JP7124515B2 - Induction heating equipment for metal strips - Google Patents
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Description
本発明は、金属帯板の誘導加熱設備に関する。 The present invention relates to induction heating equipment for metal strips.
誘導加熱は、電磁誘導の原理を利用して被加熱物中に渦電流を発生させ、ジュール熱によって対象を加熱する加熱方法であり、熱損失が少なく高効率であるために広く用いられている。金属帯板の誘導加熱には、大きく2つの方式があり、その1つは、金属帯板の幅方向の周囲を囲んだ誘導コイルに高周波電流を流して、磁束を金属帯板の長手方向に貫通させて発生させ、この磁束で、金属帯板の幅方向断面内に周回する誘導電流を発生させて金属帯板を加熱するLF(Longitudinal Flux induction heating;縦断磁束誘導加熱)方式(以下、LF方式という。)である。他の一つは、1次コイルを巻回した誘導コイル(良導体)の間に金属帯板を配置し、1次コイルに電流を流して発生させた磁束を金属帯板の板面に貫通させ、金属帯板の板面に誘導電流を発生させて金属帯板を加熱するTF(Transverse Flux induction heating;横断磁束誘導加熱)方式(以下、TF方式という。)である。 Induction heating is a heating method that uses the principle of electromagnetic induction to generate eddy currents in the object to heat the object using Joule heat, and is widely used because of its low heat loss and high efficiency. . There are two main methods for induction heating of metal strips. One method is to apply a high-frequency current to an induction coil that surrounds the metal strip in the width direction, causing magnetic flux to flow in the longitudinal direction of the metal strip. LF (Longitudinal Flux induction heating) method (hereinafter referred to as LF method). In the other method, a metal strip is placed between the induction coils (good conductors) around which the primary coil is wound, and the magnetic flux generated by passing current through the primary coil is passed through the surface of the metal strip. and a TF (Transverse Flux induction heating) method (hereinafter referred to as a TF method) in which an induced current is generated on the plate surface of the metal strip to heat the metal strip.
金属帯板を誘導加熱する場合、誘導加熱装置の本体にはステンレス鋼や銅などの加熱されにくい非磁性材料を用い、水冷などの冷却設備を用いて冷却する場合もある。一方、誘導加熱装置で発生する磁束は、誘導加熱装置の外部にも漏洩するため、この漏洩磁束が貫通することによって誘導加熱装置の周囲の金属部分で意図されていない誘導加熱が発生する場合がある。このような問題に対して、例えば、特許文献1では、TF方式の誘導加熱装置において、磁性体で構成された搬送ローラーが漏洩磁束によって誘導加熱されるのを防止するために、誘導加熱装置と搬送ローラーとの間を遮蔽する電磁シールド板を配置する技術が記載されている。また、特許文献2では、LF方式の誘導加熱装置において、誘導加熱装置の支持機、床などの金属が誘導加熱されるのを防止するために反磁性の導電帯からなる遮蔽板で誘導加熱コイルの外側を覆い、磁束を遮蔽板の内側に閉じ込める技術が記載されている。
When a metal strip is induction-heated, the main body of the induction heating device may be made of a non-magnetic material such as stainless steel or copper that is difficult to heat, and may be cooled using cooling equipment such as water cooling. On the other hand, since the magnetic flux generated by the induction heating device also leaks to the outside of the induction heating device, unintended induction heating may occur in the metal parts around the induction heating device due to the penetration of this leakage magnetic flux. be. To address this problem, for example, in
上記の特許文献1および特許文献2に記載された技術は、誘導加熱装置の外部で搬送ローラーなどの部材が誘導加熱されることを防止することを目的としており、誘導加熱装置の外部で金属帯板が誘導加熱されることには対処していない。これは、金属帯板は誘導加熱装置で加熱されることが意図されたものであり、従って誘導加熱装置の外部で誘導加熱されたとしても問題ないと考えられていたためである。しかしながら、近年では誘導加熱装置における金属帯板の加熱温度制御が精密化しており、誘導加熱装置の内部で金属帯板を加熱するための磁束が細かく制御されることが多くなっている。このような場合、誘導加熱装置の外部で金属帯板が漏洩磁束によって誘導加熱されると、所望の加熱温度制御を実現することが困難になる。
The technology described in
そこで、本発明は、誘導加熱装置の外部で金属帯板が加熱されることを効果的に防止することが可能な、新規かつ改良された金属帯板の誘導加熱設備を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a new and improved induction heating facility for metal strips, which can effectively prevent the metal strips from being heated outside the induction heating apparatus. do.
