JPH07102385B2 - 通電加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は通電加熱装置に関し、特に被加熱部材に圧接さ
れる電極部材に関する。

（従来の技術） 加工用の鋼材を加熱する場合、当該鋼材に直接電流を通
電して加熱する通電加熱方法がある。この通電加熱方法
は鋼材の両端に夫々電極部を圧接し、これらの両電極部
を介して当該鋼材に通電し、そのジュール熱により当該
鋼材を直接加熱するものである。この通電加熱は急速加
熱であり、高温域時間も短く、スケール発生及び表面品
質にも有利である。また、通電加熱は鋼材を抵抗体とし
て直接加熱するために効率が高くコスト的にも有利であ
ると共に、温度制御はオン−オフ制御であるために応答
性にも優れている。更に、通電加熱は鋼材の全長を同時
に加熱することが出来るために保熱ゾーンを不要とさ
れ、設備、スペース的にも有利であり、他の誘導加熱方
法、燃焼加熱方法等に代わって広く使用されつつある。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、前記通電加熱においては普通、鋼材の両端に
夫々電極部を圧接するためにこれらの電極部及び前記鋼
材の当該電極部が圧接される両端部分が接触抵抗により
オーバヒートとなり易く、この結果、鋼材の温度が局部
的に異なり不均一となるという問題がある。

本発明は上述の問題点を解決するためになされたもの
で、電極部及び当該電極部を圧接される被加熱部材の端
部の接触抵抗に起因するオーバヒートを防止するように
した通電加熱装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明によれば、丸棒状の被
加熱部材の両端に夫々電極部を圧接し当該被加熱部材に
通電して加熱する通電加熱装置において、前記被加熱部
材の両端近傍に配設され、前記被加熱部材の両端近傍の
外周面と圧接する端面が平面に形成され、前記被加熱部
材と線接触する電極部を備えた構成としたものである。

（作用） 被加熱部材の端部近傍の外周に配設された電極部は、そ
の端面（接触面）が、丸棒状の前記被加熱部材の端部近
傍の外周面に線接触する。この線接触する長さを、被加
熱部材の長さ、通電する電流値等に応じて適宜の長さに
設定することにより、接触抵抗の分散化が図られ、電極
部と被加熱部材との接触抵抗が小さくなり、接触部分の
オーバヒートが防止される。

（実施例） 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

第１図は本発明に係る通電加熱装置の概略構成を示し、
通電加熱装置１は、圧延すべき鋼材例えば、ステンレス
の丸棒300（以下鋼材300という）を載置すると共に挿入
ライン機構に装入する材料装入装置２、前記鋼材を通電
加熱する加熱装置３、材料装入装置２から加熱すべき鋼
材を加熱装置３に搬入し、加熱終了後取り出して搬送装
置５に搬出する装入抽出装置４、加熱装置３から取り出
された加熱された鋼材を圧延装置に搬送する搬送装置5.
加熱装置３に所要の電力を供給する電源装置６及びこれ
らの各装置を所定のタイミングで制御する制御装置７等
により構成されている。

材料装入装置２は鋼材300を載置する載置台20と、装入
機構21と、挿入ライン機構22等により構成され、装入機
構21は載置台20に載置された前記鋼材300を１本ずつ順
次挿入ライン機構22に供給するためのものであり周知で
ある。

挿入ライン機構22は載置台20の一側に配設され加熱装置
３に供給する鋼材を一時待機させるもので、ローラコン
ベアで構成されており、一端には材料の位置決めをする
ストッパ22aを固定され、各ローラ22bは図示しないモー
タにより夫々各別に回転されてこれらの各ローラ22b上
に載置された前記鋼材を挿入ラインLNaに沿ってストッ
パ22aの方向に移送させてその先端面を当該ストッパ22a
に係止させて位置決めを行う。この挿入ライン機構22に
は後述する第11図に示すように鋼材の長さを検出する検
出装置８が当該挿入ライン機構22に沿って配設されてい
る。

この検出装置８は挿入ライン機構22の他端から中央に向
かって所定の間隔で配設された複数例えば、６組の光電
検出器80〜85により構成され、光電検出器80の発光素子
80aと受光素子80bとは挿入ラインLNaの両側に離隔対向
して配置され、挿入ライン機構22の各ローラ22b上に載
置された鋼材の後端の有無即ち、当該鋼材の長さを検出
する。他の各光電検出器81〜85も当該光電検出器80と同
様に構成されいる。これらの各検出器80〜85は前記制御
装置７に接続される。

加熱装置３は前記鋼材を通電加熱するためのもので、挿
入ライン機構22の一側に沿って配置されており、床面に
敷設された一対のレール30、30と、当該レール30、30の
外側に平行に敷設された給電用のブスバー31と、レール
30の一端側に配設固定され上部に加熱用の電極部を配設
された固定台車32と、レール30上に固定台車32と対向し
て移動可能に載置され上部に加熱用の電極部を配設され
た移動台車33等により構成される。

装入抽出装置４は複数例えば５台の装入抽出機40〜44及
びホルダ機構45（第11図）により構成され、これらの各
装入抽出機40〜44は図示のように挿入ライン機構22、加
熱装置３の各レール30、ブスバー31等と直交して所定の
間隔で配置されている。

搬送装置５は加熱装置３に沿って挿入ライン機構22と反
対側に配置され、ローラコンベアで構成され、各ローラ
5aは図示しないモータにより駆動されてこれらの各ロー
ラ5a上に載置された鋼材を搬送ラインLNbの矢印Ａ方向
に搬送する。この搬送ラインLNbの矢印Ａ方向の延長上
には図示しない圧延装置が配設されている。

