JP2020087734A - Induction heating device for steel plate - Google Patents
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Abstract
【課題】鋼板の板幅方向での温度ばらつきを低減できる、鋼板用誘導加熱装置を提供する。【解決手段】鋼板用誘導加熱装置1は、ソレノイドコイル50と、ソレノイドコイル50の入側又は出側に配置される第1導体短絡リング10とを備える。第1導体短絡リング10は、内部を通る鋼板の上方に配置され、鋼板の板幅方向に延びる第1リング上部と、内部を通る鋼板の下方に配置され、鋼板の板幅方向に延びる第1リング下部とを含み、第1リング上部及び第1リング下部の少なくとも一方では、中央部が、両端部よりもソレノイドコイルから離れて配置されている。【選択図】図2A steel plate induction heating apparatus capable of reducing temperature variations in the width direction of a steel plate is provided. A steel sheet induction heating apparatus (1) includes a solenoid coil (50) and a first conductor short-circuit ring (10) arranged on the entry side or the exit side of the solenoid coil (50). The first conductor short-circuit ring 10 is arranged above the steel plate passing through the inside and extends in the width direction of the steel plate, and is arranged below the steel plate passing through the inside and extends in the width direction of the steel plate. At least one of the first ring upper portion and the first ring lower portion has a central portion located further from the solenoid coil than both end portions. [Selection drawing] Fig. 2
Description
本発明は、誘導加熱装置に関し、さらに詳しくは、内部に鋼板を通す鋼板用誘導加熱装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an induction heating device, and more particularly, to an induction heating device for a steel plate having a steel plate passed inside.
鋼板用誘導加熱装置は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造ラインにおける合金化炉や、各種の熱処理炉として利用される。鋼板用誘導加熱装置は、ソレノイドコイルを備える。ソレノイドコイルは、電源から電流の供給を受けて、磁場を発生する。ソレノイドコイルの内部を通る鋼板には、ソレノイドコイルの磁場による電磁誘導が発生して、渦電流が発生する。これにより、鋼板が発熱し、加熱される。 The induction heating device for steel sheets is used as an alloying furnace in a production line for galvannealed steel sheets and various heat treatment furnaces. The induction heating device for steel sheets includes a solenoid coil. The solenoid coil is supplied with an electric current from a power source and generates a magnetic field. Electromagnetic induction due to the magnetic field of the solenoid coil is generated in the steel plate passing through the inside of the solenoid coil, and eddy current is generated. As a result, the steel plate generates heat and is heated.
ところで、鋼板用誘導加熱装置では、鋼板の板幅方向における鋼板の両端部に磁場が集中するため、鋼板の両端部の温度が、鋼板の中央部の温度よりも高くなりやすい。鋼板の板幅方向の温度のばらつきはなるべく抑制できる方が好ましい。 By the way, in the induction heating device for steel plates, since the magnetic field concentrates on both ends of the steel plate in the width direction of the steel plate, the temperatures of both ends of the steel plate are likely to be higher than the temperature of the central part of the steel plate. It is preferable that variations in temperature of the steel sheet in the width direction can be suppressed as much as possible.
鋼板用誘導加熱装置において、鋼板の板幅方向の温度のばらつきを低減する技術が、特開平2−297892号公報(特許文献1)、及び、特開平1−232685号公報(特許文献2)に開示されている。 In an induction heating device for a steel plate, a technique for reducing the variation in temperature of the steel plate in the plate width direction is disclosed in JP-A-2-297892 (Patent Document 1) and JP-A-1-232685 (Patent Document 2). It is disclosed.
特許文献1に開示された鋼板用誘導加熱装置では、ソレノイドコイルの磁軸線に垂直な方向(コイル高さ)に可変可能であり、鋼板の温度を測定し、測定結果と基準値との差分に応じて、コイル高さを調整する。
In the induction heating device for a steel sheet disclosed in
特許文献2に開示された誘導加熱装置では、ソレノイドコイル内において、内部を通過する鋼板の板幅方向における両端部に複数の磁束調整リングを設ける。この複数の磁束調整リングにより、ソレノイドコイルの内部を通る鋼板の板幅方向の両端部において磁場の集中を緩和し、その結果、鋼板の両端部の温度上昇を抑える。
In the induction heating device disclosed in
特許文献1に開示された技術の場合、鋼板の厚さに応じてソレノイドコイルの高さを調整できると考えられる。しかしながら、鋼板の板幅方向での温度ばらつきについては、低減できない場合もあると考えられる。
In the case of the technique disclosed in
特許文献2に開示された技術の場合、ソレノイドコイルの幅方向における端部の磁束が磁束調整リングにより低減する。そのため、鋼板の板幅方向での温度ばらつきはある程度低減できると考えられる。
In the case of the technique disclosed in
しかしながら、特許文献2に開示された手段以外の手段によって、鋼板の板幅方向での温度ばらつきを低減できてもよい。
However, the temperature variation in the plate width direction of the steel sheet may be reduced by means other than the means disclosed in
本発明の目的は、鋼板の板幅方向での温度ばらつきを低減できる、鋼板用誘導加熱装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an induction heating device for a steel sheet, which can reduce temperature variations in the width direction of the steel sheet.