本発明のある観点によれば、連続的に搬送される金属帯板を加熱する誘導加熱装置と、誘導加熱装置の入側または出側の少なくともいずれかに配置され、金属帯板の幅方向の端部を含む領域の少なくとも一方の板面にそれぞれ離隔して対向する部分を含む磁気遮蔽部材とを備える、金属帯板の誘導加熱設備が提供される。
上記の構成によれば、誘導加熱装置の外部に漏洩した磁束が金属帯板を貫通する前に磁気遮蔽部材によって遮断されるため、誘導加熱装置の外部で金属帯板が誘導加熱されることを効果的に防止できる。また、誘導加熱装置の出側で漏洩磁束を遮断すると、誘導加熱装置で制御した温度分布にさらに加わる漏洩磁束による加熱温度の影響を排除することができる。誘導加熱装置内での誘導加熱による温度分布は、薄板材の場合一般に金属帯板の幅方向の端部で高くなる場合が多くあるため、少なくともこの部分に磁気遮蔽部材を配置することによって、金属帯板の両端部が漏洩磁束によってさらに誘導加熱されて過加熱になるのを防止することができる。
According to one aspect of the present invention, an induction heating device for heating a metal strip that is continuously conveyed, and an induction heating device disposed on at least one of the inlet side and the delivery side of the induction heating device, and the width direction of the metal strip An induction heating facility for a metal strip is provided, comprising: a magnetic shielding member including portions spaced apart and opposed to at least one plate surface of a region including an end portion.
According to the above configuration, since the magnetic flux leaking to the outside of the induction heating device is blocked by the magnetic shielding member before passing through the metal strip, it is possible to prevent the metal strip from being induction-heated outside the induction heating device. can be effectively prevented. Further, if the leakage magnetic flux is interrupted on the output side of the induction heating device, the influence of the heating temperature due to the leakage magnetic flux further added to the temperature distribution controlled by the induction heating device can be eliminated. The temperature distribution due to induction heating in the induction heating device is generally high at the ends of the metal strip in the width direction in the case of a thin plate. It is possible to prevent overheating due to further induction heating of both ends of the strip by leakage magnetic flux.
上記の誘導加熱設備において、磁気遮蔽部材は、金属帯板の幅方向を横断して設けられてもよい。
この場合、金属帯板の幅方向の全体について、漏洩磁束による金属帯板の誘導加熱を防止することができる。
In the above induction heating equipment, the magnetic shielding member may be provided across the width direction of the metal strip.
In this case, it is possible to prevent induction heating of the metal strip due to leakage magnetic flux over the entire width of the metal strip.
上記の誘導加熱設備において、磁気遮蔽部材は、金属帯板の幅方向の少なくとも一方の端縁にそれぞれ離隔して対向する部分を含んでもよい。
この場合、金属帯板の幅方向の端縁付近における様々な方向の漏洩磁束を遮断することができる。
In the above-described induction heating equipment, the magnetic shielding member may include portions that face at least one widthwise edge of the metal strip while being spaced apart from each other.
In this case, leakage magnetic fluxes in various directions near the edges in the width direction of the metal strip can be blocked.
