JPH02153024A

JPH02153024A - 薄肉金属板の連続均熱方法

Info

Publication number: JPH02153024A
Application number: JP63306747A
Authority: JP
Inventors: Shigeji Matsubara; 茂次松原
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1988-12-02
Filing date: 1988-12-02
Publication date: 1990-06-12

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】利用産業分野この発明は、連続走行する金属板の加熱に際し、横断磁
束方式の誘導加熱法を用いて、薄肉金属板の幅方向の灼
熱化を計った連続均熱方法に係り、金属板に対向させた
導体コイルを金属板幅方向に移動可能となし、常に金属
板中心線に追従移動させることにより、連続走行する金
属板が幅方向に位置変動することにより発生する加熱む
らを防止した薄肉金属板の連続均熱方法に関する。

背景技術一般に、薄肉金属板の誘導加熱法は、被加熱材の薄肉金
属板の磁束との交差の仕方により、縦断磁束方式と横断
磁束方法に分類される。

縦断磁束方式による薄肉金属板は磁性材に限定され、板
厚が薄くなれば、数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの周波数が必要
となり、設備的にその対応が困難になると共に、加熱効
率の低下を招来する。

そこで、磁性材、非磁性材を問わず、板厚が薄くても、
周波数が３ＫＨｚ以下で加熱することができる横断磁束
方式の誘導加熱方法が好ましい。

しかしながら、前記横断磁束方式による誘導加熱方法は
、薄肉金属板の幅方向の温度分布が悪く、均熱性が得ら
れ難いため、工業的量産操業には実用化されていなかっ
た。

すなわち、コイルの巻き戻しに基因した薄肉金属板の長
手方向の曲り（キャンバ−）により、導体コイルと薄肉
金属板の幅方向位置（通板位置）が、常に変動して導体
コイルと薄肉金属板の加熱最適位置が変動し、例えば、
金属板幅の僅か１％程度だけ前記金属板とコイルの中心
がずれることにより、金属板両側部で数十度から百数十
度の温度差が生じ、板幅方向の均熱性に大きな問題があ
った。

一方、前記横断磁束方式の改良として、導体コイルに補
助的誘導子を付設して、薄肉金属板の均熱化を計る方法
が提案されている。

ところが、前記補助的誘導子を用いた横断磁束方式では
、被加熱材の薄肉金属板の材質、幅、板厚寸法に基づい
て補助誘導子の位置を正確に適合するよう調整する必要
があり、同一材質、同一寸法の薄肉金属板の加熱には好
都合となるが、材質、寸法の異なる薄肉金属板の汎用的
加熱には多くの問題があった。

発明の目的この発明は、横断磁束方式の誘導加熱法を用いた金属板
の加熱に際し、連続走行する薄肉金属板の幅方向の位置
変動による加熱むらを防止でき、かつ薄肉金属板の材質
、幅、板厚寸法の如何を問わず、すぐれた均一度で連続
加熱が実現できる連続均熱方法の提供を目的とする発明の概要この発明は、薄肉金属板の幅方向の均熱性が得られる連
続均熱方法を目的に種々検討した結果、金属板に対向さ
せた導体コイルを金属板幅方向に移動可能となし、常に
金属板中心線に追従移動させることにより、連続走行す
る金属板の幅方向の位置変動に伴ない発生する加熱むら
を防止できすぐれた板幅方向の均熱性が得られることを
知見し、この発明を完成したものである。

この発明は、走行する薄肉金属板の上下各面に導体コイルを対向配置
し、横断磁束を作用させて誘導加熱する薄肉金属板の連
続均熱方法において、以下の手段と手順にて、金属板幅
方向に移動可能となした前記導体コイルの電気的中心線
を、走行中変動する被加熱金属板の長手方向の中心線に
追従合致させ、誘導加熱することを特徴とする薄肉金属
板の連続均熱方法である。