本発明による鋼板用誘導加熱装置は、鋼板を誘導加熱する鋼板用誘導加熱装置であって、
鋼板が内部を通るソレノイドコイルと、
ソレノイドコイルの入側又は出側に配置され、鋼板が内部を通る第1導体短絡リングとを備え、
ソレノイドコイルは、
内部を通る鋼板の上方に配置され、鋼板の板幅方向に延びるコイル上部と、
内部を通る鋼板の下方に配置され、鋼板の板幅方向に延びるコイル下部と、
鋼板の通板方向に見て、内部を通る鋼板の左方に配置され、コイル上部及びコイル下部と繋がっているコイル左部と、
通板方向に見て、内部を通る鋼板の右方に配置され、コイル上部及びコイル下部と繋がっているコイル右部とを含み、
第1導体短絡リングは、
内部を通る鋼板の上方に配置され、鋼板の板幅方向に延びる第1リング上部と、
内部を通る鋼板の下方に配置され、鋼板の板幅方向に延びる第1リング下部と、
通板方向に見て、内部を通る鋼板の左方に配置され、第1リング上部及び第1リング下部とつながる第1リング左部と、
通板方向に見て、内部を通る鋼板の右方に配置され、第1リング上部及び第1リング下部とつながる第1リング右部とを含み、
第1リング上部及び第1リング下部の少なくとも一方では、板幅方向における中央部が、板幅方向における両端部よりもソレノイドコイルから離れて配置されている。
The steel plate induction heating device according to the present invention is a steel plate induction heating device for induction heating a steel plate,
A solenoid coil through which a steel plate passes
A first conductor short-circuit ring, which is disposed on the inlet side or the outlet side of the solenoid coil and through which the steel plate passes through;
The solenoid coil is
Located above the steel plate passing through the inside, the coil upper part extending in the plate width direction of the steel plate,
A coil lower part that is arranged below the steel plate passing through the inside and extends in the plate width direction of the steel plate,
When viewed in the sheet passing direction of the steel sheet, the coil left portion is arranged on the left side of the steel sheet passing through the inside and is connected to the coil upper portion and the coil lower portion,
When viewed in the sheet passing direction, the coil is disposed on the right side of the steel sheet passing through the inside, and includes the coil upper portion and the coil lower portion connected to the coil lower portion,
The first conductor shorting ring is
A first ring upper part that is arranged above the steel plate passing through the inside and extends in the plate width direction of the steel plate;
A first ring lower part that is arranged below the steel plate passing through the inside and extends in the plate width direction of the steel plate;
The first ring left part, which is arranged on the left side of the steel plate passing through the inside as viewed in the threading direction and is connected to the first ring upper part and the first ring lower part,
When viewed in the threading direction, the first ring right part, which is arranged to the right of the steel plate passing through the inside and is connected to the first ring upper part and the first ring lower part,
At least one of the upper portion of the first ring and the lower portion of the first ring is arranged such that the central portion in the plate width direction is farther from the solenoid coil than both ends in the plate width direction.
本発明による鋼板用誘導加熱装置は、鋼板の板幅方向での温度ばらつきを低減できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The steel plate induction heating device according to the present invention can reduce temperature variations in the width direction of the steel plate.
本実施形態による鋼板用誘導加熱装置は、次の構成を備える。
(1)の構成による鋼板用誘導加熱装置は、鋼板を誘導加熱する鋼板用誘導加熱装置であって、
鋼板が内部を通るソレノイドコイルと、
ソレノイドコイルの入側又は出側に配置され、鋼板が内部を通る第1導体短絡リングとを備え、
ソレノイドコイルは、
内部を通る鋼板の上方に配置され、鋼板の板幅方向に延びるコイル上部と、
内部を通る鋼板の下方に配置され、鋼板の板幅方向に延びるコイル下部と、
鋼板の通板方向に見て、内部を通る鋼板の左方に配置され、コイル上部及びコイル下部と繋がっているコイル左部と、
通板方向に見て、内部を通る鋼板の右方に配置され、コイル上部及びコイル下部と繋がっているコイル右部とを含み、
第1導体短絡リングは、
内部を通る鋼板の上方に配置され、鋼板の板幅方向に延びる第1リング上部と、
内部を通る鋼板の下方に配置され、鋼板の板幅方向に延びる第1リング下部と、
通板方向に見て、内部を通る鋼板の左方に配置され、第1リング上部及び第1リング下部とつながる第1リング左部と、
通板方向に見て、内部を通る鋼板の右方に配置され、第1リング上部及び第1リング下部とつながる第1リング右部とを含み、
第1リング上部及び第1リング下部の少なくとも一方では、板幅方向における中央部が、板幅方向における両端部よりもソレノイドコイルから離れて配置されている。
The induction heating device for steel plates according to the present embodiment has the following configuration.
The induction heating device for steel sheet according to the configuration of (1) is an induction heating device for steel plate for induction heating a steel plate,
A solenoid coil through which a steel plate passes
A first conductor short-circuit ring, which is disposed on the inlet side or the outlet side of the solenoid coil and through which the steel plate passes through;
The solenoid coil is
Located above the steel plate passing through the inside, the coil upper part extending in the plate width direction of the steel plate,
A coil lower part that is arranged below the steel plate passing through the inside and extends in the plate width direction of the steel plate,
When viewed in the sheet passing direction of the steel sheet, the coil left portion is arranged on the left side of the steel sheet passing through the inside and is connected to the coil upper portion and the coil lower portion,
When viewed in the sheet passing direction, the coil is disposed on the right side of the steel sheet passing through the inside, and includes the coil upper portion and the coil lower portion connected to the coil lower portion,
The first conductor shorting ring is
A first ring upper part that is arranged above the steel plate passing through the inside and extends in the plate width direction of the steel plate;
A first ring lower part that is arranged below the steel plate passing through the inside and extends in the plate width direction of the steel plate;
The first ring left part, which is arranged on the left side of the steel plate passing through the inside as viewed in the threading direction and is connected to the first ring upper part and the first ring lower part,
When viewed in the threading direction, the first ring right part, which is arranged to the right of the steel plate passing through the inside and is connected to the first ring upper part and the first ring lower part,
At least one of the upper portion of the first ring and the lower portion of the first ring is arranged such that the central portion in the plate width direction is farther from the solenoid coil than both ends in the plate width direction.
鋼板用のソレノイドコイルでは、内部を通る鋼板の板幅方向における両端部において、磁束が集中する。そのため、ソレノイドコイルの幅方向において、両端部の磁場が中央部の磁場よりも強くなる。そこで、(1)の構成による鋼板用誘導加熱装置では、ソレノイドコイルの入側又は出側に第1導体短絡リングを配置する。第1導体短絡リングの第1リング上部及び第1リング下部の少なくとも一方では、上述のとおり、鋼板の板幅方向における中央部が両端部よりもソレノイドコイルから離れて配置されている。つまり、第1リング上部及び/又は第1リング下部は、凸状の形状を有する。この場合、第1導体短絡リングの幅方向における両端部において、ソレノイドコイルの両端部の磁場と逆向きの磁場が発生して、ソレノイドコイルの両端部の磁場を弱める。その結果、ソレノイドコイルの幅方向での磁場のばらつきが抑えられ、その結果、誘導加熱される鋼板の板幅方向での温度ばらつきを抑えることができる。 In the solenoid coil for a steel plate, magnetic flux concentrates at both ends in the plate width direction of the steel plate passing through the inside. Therefore, in the width direction of the solenoid coil, the magnetic fields at both ends are stronger than the magnetic field at the center. Therefore, in the steel sheet induction heating device having the configuration (1), the first conductor short-circuit ring is arranged on the inlet side or the outlet side of the solenoid coil. As described above, at least one of the first ring upper part and the first ring lower part of the first conductor short-circuiting ring is arranged such that the central portion in the plate width direction of the steel plate is more distant from the solenoid coil than both ends thereof. That is, the first ring upper part and/or the first ring lower part has a convex shape. In this case, magnetic fields in opposite directions to the magnetic fields at both ends of the solenoid coil are generated at both ends in the width direction of the first conductor short-circuit ring, and the magnetic fields at both ends of the solenoid coil are weakened. As a result, variations in the magnetic field in the width direction of the solenoid coil are suppressed, and as a result, variations in temperature of the induction-heated steel sheet in the plate width direction can be suppressed.