上記の誘導加熱設備は、磁気遮蔽部材と金属帯板との間に、磁気遮蔽部材から絶縁され金属帯板から離隔して配置される磁性体コアをさらに備えてもよい。
この場合、誘導加熱装置の漏れ磁束だけではなく誘導加熱装置で発生した誘導電流が誘導加熱装置の外部に流れる場合があり、磁気遮蔽部材に沿って磁性体コアを更に配置することによって、金属帯板で発生した誘導電流が誘導加熱装置の外部に流れるのを大幅に減少させることができ、誘導加熱装置の外部で金属帯板が加熱されることをより効果的に防止できる。
The induction heating equipment may further include a magnetic core disposed between the magnetic shielding member and the metal strip, insulated from the magnetic shielding member and separated from the metal strip.
In this case, not only the leakage magnetic flux of the induction heating device but also the induced current generated in the induction heating device may flow outside the induction heating device. It is possible to greatly reduce the flow of the induced current generated in the plate to the outside of the induction heating device, and to more effectively prevent the metal strip from being heated outside the induction heating device.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の例示的な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, constituent elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description.
(第1の実施形態)
図1Aおよび図1Bは、本発明の第1の実施形態に係る誘導加熱設備の側面図および上面図である。図1Aおよび図1Bに示されるように、連続的に搬送される金属帯板Sを加熱する誘導加熱設備10は、誘導加熱装置11と、磁気遮蔽部材12とを含む。誘導加熱装置11は、LF方式またはTF方式の誘導加熱装置であり、磁束を発生させる誘導コイルを少なくとも1つ有する。LF方式の場合、磁束は金属帯板Sの長手方向に沿って発生する。また、TF方式の場合、磁束は金属帯板Sの板面を貫通する方向に発生する。
(First embodiment)
1A and 1B are side and top views of induction heating equipment according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 1A and 1B,
図示された例において、磁気遮蔽部材12は、誘導加熱装置11の入側、すなわち連続的に搬送される金属帯板Sが誘導加熱装置11内に進入する側に配置される磁気遮蔽部材12Aと、誘導加熱装置11の出側、すなわち金属帯板Sが誘導加熱装置11内から引き出される側に配置される磁気遮蔽部材12Bとを含む。なお、他の例では、誘導加熱装置11の入側の磁気遮蔽部材12A、または出側の磁気遮蔽部材12Bのいずれか一方だけが配置されてもよい。本実施形態において、磁気遮蔽部材12は、金属帯板Sの一方の面に離隔して対向する磁気遮蔽板121と、金属帯板Sの反対側の面に離隔して対向する磁気遮蔽板122とを含む。
In the illustrated example, the
磁気遮蔽板121、122は、例えば非磁性体である銅またはアルミニウムなどを含む合金で形成される。磁気遮蔽板121、122が金属帯板Sの少なくとも一方の面に配置されることによって、誘導加熱装置11の外部に漏洩した磁束が金属帯板Sを貫通する前に遮断される。磁気遮蔽板121、122は金属帯板Sに代わって誘導加熱されるため、例えば銅などの低抵抗、非磁性の融点の高い材料で形成されてもよい。また、誘導加熱される磁気遮蔽板121、122を冷却するために、図示しない冷却機構を設けてもよい。例えば、磁気遮蔽板121、122は、水冷銅板で形成されてもよい。
The
