JP2004006106A

JP2004006106A - Sheet bar edge heating method, and device for the same

Info

Publication number: JP2004006106A
Application number: JP2002159695A
Authority: JP
Inventors: Takashi Motomura; 本邑　隆
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-01-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sheet bar heating method and a device for the same capable of heating both edges of the sheet bar so as to symmetrically increase the amount of heat increase without moving an induction heating coil in the direction of the width of the sheet bar. <P>SOLUTION: The sheet bar edge heating device, symmetrically arranged along a conveyor line, composed of a driving side induction heating coil and a driven side induction heating coil which are composed of a pair of an upper coil and a lower coil respectively, to which, electric power is supplied from a common power source; heats both edge parts of the sheet bar in the process of conveyance. The sheet bar edge heating device comprises current detectors 20A, 20B detecting the current supplied to the driving side and driven side induction coils respectively, a comparing circuit 22 comparing the current value of the current detectors, an arithmetic circuit 26 calculating the distance between the upper coil and the lower coil of at least the driving side coil or the driven side coil which brings the deviation between the above currents into zero when some deviation is generated, and operation commanding parts 28A, 28B changing the distance between the upper coil and the lower coil of the induction heating coil into the calculated distance. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板の熱間圧延等において搬送されるシートバーの幅方向両エッジ部を誘導加熱コイルにより加熱する際に適用して好適な、シートバーのエッジ加熱方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼を初めとする金属材の熱間圧延の分野において、仕上圧延に供給する厚さ２０ｍｍ〜５０ｍｍの、数百〜千数百℃の被圧延材（以下、シートバーと称する）の幅方向両エッジ部の温度降下を補償するために、仕上圧延に先立って、シートバーを搬送しながら、熱間圧延ライン中心に対して左右（駆動側と被動側）対称に配置された２つの誘導加熱コイルにより、その板厚方向に貫通する磁束により渦電流を誘起して、そのジュール発熱により加熱する誘導加熱装置（エッジヒータ）が一般に用いられている。
【０００３】
しかし、搬送中のシートバーは必ずしも熱間圧延ラインの中央部を通るわけではなく、左右方向に蛇行しながら搬送されてくる場合があるため、前記のように熱間圧延ライン中心に対して左右対称に配置された誘導加熱コイルの電気的特性は両エッジ部で異なってしまう（偏差が生じてしまう）。両エッジ部を共通の電源に接続された２つの対向する誘導加熱コイルにより加熱するタイプのエッジヒータでは、この偏差により両エッジ部に対する各誘導加熱コイルに投入される電力が等しくならないため、シートバーの両エッジ部での昇温量は非対称となり好ましくない。
【０００４】
又、両エッジ部に対してそれぞれ配置された誘導加熱コイルの電気的特性が、製造時の微妙なインダクタンスの違い等によって異なっている場合には、熱間圧延ライン中央部をシートバーが通過する場合でもその両エッジ部の昇温量は非対称となる。
【０００５】
そこで、特開平３−６２４９５号公報に、各エッジ部に対して配置された誘導加熱コイルに対する投入電力の変化に基づいて、これら誘導加熱コイルをシートバーの幅方向に移動させて各エッジ部を均一に加熱する方法が開示されている。
【０００６】
又、特開平５−２９９１６２号公報では、エッジヒータの入側・出側における幅方向温度計の測定値と加熱モデルに基づき、シートバーの両エッジ部に対してそれぞれ配置した各誘導加熱コイルにおいて、上下一対のコイル間のギャップ（間隔）を調整することにより、該シートバーの両エッジ部の昇温量を個別に制御する方法が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平３−６２４９５号公報に開示されている方法では、シートバーの両エッジ部に対してそれぞれ配置される誘導加熱コイル毎に異なる電源（インバータ）が必要となるために経済的でなく、しかも、誘導加熱装置が積載されている台車は重量が大きいのでシートバーの幅方向に瞬時に移動できないため、急にシートバーの蛇行が起こった場合には台車の移動制御が直ぐに追随できないことから、制御応答性にも問題があった。
【０００８】
又、特開平５−２９９１６２号公報に開示されている、温度計を用いた誘導加熱コイルが有する上下一対のコイル間のギャップ調整による方法では、温度計のメンテナンスや校正不良等により、その測定値が真値から外れていたり、経年的に外れてきたりするため、制御精度に問題が出る場合がある。又、誘導加熱コイルを圧延ラインを間にして左右２つずつ、計４つ配置する場合には、１つの誘導加熱コイルの電気的特性が他の３つと異なった場合、温度計による測定値からはどの誘導加熱コイルの電気的特性が異なるのか判別できないため、誘導加熱コイルをどのように制御すべきかに対する明確な答えが出ないという問題があった。