■金属板の板幅対向両端部あるいは一方端側に金属板の
位置検出器を配設し、 ■金属板幅方向に移動可能となした前記導体コイルまた
は支持部にコイルの位置検出器を設け、■比較演算制御
器にて、金属板位置検出器からの信号により、予め任意
設定した位置からの金属板の幅方向位置偏差量を算出し
、導体コイルの金属板に対する幅方向追従量を決定し、
導体コイル位置検出器からの位置信号と対比しながら、
導体コイルの電気的幅中心線を現在の金属板の中心線に
合致するよ゛う、導体コイルの金属板幅方向の位置を制
御する。

また、この発明は、前記構成において、金属板側部にそ
の走行速度を検出する走行速度計を設け、あるいはさら
に導体コイルの金属板幅方向の移動速度を検出する移動
速度計を設け、金属板走行速度に応じた導体コイルの移
動量及び速度を決定し、導体コイルを金属の幅方向の移
動に追従させて誘導加熱する薄肉金属板の連続均熱方法
である。

発明の構成この発明は、金属板に対向させた導体コイルを金属板幅
方向に移動可能となし、連続走行中板幅方向に位置が変
動する金属板中心線に追従移動させることにより、板幅
方向の位置変動伴なう加熱むらを防止することを特徴と
するが、前記導体コイルの位置制御に際し、制御すべき
位置基準を例えば、金属板の走行ラインの中心線とし、
これに対する走行金属板の位置ずれを検知して、導体コ
イルを金属板の中心にセンタリングする他、走行ライン
の所要幅間を通過する金属板の一方端位置を検知し、設
定された金属板幅に応じて板中心を算定し、その中心線
に対して導体コイルをセンタリングさせたり、あるいは
所定間隔で配置した一対のセンサーにて金属板の線画端
位置を検知して板幅中心を算定する等、導体コイルを常
に金属板中心線に追従移動させることができれば、いず
れの制御基準、手段であっても利用できる。

また、この発明において、金属板コイルの巻き戻し時に
走行ライン上の金属板の位置調整装置と連動させて、前
記センタリング精度を向上させることもできる。

この発明方法は、被加熱材である薄肉金属板が単板でも
、また電気抵抗が近似する異材質の複数板の場合でも適
用できる。

金属板の上下面に対向配置した導体コイルを支持して板
幅方向に移動可能となす機構には、実施例に示す如く、
一対の導体コイルを片持ちして金属板に近接離反可能に
垂直軸方向に摺動移動可能となしたコイル支持体を、さ
らに金属板幅方向、すなわち水平軸方向に摺動可能とな
した２軸方向の摺動機構の他、公知の移動手段が採用で
き、駆動源には、油圧シリンダ、ステップモータ、サー
ボモーター等の油圧機器あるいは電動機等を前記移動手
段に応じて適宜用いることができる。

走行する金属板の板幅方向の位置を検知する位置検出器
には、予め設定する基準位置がらの位置偏差を検出でき
れば、差動トランスと倣いローラを組み合せた追従ロー
ラ等のいがなる構成のセンサーでも利用できるが、金属
板が走行するため非接触式の光学式リニアセンサー等が
好ましい。

導体コイル位置検出器には、予め設定する基準位置から
の位置偏差を検出できれば、ポテンショメータ、パルス
式位置発振器等のいずれの構成でもよく、また、前記し
た導体コイルの支持移動機構に応じて、導体コイル自体
の移動あるいはその載置台等の移動、さらには移動機構
のアクチュエータ等の回転量、移動量を測定して検知す
るなど種々の手段が採用できる。

比較演算器は、金属板位置検出器からの信号により、予
め任意設定した位置がらの金属板の幅方向位置偏位量を
算出し、導体コイルの金属板に対する幅方向追従量を決
定するが、前記検出器あるいは他の演算器にて位置偏差
が算出できる場合には、単に追従量を決定するだけでよ
く、また、後述する導体コイルの移動駆動源の制御器を
合せて構成することもできる。