(2)の構成による鋼板用誘導加熱装置は、(1)の記載による鋼板用誘導加熱装置であって、
第1導体短絡リングにおいて、
第1リング上部の中央部は、第1リング上部の両端部よりもソレノイドコイルから離れて配置されており、
第1リング下部の中央部は、第1リング下部の両端部よりもソレノイドコイルから離れて配置されている。
The induction heating device for steel sheet according to the configuration of (2) is the induction heating device for steel sheet according to the description of (1),
In the first conductor short-circuit ring,
The central portion of the upper portion of the first ring is arranged farther from the solenoid coil than both end portions of the upper portion of the first ring,
The central portion of the first ring lower portion is arranged farther from the solenoid coil than both ends of the first ring lower portion.
この場合、第1導体短絡リングにおいて、第1リング上部だけでなく、第1リング下部も凸状の形状を有し、中央部が両端部よりもソレノイドコイルから離れて配置されている。そのため、第1導体短絡リングの第1リング上部及び第1リング下部の幅方向における両端部において、ソレノイドコイルの両端部の磁場と逆向きの磁場が発生して、ソレノイドコイルの両端部の磁場を弱める。その結果、ソレノイドコイルの幅方向での磁場のばらつきがさらに抑えられ、その結果、誘導加熱される鋼板の板幅方向での温度ばらつきをさらに抑えることができる。 In this case, in the first conductor short-circuit ring, not only the upper portion of the first ring but also the lower portion of the first ring has a convex shape, and the central portion is arranged farther from the solenoid coil than the both end portions. Therefore, magnetic fields in opposite directions to the magnetic fields at both ends of the solenoid coil are generated at both ends in the width direction of the first ring upper part and the first ring lower part of the first conductor short-circuit ring, and the magnetic fields at both ends of the solenoid coil are generated. Weaken. As a result, the variation of the magnetic field in the width direction of the solenoid coil is further suppressed, and as a result, the temperature variation of the induction-heated steel sheet in the plate width direction can be further suppressed.
(3)の構成による鋼板用誘導加熱装置は、(1)又は(2)の記載による鋼板用誘導加熱装置であって、
第1リング上部又は第1リング下部の少なくとも一方では、
中央部は、両端部よりも通板方向にソレノイドコイルから離れて配置されている。
The induction heating device for a steel sheet according to the configuration of (3) is the induction heating device for a steel sheet according to the description of (1) or (2),
At least one of the first ring upper part and the first ring lower part,
The central portion is arranged farther from the solenoid coil in the sheet passing direction than at both ends.
(3)の構成による鋼板用誘導加熱装置では、第1導体短絡リングの上方又は下方のスペースを利用することなく、中央部を両端部よりもソレノイドコイルから離して配置することができる。そのため、鋼板用誘導加熱装置の上方又は下方のスペースを、第1導体短絡リング以外の他の設備の配置に利用することができる。 In the induction heating device for steel plates having the configuration of (3), the central portion can be arranged farther from the solenoid coil than both ends without using the space above or below the first conductor short-circuit ring. Therefore, the space above or below the induction heating device for steel plates can be used for the arrangement of equipment other than the first conductor short-circuit ring.
(4)の構成による鋼板用誘導加熱装置は、(1)〜(3)のいずれか1項に記載の鋼板用誘導加熱装置であって、
第1導体短絡リングの幅は、ソレノイドコイルの幅±20%以内であり、
第1導体短絡リングの通板方向に垂直な断面積は、ソレノイドコイルの通板方向に垂直な断面積±20%以内である。
An induction heating device for a steel sheet having a configuration of (4) is the induction heating device for a steel sheet according to any one of (1) to (3),
The width of the first conductor short-circuit ring is within ±20% of the width of the solenoid coil,
The cross-sectional area of the first conductor short-circuit ring perpendicular to the plate passing direction is within ±20% of the cross-sectional area of the solenoid coil perpendicular to the plate passing direction.
(4)の構成による鋼板用誘導加熱装置では、ソレノイドコイルの幅方向の両端で形成された磁場が、第1導体短絡リング内により有効に進入する。そのため、第1導体短絡リングの幅方向における両端部において、ソレノイドコイルの両端部の磁場と逆向きの磁場がより有効に発生して、ソレノイドコイルの両端部の磁場をさらに弱める。 In the induction heating device for steel plates having the configuration of (4), the magnetic fields formed at both ends in the width direction of the solenoid coil more effectively enter the first conductor short-circuit ring. Therefore, at both ends in the width direction of the first conductor short-circuit ring, magnetic fields opposite to the magnetic fields at both ends of the solenoid coil are more effectively generated, and the magnetic fields at both ends of the solenoid coil are further weakened.
(5)の構成による鋼板用誘導加熱装置は、(1)〜(4)のいずれか1項に記載の鋼板用誘導加熱装置であって、
ソレノイドコイルのうち、少なくともコイル左部及びコイル右部は可撓導体であって湾曲可能であり、
鋼板用誘導加熱装置はさらに、
コイル上部とコイル下部の間の上下方向の距離を調整可能なソレノイドコイル高さ調整機構を備え、
第1導体短絡リングのうち、少なくとも第1リング左部及び第1リング右部は可撓導体であって湾曲可能であり、
鋼板用誘導加熱装置はさらに、
第1リング上部及び第1リング下部の間の上下方向の距離を調整可能な第1導体短絡リング高さ調整機構を備える。
An induction heating device for a steel sheet having a configuration of (5) is the induction heating device for a steel sheet according to any one of (1) to (4),
Of the solenoid coil, at least the coil left part and the coil right part are flexible conductors and can be bent,
The induction heating device for steel plate is further
Equipped with a solenoid coil height adjustment mechanism that can adjust the vertical distance between the coil upper part and the coil lower part,
Of the first conductor short-circuit ring, at least the first ring left portion and the first ring right portion are flexible conductors and are bendable,
The induction heating device for steel plate is further
A first conductor short-circuit ring height adjusting mechanism is provided that is capable of adjusting the vertical distance between the first ring upper part and the first ring lower part.
