JP4260998B2 - 誘導加熱装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱間圧延ラインに設けられ、ラインを搬送されてくる被加熱板を再度加熱する誘導加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鉄鋼圧延ラインでは予め加熱炉で所定の温度に加熱して被加熱板や連続鋳造した被加熱板を連続的に搬送して複数台の圧延ミルで順次圧延して薄板に成形加工することが行なわれている。この圧延過程で加熱炉抽出温度の低温化や、被加熱板が搬送される間の放熱により温度が次第に低下してくる。このような状態のまま圧延すると薄肉化する過程で割れなどの品質上の問題があるため、圧延ラインの仕上げ圧延に入る前に再度加熱して全体の温度を上昇させてから圧延している。
【０００３】
この加熱方法としては、ソレノイドコイルで形成され誘導加熱装置（粗バーヒーター）を通過させて被加熱板の全体の温度を上げているが、搬送ロールのロールピッチが９５０ｍｍ程度の狭い間隔の間に誘導加熱装置を設置しなければならず、しかも被加熱板（粗バー）のボリュームも大きいことから、大電力、大電流を流せるソレノイドコイルを設ける必要がある。
【０００４】
従来の誘導加熱装置に設けられているソレノイドコイルは、複数のソレノイドコイルに分割して、これを並列に接続した構造となっている。これは１本のソレノイドコイルで形成すると、太い銅管が必要となり、銅管をコイル状に巻回する作業が面倒であるため分割構造となっている。
【０００５】
またソレノイドコイルに流れる電流密度が高いとジュール損が発生し、同時に磁束がコイルを鎖交する時に渦電流損が発生して加熱効率が低下する問題がある。またこれら損失によりコイル温度が上昇するため、冷却水量を増加しなければならならなかった。
【０００６】
従来の誘導加熱装置１は図２に示すように、板状の被加熱板２の板幅方向に横長状をなすソレノイドコイル３Ａ、３Ｂ、３Ｃを、被加熱板２の搬送方向に沿って図３に示すように３個並列に接続し、この内側に被加熱板２を通過させて全体を加熱するようになっている。従来のソレノイドコイル３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、それぞれコイルの巻数Ｎと、コイル長ＬＣが同じに形成されたものを３台並列した構造となっている。
【０００７】
また各ソレノイドコイル３Ａ、３Ｂ、３Ｃに通電すると図３に示すように、コイル銅管自体の抵抗Ｒとコイル電流ＩによるＩ^２ ・Ｒのジュール損が発生し、特に端部側に配置されたソレノイドコイル３Ａ、３Ｃは漏れ磁束が多くなるのでインピーダンスが低くなり、中間のソレノイドコイル３Ｂに比べて流れる電流が多くなりジュール損も大きくなる。
【０００８】
また端部側に配置されたソレノイドコイル３Ａ、３Ｃは流れる電流が大きいので、ここを鎖交する磁束密度も高くなり、ここでの渦電流損が大きくなる。なお中間のソレノイドコイル３Ｂを通る磁束は平行磁束となるので渦電流損は少ない。このため図３に示すように各ソレノイドコイル３Ａ、３Ｂ、３Ｃにおけるジュール損と渦電流損の合計の損失は、端部側に配置されたソレノイドコイル３Ａ、３Ｃが多く、中間のソレノイドコイル３Ｂが小さくなる。
【０００９】
従来は各ソレノイドコイル３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、コイル巻数Ｎと、コイル長ＬＣが同じものを使用しており、流せる冷却水量との関係でコイル発熱を一定温度以下に抑えるため、両端側に配置されたソレノイドコイル３Ａ、３Ｃの許容温度に合わせて電流量が設計され、印加電力を大きくすることができなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来の問題点を解決し、効率が低下せず、印加電力を大きくして高電力化、コンパクト化を図った誘導加熱装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の誘導加熱装置は、被加熱板の板幅方向に横長状をなすソレノイドコイルを、被加熱板の搬送方向に沿って３個以上並列に接続し、この内側に被加熱板を一方向に通過させて全体を加熱する誘導加熱装置において、前記ソレノイドコイルの端部側に配置されたコイルの巻数をＮ_１ 、コイル長をＬＣ_１ とし、中間に配置されたコイルの巻数をＮ_２ 、コイル長をＬＣ_２ としたとき、Ｎ_１ ＝Ｎ_２ で且つＬＣ_１ ＜ＬＣ_２ にしたことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を、図１を参照して詳細に説明する。