JP2003187951A - 板幅方向の均温性に優れた金属帯板の加熱装置 - Google Patents
板幅方向の均温性に優れた金属帯板の加熱装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋼帯をキュリー点以上に加熱でき、非磁性体
も加熱でき、しかも、板幅方向の均温性に優れた金属帯
板の加熱装置を提供する。 【解決手段】 ソレノイド方式誘導加熱コイルまたは接
触式通電加熱ロールと、シングルターン誘導加熱コイル
と、該シングルターン誘導加熱コイルの電流と逆方向に
電流を流すことにより磁場の拡散を防止する磁場拡散防
止コイルとを設けた金属帯板の加熱装置であって、該金
属帯板の上面のシングルターン誘導加熱コイルおよび磁
場拡散防止コイルと、該金属帯板の下面のシングルター
ン誘導加熱コイルおよび磁場拡散防止コイルとを該金属
帯板の長手方向に互いにシフトした位置に配置すること
を特徴とする板幅方向の均温性に優れた金属帯板の加熱
装置。好ましくは、さらに、前記シングルターン誘導加
熱コイルに、該シングルターン誘導加熱コイルの電流と
同方向に電流を流すことにより前記金属帯板のエッジ部
の渦電流を分流して該エッジ部の過加熱を防止するエッ
ジ部過加熱防止コイルを設ける。
も加熱でき、しかも、板幅方向の均温性に優れた金属帯
板の加熱装置を提供する。 【解決手段】 ソレノイド方式誘導加熱コイルまたは接
触式通電加熱ロールと、シングルターン誘導加熱コイル
と、該シングルターン誘導加熱コイルの電流と逆方向に
電流を流すことにより磁場の拡散を防止する磁場拡散防
止コイルとを設けた金属帯板の加熱装置であって、該金
属帯板の上面のシングルターン誘導加熱コイルおよび磁
場拡散防止コイルと、該金属帯板の下面のシングルター
ン誘導加熱コイルおよび磁場拡散防止コイルとを該金属
帯板の長手方向に互いにシフトした位置に配置すること
を特徴とする板幅方向の均温性に優れた金属帯板の加熱
装置。好ましくは、さらに、前記シングルターン誘導加
熱コイルに、該シングルターン誘導加熱コイルの電流と
同方向に電流を流すことにより前記金属帯板のエッジ部
の渦電流を分流して該エッジ部の過加熱を防止するエッ
ジ部過加熱防止コイルを設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、板幅方向の均温性
に優れた金属帯板の加熱装置に関する。
に優れた金属帯板の加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】誘導加熱とは、交流電源に接続されたコ
イルを被加熱物の周囲に配置し、交番磁界により誘起さ
れる渦電流のジュール熱により物体を加熱する方法であ
る。誘導加熱には、交番磁界を被加熱物に垂直に交差さ
せるトランスバース方式と、コイルで被加熱物を巻くよ
うに配置して、交番磁界を被加熱物に平行に印加するソ
レノイド方式の２通りがあり、目的によって選択され
る。金属帯板の加熱の場合、板幅方向に均一な加熱が必
要なことから、ソレノイド方式が適している。また、ソ
レノイド方式には、１つの電源に対して、複数回コイル
を巻くマルチターン方式と、１回だけ巻くシングルター
ン方式がある。従来のソレノイド方式のシングルターン
コイルを用いる誘導加熱装置は、金属帯板が、例えば磁
性体の鋼帯である場合、キュリー点（約７５０℃）以上
の加熱が困難であり、６５０℃以下の低温領域での加熱
にしか適用できないという問題点があった。さらに、金
属帯板が、例えばアルミ, ＳＵＳ等の非磁性体である場
合、加熱すること自体が困難であった。
イルを被加熱物の周囲に配置し、交番磁界により誘起さ
れる渦電流のジュール熱により物体を加熱する方法であ
る。誘導加熱には、交番磁界を被加熱物に垂直に交差さ
せるトランスバース方式と、コイルで被加熱物を巻くよ
うに配置して、交番磁界を被加熱物に平行に印加するソ
レノイド方式の２通りがあり、目的によって選択され
る。金属帯板の加熱の場合、板幅方向に均一な加熱が必
要なことから、ソレノイド方式が適している。また、ソ
レノイド方式には、１つの電源に対して、複数回コイル
を巻くマルチターン方式と、１回だけ巻くシングルター
ン方式がある。従来のソレノイド方式のシングルターン
コイルを用いる誘導加熱装置は、金属帯板が、例えば磁
性体の鋼帯である場合、キュリー点（約７５０℃）以上
の加熱が困難であり、６５０℃以下の低温領域での加熱
にしか適用できないという問題点があった。さらに、金
属帯板が、例えばアルミ, ＳＵＳ等の非磁性体である場
合、加熱すること自体が困難であった。
【０００３】磁性体帯板のキュリー点以上の加熱が困難
