JPH0330280A - 高周波誘導加熱炉による加熱方法 - 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 本発明は高周波誘導加熱炉９こよる加熱方法に係り、特
に、被加熱材料の加熱を途中で中止して再加熱する場合
の加熱方法に関するものである。

従来の技術 加熱コイルに高周波電流を通電することにより、その加
熱コイル内を送られる被加熱材料を予め定められた目標
温度まで誘導加熱する高周波誘導加熱炉が、例えばその
被加熱材料に温熱間鍛造を行う場合等において利用され
ている。このような高周波誘導加熱炉においては、上記
加熱コイルに高周波電流を通電する高周波電源の出力電
圧および被加熱材料の送り速度により、その被加熱材料
の加熱温度が定められるが、高周波電源の出力電圧の変
化に対する加熱温度の応答性が非常に速いため、一般に
その加熱温度をフィードバック制御することは困難であ
る。このため、前記被加熱材料を予め定められた一定の
速度で送るとともに、その送り速度や被加熱材料の材質
，目標温度等の処理条件に基づいて高周波電源の出力電
圧を設定し、被加熱材料の加熱温度が目標温度となるよ
うにしていた。

発明が解決しようとする課題 ところで、このような高周波誘導加熱炉においては、後
段の鍛造機等にトラブルが発生したり型交換等を行った
りする際には被加熱材料の送りが停止するため、その被
加熱材料に対する加熱も中止する必要がある。このよう
な場合に、その被加熱材料を加熱炉から引き出して直ち
に再加熱を行うと、余熱により加熱温度が目標温度を越
えてしまうため、従来は常温すなわち前述した一定の送
り速度および設定出力電圧で目標温度まで加熱できる温
度となるまで被加熱材料を放置しておく必要があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その
目的とするところは、被加熱材料の加熱を途中で中止し
た場合でも直ちに再加熱できるようにすることにある。

課題を解決するための第１の手段 かかる目的を達或するために、第１発明は、加熱コイル
に高周波電流を通電することにより、その加熱コイル内
を予め定められた一定の送り速度で送られる被加熱材料
を予め定められた目標温度まで誘導加熱する高周波誘導
加熱炉において、前記被加熱材料の加熱を途中で中止し
て前記高周波誘導加熱炉から引き出した後、再びその高
周波誘導加熱炉で加熱するに際して、（ａ）前記高周波
誘導加熱炉から引き出された前記被加熱材料の温度を測
定する温度測定工程と、（ｂ）その温度測定工程におい
て測定された温度と前記目標温度との温度差を算出する
温度差算出工程と、（Ｃ）その温度差の２乗根に基づい
て操作出力を決定する操作出力決定工程と、（ｄ）その
操作出力に比例した大きさの出力電圧で前記加熱コイル
に前記高周波電流を通電する通電工程と、（ｅ）前記被
加熱材料を前記一定の送り速度で前記高周波誘導加熱炉
内に送り込む送込み工程とを有することを特１次とする
。

なお、上記操作出力決定工程は、目標温度をＴ，温度差
をΔＴとすると、例えば次式（１）に従って操作出力Ｕ
を求めるように構威される。但し、かかる（１）式にお
ける関数ａ　（Ｔ）は、加熱過程において被加熱材料の
比熱，導電率，透磁率等が大きく変化する変態点を通る
場合に理論的若しくは実験的に予め送り速度に応じて定
められるもので、それ等の比熱等が加熱過程で大きく変
化しない場合には一定の定数となる。また、定数ｂは理
論的には０であるが電気的熱的な狂いなどにより予め実
験的に定められる。

ｕ　＝　ａ　（Ｔ）　Ｊマ１ｒ＋　ｂ　　　　　　・・
・（１）第ｌ発明の作用および効果 すなわち、前記高周波誘導加熱炉による人熱量は高周波
電源の出力電圧の２乗に比例するム方、被加熱材料の送
り速度が一定であればその加熱温度は人熱量に比例する
ため、目標温度と実際の温度との温度差の２乗根に比例
するように高周波電源の出力電圧を設定すれば、被加熱
材料の温度に拘らず常に目標温度まで加熱することがで
きる。

したがって、後段の鍛造機等のトラブルなどにより被加
熱材料の加熱を途中で中止した場合には、その高周波誘
導加熱炉から被加熱材料を引き出して温度を測定すると
ともに、その温度と目標温度との温度差を算出し、その
温度差の２乗根に基づいて例えば前記（１）式に従って
操作出力を決定し、その操作出力に比例する大きさの出
力電圧で高周波電流を加熱コイルに通電しながら、被加
熱材料を予め定められた一定の送り速度で高周波誘導加
熱炉内に送り込むようにすれば、被加熱材料の温度が余
熱により常温より高くても目標温度を越えて加熱される
ことはなく、被加熱材料は良好にその目標温度まで加熱
されるのである。

