また良好な 絶縁性を保つことが確認された。 産業上の利用可能性

本発明による絶縁構造を誘導加熱コイルに採用することにより、 数百。 Cの高温での連続使用条件下においても、 初期と同等以上の絶 縁特性を保ち、 さらに亜鉛ヒュームなどの金属微粒子の侵入による 絶縁低下を防止することができる。 その結果、 誘導加熱コイルの使 用寿命を延ばすことができる。

このことにより、 設備の安定稼動が実現し、 トラブルや設備点検 による設備休止を回避できることから、 生産性の向上に大きく貢献 することができる。

また、 言うまでもなく、 鋼板に限らず、 その他金属材料の誘導加 熱コイルに本発明を適用することにより、 同様の効果が期待でき、 鉄鋼業界だけでなく、 広く産業界に利用可能な技術であり、 その貢 献するところは大きレ

Claims

1 . 鋼板を誘導加熱する誘導加熱コイルにおいて、 鋼板に面する 側の表面にセラミッククロスを被覆し、 セラミッククロスの誘導コ ィル側または鋼板側の一方もしくは両方にセラミック短繊維を含む セラミ ック質表面硬化材による耐熱絶縁層を形成することを特徴と 請

する誘導加熱コイルの絶縁構造。

2 . 前記誘導加熱コイルが、 ソレノイ ド型であることを特徴とす る特許請求の範囲 1 に記載の誘導加熱コイルの絶縁構造。

3 . 前記セラミッククロスが、 シリカ質またはアルミナ—シリカ 質で、 ポロンを含有しないセラミック長繊囲維からなるものであるこ とを特徴とする特許請求の範囲 1 に記載の誘導加熱コイルの絶縁構 造。

4 . 前記セラミック質表面硬化材が、 アルミナまたはアルミナ— シリカ質の微粒子と、 アルミナ—シリカ質のセラミック短繊維と、 コロイダルシリカと、 有機接着剤を含むものであることを特徴とす る特許請求の範囲 1 に記載の誘導加熱コイルの絶縁構造。

5 . 前記セラミツク短繊維が、 セラミックファイバーのバルクを 解織したものであることを特徴とする特許請求の範囲 1 に記載の誘 導加熱コィルの絶縁構造。

6 . 前記セラミック質表面硬化材を前記セラミッククロスの表面 に吹き付け塗布し、 耐熱絶縁層を形成したことを特徴とする特許請 求の範囲 1 に記載の誘導加熱コイルの絶縁構造。

7 . 前記誘導加熱コイルが、 鋼板の連続焼鈍炉またはめつき設備 の合金化炉に設置されたものであることを特徴とする特許請求の範 囲 1 に記載の誘導加熱コイルの絶縁構造。