JPH03165489A - 連続送り式誘導加熱装置の再加熱方法 - 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〕 この発明は、鍛造用に主として用いられる連続送部式誘
導加熱装置のトラブルが起った後の再立上げ時に、焼ざ
まし材の発生を極カ減らす様にし、その再立上げ時の立
上げ時間の短縮化を図った連続送り式誘導加熱装置の再
加熱方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の連続送り式誘導加熱装置は特公昭６３−１０８７
５号公報に示されているように完全停止保温が木蝋なた
め、微速送り保温を採用していた。

微速送り保温とは、所定の搬送速度に対して、５０〜６
０％の搬送速度にする。つまり、昇温パターンが維持で
きるぎシぎシまで低速にして、待機時の捨材を少なくし
ようとするものである。

（、ｌ’ｕＢＥ＋；＆ＪＱｂＩ？ＡＬ−ナー１ｔｌｌ−
ｊ）従来連続送り式誘導加熱装置の再加熱方法は、微速
送り保温をしていたため、保温時間が長時間に亘ったり
、大型装置でコイル長が長い場合、捨材が大量に発生し
、バイパスされた捨材の処理に困っていた。本発明は再
加熱する事により、捨材の発生を低減した連続送り式誘
導加熱装置の再加熱方法を提供する。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る連続送り式誘導加熱装置の再加熱方法は
誘導加熱装冒以外の原因で誘導加熱装置の運転を停止し
た場合に、再運転時に少く共定常速度ＳＯ以下の速度Ｓ
ｌでスタートさせて、入口に近い前段の出力は速度８１
に見合った出力電力に調整し、出口に近い後段の出力電
力は運転停止中に熱放散によシ低下した温度を初期温度
として速度ＳＬで搬送された時に、その後段の出口で所
定の温度に加熱する出力に調整し、再運転後の影響で除
々に被加熱物の温度が回復したら、それに応じて速度Ｓ
Ｌを定常速度Ｓ０に近づけ、前段の出力はその速度に応
じて大きくして行き、後段の入口での被加熱物温度が定
常温度に限りなく近づいた時点で、送り速度、前段出力
電力、後段出力電力を定常値に復帰させ、再加熱時前段
のフィル内の被加熱物を後段のコイルで定常温度迄再加
熱する。

〔作用〕

この発明においては、再加熱時に通常より遅い速度で搬
送し、前段で再加熱しながら不足分を後段で再加熱して
、少なくとも前段にある被加熱材を所定の温度に加熱す
る。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を実施するための構成図で
ある。図において、（ｌａ）（ｌｂ）は加熱フィｉ’ｓ
　（２）はピンチローラ、（３）はスキッドレール、（
４ａ　）　（４ｂ　）はインバータからなる電源、（５
）は７リーローラ、（６）は近接スイッチ、（７）は近
はスイッチ（６）と対向した金属羽根、（８）は差入コ
ンベア、（９）はヒータ本体、１１０は被加熱物である
。

再加熱方法の一実施例を第２図で示した。第１図で示す
様に被加熱物αＯはピンチローラ（２）で搬送されてい
る。その速度は第２図では定常時の場合Ｓ０である。被
加熱物αＯに接触した７リーローラ（５）は被加熱物α
Ｏの移動と共に回転するため、その軸に取付けられた金
属羽根（７）も回転する。その金属羽根（７）が接近す
ると検出する近接スイッチ（６）を配置しておくとワー
クＧＯの移動につれて、定期的にパルスが発生する０従
って、そのパルスをカウントすれば被加熱物αＯの進ん
だ距離が把握できる。