(5)の構成による鋼板用誘導加熱装置では、ソレノイドコイルの高さ(ギャップ)とともに、第1導体短絡リングの高さ(ギャップ)も調整できる。 In the induction heating device for steel plates having the configuration of (5), the height (gap) of the first conductor short-circuit ring can be adjusted together with the height (gap) of the solenoid coil.
(6)の構成による鋼板用誘導加熱装置は、(1)〜(5)のいずれかの構成による鋼板用誘導加熱装置であってさらに、
ソレノイドコイルの入側又は出側に配置され、鋼板が内部を通る第2導体短絡リングを備え、
ソレノイドコイルは、第1導体短絡リングと、第2導体短絡リングとの間に配置され、
第2導体短絡リングは、
内部を通る鋼板の上方に配置され、板幅方向に延びる第2リング上部と、
内部を通る鋼板の下方に配置され、板幅方向に延びる第2リング下部と、
通板方向に見て、内部を通る鋼板の左方に配置され、第2リング上部及び第2リング下部と繋がっている第2リング左部と、
通板方向に見て、内部を通る鋼板の右方に配置され、第2リング上部及び第2リング下部と繋がっている第2リング右部とを含み、
第2リング上部又は第2リング下部の少なくとも一方では、第2導体短絡リングの幅方向における中央部が、両端部よりもソレノイドコイルから離れて配置されている。
The induction heating device for steel sheet according to the configuration of (6) is the induction heating device for steel sheet according to any one of the configurations (1) to (5),
A second conductor short-circuit ring, which is arranged on the inlet side or the outlet side of the solenoid coil and through which the steel plate passes,
The solenoid coil is arranged between the first conductor short-circuit ring and the second conductor short-circuit ring,
The second conductor shorting ring is
A second ring upper part which is arranged above the steel plate passing through the inside and extends in the plate width direction,
A second ring lower part that is arranged below the steel plate passing through the inside and extends in the plate width direction,
A second ring left part, which is arranged on the left side of the steel plate passing through the inside as viewed in the threading direction and is connected to the second ring upper part and the second ring lower part,
The second ring right part, which is arranged on the right side of the steel plate passing through the inside as viewed in the threading direction and is connected to the second ring upper part and the second ring lower part,
At least one of the upper part of the second ring and the lower part of the second ring is arranged such that the center part in the width direction of the second conductor short-circuit ring is more distant from the solenoid coil than the both ends.
(6)の構成による鋼板用誘導加熱装置では、ソレノイドコイルの入側と出側とに、第1導体短絡リング、及び、第2導体短絡リングが配置される。そのため、ソレノイドコイルの入側と出側の双方において、ソレノイドコイルの両端部の磁場を弱めることができる。その結果、ソレノイドコイルの幅方向での磁場のばらつきがさらに抑えられ、その結果、誘導加熱される鋼板の板幅方向での温度ばらつきをさらに抑えることができる。 In the steel sheet induction heating device having the configuration (6), the first conductor short-circuit ring and the second conductor short-circuit ring are arranged on the inlet side and the outlet side of the solenoid coil. Therefore, the magnetic field at both ends of the solenoid coil can be weakened on both the inlet side and the outlet side of the solenoid coil. As a result, the variation of the magnetic field in the width direction of the solenoid coil is further suppressed, and as a result, the temperature variation of the induction-heated steel sheet in the plate width direction can be further suppressed.
(7)の構成による鋼板用誘導加熱装置は、(6)の記載による鋼板用誘導加熱装置であって、
第2導体短絡リングにおいて、
第2リング上部の中央部は、第2リング上部の両端部よりもソレノイドコイルから離れて配置されており、
第2リング下部の中央部は、第2リング下部の両端部よりもソレノイドコイルから離れて配置されている。
The induction heating device for steel sheet according to the configuration of (7) is the induction heating device for steel sheet according to the description of (6),
In the second conductor short-circuit ring,
The central portion of the second ring upper portion is arranged farther from the solenoid coil than both ends of the second ring upper portion,
The central portion of the lower portion of the second ring is arranged farther from the solenoid coil than the end portions of the lower portion of the second ring.
(7)の構成による鋼板用誘導加熱装置では、第2導体短絡リングにおいて、第2リング上部だけでなく、第2リング下部も凸状の形状を有し、中央部が両端部よりもソレノイドコイルから離れて配置されている。そのため、第2導体短絡リングの第2リング上部及び第2リング下部の幅方向における両端部において、ソレノイドコイルの両端部の磁場と逆向きの磁場が発生して、ソレノイドコイルの両端部の磁場を弱める。その結果、ソレノイドコイルの幅方向での磁場のばらつきがさらに抑えられ、誘導加熱される鋼板の板幅方向での温度ばらつきをさらに抑えることができる。 In the induction heating device for steel sheet according to the configuration of (7), in the second conductor short-circuit ring, not only the upper portion of the second ring but also the lower portion of the second ring has a convex shape, and the central portion is a solenoid coil rather than both ends. It is located away from. Therefore, a magnetic field in the opposite direction to the magnetic field at both ends of the solenoid coil is generated at both ends in the width direction of the second ring upper part and the second ring lower part of the second conductor short-circuit ring, and the magnetic fields at both ends of the solenoid coil are generated. Weaken. As a result, the variation of the magnetic field in the width direction of the solenoid coil can be further suppressed, and the temperature variation of the induction-heated steel sheet in the plate width direction can be further suppressed.
(8)の構成による鋼板用誘導加熱装置は、(6)又は(7)に記載の鋼板用誘導加熱装置であって、
第2リング上部又は第2リング下部の少なくとも一方では、
中央部が、両端部よりも通板方向にソレノイドコイルから離れて配置されている。
An induction heating device for steel sheet according to the configuration of (8) is the induction heating device for steel sheet according to (6) or (7),
At least one of the second ring upper part and the second ring lower part,
The central portion is arranged farther from the solenoid coil in the sheet passing direction than at both ends.
(8)の構成による鋼板用誘導加熱装置では、第2導体短絡リングの上方又は下方のスペースを利用することなく、中央部を両端部よりもソレノイドコイルから離して配置することができる。そのため、鋼板用誘導加熱装置の上方又は下方のスペースを、第1導体短絡リング以外の他の設備の配置に利用することができる。 In the induction heating device for steel plates having the configuration of (8), the central portion can be arranged farther from the solenoid coil than both ends without using the space above or below the second conductor short-circuit ring. Therefore, the space above or below the induction heating device for steel plates can be used for the arrangement of equipment other than the first conductor short-circuit ring.