このように、本発明の加熱方法によれば、被加熱材料の
温度が常温より高くても目標温度まで良好に加熱するこ
とができるため、その被加熱材料の温度が常温まで下が
るまで放置する必要はなく、直ちに再加熱することが可
能となり、被加熱材料を放置するための場所や煩わしい
作業が不要になるとともに、作業能率が向上するのであ
る。

課題を解決するための第２の手段 また、前記目的を達戒するために為された第２発明は、
等間隔で設けられた複数の加熱段の加熱コイルにそれぞ
れ高周波電流を通電することにより、その加熱コイル内
を予め定められた一定の送り速度で送られる被加熱材料
を前記加熱段毎に予め定められた目標温度まで段階的に
誘導加熱する高周波誘導加熱炉において、前記被加熱材
料の加熱を途中で中止してその被加熱材料を前記高周波
誘導加熱炉から前記複数の加熱段の途中まで引き出した
後、再びその高周波誘導加熱炉で加熱するに際して、（
ｆ）前記複数の加熱段による加熱部分毎に前記被加熱材
料の温度を測定する温度測定工程と、（の前記目標温度
と前記温度測定工程において測定された温度との温度差
を前記加熱段毎に算出する温度差算出工程と、（ｈ）そ
の加熱段毎に算出された温度差の２乗根に基づいてその
加熱段毎に操作出力を決定する操作出力決定工程と、（
ｉ）その加熱段毎に決定された操作出力に比例した大き
さの出力電圧で各加熱段の加熱コイルに前記高周波電流
を通電する通電工程と、（ｊ）前記複数の加熱段の途中
まで引き出された前記被加熱材料を前記一定の送り速度
で１加熱段分だけ送り込む送込み工程とを有することを
特徴とする。

第２発明の作用および効果 かかる第２発明は、複数の加熱段により被加熱材料を段
階的に加熱する高周波誘導加熱炉において、加熱が途中
で中止された被加熱材料をその複数の加熱段の途中まで
引き出して再加熱するための方法で、この場合には、前
記第１発明における温度測定工程，温度差算出工程，操
作出力決定工程，および通電工程を各加熱段毎に行い、
かかる加熱を被加熱材料が１加熱段分送り込まれる間だ
け行うようにしたのである。これにより、被加熱材料は
各加熱段においてそれぞれ目標温度まで加熱されること
となり、以後は、予め設定された通常の出力電圧で加熱
を行えば良い。

この場合にも、被加熱材料を直ちに再加熱することが可
能で、第１発明と同様な効果が得られる。

なお、各加熱段をそれぞれ独立の高周波誘導加熱炉と考
えれば、それ等各加熱段における加熱方法は前記第１発
明と実質的に同じであり、かかる第２発明は第１発明の
寄せ集めと見做すこともできる。

課題を解決するための第３の手段 前記目的を達威するために為された第３発明は、等間隔
で設けられた複数の加熱段の加熱コイルにそれぞれ高周
波電流を通電することにより、その加熱コイル内を送ら
れる被加熱材料を前記加熱段毎に予め定められた目標温
度まで段階的に誘導加熱する高周波誘導加熱炉において
、前記被加熱材料の加熱を途中で中止してその被加熱材
料を前記高周波誘導加熱炉から前記複数の加熱段の途中
まで引き出した後、再びその高周波誘導加熱炉で加熱す
るに際して、（ト）前記複数の加熱段による加熱部分毎
に前記被加熱材料の温度を測定する温度測定工程と、（
１）前記目標温度と前記温度測定工程において測定され
た温度との温度差を前記加熱段毎に算出する温度差算出
工程と、（ホ）その加熱段毎に算出された温度差に基づ
いて全ての加熱段で前記被加熱材料を前記目標温度まで
それぞれ加熱することが可能な送り速度を決定する速度
決定工程と、（ｎ）その速度決定工程において決定され
た送り速度および前記加熱段毎に算出された温度差の２
乗根に基づいてその加熱段毎に操作出力を決定する操作
出力決定工程と、（０）その加熱段毎に決定された操作
出力に比例した大きさの出力電圧で各加熱段の加熱コイ
ルに前記高周波電流を通電する通電工程と、（ｐ）前記
複数の加熱段の途中まで引き出された前記被加熱材料を
前記速度決定工程において決定された送り速度で１加熱
段分だけ送り込む送込み工程とを有することを特徴とす
る。

ここで、上記速度決定工程は、例えば前記複数？加熱段
における各加熱コイルの最大加熱能力とその加熱段毎に
算出された前記温度差とに基づいて、その加熱段毎にそ
の最大加熱能力によって前記加熱温度まで加熱する場合
の送り速度を求め、その加熱段毎に求められた送り速度
のうち最も遅いものを前記送り速度として決定するよう
に構戊される。すなわち、各加熱段において最大加熱能
力が得られる操作出力をｕ．．．■，温度差をΔＴｏ，
目標温度をＴ７とすると、例えば次式（２）に従って最
大加熱能力によって目標温度Ｔ７まで加熱することがで
きる各加熱段の送り速度Ｖアが算出され、その最も遅い
送り速度ｍｌ、ｖ７を送り速度として決定するのである
。但し、かかる（２）式の関数ａ１（Ｔ７）および定数
ｂ１は、前記（１）式の関数ａ（Ｔ），定数ｂと同じも
ので各加熱段毎に定められる。なお、被加熱材料の比熱
や導電率，透磁率等が温度に拘らず略一定で、同じ大き
さの加熱能力で加熱できる温度が略同じ場合には、前記
温度差のみに基づいて送り速度を決定することもできる
。