な理由は、キュリー点付近の温度になると渦電流の電流
浸透深さが大きくなり、板幅方向断面の表層部を一周し
ている渦電流の表裏相殺が発生し、渦電流が流れなくな
るからである。また、非磁性体帯板を加熱すること自体
が困難になる理由は、常温レベルから渦電流の電流浸透
深さが大きく、板幅方向断面の表層部を一周している渦
電流の表裏相殺が発生し、渦電流が流れないからであ
る。発明者らは、この問題点を解決する方法として先に
図１のように金属帯板１の上面のシングルターン誘導加
熱コイル２と下面のシングルターン誘導加熱コイル３と
を、金属帯板１の長手方向に互いにシフトさせることに
より、板幅方向断面の表層部を一周している渦電流の表
裏相殺をなくす方法を見出して、特願２０００-２８９
１４５号の特許出願を行った。
な理由は、キュリー点付近の温度になると渦電流の電流
浸透深さが大きくなり、板幅方向断面の表層部を一周し
ている渦電流の表裏相殺が発生し、渦電流が流れなくな
るからである。また、非磁性体帯板を加熱すること自体
が困難になる理由は、常温レベルから渦電流の電流浸透
深さが大きく、板幅方向断面の表層部を一周している渦
電流の表裏相殺が発生し、渦電流が流れないからであ
る。発明者らは、この問題点を解決する方法として先に
図１のように金属帯板１の上面のシングルターン誘導加
熱コイル２と下面のシングルターン誘導加熱コイル３と
を、金属帯板１の長手方向に互いにシフトさせることに
より、板幅方向断面の表層部を一周している渦電流の表
裏相殺をなくす方法を見出して、特願２０００-２８９
１４５号の特許出願を行った。
【０００４】この方法によって、鋼板をキュリー点（７
５０℃）以上に加熱することができ、非磁性体も加熱す
ることができるようになったが、誘導加熱のコイルサイ
ズを大きくし、鋼板を挟む上下のコイル間のギャップを
６ｍｍから３０ｍｍに拡大して、加熱中における鋼帯の
幅方向の温度分布を測定したところ図２に示すように、
以下の問題点が明らかになった。なお、図２の横軸は加
熱時間（秒）であり、縦軸は加熱温度（℃）である。 （問題１）６００℃以下の低温加熱領域においても、鋼
帯の幅方向の温度偏差が生じた。 （問題２）キュリー点（７５０℃）付近では鋼帯中央部
の加熱がしにくく、加熱温度がキュリー点に達しなか
った。 （問題３）鋼帯エッジ部の温度が８００℃を超えてお
り、エッジ部の過加熱が大きくなった。
５０℃）以上に加熱することができ、非磁性体も加熱す
ることができるようになったが、誘導加熱のコイルサイ
ズを大きくし、鋼板を挟む上下のコイル間のギャップを
６ｍｍから３０ｍｍに拡大して、加熱中における鋼帯の
幅方向の温度分布を測定したところ図２に示すように、
以下の問題点が明らかになった。なお、図２の横軸は加
熱時間（秒）であり、縦軸は加熱温度（℃）である。 （問題１）６００℃以下の低温加熱領域においても、鋼
帯の幅方向の温度偏差が生じた。 （問題２）キュリー点（７５０℃）付近では鋼帯中央部
の加熱がしにくく、加熱温度がキュリー点に達しなか
った。 （問題３）鋼帯エッジ部の温度が８００℃を超えてお
り、エッジ部の過加熱が大きくなった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のよう
な従来技術の問題点を解決し、鋼帯をキュリー点（７５
０℃）以上に加熱でき、非磁性体も加熱でき、しかも、
板幅方向の均温性に優れた金属帯板の加熱装置を提供す
ることを課題とする。
な従来技術の問題点を解決し、鋼帯をキュリー点（７５
０℃）以上に加熱でき、非磁性体も加熱でき、しかも、
板幅方向の均温性に優れた金属帯板の加熱装置を提供す
ることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】発明者らは、金属帯板の
幅方向の温度偏差が生じる原因を鋭意検討した結果、以
下のことが判明した。コイルサイズが大きくなると、コ
ア厚ｈが大きくなるため、エッジ部で渦電流の縮流長が
長くなって発熱量が多くなる。一方、中央部では、磁場
が拡散するために、同一投入電力では、磁束密度が小さ
くなるために、渦電流密度が低下して発熱量が小さくの
で、コイルサイズを大きくするに従って、エッジ部と中
央部の温度偏差が大きくなる。その結果、低温度付近か
らエッジ部の温度が過加熱気味となり、温度が上がると
その部分の抵抗は更に上がるため、高温度付近では、そ
の相乗効果で、極端にエッジ部の過加熱が発生すること
がわかった。
幅方向の温度偏差が生じる原因を鋭意検討した結果、以
下のことが判明した。コイルサイズが大きくなると、コ
ア厚ｈが大きくなるため、エッジ部で渦電流の縮流長が