制御器は、前述した導体コイルあるいはその支持体の移
動機構及びその駆動源に応じて油圧、電気、電磁系のア
クチュエーターの駆動制御器が適宜選定できる。

金属板の走行速度計は、導体コイル近傍で測定するほか
、金属板コイルの巻き戻し機からの信号を用いることが
でき、さらに、金属板コイルの巻き戻し位置の信号を前
記比較演算器に人力して金属板の位置偏差信号の補正、
あるいは位置偏差の測定精度を向上させるのもよい。

導体コイルの移動速度計は、導体コイル自体の移動速度
を直接測定するほが、コイル支持体、その載置台等の移
動速度を測定するか、あるいは駆動用アクチュエータ、
位置検出器等からの回転量、移動量信号により、検知ま
たは算出する等の手段が適宜採用できる。

この発明における導体コイルの幅（１）と被加熱材の幅
（Ｌ）の関係は被加熱材の材質、板厚、幅等により左右
されるが孔は一般に０．９：、１が好ましい。

図面に基づ〈発明の開示第１図はこの発明による連続均熱方法を実施するための
誘導加熱装置の斜視説明図である。

第２図は第１図の誘導加熱装置の制御系を示すブロック
図である。

被加熱材の金属板（１）の上下面に近接配置する導体コ
イル（２）は、冷却水が通過可能な鋼管を渦巻配置した
ものである。

上下一対の導体コイル（２Ｘ２）は、その−万端に設け
たスライダー（４）が箱体からなるコイル支持体（３）
の側面に設けた垂直レール（５）を把持して図示しない
ロック機構にて垂直方向に位置調整可能になしである。

コイル支持体（３）は摺動台（６）に載置され、摺動台
（６）底面のスライダー（７）が、基台（８）上に敷設
した金属板（１）板幅方向の水平レール（９）を把持し
て摺動自在に構成されている。

前記摺動台（６）は、基台（８）に載置された油圧シリ
ンダ（１０）にて水平方向に摺動移動し、すなわち、油
圧シリンダ（１０）の作動制御にて導体コイル（２）が
金属板（１）幅方向に移動する。

また、基台（８）に載置して摺動台（６）に接続したポ
テンショメータ等の位置センサを用いた位置検出器（１
１）にて、導体コイル（２Ｘ２）の現在位置が検知され
る。

また、導体コイル（２Ｘ２）の上流側の金属板（１）の
両側端対向位置には、金属板（１）の幅方向位置を検出
する光学式の位置検出器（１２）が配設され、かつスタ
ンド（１３）を介して摺動台（６）に固定される。

さらに、導体コイル（２Ｘ２）下流側の金属板（１）近
傍には、金属板（１）の走行速度を測定する走行速度計
（１４）が配設される。

上記構成の誘導加熱装置を用いてこの発明の連続均熱法
を実施する例を説明する。

加熱前に、予め巻戻し、巻取りされる所要ライン内に通
板された薄肉金属板（１）の中心線と、前記金属板（１
）の上下面に近接配置された横断磁束導体コイル（２）
の電気的中心線の位置を任意設定する。

前記の設定後、導体フィル（２Ｘ２）に通電すると共に
、金属板（１）を走行させて、誘導加熱を行う。

次に、走行中の金属板（１）の幅方向対向部に配設され
た金属板位置検出器（１２）により、前記金属板（１）
の幅方向の位置検出信号が位置偏差演算器（Ａ）に出力
される。

位置偏差演算器（Ａ）から入力された偏差信号及び金属
板コイルの巻き戻し装置に付設した金属コイル位置設定
器（Ｆ）からの位置信号とにより、比較演算器（Ｂ）で
は任意設定した中心位置量との対比演算が行われ、導体
コイル（２Ｘ２）の金属板（１）に対する幅方向及びそ
の追従量を決定する。

