JPS61136618A - 誘導加熱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋼管等の誘導加熱方法に関する〇〔従来の技
術〕 この種の誘導加熱方法は、温度制御が容易であるなどの
利点から汎く用いら几ており、鋼管の熱処理やプラスチ
ック被覆鋼管の被覆処理にも用いら°ｎている。その加
熱原理は、コイルに商用または高周波数の電流を流すこ
とに、よって、磁界を生成させ、被加熱材料に誘導電流
を生起させることによりジュール熱を発生させるもので
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、第４図のように、加熱コイル１の内径に対して
、被加熱材料たとえば鋼管２の外径が小さく、そｎらの
ギャップが大きいと、加熱が十分でなくかつ温度制御も
十分に行い得ない。一般に、その限界ギャップは約１０
０１１程度であるｏｔｆｃ、割合的に示すと、被加熱体
外径／加熱コイル内径が０．７５以下であると、加熱速
度が非常に遅く、能率が低い。そして、加熱コイルによ
る焼入ｎの場合にあっては、焼入ｎ直前にＡ３点以下に
鋼管の温度が低下し、焼入ｎ不能なこともある。

勿論、当該材料の径に対応した加熱コイルを用意すｎば
問題はないが、種々のサイズの鋼管に対応して多数の加
熱コイルを用意することは、加熱コイルがきわめて高価
であるため現実的ではないし、段取にも手間を要す。

そこで、本発明の目的は、簡易かつ経済的に当該コイル
を変更することなく小サイズのものであっても十分な加
熱効率をもって加熱することができる誘導加熱方法を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための本発明は、環状の誘導加熱
コイル内を被加熱材料を相対的に通過せしめこｎｆ誘導
加熱する方法において、前記誘導加熱コイルと被加熱材
料の間に実質的に環状の誘導電流によりジュール熱を発
生する介装材料を介在させ、この介装材料を二次加熱源
として被加熱材料を加熱することを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

本発明では、第１図に示すように、加熱コイルｌに対し
て、あまシも被加熱材料たる鋼管２が小径である場合だ
おいて、そｎらの間に鋼管等の環状の介装材料３を介在
させる。介装材料は、加熱コイル１により誘導電流を生
じジュール熱を発生する材料からなる。その結果、介装
材料３は、こｎが被加熱材料となって加熱さｎｌその放
射熱が鋼管２へ与えらｎる０すなわち、介装材料３か二
次加熱源となる。勿論、鋼管２に対しても、磁界が作用
するから、直接的にも誘導加熱される。しかし、主体は
介装材料３による放射熱である。かくして、鋼管の径に
応じて加熱コイル１を変更することなく、大径鋼管用加
熱コイル１によって、小径鋼管２の加熱も行うことがで
きる。

〔発明の具体例〕

以下本発明をさらに詳説する。

本発明は、前述のように、加熱コイル１と被加熱材料２
とのギャップＧが１００ｍｍ以上、また被加熱体外径φ
ｐｏ／加熱コイル内径φＣＩが０．７５以下の場合に用
いるのが特に好適である。

介装材料３としては、友とえば短尺鋼管を用いることが
できる。この介装材料はジュール熱を効率的に発生する
ものであｎば足り、鉄、鋼あるいはタングステン等が用
いられる。また、この介装材料は、実質的に環状であれ
ばよく、たとえば複数個の扇板（円弧状板）セグメント
’を環状に組み立ててもよい。ただ、セグメント間の間
隙に対応する部分は加熱ムラが生じる可能性があるが、
たとえば被加熱材料がスパイラル送りさｎる場合などに
おいては何ら支障はない。また、介装材料３はライン方
向に複数個設けてもよい。

加熱コイル１と被加熱材料２とは相対的に後者が前者を
通過するものでｈｎばよく、加熱コイルｌが移動するも
のであってもよい。

加熱コイル１と被加熱材料２との間の介装材料３の介在
態様は重要な要素でちる。すなわち、コイル−介装材料
間ギャップＧｏ、介装材料〜被加熱材料間ギャップＧＩ
が大きいと、加熱効率が低い０ すなわち、誘導加熱コイルに対する熱の前書を考えると
・Ｇｏ≧Ｇｒとするのが好ましく、さらにＧ。間に熱イ
ンシュレータを介在させるのが望ましい。さらにＧ。は
２０≦Ｇｏ＜１００ｍｍ、特に５０≦Ｇｏ≦８０．、が
好適である。しかもＧｒについては、２０龍以上、特に
５０１１１以上とするのが、被加熱材料との相対的移動
に伴う接触事故防止上好ましい。そして、こｎらの条件
を満す範囲内で、介装材料の肉厚ｔが厚いのが好ましい
。