長くなって発熱量が多くなる。一方、中央部では、磁場
が拡散するために、同一投入電力では、磁束密度が小さ
くなるために、渦電流密度が低下して発熱量が小さくの
で、コイルサイズを大きくするに従って、エッジ部と中
央部の温度偏差が大きくなる。その結果、低温度付近か
らエッジ部の温度が過加熱気味となり、温度が上がると
その部分の抵抗は更に上がるため、高温度付近では、そ
の相乗効果で、極端にエッジ部の過加熱が発生すること
がわかった。
【０００７】そこで、発明者らは、低温度付近では、加
熱の均温性のよい加熱方式を採用することで、低温度付
近からエッジ部の過加熱を防止するとともに、シングル
ターンコイルの電流の向きと反対方向の電流が流れる磁
場拡散防止コイルを設置して、中央部の磁束密度を大き
くし中央部の発熱量を増加させ、さらに、エッジ部過加
熱防止装置を設置することで、金属帯板の表裏を迂回し
て流れるエッジ部の渦電流の分流を行うことにより、エ
ッジ部の発熱量を低下させる方法を見出した。本発明の
要旨とするところは、許請求の範囲に記載した通りの下
記内容である。
熱の均温性のよい加熱方式を採用することで、低温度付
近からエッジ部の過加熱を防止するとともに、シングル
ターンコイルの電流の向きと反対方向の電流が流れる磁
場拡散防止コイルを設置して、中央部の磁束密度を大き
くし中央部の発熱量を増加させ、さらに、エッジ部過加
熱防止装置を設置することで、金属帯板の表裏を迂回し
て流れるエッジ部の渦電流の分流を行うことにより、エ
ッジ部の発熱量を低下させる方法を見出した。本発明の
要旨とするところは、許請求の範囲に記載した通りの下
記内容である。
【０００８】（１）ソレノイド方式の誘導加熱コイルま
たは接触方式の通電加熱ロールと、シングルターン誘導
加熱コイルと、該シングルターン誘導加熱コイルの電流
と逆方向に電流を流すことにより磁場の拡散を防止する
磁場拡散防止コイルとを設けた金属帯板の加熱装置であ
って、該金属帯板の上面のシングルターン誘導加熱コイ
ルおよび磁場拡散防止コイルと、該金属帯板の下面のシ
ングルターン誘導加熱コイルおよび磁場拡散防止コイル
とを該金属帯板の長手方向に互いにシフトした位置に配
置することを特徴とする板幅方向の均温性に優れた金属
帯板の加熱装置。
たは接触方式の通電加熱ロールと、シングルターン誘導
加熱コイルと、該シングルターン誘導加熱コイルの電流
と逆方向に電流を流すことにより磁場の拡散を防止する
磁場拡散防止コイルとを設けた金属帯板の加熱装置であ
って、該金属帯板の上面のシングルターン誘導加熱コイ
ルおよび磁場拡散防止コイルと、該金属帯板の下面のシ
ングルターン誘導加熱コイルおよび磁場拡散防止コイル
とを該金属帯板の長手方向に互いにシフトした位置に配
置することを特徴とする板幅方向の均温性に優れた金属
帯板の加熱装置。
【０００９】（２）さらに、前記シングルターン誘導加
熱コイルに、該シングルターン誘導加熱コイルの電流と
同方向に電流を流すことにより前記金属帯板のエッジ部
の渦電流を分流して該エッジ部の過加熱を防止するエッ
ジ部過加熱防止コイルを設けることを特徴とする（１）
に記載の板幅方向の均温性に優れた金属帯板の加熱装
置。 （３）前記金属帯板の上面のエッジ部過加熱防止コイル
と、該金属帯板の下面のエッジ部過加熱防止コイルとを
該金属帯板の長手方向に互いにシフトした位置に配置す
ることを特徴とする（２）に記載の板幅方向の均温性に
優れた金属帯板の加熱装置。
熱コイルに、該シングルターン誘導加熱コイルの電流と
同方向に電流を流すことにより前記金属帯板のエッジ部
の渦電流を分流して該エッジ部の過加熱を防止するエッ
ジ部過加熱防止コイルを設けることを特徴とする（１）
に記載の板幅方向の均温性に優れた金属帯板の加熱装
置。 （３）前記金属帯板の上面のエッジ部過加熱防止コイル
と、該金属帯板の下面のエッジ部過加熱防止コイルとを
該金属帯板の長手方向に互いにシフトした位置に配置す
ることを特徴とする（２）に記載の板幅方向の均温性に
優れた金属帯板の加熱装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図３乃至
図１０を用いて詳細に説明する。 （第１の実施形態）本発明の第１の実施形態として、磁
場拡散防止コイル４，５を設けた例を図３乃至図５に示
す。図３は、本発明における金属帯板の加熱装置の実施
形態を例示する図である。金属鋼帯１は、渦電流が板幅
方向の断面内を流れることから板幅方向の均一加熱性に
優れるソレノイド方式誘導加熱コイル６にて、６００℃
程度まで加熱される。これと同じく、板幅方向の均一加
熱性に優れる接触方式の通電加熱ロールを用いてもよ
