JPH1076372A - オープン管エッジ部予熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 ビード切削の必要がなく高い生産性が確保
できしかもシーム品質および表面肌に優れた鋼管を製造
できる固相圧接造管法を実現可能にするオープン管エッ
ジ部予熱装置を提供する。 【解決手段】 オープン管１を接合点において接合温度
に加熱するワークコイル等の本加熱装置の上流に配設さ
れ、Ｕ形磁心12の二極13、13a に誘導コイル11が巻かれ
た形態のＵ形インダクタ17と、誘導コイルに高周波電流
を通電する高周波電源とを備え、オープン管外部からＵ
形磁心の二極をオープン管のスリット部10に各極の幅が
少なくともスリット部を覆うように臨ませ、かつ極とス
リット部との幅中心を合わせてなる装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オープン管エッジ
部予熱装置に関し、詳しくは、両エッジ部端面が衝合接
合され鋼管となるオープン管のエッジ部を予熱するため
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶接鋼管は、鋼板または鋼帯を管状に成
形しその継目を溶接したもので、小径から大径まで各種
の製造法によりつくられているが、主な製造法として、
電気抵抗溶接（電縫）、鍛接、電弧溶接によるものが挙
げられる。小径〜中径鋼管用としては、高周波誘導加熱
を利用した電気抵抗溶接法（電気抵抗溶接鋼管、電縫
管）が主として利用されている。この方法は、連続的に
帯鋼を供給し、成形ロールで管状に成形してオープン管
とし、続いて高周波誘導加熱によりオープン管の両エッ
ジ部端面を鋼の融点以上に加熱した後、スクイズロール
で両エッジ部端面を衝合溶接して鋼管を製造する方法で
ある（例えば、第３版鉄鋼便覧第III 巻（２）1056〜10
92頁）。

【０００３】上記した高周波誘導加熱を利用した電縫管
の製造方法では、オープン管の両エッジ部端面を鋼の融
点以上に加熱するため、電磁力の影響により溶鋼が流動
し、生成された酸化物が衝合溶接部に噛み込まれペネト
レータ等の溶接欠陥あるいは、溶鋼飛散（フラッシュ）
が発生しやすいという問題があった。この問題に対し、
例えば、特開平2-299782号公報には、２つの加熱装置を
有する電縫鋼管の製造法が提案されている。すなわち、
第１の加熱装置でオープン管の両エッジ部の温度をキュ
リー点以上に加熱し、第２の加熱装置で更に融点以上に
加熱し、スクイズロールで両エッジ部を衝合溶接して鋼
管を製造する。また、特開平2-299783号公報には、第１
の加熱装置で周波数45〜250kHzの電流を流し、両側エッ
ジ部を予熱し、第２の加熱装置で更に融点以上に加熱
し、スクイズロールで両エッジ部を衝合溶接して鋼管を
製造する電縫管製造装置が提案されている。

【０００４】しかしながら、これらの電縫管製造技術で
は、健全な溶接部は得られるものの、両エッジ部を鋼の
融点以上に加熱するため、衝合溶接時に、溶融した鋼が
管の内外面に排出されビード（余盛）が形成される。そ
のため、衝合溶接後に管内外面の溶接ビードの除去が必
要であり、ほとんどがビード切削用バイトにより切削さ
れて除去されている。

【０００５】このようなことから、この方法では、 ビード切削用バイトの切削量の調整で、材料と時間の
ロスが発生する。 ビード切削用バイトは消耗品であるため、造管速度に
よって異なるが、3000〜4000ｍのビード切削長毎にバイ
トを交換する必要があり、そのため、１時間程度ごとに
３〜５分間のバイト交換のためのラインの停止を余儀な
くされる。

