JPH03240923A - 炉側壁に温度センサを有する竪型誘導加熱炉 - 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、炉側壁に温度センサを有する竪型誘導加熱炉
に関するものである。

〈従来の技術〉 竪型誘導加熱炉は一旦通常の連結式加熱炉により加熱さ
れた鋼片（スラブ）をさらに高温かつ均一に加熱するた
めに使用されるものであり、第３図に示すように熱間ス
ラブ１は幅方向を上下方向に立てた状態でスラブ架台２
上に載置されて昇降装置（図示せず）により炉の下部か
ら炉体３内に装入される。スラブ架台２はスラブ１の誘
導加熱中はそのままスラブｌを支持し、加熱完了後は、
スラブ１を下降させて炉外に取り出される。

炉体３の炉側壁４には複数個（図面では５個）の誘導加
熱コイル５が幅方向を上下に立てたスラブｌに対応させ
て複数ブロックに分け゛Ｃ上下方向に分割配置されてお
り、各ブロック毎に電力投入パターンを可変にしである
。かくして誘導加熱コイル５は個別に電力パワーを投入
することによって炉内に装入されたスラブｌの幅方向温
度分布が均一になるように制御ｎされる（特開昭４９−
６８９３４号公報および特開昭４９−７６１３７号公報
参照）。

前記公報に開示されている従来技術ではスラブの幅方向
の電力投入を可変にできるが、投入バランスをいかにし
て決定するかという点は未解決であった。このため竪型
誘導加熱炉の実操業においては、炉高さ方向に熱放散が
発生し、その熱放散バランスも操業の経過と共に変動す
るがこれらの変動に追従した電力投入パターンをとるこ
とができずスラブの幅方向に温度ムラを生しるという問
題点があった。

ところで誘導加熱炉の炉側壁４の構造には実公昭５３−
３９６８６号公報に示されているように耐火断熱材を所
定間隔で配置された耐火支柱で支持さ−Ｕるものが提案
されているが、耐火支社からの放熱および耐火物維持の
点で問題があるため更に改良が加えられた構造のものが
採用されるようになってきた（第４図参照）。

炉体３における炉側壁４は耐火材を主体にし°ζ構成さ
れているが、誘導加熱コイル５による加熱効率を上げる
ため耐火断熱材の厚みを大きくすることができない、こ
のため第４図において炉側壁４の水平部分断面を示すよ
うに、耐火れんが４ａの炉外側および炉内側に耐火断熱
材としてセラミックファイバ４ｂ、４ｂをメインにして
一部耐火れんが４ａで構成することによって断熱性維持
を図っ一部いる。

しかしながら耐火れんが４ａでは炉体３を自立さｌるこ
とが不可能であり、隣接する耐火れんが４ａの炉内側コ
ーナ部に切欠６を設け、ここに水冷チューブ７を垂直に
配設する。かくして炉側壁４内に水冷チューブ７を適宜
間隔を置いて埋設した状態で支持させるのが一般的であ
る。ところが操業中にスラブの表面に形成されたスケー
ルが熱衝撃により飛散して炉内側のセラミックファイバ
４ｂに突きささるなどのトラブルにより破１剥し、水冷
チューブ７が露出すると炉内のスラブ１を局部的に冷却
することになり、スラブ１の加熱温度ムラが発生すると
いう問題点があった。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は前述の事情に鑑みてなされたものであり、炉側
壁の上下方向に複数個配設された誘導加熱コイルに個別
に投入される電力パワーをオンライン操業中に的確に制
御することによってスラブの幅方向の温度を極力均一に
することができ、また好ましくは炉側壁内に埋設された
冷却チューブの前面に設けられた耐火断熱材の破損によ
る炉内スラブの不均一加熱を防止することができる炉側
壁に温度センサを有する竪型誘導加熱炉を従供すること
を目的きするものである。

く課題を解決するための手段〉 前記目的を達成するための本発明は、誘導加熱コイルが
炉側壁の上下方向に複数個分割配置され幅方向を上下に
立てた熱間スラブを昇降自在なスラブ架台上に１ｌｌＬ
炉下部から炉内に装入して高温に加熱する竪型誘導加熱
炉において、一方の炉側壁の高さ方向に少なくとも３個
の温度センサを炉内に装入されたスラブの表面から等距
離位置に対向させて配設し、他方の炉側壁に少なくとも
１個の温度センサを前記一方の炉側壁に配設した温度セ
ンサの１つに対応させて対称位置に配設してなることを
特徴とする炉側壁に温度センサを有する竪型誘導加熱炉
である。