い。ここに、通電加熱ロールとは、金属帯板に接触する
ロールであって、このロールから金属帯板に直接電流を
流して、そのジュール熱により金属帯板を加熱するもの
である。
図１０を用いて詳細に説明する。 （第１の実施形態）本発明の第１の実施形態として、磁
場拡散防止コイル４，５を設けた例を図３乃至図５に示
す。図３は、本発明における金属帯板の加熱装置の実施
形態を例示する図である。金属鋼帯１は、渦電流が板幅
方向の断面内を流れることから板幅方向の均一加熱性に
優れるソレノイド方式誘導加熱コイル６にて、６００℃
程度まで加熱される。これと同じく、板幅方向の均一加
熱性に優れる接触方式の通電加熱ロールを用いてもよ
い。ここに、通電加熱ロールとは、金属帯板に接触する
ロールであって、このロールから金属帯板に直接電流を
流して、そのジュール熱により金属帯板を加熱するもの
である。
【００１１】ソレノイド方式誘導加熱コイル６の後段に
は、シングルターン誘導加熱コイル２，３が設置されて
おり、その横に、シングルターン誘導加熱コイル２，３
とはそれぞれ逆向きの電流を流すことにより磁場の拡散
を防止する磁場拡散防止コイル４,５が設けられてい
る。この磁場拡散防止コイル４,５により、キュリー点
（７５０℃）付近の加熱において磁場の拡散を防止する
ことにより、板幅方向の中央部分における磁束密度の低
下を防ぎ、板幅方向の中央部分の加熱温度を高めること
ができる。図４は、本発明における金属帯板の加熱装置
における第１の実施形態の鋼帯の長手方向の断面図であ
る。
は、シングルターン誘導加熱コイル２，３が設置されて
おり、その横に、シングルターン誘導加熱コイル２，３
とはそれぞれ逆向きの電流を流すことにより磁場の拡散
を防止する磁場拡散防止コイル４,５が設けられてい
る。この磁場拡散防止コイル４,５により、キュリー点
（７５０℃）付近の加熱において磁場の拡散を防止する
ことにより、板幅方向の中央部分における磁束密度の低
下を防ぎ、板幅方向の中央部分の加熱温度を高めること
ができる。図４は、本発明における金属帯板の加熱装置
における第１の実施形態の鋼帯の長手方向の断面図であ
る。
【００１２】鋼帯１の上面のシングルターン誘導加熱コ
イル２および磁場拡散防止コイル４と、鋼帯１の下面の
シングルターン誘導加熱コイル３および磁場拡散防止コ
イル５とをそれぞれ鋼帯１の長手方向に互いにシフトし
た位置に配置しているので、板幅方向断面の表層部を一
周している渦電流の表裏相殺が発生しないことから、キ
ュリー点（７５０℃）以上に加熱することができる。ま
た、アルミやＳＵＳ等の非磁性体を加熱することもでき
る。また、磁場を集中させ（磁束密度を高め）、加熱効
率を向上させるために、シングルターン誘導加熱コイル
２,３の鋼帯への対向面を除く外周３面を比透磁率が２
５００と高く、高抵抗率のフェライトコア９で直接被覆
することが好ましい。
イル２および磁場拡散防止コイル４と、鋼帯１の下面の
シングルターン誘導加熱コイル３および磁場拡散防止コ
イル５とをそれぞれ鋼帯１の長手方向に互いにシフトし
た位置に配置しているので、板幅方向断面の表層部を一
周している渦電流の表裏相殺が発生しないことから、キ
ュリー点（７５０℃）以上に加熱することができる。ま
た、アルミやＳＵＳ等の非磁性体を加熱することもでき
る。また、磁場を集中させ（磁束密度を高め）、加熱効
率を向上させるために、シングルターン誘導加熱コイル
２,３の鋼帯への対向面を除く外周３面を比透磁率が２
５００と高く、高抵抗率のフェライトコア９で直接被覆
することが好ましい。
【００１３】図５は、本発明における金属帯板の加熱装
置における第１の実施形態を用いて、鋼帯を加熱したと
きの、板幅方向の温度分布の変化を示す図である。板幅
70ｍｍ, 厚さ0.35ｍｍの鋼板を用い、板速70ｍｍ/秒,
周波数20KHz, 電源出力50KW, コイル幅W:40ｍｍ, コア
厚ｈ:20ｍｍ, ギャップG:30ｍｍにて加熱を行った。先
願の板幅方向温度分布を示す図２と比較して、６００℃
以下の低温部における板幅方向の温度偏差がなくなり、
キュリー点（７５０℃）付近における板幅方向の中央部
における加熱温度が著しく高くなっている。なお、図５
における、エッジ部の加熱温度が高くなっており、エッ
ジ部の過加熱現象が一部残っているが、これは、鋼帯の
エッジ部の上下面に銅板を設置して磁場を遮蔽すること
により、防止することができる。
置における第１の実施形態を用いて、鋼帯を加熱したと
きの、板幅方向の温度分布の変化を示す図である。板幅
70ｍｍ, 厚さ0.35ｍｍの鋼板を用い、板速70ｍｍ/秒,
周波数20KHz, 電源出力50KW, コイル幅W:40ｍｍ, コア