一方、介装材料は対象の被加熱材料径に応じて複数用意
しておき、かつこれらを取替え配置するようにしておく
のが操業上便利である。こｎに適う装置が第２図および
第３図に示されている。

すなわち、被加熱材料としての鋼管２搬送ラインを横切
って塔載台車１０が設けらｎｌこの台車１０はラインと
直交するレール１１．１１に沿って自走用モータ１２に
よって横断自在となっている０台車１０には保持ブロッ
ク１３が配され、この保持ブロック１３は、その下部に
おいて台車１０のライン方向に沿う案内ｍ　１０　ａに
嵌合しており、台車１０上をライン方向に移動自在とな
っている。

この移動は、保持ブロック１３を螺合状態で貫く移動用
ネジ杆１４を軸受１５，１５によって軸支するとともに
、ネジ杆１４を移動用モータ１６によって正逆回転する
ことによって行わルる。

また保持ブロック１３の前面（加熱コイル側面）には、
ターレット盤１７が回転中心１８の周９を回転駆動装置
（図示せず）によって図示例では９０度ごと回転自在と
なっており、このターレット盤１７の径の異なるたとえ
ば４種の介装材料３Ａ〜３Ｄが装着されている。各介装
材料３Ａ〜３Ｄの中心は、回転中心１８を中心とする円
上にあシ、その円上の１点がライン中心ＣＬおよび加熱
コイル中心に一致している。

かかる装置においては、当初台車１０はライン外位置に
１、かつ保持ブロック１３が加熱コイル］から離間し友
後方位置にある。操業時においては、台車１０がライン
側へ進出し、ターレット盤１７を回転し必要なサイズの
介装材料を選択しく図示例では介装材料３Ａ）７を後、
移動用モータ１６が起動さｎ１保持ブロツク１３と共に
当該介装材料３Ａが加熱コイル１と鋼管２との間に挿入
さｎる。ここで鋼管２は、保持ブロック１３の貫通孔１
３ａおよびターレット盤１７の各介装材料３Ａ〜３Ｄの
内径と同一の貫通孔全通って連続的に介装材料内を通過
する。この過程で、介装材料の放射熱によって加熱さｎ
る。

次に他のサイズの鋼管を熱処理する場合には、保持ブロ
ック１３の後退によって介装材料３Ａは退出さｎｌその
後台車１０がラインから外ｎ１当初の位置に戻り、前述
のような段取操作に戻る。

〔実施例〕

次に実施例を示す。

内径７００ｉｍＸ長さ５００朋の加熱コイルに、周波数
５０Ｈｚの電流を流し、各種サイズの材質ＨＴ　６０の
鋼管を２０℃から９５０°Ｃに加熱する場合において、
各種サイズの磁性体を使用し、必要な加熱速度（９５０
’Ｃに達するに必要な鋼管の搬送速度）ｆｃ求めた。そ
の結果を比較例と共に第１表に示す。サイズの単位はｘ
ＩＥ。

第　　１　　表 この結果によると、介装材料を介在させない時の充填率
低下による影響（加熱効率の低下率）は２５憾にも及ぶ
が、同一寸法の環状物を介在させた時の影響（低下率）
は１５％にすぎない。ま之介装材料がある事により５０
％〜６７チもの速度向上が期待できることが判る。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、被加熱材料のサイズごと
高価な加熱コイルを用意する必要はなく、安価な介装材
料を用意するだけで、加熱コイルの径に対して極端に小
さいサイズの被加熱材料を十分な加熱効率をもって加熱
できる利点かもたらさｎる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法の態様を示したもので、（ａ）は縦断
面図・（ｂ）は横断面図、第２図は磁性体の交換・配置
装置の正面図、第３図はその左側面図、第４図は従来法
゛の態様を示したもので、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は
横断面図である。 １・・加熱コイル　　２・・鋼管（被加熱材料）３．３
Ａ〜３Ｄ・・介装材料　　ｉ、ｏ・・台車１３・・保持
ブロック　　１７・・ターレット盤第１図 ”’　　　　　（ｂ） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）環状の誘導加熱コイル内を被加熱材料を相対的に
   通過せしめこれを誘導加熱する方法において、前記誘導
   加熱コイルと被加熱材料の間に実質的に環状の誘導電流
   によりジュール熱を発生する介装材料を介在させ、この
   介装材料を二次加熱源として被加熱材料を加熱すること
   を特徴とする誘導加熱方法。