(9)の構成による鋼板用誘導加熱装置は、(6)〜(8)のいずれか1項に記載の鋼板用誘導加熱装置であって、
第2導体短絡リングの幅は、前記ソレノイドコイルの幅±20%以内であり、
第2導体短絡リングの通板方向に垂直な断面積は、ソレノイドコイルの通板方向に垂直な断面積±20%以内である。
An induction heating device for a steel sheet having a configuration of (9) is the induction heating device for a steel sheet according to any one of (6) to (8),
The width of the second conductor short-circuit ring is within ±20% of the width of the solenoid coil,
The cross-sectional area of the second conductor short-circuit ring perpendicular to the plate passing direction is within ±20% of the cross-sectional area of the solenoid coil perpendicular to the plate passing direction.
(9)の構成による鋼板用誘導加熱装置では、ソレノイドコイルの幅方向の両端で形成された磁場が、第2導体短絡リング内により有効に進入する。そのため、第2導体短絡リングの幅方向における両端部において、ソレノイドコイルの両端部の磁場と逆向きの磁場がより有効に発生して、ソレノイドコイルの両端部の磁場をさらに弱める。 In the induction heating device for steel plates having the configuration of (9), the magnetic fields formed at both ends in the width direction of the solenoid coil more effectively enter the second conductor short-circuit ring. Therefore, magnetic fields in opposite directions to the magnetic fields at both ends of the solenoid coil are more effectively generated at both ends in the width direction of the second conductor short-circuit ring, and the magnetic fields at both ends of the solenoid coil are further weakened.
(10)の構成による鋼板用誘導加熱装置は、(6)〜(9)のいずれか1項に記載の鋼板用誘導加熱装置であって、
第1導体短絡リングの第1リング上部、第1リング下部、第2導体短絡リングの第2リング上部、及び、第2リング下部の各々において、
中央部の板幅方向の長さを長さLCPと定義し、両端部の各々の端部の板幅方向の長さを長さLEPと定義したとき、長さLCPと長さLEPとは次の式(1)を満たす。
LEP/LCP≧0.46 (1)
An induction heating device for a steel sheet having the configuration of (10) is the induction heating device for a steel sheet according to any one of (6) to (9),
In each of the first ring upper part, the first ring lower part of the first conductor short-circuit ring, the second ring upper part of the second conductor short-circuit ring, and the second ring lower part,
When the length in the plate width direction of the central portion is defined as the length L CP and the length in the plate width direction of each end of both ends is defined as the length L EP , the length L CP and the length L CP are defined. EP satisfies the following formula (1).
L EP /L CP ≧0.46 (1)
(10)の構成による鋼板用誘導加熱装置では、第1導体短絡リング及び第2導体短絡リングの幅方向における両端部において、ソレノイドコイルの両端部の磁場と逆向きの磁場がより有効に発生して、ソレノイドコイルの両端部の磁場をさらに弱めることができる。 In the steel sheet induction heating device having the configuration of (10), the magnetic fields in opposite directions to the magnetic fields at the both ends of the solenoid coil are more effectively generated at both ends in the width direction of the first conductor short-circuit ring and the second conductor short-circuit ring. Thus, the magnetic field at both ends of the solenoid coil can be further weakened.
(11)の構成による鋼板用誘導加熱装置は、(6)〜(10)のいずれか1項に記載の鋼板用誘導加熱装置であって、
第1導体短絡リングの第1リング上部、第1リング下部、第2導体短絡リングの第2リング上部及び第2リング下部の各々において、
通板方向における中央部とソレノイドコイルとの間の距離を距離DCPと定義し、通板方向における両端部の各々の端部とソレノイドコイルとの間の距離を距離DEPと定義し、ソレノイドコイルのコイル上部とコイル下部との間の上下方向の距離を距離Gと定義したとき、
第1リング上部、第1リング下部、第2リング上部及び第2リング下部の各々において、距離DCP、距離DEPと距離Gとは次の式(2)及び式(3)を満たす。
DEP/DCP<1.0 (2)
DEP≦1.2×G (3)
An induction heating device for steel sheet according to the configuration of (11) is the induction heating device for steel sheet according to any one of (6) to (10),
In each of the first ring upper part, the first ring lower part of the first conductor short-circuit ring, the second ring upper part and the second ring lower part of the second conductor short-circuit ring,
A distance between the central portion and the solenoid coil in the sheet passing direction is defined as a distance D CP , a distance between each end of both ends in the sheet passing direction and the solenoid coil is defined as a distance D EP, and the solenoid When the vertical distance between the coil upper part and the coil lower part of the coil is defined as the distance G,
In each of the first ring upper part, the first ring lower part, the second ring upper part and the second ring lower part, the distance D CP , the distance DE P and the distance G satisfy the following expressions (2) and (3).
D EP /D CP <1.0 (2)
D EP ≦1.2×G (3)
(11)の構成による鋼板用誘導加熱装置では、第1導体短絡リング及び第2導体短絡リングの幅方向における両端部において、ソレノイドコイルの両端部の磁場と逆向きの磁場がより有効に発生して、ソレノイドコイルの両端部の磁場をさらに弱める。 In the steel sheet induction heating device having the configuration of (11), the magnetic fields in opposite directions to the magnetic fields at the both ends of the solenoid coil are more effectively generated at both ends in the width direction of the first conductor short-circuit ring and the second conductor short-circuit ring. The magnetic field at both ends of the solenoid coil is further weakened.
(12)の構成による鋼板用誘導加熱装置は、(6)〜(11)のいずれか1項に記載の鋼板用誘導加熱装置であって、
第2導体短絡リングのうち、少なくとも第2リング左部及び第2リング右部は可撓導体であって湾曲可能であり、
鋼板用誘導加熱装置はさらに、
第2リング上部及び第2リング下部の間の上下方向の距離を調整可能な第2導体短絡リング高さ調整機構を備える。
An induction heating device for a steel sheet having a configuration of (12) is the induction heating device for a steel sheet according to any one of (6) to (11),
Of the second conductor short-circuit ring, at least the second ring left part and the second ring right part are flexible conductors and are bendable,
The induction heating device for steel plate is further
A second conductor short-circuit ring height adjusting mechanism is provided which is capable of adjusting the vertical distance between the second ring upper part and the second ring lower part.
(12)の構成による鋼板用誘導加熱装置では、第2導体短絡リングの高さ(ギャップ)を調整できる。 In the induction heating device for steel plates having the configuration of (12), the height (gap) of the second conductor short-circuit ring can be adjusted.