厚ｈ:20ｍｍ, ギャップG:30ｍｍにて加熱を行った。先
願の板幅方向温度分布を示す図２と比較して、６００℃
以下の低温部における板幅方向の温度偏差がなくなり、
キュリー点（７５０℃）付近における板幅方向の中央部
における加熱温度が著しく高くなっている。なお、図５
における、エッジ部の加熱温度が高くなっており、エッ
ジ部の過加熱現象が一部残っているが、これは、鋼帯の
エッジ部の上下面に銅板を設置して磁場を遮蔽すること
により、防止することができる。
【００１４】（第２の実施形態）本発明の第２の実施形
態として、磁場拡散防止コイル４，５およびエッジ部過
加熱防止コイル７，８を設けた例を図６乃至図１０に示
す。図６は、本発明における金属帯板の加熱装置の第２
の実施形態を例示する図である。金属鋼帯１は、渦電流
が板幅方向の断面内を流れることから板幅方向の均一加
熱性に優れるソレノイド方式誘導加熱コイル６にて、６
００℃程度まで加熱される。これと同じく、板幅方向の
均一加熱性に優れる接触式通電加熱ロールを用いてもよ
い。
態として、磁場拡散防止コイル４，５およびエッジ部過
加熱防止コイル７，８を設けた例を図６乃至図１０に示
す。図６は、本発明における金属帯板の加熱装置の第２
の実施形態を例示する図である。金属鋼帯１は、渦電流
が板幅方向の断面内を流れることから板幅方向の均一加
熱性に優れるソレノイド方式誘導加熱コイル６にて、６
００℃程度まで加熱される。これと同じく、板幅方向の
均一加熱性に優れる接触式通電加熱ロールを用いてもよ
い。
【００１５】ソレノイド方式誘導加熱コイル６の後段に
は、シングルターン誘導加熱コイル２，３が設置されて
おり、その横に、シングルターン誘導加熱コイル２，３
とはそれぞれ逆向きの電流を流すことにより磁場の拡散
を防止する磁場拡散防止コイル４、５が設けられてい
る。この磁場拡散防止コイル４,５により、キュリー点
（７５０℃）付近の加熱において磁場の拡散を防止する
ことにより、板幅方向の中央部分の磁束密度の低下を防
ぎ、板幅方向の中央部分の加熱温度を高めることができ
る。ソレノイド方式誘導加熱コイル６とシングルターン
誘導加熱コイル２，３の間には、シングルターン誘導加
熱コイル２，３の電流とそれぞれ同方向に電流を流すこ
とにより金属帯板のエッジ部の渦電流を分流して該エッ
ジ部の過加熱を防止するエッジ部過加熱防止コイル７,
８が設けられている。このエッジ部過加熱防止コイル
７,８により、エッジ部の渦電流を分流することによ
り、エッジ部の渦電流の縮流現象を緩和して、エッジ部
の過加熱を著しく抑制することができる。
は、シングルターン誘導加熱コイル２，３が設置されて
おり、その横に、シングルターン誘導加熱コイル２，３
とはそれぞれ逆向きの電流を流すことにより磁場の拡散
を防止する磁場拡散防止コイル４、５が設けられてい
る。この磁場拡散防止コイル４,５により、キュリー点
（７５０℃）付近の加熱において磁場の拡散を防止する
ことにより、板幅方向の中央部分の磁束密度の低下を防
ぎ、板幅方向の中央部分の加熱温度を高めることができ
る。ソレノイド方式誘導加熱コイル６とシングルターン
誘導加熱コイル２，３の間には、シングルターン誘導加
熱コイル２，３の電流とそれぞれ同方向に電流を流すこ
とにより金属帯板のエッジ部の渦電流を分流して該エッ
ジ部の過加熱を防止するエッジ部過加熱防止コイル７,
８が設けられている。このエッジ部過加熱防止コイル
７,８により、エッジ部の渦電流を分流することによ
り、エッジ部の渦電流の縮流現象を緩和して、エッジ部
の過加熱を著しく抑制することができる。
【００１６】図７は、本発明における金属帯板の加熱装
置の第２の実施形態を例示する図であり、シングルター
ン誘導加熱コイル２，３と、エッジ部過加熱防止コイル
７，８の電源を共通にした例である。これにより、電源
装置の設置台数を低減することにより設備費を下げるこ
とができる。図８は、本発明における金属帯板の加熱装
置の第２の実施形態を例示する図であり、シングルター
ン誘導加熱コイル２,３, エッジ部過加熱防止コイル
７，８,ソレノイド方式の誘導加熱コイル６の電源を全
て共通化した例である。これにより、さらに、電源装置
の設置台数を低減することにより設備費を下げることが
できる。
置の第２の実施形態を例示する図であり、シングルター
ン誘導加熱コイル２，３と、エッジ部過加熱防止コイル
７，８の電源を共通にした例である。これにより、電源
装置の設置台数を低減することにより設備費を下げるこ
とができる。図８は、本発明における金属帯板の加熱装
置の第２の実施形態を例示する図であり、シングルター
ン誘導加熱コイル２,３, エッジ部過加熱防止コイル