給電用ブスバー31は第２図及び第３図に示すように一対
の固定ブスバー31A、31Aと、一対の移動ブスバー31B、3
1Bとにより構成され、これらの各固定ブスバー31A、31
A、移動ブスバー31B、31Bは夫々銅の平角の棒状体で形
成され、各レール30、30の外側面にその長手方向に沿っ
て所定の間隔で配設された複数の支持ローラ34に電気的
に絶縁されて支持されている。各固定ブスバー31A、31A
は固定され、各一端31a、31a（第２図）はこれらのレー
ル30、30の略中央位置に位置し、各他端31a′、31a′は
各レール30、30の各他端よりも電源装置６側に突出して
いる。

移動ブスバー31B,31Bは夫々固定ブスバー31A,31Aの外側
に僅かなギャップで平行、且つ各ローラ34上にこれらの
各固定ブスバー31A,31Aの長手方向に沿って移動可能に
配置され、各他端31b′、31b′は移動台車33の両側部に
後述するように固定され且つ当該移動台車33に搭載され
た各電極部に接続され、当該移動台車33の移動に伴い摺
動して移動台車33と電源装置６との間の接続導体の長さ
を最小として導体ロスを少なくしている。また、これら
の各移動ブスバー31B、31Bの各他端31b、31bは移動台車
33を２点鎖線で示す最大後退位置まで後退させた状態に
おいて各レール30、30の略中央位置に位置して前記各固
定ブスバー31A、31Aの各一端31a、31aとクランプ機構3
5、35より当接可能とされる。

クランプ機構35、35は固定ブスバー31A、31Aの各一端31
a、31aの外方位置に配設され、各移動ブスバー31B、31B
をその外側から押圧して各固定ブスバー31A、31Aの対向
する各一端31a、31aに圧接してこれらを電気的に接続す
るためのもので、油圧シリンダ35aと、当該油圧シリン
ダ35aのロッド35bの先端に装着れた押圧パッド35cとに
より構成されている。油圧シリンダ35aは伸長するとパ
ッド35cを介して移動ブスバー31Bを固定ブブバー31Aの
一端31aに圧接させ、短縮すると押圧力を解除して両者
を摺接状態とし移動ブスバー31Bの移動を可能とする。
これらの各クランプ機構35、35の各油圧シリンダ35a、3
5aを駆動する電磁弁（図示せず）は制御装置７により制
御される。

固定ブスバー31A、31Aの各他端31a′、31a′は夫々接続
部材31c、31cを介して電源装置６の正極端子6a（第１
図）に接続される。この電源装置６の負荷端子6b、6bは
接続部材36、36を介して固定台車32上に搭載された後述
する電極部に接続される。

固定台車32は第４図及び第５図に示すように構成され、
当該固定台車32の基台100は前述したようにレール30の
一側端に固定され、当該基台100上には前記レール30と
平行に一対のレール101、101を敷設され、これらのレー
ル101、101上には一対のガイド102、102を介して摺動可
能に架台103を載置される。基台100と架台103との間に
はエアシリンダ104が当該架台103の摺動方向に沿って配
設され、シリンダ部104aの底端部は基台100の上面後部
に固定され、ロッド104bの先端は連結部材を介して架台
103の底面前部に固定される。架台103はこのエアシリン
ダ104の伸長により最大ストロークL₁だけ矢印Ｂで示す
方向に前進可能とされる。このストロークL₁は前記鋼材
を加熱装置３に搬入、搬出するときに固定台車32を後退
させるためのものである。

架台103上には３個の支持部材105〜107が配設され、支
持部材105は架台103の後端に、支持部材106、107は前端
の両側に離隔対向して夫々配設されている。支持部材10
5は中央に加熱装置３の軸芯位置LNcに合致する位置に孔
105aを穿設され、当該支持部材105の後端面にはエアシ
リンダ110を配設され、且つ当該エアシリンダ110のロッ
ド105bは孔105aを遊嵌して前方に突出されて先端に電極
支持部材115を装着されている。

架台103の２個の支持部材106、107との中間位置、支持
部材106、107の上部には軸心LNcを中心とし当該軸芯LNc
の半径方向に開口する孔103a、106a、107aを穿設されて
いる。そして、これらの各孔103a、106a、107aは軸芯LN
cを中心とする円周上に周方向に等間隔に配置されてい
る。該架台103の底面には孔103aの位置に油圧シリンダ1
11を配設され、そのロッド111aは孔103aを遊嵌して上方
に突出され、先端に電極支持部材116を装着されてい
る。支持部材106の孔106aの外側にも油圧シリンダ112を
配設され、そのロッド112aは当該孔106aを遊嵌して内側
に突出し、その先端に電極支持部材117を装着されてい
る。支持部材107にも支持部材106と同様に油圧シリンダ
113を装着され、当該油圧シリンダ113のロッドの先端に
は電極支持部材118を装着されている。

各電極支持部材115〜118は可撓性導体120〜123を介して
支持部材105に電気的に接続且つ固定される。この支持
部材105には接続端子125が電気的に接続且つ固定され、
当該接続端子125の両端は可撓性導体126、126を介して
前記第２図に示す接続部材36、36に接続される。

