JPH03167776A

JPH03167776A - 誘導加熱装置

Info

Publication number: JPH03167776A
Application number: JP30643189A
Authority: JP
Inventors: Yoshizo Ishikawa; 石川　好蔵; Tomoo Kayano; 萱野　朋生
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1989-11-28
Filing date: 1989-11-28
Publication date: 1991-07-19
Anticipated expiration: 2014-04-05
Also published as: JP2878348B2

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、誘導加熱装置に関し、とくに誘導加熱処理
全期間にわたる均一加熱を可能ならしめようとするもの
である。

（従来の技術）たとえば方向性けい素鋼板用スラブなど、高温での加熱
を必要とする鋼片の加熱処理として、最近、急速加熱が
可能ないわゆる誘導加熱炉が利用されている。

かかる誘導加熱炉では、鋼片の炉内への装入、抽出は一
般に、洞片を載置した昇降ビームの昇降操作により、炉
の下方から行われる。

第２図に、竪型誘導加熱炉の全体を、また第３図にはサ
ポート構造の詳細を示す。

図中番号１２は鋼片、１３は炉壁、Ｉ４は誘導コイルで
あり、１５がサポートビームである。このサポートビー
ム１５は、サポート金物１５−１、水冷バイプ１５２お
よび耐火断熱材ｌ５−３からなっている。なお鋼片１２
はサポート金物１５−１上に載置され昇降装置（図示省
略）により炉内に下部から装入されるしくみになってい
る。

さて第３図に示したとおり、耐熱金属製のサボート金物
１５−１が鋼片長手方向に適当な間隔を開けて配置され
、綱片ｌ２と直接接触してこれを支持している。この耐
熱金属サポート１．５−１は、水冷されたパイプ１５〜
２により支持されている。さらにこのバイブｌ５−２は
、サポート金物ｌ５−１の一部を含め、耐火断熱材１５
−３によりライニングされ、冷却水への熱移動を極力防
止する構造になっている。

ところでこのようなサポート構造においては、とくに鋼
片下部からの熱放散が著しいため、鋼片の幅方向にわた
る温度分布を均一に保持することが難しいという問題が
あった。

この防止策として、特開昭６１−７８０８７号公報にお
いて、鋼片の幅方向すなわち鉛直方向に誘導コイルを分
割し、各コイル電流からコイル損失電力を計算し、かか
る損失電力を差し引いた正味の被加熱物投入電力を求め
ることによって幅方向の均一加熱を達或しようとする技
術が提案されている。

しかしながら誘導加熱コイルにおけるバワーフローを第
４図に示したとおり、コイル損失（電力機械損失を含む
）を除いた電力の全てが被加熱物の昇温に寄与するわけ
ではなく、一部は放散熱となって消費される。ここに放
散熱量は、炉体の状況すなわち炉体蓄熱量変化や被加熱
物温度によって大きく変動することから、正確な投入電
力の設定は極めて難しい。

（発明が解決しようとする課題）上記した電力制御方式における均一加熱阻害要因すなわ
ち１）被加熱物の初期温度の違いによる放熱量の相違（被
加熱物の形状や炉構造により変化）、２）炉体状況の変
化による蓄熱量の相違（炉体経年変化や加熱間隔、被加
熱物サイズなどが要因）などの影響を有利に排除して、
適正な投入電力を求め、もって効果的な均一加熱を達成
するのがこの発明の目的である。

（課題を解決するための手段）すなわちこの発明は、複数の誘導加熱コイルを備える誘
導加熱装置において、各誘導コイル部毎に、放散熱量お
よび炉体蓄熱量をそれぞれ測定する放散熱量センサーお
よび蓄熱量センサーを設けると共に、これらの放散熱量
センサーおよび蓄熱量センサーで測定された放散熱量お
よび炉体蓄熱量の経時変化を演算する放散熱量濱算装置
および蓄熱量演算装置を設け、さらにこれらの放散熱量
および炉体蓄熱量の経時変化量ならびに各コイル電流よ
り求めたコイル損失電力量の経時変化量に基づいて各誘
導コイル毎の投入電力量を調整する投入電力パターン設
定器を設けてなる誘導加熱装置である。