【０００９】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、シートバーの両エッジ部に対してそれぞれ配置される誘導加熱コイル毎に異なるインバータを必要とすることなく、誘導加熱装置自体を幅方向に移動させる必要もない上に、温度計のメンテナンスや校正不良等の影響を受けることもなく、両エッジ部を対称な昇温量に加熱することができるシートバーのエッジ加熱方法及び装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シートバーの搬送ラインに沿って対称に配置された、それぞれ上下１対のコイルを有する被動側誘導加熱コイル及び駆動側誘導加熱コイルに共通の電源から電力を投入し、前記被動側誘導加熱コイル及び駆動側誘導加熱コイルの電流値をそれぞれ検出し、検出された両者の電流値の偏差が０になるように、前記被動側誘導加熱コイル及び駆動側誘導加熱コイルの少なくとも一方ついて、上コイルと下コイルの間隔を制御することにより、前記課題を解決したものである。
【００１１】
本発明は、又、シートバーの搬送ラインに沿って対称に配置された、それぞれ上下１対のコイルを有する被動側誘導加熱コイル及び駆動側誘導加熱コイルに電力を投入する前記被動側誘導加熱コイル及び前記駆動側誘導加熱に共通の電源と、前記被動側誘導加熱コイル及び駆動側誘導加熱コイルの電流値をそれぞれ検出する手段と、検出された両者の電流値を比較する比較手段と、比較した結果、両者に偏差が生じている場合には、被動側誘導加熱コイル及び駆動側誘導加熱コイルの少なくとも一方について、該偏差が０になる上コイルと下コイルの間隔を算出する演算手段と、該当する誘導加熱コイルの上コイルと下コイルの間隔を算出された間隔に変更する動作指令を出力する動作指令手段と、出力された動作指令に基づいて該当する誘導加熱コイルを動作させる駆動制御手段と、を備えたことにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る一実施形態のエッジヒータ（エッジ加熱装置）の概要を示す斜視図である。
【００１４】
本実施形態のエッジヒータは、図中矢印方向に搬送されるシートバーＳの搬送ラインに沿ってＯＰ側（被動側、オペレータ側）とＤＲ側（駆動側、ドライブ側）にそれぞれ配置されたＯＰ側台車１０ＡとＤＲ側台車１０Ｂを有し、各台車１０Ａ、１０Ｂにはそれぞれ近接する側のシートバーＳの幅方向エッジ部を加熱するための入側と出側の２つの被動側誘導加熱コイル１２Ａ、１４Ａ及び駆動側誘導加熱コイル１２Ｂ、１４Ｂが搭載されている。但し、実際には、各誘導加熱コイルは、この斜視図に示されるケース内に収容されている。
【００１５】
各台車１０Ａ、１０Ｂは、シートバーＳの幅方向に移動可能であり、搭載されている２つずつの誘導加熱コイルを圧延するシートバーの幅に合わせて移動させることにより、それぞれ位置決めされる。その際、シートバーの幅は、図示しない計算機及び制御装置内で、シートバーの１本１本に対して認識されるようになっている。
【００１６】
本実施形態では、搬送方向上流の入側に位置する被動側と駆動側の誘導加熱コイル１２Ａ、１２Ｂが同一の電源に接続され、出側に位置する被動側と駆動側の誘導加熱コイル１４Ａ、１４Ｂも同様に同一の電源に接続されている。図２には、同一電源に接続される単位となる入側又は出側の２つの誘導加熱コイルの関係を、搬送方向に直交する方向の断面図として模式的に示すと共に、各記号（符号）の意味を併記してある。
【００１７】
この図２では符号１が前記シートバーＳに当り、該シートバー１を中心に左側には被動側（ＯＰ側）の誘導加熱コイル１２Ａ（１４Ａ）が、右側には駆動側（ＤＲ側）の誘導加熱コイル１２Ｂ（１４Ｂ）が対向配置されている。被動側誘導加熱コイルは、鉄心２に巻回された上コイル３Ａと、下コイル３Ｂを有しており、いずれも連結されている水平方向の磁路４の矢印方向の回動動作により、上ギャップＡ１及び下ギャップＡ２をそれぞれ変更可能になっている。駆動側誘導加熱コイルも同様であり、上コイル３Ｃと下コイル３Ｄの上下動により上ギャップＡ３及び下ギャップＡ４を変更可能になっている。
【００１８】
従って、本実施形態では、入側と出側の計４つの誘導加熱コイルについてそれぞれ上下１対のコイルを考えると、計８個の各コイル毎に上下方向のエッジ調整が可能であることから、各誘導加熱コイルは、それぞれ個別に所望の上下コイル間ギャップに調整することが可能となっている。但し、シートバーの下面が搬送ローラ群で構成される仮想的なパスラインに一致し、これは不変であるのに対し、シートバーの厚さは１本毎に変動し得ることから、上側の誘導加熱コイル３Ａ、３Ｃを上下するように回動させ、上下コイル間ギャップを制御することが好ましい。
【００１９】
図３は、本実施形態のエッジヒータの電源系統図である。本実施形態においては、前記の如く入側と出側毎にそれぞれ左右対称に配置された２つの誘導加熱コイルを分担するように２台の電源が接続された構成になっており、入側の２つの誘導加熱コイル１２Ａ、１２Ｂに対しては、入側の高周波インバータ（電源）１６から、同じく出側の２つの誘導加熱コイル１４Ａ、１４Ｂに対しては、出側の高周波インバータ１８から、それぞれ交流電流（電力）が投入されるようになっていると共に、各誘導加熱コイル毎に黒丸で示す電流検出器２０によりコイル電流が検出可能になっている。
【００２０】
図４は、本実施形態のエッジヒータが備えている制御装置の概要を示す制御ブロック図である。本実施形態では、この制御装置が入側と出側にそれぞれ別個に適用されるが、実質的に同一の構成からなるので以下の説明ではその区別を省略する。
【００２１】
この制御装置は、被動側誘導加熱コイル及び駆動側誘導加熱コイルに投入される電流（電力）をそれぞれ検出する電流検出器２０Ａ及び２０Ｂと、検出された電流値を比較する比較回路２２と、被動側誘導加熱コイル及び駆動側誘導加熱コイルのそれぞれについて上下コイル間ギャップを測定するギャップ測定回路２４Ａ、２４Ｂと、前記比較回路２２で比較した結果、両者に偏差が生じている場合に、該偏差及び２つのギャップ測定回路２４Ａ、２４Ｂによる測定結果を基に該偏差をゼロにすることができる被動側誘導加熱コイル及び駆動側誘導加熱コイルの上コイルと下コイルの間隔を算出する演算回路２６と、算出された間隔に被動側及び駆動側の誘導加熱コイルの少なくとも一方の上コイルと下コイルの間隔を変更する動作指令を、図示しない駆動制御部へ出力する動作指令部２８Ａ、２８Ｂとを備えている。
【００２２】
本実施形態では、上記制御装置を使って、被動側と駆動側の各誘導加熱コイルに投入される電流値に差が生じた場合に、その差を無くするように上下コイル間のギャップを調整する制御を行なう。以下、この原理について詳述する。
【００２３】
まず、前記図２に示したようなＣ型エッジヒータに関する磁気回路の基本式を示すと、