以下、本実施形態による鋼板用誘導加熱装置について、図面を参照して詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, the induction heating device for steel plates according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts will be denoted by the same reference symbols and description thereof will not be repeated.
[第1の実施の形態]
[鋼板用誘導加熱装置1の構成]
図1は、第1の実施形態による鋼板用誘導加熱装置の斜視図である。鋼板用誘導加熱装置は、たとえば、合金化溶融亜鉛めっき鋼板での合金化炉や、各種鋼板の熱処理炉の一つとして利用可能である。
[First Embodiment]
[Structure of
FIG. 1 is a perspective view of an induction heating device for steel plates according to the first embodiment. The induction heating device for steel sheets can be used as, for example, one of an alloying furnace for galvannealed steel sheets and a heat treatment furnace for various steel sheets.
図1を参照して、鋼板用誘導加熱装置1は、ソレノイドコイル50と、第1導体短絡リング10とを備える。以降の説明において、鋼板用誘導加熱装置1の入側(つまり、鋼板用誘導加熱装置の前方)を「F」で表記し、鋼板用誘導加熱装置1の出側(つまり、鋼板用誘導加熱装置1の後方)を「B」で表記する。図1において、鋼板SSは、鋼板用誘導加熱装置1の入側から出側に向かって進行する。図1に示すとおり、鋼板SS(Steel Strip)の通板方向を矢印RDで示し、鋼板SSの板幅方向を矢印TDで示す。また、鋼板SSの板面の法線方向(圧延垂直方向)を矢印NDで示す。鋼板SSの板幅方向TDは、ソレノイドコイル50、第1導体短絡リング10の幅方向に相当する。
With reference to FIG. 1, the induction heating device for
[ソレノイドコイル50の構成]
ソレノイドコイル50は、図1に示すとおり、導体51が螺旋状に複数回巻かれて構成される。誘導加熱時において、鋼板SSはソレノイドコイル50の内部を通る。誘導加熱時において、ソレノイドコイル50は、電源52から電流の供給を受け、磁場を発生する。磁場は鋼板SSに渦電流を発生させ、これにより鋼板SSにジュール熱が発生する。このジュール熱により鋼板SSが加熱(誘導加熱)される。
[Configuration of solenoid coil 50]
As shown in FIG. 1, the
図面を簡略化するために、以降の説明では、ソレノイドコイル50を図2に示すとおり筐体として記載する。図2を参照して、ソレノイドコイル50は、コイル上部50Uと、コイル下部50Dと、コイル左部50Lと、コイル右部50Rとを備える。
In order to simplify the drawing, in the following description, the
図3は、図2中のソレノイドコイル50を、鋼板SSの通板方向に見た図(正面図)である。図2及び図3を参照して、コイル上部50Uは、誘導加熱時にソレノイドコイル50の内部を通る鋼板SSの上方に配置され、鋼板SSの板幅方向TDに延びている。コイル下部50Dは、誘導加熱時にソレノイドコイル50の内部を通る鋼板SSの下方に配置され、鋼板SSの板幅方向TDに延びている。
FIG. 3 is a view (front view) of the
コイル左部50Lは、通板方向RDに見て(図3参照)、ソレノイドコイル50の内部を通る鋼板SSの左方に配置されている。コイル左部50Lは、コイル上部50U及びコイル下部50Dと繋がっている。具体的には、コイル左部50Lの上端はコイル上部50Uの左端と繋がっており、コイル左部50Lの下端は、コイル下部50Dの左端と繋がっている。
The coil left
コイル右部50Rは、通板方向RDに見て、ソレノイドコイル50の内部を通る鋼板SSの右方に配置されている。コイル右部50Rは、コイル上部50U及びコイル下部50Dと繋がっている。具体的には、コイル右部50Rの上端はコイル上部50Uの右端と繋がっており、コイル右部50Rの下端は、コイル下部50Dの右端と繋がっている。
The coil
図3に示すとおり、通板方向RDに見たソレノイドコイル50の形状は矩形状である。ただし、通板方向RDに見たソレノイドコイル50の形状は、矩形状に限定されない。好ましくは、通板方向RDに見た場合、コイル上部50U及びコイル下部50Dは、鋼板SSの板幅方向TDに平行である。
As shown in FIG. 3, the
なお、ソレノイドコイル50を構成する導体51は、水冷ケーブルであってもよい。
The
[第1導体短絡リング10の構成]
図2を参照して、第1導体短絡リング10は、導体で構成されており、リング状である。つまり、後述するとおり、誘導加熱時において、第1導体短絡リング10は、閉ループである。
[Configuration of the first conductor short-circuit ring 10]
Referring to FIG. 2, the first conductor short-
図2では、第1導体短絡リング10は、ソレノイドコイル50の入側に配置されている。ただし、後述するとおり、第1導体短絡リング10は、ソレノイドコイル50の出側に配置されていてもよい。
In FIG. 2, the first conductor short-
図4は、図2中の鋼板用誘導加熱装置1のうち、第1導体短絡リング10近傍の図である。図2及び図4を参照して、第1導体短絡リング10は、第1リング上部10Uと、第1リング下部10Dと、第1リング左部10Lと、第1リング右部10Rとを備える。
FIG. 4 is a view of the vicinity of the first conductor short-
図5は、図4中の第1導体短絡リング10を、鋼板SSの通板方向RDに見た図である。図4及び図5を参照して、第1導体短絡リング10中の第1リング上部10Uは、誘導加熱時に第1導体短絡リング10の内部を通る鋼板SSの上方に配置され、鋼板SSの板幅方向TDに延びている。第1リング下部10Dは、誘導加熱時に第1導体短絡リング10の内部を通る鋼板SSの下方に配置され、鋼板SSの板幅方向TDに延びている。
FIG. 5 is a view of the first conductor short-
第1リング左部10Lは、通板方向RDに見て、第1導体短絡リング10の内部を通る鋼板SSの左方に配置されている。第1リング左部10Lは、第1リング上部10U及び第1リング下部10Dと繋がっている。具体的には、第1リング左部10Lの上端は第1リング上部10Uの左端と繋がっており、第1リング左部10Lの下端は、第1リング下部10Dの左端と繋がっている。
The first ring left