以下、この発明を図面に従い具体的に説明する．第Ｉ図
に、この発明に従う誘導加熱装置を模弐で示す。図中番
号１は周波数電力変換器、２ａ，　２ｂ２ｎは誘導加熱
コイル、３ａ，　３ｂ・−３ｎは各コイルの単相変圧器
、４ａ，　４ｂ・−４０は各コイルの力率改善用コンデ
ンサー、５は炉体、６は被加熱材、７ａ−７ｎは各コイ
ルの放散熱量センサー、８ａ−・８ｎは各コイルの放散
熱量演算装置、９ａ−９ｎは各コイル部の蓄熱量センサ
ー、１０ａ　−’−１０ｎは各コイル部の蓄熱量演算装
置、１１は投入電力パターン設定器である。

さてここで各誘導加熱コイル２ａ−２ｎに対する投入電
力の設定・修正方法について述べると、まづ′加熱初期
においては、９ａ−９ｎ，　１０ａ　−４０ｎで構威さ
れる蓄熱量濱算系にて演算した、断熱材等の比熱や温度
勾配を加味した蓄熱分布を投入電力パターン設定器１↓
に送り、この投入電力パターン設定器１１にて均一加熱
ができるように各コイル部毎の初期投入電力量を設定す
る。その後、同様にして浩熱量演算系９ａ−９ｎ，　１
０ａ　−４Ｏｎにて加熱時系列的な蓄熱分布を演算する
一方、７ａ−７ｎ，　８ａ−８ｎで構威される放散熱量
演算系にて、被加熱材６の温度上昇による各コイル部毎
の放散熱量を演算して、それぞれ投入電力パターン設定
器１１に送る。この投入電力パターン設定器１１では、
得られた各熱量と別途に各コイル電流より求めたコイル
損失電力量の経時変化量とから、各誘導コイル毎の適正
投入電力量を算出し、この算出値に基づいて、各コイル
の単相変圧器３ａ−３ｎ　，各コイルの力率改善用コン
デンサー４　ａ−４　ｎの設定値を変更する。

ここに各コイル部毎の蓄熱量および放散熱里；よ時々刻
々変化するわけであるが、上記した放射熱量演算系７ａ
−４ｎ，　８ａ−８ｎおよび蓄熱量濱算系９ａ９ｎ，　
１０ａ−Ｉｏｎにて、かかる熱量の経時変化を常時検出
して、投入電力パターン設定器１１にフィードハノクし
て各コイルの投入電力量を修正することにより、加熱操
業全期間にわたる均一加熱が実現されるのである。

（発明の効果）かくしてこの発明によれば、被加熱材の均一加熱を目的
とした誘導加熱、とくに投入電力設定において炉体およ
び被加熱材の熱ハランスが非定常な加熱初期は勿論のこ
と、加熱処理全期間にわたって均一加熱を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第Ｉ図は、この発明に従う誘導加熱装置の模式図、第２図は、従来の竪型誘導加熱炉の全体図、第３図は、
サポート構造の詳細図、第４図は、誘導加熱パワーフロー図である。１・・・周波数電力変換器　２ａ−２ｎ・・・誘導加熱
コイル３ａ　−　３ｎ・・・各コイルの単相変圧器４ａ
・・・４ｎ・・・各コイルの力率改善用コンデンサー５
・・・炉体　　　　　　　６・・・被加熱材７　ａ　−
７　ｎ・・・各コイルの放散熱量センサー８ａ−８ｎ・
・・各コイルの放散熱量演算装置９　ａ−−　９　ｎ・
・・各コイル部の蓄熱量センサー１０ａ−−４Ｏｎ・・
・各コイル部の蓄熱量演算装置１１・・・投入電力パタ
ーン設定器１２・・・鋼片　　　　　　　１３・・・炉壁１４・・
・誘導コイル　　　　１５・・・サポートビーム１５−
１・・・サポート金物　　■５−２・・・水冷パイプ１
５−３・・・耐火断熱材第１図Ｉｆ第２図，ｆ３／５１．Ｗ４−とーＡ第３図

Claims

【特許請求の範囲】

１、複数の誘導加熱コイルを備える誘導加熱装置におい
て、各誘導コイル部毎に、放散熱量および炉体蓄熱量を
それぞれ測定する放散熱量センサーおよび蓄熱量センサ
ーを設けると共に、これらの放散熱量センサーおよび蓄
熱量センサーで測定された放散熱量および炉体蓄熱量の
経時変化を演算する放散熱量演算装置および蓄熱量演算
装置を設け、さらにこれらの放散熱量および炉体蓄熱量
の経時変化量ならびに各コイル電流より求めたコイル損
失電力量の経時変化量に基づいて各誘導コイル毎の投入
電力量を調整する投入電力パターン設定器を設けたこと
を特徴とする誘導加熱装置。