Ｖ，ｌ＝　（　（ｕ．．．、−ｂ，）／ａｎ（Ｔｎ））
”／ΔＴ１・・・（２） また、前記操作出力決定工程は、速度決定工程において
決定された送り速度をＶ，各加熱段の温度差をΔＴ７，
目標温度をＴ、とすると、例えば次式（３）に従って各
加熱段の操作出力ｕ７を求めるように構成される。但し
、かかる（３）式における関数ａｎ（Ｔｎ）および定数
ｂ，ｌは、上記（２）式と同じである。

ｕ　Ｂ　−　ａ　６（Ｔ、）ヅｖＡＴ．＋ｂ．　　・・
・（３）第３発明の作用および効果 この第３発明は、前記第２発明に比較して、加熱中止時
における被加熱材料の温度降下が比較的大きく、予め設
定された送り速度で被加熱材料を送ると、最大加熱能力
で加熱を行っても目標温度まで加熱できない場合を想定
して為されたもので、各加熱段毎に算出された温度差に
基づいて全ての加熱段で被加熱材料を目標温度までそれ
ぞれ加熱することが可能な送り速度を決めるとともに、
その送り速度において被加熱材料を目標温度まで加熱す
る操作出力を各加熱段毎に決定するようにしたのである
。その場合に、被加熱材料の加熱温度は送り速度に反比
例するため、その送り速度を変更する場合には、送り速
度に比例して人熱量が変化するように高周波電源の出力
電圧を送り速度の２乗根に比例して変化させる必要があ
り、前記操作出力決定工程は、送り速度および温度差の
２乗根に基づいて例えば前記（３）式に従って各加熱段
における操作出力を決定する。なお、前記（２）式はか
かる（３）式に基づいて得られたものである。

そして、その操作出力に比例した大きさの出力電圧で各
加熱段の加熱コイルに高周波電流を通電しながら、上記
決定された送り速度で被加熱祠料を１加熱段分だけ送り
込むことにより、被加熱材料は各加熱段毎に予め定めら
れた目標温度まで加熱され、以後は、予め設定された通
常の出力電圧および送り速度で加熱を行えば良い。

かかる第３発明においても、被加熱材料を直ちに再加熱
することが可能で、前記第１発明，第２発明と同様な効
果が得られる。しかも、本発明では全ての加熱段で被加
熱材料を目標温度まで加熱できるように送り速度が決定
されるため、加熱中止時における被加熱材料の温度降下
が比較的大きい場合でも、その被加熱材料を各加熱段の
目標温度まで良好に加熱することができるのである。

また、上記送り速度を決定する際に、複数の加熱段の各
加熱コイルの最大加熱能力とその加熱段毎に算出された
前記温度差とに基づいて、その加熱段毎にその最大加熱
能力によって前記目標温度まで加熱する場合の送り速度
を例えば前記（２）式に従って求め、その加熱段毎の送
り速度のうち最も遅いものを送り速度として決定すれば
、全ての加熱段において目標温度まで加熱することが可
能な最も速い送り速度で被加熱材料が送られるため、能
率良く再加熱を行うことができる。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は、被加熱材料としての棒鋼１０に熱間鍛造加工
を行うための装置であり、棒鋼１０は送り装置１２によ
り図の右方向へ送られるとともに、高周波誘導加熱炉ｌ
４によって例えば１２００゜Ｃ程度の目標温度Ｔまで加
熱され、鍛造機１６のシャーｌ８により予め定められた
一定の寸法に切断されて鍛造加工が行われる。棒鋼１０
は例えば６ｍ程度の長さがあり、１０ｃｍ程度の寸法に
切断されて多段階の鍛造加工が行われることにより、ボ
ルト素材等が製造される。

上記送り装置１２は、２つの駆動モータ２０，２２にそ
れぞれ駆動信号ＤＭ、ＤＭ．を供給することにより、２
種類の駆動ローラ２４，２６をそれぞれ回転駆動して棒
鋼１０を送るようになっている。鍛造機１６に近い位置
の駆動ローラ２６は、送りカムその他の間欠回転機構に
より間欠回転させられ、シャー１８の作動に連動して棒
鋼１０を間欠送りするもので、その駆動ローラ２６に対
向する位置にはそれぞれ押えローラ２８が配置されてい
る。また、駆動ローラ２４は、棒鋼１０を載置してそれ
を予め設定された一定の送り速度で移動させるもので、
その送り速度は上記駆動ローラ２６によって間欠送りさ
れる棒鋼１０の平均移動速度と略等しい速度に設定され
ている。駆動ローラ２４によって送られる棒１４１０の
先端部が駆動ローラ２６に達すると、棒鋼１０は駆動ロ
ーラ２４との間で滑りを生じながら駆動ローラ２６によ
って間欠送りされる。