【０００６】特に造管速度が100 ｍ／min を超える高
速造管では、ビード切削用バイトの寿命が短く、交換頻
度が高い。 など、ビード切削がネックとなり、高速造管ができない
ため生産性が低いという問題があった。一方、比較的小
径鋼管用として極めて高い生産性を有する鍛接鋼管製造
方法がある。この方法は、連続的に供給した帯鋼を加熱
炉で1300℃程度に加熱した後、成形ロールで管状に成形
してオープン管とし、続いてオープン管の両エッジ部に
高圧空気を吹き付けて端面のスケールオフを行った後、
ウェルディングホーンにより端面に酸素を吹き付け、そ
の酸化熱で端面を1400℃程度に昇温させてから、鍛接ロ
ールで両エッジ部端面を衝合させ固相接合して鋼管を製
造する方法である（例えば、第３版鉄鋼便覧第III 巻
（２）1056〜1092頁）。

【０００７】しかし、この鍛接鋼管製造方法では、 端面のスケールオフが完全ではないので、鍛接衝合部
へのスケール噛込みが発生し、シーム部の強度が母材部
に比べてかなり劣る。このため、偏平試験で、電縫鋼管
なら偏平高さ比ｈ／Ｄ＝２ｔ／Ｄ（ｔ：板厚）を達成で
きるのに対し、鍛接鋼管では偏平高さ比ｈ／Ｄが0.5 程
度に劣るものとなる。

【０００８】帯鋼を高温に加熱するため、管表面にス
ケールが生成し表面肌が悪い。 など、造管速度が300m／min 以上と速く生産性は高い
が、シーム品質及び表面肌が悪く、ＪＩＳのＳＴＫ等の
強度信頼性や表面品質を要求されるものは製造できない
という問題があった。上記問題を有利に解決するには、
本発明者らの創案になる固相圧接造管法によるのが好適
である。これは、オープン管の端部を融点未満の固相圧
接適正温度域（1300℃〜1500℃）に誘導加熱して圧接す
るという従来にない造管法である。この固相圧接造管法
で製造される鋼管は、従来の溶接管のようにビード切削
の必要がないので高速造管が可能で生産性が高く、しか
も従来の鍛接管の欠点である酸化起因のシーム品質およ
び表面肌の劣化もない。

【０００９】ところが、従来の溶接管製造に使用されて
いる誘導加熱装置および抵抗加熱装置では、以下に述べ
る欠点があって、固相圧接造管法に適用するには問題が
ある。図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、一般的な誘導加
熱装置および抵抗加熱装置の概念を示す斜視図である。
図７において、１はオープン管、２は鋼管、３はエッジ
部、3aはエッジ部端面、４は接合点、５はシーム部、６
はワークコイル、16、16Ａはコンタクトチップ、７は接
合電流経路、８は通材の向きである。なお、本図では相
対するエッジ部端面3aを衝合して接合点４を形成する常
用のスクイズロール、およびワークコイル６あるいはコ
ンタクトチップ16、16Ａの両極に高周波電圧を印加する
常用の高周波電源は図示省略する。なお、接合電流経路
７中の矢印はある時点での電流の向きを示しており、無
論、時間とともにこの向きは交互に逆転する。

【００１０】以下は、図７（ａ）に示す従来の誘導加熱
装置で代表して高周波電流を用いる加熱方法について述
べる。この装置では、ワークコイル６とよばれる複数巻
きのコイルが、接合点４の上流側近傍でオープン管１が
該コイルをくぐり抜けるように配置されただけの簡単な
構造である。しかしながら、高周波の表皮効果等により
エッジ部端面3aのコーナ部に誘導電流が集中する傾向が
あり、室温からワークコイル６で誘導加熱したのでは、
とくに厚肉管を高速造管するときエッジ部端面3aのコー
ナ部とフラット部との温度差が過大となり、コーナ部と
フラット部とを接合点４において同時に固相圧接適正温
度域に到達させることができない。

【００１１】エッジ部３の温度不均一は、従来の溶接管
においても別観点から問題視されており、この対策とし
て、ワークコイル６の上流に予熱用コイルを設け、エッ
ジ部３を予め加熱しておいてワークコイル６での急速加
熱によるエッジ部端面3aのコーナ部とフラット部との温
度差を軽減することが知られている（前記特開平2-2997
82号公報、特開平2-299783号公報参照）。