（ここで、インダクタンスＬ、ターン数Ｎ、磁速Φ、電流Ｉ、磁気抵抗Ｒ、エアギャップ部磁気抵抗Ｒ_０、鉄芯部磁気抵抗Ｒ_ｓ、磁路断面積Ｓ、エアギャップ部磁路長ｌ_０、鉄芯部磁路長ｌ_ｓ、真空透磁率μ_０、比透磁率μ_ｓ）
となる。
【００２４】
なお、上の式で磁路断面積Ｓは、前記図２に示した鉄芯２の断面積に当たり、同じくエアギャップ部磁路長ｌ_０は上ギャップＡ１（又はＡ３）と下ギャップＡ２（又はＡ４）の和に当たる。
【００２５】
上記（１）〜（３）式より、
Ｌ＝μ_０Ｎ^２Ｓ／（ｌ_０＋ｌ_ｓ／μ_ｓ）　　　　　　　　　　　　　　…（４）
が導かれる。又、Ｃ型エッジヒータによる各エッジ部に対する昇温量を等しくするには、各エッジ部に印加される磁束
Φ＝ＮＩμ_０Ｓ／（ｌ_０＋ｌ_ｓ／μ_ｓ）　　　　　　　　　　　　　…（５）
を等しくすればよい。
【００２６】
今、次のようにＯＰ側、ＤＲ側の各誘導加熱コイルの電気的特性が同一であり、且つ定格運転を想定し、これを正常時とする。
【００２７】
ＯＰ側：コイル電流Ｉ_ｏｐ［Ａ］＝Ｉ（定格）［Ａ］
インダクタンスＬ_ｏｐ［μＨ］
ＤＲ側：コイル電流Ｉ_ＤＲ［Ａ］＝Ｉ（定格）［Ａ］
インダクタンスＬ_ＤＲ［μＨ］
二次側高周波電圧Ｖ_ＣＯＩＬ［Ｖ］＝Ｖ（定格）［Ｖ］
【００２８】
シートバーの蛇行や、インダクタ曲損等により、ＤＲ側の磁路断面積がＳ→Ｓ−ΔＳ［ｍ^２］に減少した場合（実際には、エアギャップ部の断面積のみが変動するため、鉄芯部と別個に考える必要があるが、ここでは「全体としての断面積が変動した」として近似する）を考えると、インダクタンスは

となり、正常側（Ｌ_ＯＰ）より小さくなる。この状態で定格電圧Ｖを印加すると、

となってしまい、コイル電流の定格値を超えてしまう。実際には、コイル電流制御（過電流防止）が働き、Ｉ_ＤＲ＝Ｉの状態になるよう、高周波電圧に制限をかけて運転が行なわれる。なお、この状態で電圧は、
Ｖ_ＣＯＩＬ＝（１−ΔＳ／Ｓ）^１／２＊Ｖ［Ｖ］　　　　　　　　　　　…（８）
なる値をとる（注：ΔＳ測定不能）。この時のＯＰ側コイル電流は、
Ｉ_ＯＰ＝（１−ΔＳ／Ｓ）^１／２＊Ｉ＜Ｉ　　　　　　　　　　　　　…（９）
であり、ＯＰ側は定格運転できない。各エッジ側の磁束は、正常時はいずれも前記（５）式、即ち
Φ＝ＮＩμ_０Ｓ／（ｌ_０＋ｌ_ｓ／μ_ｓ）　　　　　　　　　　　　　…（５）
であるのに対して、ＤＲ側、ＯＰ側では、それぞれ
Φ_ＤＲ＝｛ＮＩμ_０／（ｌ_０＋ｌ_ｓ／μ_ｓ）｝（Ｓ−ΔＳ）　　　　　…（１０）
Φ_ＯＰ＝｛ＮＩμ_０／（ｌ_０＋ｌ_ｓ／μ_ｓ）｝｛Ｓ（Ｓ−ΔＳ）｝^１／２　…（１１）となり、共に減少するが、これら両式の比をとって得られる
Φ_ＤＲ／Φ_ＯＰ＝（１−ΔＳ／Ｓ）^１／２＜１　　　　　　　　　　　…（１２）
の関係からＤＲ側の方がより減少する。ここで注意すべき点は、ＤＲ側コイル電流のみが定格運転中であり、ＯＰ側コイル電流は定格に達していないということである。
【００２９】
そこで、ＤＲ側のエアギャップ（ｌ_０）を縮小し、バランスを取って加熱することを考える。本実施形態の特徴は、このバランスの指標として各エッジ側におけるコイル電流を用いる点にある。まず、Ｃ型エッジヒータの機構的な特徴を元に、影響の少ない因子を消去して単純化する。具体的な数値は省略するが、ｌ_０／（ｌ_ｓ／μ_ｓ）が十分に大きな値となることから、エアギャップの変更が、磁束の変化の支配的な要因であることが判る。そこで、以下では鉄芯部磁路長ｌ_ｓ＝０と近似する。
【００３０】
磁束に与えるΔＳの影響を、エアギャップの変更により消去するためには、
ｌ_０＝ｌ_０（１−ΔＳ／Ｓ）　　　　　　　　　　　　　　　　　…（１３）
とすればよい。
【００３１】