７，８,ソレノイド方式の誘導加熱コイル６の電源を全
て共通化した例である。これにより、さらに、電源装置
の設置台数を低減することにより設備費を下げることが
できる。
【００１７】図９は、本発明における金属帯板の加熱装
置における第２の実施形態の鋼帯の長手方向の断面図で
ある。鋼帯１の上面のシングルターン誘導加熱コイル
２,磁場拡散防止コイル４,およびエッジ部過加熱防止コ
イル７と、鋼帯１の下面のシングルターン誘導加熱コイ
ル３,磁場拡散防止コイル５およびエッジ部過加熱防止
コイル７とをそれぞれ鋼帯１の長手方向に互いにシフト
した位置に配置しているので、板幅方向断面の表層部を
一周している渦電流の表裏相殺が発生しないことから、
キュリー点（７５０℃）以上に加熱することができる。
また、アルミやＳＵＳ等の非磁性体を加熱することもで
きる。
置における第２の実施形態の鋼帯の長手方向の断面図で
ある。鋼帯１の上面のシングルターン誘導加熱コイル
２,磁場拡散防止コイル４,およびエッジ部過加熱防止コ
イル７と、鋼帯１の下面のシングルターン誘導加熱コイ
ル３,磁場拡散防止コイル５およびエッジ部過加熱防止
コイル７とをそれぞれ鋼帯１の長手方向に互いにシフト
した位置に配置しているので、板幅方向断面の表層部を
一周している渦電流の表裏相殺が発生しないことから、
キュリー点（７５０℃）以上に加熱することができる。
また、アルミやＳＵＳ等の非磁性体を加熱することもで
きる。
【００１８】ソレノイド方式誘導加熱コイル６とシング
ルターン誘導加熱コイル２，３の間には、シングルター
ン誘導加熱コイル２，３の電流とそれぞれ同方向に電流
を流すエッジ部過加熱防止コイル７,８が設けられてい
る。例えば、シングルターン誘導加熱コイル２，３に全
体の７０％の電流を流し、残り３０％の電流を金属帯板
の長手方向にずれた位置に設置されているエッジ部過加
熱防止コイル７,８に分流することにより、帯板のエッ
ジ部に発生する渦電流の縮流によるエッジ過熱は電流の
二乗で効いてくるのでエッジ過熱を約５０％（0.7*0.7
＝0.49）に低減することができる。また、磁場を集中さ
せ（磁束密度を高め）、加熱効率を向上させるために、
シングルターン誘導加熱コイル２,３の鋼帯への対向面
を除く外周３面を、比透磁率が２５００と高く、高抵抗
率のフェライトコア９で直接被覆することが好ましい。
ルターン誘導加熱コイル２，３の間には、シングルター
ン誘導加熱コイル２，３の電流とそれぞれ同方向に電流
を流すエッジ部過加熱防止コイル７,８が設けられてい
る。例えば、シングルターン誘導加熱コイル２，３に全
体の７０％の電流を流し、残り３０％の電流を金属帯板
の長手方向にずれた位置に設置されているエッジ部過加
熱防止コイル７,８に分流することにより、帯板のエッ
ジ部に発生する渦電流の縮流によるエッジ過熱は電流の
二乗で効いてくるのでエッジ過熱を約５０％（0.7*0.7
＝0.49）に低減することができる。また、磁場を集中さ
せ（磁束密度を高め）、加熱効率を向上させるために、
シングルターン誘導加熱コイル２,３の鋼帯への対向面
を除く外周３面を、比透磁率が２５００と高く、高抵抗
率のフェライトコア９で直接被覆することが好ましい。
【００１９】さらに、エッジ部を通過する渦電流の分流
量を調整するために、エッジ部過加熱防止コイル８の鋼
帯への対向面を除く外周３面を、比透磁率が２５００と
高く、高抵抗率のフェライトコア９で直接被覆すること
が好ましい。図１０は、本発明における金属帯板の加熱
装置を用いて、鋼帯を加熱したときの、板幅方向の温度
分布の変化を示す図である。板幅70ｍｍ,厚さ0.35ｍｍ
の鋼板を用い、板速70ｍｍ/秒,周波数20KHz,電源出力50
KW,コイル幅W：40ｍｍ,コア厚ｈ：20ｍｍ,ギャップG：3
0ｍｍにて加熱を行った。
量を調整するために、エッジ部過加熱防止コイル８の鋼
帯への対向面を除く外周３面を、比透磁率が２５００と
高く、高抵抗率のフェライトコア９で直接被覆すること
が好ましい。図１０は、本発明における金属帯板の加熱
装置を用いて、鋼帯を加熱したときの、板幅方向の温度
分布の変化を示す図である。板幅70ｍｍ,厚さ0.35ｍｍ
の鋼板を用い、板速70ｍｍ/秒,周波数20KHz,電源出力50
KW,コイル幅W：40ｍｍ,コア厚ｈ：20ｍｍ,ギャップG：3
0ｍｍにて加熱を行った。
【００２０】その結果、中央部はキュリー点以上に加熱
でき、板幅方向の温度偏差も実用上の目標である＋−３
０℃程度となっており、板幅方向に均一な温度分布が実
現できた。第１の実施形態における板幅方向温度分布を
示す図５と比較して、エッジ部における過加熱現象がな