図1Bに示されるように、本実施形態において、磁気遮蔽板121、122は、金属帯板Sの幅方向を横断して設けられている。これによって金属帯板Sの幅方向の全体について、漏洩磁束による金属帯板Sの意図しない誘導加熱を防止し、誘導加熱装置11による金属帯板Sの加熱温度制御を高い精度で実現することができる。また、漏洩磁束が遮断されることによって、迷走電流による金属帯板Sと搬送ロールとの間でのスパークを抑制し、これによる搬送ロールや金属帯板Sの損傷を防止することができる。
As shown in FIG. 1B, in this embodiment, the
(第2の実施形態)
図2Aおよび図2Bは、本発明の第2の実施形態に係る誘導加熱設備の側面図および上面図である。本実施形態では、誘導加熱設備20が、第1の実施形態と同様の誘導加熱装置11と、磁気遮蔽部材22とを含む。磁気遮蔽部材22は、誘導加熱装置11の入側に配置される磁気遮蔽部材22Aと、誘導加熱装置11の出側に配置される磁気遮蔽部材22Bとを含む。磁気遮蔽部材22A、22Bのいずれか一方だけが配置されてもよい点は、上記の第1の実施形態と同様である。本実施形態において、磁気遮蔽部材22は、金属帯板Sの幅方向の両端部でそれぞれ金属帯板Sの一方の面に離隔して対向する磁気遮蔽板221、222と、金属帯板Sの両端部でそれぞれ金属帯板Sの反対側の面に離隔して対向する磁気遮蔽板223、224とを含む。
(Second embodiment)
2A and 2B are side and top views of induction heating equipment according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, an
さらに、本実施形態において、磁気遮蔽部材22は、金属帯板Sの両端縁にそれぞれ離隔して対向する磁気遮蔽板225、226を含む。つまり、磁気遮蔽部材22は、金属帯板Sの一方の端部で金属帯板Sの両面と端縁とを囲むように配置されるU字形断面の磁気遮蔽板221、223、225と、金属帯板Sの他方の端部で金属帯板Sの両面と端縁とを囲むように配置されるU字形断面の磁気遮蔽板222、224、226とを含む。このような磁気遮蔽板のそれぞれは、例えば上記の第1の実施形態と同様に銅またはアルミニウムなどを含む合金で形成されてもよく、図示しない冷却機構を含む水冷銅板などで形成されてもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the magnetic shielding
本実施形態において、磁気遮蔽板221~226は、金属帯板Sの幅方向の端部を含む一部の領域のみに配置される。これによって金属帯板Sの幅方向の端部を含む領域で、漏洩磁束による金属帯板Sの意図しない誘導加熱を防止することができる。例えば、誘導加熱装置11内での誘導加熱による温度分布が、金属帯板Sの幅方向の端部で高くなる場合、両端部が漏洩磁束によってさらに誘導加熱されて過加熱になるのを防止するために、本実施形態のような磁気遮蔽板の配置が有効である。金属帯板Sの幅方向の端縁に離隔して対向する磁気遮蔽板225、226が設けられることによって、金属帯板Sの幅方向の端縁付近における様々な方向の漏洩磁束を遮断することができる。
In this embodiment, the
(第3の実施形態)
図3Aおよび図3Bは、本発明の第3の実施形態に係る誘導加熱設備の側面図および上面図である。本実施形態では、誘導加熱設備30が、第1の実施形態と同様の誘導加熱装置11および磁気遮蔽部材12に加えて、磁性体コア33を含む。磁性体コア33は、磁気遮蔽部材12Aおよび磁気遮蔽部材12Bにそれぞれ対応して設けられる磁性体コア33A、33Bを含み、磁気遮蔽部材12と金属帯板Sとの間に配置される。本実施形態では、磁気遮蔽部材12が金属帯板Sの両面にそれぞれ離隔して対向する磁気遮蔽板121、122を含むため、磁性体コア33も磁気遮蔽板121と金属帯板Sとの間に配置される磁性体コア331と、磁気遮蔽板122と金属帯板Sとの間に配置される磁性体コア332とを含む。磁性体コア33は、磁気遮蔽部材12を構成する磁気遮蔽板121、122から電気的に絶縁されており、また金属帯板Sから離隔している。磁性体コア33は絶縁コーティングされていてもよい。
(Third embodiment)
3A and 3B are side and top views of induction heating equipment according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the
