JPH07197135A - 温度制御装置 - Google Patents
温度制御装置Info
- Publication number
- JPH07197135A JPH07197135A JP6011351A JP1135194A JPH07197135A JP H07197135 A JPH07197135 A JP H07197135A JP 6011351 A JP6011351 A JP 6011351A JP 1135194 A JP1135194 A JP 1135194A JP H07197135 A JPH07197135 A JP H07197135A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- heating
- present
- curie temperature
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は温度制御装置に関するもので、特に
加熱温度を、キューリー温度を検出することにより予め
設定した上限値以下に精度良く制御することを目的とす
る。 【構成】 強磁性から常磁性に転換する所謂キューリー
温度ＴCを検出して高周波加熱物体の加熱終点とする演
算制御部を設けたことを特徴とする。さらに、キューリ
ー温度ＴCを検出して高周波加熱物体の加熱温度を目的
温度に保持する演算制御部を設けたことを特徴とする。
加熱温度を、キューリー温度を検出することにより予め
設定した上限値以下に精度良く制御することを目的とす
る。 【構成】 強磁性から常磁性に転換する所謂キューリー
温度ＴCを検出して高周波加熱物体の加熱終点とする演
算制御部を設けたことを特徴とする。さらに、キューリ
ー温度ＴCを検出して高周波加熱物体の加熱温度を目的
温度に保持する演算制御部を設けたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、棒鋼分析試料の圧延整
形を容易にするために前工程として誘導加熱するとき、
加熱温度を、キューリー温度を検出することにより予め
設定した上限値以下に精度良く制御しようとするもので
ある。
形を容易にするために前工程として誘導加熱するとき、
加熱温度を、キューリー温度を検出することにより予め
設定した上限値以下に精度良く制御しようとするもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】加熱方法には燃焼ガス方式と電力による
方式があり、抵抗加熱炉は電気炉のなかでも最も一般的
なものである。そして、加熱方式が燃焼ガスによると電
力によるとにかかわらず、加熱される物体の温度の測定
には、温度計が用いられる。この常識に従って、熱電対
や測温抵抗体などの接触式温度計と、非接触温度計であ
る放射温度計が従来から賞用されてきた。そして比較的
新しい加熱方式である高周波加熱炉においても、同様
に、温度計を別個に用意するのが通例とされてきたが、
高周波加熱炉に限って、熱電対や測温抵抗体などの電気
的接触式温度計は、その構成要素を成す電気的導体が高
周波加熱コイル内で強力な誘導電磁波の影響を受けるた
め、全く測温本来の目的を達し得ない。したがって、高
周波加熱炉には、放射温度計が採用される場合が多い。
方式があり、抵抗加熱炉は電気炉のなかでも最も一般的
なものである。そして、加熱方式が燃焼ガスによると電
力によるとにかかわらず、加熱される物体の温度の測定
には、温度計が用いられる。この常識に従って、熱電対
や測温抵抗体などの接触式温度計と、非接触温度計であ
る放射温度計が従来から賞用されてきた。そして比較的
新しい加熱方式である高周波加熱炉においても、同様
に、温度計を別個に用意するのが通例とされてきたが、
高周波加熱炉に限って、熱電対や測温抵抗体などの電気
的接触式温度計は、その構成要素を成す電気的導体が高
周波加熱コイル内で強力な誘導電磁波の影響を受けるた
め、全く測温本来の目的を達し得ない。したがって、高
周波加熱炉には、放射温度計が採用される場合が多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】放射温度計には、被測
定物体の表面の光学的放射率が正確に知られていること
が、正確な測温の大前提となる。然るに、酸化膜が容易
に生成する棒鋼等の金属においては、光学的放射率が時
間と共に、また、温度と共に変化するため、予め想定し