決定された導体コイル（２Ｘ２）移動方向及びその追従
量の信号は、駆動制御器たるサーボアンプ（Ｃ）に入力
される。

また、一方、導体コイル位置検出器（１１）からの位置
信号が、位置偏差演算器（Ｄ）にて偏差信号に変換され
て前記サーボアンプ（Ｃ）に入力される。

サーボアンプ（Ｃ）では、前記追従量信号と導体コイル
（２）位置の偏差信号と対比しながら、油圧シリンダ（
１０）を制御するサーボバルブ（Ｅ）を駆動制御する。

従って、比較演算器（Ｂ）で得られた偏差量は、油圧シ
リンダ（ｌＯ）の作動により、摺動台（６）を所要方向
及び所要量摺動させることによりコイル支持体（３）を
介して、導体コイル（２Ｘ２）を金属板（１）の幅方向
に連続的に追従移動させる。

前記制御により、金属板（１）の長手方向の中心線と導
体コイル（２Ｘ２）の電気的中心線が予め設定した位置
関係に合致するよう、すなわち、導体コイル（２Ｘ２）
が常に金属板（１）の中心線に合致するようコイル支持
体（３）をセンタリングできる。

実施例被加熱材の金属板には、材質　１８−８系ステンレス鋼寸法　幅３００ｍｍＸ厚み２．５ｍｍのコイルを用いて
、０．１ｍ／ｓｅｅ　　の速度で送り出した。

導体コイルには、鋼管製、渦巻形コイルを用いた。

各検出器には、金属板位置検出器：光学式リニアセンサーコイル位置検
出器：ポテンショメーター式金属板走行速度検出器：光
学式パルスカウンターを用いた。

上述した金属板の走行条件、誘導加熱条件にて、この発
明による導体コイルの板幅方法の移動を行う誘導加熱方
法の場合と、従来の誘導加熱法の場合の金属板の幅方向
の温度分布状況を第３図のグラフに示す。

また、第１表にこの発明による連続均熱方法及び従来方
法により誘導加熱した場合の被加熱材の幅方向の温度差
、及び加熱効率を表す。

第１表

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による連続均熱方法を実施するための
誘導加熱装置の斜視説明図である。第２図は第１図の誘導加熱装置の制御系を示すブロック
図である。第３図ａ、ｂ、ｃ図は金属板の幅方向の温度分布状況を
示すグラフ図である。１・・・金属板、２・・・導体コイル、３・・・コイル
支持体、４，７・・・スライダー５・・・垂直レール、
６・・・摺動台８・・・基台、９・・・水平レール、１０・・・油圧シリンダ、１１・・・導体コイル位置検出器、１２・・・金属板位置検出器、１３・・・スタンド、１
４・・・走行速度計、Ａ、Ｄ・・・位置偏差演算器、Ｂ・・・比較演算器、Ｃ
・・・サーボアンプ、Ｅ・・・サーボバルブ、Ｆ・・・
位置設定器。

Claims

【特許請求の範囲】１走行する薄肉金属板の上下各面に導体コイルを対向配置
し、横断磁束を作用させて誘導加熱する薄肉金属板の連
続均熱方法において、以下の手段と手順にて、金属板幅
方向に移動可能となした前記導体コイルの電気的中心線
を、走行中変動する被加熱金属板の長手方向の中心線に
追従合致させ、誘導加熱することを特徴とする薄肉金属
板の連続均熱方法。（１）金属板の板幅対向両端部あるいは一方端側に金属
板の位置検出器を配設し、（２）金属板幅方向に移動可能となした前記導体コイル
または支持部にコイルの位置検出器を設け、（３）比較
演算制御器にて、金属板位置検出器からの信号により、
予め任意設定した位置からの金属板の幅方向位置偏差量
を算出し、導体コイルの金属板に対する幅方向追従量を
決定し、導体コイル位置検出器からの位置信号と対比し
ながら、導体コイルの電気的幅中心線を現在の金属板の
中心線に合致するよう、導体コイルの金属板幅方向の位
置を制御する。２金属板側部にその走行速度を検出する走行速度計を設け
、あるいはさらに導体コイルの金属板幅方向の移動速度
を検出する移動速度計を設け、金属板走行速度に応じた
導体コイルの移動量及び速度を決定し、導体コイルを金
属の幅方向の移動に追従させて誘導加熱する請求項１記
載の薄肉金属板の連続均熱方法。