前記高周波誘導加熱炉、１４は、等間隔で設けられた複
数（本実施例では５段）の加熱段から戒り、各加熱段に
はそれぞれ同じ巻数の加熱コイル３０ａ，３０ｂ，３０
ｃ，３０ｄ，３０ｅが配設されているとともに、それ等
の加熱コイル３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ
にはそれぞれ高周波電源３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２
ｄ，３２ｅから高周波電流が供給されるようになってい
る（以下、特に区別しない場合には加熱コイル３０．高
周波電源３２という）。前記棒銅ｌＯは、それ等の加熱
コイル３０内を通過させられるようになっており、各加
熱段における加熱コイル３０の電磁誘導作用によりその
棒鋼１０には誘導電流が発生させられ、それに伴う発熱
によって加熱される．上記各高周波電源３２から出力さ
れる高周波電流の出力電圧は互いに等しく、その出力電
圧は、常温の棒１ｌ１１０が５つの加熱段を通過させら
れることによって前記目標温度Ｔまで加熱されるように
、前記送り装置１２による送り速度等に基づいて予め設
定される。これにより、通常の熱間鍛造作業では棒ｍｌ
ｏが高周波誘導加熱炉１４によって目標温度Ｔまで加熱
され、鍛造機１６によって良好に鍛造加工が行われる。

前記加熱コイル３０の長さは例えば８０ｃｍ程度で、互
いに２０ｃｍ程度の間隔を隔てて配設されており、棒鋼
１０が駆動ローラ２６によって間欠送りされるようにな
っても、各加熱段の通過時間は駆動ローラ２４によって
送られる場合と変わりなく、棒鋼１０は常に目標温度Ｔ
まで良好に加熱される。なお、捧鋼１０のような鋼材を
１２００゜Ｃ程度まで加熱する際には、その加熱過程で
変態点を通過し、比熱や導電率，透磁率等が大きく変化
するため、各加熱段における高周波電流の出力電圧が同
じで加熱能力が等しい場合でも、それに伴う温度上昇幅
はその加熱段における棒ｗ４１０の温度によって相違す
る。

一方、棒鋼１０の送り方向において上記高周波誘導加熱
炉１４よりも上流側の位置には、放射温度計等の温度セ
ンサ３４が配設されている。この温度センサ３４は、鍛
造６１６のトラブルや型交換などにより棒鋼１０の加熱
が中断した場合に、高周波誘導加熱炉１４から引き出さ
れた棒ｗ４１０の温度Ｔｘを測定するためのもので、そ
の温度ＴＭを表す温度信号ＳＴ．を操作出力制御装置３
６に供給する。操作出力制御装置３６にはまた、設定器
３８により設定された目標温度Ｔを表す温度信号ＳＴが
供給されるようになっている。上記温度センサ３４によ
り棒鋼１０の温度Ｔ．を測定する工程が温度測定工程に
相当する。

操作出力制御装置３６はマイクロコンピュータ等にて構
成され、第２図の機能ブロック線図に示されている機能
を備えており、先ず、温度差算出ブロック４０において
温度信号ＳＴが表す目標温度Ｔと温度信号ＳＴＭが表す
棒鋼１０の温度ＴＭとの温度差ΔＴを算出する。この工
程が温度差算出工程に相当する。そして、操作出力決定
プロック４２において、その温度差ΔＴの２乗根に基づ
いて・次式（４）に従って操作出力Ｕを決定し、その操
作出力Ｕを表す操作信号・Ｓｕを前記各加熱段の高周波
電源３２に供給する。かかる（４）式は、前記（１）式
によって得られる操作出力を加熱段の数５で割算するよ
うにしたものであり、この工程が操作出力決定工程に相
当する。

５ 各加熱段の高周波電源３２は、操作信号Ｓｕが表す操作
出力Ｕに比例した出力電圧で前記高周波電流を各加熱コ
イル３０に通電するようになっている。この工程が通電
工程に相当する。加熱コイル３０によって棒鋼１０に加
えられる人熱量は操作出力Ｕの２乗に比例し、棒ｆｉｌ
ｌｏの加熱温度は送り速度が一定であれば人熱量に比例
するが、前記（４）式から明らかなように上記操作出力
Ｕは定数ｂをＯとすれば温度差ΔＴの２乗根に比例して
変化させられ、人熱量は温度差ΔＴに比例して変化させ
られる。このため、各加熱段の加熱コイル３０に前記操
作出力Ｕに比例した出力電圧で高周波電流が通電されて
いる状態において、棒鋼１０が送り装置１２により予め
定められた一定の送り速度で高周波誘導加熱炉１４内に
送り込まれることにより、その棒鋼１０は温度差ΔＴの
大きさに拘らず目標温度Ｔまで加熱される。送り装置１
２により棒＃４１０を一定の速度で高周波誘導加熱炉１
４内に送り込む工程が送込み工程に相当する。