上記の第1の実施形態と同様に、本実施形態でも磁気遮蔽板121、122が漏洩磁束を遮断する。これによって金属帯板Sを貫通する漏洩磁束は大幅に減少するが、今度は磁気遮蔽板121、122に沿って流れる磁束によって金属帯板Sに誘導電流が発生する可能性がある。また、誘導加熱装置内で発生した誘導電流が誘導加熱装置外へ広がる場合もある。このような誘導電流による金属帯板Sの加熱は、例えば磁気遮蔽板121、122がない場合の漏洩磁束による誘導加熱に比べると小さいが、本実施形態では、磁性体コア33を配置することによって、磁気遮蔽板121、122に沿って流れる磁束による誘導電流、あるいは誘導加熱装置外へ出てくる誘導電流を磁性体コア33によりインピーダンスを高めることにより、金属帯板Sを流れようとする誘導電流を阻止する。従って、本実施形態では、漏洩磁束による金属帯板Sの意図しない誘導加熱をさらに効果的に防止することができる。
As in the first embodiment, the
(第4の実施形態)
図4Aおよび図4Bは、本発明の第4の実施形態に係る誘導加熱設備の縦断面図および横断面図である。図4Aおよび図4Bには、それぞれの断面の関係を示すIVA-IVA線およびIVB-IVB線が示されている。本実施形態では、誘導加熱設備40が、第1の実施形態と同様の誘導加熱装置11と、磁気遮蔽部材42と、磁性体コア43とを含む。磁気遮蔽部材42は、誘導加熱装置11の入側に配置される磁気遮蔽部材42Aと、誘導加熱装置11の出側に配置される磁気遮蔽部材42Bとを含む。磁気遮蔽部材42A、42Bのいずれか一方だけが配置されてもよい点は、上記の第3の実施形態と同様である。本実施形態において、磁気遮蔽部材42は、金属帯板Sの両面にそれぞれ離隔して対向する磁気遮蔽板421、422と、金属帯板Sの両端縁にそれぞれ離隔して対向する磁気遮蔽板423、424とを含む箱形断面に形成される。
(Fourth embodiment)
4A and 4B are a vertical cross-sectional view and a cross-sectional view of induction heating equipment according to a fourth embodiment of the present invention. In FIGS. 4A and 4B, IVA-IVA line and IVB-IVB line showing the relation of respective cross sections are shown. In this embodiment, the
本実施形態において、磁性体コア43は、磁気遮蔽部材42Aおよび磁気遮蔽部材42Bにそれぞれ対応して設けられる磁性体コア43A、43Bを含み、磁気遮蔽部材42の箱形断面の内側に沿って磁気遮蔽部材42と金属帯板Sとの間に配置される。磁気遮蔽板421~424のそれぞれに沿う部分において、磁性体コア43は磁気遮蔽板421~424から電気的に絶縁されており、また金属帯板Sから離隔している。磁性体コア43は絶縁コーティングされていてもよい。本実施形態では、磁気遮蔽部材42および磁性体コア43を、それぞれ金属帯板Sを囲む箱形断面に形成することによって、各方向からの漏洩磁束を遮蔽し、さらに磁気遮蔽部材42に沿って流れる磁束による誘導電流が金属帯板Sに発生するのを防止、あるいは誘導加熱装置内から出てくる誘導電流が誘導加熱装置外へ出るのを防止することができる。従って、本実施形態では、漏洩磁束による金属帯板Sの意図しない誘導加熱をさらに防止することができる。
In this embodiment, the
(第5の実施形態)
図5Aおよび図5Bは、本発明の第5の実施形態に係る誘導加熱設備の平面図および横断面図である。図5Bは、図5AのVB-VB線断面図である。本実施形態では、誘導加熱設備50が、第1の実施形態と同様の誘導加熱装置11と、第4の実施形態と同様の磁気遮蔽部材42と、磁性体コア53とを含む。磁性体コア53は、磁気遮蔽部材42Aおよび磁気遮蔽部材42Bにそれぞれ対応して設けられる磁性体コア53A、53Bを含み、磁気遮蔽部材42の箱形断面の一部の内側に沿う形状に形成される。具体的には、磁性体コア53は、金属帯板Sの一方の端部で金属帯板Sの両面と端縁とを囲むように配置されるU字形断面の磁性体コア531と、金属帯板Sの他方の端部で金属帯板Sの両面と端縁とを囲むように配置されるU字形断面の磁性体コア532とを含む。磁性体コア53は、上記の実施形態と同様に、磁気遮蔽部材42を構成する磁気遮蔽板421~424から電気的に絶縁されており、また金属帯板Sから離隔している。磁性体コア53は絶縁コーティングされていてもよい。
(Fifth embodiment)