となり、ΔＳの影響を消去して、定格電圧印加可能となる。なお、正常なＯＰ側については、定格電流を流すことができるために、規定の磁束を確保できる。
【００３２】
実際には、ΔＳを測定することができないため、各ギャップの電流値を監視しながら、電流値の大きなエッジ側の上下コイル間のギャップを縮小することにより、電流値を等しくする制御を実施することになる。電流値が等しくなったギャップで運転することにより、各エッジに均等な磁束を与えることができ、均等な昇温量を得ることができる。
【００３３】
以上、本発明の加熱制御の原理を、両エッジ部にそれぞれ適用される誘導加熱コイルに流れる電流値を定格電流に制御する場合において説明したが、この電流値と上下コイル間のギャップの関係は一般的に成り立つ。実際の測定結果から得られた上下コイル間のギャップと誘導加熱コイルに流れる電流値の関係のイメージを図５に示すように、ギャップが小さいほどコイル電流が小さくなる。
【００３４】
本実施形態では、搬送中のシートバーＳを被動側及び駆動側の各誘導加熱コイルに投入される電流をそれぞれ前記図４に示した電流検出器２０Ａ、２０Ｂにより検出し、検出された電流値を前記比較回路２２で比較した際に、両者間に偏差が生じている場合には、該偏差がゼロになる誘導加熱コイルの上コイルと下コイルの間隔を前記演算回路２６において算出し、その間隔になるように制御する。このギャップを算出する際、前記演算回路２６では差電流をギャップに変換するギャップ換算式として、上記図５に示した関係を表わす式が用いられる。
【００３５】
即ち、本実施形態では、この図５に示したグラフに基づいて、電流値の大きい方の誘導加熱コイル間のギャップを縮小したり、小さい方のコイル間ギャップを拡大したり、あるいは両者を同時に実行したりすることにより、シートバーの両エッジ部に投入される電力を等しくすることができる。
【００３６】
以上詳述した如く、本実施形態においては、１つのインバータによりシートバーの幅方向両エッジ部に対してそれぞれ配置した誘導加熱コイルに交流を通ずることにより、該誘導加熱コイルの中心軸方向に交番磁界を発生させ、それをシートバーに向け、厚さ方向に貫通させてシートバーを誘導加熱する。
【００３７】
その際、各エッジ側に配置された誘導加熱コイルにおいて上下コイル間のギャップを縮小すると、空気ギャップによる磁気抵抗が大きくなるため、誘導加熱コイルに流れる電流は減少する。そこで、各エッジ側の誘導加熱コイルに流れる電流値を個別に監視し、各エッジ側の誘導加熱コイルの上下コイル間のギャップを個別に調整することにより、各エッジ側の電流値を均一にし、不可避的に左右方向に蛇行しながら搬送されてくるシートバーの各エッジ部の昇温量を、ライン中心から左右対称に配置された誘導加熱コイルが有する上下一対のコイルにより、シートバーに対して左右対称に得ることが可能となる。又、各エッジ部に対して配置された誘導加熱コイルの電気的特性が異なる場合でも、各エッジ部の鋼板昇温量を対称にすることが可能となる。
【００３８】
以上詳述したように、本実施形態によれば、誘導加熱コイルの上下のコイルの間隔を調整するという簡単な操作により、シートバーの両エッジ部を同一温度に加熱することが可能となる。
【００３９】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００４０】
例えば、前記実施形態においては、誘導加熱コイルの上コイルを上下動させることが好ましいとして説明したが、本発明の具体的な実施形態はこれに限定されず、下側単独あるいは上下両方のコイルを上下動させるようにして、コイル間のギャップを調整するようにしてもよい。
【００４１】
又、搬送ラインに対して対向配置された２つの誘導加熱コイルがシートバー搬送方向に入側と出側に各１列、即ち２列並べた場合について説明したが、これに限らず、シートバー搬送方向に１列だけであっても、あるいは３列以上として電源の数もそれに対応して変更するようにした場合であっても、勿論よい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、シートバーの両エッジ部に対してそれぞれ配置された誘導加熱コイル毎に異なる電源（インバータ）を必要とせず、誘導加熱コイル自体を幅方向に移動させる必要もない上に、温度計のメンテナンスや校正不良等の影響を受けることもなく、両エッジ部を対称な昇温量に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態のエッジヒータの外観を示す概略斜視図
【図２】実施形態のエッジヒータを構成する対向配置された誘導加熱コイルの関係を模式的に示す概略断面図
【図３】実施形態のエッジヒータに適用される電源系統の関係を示す回路図
【図４】実施形態のエッジヒータの制御装置の概要を示す制御ブロック図
【図５】誘導加熱コイルの上下コイル間ギャップと誘導加熱コイルに流れる電流値の関係を示す線図
【符号の説明】
１０Ａ…被動側台車
１０Ｂ…駆動側台車
１２Ａ、１４Ａ…被動側誘導加熱コイル
１２Ｂ、１４Ｂ…駆動側誘導加熱コイル
１６…入側高周波インバータ
１８…出側高周波インバータ
２０…電流検出器
２２…比較回路
２４…ギャップ測定回路
２６…演算回路
２８…動作指令部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sheet bar edge heating method and apparatus suitable for being applied when heating both widthwise edges of a sheet bar conveyed in hot rolling of a steel sheet by an induction heating coil.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART In the field of hot rolling of metal materials such as steel, a material to be rolled (hereinafter, referred to as a sheet bar) having a thickness of 20 mm to 50 mm and a thickness of several hundreds to several hundreds of degrees Celsius to be supplied to finish rolling is referred to as a sheet bar. Prior to finish rolling, two induction heating coils arranged symmetrically with respect to the center of the hot rolling line (drive side and driven side) in order to compensate for the temperature drop at the edge, prior to finish rolling. Accordingly, an induction heating device (edge heater) is generally used in which an eddy current is induced by a magnetic flux penetrating in the plate thickness direction and heated by Joule heat.
[0003]
However, the sheet bar being conveyed does not necessarily pass through the center of the hot rolling line, and may be conveyed while meandering in the left-right direction. The electrical characteristics of the symmetrically arranged induction heating coils differ at both edges (deviations occur). In an edge heater of a type in which both edge portions are heated by two opposed induction heating coils connected to a common power supply, the power supplied to each induction heating coil for both edge portions is not equal due to this deviation, so that the sheet bar The temperature rise at both edges is asymmetric, which is not preferable.
[0004]
In addition, when the electrical characteristics of the induction heating coils arranged for both edges are different due to a slight difference in inductance at the time of manufacture, the sheet bar passes through the center of the hot rolling line. Even in this case, the amount of temperature rise at both edges is asymmetric.
[0005]
Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-62495 discloses that, based on a change in input power to induction heating coils arranged for each edge portion, these induction heating coils are moved in the width direction of the sheet bar so that each edge portion is moved. A method for uniformly heating is disclosed.
[0006]