今、プレスの故障等の原因でヒータを停止させたとする
。第２図（ｄ）でタイマが動作し始め、停止時間を把握
し始める。被加熱物ａｎの温度は加熱コイ／ｌ／　（１
）の全長に亘って温度低下を始める。そして、その温度
変化は放冷時間にもよるが、例えば第３図のカーブ（２
）となる。そこで、ライン再開信号が入ると、後段電源
（４ｂ）のみパワーが印加され、送シは再開されずに静
止加熱期間となる。これは、後段の加熱フイ７ｓ／（ｌ
ｂ）内の被加熱物αＯを少しでも所定の温度に近づける
ためと後段の加熱コイル（１ｂ）の被加熱物α０が７７
０°Ｃ以下となっている場合に、過電流が慟らき、後段
電源（４ｂ）の出力を上げられないケースを防ぐためで
ある。さて、運転再開であるが、まず、停止時間がタイ
マ等により把握できるので、ステファン・ボルツマンの
熱放ｔｔ損失と熱伝達損で決まるエネルギーの損失から
その時の材料温度が求められる。第４図にφ７０の場合
の計算例を示した０この値は、変化する場合に合わせた
比熱、熱伝導率等下表の定数例を用いて計算した一例で
ある （表）放冷曲線を求める定数 その低下温度を後段電源（４ｂ）で補償するわけである
が、後段電源（４ｂ）の容量及び後段加熱コイ〃（ｌｂ
）のコイｙ長及び再加熱に必要な昇温値によって、第２
図に示した再運転時の送り速度ＳＴＪが決められる。Ｓ
Ｉ、は通常、定常時送り速度Ｓ０より低下している。前
段の電源（４ａ）はｓＬで送られた時、前段出口で定常
温度による電力ｖＴＪに調整される。後段電源（４ｂ）
の出力電力ｖＲ２は、当初、再運転時に、後段の加熱コ
イ／Ｌ／（４ｂ）入口の温度を所定の温度に回復する電
力としている０後段の加熱コイ／Ｌ／（１ｂ）の材料は
、当然温度不足で出てくるが、徐々に立上り、後段の加
熱コイ／Ｉ／（ｌｂ）入口にあった材料が取り出される
時には、所定の温度になっている０例えば、後段の電源
（４ｂ）をＯｆｆとしたままとすると、前段の加熱コイ
Ａ／（１１））にあった材料は徐々に温度を回復するた
め第３図のカーブ（３）に示す様になる。従って、電源
（４ｂ）の出力室カバターンを徐々に所定の電力に近づ
く様に低下させる必要がある。しかし、再立上げ時は少
しでも早く定常状態に復帰させる事が要求される０従っ
て、本発明では後段の電力を絞るのではなくて、その分
、送抄速度を徐々に回復させて後段での温度補償分を減
らしつつ、所定の速度に近づける。前段では、その速度
変化に応じて電力調整を行ない、前段コイルの昇温値は
常に、定常状態の昇温値を保つ。ここで、具体的な設計
例を示す。被加熱物αＯの材料径をφツ０．加熱温度を
１２００”Ｃとする。送り速度を１ｍ／ｍｉユとすると
、時間当りの処理重量は１８１２Ｋｇ／Ｂｙとなる。常
温から１２００℃迄昇温するための正味電力は、各温度
での必要エネルギーを求めて電力量に換算すると、Ｑ、
２３　ＫＷＨ／Ｋｇとなる。前段テ１２００°Ｃ迄昇温
し、後段で保温する第３図カーブ（１）の場合には、前
段電力は１８１！２Ｋｇ／Ｈｒ　Ｘ　Ｏ，２３Ｋｗａ／
Ｋｇ　”４１７！：ｗで求められる。加熱コイ／Ｌ／（
１！Ｌ）の平均フィル効率をＱ、６　とすると、電源（
４＆）の必要電力は６９５　Ｋｗ　　となる。後段は１
２００″Ｃの放熱分をカバーするだけでも良いから、コ
イ＃（ｌｂ）を今、仮に５ＱＯｍｍ　　で設計すると、
熱放散エネルギーは約２５にＷ、コイ／Ｉ／（より）の
コイル効率を０．５とすると、（材料が完全に非磁性領
域となっているため前段より悪くなる）電源（４ｂ）に
必要とする電力は５０Ｋｖとなる。今、１０分間停止し
たとすると、昇温カーブは第３図カーブ（２）となって
いる。仮に前段の定常特電圧を１０００７で６９５に’
Ｗ出力し、後段を５００７で５０ＫＷ出力する設計とし
ておくと、各設定電圧は次の算式で求める事ができる。

コイル（１ｂ）の材料は１５、ｌ　Ｋｇ　、　’１００
　’Ｃの材料を非磁性領域７フＯ″Ｃ以上に昇温するた
めには、比熱をＱ、　１５　ＫＯ＆ｌ／Ｋｇ″Ｃ，コイ
ル効率を０．１とする（磁性領域のため効率は良くなっ
ている）。今、第２図（ｇ）の静止加熱電圧ｖＲ１を７
０フＶとすると、出力は１００Ｋｖとなり、材料にはフ
ＯＫＷが投入される。コイ／Ｉ／（１ｂ）の材料は約９
．５秒でマフＱ″Ｃに昇温できる０さて、再加熱である
が前段フィル出口の材料’１０Ｏ’Ｃのものを後段コイ
〃出口で１２００°Ｃに昇温するには、昇温値５００°
Ｃ９正味電力量を比熱０．１５　Ｋｃａｌ／Ｋｇ　’Ｃ
とすると、０．０８７２ｒｖｕ／Ｋｇ　　となる。１０
０°Ｃを１２００°Ｃに立上げる均熱時間は約７０秒か
かるので、送り速度はＯ，ｕ８　ｍ／ｗｉｎとする必要
がある。従って、第２図（＆）の微速度が、定常時に１
ｍ／ｍａｎの送り速度で所定の温度に上げるのであるか
ら、送り速度ＢＬ時の前段電源（４＆）の電圧ｖＴＪは
（１）式の通りである。