また本発明では、一方の炉側壁内に埋設された各冷却チ
ューブの炉内側前面の高さ方向に複数個の温度センサを
埋め込んで配設すると共に、他方の炉側壁内に埋設され
た各冷却チューブの炉内側前面の高さ方向にも複数個の
温度センサを埋め込んで配設するように構成するのが好
ましい。

〈作　用〉 一方の炉側壁の高さ方向に少なくとも３個配設された温
度センサによって炉内に装入されたスラブの幅方向の温
度分布を検出する。温度センサを少なくとも３個配設す
るのはスラブの上部、中央部、下部の３個所について温
度を測定しなければ温度分布を把握することが困難にな
るからである。

かくして測定された温度分布に差がある場合には、これ
をフィードバックして炉側壁の上下方向に分割配置され
た誘導加熱コイルに投入する電力パワーを制御して温度
分布の均一化を図る。また他方の炉側壁に設けられた少
なくとも１個の温度センサによってスラブの反対側の温
度を検出し、スラブ１の表裏両面の温度バランスにより
炉内へのスラブ１の装入位置の適否あるいは熱放散の不
均一等の設備上の不具合をチエツクする。他方の炉側壁
に温度センサを少なくとも１個設けるのは最小１個ある
いは一方の温度センサとの温度バランスを知ることがで
きるからである。

また一方の炉側壁および他方の炉側壁に埋設された各冷
却チューブの炉内側前面の高さ方向に配設された複数個
の温度センサの検出温度によって冷却チューブの炉内側
に設りられた断熱耐火材の…傷状況を検出し、冷却チュ
ーブの露出による炉内のスラブが局部的に冷却されるの
を防止してスラブの加熱Ｌうを解消するようにすること
が可能になる。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を第１図に従い説明する。なお
、第１図（ａ）中において前記第３図のものと同じもの
は同一符号を付して説明の簡略化を図ることにする。先
ず第１図（ａ）においては、一方の炉側壁４（図面の右
側）の上下方向に位置する５個の誘導加熱コイル５の背
面からそれぞれ炉側壁４の内面に至る温度センサ８をス
ラブｌの表面から等距離に対向させて配置する。

なお、誘導加熱コイル５の背面から温度センサ８を炉側
壁４の内面に導く代わりに、相隣る誘導加熱コイル５の
間隙部を通して温度センサ８を炉側壁４の内面に至るよ
うに配置することもできる。

また他の炉側壁４　（図面の左側）の下端部の誘導加熱
コイル５の背面（あるいは隣接する誘導加熱コイル５と
の間隙部でもよい）から炉側壁４の内面に至る１個の温
度センサ８をスラブ１の表面に対向させて配置する。

次に本発明の作用について説明すると、竪型誘導加熱炉
は高さ方向の熱放散は均一ではないので炉内に装入され
たスラブ１の幅方向の加熱が不均一になり易い、そこで
本発明では、一方の炉側壁に配設した５個の温度センサ
８（例えば放射温度計を使用）によりスラブｌの幅方向
の表面温度を測定し、その温度分布を求める。また同時
に、他方の炉側壁４の下端部に配設した温度センサ８（
例えば放射温度計）によりスラブｌの反対側面の表面温
度を測定し、対称位置にある最下端部の温度センサ８の
測定温度と比較してスラブ１の厚さ方向表裏面の温度バ
ランスを監視する。

一方の炉側壁４に配置された温度センサ８によって測定
された上下の温度分布のバランスにより各誘導加熱コイ
ル５の投入電力を個別に制御しながら上下の温度分布を
均一化する０例えば上部の温度センサ８で検出される温
度が高ければ上部の誘導加熱コイル５の投入電力を低下
させ、上下のバランスを回復させる。

また、最下部で左右に対向する温度センサ８．８で検出
される温度バランスを監視、温度差がある場合には、炉
内へのスラブ１の装入位置不良、炉体３からの熱放ｎｔ
不均−等の設備上の不具合をチエ７りすることができる
。