5A and 5B are plan and cross-sectional views of an induction heating facility according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 5B is a cross-sectional view along line VB-VB of FIG. 5A. In this embodiment, the
本実施形態において、磁性体コア53は、磁気遮蔽部材42の箱形断面の一部に沿って、磁気遮蔽部材42と金属帯板Sとの間に配置される。磁気遮蔽部材42を構成する磁気遮蔽板421~424に沿って流れる磁束による誘導電流、あるいは金属帯板エッジ部を流れてくる誘導電流による金属帯板Sの加熱は、漏洩磁束による誘導加熱に比べると小さいため、必ずしも磁気遮蔽部材42の全体に沿って磁性体コアを配置しなくても、金属帯板Sの意図しない加熱を十分に防止できる場合がある。従って、例えば、上記の第2の実施形態で説明した例と同様に誘導加熱装置11内での誘導加熱による温度分布が金属帯板Sの幅方向の両端部で高くなるような場合には、本実施形態のような形状の磁性体コア53を配置して、金属帯板Sの幅方向の両端部での意図しない加熱をより効果的に防止してもよい。また、板幅に応じて磁性体コア531、532を移動させても良い。
In this embodiment, the
なお、他の実施形態では、例えば磁気遮蔽部材と磁性体コアとのそれぞれの配置について、上記で説明された実施形態以外の組み合わせも可能である。例えば、第2の実施形態で説明した金属帯板Sの幅方向の両端部に配置される磁気遮蔽部材22と、第5の実施形態で説明した磁性体コア53とを組み合わせてもよい。また、例えば、第4の実施形態で説明した箱形断面の磁気遮蔽部材42と、第3の実施形態で説明した磁性体コア33とを組み合わせてもよい。あるいは、第1の実施形態で説明した磁気遮蔽部材12と、第4の実施形態で説明した磁性体コア43とを組み合わせて、磁気遮蔽部材が配置されない部分にも磁性体コアが配置されるような組み合わせも可能である。
It should be noted that, in other embodiments, combinations other than the embodiments described above are also possible with respect to the arrangement of the magnetic shielding member and the magnetic core, for example. For example, the
(第1の実施例)
次に、本発明の実施例について説明する。第1の実施例では、普通鋼の鋼板(金属帯板Sに対応、幅1100mm×厚さ0.8mm)を水平方向に静止状態で保持し、TF方式の誘導加熱装置を用いて1kHz、500kWで、鋼板中央部が600℃になるように加熱した。この場合、誘導加熱装置の外部で漏洩磁束によって鋼板が加熱されると加熱酸化による加熱痕が残るため、誘導磁束の影響を検証することができる。以下のような実施例1~実施例3および比較例1について上記の検証を実施した結果を表1に示す。
(First embodiment)
Next, examples of the present invention will be described. In the first embodiment, a steel plate of ordinary steel (corresponding to metal strip S, width 1100 mm × thickness 0.8 mm) is held in a stationary state in the horizontal direction, and heated to 1 kHz and 500 kW using a TF induction heating device. and heated so that the central portion of the steel plate reached 600°C. In this case, if the steel sheet is heated by the leaked magnetic flux outside the induction heating apparatus, the heat marks left by heating and oxidation will remain, so the influence of the induced magnetic flux can be verified. Table 1 shows the results of the above verification for Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 as described below.
