JPH066734B2

JPH066734B2 - 誘導加熱装置の温度制御方法ならびにその装置

Info

Publication number: JPH066734B2
Application number: JP63163394A
Authority: JP
Inventors: 正人小出
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1988-06-30
Filing date: 1988-06-30
Publication date: 1994-01-26
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: JPH0211717A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は誘導加熱装置の温度制御方法ならびにその装置
に係り、詳しくは加熱炉で加熱されたスラブ等の被加熱
材を更に高温に加熱する誘導加熱装置の温度制御する方
法において、誘導加熱を不活性ガス雰囲気で行なうとと
もにスラブ等の鋼片の長さ方向の温度分布を制御できる
誘導加熱装置の温度制御方法ならびにその装置に係る。

従来の技術竪型誘導加熱装置は、スラブ等の鋼片を更に高温に加熱
するために、高周波誘導によって加熱する装置であっ
て、第４図に示す如く、構造上では、水平に巻かれた３
つの加熱誘導コイル２、３、４が上下に分けて配置さ
れ、各誘導コイルによる誘導加熱の程度によって鋼板１
１の上下方向（Ａ方向）の温度を制御するよう構成され
ている。なお、符号５、６、７は各誘導コイル２、３、
４への電力供給源である。しかし、この誘導加熱装置に
よると、電流の流れが均一でなく、鋼片１１の長手若し
くは長さ方向（Ｂ方向）の温度分布を制御することはで
きず、鋼片１１の長さ方向の温度分布が均一にならない
場合が多く品質上問題になっている。

このような問題を解決するために、従来から誘導加熱装
置の炉内温度を制御する方法についてはいろいろ提案さ
れている。

例えば、特公昭５２−４７１７９号公報に示されるとこ
ろは、被加熱材の鋼片が誘導加熱コイルによってとりま
かれるように巻かれて誘導加熱コイルされる際に、鋼片
の厚さ（最短辺）方向の端面やそれら端面と側面との境
を成すコーナ部を耐火断熱材で被覆する方法である。

この方法によれば、電流浸透深さに較べて薄い厚さの薄
板スラブ鋼板のコーナ部や端面の温度定価の防止に一応
の効果が認められるが、耐火断熱材で被覆するだけでは
本質的にスラブ等の鋼片の温度制御方法を改善するもの
とは云えない。

また、特公昭５２−４７１７８号公報に示されるところ
は、複数の電源にそれぞれ接続された複数コイルを用い
て被加熱材の鋼片を加熱する誘導加熱炉において、それ
ぞれのコイルによる加熱部分の温度を検出し、各電源の
周波数を異ならせることによって、その検出温度に応じ
て各コイルの出力を制御する方法である。

この方法は、各電源の周波数をかえて鋼片の温度低下す
る部分を積極的に加熱し、均熱化に要する時間を短縮し
ようとするものである。コイルの出力調整によるだけで
はスケール等の発生による外乱の影響が受けやすく、被
加熱材の鋼片の正確な温度測定ができないし、均一な温
度分布も得ることはできず、更に、鋼片の長手方向の温
度の均一化も達成できない。

また、特開昭６２−１３５２６号公報に示されるところ
でも、鋼片等の被加熱材の幅方向の温度、つまり誘導加
熱炉で加熱される際は鋼片の上下方向の温度を制御でき
るに過ぎない。

発明が解決しようとする課題本発明はこれらの問題の解決を目的とし、具体的には、
従来例では誘導加熱装置内の被加熱材、例えば鋼片の温
度分布の正確な測定が難かしく、正確な温度が測定でき
ないこと、また、誘導加熱装置による加熱では出力制御
等の手段を用いても鋼片長さ方向の均一な温度分布が得
られないこと、また、鋼片の長さ方向の均一な温度分布
を得る研究開発が成されていない等の問題を解決した誘
導加熱装置の温度制御方法及びその装置を提案すること
を目的とする。

課題を解決するための手段ならびにその作用すなわち、本発明は加熱炉で加熱された鋼片等の被加熱
材を更に高温に加熱する誘導加熱装置の温度制御方法に
おいて、この誘導加熱装置の誘導加熱コイル内側に設け
られた耐火材壁と被加熱材との間に形成される空間を、
被加熱材の長さ方向に沿って、複数の仕切り壁によって
仕切って、この仕切られた各空間に個別的に不活性ガス
を吹込み、この個別的に吹込まれる各不活性ガスの吹込
み量を調整して、被加熱材の長さ方向の温度を制御する
ことを特徴とする。