電極支持部材115の軸芯LNcの位置には第５図に示すよう
に電極部材130を装着され、各電極支持部材116〜118の
軸心位置にも第４図に示すように電極部材131〜133を装
着されている。電極部材115はエアシリンダ110の伸縮に
応じて前後進可能とされ、エアシリンダ110の伸長時に
は第５図に示すように矢印Ｂ方向に前進され、短縮時に
は電極支持部材115を支持部材105の端面に当接するまで
後退される。電極部材131〜133は油圧シリンダ111〜113
の伸縮に応じて前記軸芯LNcを中心とする円の半径方向
に移動可能とされる。各シリンダ111〜113は伸長時には
各電極部材131〜133の先端面を軸芯Lcに集合させ、短縮
時には各電極支持部材116〜118が架台103、支持部材10
6、107に当接するまで後退させる。これらの各油圧シリ
ンダ110〜113は制御装置７により制御される。

電極支持部材115に装着される電極部材130は第５図及び
第７図に示すように略円錐体をなし且つその先端130aを
略半球面状に形成されている。この電極部材130の先端1
30aが第７図に示すように前記鋼材300の端面に当接され
る。また、電極支持部材116に装着される電極部材131は
第６図に示すように略円柱体をなしその先端を両側から
所定の角度をなして略楔状に切欠かれ傾斜面131a、131a
をなし、更に、その端面131bを直径方向に所定の長さｄ
だけ残して切欠かれて傾斜面131cをなして形成されてい
る。先端面131bはその幅を同図（ｃ）に示すようにｗと
され、当該端面131bを第７図に示すように鋼材300の一
端300aの側面に線接触可能とされる。他の電極部材13
2、133も電極部材131と同様に形成されている。従っ
て、３本の電極部材131〜133は鋼材300の外径に拘わら
ず各端面を当該鋼材の端部側面に長手方向に沿い且つ周
方向に等間隔で当接可能とされる。

これらの電極部材131〜133はその端面131b（１本のみ図
示）の長さｄを加熱すべき鋼材により適宜の長さ例え
ば、d₁、d₂（d₁＞ｄ、d₂＞ｄ）のものに交換して使用可
能とされる。このように電極部材131〜133の鋼材への接
触長さｄを変えることにより接触抵抗の分散化を図り、
接触部分のオーバヒートを防止することが可能となる。

電極支持部材117の上部には第４図に示すように冷却用
のノズル135が配設されており、その噴口（先端）135a
は電極部材132の斜め上方から軸芯LNcの一端即ち、鋼材
300の一端300a（第７図）に臨んで配置され、他端135b
はホース136を介して冷却系に接続される。冷却媒体と
しては例えば、エアを使用され、前記ホース136は電磁
弁を介してエア源（共に図示せず）に接続される。この
電磁弁は制御装置７により制御される。鋼材300は通電
加熱時に各電極部材131〜133に圧接される端部300aが他
の部分に比して局部的に過度に加熱されるために当該端
部300aにエアを吹きつけて冷却し鋼材300全体を略均一
の温度にするために設置されている。かかるノズル135
は図示のように１個でもよく、或いは各電極支持部材に
夫々設けてもよい。

尚、冷却媒体としては前記エアに限るものではなく、他
の例えば、水を利用して当該水をミスト状にして鋼材30
0の端部300aの過熱部に吹き付けて冷却するようにして
もよい。

移動台車33は第８図及び第９図に示すように構成され、
基台150は底部の前、後部に装着された２組のローラ15
1、152を介してレール30、30上に移動可能に載置され、
且つ当該基台150に収納されたモータ153により前後進可
能とされる。基台150上にはレール30に平行に一対のレ
ール154、154を敷設されている。これらのレール154、1
54上には底面の前、後端部に夫々固設された二対のガイ
ド155、155を介して架台156が摺動可能に載置されてい
る。

基台150と架台156との間且つ中央位置にはレール154に
沿ってエアシリンダ157が配設され、当該シリンダ157の
シリンダ部の底端部は基台150の上面後端に、ロッドの
先端は架台156の底面前端に夫々固定されている。架台1
56はシリンダ157の伸長時には第９図に実線で示すよう
に前端位置まで、短縮時には２点鎖線で示すように後端
位置まで最大ストロークL₂の距離だけ移動可能とされ
る。このシリンダ156は通電時には自由とされて移動台
車33の動きを自由とし、当該通電による鋼材の熱膨張に
よる長さの変化分を吸収する。架台156上には前記固定
台車32と同様に支持部材160〜162が配設され、これらの
各支持部材160〜162には夫々エアシリンダ165、油圧シ
リンダ166、167を介して電極支持部材170〜172を装着さ
れ、また架台156には支持部材161、162の中間位置に油
圧シリンダ168を介して電極支持部材173を配設されてい
る。

各電極支持部材170〜173には電極部材175〜178が装着さ
れ、これらの各電極部材175〜178は前記固定台車32の各
電極部材130〜133（第４図）と同様に形成されている。
そして、固定台車32と移動台車33の各電極部材130と175
とは軸芯LNc上に位置し、且つ対向している。電極支持
部材171の上部にはノズル210（第８図）を配設され、そ
の噴口は前記第４図に示すノズル135と同様に電極部材1
75の斜め上方から軸芯LNcを臨んで配置され、後端はホ
ース211及び電磁弁（図示せず）を介して前記エア源に
接続される。この電磁弁も制御装置７により制御され
る。

移動ブスバー31B、31Bの各他端31b′、31b′は第２、３
図及び第８、９図に示すように接続部材180、180を介し
て基台150の両側部に絶縁固定され、これらの各接続部
材180、180の各上端は可撓性導体181、181及び接続部材
182、183を介して支持部材160に電気的に接続且つ固定
される。そして、支持部材160には前記各電極支持部材1
70〜173が可撓性導体を介して電気的に接続され且つ固
定される。