た近似的な仮想放射率に頼って温度補正する場合がほと
んどであり、接触式温度計と同等な加熱上限温度管理精
度は到底得られない。
定物体の表面の光学的放射率が正確に知られていること
が、正確な測温の大前提となる。然るに、酸化膜が容易
に生成する棒鋼等の金属においては、光学的放射率が時
間と共に、また、温度と共に変化するため、予め想定し
た近似的な仮想放射率に頼って温度補正する場合がほと
んどであり、接触式温度計と同等な加熱上限温度管理精
度は到底得られない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は従来技術につき
まとう上記の課題を有利に解決するものであって、強磁
性から常磁性に転換する所謂キューリー温度ＴCを検出
して高周波加熱物体の加熱状態を制御せんとするもので
ある。
まとう上記の課題を有利に解決するものであって、強磁
性から常磁性に転換する所謂キューリー温度ＴCを検出
して高周波加熱物体の加熱状態を制御せんとするもので
ある。
【０００５】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明を説明する。図
１は本発明の実施例を示す図である。１は発振器で、商
用電源電力を入力とし、高周波電力を出力する。２はイ
ンピーダンス整合回路で、通常は常温において、誘導加
熱コイル３内に挿入された棒鋼４に印加される高周波エ
ネルギー出力を最大に設定するように、インピーダンス
を整合させる。４は棒鋼で、本発明の方法により高周波
誘導加熱温度が目的温度に制御される。５は出力電流計
で、誘導加熱コイル３に流れる高周波電流値を検出す
る。６は演算制御部で、出力電流計５が検出した高周波
電流の変化を演算し、かつ発振器１の発振動作を遮断も
しくは制御することにより棒鋼４の加熱上限温度を制御
する。
１は本発明の実施例を示す図である。１は発振器で、商
用電源電力を入力とし、高周波電力を出力する。２はイ
ンピーダンス整合回路で、通常は常温において、誘導加
熱コイル３内に挿入された棒鋼４に印加される高周波エ
ネルギー出力を最大に設定するように、インピーダンス
を整合させる。４は棒鋼で、本発明の方法により高周波
誘導加熱温度が目的温度に制御される。５は出力電流計
で、誘導加熱コイル３に流れる高周波電流値を検出す
る。６は演算制御部で、出力電流計５が検出した高周波
電流の変化を演算し、かつ発振器１の発振動作を遮断も
しくは制御することにより棒鋼４の加熱上限温度を制御
する。
【０００６】図２は本発明の原理を説明する図である。
横座標軸の温度は、棒鋼４の温度である。縦座標軸は、
誘導加熱コイル３に流れ、出力電流計５が検出する高周
波電流値である。棒鋼４が常温において、強磁性（フェ
ロマグネティズム）であることを考慮して、予めインピ
ーダンス整合回路２の回路定数をコイル３に流れる電流
が最大となるように設定しておくならば、キューリー温
度ＴCにまで加熱された棒鋼４が常磁性（パラマグネテ
ィズム）に磁性転換したことによってコイル３のインピ
ーダンスが変化し、インピーダンス整合条件が破綻して
コイル３に流れる電流が低下する。
横座標軸の温度は、棒鋼４の温度である。縦座標軸は、
誘導加熱コイル３に流れ、出力電流計５が検出する高周
波電流値である。棒鋼４が常温において、強磁性（フェ
ロマグネティズム）であることを考慮して、予めインピ
ーダンス整合回路２の回路定数をコイル３に流れる電流
が最大となるように設定しておくならば、キューリー温
度ＴCにまで加熱された棒鋼４が常磁性（パラマグネテ
ィズム）に磁性転換したことによってコイル３のインピ
ーダンスが変化し、インピーダンス整合条件が破綻して
コイル３に流れる電流が低下する。
【０００７】
【本発明の特徴】本発明の特徴とするところは、出力電
流計５が検出する高周波電流の劇的な変化すなわち、棒
鋼４が常温における強磁性から常磁性に転換する所謂キ
ューリー温度ＴCの存在に由来することに着眼し、誘導
加熱エネルギー源であるコイル電流それ自体が変化した
ときを加熱温度基準点、即ちキューリー温度ＴCに達し
たときと判定し、表面状態や形状など外因的誤検出の危
険を包含するセンサを使用すること無しに確実に過剰加
熱を防止する方法を提供することにある。
流計５が検出する高周波電流の劇的な変化すなわち、棒
鋼４が常温における強磁性から常磁性に転換する所謂キ
ューリー温度ＴCの存在に由来することに着眼し、誘導
加熱エネルギー源であるコイル電流それ自体が変化した