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-299162, based on the measured values of the width-direction thermometers on the entrance side and the exit side of the edge heater and the heating model, each of the induction heating coils arranged at both edges of the sheet bar is used. A method is disclosed in which the gap (interval) between a pair of upper and lower coils is adjusted to individually control the amount of temperature rise at both edges of the sheet bar.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-62495 is economical because a different power supply (inverter) is required for each induction heating coil disposed for each edge of the sheet bar. In addition, since the carriage on which the induction heating device is mounted is heavy and cannot move instantaneously in the width direction of the sheet bar, the movement control of the carriage cannot immediately follow the sudden movement of the sheet bar. Therefore, there was a problem in the control response.
[0008]
Further, in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-299162, in which the gap between a pair of upper and lower coils of an induction heating coil using a thermometer is adjusted, the measured value is measured due to maintenance of the thermometer or poor calibration. May deviate from the true value or deviate over time, which may cause a problem in control accuracy. When four induction heating coils are arranged, two on each of the left and right sides with the rolling line in between, if the electrical characteristics of one induction heating coil are different from those of the other three, the values measured by the thermometer are used. However, there is a problem that it is not possible to determine which induction heating coil has a different electrical characteristic, and therefore, there is no clear answer as to how to control the induction heating coil.
[0009]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and does not require a different inverter for each induction heating coil disposed for each of both edges of the seat bar. An edge heating method and apparatus for a sheet bar capable of heating both edges to a symmetrical heating amount without being required to be moved in the width direction and without being affected by maintenance of a thermometer or defective calibration. The task is to provide
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, power is supplied from a common power supply to a driven induction heating coil and a driving induction heating coil, each having a pair of upper and lower coils, symmetrically disposed along a sheet bar conveyance line, and At least one of the driven-side induction heating coil and the drive-side induction heating coil is detected so that a current value of each of the induction heating coil and the drive-side induction heating coil is detected, and a deviation between the detected current values is zero. This problem has been solved by controlling the distance between the upper coil and the lower coil.
[0011]
The present invention also relates to the driven-side induction heating coil which supplies power to the driven-side induction heating coil and the driving-side induction heating coil, each of which has a pair of upper and lower coils, symmetrically arranged along the sheet bar conveying line. And a power supply common to the drive-side induction heating, a means for detecting the current values of the driven-side induction heating coil and the drive-side induction heating coil, respectively, and a comparison means for comparing the detected current values of both. As a result, if there is a deviation between the two, at least one of the driven induction heating coil and the driving induction heating coil, calculating means for calculating the interval between the upper coil and the lower coil at which the deviation is 0, Operation command means for outputting an operation command for changing the interval between the upper coil and the lower coil of the induction heating coil to the calculated interval, and a corresponding induction based on the output operation command. And drive control means for operating the heating coil, by providing a is obtained by solving the above problems as well.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of an edge heater (edge heating device) according to an embodiment of the present invention.
[0014]
The edge heaters of the present embodiment are arranged on the OP side (driven side, operator side) and the DR side (driving side, drive side) along the transport line of the sheet bar S transported in the direction of the arrow in the drawing. Side bogies 10A and DR bogies 10B, and each of the