架台156の前端両側に配設された前記２個の支持部材16
1、162には夫々軸芯LNcを挟んで、且つ当該架台156の前
方に突出して支持部材190、190（第11図）が固設され、
これらの各支持部材190、190には鋼材300の後端位置を
検出する検出器86、87が軸芯LNcの方向に沿って所定の
間隔で配設されている。これらの検出器86、87は軸芯LN
cの両側に離隔対向して配置れる発光素子86a、87aと受
光素子86b、87bとにより構成され、当該軸芯LNc位置に
配置される鋼材300の後端部の有無を検出する。これら
の各検出器86、87は夫々制御装置７に接続される。

基台150の両側且つ前端には第８図に示すように加熱さ
れた鋼材300を装入抽出装置４と協働して加熱装置３か
ら搬送装置５に抽出するための抽出機構200が配設され
ており、この抽出機構200は各下端を基台150の前端両側
部に固設された支持部材201、201と、これらの各支持部
材201、201の各上端に水平に架橋して配設されたガイド
202と、当該ガイド202の一端に水平に配設されたエアシ
リンダ205と、当該エアシリンダ205のロッド205aの先端
に固定され、且つ前記ガイド202に水平方向に摺動可能
に支持された支持部材206と、当該支持部材206に垂直に
配設されたエアシリンダ207と、当該エアシリンダ207の
ロッド207aの先端に配設されたクランプ機構208等によ
り構成される。

エアシリンダ205はロッド205aの先端に固設された支持
部材206を、２点鎖線206′で示す加熱装置３の軸芯LNc
の位置から実線で示す搬送ラインLNbの位置までガイド2
02に沿って水平に摺動可能とする。クランプ機構208は
支持部材206に摺動可能に装着された支持部材206aに各
中央部を回動可能に軸支されて各下端を開閉可能とされ
る一対のアーム208a、208aにより構成され、これらの各
アーム208a、208aの各上端は夫々エアシリンダ207のロ
ッド207aに連結され、当該シリンダ207の伸長時には搬
送ラインLNb、軸芯LNc位置まで下動され且つ閉じられ、
短縮時には上動され且つ開かれる。これにより、加熱装
置３により加熱された鋼材300の端部を挟持し当該加熱
装置３から抽出して搬送装置５上に載置することを可能
とされ、当該鋼材の端部の自重による垂れ下がりを防止
する。

移動台車32の架台156を駆動するエアシリンダ157、各電
極部材170〜173を駆動するエアシリンダ165、油圧シリ
ンダ166〜168及び抽出機構200のエアシリンダ205、207
は夫々電磁弁を介してエア源に接続され、これらの各電
磁弁は前記制御装置７に接続される。

前記架台156は駆動するエアシリンダ157は第10図に示す
ように各ポート157b、157cを夫々電磁弁210、211及び21
2を介して前記エア源に接続され、電磁弁212は電磁弁21
0又は211の何れか一方を選択的に前記エア源に接続し、
電磁弁210、211は各ポート157b、157cを前記電磁弁212
に接続又は大気に開口させる。これらの各電磁弁210〜2
12は前記制御装置７に接続される。

装入抽出装置４（第１図）の装入抽出機40は第11図及び
第12図に示すように前端を前記各レール30、30の上方に
且つ搬出ラインLNbと直ぐ下方位置に直交して敷設され
た一対のレール220、220上に移動可能に載置された台車
221と、これらのレール220と台車221との間に且つ当該
台車221の移動方向に沿って配設され、ロッド222aの先
端をレール220の一端側に固定され、シリンダ部の222b
の底端部を台車221の底部略中央に固定されたエアシリ
ンダ222と、台車221上に移動可能に載置された台車223
と、これらの台車221と223との間に且つ当該台車223の
移動方向に沿って配置され、ロッド224aの先端を台車22
3の底部略中央に固定され、シリンダ部224bの底端部を
台車221の一端に固定されたエアシリンダ224と、台車22
3の先端と略中央位置に所定の間隔で配設された２つの
ホルダ機構225、230とにより構成される。

エアシリンダ222、224は夫々伸長時には台車221、223を
第12図に実線で示す位置まで矢印Ｄ方向に前進させ、短
縮時には夫々２点鎖線で示す位置まで矢印Ｅ方向に後退
させる。ホルダ機構225は台車223と垂直に配設されたエ
アシリンダ226と、当該エアシリンダ226のロッドの先端
に固定されたホルダ227とにより構成され、エアシリン
ダ226の短縮時にはホルダ227を第12図に実線で示すよう
に装入ラインLNa及び加熱装置３の軸芯LNcよりも僅かに
低い位置に下げ、伸長時には２点鎖線で示すようにこれ
らの挿入ラインLNa及び軸芯LNc位置よりも僅かに高い位
置に上げる。ホルダ機構230も225と同様に構成されてい
る。

前記各台車221、223を駆動するエアシリンダ222、224及
び前記各ホルダ機構225、230の各エアシリンダ226、231
を駆動する電磁弁（図示せず）は制御装置７（第11図に
２点鎖線で示す）により制御される。他の装入抽出機4
1、42も装入抽出機40と同様に構成されている。

