JPH0693379B2 - 連続送り式誘導加熱装置の再加熱方法 - Google Patents

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り式誘
導加熱装置がトラブルで停止した後の再運転時に、所定
温度に昇温していない被加熱物の発生を極力減らすよう
にし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を特公昭63-10875号公報
に示す。後工程がトラブルで停止した場合の従来例にお
ける運転は、微速送り保温を採用していた。微速送り保
温とは、所定の搬送速度にて、50〜60％の搬送速度にす
る。つまり、低速にして後工程が立上るまでの待機時の
捨て材を少なくしようとするものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の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、
大型装置で加熱コイルが長い場合、捨て材（後工程に送
られずにバイパスされる被加熱物）が大量に発生し、バ
イパスされた捨て材の処理に困っていた。

本発明は捨て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、前段と後段に分割された加熱コイルと、上記前段お
よび後段の加熱コイルにそれぞれ電力を供給する加熱電
源装置とを備え、定常電力、定常速度S_Dにて被加熱物を
連続的に搬送しながら所定温度まで誘導加熱する連続送
り式誘導加熱装置において、この誘導加熱装置の停止後
の再立ち上げ時に、上記被加熱物が静止状態にて、上記
後段の加熱コイルのみに電力を供給し、一定時間後に上
記S_D以下の速度S_Lで上記被加熱物を搬送させて、上記前
段の加熱コイルへの供給電力を定常電力S_L/S_Dに近い値P
_Lに設定し、上記後段の加熱コイルへの供給電力を定常
電力より高い値P_R2に設定し、上記後段の加熱コイルの
出口側での上記被加熱物の温度が所定温度に近づくにつ
れて上記後段の加熱コイルへの供給電力をP_R2から徐々
に低くしていき、上記後段の加熱コイル入口側の上記被
加熱物の温度が所定温度に近づいた時点で、上記被加熱
物の搬送速度、上記前段および後段の加熱コイルへの供
給電力を定常の値に復帰させるようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、再加熱時に定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、（1a）は前段加熱コイル、（1b）は
後段加熱コイル、（２）はピンチローラ、（３）はスキ
ッドレール、（4a）（4b）はインバータ装置からなる電
源装置、（５）はフリーローラ、（６）は近接スイッ
チ、（７）は近接スイッチ（６）と対向した金属羽根、
（８）は送入コンベア、（10）は被加熱物、（20）は制
御装置である。ここで被加熱物（10）は、複数の円筒形
の鋼材で、前段加熱コイル（1a）の入口から後段加熱コ
イル（1b）の出口まで連続的に搬送される。

この誘導加熱装置の定常運転時の前段加熱コイル（1a）
および後段加熱コイル（1b）内の被加熱物（10）の温度
カーブは第２図（１）に示すものであって、上図に示す
ように後段加熱コイル（1b）内で被加熱物（10）の温度
は所定温度（約1250℃）で均温化されている。

第１図で示す様に被加熱物（10）はピンチローラ（２）
で搬送されている。その速度は、第３図では定常時の場
合S_Dである。被加熱物（10）に接触したフリーローラ
（５）は、被加熱物（10）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）を配置しておくと被加熱物（10）の移動につれ
て、定期的にパルスが出力される。従って、そのパルス
をカウントすれば被加熱物（10）の進んだ距離が把握で
きる。第１図で示した近接スイッチ（６）の出力信号を
第３図では被加熱物位置の名称で示した。今、後工程の
故障等の原因で、誘導加熱装置を停止させたとする。第
３図（ｄ）で制御装置（20）内のタイマが動作し始め、
停止時間を計測し始める。被加熱物（10）の温度は加熱
コイル（１）の全域に亘って、低下を始める。そして、
その温度変化は、例えば第２図のカーブ（２）となり、
例として10分停止で約700℃に低下する。

ここで、誘導加熱装置の再運転時は以下の動作を行う。
運転再開信号が入ると、まず後段加熱電源（4b）のみ電
力が印加され、被加熱物（10）の送りは行われずに、静
止加熱を行う。この期間を静止加熱期間と呼ぶ。この期
間において、後段加熱コイル（1b）内の被加熱物（10）
の温度を所定温度にできるかぎり近づける。静止加熱を
開始する時点の被加熱物（10）の温度は、誘導加熱装置
の停止期間（上記のタイマにより把握）と被加熱物（1
0）の熱放射損失、空気との熱伝達により計算すること
ができる。その計算を行うための定数を表に示す。この
静止加熱の目的は、次に記す低速送り期間で昇温できな
い範囲の温度を先に上げておくためである。

静止加熱期間は、被加熱物温度が定常温度に近づいた時
点をもって終了する。ここで、昇温値は、（印加電力×
加熱効率×静止加熱時間／被加熱物の比熱）に比例す
る。よって、計算または事前の実験によって昇温値を推
定することができるので、定常温度に近づいた時点を判
断することができる。静止加熱期間終了時点での被加熱
物（10）の温度カーブは第２図の（３）に示すように後
段加熱コイル（1b）内のみが昇温している。