ときを加熱温度基準点、即ちキューリー温度ＴCに達し
たときと判定し、表面状態や形状など外因的誤検出の危
険を包含するセンサを使用すること無しに確実に過剰加
熱を防止する方法を提供することにある。
【０００８】ちなみに、純鉄のキューリー温度ＴCは７
６８°Ｃであり、工業製品たる棒鋼は炭素をはじめ意図
的添加物元素たると不純物たるとを問わず、複数の他元
素が組成中に存在しても鉄鋼のキューリー温度ＴCは殆
ど変化しない。キューリー温度ＴCは一度組成が決定す
れば極めて安定し、外乱の少ない物理効果である。この
ことは、放射温度計による測温につきまとう高温におけ
る酸化膜の還元がもたらす放射率の急激な低下に対し、
これを補償して真の温度を推定するための放射率補正の
煩雑さを考えただけでも、本方法の優秀さを理解するに
十分な特徴のひとつといえる。
６８°Ｃであり、工業製品たる棒鋼は炭素をはじめ意図
的添加物元素たると不純物たるとを問わず、複数の他元
素が組成中に存在しても鉄鋼のキューリー温度ＴCは殆
ど変化しない。キューリー温度ＴCは一度組成が決定す
れば極めて安定し、外乱の少ない物理効果である。この
ことは、放射温度計による測温につきまとう高温におけ
る酸化膜の還元がもたらす放射率の急激な低下に対し、
これを補償して真の温度を推定するための放射率補正の
煩雑さを考えただけでも、本方法の優秀さを理解するに
十分な特徴のひとつといえる。
【０００９】しかも、棒鋼中の含有成分、酸素、窒素、
硫黄、炭素等の元素濃度を分析するための棒鋼試料整形
を容易にするための高周波誘導加熱の温度上限は、通常
８００°Ｃとされる。これは、鉄−炭素系の２元合金状
態図を見れば明らかなように、鉄が面心立方晶系から体
心立方晶系へと変態する温度、即ちα１変態点〔７３８
°Ｃ〕を境に酸素窒素、硫黄、炭素等の微量元素の移動
（マイグレーション）が起きて脱ガス現象を引き起こす
ことと密接に関わりがある。固相内拡散及び粒界移動に
よる脱ガスまでを考慮すれば、８００°Ｃは、明らかに
成分分析に影響しないための前処理加熱温度の上限とな
る。また、α１変態点〔７３８°Ｃ〕を超過してキュー
リー温度〔７６８°Ｃ〕にまで加熱されても、高周波加
熱工程は数秒から数十秒間の短時間の加熱なので元素移
動速度が律速条件となり、棒鋼内部からの揮発性元素の
脱ガス量は僅少であることが、実験的に立証されてい
る。
硫黄、炭素等の元素濃度を分析するための棒鋼試料整形
を容易にするための高周波誘導加熱の温度上限は、通常
８００°Ｃとされる。これは、鉄−炭素系の２元合金状
態図を見れば明らかなように、鉄が面心立方晶系から体
心立方晶系へと変態する温度、即ちα１変態点〔７３８
°Ｃ〕を境に酸素窒素、硫黄、炭素等の微量元素の移動
（マイグレーション）が起きて脱ガス現象を引き起こす
ことと密接に関わりがある。固相内拡散及び粒界移動に
よる脱ガスまでを考慮すれば、８００°Ｃは、明らかに
成分分析に影響しないための前処理加熱温度の上限とな
る。また、α１変態点〔７３８°Ｃ〕を超過してキュー
リー温度〔７６８°Ｃ〕にまで加熱されても、高周波加
熱工程は数秒から数十秒間の短時間の加熱なので元素移
動速度が律速条件となり、棒鋼内部からの揮発性元素の
脱ガス量は僅少であることが、実験的に立証されてい
る。
【００１０】鋼材においては、キューリー温度ＴCを確
実に検出することによって、危険な過剰加熱を確実に回
避しつつ十分な軟化温度まで確実に加熱することが可能
となることが、以上の説明から容易に理解できよう。
実に検出することによって、危険な過剰加熱を確実に回
避しつつ十分な軟化温度まで確実に加熱することが可能
となることが、以上の説明から容易に理解できよう。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
接触式温度計と同等な加熱上限温度管理精度が、温度計
無しで達成できる。
接触式温度計と同等な加熱上限温度管理精度が、温度計
無しで達成できる。
【図１】本発明の実施例を示す図である。
【図２】本発明の原理を説明する図である。
１ 発振器 ２ インピーダンス整合回路 ３ 誘導加熱コイル ４ 棒鋼 ５ 出力電流計 ６ 演算制御部
Claims (2)
- 【請求項１】 強磁性から常磁性に転換するキューリー
温度ＴCを検出して高周波加熱物体の加熱終点とする演
算制御部を設けたことを特徴とする温度制御装置。 - 【請求項２】 キューリー温度ＴCを検出して高周波加
熱物体の加熱温度を目的温度に保持する演算制御部を設
