JP4011087B2 - 誘導加熱装置の防熱板および誘導加熱装置 - Google Patents
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Description
すなわち、
a)鋼片先端における、粗圧延機内での低速圧延で生じた温度低下部の品質不良、
b)鋼片後端における、仕上げ圧延機前までの放熱で生じた温度低下部の品質不良、
c)加熱炉内のスキッドビーム部の昇温不足で生じた温度低下部の品質不良、
などである。
すなわち、熱間仕上げ圧延に先だって、図7(a)および図7(b)に概略を示すように、被加熱材であるシートバー1をその幅並びに厚み方向に誘導加熱コイル3で包み、シートバー1の全部もしくは一部にシートバーの長手方向に貫通する交番磁界を誘導加熱コイル3から印加してシートバー1内に生起する誘導電流により、この領域を加熱する処理を行うのである。図7(b)において、誘導加熱コイル内の磁束の流れを点線で示すように、誘導加熱コイル3により発生した高周波磁束はシートバー1を圧延方向へ貫き、誘導加熱コイル3の端部を経て誘導加熱コイル3背面に廻る流れとなり、当該シートバーの部分が加熱される。なお、図中5は、シートバー1を搬送するためのテーブルローラである。
例えば、特許文献1には、耐火性無機質繊維板と耐火断熱レンガを層状に重ねた構造のものが開示されている。
本発明は、熱間仕上げ圧延機の入側搬送ラインにてシートバーを搬送するテーブルローラの間に設置された誘導加熱コイルの内側に配置され、誘導加熱コイル内に搬送される被加熱材からの輻射熱を遮る、誘導加熱装置の防熱板において、
熱伝導度が5W/(m℃)以上である不定形耐火物と、該不定形耐火物に内包される、管軸が被加熱材の搬送方向に沿ってまっすぐに並列配置された複数本から構成される冷却管とを有してなることを特徴とする誘導加熱装置の防熱板である。
上記発明における冷却管は、給排水口間で分岐したものであることが好ましい。
さらにまた、上記発明における冷却管は、高熱伝導性不定形耐火物にてモールド成形してなるものであることが好ましい。
また、本発明は、上記記載の防熱板を備えた誘導加熱装置である。
本発明では、防熱板の主材を板状に成形した不定形耐火物とする。不定形耐火物は、本発明のように、冷却管を内包させる場合に、モールド成形が容易であり、しかも冷却管との密着度も高められるので、拔熱が効果的に行われ輻射熱による耐火物の温度上昇を抑制できるからである。そしてまた、本発明では、冷却による防熱板からの拔熱を効果的に行わしめるため、不定形耐火物を高熱伝導性のものとすることが必要である。
図2は、上記実験において測定した、不定形耐火物の変形量δに及ぼす不定形耐火物の熱伝導度の影響について調査した結果である。図2から、不定形耐火物の熱伝導度は不定形耐火物のたわみの変形量δに対しても顕著に影響することがわかる。そして、熱伝導度0.5〜2.0W/m℃であるAl2O3やSiO2を主成分とする通常の耐火物材料では、変形量δは5〜20mmである。
発明者らは、さらに不定形耐火物に内包される冷却管の配置についても実験した。図3は、厚み:30mm、熱伝導率7〜11W/m℃の高熱伝導性不定形耐火物を、シートバー温度1000℃の輻射熱環境下で、冷却管に通水しながら保持したときに到達する不定形耐火物の裏面温度に及ぼす、耐火物の厚みおよび図3で定義する冷却管間隔の影響について調べた結果をまとめたものである。
図3に示すように、不定形耐火物の裏面温度は不定形耐火物に内包された冷却管の間隔と不定形耐火物の厚みとの比で整理できること、そしてこの耐火物の裏面温度を誘導加熱コイルの耐熱温度である300℃以下まで低下させるには前記の比、(冷却管の間隔)/(耐火物の厚み)の値を3以下にすることが望ましいことがわかる。
こうした構成の防熱板は、例えばその長手方向の両端部に設けたボルト穴14を通じて誘導加熱装置2に固定されて、被加熱材からの輻射熱を遮蔽して誘導加熱コイル3を保護する。
したがって、冷却管の寸法仕様は、これら両観点から、防熱板の長さ、材質等を考慮に入れて検討したうえ、適正なものを選択することが肝要となる。
図6に示す、粗圧延機の出側と仕上げ圧延機の入側との間における搬送ラインに、本発明に従う内部水冷式の防熱板を具えた誘導加熱装置(コイルの内幅2000mm、内高さ240mm、コイル長600mm)2基を1.2mの間隔を空けて搬送方向に直列に設けた。防熱板には、6本の金属製水冷管(管径:8mm、管厚:1mm)を幅方向(搬送方向に直角の方向)に間隔60mmで並列配置し、水冷管の周囲を炭化珪素(SiC)を主成分とするキャスタブルにてモールド成形した。乾燥、焼成後の不定形耐火物は、厚みが30mmであり、炭化珪素(SiC)70%を含有し、熱伝導度が9W/m℃の高熱伝導性のものであった。
この条件で、約6か月間継続して操業したが、その期間中に、防熱板の変形、破損はみられず、防熱板として十分な機能を発揮することがわかった。そして、本発明の防熱板を誘導加熱装置に具えることにより、シートバーからの輻射熱による誘導加熱コイルの損傷は皆無になることを確認した。
2 誘導加熱装置
3 誘導加熱コイル
4 防熱板
5 テーブルローラ
11 不定形耐火物
12 冷却管
13 取り付け縁金具
14 ボルト穴
15 給排水口
Claims (4)
- 熱間仕上げ圧延機の入側搬送ラインにてシートバーを搬送するテーブルローラの間に設置された誘導加熱コイルの内側に配置され、該誘導加熱コイル内に搬送される被加熱材からの輻射熱を遮る、誘導加熱装置の防熱板において、熱伝導度が5W/(m℃)以上である不定形耐火物と、該不定形耐火物に内包される、管軸が被加熱材の搬送方向に沿ってまっすぐに並列配置された複数本から構成される冷却管とを有してなることを特徴とする誘導加熱装置の防熱板。
- 上記冷却管は、給排水口間で分岐したものであることを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱装置の防熱板。
- 冷却管を高熱伝導性不定形耐火物にてモールド成形したことを特徴とする請求項1または2に記載の誘導加熱装置の防熱板。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の防熱板を備えたことを特徴とする誘導加熱装置。
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