【００１２】図８は、従来の予熱用コイルの構造の概念
を示す斜視図で、（ａ）は水平ターン型、（ｂ）は垂直
ターン型、（ｃ）は鞍型をそれぞれ示し、９は予熱用コ
イル、７Ａは予熱電流経路であり、図６と同一部材には
同一符号を付し説明を省略する。なお、本図では相対す
るエッジ部端面3aを衝合して接合点４を形成する常用の
スクイズロール、およびワークコイル６あるいはコンタ
クトチップ16、16Ａの両極に高周波電圧を印加する常用
の高周波電源は図示省略する。なお、予熱電流経路７Ａ
中の矢印はある時点での電流の向きを示しており、時間
とともにこの向きが交互に逆転することは接合電流７と
同様である。

【００１３】しかしながら、（ａ）の水平ターン型は、
エッジ部端面3aだけでなくそこから少し離れた領域にも
誘導電流が密に分布して加熱されるので、加熱効率が非
常に悪く、（ｂ）の垂直ターン型は、同じエッジ部３で
も予熱用コイル９に近い側の外面ほど誘導電流が密に分
布するので、エッジ部端面3a内の温度差が大きくなり、
（ｃ）の鞍型は、図示のように誘導される予熱電流経路
７Ａが長くなるため、加熱効率が非常に悪いという欠点
がある。

【００１４】これらの欠点があるために、従来の予熱コ
イルを用いてオープン管１のエッジ部３を加熱しても、
ワークコイル６による加熱開始時のエッジ部端面3aのコ
ーナ部とフラット部との温度差の平均化が不十分とな
り、接合点４においてエッジ部端面3a全域を固相圧接適
正温度域に持ってくることは困難である。同様の不均一
加熱に起因する問題は固相接合鋼管の製造時だけでな
く、電縫管製造時にも重要である。ラインパイプなどの
厚肉管では、高周波電流の表皮効果等によりエッジ部端
面3aのコーナ部に電流が集中する傾向があるため、コー
ナ部が優先的に溶融し、フラット部中央部が十分に溶融
しないいわゆる冷接といった現象が生じる。肉厚が厚く
なるほどこの傾向が大きく、予熱コイルを用いた従来の
複合加熱方法を用いても十分な対処が難しかった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術の問
題に鑑み、本発明は、ビード切削の必要がなく高い生産
性が確保できしかもシーム品質および表面肌に優れた鋼
管を製造できる固相圧接造管法のみならず、電縫管の高
速・高品質造管法をも実現可能にするオープン管エッジ
部予熱装置を提供することを課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、オープ
ン管を接合点において接合温度に加熱する本加熱装置の
上流に配設され、Ｕ形磁心の二極に誘導コイルが巻かれ
た形態のＵ形インダクタと、誘導コイルに高周波電流を
通電する高周波電源とを備え、オープン管外部からＵ形
磁心の二極をオープン管のスリット部に各極の幅が少な
くともスリット部を覆うように臨ませてなることを特徴
とするオープン管エッジ部予熱装置である。

【００１７】なお、「Ｕ形磁心」とは文字通りのＵ形の
磁心のみならず、コの字型、馬蹄形等、二つの極とそれ
らを結ぶ連結部分からなる磁心をも包含する概念であ
る。Ｕ形インダクタは、Ｕ形磁心の二極の間隔が 100mm
以上および／または可変であることが好ましく、また、
極とスリット部との間隔は80mm以下であることが好まし
く、また、極の幅Ｗ[mm]は、スリット部のギャップｇ[m
m]および高周波電流の周波数ｆ[kHz] に対し次式(1) の
関係を満たすように選ぶことが好ましい。

【００１８】 （Ｗ−ｇ）／２ ≧10×ｆ^-1/2 ………(1) 第２の本発明は、第１の本発明において、Ｕ形インダク
タの配設区間にオープン管外周を拘束するガイドロール
を備え、また、同区間にスリット部を拘束するスリット
部ガイドロールを備えたことを要旨とする。なお、外周
を拘束する前記ガイドロールは非磁性であることが望ま
しい。