装入抽出装置４（第１図）の装入抽出機43は第11図及び
第13図に示すように前端を各レール30、30の上方に且つ
搬出ラインLNbの直ぐ下方位置直角に敷設された基台240
上に移動可能に載置された台車241と、これらの基台240
と台車241との間に且つ当該台車241の移動方向に沿って
配設され、ロッド242aの先端を基台240の一端に固定さ
れ、シリンダ部242bの底端部を台車241の底部略中央に
固定されたエアシリンダ242と、台車241の先端と略中央
位置に所定の間隔で配設された２つのホルダ機構245、2
50とにより構成される。

エアシリンダ242は伸長時には台車241を第13図に２点鎖
線で示す位置まで矢印Ｄ方向に前進させ、短縮時には実
線で示す位置まで矢印Ｅ方向に後退させる。ホルダ機構
245は台車241に垂直に配設されたエアシリンダ246と、
当該エアシリンダ246のロッドの先端に固定されたホル
ダ247とにより構成され、エアシリンダ246の短縮時には
ホルダ247を第13図に実線で示すように加熱装置３の軸
芯LNcよりも僅かに低い位置に下げ、伸長時には２点鎖
線で示すように当該軸芯LNc位置よりも僅かに高い位置
に上げる。ホルダ機構250も245と同様に構成されてい
る。

前記台車241を駆動するエアシリンダ242及び前記各ホル
ダ機構245、250の各エアシリンダ246、251を駆動する電
磁弁（図示せず）は前記制御装置７（第11図に２点鎖線
で示す）により制御される。他の装入抽出機44も装入抽
出機43と同様に構成されている。

装入抽出装置４は更に第11図及び第14図に示すようにホ
ルダ機構45を備え、このホルダ機構45は加熱装置３のレ
ール30、30の中央位置に当該レール30の長手方向に沿っ
て所定の間隔で複数例えば６個配設されている。ホルダ
機構45はレール30、30の間に垂直に配設されたエアシリ
ンダ260と、当該エアシリンダ260のロッドの先端に固設
された台261と、当該台261に加熱装置３の軸芯LNc方向
に沿って回転可能に軸支されたローラ262とにより構成
されている。エアシリンダ260は伸長時には第14図に実
線で示すようにローラ262の上面を前記軸芯LNcと一致さ
せ、短縮時には第14図の左から２番目のホルダ機構45に
示すようにローラ262を軸芯LNcから高さＨだけ下げる。
エアシリンダ260は前記制御装置７により駆動制御され
る。他の各ホルダ機構45も同様に構成されている。

更に、第11図に２点鎖線で示すように固定台車32の近傍
位置には温度センサ88が配設されている。この温度セン
サ88はその検出部を図示のように加熱装置３の軸芯LNc
の一端に臨んで配設され加熱される鋼材300の先端300a
の温度を検出して対応する温度信号を出力して前記制御
装置７に加える。この温度センサ88は例えば、赤外線温
度センサで構成されている。

電源装置６は加熱装置３の前記移動台車33の各電極部材
175〜178に所定の直流電流を供給するためのもので、高
圧電源盤、変圧器、整流器、当該整流器を冷却する冷却
装置及び制御盤（いずれも図示せず）を備え、三相交流
を入力とし、これを整流して直流電流を出力するもので
ある。因みに出力は約2000Kw程度である。

通電加熱装置の電源として直流電源を使用した場合、単
相交流を使用する場合に比して通電時の誘電障害が無
く、この結果、周辺装置に誘導障害の対策を不要とされ
ると共に、入力電源として三相交流を使用するとができ
るために力率のバランスがよく、力率を略100％とする
ことが可能となり電力を有効に使用することができる。
このため、電力料の低減及び前記周辺装置への誘導障害
対策の不要と相俟って通電加熱装置全体の設備費の低減
を図ることが可能となる。

制御装置７は後述するように通電加熱装置１全体即ち、
前記材料装入装置２、加熱装置３、装入抽出装置４、搬
送装置５、電源装置６等を所定のタイミングで制御し、
載置台20から加熱すべき鋼材の加熱装置３への搬入、通
電加熱、加熱後当該加熱装置３から加熱を完了した前記
鋼材の抽出、当該抽出した鋼材を搬送装置５へ搬入及び
当該搬送装置５に搬入された前記鋼材を圧延装置に搬送
する等の一連の作業を制御する。

以下に作用を説明する。

第１図に示す通電加熱装置１は最大長さが載置台20の長
さLaから最小長さLbまでの長さの鋼材を通電加熱するこ
とを可能とされる。

第１図において先ず、オペレータが制御装置７のスター
トスイッチ（図示せず）を投入すると通電加熱装置１が
作動を開始し、材料装入装置２の装入機構21が載置台20
上に載置されている鋼材300を順次１本づつ矢印Ｆ方向
に平行に移動させて挿入ライン機構22の各ロール22b上
に載置搬入する。挿入ライン機構22は鋼材300を搬入さ
れると各ローラ22bを回転させて当該鋼材300を図中右方
に移送させて先端300aの端面をストッパ22aに当接（第1
1図に２点鎖線で示す）させて位置決めする。

検出装置８（第11図）の各検出器80〜85は挿入ライン機
構22上の鋼材300の後端300bの位置を検出する。この場
合、検出器80の発光素子80aから照射された光は受光素
子80bに受光され、この結果、当該検出81は後端300bを
検出しない。これに対して、検出器81〜85の各発光素子
から照射された光りは後端300bにより遮断され、従っ
て、これらの検出器81〜85は後端300bを検出する。制御
装置７はこれらの各検出器80〜85からの信号により当該
鋼材300の後端300bが検出器80と81との間にあると判別
する。このようにして制御装置７は鋼材300の長さを判
別する。