くなっていることがわかる。
でき、板幅方向の温度偏差も実用上の目標である＋−３
０℃程度となっており、板幅方向に均一な温度分布が実
現できた。第１の実施形態における板幅方向温度分布を
示す図５と比較して、エッジ部における過加熱現象がな
くなっていることがわかる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、鋼帯をキュリー点以上
に加熱でき、非磁性体でも加熱でき、しかも、板幅方向
の均温性に優れた金属帯板の加熱装置を提供することが
でき、産業上有用な著しい効果を奏する。
に加熱でき、非磁性体でも加熱でき、しかも、板幅方向
の均温性に優れた金属帯板の加熱装置を提供することが
でき、産業上有用な著しい効果を奏する。
【図１】 先願の金属帯板の加熱装置を示す断面図であ
る。
る。
【図２】 先願の金属帯板の加熱装置を用いて加熱した
場合の板幅方向の温度分布を示す図である。
場合の板幅方向の温度分布を示す図である。
【図３】 本発明の金属帯板の加熱装置における第１の
実施形態を示す図である。
実施形態を示す図である。
【図４】 本発明の金属帯板の加熱装置における第１の
実施形態の鋼帯の長手方向の断面図である。
実施形態の鋼帯の長手方向の断面図である。
【図５】 本発明の金属帯板の加熱装置における第１の
実施形態を用いて加熱した場合の板幅方向の温度分布を
示す図である。
実施形態を用いて加熱した場合の板幅方向の温度分布を
示す図である。
【図６】 本発明の金属帯板の加熱装置における第２の
実施形態を示す図である。
実施形態を示す図である。
【図７】 本発明の金属帯板の加熱装置における第２の
実施形態を示す図である。
実施形態を示す図である。
【図８】 本発明の金属帯板の加熱装置における第２の
実施形態を示す図である。
実施形態を示す図である。
【図９】 本発明の金属帯板の加熱装置における第２の
実施形態の鋼帯の長手方向の断面図である。
実施形態の鋼帯の長手方向の断面図である。
【図１０】 本発明の金属帯板の加熱装置における第２
の実施形態を用いて加熱した場合の板幅方向の温度分布
を示す図である。
の実施形態を用いて加熱した場合の板幅方向の温度分布
を示す図である。
１：金属帯板
２：シングルターン誘導加熱コイル（帯板の上面）
３：シングルターン誘導加熱コイル（帯板の下面）
４：磁場拡散防止コイル（帯板の上面）
５：磁場拡散防止コイル（帯板の下面）
６：ソレノイド方式誘導加熱コイル
７：エッジ部過加熱防止コイル（帯板の上面）
８：エッジ部過加熱防止コイル（帯板の下面）
９：フェライトコア
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 朝日山 亮
姫路市広畑区富士町１番地 新日本製鐵株
式会社広畑製鐵所内
(72)発明者 野村 育世
姫路市広畑区富士町１番地 新日本製鐵株
式会社広畑製鐵所内
Ｆターム(参考） 3K059 AA08 AB26 AB28 AD03 AD05
AD07 CD72
Claims (3)
- 【請求項１】 ソレノイド方式の誘導加熱コイルまた
は接触方式の通電加熱ロールと、シングルターン誘導加
熱コイルと、該シングルターン誘導加熱コイルの電流と
逆方向に電流を流すことにより磁場の拡散を防止する磁
場拡散防止コイルとを設けた金属帯板の加熱装置であっ
て、該金属帯板の上面のシングルターン誘導加熱コイル
および磁場拡散防止コイルと、該金属帯板の下面のシン
グルターン誘導加熱コイルおよび磁場拡散防止コイルと
を該金属帯板の長手方向に互いにシフトした位置に配置
することを特徴とする板幅方向の均温性に優れた金属帯
板の加熱装置。 - 【請求項２】 さらに、前記シングルターン誘導加熱コ
イルに、該シングルターン誘導加熱コイルの電流と同方
向に電流を流すことにより前記金属帯板のエッジ部の渦
電流を分流して該エッジ部の過加熱を防止するエッジ部
過加熱防止コイルを設けることを特徴とする請求項１に
記載の板幅方向の均温性に優れた金属帯板の加熱装置。 - 【請求項３】 前記金属帯板の上面のエッジ部過加熱防
止コイルと、該金属帯板の下面のエッジ部過加熱防止コ
イルとを該金属帯板の長手方向に互いにシフトした位置
に配置することを特徴とする請求項２に記載の板幅方向