【００１９】なお、ここでいうＵ形インダクタの配設区
間とは、Ｕ形インダクタ自体が延在する区間だけでな
く、Ｕ形インダクタと前後の設備（成形ロール、本加熱
装置等）との間の区間をも含む。第３の本発明は、第１
または第２の本発明において、Ｕ形インダクタの配設区
間のオープン管内にインピーダを装入したことを要旨と
する。

【００２０】第４の本発明は、第１〜第３のいずれかの
本発明において、Ｕ形磁心の両極間に非磁性体を配置し
たことを要旨とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】

＜第１の本発明＞図１は、第１の本発明の概念を示す斜
視図である。図１において、10はスリット部、11は誘導
コイル、12はＵ形磁心、13、13a は極、14は磁力線、17
はＵ形インダクタである。なお、図８と同一部材には同
一符号を付し説明を省略する。また、通材の向き８に沿
って下流に配置されている本加熱装置、および誘導コイ
ル11に通電する高周波電源は図示を省略した。

【００２２】なお、本加熱装置としては、図７に示した
誘導加熱装置、抵抗加熱装置のほか、レーザビーム装
置、電子ビーム装置、プラズマビーム装置等の局所加熱
装置も使用できる。図１に示すように、予熱装置を、Ｕ
形磁心12の二極13，13a に誘導コイル11を巻いた形態の
Ｕ形インダクタ17で構成し、その二極13，13a をオープ
ン管１外部からオープン管１のスリット部10に幅中心を
おおよそ合わせて臨ませて配設した。なお、図１におい
て、Ｗは極の幅、ｇはスリット部のギャップ、ｈは極と
スリット部との間隔、Ｓは二極の間隔、Ｌは極の長さで
ある。

【００２３】これにより、Ｕ形インダクタ17の一極13と
他極13a との間の空間を走る磁力線14を、Ｕ形磁心12の
一極13〜スリット部10〜オープン管１内〜スリット部10
〜Ｕ形磁心12の他極13a という経路を辿らせて、オープ
ン管１の相対する両エッジ部端面3a近傍に集中的かつ均
等に配分することができ、そこに誘導される電流密度が
増大して、誘導加熱効率が、図８に示した磁心を有しな
い従来の予熱コイルを用いた場合に比較して数百倍にも
向上することとなり、コーナ部とフラット部との温度差
を両エッジ部端面3aで同程度に小さく保ちながらしかも
急速にエッジ部端面3aを適温まで予熱できる。

【００２４】なお、当然ながら各極13、13a への誘導コ
イル11の巻き方は、磁束が周回するように互いに逆向き
に巻くこととする。ところで、第１の本発明において
は、Ｕ形磁心12の二極13、13a の間隔Ｓが 100mmより小
さいと、極13、13a に出入りする磁力線14によってエッ
ジ部３に誘起される互いに逆向きの誘導電流（渦電流）
が相互干渉して加熱効率が低下するので、Ｓは 100mm以
上にとるのが好ましい。また、その干渉の程度は周波数
や管径等により変化するので、加熱効率が極大となる極
間隔に調整できるように、Ｕ形磁心12は、両極13、13a
を互いに通管方向にスライドできる構造にしておくこと
が好ましい。なお、Ｓのさらに好ましい範囲は 200mm以
上である。Ｓの上限は特に設けないが、配置スペースの
点から1000mm程度以下とするのが妥当である。

【００２５】また、それぞれの極13、13a とスリット部
10との間隔ｈが80mmを超えると、磁力線14のエッジ部端
面3aへの集中度が低下する傾向があるので、ｈが80mm以
下となるようにＵ形インダクタ17を配設するのが好まし
い。なお、ｈのさらに好ましい範囲は50mm以下である。
ｈの下限は特に設けず、通管時の振動等によっても極1
3、13a とスリット部10とが接触しなければよい。