次の低速送り期間では以下の動作を行う。静止加熱期間
終了時点の前段加熱コイル（1a）および後段加熱コイル
（1b）の被加熱物（10）の温度を後段加熱電源（4b）で
補償することになるが、速度S_L、後段加熱電源（4b）の
出力（第３図のP_R2）は以下のようにして決められる。
低速送り開始時点の被加熱物（10）の温度をT_L、所定加
熱温度をT_S、後段加熱コイル（1b）の被加熱物（10）の
時間あたり通過重量をＭとして、T_S−T_Lが後段加熱電源
（4b）で昇温させる昇温値で、必要な電力は、（T_S−
T_L）×（被加熱物の比熱）×M/加熱効率に比例した値で
計算される。比熱、通過重量Ｍ、加熱効率はあらかじめ
把握できるので、必要な電力も計算でき、この電力が後
段加熱電源（4b）の設定出力（P_R2）になる。なお、温
度T_Lは、低速送り開始時点での後段加熱コイル（1b）の
入口の被加熱物（10）が選ばれる。ここで、時間あたり
通過重量Ｍは速度S_Lに比例するので、S_Lが大きすぎると
必要な電力すなわち後段加熱電源（4b）の出力が定格値
を越えてしまう。また、一般に被加熱物内部に流れる誘
導加熱電流は表面にしか流れないので、時間をかけて加
熱する方が被加熱物内部への熱伝導が多くなり、被加熱
物の均熱がしやすくなる。よって、S_Lは定常速度S_Dに比
べてかなり低い値、例えば1/2の値ぐらいがよい。

低速送り期間中の前段加熱電源（4a）の出力（第３図の
P_L）は、以下のようにして決められる。一般に加熱に必
要な電力は、送り速度にほぼ比例する。よって、前段加
熱電源（1a）の出力P_Lは、定常出力×S_L/S_Dで求めた値
にする。これは、前段加熱コイル（1a）においては、定
常運転の温度カーブが得られるようにするためである。
この低速送り期間中は、前段加熱コイル（1a）から後段
加熱コイル（1b）に入ってくる低温の被加熱物（10）の
温度を後段加熱コイル（1b）で補償、昇温させる形にな
る。

この低速送り期間が始まると、後段加熱コイル（1b）の
出口より被加熱物（10）が順次排出されてくる。この低
速送り期間中の最初は被加熱物（10）の温度カーブは第
２図の（４）のようになる。後段加熱コイル（1b）内の
被加熱物（10）の温度は徐々に立ち上がり、低速送り期
間開始時点で後段加熱コイル（1b）の入口にあった被加
熱物（10）が排出されるころには、温度カーブは第２図
の（５）に示すようになり、被加熱物（10）の温度は所
定温度に上がっている。

低速送り期間開始時点で前段加熱コイル（1a）内にあっ
た被加熱物（10）は、前段加熱電源（4a）によって加熱
昇温されているため、後段加熱コイル（1b）に入ってい
くころには、温度カーブは第２図の（５）に示すよう
に、低速送り期間開始時点の温度カーブ（第２図
（３））より高めになっている。そのため、後段加熱電
源（4b）は第３図に示すように、徐々に出力を下げてい
って所定出力に復帰させる。この出力の変化タイミング
（第３図のＴ）は、前述の被加熱物（10）の移動パルス
（第３図の（ｂ））と制御装置（20）内のカウンタ（第
３図（ｃ））によって判断される。低速送り開始時点で
前段加熱コイル（1a）の入口にあった被加熱物（10）が
後段加熱コイル（1b）の入口に達した時点が、上記の所
定出力すなわち定常運転への復帰のタイミングとなる。

以上のようにして、静止加熱開始時点すなわち再加熱開
始時点で前段加熱コイル（1a）および後段加熱コイル
（1b）にあった被加熱物（10）は、低い温度より所定加
熱温度まで昇温されていく。その後、定常運転に復帰し
た後は所定温度に立ち上がっていることはいうまでもな
い。

以上の運転を行うための制御機能は（制御装置（20）で
構成）は、市販のプログラムコントローラなどで安価に
構成できる。

〔発明の効果〕

以上の様に本発明によれば、連続送り式の誘導加熱装置
でも、運転停止後の再運転時に所定の温度に達しない捨
て材を減らす事が可能となった。

従って、高温の捨て材が出ないので、作業性が大幅に向
上した。

【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
図はコイル内被加熱物の温度変化を示す説明図、第３図
は本発明による運転方法の一実施例を示す説明図、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、
（1a）は前段加熱コイル、（1b）は後段加熱コイル、
（4a）は前段加熱電源、（4b）は後段加熱電源、（10）
は被加熱物、（20）は制御装置である。 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. 【請求項１】前段と後段に分割された加熱コイルと、上
   記前段および後段の加熱コイルにそれぞれ電力を供給す
   る加熱電源装置とを備え、定常電力、定常速度S_Dにて被
   加熱物を連続的に搬送しながら所定温度まで誘導加熱す
   る連続送り式誘導加熱装置において、この誘導加熱装置
   の停止後の再立ち上げ時に、上記被加熱物が静止状態に
   て、上記後段の加熱コイルのみに電力を供給し、一定時
   間後に上記S_D以下の速度S_Lで上記被加熱物を搬送させ
   て、上記前段の加熱コイルへの供給電力を定常電力のS_L
   /S_Dに近い値P_Lに設定し、上記後段の加熱コイルへの供
   給電力を定常電力より高い値P_R2に設定し、上記後段の
   加熱コイルの出口側での上記被加熱物の温度が所定温度
   に近づくにつれて上記後段の加熱コイルへの供給電力を
   P_R2から徐々に低くしていき、上記後段の加熱コイル入
   口側の上記被加熱物の温度が所定温度に近づいた時点
   で、上記被加熱物の搬送速度、上記前段および後段の加
   熱コイルへの供給電力を定常の値に復帰させるようにし
   たことを特徴とする連続送り式誘導加熱装置の再加熱方
   法。