第1リング右部10Rは、通板方向RDに見て、第1導体短絡リング10の内部を通る鋼板SSの右方に配置されている。第1リング右部10Rは、第1リング上部10U及び第1リング下部10Dと繋がっている。具体的には、第1リング右部10Rの上端は第1リング上部10Uの右端と繋がっており、第1リング右部10Rの下端は、第1リング下部10Dの右端と繋がっている。
The first ring
図6は、図4中の第1導体短絡リング10の斜視図である。図6を参照して、第1リング上部10Uは、中央部CP(Center Portion)と、両端部とを含む。中央部CPは、第1リング上部10Uの幅方向における中央部に相当する。両端部は、第1リング上部10Uの幅方向における両端部に相当する。なお、上述のとおり、第1リング上部の幅方向は、鋼板SSの板幅方向TDに並行する。両端部は、左右の各端部EP(Edge Portion)で構成される。同様に、第1リング下部10Dは、中央部CPと、左右の各端部EPで構成される両端部とを含む。以下、2つの端部EPを総称して両端部EPともいう。
FIG. 6 is a perspective view of the first conductor short-
第1リング上部10U及び第1リング下部10Dにおいて、中央部CPは、板幅方向TDにおける第1リング上部10Uの中央位置を含む部分である。両端部EPは、板幅方向TDにおける第1リング上部10Uの両端を含む部分である。中央部CPは、第1リング下部10Dの幅方向における中央部に相当し、両端部EPは、第1リング下部10Dの幅方向における両端部に相当する。中央部CPは、両端部EPの間に配置されている。
In the first ring
図7は、図4に示す鋼板用誘導加熱装置1の第1導体短絡リング10近傍の平面図(上方から見た図)である。図7を参照して、第1導体短絡リング10の第1リング上部10U及び第1リング下部10Dでは、両端部EPが、中央部CPよりもソレノイドコイル50に近づいて配置されている。逆に言えば、第1導体短絡リング10の第1リング上部10U及び第1リング下部10Dでは、中央部CPが、両端部EPよりもソレノイドコイル50から離れて配置されている。
FIG. 7 is a plan view (a view from above) in the vicinity of the first conductor short-
なお、第1導体短絡リング10を構成する導体は水冷ケーブルであってもよい。
The conductor forming the first conductor short-
上述の構成を有する第1導体短絡リング10をソレノイドコイル50の入側又は出側に配置することにより、本実施形態の鋼板用誘導加熱装置1では、誘導加熱時において、鋼板SSの板幅方向TDにおける両端部の温度が、板幅方向TDにおける中央部の温度よりも高くなるのを抑制することができ、鋼板SSにおける板幅方向TDでの温度ばらつきを低減できる。以下、この点について説明する。
By arranging the first conductor short-
図8は、鋼板用誘導加熱装置1が、内部を通過中の鋼板SSを加熱しているときの、通板方向RDから見たソレノイドコイル50で形成される磁場を示す模式図である。図8を参照して、ソレノイドコイル50のコイル上部50Uと、コイル下部50Dと、コイル左部50Lと、コイル右部50Rがそれぞれ、電源52(図1参照)から供給される電流によって磁場を形成する。このとき、鋼板SSの板幅方向TDにおける中央部では、コイル上部50U及びコイル下部50Dの磁場を受ける。一方、鋼板SSの左端部SSLE(図8中の破線領域)では、コイル上部50U及びコイル下部50Dの磁場だけでなく、コイル左部50Lの磁場も受ける。また、鋼板SSの右端部SSRE(図8中の破線領域)では、コイル上部50U及びコイル下部50Dの磁場だけでなく、コイル右部50Rの磁場も受ける。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a magnetic field formed by the
したがって、仮に、鋼板用誘導加熱装置1がソレノイドコイル50を備えるものの、第1導体短絡リング10を備えていない場合、ビオ・サバールの式に基づいて得られた鋼板の板幅方向TDでの各位置における磁場の強さは、図9に示すとおりとなり、鋼板SSの板幅方向TDにおいて、中央部から端部に進むに従い、磁場が大きくなる。したがって、この場合、鋼板SSの板幅方向TDにおける温度分布も図9と同様になる。つまり、鋼板SSの板幅方向TDにおいて、両端部の温度は中央部の温度よりも過剰に高くなってしまい、板幅方向TDにおいて、温度のばらつきが生じる。
Therefore, if the induction heating device for
そこで、本実施形態の鋼板用誘導加熱装置1では、ソレノイドコイル50の入側又は出側に、第1導体短絡リング10を配置する。上述のとおり、第1導体短絡リング10の第1リング上部10U及び第1リング下部10Dでは、板幅方向TDにおける両端部EPが、中央部CPよりもソレノイドコイル50に近づけて配置されている。そのため、端部EP近傍領域において、ソレノイドコイル50の板幅方向TDにおける両端部の磁場とは逆向きの磁場が発生し、ソレノイドコイル50の板幅方向TDにおける両端部の磁場を弱める。その結果、板幅方向TDにおける磁場のばらつきを抑制することができ、鋼板SSの板幅方向TDにおける温度のばらつきを低減することができる。以下、この点を詳述する。
Therefore, in the steel sheet
図10は、鋼板用誘導加熱装置1の第1導体短絡リング10近傍の平面図(上方から見た図)である。図10を参照して、ソレノイドコイル50のコイル上部50Uに、図10において右から左に向かって電流I50が流れていると仮定する。このとき、図10に示すとおり、磁場H50が発生する。上述のとおり、磁場H50のうち、板幅方向TDにおける両端部の磁場H50EPは、板幅方向TDにおける磁場H50CPよりも大きい。図10では、磁場H50の大きさを、通板方向RDの長さで模式的に示している。
FIG. 10 is a plan view (a view from above) in the vicinity of the first conductor short-
図10に示すとおり、第1導体短絡リング10の第1リング上部10Uの両端部EP内を磁場H50EPが通過する。このとき第1導体短絡リング10において電磁誘導が起こり、電流I50と反対方向に誘導電流I10が発生する。誘導電流I10の発生により、図11に示すとおり、第1導体短絡リング10において、磁場H10が発生する。磁場H10は磁場H50EPとは逆向きのベクトルを有する。そのため、磁場H10は磁場H50EPの一部を相殺して、磁場H50EPを弱める。
As shown in FIG. 10, the magnetic field H50 EP passes through both ends EP of the first ring
一方、第1導体短絡リング10の第1リング上部10Uの中央部CPは、両端部EPよりもソレノイドコイル50から離れて配置されている。そのため、中央部CPで発生した磁場H10は、ソレノイドの板幅方向TDでの中央部の磁場H50CPに届かないか、届いたとしても、両端部の磁場H50EPと比較して、影響が小さい。つまり、中央部CPで発生した磁場H10が磁場H50CPに届いたとしても、中央部CPで発生した磁場H10が磁場H50CPに与える影響は、両端部EPで発生した磁場H10が磁場H50EPに与える影響よりも小さい。その結果、磁場H50CPは、磁場H50EPほど弱まらない。なお、図10及び図11では、第1導体短絡リング10の第1リング上部10Uでの磁場について説明したが、第1リング下部10Dについても同様のメカニズムが発生する。