けたことを特徴とする温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6011351A JPH07197135A (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6011351A JPH07197135A (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 温度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07197135A true JPH07197135A (ja) | 1995-08-01 |
Family
ID=11775623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6011351A Withdrawn JPH07197135A (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07197135A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006206927A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Jfe Steel Kk | 鋼材の熱処理方法 |
| JP2009125801A (ja) * | 2007-11-28 | 2009-06-11 | Nissan Motor Co Ltd | 溶接方法 |
| US8481891B2 (en) | 2006-09-29 | 2013-07-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Induction ironing system |
| JP2016110058A (ja) * | 2014-11-27 | 2016-06-20 | 株式会社東芝 | 定着装置 |
| JP2017002372A (ja) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | 富士電子工業株式会社 | 鋳造品の製造方法、熱処理方法及び高周波焼き入れ装置 |
| JP2021042464A (ja) * | 2020-05-08 | 2021-03-18 | 中外炉工業株式会社 | 連続熱処理設備の制御方法 |
| WO2021225078A1 (ja) * | 2020-05-08 | 2021-11-11 | 中外炉工業株式会社 | 連続熱処理設備の制御方法 |
-
1994
- 1994-01-07 JP JP6011351A patent/JPH07197135A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006206927A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Jfe Steel Kk | 鋼材の熱処理方法 |
| US8481891B2 (en) | 2006-09-29 | 2013-07-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Induction ironing system |
| JP2009125801A (ja) * | 2007-11-28 | 2009-06-11 | Nissan Motor Co Ltd | 溶接方法 |
| JP2016110058A (ja) * | 2014-11-27 | 2016-06-20 | 株式会社東芝 | 定着装置 |
| JP2017002372A (ja) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | 富士電子工業株式会社 | 鋳造品の製造方法、熱処理方法及び高周波焼き入れ装置 |
| JP2021042464A (ja) * | 2020-05-08 | 2021-03-18 | 中外炉工業株式会社 | 連続熱処理設備の制御方法 |
| WO2021225078A1 (ja) * | 2020-05-08 | 2021-11-11 | 中外炉工業株式会社 | 連続熱処理設備の制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010403 |