なお、前記（４）式における関数ａ　（Ｔ）は、棒鋼１
０の温度上昇に伴う比熱や導電率．透磁率等の変化に基
づいて理論的若しくは実験的に予め送り速度に応じて定
められる。また、定数ｂは理論的にはＯであり、電気的
熱的な狂いなどから予め実験的に定められる。

また、前記操作出力制御装？＆３６および送り装置１２
には、再起動押釦ＰＢの押圧操作によって再起動信号Ｓ
Ｓが供給されるようになっている。

この再起動押釦ＰＢは、鍛造機ｌ６のトラブル等によっ
て高周波誘導加熱炉１４および送り装置１２の作動が停
止させられることにより加熱が途中で中止された棒鋼１
０が高周波誘導加熱炉１４の上流側まで引き出され、そ
の棒＠１０から熱間鍛造加工を再開する場合に押圧操作
されるものである。

かかる熱間鍛造加工装置においては、鍛造機１６のトラ
ブルなどにより棒１ｉ１０の加熱を途中で中止した場合
に、その捧鋼１０の先端部が温度センサ３４の配設位置
に位置するように棒鋼１０を高周波誘導加熱炉１４から
引き出し、再起動押釦ＰＢを押圧操作して熱間鍛造加工
を再開すると、その棒鋼１０の温度ＴＭが温度センサ３
４によって測定されるとともに、その温度Ｔ。と目標温
度Ｔとの温度差ΔＴに基づいて前記（４）式に従って操
作出力Ｕが決定され、その操作出力Ｕに比例する大きさ
の出力電圧で高周波電流が各加熱段の加熱コイル３０に
通電される。また、棒鋼１０は送り装置１４により予め
定められた一定の送り速度で高周波誘導加熱炉１４内に
送り込まれ、５段の加熱段を通過させられることにより
、温度差ΔＴに拘らず予め定められた目標温度Ｔまで加
熱される．したがって、棒１４ｌＯの温度ＴＭが余熱に
より常温より高くても目標温度Ｔを越えて加熱されるこ
とはなく、棒！４１０の温度Ｔ。が常温まで下がるまで
放置することなく直ちに再加熱することが可能で、棒ｉ
ｉ１１０を放置するための場所や煩わしい作業が不要に
なるとともに、作業能率が向上する。

なお、この加熱が中断した棒鋼１０の熱間鍛造加工が終
了すると、高周波電源３２は予め設定された出力電圧で
高周波電流を加熱コイル３０に通電し、後続の棒鋼１０
に対しては通常の加熱が行われる。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説
明において前記第１実施例と共通する部分には同一の符
号を付して説明を省略する。

第３図の高周波誘導加熱炉５０は、前記実施例の高周波
誘導加熱炉１４と同様に５つの加熱段から構威されてお
り、通常の熱間鍛造加工においては前記実施例と全く同
じ作動により棒鋼ＩＯを段階的に前記目標温度Ｔまで加
熱するものである。

この場合に、各加熱段における高周波電源３２の出力電
圧は、前述したように各加熱コイル３０に同し大きさの
出力電圧で高周波電流を通電することにより、常温の捧
鋼１０が最終的に目標温度Ｔまで加熱されるように設定
され、各加熱段における目標温度は特に設定されるわけ
ではないが、この通常の熱間鍛造加工時に各加熱段で加
熱される棒鋼１０の加熱後の温度Ｔ．．（ｎ＝ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ）が各加熱段の目標温度に相当する。そして
、その目標温度Ｔ１は予め実測等によって求められ、前
記設定器３８に設定される。なお、最終加熱段の目標温
度Ｔ．は前記目標温度Ｔと一致する。

また、高周波誘導加熱炉５０の各加熱段の上流側の位置
にはそれぞれ温度センサ５２ａ，５２ｂ５２ｃ，５２ｄ
，５２ｅ　（以下、特に区別しない場合には温度センサ
５２という）が配設されている。これ等の温度センサ５
２は、鍛造機１６のトラブルや型交換などにより棒鋼１
０の加熱が中断？た場合に、先端が最終加熱段の手前に
位置するまで引き出された捧鋼１０の各加熱段によって
加熱すべき部分、すなわち各加熱段の上流側の部分の温
度Ｔ）１１％　（ｎ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）を測定し、
それ等の温度Ｔ０を表す温度信号ＳＴ■（ｎ＝ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ）を操作出力制御装置５４に仇給する。これ
等の温度センサ５２により棒＠ｌＯの各加熱部分の温度
Ｔ０を測定する工程が温度測定工程に相当する。

上記操作出力制御装置５４にはまた、前記設定器３８に
より設定された各加熱段の目標温度Ｔｎを表す温度信号
ＳＴ．（ｎ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）が供給されるように
なっている。この操作出力制御装置５４はマイクロコン
ピュータ等にて１成され、第４図の機能ブロック線図に
示されている機能を備えており、先ず、温度差算出ブロ
ック５６において温度信号ＳＴ．が表す目標温度Ｔ７と
温度信号ＳＴＭ■が表す棒鋼ＩＯの温度Ｔ。との温度差
ΔＴＦＩ　　（ｎ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）を算出する。