実施例1…誘導加熱装置の入側および出側において、幅1200mm×長さ900mm×板厚5mmの水冷銅板(磁気遮蔽板121、122に対応)を鋼板の両面から150mm離隔して設置。
実施例2…誘導加熱装置の入側および出側において、誘導加熱装置から900mm、かつ鋼板の幅方向の両端部から100mmの範囲を覆うように、板厚5mmの水冷銅板(磁気遮蔽板221~224に対応)を鋼板の両面から150mm離隔して設置。
実施例3…実施例1と同様の水冷銅板の内側に、幅1200mm×高さ280mm×長さ100mm、開口幅1100mm×高さ180mmの電磁鋼製積層コア(磁性体コア43に対応)を設置。
比較例1…誘導加熱装置の入側および出側に何も設置しない。
Example 1: A water-cooled copper plate (corresponding to the
Example 2: A water-cooled copper plate with a thickness of 5 mm (
Example 3: An electromagnetic steel laminated core (corresponding to the magnetic core 43) of width 1200 mm x height 280 mm x length 100 mm and opening width 1100 mm x height 180 mm was placed inside the same water-cooled copper plate as in Example 1. .
Comparative Example 1: Nothing is installed on the inlet side and the outlet side of the induction heating device.
上記の結果において、漏洩磁束に対処していない比較例1では、くっきりとしたW型の加熱痕ができ、鋼板が漏洩磁束によって誘導加熱されたことがわかる。一方、鋼板の幅方向を横断する水冷銅板の磁気遮蔽部材を設置した実施例1では、誘導加熱装置に近い側に加熱痕が残るものの、比較例に比べると薄くぼやけており、大幅に漏洩磁束を遮断できていることがわかる。また、鋼板の幅方向の両端部を含む領域のみに水冷銅板を設置した実施例2でも、鋼板の幅方向の両端部では実施例と同様に漏洩磁束を遮断できるという予想されたとおりの効果が確認された。実施例3では、磁性体コアを設置したことによってさらに加熱痕が薄くなった。コアの発熱はなかったことから、漏洩磁束については水冷銅板で遮断されており、磁性体コアは鋼板に誘導電流が発生しないようにするために効果的であったことがわかる。 From the above results, it can be seen that in Comparative Example 1, in which leakage magnetic flux was not dealt with, a distinct W-shaped heating mark was formed, indicating that the steel sheet was induction-heated by leakage magnetic flux. On the other hand, in Example 1, in which a magnetic shielding member made of a water-cooled copper plate that traverses the width direction of the steel plate is installed, although heating marks remain on the side near the induction heating device, they are thin and blurred compared to the comparative example, and leakage magnetic flux is greatly increased. can be blocked. In addition, even in Example 2, in which the water-cooled copper plate was installed only in the region including both ends of the steel plate in the width direction, it was possible to block leakage magnetic flux at both ends of the steel plate in the width direction, as expected. confirmed. In Example 3, the heat mark was further reduced by installing the magnetic core. Since no heat was generated in the core, it was found that leakage magnetic flux was blocked by the water-cooled copper plate, and the magnetic core was effective in preventing the generation of induced current in the steel plate.
これらの結果から、本発明の実施形態は、金属帯板が誘導加熱装置の外部で加熱されることを防止するために有効であるといえる。 From these results, it can be said that the embodiment of the present invention is effective in preventing the metal strip from being heated outside the induction heating apparatus.