第１図（ｂ）は連続加熱炉で十分均熱したスラブｌを竪
型誘導加熱炉に装入した後、誘導加熱コイル５に電力を
投入してスラブ１を１０００°Ｃから１３００℃まで加
熱した時の温度分布を示したものであり、■は温度セン
サ８によるフィードバック制御°“切°゛により加熱し
た場合、また■は温度センサ８によるフィードバック制
御ｎ″人”により加熱した場合を示している。

温度センサ８によるフィードバック制御“切”の■では
、圧延機の粗ミル出側における板幅方向の温度を温度計
で測定したところ幅方向にΔＴ＝４０℃の温度差を生じ
たが、加熱終了３０分前より温度センサ８によるフィー
ドバック制御°′入”で制御した■では同幅方向の温度
計ではわずかにΔＴ＝１３℃の温度差が見られただけで
あり、大幅に幅方向の温度差ΔＴを低減することができ
た。

また、本発明では第２図において炉側壁４の水平断面構
造を示す、第２図に示すように耐火れんが４ａの炉外側
および炉内側にそれぞれ耐火断熱材としてセラミックフ
ァイバ４ｂ、４ｂを配置すると共に隣接する耐火れんが
４ａの炉内側コーナ部に切欠６を設けここに水冷チュー
ブ７を配設したものにおいて、水冷チューブ７の炉内側
前面の高さ方向に複数個の温度センサ８（例えば熱電対
）を埋め込んで配設しておくのが好ましい。

水冷チューブ７は炉長方向に適宜間隔を置いて多数埋設
されているが、温度センサ８は各水冷チューブ７ごとに
高さ方向に例えば１００−ピッチ程度で配列するのが望
ましい、温度センサ８の配列ビッヂは細かくするほど費
用もかかり、得られた温度データの処理も大変であるが
ヘタ−である。

炉内側のセラミックファイバ４ｂが破…して欠落し、欠
落部の水冷チューブ７が露出すると当該水冷チューブと
向かい合うスラブ１が局部的に冷却されスラブｌに温度
ムラが住じ、品質不良の原因になるのは前述の通りであ
る。

そこで本発明では、炉内側のセラミックファイバ４ｂが
破ｔｎすると、その部位に配置されている温度センサ８
の温度が上昇するので破損を検知することができる。セ
ラミックファイバ４ｂの損傷範囲が広いほど多くの温度
センサ８で温度上昇を検知されるので、これにより、損
傷部位およびその範囲を知ることができる。

かくして検知されたセラミックスファイバ４ｂの損傷範
囲が一定の範囲、例えば０．３ｄ程度に損傷が進行する
とスラブｌの局部的な冷却により温度ムラが生じるので
炉内側のセラミックファイバ４ｂの補修を行うことが必
要である。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば竪型誘導加熱炉内で
スラブ幅方向に温度ムラを生じることなく均一に加熱す
ることができるので品質の良好な製品を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る竪型誘導加熱炉の概略
垂直断面図、第２図は本発明に係る炉側壁の部分拡大水
平断面図、第３図は従来例に係る竪型誘導加熱炉の概略
垂直断面図、第４図は従来例に係る炉側壁の部分拡大水
平断面図である。 １・・・スラブ、 ２・・・スラブ架台、 ３・・・炉　体、 ４・・・炉側壁 （４ａ・・・耐火材、４ｂ・・・耐火断熱材）、５・・
・誘導加熱コイル、 ６・・・切　欠、 ７・・・水冷チューブ、 ８・・・温度センサ。 第１図 （０’） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、誘導加熱コイルが炉側壁の上下方向に複数個分割配
   置され幅方向を上下に立てた熱間スラブを昇降自在なス
   ラブ架台上に載置し炉下部から炉内に装入して高温に加
   熱する竪型誘導加熱炉において、一方の炉側壁の高さ方
   向に少なくとも３個の温度センサを炉内に装入されたス
   ラブの表面から等距離位置に対向させて配設し、他方の
   炉側壁に少なくとも１個の温度センサを前記一方の炉側
   壁に配設した温度センサの１つに対応させて対称位置に
   配設してなることを特徴とする炉側壁に温度センサを有
   する竪型誘導加熱炉。 ２、一方の炉側壁内に埋設された各冷却チューブの炉内
   側前面の高さ方向に複数個の温度センサを埋め込んで配
   設すると共に、他方の炉側壁内に埋設された各冷却チュ
   ーブの炉内側前面の高さ方向に複数個の温度センサを埋
   め込んで配設してなる請求項１記載の炉側壁に温度セン
   サを有する竪型誘導加熱炉。