この工程が温度差算出工程に相当する。

温度差算出ブロック５６において各加熱段毎に温度差Δ
Ｔｎが算出されると、次に、速度決定ブロック５８にお
いて、各加熱段において最大加熱能力が得られる操作出
力ｕｍａｘｎ　（ｎ＝ａ，　　ｂ，　　Ｃｄ，ｅ）と上
記温度差ΔＴ７とに基づいて、最大加熱能力で目標温度
Ｔ７まで加熱する場合の各加熱段の送り速度ｖ，（ｎ＝
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）を前記（２）式に従って算出し、
その最も遅い送り速度ｍｉｎｃｎを送り速度Ｖとして決
定する。これは、鍛造機１６のトラブル等により途中ま
で加熱された棒鋼１０が長時間放置され、その温度ＴＩ
．！、が大幅に低下した場合には、通常の熱間鍛造加工
時の送り速度において最大加熱能力で加熱しても目標温
度Ｔ，ｌまで加熱できない場合があるためで、上記送り
速度Ｖは、全ての加熱段で棒！ｉＩ１０をそれぞれの目
標温度Ｔ７まで加熱することが可能な最も速い送り速度
である。この送り速度■を決定する工程が速度決定工程
に相当し、その送り速度Ｖを表す速度信号Ｓｖは、操作
出力決定ブロック６０および前記送り装置１２に供給さ
れる。なお、上記各加熱段の操作出力ｕ　、Ｘｆｉは予
め設定されている。

操作出力決定ブロック６０は、前記送り速度Ｖとして決
定された最も遅い送り速度ｅｉｎＶｎの加熱段について
は、最大加熱能力が得られる操作出力ｕ　ｆｆｉａｘｎ
を操作出力ｕ１として決定する一方、他の加熱段につい
ては、送り速度Ｖおよび温度差ΔＴ７の２乗根に基づい
て前記（３）式に従って操作出力ｕ７をそれぞれ決定す
る。そして、各加熱段の操作出力Ｕ。を表す操作信号Ｓ
ｕ．を各加熱段の高周波電源３２に供給する。この工程
が操作出力決定工程に相当する。

各加熱段の高周波電源３２は、前記実施′例と同様に操
作信号Ｓｕ．が表す操作出力Ｕ。に比例した出力電圧で
前記高周波電流を各加熱コイル３０に通電するようにな
っている。この工程が通電工程に相当する。各加熱コイ
ル３０によって棒ｍ１０に加えられる人熱量は操作出力
ｕ７の２乗に比例し、棒鋼１０の加熱温度は人熱量に比
例するとともに送り速度Ｖに反比例するが、前記（３）
式から明らかなように操作出力ｕ，ｌは定数ｂ７をＯと
すれば送り速度Ｖおよび温度差ΔＴ，の２乗根に比例し
て変化させられ、人熱量は送り速度Ｖおよび温度差ΔＴ
７に比例して変化させられる。このため、各加熱段の加
熱コイル３０に前記操作出力ｕ７に比例した出力電圧で
高周波電流が通電されている状態において、棒鋼１０が
送り速度Ｖで各加熱段を送られることにより、その棒鋼
１０は温度差ΔＴ，１の大きさに拘らず各加熱段におい
てそれぞれ目標温度Ｔ７まで加熱される。

また、前記速度信号Ｓｖが供給される送り装置１２は、
その速度信号Ｓｖが表す送り速度Ｖで棒鋼１０を１加熱
段分だけ送るように、駆動ローラ２４を回転駆動する駆
動モータ２０の駆動信号ＤＭ，を変更する。これにより
、先端部が最終加熱段の手前に位置するまで引き出され
た棒鋼１０は、その先端部が最終加熱段を通過する間だ
け送り速度Ｖで送られ、以後は予め設定された通常の送
り速度に戻される。この送り速度Ｖで棒鋼１０を１加熱
段分だけ送る工程が送込み工程に相当する。

なお、前記各加熱段における高周波電源３２は、棒鋼１
０が上記送り速度Ｖで送られる間だけ前記操作出力ｕ７
に比例する出力電圧で高周波電流を出力し、以後は予め
設定された通常の出力電圧に戻される。また、駆動モー
タ２２は通常の状態で作動させられる。

前記再起動押釦ＰＢからの再起動信号ＳＳは操作出力制
御装置５４に供給されるようになっており、途中で加熱
が中止された棒ｍｌＯをその先端部が最終加熱段の手前
に位置するまで引き出した後その再起動押釦ＰＢが押圧
操作されることにより、前述したようにその棒鋼ｌＯの
各部の温度Ｔエ、が温度センサ５２によって測定される
とともに、その温度Ｔ，４，と目標温度Ｔ７との温度差
ΔＴ７に基づいて、全ての加熱段において目標温度Ｔ７
まで加熱することが可能な送り速度Ｖが決定される。