【００２６】また、極の幅Ｗ[mm]は、スリット部のギャ
ップｇ[mm]および高周波電流の周波数ｆ[kHz] に対し次
式(1) 、より望ましくは次式(1A)を満たすように選ぶの
が好ましい。 （Ｗ−ｇ）／２ ≧10 ×ｆ^-1/2 ………(1) （Ｗ−ｇ）／２ ≧17.4×ｆ^-1/2 ………(1A) 式(1) ，(1A)の左辺は、オープン管１のエッジ部３と極
との対面区間幅の１／２を示すものであり、一方、本発
明者らの鋭意検討によれば、エッジ部端面3aの加熱均一
性の観点からの対面区間幅の適正範囲の下限値は、誘導
電流の浸透深さδ[mm]に強く依存し、さらに、この浸透
深さδ[mm]を限定する要因のうち、温度依存性のない高
周波電流の周波数ｆ[kHz] の^-1/2乗を用いればよく表現
できることを知見した。

【００２７】すなわち、式(1) および(1A)から、Ｗは次
式(2) 好ましくは(2A)を満たす値を選べばよい。 Ｗ≧20 ×ｆ^-1/2＋ｇ ………(2) Ｗ≧34.8×ｆ^-1/2＋ｇ ………(2A) なお、高周波電流に誘導される磁束を有効に利用してオ
ープン管エッジ部を加熱するためには、Ｗをオープン管
直径の1.25倍以下に抑えるのが好ましい。

【００２８】また、極の長さＬについての好適範囲は、
周波数ｆと誘導コイルのターン数ｎとによって変わる
が、表１に示す範囲から選択すれば加熱効率の点から有
利である。

【００２９】

【表１】

【００３０】ただし、周波数ｆが10kHz を超えるとエッ
ジ部端面コーナ部に渦電流が集中し、コーナ部が優先的
に加熱されて端面内温度差が過大となるため、本発明装
置によるエッジ部予熱は周波数10kHz 以下で行うのが、
端面内温度均一化のためには望ましい。また、一極あた
りの誘導コイルのターン数ｎは、設備規模により１巻き
でも昇温させることができ、上限は特にないが、表１の
範囲から選択するのが好適である。 ＜第２の本発明＞図２は、第２の本発明の概念を示す斜
視図である。同図において、18はスクイズロール、19は
ガイドロール、20はスリット部ガイドロール、21はスラ
イド部であり、前掲図（図８、図１）と同一または相当
部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。な
お、高周波電源は図示省略した。

【００３１】本図に示すように第２の本発明は、第１の
本発明において、Ｕ形インダクタ17の配設区間（前後の
短区間も含む）の要所にオープン管１外周を拘束するガ
イドロール19を備え、また、同区間内にスリット部10を
拘束するスリット部ガイドロール20、20a を備えたもの
である。ガイドロール19、スリット部ガイドロール20、
20a は本図に示すように同時に配備するほうがより好ま
しい。

【００３２】なお、前記した第１の本発明に係る好適要
件（極間隔可変）に則り、Ｕ形磁心12には二極13、13a
の間隔Ｓを変更するためのスライド部21を設けている。
図３は、第２の本発明に係るガイドロールの各種拘束形
態を例示する断面図であり、図２と同一または相当部分
にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。同図
（ａ）は２本のガイドロール19（当然ながらロールプロ
フィルが管周に沿う形に加工されている）が両脇から、
（ｂ）は３本が両脇と下から、（ｃ）は３本が両肩と下
から、（ｄ）は４本が四方から、それぞれオープン管１
の外周に回転可能に当接して拘束するように配置されて
いる。なお、ガイドロール19はここに図示した以外にも
例えば平ロールで多方向から拘束する等々種々の配置形
態が採用可能である。このように、ガイドロール19はＵ
形インダクタの配設区間の要所々々に、一断面当たり複
数本、任意の配置形態で配設すればよい。

【００３３】なお、これらのガイドロール19は、Ｕ形イ
ンダクタによって電磁誘導されると自身の発熱劣化に加
え予熱電流への外乱となるので、非磁性材料、例えばス
テンレス鋼あるいはセラミックス等を素材としたものを
使用することが望ましい。図４は、第２の本発明に係る
スリット部ガイドロールの拘束形態を例示する断面図で
あり、20、20a はスリット部ガイドロールで、図２と同
一または相当部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省
略する。上のスリット部ガイドロール20aはスリット部1
0に嵌合してこれを拘束する凸部をもち、この形状のロ
ールは特にフィン付きロールと呼ばれる。