bogies

10A and 10B has two driven induction heating coils on the entrance side and the exit side for heating the widthwise edges of the sheet bar S on the side close to each other. 12A, 14A and drive-side

induction heating coils

12B, 14B are mounted. However, in practice, each induction heating coil is housed in a case shown in this perspective view.
[0015]
Each of the

carts

10A and 10B is movable in the width direction of the sheet bar S, and is positioned by moving two mounted induction heating coils in accordance with the width of the sheet bar to be rolled. At this time, the width of the sheet bar is recognized for each sheet bar in a computer and a control device (not shown).
[0016]
In the present embodiment, the driven side and the drive side

induction heating coils

12A and 12B located on the entrance side in the transport direction upstream are connected to the same power supply, and the driven side and the drive side induction heating coils 14A located on the exit side are 14B is similarly connected to the same power supply. FIG. 2 schematically shows the relationship between two induction heating coils on the input side or the output side, which are units connected to the same power supply, as a cross-sectional view in a direction orthogonal to the transport direction and each symbol (symbol). Is also indicated.
[0017]
In FIG. 2, reference numeral 1 corresponds to the sheet bar S, the driven side (OP side) induction heating coil 12A (14A) is on the left side of the sheet bar 1, and the drive side (DR side) is on the right side. The induction heating coils 12B (14B) are arranged to face each other. The driven-side induction heating coil has an upper coil 3A wound around the iron core 2 and a lower coil 3B, all of which are moved upward by a rotating operation of the connected horizontal magnetic path 4 in the direction of the arrow. The gap A1 and the lower gap A2 can be changed respectively. The same applies to the drive side induction heating coil, and the upper gap A3 and the lower gap A4 can be changed by the vertical movement of the upper coil 3C and the lower coil 3D.
[0018]
Therefore, in the present embodiment, when one pair of upper and lower coils is considered for each of the four induction heating coils on the entrance side and the exit side, the edge adjustment in the vertical direction can be performed for each of a total of eight coils. Each induction heating coil can be individually adjusted to a desired gap between the upper and lower coils. However, the lower surface of the sheet bar coincides with a virtual path line constituted by the conveying roller group, which is invariable. On the other hand, the thickness of the sheet bar can vary from one sheet to another. It is preferable to rotate the induction heating coils 3A and 3C up and down to control the gap between the upper and lower coils.
[0019]
FIG. 3 is a power supply system diagram of the edge heater of the present embodiment. In the present embodiment, two power supplies are connected so as to share the two induction heating coils arranged symmetrically for each of the entrance side and the exit side as described above. For the two

induction heating coils

12A and 12B, a high frequency inverter (power supply) 16 on the input side, and for the two

induction heating coils

14A and 14B on the same output side, a high frequency inverter 18 on the output side. An alternating current (electric power) is supplied, and the coil current can be detected by a current detector 20 indicated by a black circle for each induction heating coil.
[0020]
FIG. 4 is a control block diagram illustrating an outline of a control device provided in the edge heater of the present embodiment. In the present embodiment, this control device is separately applied to the entrance side and the exit side, but since they have substantially the same configuration, the distinction is omitted in the following description.
[0021]
The control device includes

current detectors

20A and 20B for detecting currents (power) supplied to the driven-side induction heating coil and the drive-side induction heating coil, a comparison circuit 22 for comparing the detected current values, and a driven circuit. The

gap measurement circuits

24A and 24B for measuring the gap between the upper and lower coils for each of the side induction heating coil and the drive side induction heating coil, and the comparison circuit 22. An arithmetic circuit 26 for calculating an interval between an upper coil and a lower coil of the driven induction heating coil and the drive induction heating coil capable of reducing the deviation to zero based on the measurement results by the two

gap measurement circuits

24A and 24B; An operation command to change the interval between the upper coil and the lower coil of at least one of the driven-side and the drive-side induction heating coils at the calculated interval, Operation command section 28A to be output to indicate no drive control unit, and a 28B.
[0022]
In the present embodiment, the gap between the upper and lower coils is adjusted by using the control device, when a difference occurs in the current value supplied to each of the induction heating coils on the driven side and the drive side, so as to eliminate the difference. Control. Hereinafter, this principle will be described in detail.
[0023]
First, the basic formula of the magnetic circuit for the C-type edge heater as shown in FIG.