装入抽出装置４は鋼材300の長さにより装入抽出機40〜4
1の使用、不使用を決められる。即ち、鋼材300の長さが
検出器81の位置よりも長い場合には全部の装入抽出機40
〜44を使用し、後端300bが検出器82と83との間にあると
きには装入抽出機41〜44を使用し、後端300bが検出器84
と85との間にあるときは装入抽出機42〜44を使用し、後
端300bが検出器85により検出されないときには装入抽出
機43と44のみを使用する。

鋼材300の後端300bが検出器80と81との間にある上記の
場合、制御装置７は第11図及び第12図に実線で示すよう
に装入抽出機40のシリンダ222、224を伸長させて各台車
221、223を矢印Ｄで示す方向に前進させる。一方、台車
223の各ホルダ機構225、230の各シリンダ226、231は短
縮されており、各ホルダ227、232は夫々挿入ラインLN
a、加熱装置３の軸芯LNcの直ぐ下に位置している。他の
装入抽出機41〜44も同様に制御される。また、軸芯LNc
の真下に位置する各ホルダ機構45（第11図、第14図）は
シリンダを伸長されて各ローラ262を当該軸芯LNcの位置
に整列されている。

固定台車32（第５図）はシリンダ104を短縮され、架台1
03をそのストロークL₁だけ矢印Ｂ′で示す方向に移動さ
れて鋼材300の先端300aの位置よりも後退される。同時
に各電極支持部材115〜118（第４図）の各シリンダ110
〜113が短縮され、電極部材130は後退され、電極部材13
1〜133は軸芯LNcから半径方向外方に後退される。ま
た、移動ブスバー31B、31B（第１図、第２図）をクラン
プする各クランプ機構35、35は夫々シリンダ35a、35aを
短縮されてこれらの各移動ブスバー31B、31Bの移動を可
能とする。

移動台車33（第１図、第８図、第９図）はモータ153を
駆動されて矢印Ｃ′で示す方向に第３図に実線で示す位
置まで後退される。このとき前記移動ブスバー31B、31B
は固定ブスバー31A、31Aを摺動して移動台車33と共に移
動する。更に架台156はシリンダ157の短縮によりそのス
トロークL₂だけ後退されて第３図及び第９図に２点鎖線
で示す位置P1に停止される。シリンダ157を制御する各
電磁弁212、211（第10図）はポート157c側に切り換えら
れ、当該シリンダ157を短縮させる。同時に各電極支持
部材170〜173のシリンダ165〜168が短縮されて電極部材
175は後退され、電極部材176〜178は軸芯LNcから半径方
向外方に後退される。

抽出機構200（第８図）のシリンダ205は短縮されて支持
部材206を２点鎖線で示すように軸芯LNcの真上の位置に
移動させる。更にシリンダ207は短縮されて前記軸芯LNc
の真上（２点鎖線206′の位置）においてクランプ機構2
08の各アーム208a、208aの先端を開く。

次いで、制御装置７は各装入抽出機40〜44の各ホルダ機
構225、245（装入抽出機40、43のみ第12図、第13図に図
示）のシリンダ226、246を伸長させて各ホルダ227、247
上に前記挿入ライン機構22上の前記鋼材300を載置して
挿入ラインLNaよりも僅かに高い位置に持ち上げる。他
の装入抽出機41、42、44についても同様である。尚、装
入抽出機41〜42及び44は装入抽出機40及び43と同一作動
をするために以下説明の便宜上当該装入抽出装置４の作
動は装入抽出機40、43について説明する。

制御装置７は第12図、第13図に示す各装入抽出機40、43
のシリンダ224、242を短縮させて各台車223、241を矢印
Ｅで示す方向に後退させる。この後退位置において、各
ホルダ227、247は加熱装置３の軸芯LNcの真上位置にあ
り、ホルダ232、252は搬出ラインLNbの真上位置にあ
る。制御装置７は当該位置において各シリンダ226、246
を短縮させて各ホルダ227、247上の前記鋼材300を各ホ
ルダ機構45の各ローラ262（第14図）上に載置する。こ
のようにして、装入抽出装置４は挿入ライン機構22から
加熱装置３の軸芯LNcの位置に鋼材300を搬入する。

この搬入の後、装入抽出機40、43は各シリンダ226、246
を短縮されて各ホルダ227、247を軸芯LNcよりも僅かに
低くされ、再び矢印Ｄ方向に前進されて各ホルダ227、2
47を前記挿入ラインLNaの真下に、各ホルダ232、252を
軸芯LNcの真下に位置するように制御される。

次いで、制御装置７は固定台車32（第５図）のシリンダ
104を伸長させて架台103を矢印Ｂで示す方向に前進さ
せ、電極部材130の先端を鋼材300の先端300aの端面に当
接させる。同時に、制御装置７は移動台車33（第９図）
のモータ153を駆動させて当該移動台車33を矢印Ｃで示
す方向に高速前進させる。移動台車33が前進し、支持部
材161、162（第８図）に配設された検出器86の発光素子
86aから受光素子86bに照射させる光が鋼材300の後端300
bにより遮断された時、制御装置７は当該後端300bを検
出し、前記モータ153を高速から低速に切り換えて移動
台車33を低速走行させる。次に、検出器87の発光素子87
aから受光素子87bに照射される光が前記後端300bにより
遮断されると、制御装置７はモータ153を停止させて当
該位置に移動台車33を停止させる。