【００３４】なお、下のスリット部ガイドロール20はフ
ィン付きロール20a に対する反力用であって、図では１
本のみ描いているが管周方向に複数本設けてもかまわな
い。上記構成を採用した第２の本発明により、オープン
管１はＵ形インダクタの配設区間をブレなく通過するこ
とができ、エッジ部予熱の温度管理精度が一段と向上す
る。 ＜第３の本発明＞図５は、第３の本発明の概念を示す断
面図である。図示のように第３の本発明は、第１または
第２の本発明において、Ｕ形インダクタ17の配設区間の
オープン管１内にインピーダ15を装入したことを要旨と
する。これによりエッジ部３への磁力線の集中度がさら
に増し、誘導加熱効率がより一層向上する。なお、イン
ピーダ15としてはフェライト等の強磁性体を用いるのが
好適である。 ＜第４の本発明＞図６は、第４の本発明の概念を示す一
部切欠斜視図である。図示のように第４の本発明は、第
１〜第３の本発明のいずれかにおいて、Ｕ形磁心12の両
極13、13a の間に非磁性体22を追加配置したことを要旨
とする。これにより、とくに極13、13a とスリット部10
との間隔が大きいとき、オープン管１の外部空間で磁束
が不必要にループするのを好適に防止でき、誘導加熱効
率がさらに向上する。なお、非磁性体22としては、非金
属材料あるいはオーステナイト系ステンレス鋼等を用い
ればよい。

【００３５】以上詳述したように、第１〜第３の本発明
によれば、オープン管のエッジ部をワークコイル等の本
加熱装置で加熱して端面全域を固相圧接適正温度域に昇
温するための昇温開始時のエッジ部端面温度分布を適正
に調えることが可能になり、それにより初めてビード切
削の必要がなく高い生産性が確保できしかもシーム品質
および表面肌に優れた鋼管を製造できる固相圧接造管法
が実現可能となる。また、従来の電縫鋼管製造時におい
ても、冷接やぺネトレータの生成といった溶接不良を生
じることなく、優れた品質の鋼管を製造できるようにな
る。

【００３６】

【実施例】オープン管の両エッジ部を衝合圧接して鋼管
とする連続製管ラインにおいて、帯板から成形され初期
管体温度 600℃に全体加熱されたオープン管を140m/min
で通しながら、エッジ部両端面間隔（スリット部のギャ
ップｇ）が10mmとなるライン位置でエッジ部予熱を施
し、その下流で両エッジ部端面をさらに圧接温度まで誘
導加熱し衝合圧接して肉厚6mm 、外径130mm の機械構造
用鋼管（ＳＴＫＭ１１Ａ相当）を製管する際に、図２の
形態の本発明装置を用いてエッジ部予熱を行い実施例と
した。また、実施例と同じ製管条件下で図７（ａ：水平
ターン型）、（ｂ：垂直ターン型）、（ｃ：鞍型）の磁
心のない予熱コイルを用いてエッジ部予熱を行いそれぞ
れ従来例Ａ、Ｂ、Ｃとした。

【００３７】装置の諸元・誘導条件、ならびに予熱直後
のエッジ部端面を放射温度計で測定して得た予熱後端面
平均温度（Ｔ_PHと略記する）を表２に示す。なお、表２
において、ｎはコイルターン数（実施例は一極当たりの
値。従来例Ｃは鞍型につき該当値なし。）、ＳはＵ形磁
心の二極の間隔、Ｌは極の長さ、Ｗは極の幅、ｈはスリ
ット部と極との間隔、ｆは周波数、Ｉ_HFは電流値、ＩＰ
はインピーダの有無である。

【００３８】

【表２】

【００３９】表２のＴ_PHを比較して明らかなように、本
発明によれば、従来に比べ格段に効率のよいオープン管
エッジ部予熱が可能である。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、オープン管のエッジ部
端面全域をワークコイル等の本加熱装置で加熱して固相
圧接適正温度域に昇温するための昇温開始時の端面温度
分布を適正に調えることが可能になり、それにより初め
てビード切削の必要がなく高い生産性が確保できしかも
シーム品質および表面肌に優れた鋼管を製造できる固相
圧接造管法が実現可能となるという格段の効果を奏す
る。