(第2の実施例)
第2の実施例では、上記の実施例1~実施例3および比較例1と同様の誘導加熱設備および鋼板の組み合わせについて、鋼板を水平方向に毎分60mの速度で連続的に搬送しながら、鋼板表面の平均温度が常温から800℃まで昇温するように誘導加熱装置を用いて加熱した。実施例4は上記の実施例1に対応し、実施例5は上記の実施例2に対応し、実施例6は上記の実施例3に対応し、比較例2は上記の比較例1に対応する。誘導加熱装置の出側の上方に温度スキャナーを設置し、鋼板の全幅を測温した結果における幅方向の温度偏差を算出した結果を表2に示す。なお、温度偏差は昇温量に対する割合(%)で表されている。
(Second embodiment)
In the second example, the same combination of induction heating equipment and steel plate as in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 was used, while continuously conveying the steel plate in the horizontal direction at a speed of 60 m/min. Heating was performed using an induction heating device so that the average temperature of the surface of the steel sheet was raised from normal temperature to 800°C. Example 4 corresponds to Example 1 above, Example 5 corresponds to Example 2 above, Example 6 corresponds to Example 3 above, and Comparative Example 2 corresponds to Comparative Example 1 above. do. A temperature scanner was installed above the delivery side of the induction heating device, and the temperature deviation in the width direction was calculated as a result of measuring the temperature of the entire width of the steel sheet. Note that the temperature deviation is expressed as a ratio (%) to the amount of temperature increase.
上記の結果において、漏洩磁束に対処していない比較例2では、昇温量に対する温度偏差が±3.6%に達した。一方、鋼板の幅方向の両端部を含む領域のみに水冷銅板の磁気遮蔽部材を設置した実施例5では温度偏差が±3%になり、±0.6%改善した。鋼板の幅方向を横断する水冷銅板を設置した実施例4では温度偏差が±2.6%になり、比較例2に比べて±1%改善した。さらに、磁性体コアを設置した実施例6では温度偏差が±2.4%になり、比較例2に比べて±1.2%の大幅な改善がみられた。 In the above results, the temperature deviation with respect to the amount of temperature rise reached ±3.6% in Comparative Example 2, in which leakage magnetic flux was not dealt with. On the other hand, in Example 5 in which the water-cooled copper plate magnetic shielding member was installed only in the region including both ends in the width direction of the steel plate, the temperature deviation was ±3%, which was an improvement of ±0.6%. In Example 4, in which a water-cooled copper plate was installed across the width of the steel plate, the temperature deviation was ±2.6%, which was an improvement of ±1% compared to Comparative Example 2. Furthermore, in Example 6 in which the magnetic core was installed, the temperature deviation was ±2.4%, which was a significant improvement of ±1.2% compared to Comparative Example 2.
これらの結果から、本発明の実施形態は、誘導加熱装置で加熱された金属帯板の温度偏差を小さくするために効果的であり、従って金属帯板の加熱温度制御の精度を向上させるために有効であるといえる。 From these results, the embodiment of the present invention is effective for reducing the temperature deviation of the metal strip heated by the induction heating device, and therefore for improving the accuracy of the heating temperature control of the metal strip. It can be said that it is effective.
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲はこれらの実施形態に限定されることなく、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が想到しうるところに従って変更または修正された実施形態を含む。 Although the exemplary embodiments of the present invention have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments. This includes any modified or modified embodiments that may occur to those of ordinary skill in the art.
10、20、30、40、50…誘導加熱設備、11…誘導加熱装置、12、22、42…磁気遮蔽部材、33、43、53…磁性体コア、S…金属帯板。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記誘導加熱装置の入側または出側の少なくともいずれかに配置され、前記金属帯板の幅方向の端部を含む領域の少なくとも一方の板面にそれぞれ離隔して対向し、前記金属帯板の長手方向に延びる板状部分を含む磁気遮蔽部材と
を備える、金属帯板の誘導加熱設備。 an induction heating device for heating the continuously conveyed metal strip;
arranged on at least one of the inlet side and the outlet side of the induction heating device, and opposed to at least one plate surface in a region including the width direction end of the metal strip, and a magnetic shielding member including a longitudinally extending plate-like portion.
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