移動台車33の停止後制御装置７はシリンダ157を一定時
間伸長させて架台156を前進させ電極部材175の先端を鋼
材300の後端300bの端面に当接させる。シリンダ157は前
記電極部材175が鋼材の後端面に当接した位置において
停止し、必ずしも全ストロークを伸長されるとは限らな
い。制御装置７は第10図に示すように電磁弁212、210を
ポート157bに切り換え制御してシリンダ157を上述のよ
うに伸長させた後、各電磁弁210、211を大気に連通接続
してシリンダ157の各ポート157b、157cを夫々大気に連
通させてその伸縮を自由とする。

制御装置７は移動台車33を位置決め停止させた後、移動
ブスバー31B、31B（第１、２、３図）を固定するクラン
プ機構35、35のシリンダ35a、35aを伸長させ、パッド35
c、35cによりこれらの各移動ブスバー31B、31Bを各固定
ブスバー31A、31Aに押圧固定し且つこれら両者を電気的
に接続する。これにより常に移動台車33の位置即ち、鋼
材300の長さに応じて前記移動ブスバー31B、31Bの長さ
を調節することが可能となり、給電導体の長さを常に最
小長さとすることができる。

上述のように固定台車32、移動台車33の位置決め終了
後、制御装置７はこれらの各台車32、33の各電極支持部
材115（第５図）、170（第８図）の各シリンダ110、165
（第９図）を伸長させ、各電極部材130、175を鋼材300
の前、後端面に圧接させてこれら両者を電気的に確実に
接続させる。同時に各電極支持部材116〜118の各シリン
ダ111〜113（第４図）、各電極部材171〜173の各シリン
ダ166〜168（第８図）を伸長させて、電極部材131〜13
3、176〜178を夫々中心即ち、軸芯LNc方向に移動させて
鋼材300の先端300a、後端300bの各周面に３箇所で圧接
させ、電気的に接続すると共に当該鋼材300を保持す
る。

第７図は電極部材130と131との鋼材300への圧接状態を
示し、電極部材130はその球面状の先端130aを鋼材300の
端面に圧接且つ点接触される。移動台車33の電極部材17
5も当該電極130と同様にその球面状の先端を鋼材300の
端面に圧接される。電極部材131はその端面131bを鋼材3
00の先端300aの側面にその端面位置から軸方向に沿って
その長さｄ（第６図（ｂ））に亘り圧接且つ線接触され
る。尚、この電極部材131の端面131bの鋼材300への当接
長さは鋼材300の径、材質等に応じて適宜の長さのもの
に交換する。

他の電極部材132、133、176〜178も同様にして当該鋼材
300の先端300a、後端300bの周面に３箇所で圧接され
る。このような電極部材を使用することにより接触抵抗
の分散化を図ることが可能となりオーバヒートを防止す
ることが可能となる。また、各電極部材131〜133及び17
6〜178を鋼材300の先、後端の周面にその各端面位置か
ら圧接させることによりこれらの各前端300a、後端300b
に十分な電流を供給することが出来る。

前述のようにして加熱装置３への鋼材300の装着を終了
させた後、制御装置７は電源装置６（第１図）を作動さ
せて正極端子6aから所定の直流電流を出力させ、固定ブ
スバー31A、31A→移動ブスバー31B、31B→移動台車33の
各電極部材175〜178（第８図）→鋼材300→固定台車32
の各電極部材130〜133（第４図）→接続端子36、36→負
極端子6bの経路で直流大電流を流して当該鋼材300を通
電加熱する。この通電加熱時に、固定台車32及び移動台
車33の各電極支持部材117（第４図）及び171（第８図）
に配設した各ノズル135及び210から電気各電極部材を含
めて当該鋼材300の先端300a及び後端300bにエアを吹き
つけて冷却し、これらの各電極部材及び先端300a、後端
300bの異常な過熱を防止する。これにより、鋼材300は
その全体を均一温度に加熱される。

鋼材300は加熱されるに伴い熱膨張によりその長さを伸
長し、この長さの伸長時に固定台車32及び移動台車33の
各電極部材130及び175を軸方向に押圧する。固定台車32
の架台103はシリンダ1104により固定されて後退不能と
され、且つ鋼材300の先端300aに圧接する各電極部材130
〜133は支持部材105〜107に固定されて移動不能とされ
ている。一方、移動台車33の架台156のシリンダ157は前
述したように各ポート157b、157cを大気に連通されてい
るために伸縮可能とされている。また、当該移動台車33
の各電極部材175〜178も鋼材300の後端300bを移動不能
に固定している。この結果、鋼材300の前記伸長時の軸
方向の押圧力により移動台車33のシリンダ157が短縮さ
れて架台156が当該伸びに応じて後退する。すなわち、
電極部材175〜178は鋼材300の後端300bを銜えたままで
後退されて熱膨張に伴う長さの変化分を吸収する。

温度センサ88（第11図）は鋼材300の先端300a近傍の温
度を検出して対応する温度信号を出力する。制御装置７
は当該温度センサ88からの温度信号により鋼材300の温
度が所定の加熱温度に達したか否かを判別し、当該所定
温度に達したときには電源装置６の作動を停止させて鋼
材300への通電を停止する。