この誘導加熱装置１は図２と同様に、板状の被加熱板２の板幅方向に横長状をなすソレノイドコイル３Ａ、３Ｂ、３Ｃが、被加熱板２の搬送方向に沿って図１に示すように３個並列に接続されている。
またこの端部側に配置されたソレノイドコイル３Ａ、３Ｃのコイル巻数をＮ_１ 、コイル長をＬＣ_１ とし、中間に配置されたソレノイドコイル３Ｂのコイル巻数をＮ_２ 、コイル長をＬＣ_２ としたとき、Ｎ _１ ＝Ｎ _２ で且つＬＣ_１ ＜ＬＣ_２ に形成したものである。
【００１３】
上記構成の誘導加熱装置は、被加熱板２をソレノイドコイル３Ａ、３Ｂ、３Ｃの順に一方向に通過させて全体を加熱する。この時、コイル巻数は同じであるが中間に配置されたソレノイドコイル３Ｂのコイル長ＬＣ_２ が、端部側のソレノイドコイル３Ａ、３Ｃのコイル長ＬＣ_１ より長く形成されているので、中間に配置されたソレノイドコイル３Ｂのインピーダンスが低くなり流れる電流量Ｉ_２ を多くすることができる。
【００１４】
従って、中間に配置されたソレノイドコイル３Ｂの電流量Ｉ_２ が多くなるのでジュール損は増加するが、逆に端部側のソレノイドコイル３Ａ、３Ｃに流れる電流量Ｉ_１ が少なくなるのでジュール損は減少する。また端部側のソレノイドコイル３Ａ、３Ｃを流れる電流が少なくなることから、ここを鎖交する磁束密度も低くなり渦電流損も少なくなる。この結果、合計の損失量は、各ソレノイドコイル３Ａ、３Ｂ、３Ｃで平均化され、全体の印加電力を増加させることができる。
【００１５】
このため中間のソレノイドコイル３Ｂに流せる電流量は、従来の構造に比べて多くなり、全体として印加電力を増加できると共に、装置のコンパクト化を図ることができる。
【００１６】
なお上記説明では、ソレノイドコイルを３個並列した場合について示したが４個以上並列したものでも良い。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明に係る請求項１記載の誘導加熱装置によれば、ソレノイドコイルを３個以上並列に接続した誘導加熱装置の、前記ソレノイドコイルの端部側に配置されたコイルの巻数をＮ_１ 、コイル長をＬＣ_１ とし、中間に配置されたコイルの巻数をＮ_２ 、コイル長をＬＣ_２ としたとき、Ｎ _１ ＝Ｎ _２ で且つＬＣ_１ ＜ＬＣ_２ に形成することにより、各ソレノイドコイルでの損失を平均化してその冷却能力を最大限に利用し、全体の印加電力を増加して高電力化、コンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による３個並列に接続したソレノイドコイルの中間のコイルのコイル長を長くした場合の損失状態を示す説明図である。
【図２】誘導加熱装置を示す断面図である。
【図３】従来のコイル巻数とコイル長が同じソレノイドコイルを３個並列に接続した場合の損失状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 誘導加熱装置
２ 被加熱板
３Ａ ソレノイドコイル
３Ｂ ソレノイドコイル
３Ｃ ソレノイドコイル

Claims (1)

1. 被加熱板の板幅方向に横長状をなすソレノイドコイルを、被加熱板の搬送方向に沿って３個以上並列に接続し、この内側に被加熱板を一方向に通過させて全体を加熱する誘導加熱装置において、前記ソレノイドコイルの端部側に配置されたコイルの巻数をＮ_１ 、コイル長をＬＣ_１ とし、中間に配置されたコイルの巻数をＮ_２ 、コイル長をＬＣ_２ としたとき、Ｎ_１ ＝Ｎ_２ で且つＬＣ_１ ＜ＬＣ_２ にしたことを特徴とする誘導加熱装置。

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