・・・・・・　　（１） ｖｏは今の例で１０００７と仮定しだので、ｖＩｌは６
５４ｖでセットすれば、前段に入ってくる材料は所定の
昇温を確保する。今、後段に入ってくる材料温度は、前
段出口ではフ００°Ｃであるが、前段コイ〃に滞在した
分だけ温度が立上っており、前段入口点の材料が後段コ
イ！入口にくる時には所定の１２００°Ｃに達している
。従って、送り速度を０．４２８　ｍ／ｗｉｎから定常
速度１ｍ／ｗｉｎに連続的に変えてゆけば、昇温値が連
続的に減って行くため、後段コイル出口の温度は所定の
温度を確保できる０例えば、コイ／ｌ／（１＆）の定常
時１００″Ｃの点は１０分後では約５５０℃になってい
る。今、再立上げ時に通常のパターンで推移すると、通
常は５００°Ｃ昇濡させるのであの電力であるが、まず
、フｏＯ′Ｃのものを１２００°Ｃにするには０．４２
８ｍ／ｍ工ｎ　で５００″Ｃ立上げるのであるから、処
理量は１７５　Ｋｇ／Ｈｒ　を正味電力量はｏ、０８フ
２！ｃｗＨ／Ｋｇ　　から、正味６フ、６Ｋｖ　　効率
ｏ５とすると約１３５１ｆｆ　　と熱放散分５０１Ｃｗ
を考慮して１８５Ｋｖ印加すれば、１２００°Ｃに加熱
できる。先程の定常時７００°Ｃ点の材料では後段コイ
〃入口で１０５０℃のため、昇温値は１５０℃、正味電
力量は０，０２６２　ＫｗＨ／Ｋｇのため、そのまま１
８５Ｋｗ印加していると、ワークに投入される電力は６
フ、５　ＫＷのため、２，５フ６Ｋｇ／Ｈｒの処理が可
能である。つまり、１．４２ｍ／ｗｉｎにしても、後段
で昇温値をカバーできる。従って、前段の加熱が寄与す
ればする程、再立上げ時の速度は遅くする必要はなく、
定常速度に戻せることがわかる。再立上げ時の速度を上
ける事が可能である事がわかったが、無闇に早くすると
、前段の電源（４１）の能力が不足する。従って、可能
な限り早く定格速度Ｓ０に近づける。定格速度になった
段階で、後段の電源（４ｂ）を絞って打き、定常状態に
戻す方式となる。

上述の様に再立上げ時、速度を変えて行くわけであるが
、前段の電力はその速度に応じて常に定常昇温値が得ら
れる電力を印加しておく必要がある。

これは、通常ｙ制御と呼ばれる方式が採用されている。

基準速度例えば、再立上げ時の電圧ｖＩ。

を０．４２８　ａ／ｍｉｎとすると、実際の速度信号と
基準電圧の関係を平方根に近い形で補正する事で、連続
的に補正電圧を出力できる。例えば、任意の速度Ｖｘ、
その時の必要電圧Ｖ工とすると、（２）式が得られる０ αは印加電圧によってフィルの定数が変化しない領域で
あればＱ、５　となり、変化する領域であれば０．５〜
１．ｏの間となる事が知られている。その他の例として
、後段の電源（４ｂ）を２分割しておくと、再立上げ時
間が更に短縮できる。再立上げ時の速度Ｓｐはコイル（
１ｂ）で均熱できる時間を設定しているわけで、電源（
４ｂ）が通常の加熱装置の様に昇濡部と均熱部に分割さ
れていれば更に速度Ｓｚを早くできる。

〔発明の効果〕

以上の様に本発明によれば、連続送シ式の誘導加熱装置
でも、−時運転停止後の焼ざまし材を減らす事が可能と
なり、更に再立上げ時、序々に温度が回復するのに合わ
せて送り速度を早めたため、再立上げ時間の短縮が可能
となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する誘導加熱装置の構成図、第２
図は本発明による運転方法の一実施例を示す説明図、第
３図はコイル内ワークの温度変化を示す説明図、第４図
は放冷曲線計算例を示す説明図である。 図において、（１ｍ）（ｌｂ）は加熱フィル、（４ａ）
（４ｂ）は電源である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の加熱コイルと第２の加熱コイル及び加熱電
   源を備えた連続送り式誘導加熱装置の再加熱方法におい
   て、誘導加熱装置以外の原因で上記誘導加熱装置の運転
   を停止した場合に、再運転時に少く共定常速度Ｓ＿Ｏ以
   下の速度Ｓ＿Ｌでスタートさせて、入口に近い前段の出
   力は速度Ｓ＿Ｌに見合つた出力電力に調整し、出口に近
   い後段の出力電力は運転停止中に熱放散により低下した
   温度を初期温度として、速度Ｓ＿Ｌで搬送された時に、
   その後段の出口で所定の温度に加熱する出力に調整し、
   再運転後の影響で徐々に被加熱物の温度が回復したら、
   それに応じて速度Ｓ＿Ｌを定常速度Ｓ＿Ｏに近づけ、前
   段の出力はその速度に応じた電力に連続的に変化させ、
   後段の入口での被加熱物温度が定常温度に限りなく近づ
   いた時点で、送り速度、前段出力電力、後段出力電力を
   定常値に復帰させ、再加熱時前段の上記加熱コイルの上
   記被加熱物を後段の上記加熱コイルで定常温度まで再加
   熱可能とした連続送り式誘導加熱装置の再加熱方法。