そして、その送り速度Ｖおよび温度差ΔＴ７の２乗根に
基づいて前記（３）式に従って各加熱段の操作出力ｕ７
が決定され、その操作出力ｕ７に比例する大きさの出力
電圧で高周波電流が各加熱段の加熱コイル３０に通電さ
れるとともに、棒鋼１０は送り装置１２により上記送り
速度■でｌ加熱段分だけ送られる。これにより、棒＠１
０は温度差ΔＴ７に拘らず各加熱段においてそれぞれ目
標温度Ｔ７まで加熱され、以後は、通常の送り速度およ
び出力電圧に戻されて通常の加熱が行われる。

したがって、かかる本実施例においても、棒鋼１０を直
ちに再加熱することが可能で、前記第１実施例と同様な
効果が得られる。しかも、本実施例では棒鋼１０を高周
波誘導加熱炉５０から完全に引き出す必要がなく、先端
部が最終加熱段の手前に位置するまで引き出せば良いた
め、作業が一層容易となるのである。この場合に、全て
の加熱段で棒鋼１０をそれぞれ目標温度Ｔ７まで加熱で
きるように送り速度Ｖが決定されるため、加熱中止時に
おける棒鋼１０の温度降下が比較的大きい場合でも、そ
の捧鋼１０を各加熱段の目標温度Ｔ７まで良好に加熱す
ることができる。

また、上記送り速度■は、各加熱段の最大加熱能力と温
度差ΔＴ７とに基づいて、その加熱段毎にその最大加熱
能力によって目標温度Ｔ７まで加熱する場合の送り速度
ｖ７を．求め、その送り速度ｖ７のうち最も遅いｓ！＋
ｓＶｎを送り速度Ｖとして決定するようになっているた
め、全ての加熱段において目標温度Ｔ、まで加熱するこ
とが可能な最も速い送り速度で棒鋼１０が送られ、能率
良く再加熱を行うことができるのである。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明した
が、本発明は更に別の態様で実施することもできる。

例えば、前記実施例では熱間鍛造加工において高周波誘
導加熱炉１４．５０により棒鋼１０を再加熱する場合に
ついて説明したが、本発明方法は高周波誘導加熱炉によ
って加熱を行う他の種々の加工装置にも同様に適用され
、コイル材などを加熱する場合にも適用され得る。

また、前記実施例では加熱が途中で中止された棒鋼１０
を再加熱する場合について説明したが、温度が異なる被
加熱材料を取り扱う装置に本発明方法を利用することも
可能である。

また、前記実施例の高周波誘導加熱炉１４，５０は５つ
の加熱段から構或されているが、その加熱段の数は幾つ
であっても良く、特に第１実施例の高周波誘導加熱炉１
４については、目標温度Ｔによっては１本の加熱コイル
のみから構成することもできる。

また、各加熱段の加熱能力は必ずしも同じである必要は
なく、第１実施例においても加熱段毎に異なる操作出力
を決定して高周波電源３２の出力電圧を別々に制御する
ことができる。

また、前記第１実施例は棒ｍｉｏの温度Ｔ．がその全長
に亘って略同じであることを前提としたものであるが、
棒ｗ４１０の温度Ｔ．が捧１１０の各部において大きく
異なる場合等においては、その温度Ｔ，４の変化に応じ
て操作出力Ｕを連続的に変化させるようにすることも可
能である。このことは第２実施例についても同様である
。

また、前記実施例は何れも棒鋼１０の温度降下が比較的
大きい場合に有効であるが、第２実施例において棒鋼１
０の温度降下が少なく、予め設定？れた送り速度で棒鋼
１０を送っても全ての加熱段においてそれぞれ目標温度
Ｔ７まで加熱することが可能な場合、すなわち各加熱段
によって加熱すべき部分の温度Ｔ■がその前段の目標温
度Ｔ７よりも高い場合には、送り速度を変更することな
く前記（１）弐に従って各加熱段の操作出力ｕ７を決定
し、予め設定された送り速度で棒＠１０を１加熱段分だ
け送りながらその操作出力ｕ７に比例した出力電圧で高
周波電流を各加熱コイル３０に通電するようにしても差
支えない。

また、前記第２実施例では最終加熱段の手前まで棒１２
！１０を引き出して再加熱するようになっているが、そ
の引出し量は適宜変更できる。特に、上記のように送り
速度を変更しない場合には、各加熱段で目標温度Ｔ，ま
で加熱できるように、棒鋼１０の温度Ｔ０に応じて引出
し量を定めることが望ましい。

また、前記第２実施例では各加熱段の目標温度Ｔ，ｌが
設定器３８により設定されるようになっているが、通常
の熱間鍛造加工時に各加熱段の加熱温度を検出し、それ
を各加熱段の目標温度として自動的に設定されるように
することも可能である。

また、前記第２実施例では最大加熱能力によって目標温
度Ｔ９まで加熱する場合の送り速度ｖ７のうち最も遅い
ｍｉｎｃｅが送り速度Ｖとして決定されているが、送り
速度Ｖはそのｍｉｎ　Ｖ　ｎよりも遅ければ良く、例え
ば予め定められた複数の送り速度の中から選択するよう
にすることも可能である。