【００４１】また、通常の電縫管製造に適用すれば、生
産性および品質の格段の向上が可能となり、特に厚肉管
の製造において顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の本発明の概念を示す斜視図である。

【図２】第２の本発明の概念を示す斜視図である。

【図３】第２の本発明に係るガイドロールの各種拘束形
態を例示する断面図である。

【図４】第２の本発明に係るスリット部ガイドロールの
拘束形態を例示する断面図である。

【図５】第３の本発明の概念を示す断面図である。

【図６】第４の本発明の概念を示す一部切欠斜視図であ
る。

【図７】一般的な誘導加熱装置、抵抗加熱装置の概念を
示す斜視図である。

【図８】図７は、従来の予熱用コイルの構造の概念を示
す斜視図で、（ａ）は水平ターン型、（ｂ）は垂直ター
ン型、（ｃ）は鞍型をそれぞれ示す。

【符号の説明】

１ オープン管 ２ 鋼管 ３ エッジ部 3a エッジ部端面 ４ 接合点 ５ シーム部 ６ ワークコイル ７ 接合電流経路 ７Ａ 予熱電流経路 ８ 通材の向き ９ 予熱用コイル 10 スリット部 11 誘導コイル 12 Ｕ形磁心 13、13a 極 14 磁力線 15 インピーダ 16、16Ａ コンタクトチップ 17 Ｕ形インダクタ 18 スクイズロール 19 ガイドロール 20 スリット部ガイドロール（反力用） 20a スリット部ガイドロール（フィン付きロール） 21 スライド部 22 非磁性体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 天笠 敏明 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 板谷 元晶 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 大西 寿雄 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 橋本 裕二 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 田中 伸樹 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オープン管を接合点において接合温度に
   加熱する本加熱装置の上流に配設され、Ｕ形磁心の二極
   に誘導コイルが巻かれた形態のＵ形インダクタと、誘導
   コイルに高周波電流を通電する高周波電源とを備え、オ
   ープン管外部からＵ形磁心の二極をオープン管のスリッ
   ト部に各極の幅が少なくともスリット部を覆うように臨
   ませてなることを特徴とするオープン管エッジ部予熱装
   置。
2. 【請求項２】 Ｕ形磁心の二極の間隔が 100mm以上であ
   る請求項１記載のオープン管エッジ部予熱装置。
3. 【請求項３】 Ｕ形磁心の二極の間隔が可変である請求
   項１または２記載のオープン管エッジ部予熱装置。
4. 【請求項４】 極とスリット部との間隔が80mm以下であ
   る請求項１〜３のいずれかに記載のオープン管エッジ部
   予熱装置。
5. 【請求項５】 極の幅Ｗ[mm]が、スリット部のギャップ
   ｇ[mm]および高周波電流の周波数ｆ[kHz] に対し次式
   (1) の関係を満たす請求項１〜４のいずれかに記載のオ
   ープン管エッジ部予熱装置。 （Ｗ−ｇ）／２ ≧10×ｆ^-1/2 ………(1)
6. 【請求項６】 さらにＵ形インダクタの配設区間にオー
   プン管外周を拘束するガイドロールを備えた請求項１〜
   ５のいずれかに記載のオープン管エッジ部予熱装置。
7. 【請求項７】 さらにＵ形インダクタの配設区間にスリ
   ット部を拘束するスリット部ガイドロールを備えた請求
   項１〜６のいずれかに記載のオープン管エッジ部予熱装
   置。
8. 【請求項８】 ガイドロールが非磁性である請求項６ま
   たは７記載のオープン管エッジ部予熱装置。
9. 【請求項９】 さらにＵ形インダクタの配設区間のオー
   プン管内にインピーダが装入されてなる請求項１〜８の
   いずれかに記載のオープン管エッジ部予熱装置。
10. 【請求項10】 さらにＵ形磁心の両極間に非磁性体が配
    置されてなる請求項１〜９のいずれかに記載のオープン
    管エッジ部予熱装置。