の均温性に優れた金属帯板の加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001381660A JP3869711B2 (ja) | 2001-12-14 | 2001-12-14 | 板幅方向の均温性に優れた金属帯板の加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001381660A JP3869711B2 (ja) | 2001-12-14 | 2001-12-14 | 板幅方向の均温性に優れた金属帯板の加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003187951A true JP2003187951A (ja) | 2003-07-04 |
| JP3869711B2 JP3869711B2 (ja) | 2007-01-17 |
Family
ID=27592267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001381660A Expired - Fee Related JP3869711B2 (ja) | 2001-12-14 | 2001-12-14 | 板幅方向の均温性に優れた金属帯板の加熱装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3869711B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005281778A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 誘導加熱装置及び誘導加熱方法 |
| JP2006068788A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Nippon Steel Corp | 幅方向の均温性に優れた鋼帯の加熱方法 |
| JP2007324009A (ja) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Nippon Steel Corp | 板幅方向の均温性に優れた金属帯板の加熱装置 |
| JP2010170951A (ja) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Oet:Kk | 帯状金属板の加熱方法及び加熱装置 |
| CN103649346A (zh) * | 2011-07-28 | 2014-03-19 | 杰富意钢铁株式会社 | 钢板的加热方法以及加热装置 |
| JP7116478B2 (ja) | 2018-08-10 | 2022-08-10 | 学校法人金沢工業大学 | 加熱装置 |
-
2001
- 2001-12-14 JP JP2001381660A patent/JP3869711B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2005281778A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 誘導加熱装置及び誘導加熱方法 |
| JP2006068788A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Nippon Steel Corp | 幅方向の均温性に優れた鋼帯の加熱方法 |
| JP2007324009A (ja) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Nippon Steel Corp | 板幅方向の均温性に優れた金属帯板の加熱装置 |
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| CN103649346A (zh) * | 2011-07-28 | 2014-03-19 | 杰富意钢铁株式会社 | 钢板的加热方法以及加热装置 |
| CN103649346B (zh) * | 2011-07-28 | 2016-08-17 | 杰富意钢铁株式会社 | 钢板的加热方法以及加热装置 |
| US10455648B2 (en) | 2011-07-28 | 2019-10-22 | Jfe Steel Corporation | Method and apparatus for heating steel sheet |
| JP7116478B2 (ja) | 2018-08-10 | 2022-08-10 | 学校法人金沢工業大学 | 加熱装置 |
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|---|---|
| JP3869711B2 (ja) | 2007-01-17 |
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