その他一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基
づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法が好適に適用される熱間鍛造加工装
置の一例を説明する構或図である。第２図は第１図の装
置における操作出力制ｉ１［１装置の機能を説明するブ
ロック線図である。第３図は本発明方法が好適に適用さ
れる他の熱間鍛造加工装置を説明する構戒図である。第
４図は第３図の装置における操作出力制御装置の機能を
説明するブロツタ線図である。 ｌＯ：棒鋼（被加熱材料） １４，５０：高周波誘導加熱炉

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱コイルに高周波電流を通電することにより、
   該加熱コイル内を予め定められた一定の送り速度で送ら
   れる被加熱材料を予め定められた目標温度まで誘導加熱
   する高周波誘導加熱炉において、前記被加熱材料の加熱
   を途中で中止して前記高周波誘導加熱炉から引き出した
   後、再び該高周波誘導加熱炉で加熱するに際して、 前記高周波誘導加熱炉から引き出された前記被加熱材料
   の温度を測定する温度測定工程と、該温度測定工程にお
   いて測定された温度と前記目標温度との温度差を算出す
   る温度差算出工程と、該温度差の２乗根に基づいて操作
   出力を決定する操作出力決定工程と、 該操作出力に比例した大きさの出力電圧で前記加熱コイ
   ルに前記高周波電流を通電する通電工程前記被加熱材料
   を前記一定の送り速度で前記高周波誘導加熱炉内に送り
   込む送込み工程と を有することを特徴とする高周波誘導加熱炉による加熱
   方法。
2. （２）等間隔で設けられた複数の加熱段の加熱コイルに
   それぞれ高周波電流を通電することにより、該加熱コイ
   ル内を予め定められた一定の送り速度で送られる被加熱
   材料を前記加熱段毎に予め定められた目標温度まで段階
   的に誘導加熱する高周波誘導加熱炉において、前記被加
   熱材料の加熱を途中で中止して該被加熱材料を前記高周
   波誘導加熱炉から前記複数の加熱段の途中まで引き出し
   た後、再び該高周波誘導加熱炉で加熱するに際して、前
   記複数の加熱段による加熱部分毎に前記被加熱材料の温
   度を測定する温度測定工程と、 前記目標温度と前記温度測定工程において測定された温
   度との温度差を前記加熱段毎に算出する温度差算出工程
   と、 該加熱段毎に算出された温度差の２乗根に基づいて該加
   熱段毎に操作出力を決定する操作出力決定工程と、 該加熱段毎に決定された操作出力に比例した大きさの出
   力電圧で各加熱段の加熱コイルに前記高周波電流を通電
   する通電工程と、 前記複数の加熱段の途中まで引き出された前記被加熱材
   料を前記一定の送り速度で１加熱段分だけ送り込む送込
   み工程と を有することを特徴とする高周波誘導加熱炉による加熱
   方法。
3. （３）等間隔で設けられた複数の加熱段の加熱コイルに
   それぞれ高周波電流を通電することにより、該加熱コイ
   ル内を送られる被加熱材料を前記加熱段毎に予め定めら
   れた目標温度まで段階的に誘導加熱する高周波誘導加熱
   炉において、前記被加熱材料の加熱を途中で中止して該
   被加熱材料を前記高周波誘導加熱炉から前記複数の加熱
   段の途中まで引き出した後、再び該高周波誘導加熱炉で
   加熱するに際して、 前記複数の加熱段による加熱部分毎に前記被加熱材料の
   温度を測定する温度測定工程と、前記目標温度と前記温
   度測定工程において測定された温度との温度差を前記加
   熱段毎に算出する温度差算出工程と、 該加熱段毎に算出された温度差に基づいて全ての加熱段
   で前記被加熱材料を前記目標温度までそれぞれ加熱する
   ことが可能な送り速度を決定する速度決定工程と、 該速度決定工程において決定された送り速度および前記
   加熱段毎に算出された温度差の２乗根に基づいて該加熱
   段毎に操作出力を決定する操作出力決定工程と、 該加熱段毎に決定された操作出力に比例した大きさの出
   力電圧で各加熱段の加熱コイルに前記高周波電流を通電
   する通電工程と、 前記複数の加熱段の途中まで引き出された前記被加熱材
   料を前記速度決定工程において決定された送り速度で１
   加熱段分だけ送り込む送込み工程と を有することを特徴とする高周波誘導加熱炉による加熱
   方法。
4. （４）前記速度決定工程は、前記複数の加熱段の各加熱
   コイルの最大加熱能力と該加熱段毎に算出された前記温
   度差とに基づいて、該加熱段毎に該最大加熱能力によっ
   て前記加熱温度まで加熱する場合の送り速度を求め、該
   加熱段毎の送り速度のうち最も遅いものを前記送り速度
   として決定するものである請求項（３）に記載の高周波
   誘導加熱炉による加熱方法。