また、鋼片などの被加熱材を誘導加熱する竪型誘導加熱
装置において、この誘導加熱装置の誘導加熱コイルの内
側に設けられた耐火材壁と、この耐火材壁と被加熱材と
の間の空間を仕切り、被加熱材の長さ方向に沿って間隔
をおき設けられた複数の仕切り壁と、この仕切り壁によ
って仕切られた各空間に不活性ガスを個別的に供給する
供給口とを設けたことを特徴とする。

そこで、本発明の手段たる構成ならびに作用について、
更に具体的に説明する。

まず、誘導加熱炉などの加熱装置によって鋼片を加熱す
る場合に、従来例の温度制御方法では鋼片長手方向の均
一な温度分布が得られなかったが、このところについて
検討したところ、次のような条件を満たすことが必要で
あることがわかった。

（１）誘導加熱中スケール等の発生により外乱を受けな
いような雰囲気で加熱し、しかも、温度を正確に測定で
きること。

（２）鋼片の先端部及び後端部が中央部に較べて冷え易
いため、中央部の温度を低下させ温度差を少なくするこ
と。

（３）局部的な高温部の発生をなくすこと、等であった。

更に、進んで、このような条件を満足する誘導加熱装置
の操作条件を研究した。

すなわち、本発明者の研究結果によれば、誘導加熱する
際には、雰囲気ガスの温度を鋼片温度より低くし、雰囲
気は不活性ガス雰囲気としてスケール等の発生を防止
し、温度制御に不活性ガス流量を調節するのがよいこと
がわかった。

以下図面により、更に本発明を詳しく説明する。

なお、第１図は本発明法を実施する際に用いられる誘導
加熱装置の一例の要部を示す説明図であり、第２図は他
の実施例の誘導加熱装置の説明図であり、第３図におい
て（ａ）は従来例の誘導加熱装置で鋼片で加熱した場合
の鋼片長手方向の温度分布を示すグラフであり、（ｂ）
は本発明法を用いた加熱した場合の鋼片長手方向の温度
分布を示すグラフであり、第４図は従来例の誘導加熱装
置の説明図である。

まず、第１図において、符号２、３、４は加熱誘導コイ
ルを示し、これら各コイルは、水平方向に巻かれ、且
つ、上下方向に３個のブロックに分けられ、これらコイ
ル２、３、４によって内部の鋼片１１が誘導加熱され
る。コイル２、３、４の内側に耐火材壁８ａ、８ｂが設
けられ、誘導加熱すべき鋼片１１は耐火材壁８ａ、８ｂ
の間に収容される。

次に、鋼片１１とその両側の耐火材壁８ａ、８ｂとの間
において、この間を鋼片１１の長さ方向に仕切るため、
両耐火材壁８ａ、８ｂの内側から鋼片１１に向って仕切
り壁９ａ、９ｂを突き出し、この仕切り壁９ａ、９ｂに
よって鋼片１１と耐火材壁９ａ、９ｂとの間の空間を分
割して仕切る。この仕切られた各空間には不活性ガスの
供給口１０を設け、この供給口１０は耐火材壁８ａ、８
ｂの上部及び／または下部にも設け、仕切り壁９によっ
て仕切られた各空間にそれぞれ供給口１０から不活性ガ
スが供給される。

なお、仕切り壁９ａ、９ｂは、第１図に示すように、耐
火材壁８ａ、８ｂに対し垂直に設けるのが好ましい。

そこで、以上の構成の誘導加熱装置に鋼片１１を入れ、
鋼片１１を更に誘導加熱する場合、供給口１０から不活
性ガスを仕切り壁９ａ、９ｂによって仕切られた各空間
に吹込み、とくに、供給される不活性ガスの温度は鋼片
１１の温度より低くする。この際、各空間に吹込まれる
不活性ガスの吹込流量を、鋼片１１の長さ方向に沿って
中央部附近と先後の両端部附近の各領域の温度分布に応
じて換える。このように制御すると、鋼片１１の長さ方
向の温度は制御でき、局部的な高温の発生を防止するこ
とができる。

上記のように仕切り壁９を設けるときに、多数設けて空
間を更に分割して仕切ると、鋼片１１はその長さ方向に
わたって精密に温度制御できる。

また、吹込まれる雰囲気ガスは不活性ガスであるため、
誘導加熱の雰囲気を不活性雰囲気となり、スケール生成
を抑制することができ温度測定も正確にできる。

また、第２図に示す実施例は、仕切り壁９ａ、９ｂ、９
ｃ、９ｄによって鋼片１１と両側の耐火材壁８ａ、８ｂ
との間の空間を、鋼片１１の長さ方向に沿って３分割さ
れたものである。更に、耐火材壁８ａ、８ｂの下方には
複数個の不活性ガスの供給口１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、
１０ｄを設ける。例えば、鋼片１１の周囲で仕切り壁９
ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄで仕切られる各空間、つまり、先
端の空間には供給口１０ａから不活性ガスＮ_２（Ｉ）が
送られ、中央の左右空間には供給口１０ｂ、１０ｃから
不活性ガスＮ_２（II）、Ｎ_２（III）が送られ、後端の
空間には供給口１０ｄから不活性ガスＮ_２（IV）が送ら
れる。