(Here, inductance L, number of turns N, magnetic velocity Φ, current I, magnetic resistance R, air gap magnetic resistance R ₀ , iron core magnetic resistance R _s , magnetic path cross-sectional area S, air gap magnetic path length l ₀ , iron core magnetic path length l _s , vacuum permeability μ ₀ , relative magnetic permeability μ _s )
It becomes.
[0024]
In the above equation, the magnetic path cross-sectional area S corresponds to the cross-sectional area of the iron core 2 shown in FIG. 2, and the air gap section magnetic path length ₁₀ is also the upper gap A1 (or A3) and the lower gap A2 (or A4).
[0025]
From the above equations (1) to (3),
_{^{_{L = μ 0 N 2 S /}}} (l 0 + l s / μ s) ... (4)
Is led. Further, C-type equalizing the temperature increase amount for each edge portion by the edge heater, flux is applied to the edge portions _{_{Φ = NIμ 0 S / (l}} 0 + l s / μ s) ... (5)
Should be equal.
[0026]
Now, assuming that the electrical characteristics of the induction heating coils on the OP side and the DR side are the same and that the rated operation is performed as follows, this is assumed to be normal.
[0027]
OP side: coil current I _op [A] = I (rated) [A]
Inductance L _op [μH]
DR side: coil current _IDR [A] = I (rated) [A]
Inductance L _DR [μH]
Secondary high frequency voltage V _COIL [V] = V (rated) [V]
[0028]
When the cross-sectional area of the magnetic path on the DR side is reduced to S → S−ΔS [m ² ] due to the meandering of the sheet bar, the bending of the inductor, and the like (actually, only the cross-sectional area of the air gap portion fluctuates. Although it is necessary to consider it separately from the iron core, here it is approximated as "the overall cross-sectional area fluctuated.")

And becomes smaller than the normal side (L _OP ). When the rated voltage V is applied in this state,

And exceeds the rated value of the coil current. In practice, the coil current control (overcurrent prevention) works and the operation is performed with the high-frequency voltage limited so that I _DR = I. In this state, the voltage is
V _COIL = (1−ΔS / S) ^1/2 * V [V] (8)
(Note: ΔS cannot be measured). The OP side coil current at this time is
I _OP = (1−ΔS / S) ^1/2 * I <I (9)
Therefore, the OP side cannot perform rated operation. Flux of each edge side, both normal state is the (5), ie _{_{Φ = NIμ 0 S / (l}} 0 + l s / μ s) ... (5)
, Whereas the in, DR side, in OP side, respectively _{_{_{Φ DR = {NIμ 0 / (}}} l 0 + l s / μ s)} (S-ΔS) ... (10)
_{_{_{Φ OP = {NIμ 0 / (}}} l 0 + l s / μ s)} {S (S-ΔS)} 1/2 ... (11) becomes, although both decrease, obtained by taking the ratio of these both equations [Phi _DR / Φ _OP = (1−ΔS / S) ^1/2 <1 (12)
, The DR side decreases more. It should be noted here that only the DR side coil current is in the rated operation, and the OP side coil current has not reached the rating.
[0029]
Therefore, it is considered that the air gap ( ₁₀ ) on the DR side is reduced, balanced, and heated. The feature of the present embodiment is that the coil current on each edge side is used as an index of this balance. First, based on the mechanical characteristics of the C-type edge heater, factors having little effect are eliminated and simplified. Specific values is _omitted, since _{the _{l 0 / (l s / μ}} s) is sufficiently large value, change of air gap, it is found that the dominant factor of the change in magnetic flux. Therefore, in the following, it is approximated that the iron core magnetic path length l _s = 0.
[0030]
In order to eliminate the influence of ΔS on the magnetic flux by changing the air gap,
l ₀ = l ₀ (1−ΔS / S) (13)
And it is sufficient.
[0031]

Thus, the influence of ΔS is eliminated, and the rated voltage can be applied. On the normal OP side, a specified magnetic flux can be ensured because a rated current can flow.
[0032]
Actually, since ΔS cannot be measured, control for equalizing the current value is performed by reducing the gap between the upper and lower coils on the edge side where the current value is large while monitoring the current value of each gap. Will be. By operating in a gap where the current values are equal, a uniform magnetic flux can be applied to each edge, and a uniform temperature increase can be obtained.
[0033]
As described above, the principle of the heating control of the present invention has been described in the case where the value of the current flowing through the induction heating coil applied to each of the two edges is controlled to the rated current, but the relationship between this current value and the gap between the upper and lower coils is as follows. Generally holds. As shown in FIG. 5, an image of the relationship between the gap between the upper and lower coils and the value of the current flowing through the induction heating coil obtained from the actual measurement results, the smaller the gap, the smaller the coil current.
[0034]
In the present embodiment, currents applied to the induction heating coils on the driven side and the driving side of the sheet bar S being conveyed are respectively detected by the

