JP6528712B2 - 誘導加熱コイル用鉄心、誘導加熱コイル、および加熱装置 - Google Patents
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Description
積層方向の端部を構成し、前記電磁鋼板と前記絶縁薄板とが交互に積層されてなる複数の第1の積層部と、
積層方向の中央部を構成し、前記電磁鋼板と前記絶縁薄板とが、前記電磁鋼板が2枚以上に対し前記絶縁薄板が1枚の割合で積層されてなる複数の第2の積層部と、
前記第1の積層部どうしの間、前記第2の積層部どうしの間、および前記第1の積層部と前記第2の積層部との間に設けられた冷却部材と
を有し、
前記冷却部材の間隔が、前記端部のほうが前記中央部よりも狭くなるように構成されていることを特徴とする誘導加熱コイル用鉄心。
前記鉄心の金属板近傍領域に巻回され、高周波電流が供給される巻き線と
を有し、
前記巻き線に高周波電流が供給されることにより、前記金属板を誘導加熱することを特徴とする誘導加熱コイル。
前記誘導加熱コイルの巻き線に高周波電流を供給する給電部と
を有し、
前記給電部から前記誘導加熱コイルの前記巻き線に高周波電流を供給することにより、前記金属板のエッジ部を誘導加熱することを特徴とする加熱装置。
まず、本発明の一実施形態に係る誘導加熱コイルが適用される鍛接鋼管の製造ラインについて説明する。
図1は、鍛接鋼管の製造ラインの一例を示す図である。鍛接鋼管の製造ライン100は、加熱炉1と、エッジヒーター2と、成形鍛接機3と、熱間絞り圧延機4と、回転熱鋸機5とを有している。
エッジヒーター2は、本発明の一実施形態に係る誘導加熱コイルにより鋼板11の幅方向両端部を加熱する。
次に、以上のような誘導加熱コイル200の加熱動作について説明する。
誘導加熱コイル200により鋼板11を加熱するにあたり、まず給電部(図示せず)から巻き線202aおよび202bに所定周波数の高周波電流を供給する。これにより、図5に示すように、巻き線の周囲に交番磁界が発生する。そして、図6に示すように、発生した磁界のうち鋼板11の板厚方向に貫通する成分が鋼板11の表面に誘導電流を誘起し、この誘導電流に由来するジュール熱により主に鋼板11の幅方向両端部を加熱する。
誘導電圧や誘導電流の分布は、高周波電流の周波数によって異なるため、鉄心201の全体の厚さに対する第1の積層部204aで構成される端部の厚さの適正な割合は、高周波電流の周波数によって異なる。すなわち、図8の概念図に示されるように、周波数が高いほど、誘導電圧や誘導電流の分布は急峻になり、端部の誘導電圧や誘導電流の高い範囲が狭くなる。例えば、鉄心全体の厚さに対する端部の厚さの割合が、周波数が5kHzの場合は10〜20%が好ましく、周波数が500Hzでは20〜40%が好ましい。
鉄心201の自己発熱を抑制する観点からは、鉄心201の形状も重要である。上述の図7のように、誘導電流による発熱は、鉄心201の端部の巻き線近傍部分の発熱が大きいから、図9に示すように、鉄心201の最端部の第1の積層部204aの巻き線202b(202a)近傍部分に切り欠き220を形成して段部を形成することにより、発熱量が多い部分が少なくなって鉄心201の全体の発熱量を低減することができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の思想の範囲内で種々変形することが可能である。例えば、上記実施形態では、本発明を鍛接鋼管の製造に用いられる鋼板の両端部を加熱するエッジヒーターに用いた例を示したが、スラブや熱延鋼板等の幅方向両端部をそれぞれ加熱するエッジヒーターに適用することもできる。また、鋼板に限らず他の金属板に適用することもできる。
2 エッジヒーター
3 成形鍛接機
4 熱間絞り圧延機
5 回転熱鋸機
100 鍛接鋼管の製造ライン
200 誘導加熱コイル
201 鉄心
202a,202b 巻き線
203 凹部
204a 第1の積層部
204b 第2の積層部
205 冷却部材
211 電磁鋼板
212 絶縁薄板
220 切り欠き
Claims (8)
- 金属板を加熱する誘導加熱コイルに用いられ、電磁鋼板と絶縁薄板とが積層されてなる鉄心であって、
積層方向の端部を構成し、前記電磁鋼板と前記絶縁薄板とが交互に積層されてなる複数の第1の積層部と、
積層方向の中央部を構成し、前記電磁鋼板と前記絶縁薄板とが、前記電磁鋼板が2枚以上に対し前記絶縁薄板が1枚の割合で積層されてなる複数の第2の積層部と、
前記第1の積層部どうしの間、前記第2の積層部どうしの間、および前記第1の積層部と前記第2の積層部との間に設けられた冷却部材と
を有し、
前記冷却部材の間隔が、前記端部のほうが前記中央部よりも狭くなるように構成されていることを特徴とする誘導加熱コイル用鉄心。 - 前記第1の積層部において、前記絶縁薄板は、前記誘導加熱コイルの巻き線に高周波電流が供給された際に生じる誘導電圧により絶縁破壊しない程度の厚さを有することを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱コイル用鉄心。
- 前記端部の厚さの領域は、実際に高周波電流が供給された際に発生する誘導電圧が予め決められた閾値以上になる厚さまでの領域であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の誘導加熱コイル用鉄心。
- 高周波電流の周波数が5kHzの場合に、前記端部の厚さの割合が全体の厚さに対して10〜20%であることを特徴とする請求項3に記載の誘導加熱コイル用鉄心。
- 高周波電流の周波数が500Hzの場合に、前記端部の厚さの割合が全体の厚さに対して20〜40%であることを特徴とする請求項3に記載の誘導加熱コイル用鉄心。
- 前記絶縁薄板は、集成マイカで構成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の誘導加熱コイル用鉄心。
- 連続走行する金属板を板厚方向に挟むように設けられた請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の鉄心と、
前記鉄心の金属板近傍領域に巻回され、高周波電流が供給される巻き線と
を有し、
前記巻き線に高周波電流が供給されることにより、前記金属板を誘導加熱することを特徴とする誘導加熱コイル。 - 請求項7に記載の誘導加熱コイルと、
前記誘導加熱コイルの巻き線に高周波電流を供給する給電部と
を有し、
前記給電部から前記誘導加熱コイルの前記巻き線に高周波電流を供給することにより、前記金属板のエッジ部を誘導加熱することを特徴とする加熱装置。
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JP2016082699A JP6528712B2 (ja) | 2016-04-18 | 2016-04-18 | 誘導加熱コイル用鉄心、誘導加熱コイル、および加熱装置 |
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