このように仕切り壁９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄで３分割し
た場合、中央部に較べて冷え易い先端部及び後端部であ
っても、不活性ガスの吹込み流量を鋼片１１の先端部及
び後端部を含む領域の空間には、中央の空間より、少な
くすることができるため、中央部の冷却能力を低くする
ことができる。

第２図に示す誘導加熱装置と従来例の誘導加熱装置とで
鋼片を誘導加熱した結果を示すと、第３図に示す通りの
結果が得られた。

すなわち、第３図において、（ａ）は従来例を示し仕切
り壁や不活性ガスを用いない場合、（ｂ）は本発明法
で、不活性ガスとしてＮ_２ガスを用い、その流量をＮ_２
（Ｉ）、Ｎ_２（IV）において多くし、Ｎ_２（II）、Ｎ_２
（III）において少なくした場合の温度分布を示すグラ
フである。

第３図から明らかなように、本発明法による場合は従来
例による場合に較べて鋼片の温度分布のバラツキが少な
く、特に先端部及び後端部の温度が上昇しており、本発
明法が優れていることがわかる。

以上、本発明について、第１図及び第２図に示すことに
より説明したが、本発明はこれに拘束されるものではな
く、仕切り壁の数は目的とする温度分布に応じて、適当
な数が選択される。

また、不活性ガスの温度は常温以上であればよいが、余
り高温であると冷却能力が与えることができないため、
誘導加熱炉の雰囲気温度以下とすることが望ましい。

また、流量は誘導加熱鋼材の温度と不活性ガスの温度に
よって決定することができる。

＜発明の効果＞以上、説明したように、本発明においては、誘導加熱装
置内の空間を、加熱すべき鋼片の長さ方向に沿って、仕
切り壁によって仕切り、この仕切られる空間に個別的に
N₂ガス等の不活性ガスを吹込み、この吹込み量を調整し
て、鋼片長さ方向の温度を制御する。

また、吹込みガスは不活性ガスであるから、加熱中にス
ケール等の発生がなく、外乱の影響を受けることがな
く、温度センサによっても正確に温度が測定でき、温度
の制御が正確にしかも容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する際に用いられる誘導加熱装置
の一例の要部を示す説明図、第２図は他の実施例の誘導
加熱装置の説明図、第３図において（ａ）は従来例の誘
導加熱装置で鋼片を加熱した場合の鋼片長手方向の温度
分布を示すグラフ、（ｂ）は本発明法を用いた加熱した
場合の鋼片長手方向の温度分布を示すグラフ、第４図は
従来例の誘導加熱装置の説明図である。符号１……誘導加熱装置２、３、４……加熱コイル５、６、７……電力供給源８……耐火材壁９……仕切り壁１０……不活性ガスの供給口１１……鋼片Ａ……鋼片巾方向Ｂ……鋼片長さ方向Ｎ_２（Ｉ）、Ｎ_２（II）、Ｎ_２（III）、Ｎ_２（IV）…
…Ｎ_２ガス流量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱炉で加熱された鋼片等の被加熱材を更
に高温に加熱する誘導加熱装置の温度制御方法におい
て、この誘導加熱装置の誘導加熱コイル内側に設けられ
た耐火材壁と前記被加熱材との間に形成される空間を、
前記被加熱材の長さ方向に沿って、複数の仕切り壁によ
って仕切って、この仕切られた各空間に個別的に不活性
ガスを吹込み、この個別的に吹込まれる各吹活性ガスの
吹込み量を調整して、前記被加熱材の長さ方向の温度を
制御することを特徴とする誘導加熱装置の温度制御方
法。
【請求項２】鋼片などの被加熱材を誘導加熱する竪型誘
導加熱装置において、この誘導加熱装置の誘導加熱コイ
ルの内側に設けられた耐火材壁と、この耐火材壁と被加
熱材との間の空間を仕切り、前記被加熱材の長さ方向に
沿って間隔をおき設けられた複数の仕切り壁と、この仕
切り壁によって仕切られた各空間に不活性ガスを個別的
に供給する供給口とを設けたことを特徴とする誘導加熱
装置。