current detectors

20A and 20B shown in FIG. When the comparison circuit 22 compares the two, if there is a deviation between the two, the calculation circuit 26 calculates the interval between the upper coil and the lower coil of the induction heating coil at which the deviation becomes zero, Control so that it becomes an interval. When calculating the gap, the arithmetic circuit 26 uses the equation representing the relationship shown in FIG. 5 as a gap conversion equation for converting the difference current into a gap.
[0035]
That is, in the present embodiment, based on the graph shown in FIG. 5, the gap between the induction heating coils having the larger current value is reduced, the gap between the smaller coils is enlarged, or both are simultaneously measured. By doing so, the power supplied to both edges of the sheet bar can be made equal.
[0036]
As described in detail above, in the present embodiment, the alternating current is passed through the induction heating coils disposed at both edges in the width direction of the sheet bar by one inverter, so that the alternating current flows in the central axis direction of the induction heating coils. A magnetic field is generated, directed at the sheet bar and penetrated in the thickness direction to induction heat the sheet bar.
[0037]
At this time, when the gap between the upper and lower coils in the induction heating coil arranged on each edge side is reduced, the magnetic resistance due to the air gap increases, so that the current flowing through the induction heating coil decreases. Therefore, by individually monitoring the current value flowing through the induction heating coil on each edge side and individually adjusting the gap between the upper and lower coils of the induction heating coil on each edge side, the current value on each edge side is made uniform, The temperature rise of each edge of the sheet bar conveyed inevitably meandering in the left-right direction is controlled by a pair of upper and lower coils of an induction heating coil arranged symmetrically from the center of the line to the sheet bar. It becomes possible to obtain symmetrically. Further, even when the electrical characteristics of the induction heating coils arranged for the respective edge portions are different, it is possible to make the amount of temperature rise of the steel sheet of each edge portion symmetrical.
[0038]
As described in detail above, according to the present embodiment, both edges of the seat bar can be heated to the same temperature by a simple operation of adjusting the interval between the upper and lower coils of the induction heating coil.
[0039]
As described above, the present invention has been specifically described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified without departing from the gist thereof.
[0040]
For example, in the above embodiment, it was described that it is preferable to move the upper coil of the induction heating coil up and down. However, specific embodiments of the present invention are not limited to this, and the lower side alone or both the upper and lower coils may be used. The gap between the coils may be adjusted by moving the coil up and down.
[0041]
Also, the case has been described where two induction heating coils arranged opposite to the transport line are arranged in one row, ie, two rows, on the entrance side and the exit side in the sheet bar transport direction, but the invention is not limited to this. Of course, even if only one row is provided in the transport direction, or if three or more rows are used and the number of power supplies is changed accordingly.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is not necessary to use a different power supply (inverter) for each of the induction heating coils arranged at both edges of the sheet bar, and it is necessary to move the induction heating coil itself in the width direction. In addition to this, both edges can be heated to a symmetrical heating amount without being affected by maintenance of the thermometer or poor calibration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the appearance of an edge heater according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a schematic cross-sectional view schematically showing the relationship between opposedly arranged induction heating coils constituting the edge heater of the embodiment; FIG. 3 is a circuit diagram showing a relationship of a power supply system applied to the edge heater of the embodiment; FIG. 4 is a control block diagram showing an outline of a control device of the edge heater of the embodiment; FIG. Diagram showing the relationship between the gap and the current value flowing through the induction heating coil [Explanation of symbols]
10A: Driven-side trolley 10B: Drive-

side trolleys

12A, 14A: Driven-side

induction heating coils

12B, 14B: Drive-side induction heating coils 16: Input high-frequency inverter 18 ... Output high-frequency inverter 20 ... Current detector 22 ... Comparison circuit 24 ... Gap measurement circuit 26 ... Calculation circuit 28 ... Operation command section

Claims

シートバーの搬送ラインに沿って対称に配置された、それぞれ上下１対のコイルを有する被動側誘導加熱コイル及び駆動側誘導加熱コイルに共通の電源から電力を投入し、
前記被動側誘導加熱コイル及び駆動側誘導加熱コイルの電流値をそれぞれ検出し、検出された両者の電流値の偏差が０になるように、前記被動側誘導加熱コイル及び駆動側誘導加熱コイルの少なくとも一方ついて、上コイルと下コイルの間隔を制御することを特徴とするシートバーのエッジ加熱方法。Power is supplied from a common power supply to the driven-side induction heating coil and the drive-side induction heating coil, each having a pair of upper and lower coils, arranged symmetrically along the sheet bar conveyance line,
The current values of the driven induction heating coil and the drive induction heating coil are respectively detected, and at least the driven induction heating coil and the drive induction heating coil are so arranged that the deviation between the detected current values becomes zero. On the other hand, an edge heating method for a sheet bar, wherein a distance between an upper coil and a lower coil is controlled.

シートバーの搬送ラインに沿って対称に配置された、それぞれ上下１対のコイルを有する被動側誘導加熱コイル及び駆動側誘導加熱コイルに電力を投入する前記被動側誘導加熱コイル及び前記駆動側誘導加熱に共通の電源と、前記被動側誘導加熱コイル及び駆動側誘導加熱コイルの電流値をそれぞれ検出する手段と、検出された両者の電流値を比較する比較手段と、比較した結果、両者に偏差が生じている場合には、被動側誘導加熱コイル及び駆動側誘導加熱コイルの少なくとも一方について、該偏差が０になる上コイルと下コイルの間隔を算出する演算手段と、該当する誘導加熱コイルの上コイルと下コイルの間隔を算出された間隔に変更する動作指令を出力する動作指令手段と、出力された動作指令に基づいて該当する誘導加熱コイルを動作させる駆動制御手段と、を備えたことを特徴とするシートバーのエッジ加熱装置。The driven-side induction heating coil and the drive-side induction heating for supplying power to the driven-side induction heating coil and the driving-side induction heating coil each having a pair of upper and lower coils symmetrically arranged along the sheet bar transport line. A common power supply, a means for detecting the current values of the driven induction heating coil and the drive side induction heating coil, respectively, and a comparison means for comparing the detected current values of the two. If it has occurred, for at least one of the driven-side induction heating coil and the drive-side induction heating coil, a calculating means for calculating the interval between the upper coil and the lower coil at which the deviation becomes 0; An operation command means for outputting an operation command for changing the interval between the coil and the lower coil to the calculated interval; and a corresponding induction heating coil based on the output operation command. Sheet bar edge heater being characterized in that and a driving control means for work.