鋼材300の加熱完了後、制御装置７は固定台車32、移動
台車33の各シリンダ110〜113、165〜168を短縮させて各
電極部材130〜133、175〜178を当該鋼材300から離隔さ
せると共に、架台103、156を後退させて当該加熱を完了
した鋼材300の抽出を可能とする。同時に制御装置７は
各装入抽出機40（第12図）及び43（第13図）の各ホルダ
機構225、230及び245、250の各シリンダ226、231及び24
6、251を伸長させ、ホルダ機構225、245の各ホルダ22
7、247により挿入ライン機構22に搬入され次に加熱すべ
き鋼材300を支持すると共に、ホルダ232、252により前
記加熱した鋼材300を支持する。

更に制御装置７は移動台車33の抽出機構200（第８図）
のシリンダ207を伸長させて支持部材206aを下動させ、
クランプ機構208により前記加熱された鋼材300の後端30
0bを把持する。これにより、当該加熱された鋼材300の
後端300bが自重により垂れ下がることを防止する。

次いで、各挿入抽出機40、43のシリンダ224、242を短縮
して台車223、241を矢印Ｅ方向に後退させ、ホルダ22
7、247を加熱装置３の軸芯LNcの真上位置に、ホルダ23
2、252を搬送装置５（第１図）の搬送ラインLNbの真上
位置に移動させると共に、抽出機構200のシリンダ205を
伸長させて支持部材206を搬送ラインLNbの真上に移動さ
せる。更に、搬送装置５（第１図）の各ローラ5aを矢印
Ａ方向に搬送可能に回転させる。

次いで、制御装置７は前記各装入抽出機40、43の前記各
ホルダ225、230及び245、250の各シリンダ226、231及び
246、251を短縮させ、ホルダ227、247上に支持している
鋼材300を前記各ホルダ機構45の各ローラ262上に載置
し、ホルダ232、252上に支持している前記加熱された鋼
材300を搬送装置５（第１図）の各ローラ5a上に載置す
ると共に、抽出機構200の支持部材206のシリンダ207を
短縮させてクランプ機構208を開き当該鋼材300の後端30
0bを放す。搬送装置５は各ローラ5a上に搬入載置された
加熱された鋼材300を搬送ラインLNbの延長上に配設され
ている圧延装置（図示せず）に向けて矢印Ａで示す方向
に高速で搬送する。

前記各装入抽出機40、43（第12図、13図）は再び台車22
3、241を矢印Ｄ方向に前進されて各ホルダ機構225、245
を挿入ライン機構22の挿入ラインLNaの真下位置に、ホ
ルダ機構230、250を加熱装置３の軸芯LNcの真下位置に
配置されて待機する。一方、固定台車32及び移動台車33
の各架台103及び156、各電極部材130〜133及び175〜178
も前述したように駆動され、次に加熱する鋼材300の前
端300a及び後端300bに圧接される。

かかる作動を繰り返して行い、載置台20に載置された鋼
材300を順次加熱して前記圧延装置に搬送する。

また、材料装入装置２の載置台20に載置された鋼材300
の長さが第１図に示すようにLbである場合には、前述し
たように装入抽出機40〜42が第12図の矢印Ｅ方向に２点
鎖線で示す位置まで一杯に後退されて移動台車33の位置
P3（第３図）までの前進を可能とする。勿論、このとき
には第11図に示すホルダ45の中左から３番目までの３個
は作動しない。従って、２個の装入抽出機43、44と２個
のホルダ機構45が駆動されて前記鋼材300の加熱装置３
への搬入、搬出を行う。勿論、鋼材300の長さＬが、Lb
＜Ｌ＜Laの場合には、その長さに応じて装入抽出機40〜
42の中の適宜数の装入抽出機及びホルダ機構45を使用さ
れる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、丸棒状の被加熱部
材の両端に夫々電極部を圧接し当該被加熱部材に通電し
て加熱する通電加熱装置において、前記被加熱部材の両
端近傍に配設され、前記被加熱部材の両端近傍の外周面
と圧接する端面が平面に形成され、前記被加熱部材と線
接触する電極部を備えたことにより、前記電極部と前記
被加熱部材との接触抵抗を小さくすることが可能とな
り、これに伴い前記被加熱部材の局部的なオーバヒート
を防止することができ、当該被加熱部材を略均一な温度
に加熱することが可能となると共に、前記電極部のオー
バヒートも防止されるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る通電加熱装置の一実施例を示す概
略構成図、第２図は第１図の給電用ブスバーの平面図、
第３図は第２図の側面図、第４図は固定台車の正面図、
第５図は第４図の固定台車の側面図、第６図は電極部材
の一実施例を示す図、第７図は電極部材と鋼材との関係
を示す要部拡大図、第８図は移動台車の正面図、第９図
は第８図の移動台車の側面図、第10図は第９図の移動台
車の架台を駆動するシリンダの回路図、第11図は第１図
の要部を示す平面図、第12図及び第13図は第11図の装入
抽出機の側面図、第14図は第１図の一部省略側面図であ
る。 ２……材料装入装置、３……加熱装置、４……装入抽出
装置、５……搬送装置、６……電源装置、７……制御装
置、８……検出装置、22……挿入ライン機構、30……レ
ール、31……給電用ブスバー、31A……固定ブスバー、3
1B……移動ブスバー、32……固定台車、33……移動台
車、35……クランプ機構、40〜44……装入抽出機、45…
…ホルダ機構、300……鋼材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】丸棒状の被加熱部材の両端に夫々電極部を
   圧接し当該被加熱部材に通電して加熱する通電加熱装置
   において、前記被加熱部材の両端近傍の外周に配設さ
   れ、前記被加熱部材の両端近傍の外周面と圧接する端面
   が平面に形成され、前記被加熱部材と線接触する電極部
   を備えたことを特徴とする通電加熱装置。