On the other hand, the central portion CP of the first ring
以上のメカニズムにより、第1導体短絡リング10は、ソレノイドコイル50の板幅方向における中央部の磁場H50CPの強さを維持しつつ、両端部の磁場H50EPを弱める。そのため、ソレノイドコイル50の板幅方向TDでの磁場のばらつきを抑制できる。その結果、誘導加熱において、鋼板SSの板幅方向TDでの温度のばらつきを抑えることができる。
By the mechanism described above, the first conductor short-
上述の説明では、第1導体短絡リング10の第1リング上部10U及び第1リング下部10Dは、図7に示すとおり、鋼板の板幅方向TDに延びる中央部CPと、同じく板幅方向TDに延びる一対の両端部EPとを含む。しかしながら、第1リング上部10U及び第1リング下部の形状は、中央部CPが両端部EPよりもソレノイドコイル50から離れて配置されれば、特に限定されない。
In the above description, the first ring
図12は、図7と異なる形状の第1導体短絡リング10の平面図である。図12に示すように、第1リング上部10U及び第1リング下部10Dの中央部分が凸状に湾曲して形成されていてもよい。また、第1リング上部10Uと第1リング下部10Dの形状は異なっていてもよい。
FIG. 12 is a plan view of the first conductor short-
上述の説明では、図7に示すとおり、第1導体短絡リング10の第1リング上部10Uと第1リング下部10Dのいずれにおいても、凸状の形状であり、中央部CPが両端部EPよりもソレノイドコイル50から離れて配置されている。しかしながら、図13に示すとおり、第1リング上部10Uにおいて、中央部CPが凸状の形状であり、中央部CPが両端部EPよりもソレノイドコイル50から離れて配置されており、第1リング下部10Dが、板幅方向TDに延びる直線状であってもよい。また、図14に示すとおり、第1リング下部10Dが凸状の形状であり、第1リング下部10Dの中央部CPが両端部EPよりもソレノイドコイル50から離れて配置されており、第1リング上部10Uが、板幅方向TDに延びる直線状であってもよい。
In the above description, as shown in FIG. 7, both the first ring
上述の説明では、第1導体短絡リング10の第1リング上部10U及び第1リング下部10Dの中央部CPは、両端部EPよりも通板方向RDに離れて配置されている。しかしながら、中央部CPは通板方向RD以外の方向に離れて配置されてもよい。たとえば、図15に示すとおり、中央部CPが両端部EPから上方又は下方(鋼板法線方向ND)に離れて配置されていてもよい。また、図16に示すとおり、中央部CPが両端部EPから斜め上方又は斜め下方に離れて配置されていてもよい。また、図17に示すとおり、第1リング上部10Uの中央部CPの配置位置と、第1リング下部10Dの配置位置とが異なっていてもよい。
In the above description, the center portions CP of the first ring
好ましくは、第1リング上部10U及び第1リング下部10Dの中央部CPは、両端部EPから通板方向RDに離れて配置されている。この場合、第1導体短絡リング10の上方又は下方にスペースがなくても、中央部CPを形成することができる。また、第1導体短絡リング10の上方又は下方に中央部CPを形成しなくてもよいため、第1導体短絡リング10の上方又は下方のスペースに、他の設備を配置することができる。
Preferably, the central portions CP of the first ring
図18は、ソレノイドコイル50を通板方向RDに見た正面図と、第1導体短絡リング10を通板方向RDに見た正面図との比較図である。図18を参照して、好ましくは、第1導体短絡リング10の幅T10は、ソレノイドコイル50の幅T50と略同じである。ここで、「略同じ」とは、幅T10が幅T50±20%以内であることを意味する。幅T10は第1リング上部10U及び第1リング下部10Dの板幅方向TDの長さに相当する。幅T50は、コイル上部50U及びコイル下部50Dの板幅方向TDの長さに相当する。さらに、好ましくは、第1導体短絡リング10の通板方向RDに垂直な断面積が、ソレノイドコイル50の通板方向RDに垂直な断面積と同等である。ここで、第1導体短絡リング10の通板方向RDに垂直な断面積が、ソレノイドコイル50の通板方向RDに垂直な断面積と同等であるとは、第1導体短絡リング10の通板方向RDに垂直な断面積は、ソレノイドコイル50の通板方向RDに垂直な断面積±20%以内であることを意味する。この場合、ソレノイドコイル50で発生した磁場H50の多くが、第1導体短絡リング10を通過することができ、第1導体短絡リング10を通過する磁場H50の磁束密度をソレノイドコイル50での磁束密度と同等にすることができる。その結果、第1導体短絡リング10の端部EP近傍で発生する磁場H10を強くすることができ、ソレノイドコイル50の端部近傍での磁場H50EPをより有効に弱めることができる。
FIG. 18 is a comparison diagram of the front view of the
以上のとおり、本実施形態による鋼板用誘導加熱装置は、ソレノイドコイルの入側又は出側に第1導体短絡リング10を備える。そして、第1導体短絡リング10の第1リング上部10U又は第1リング下部10Dにおいて、中央部CPは両端部EPよりもソレノイドコイル50から離れて配置されている。そのため、第1導体短絡リング10の板幅方向TDにおける両端部EPにおいて、ソレノイドコイル50の両端部の磁場H50EPと逆向きの磁場H10が発生して、ソレノイドコイル50の両端部の磁場H50EPを弱める。その結果、ソレノイドコイル50の板幅方向TDにおける磁場H50のばらつきが抑えられ、誘導加熱される鋼板SSの板幅方向TDにおける温度ばらつきを抑えることができる。
As described above, the steel sheet induction heating device according to the present embodiment includes the first conductor short-
なお、本実施形態による鋼板用誘導加熱装置は、ソレノイドコイルの入側又は出側に第1導体短絡リング10を備える。仮に、特許文献2のように、ソレノイドコイルの幅方向の両端部に導体リングを設けた場合、鋼板SSがソレノイドコイル50中の通るときに板幅方向TDに振れると、鋼板SSと導体リングとが接触する可能性がある。しかしながら、本実施形態による鋼板用誘導加熱装置は、ソレノイドコイルの入側又は出側に第1導体短絡リング10を配置するため、鋼板SSが板幅方向TDに振れても、第1導体短絡リング10と接触しにくい。
The induction heating device for steel plates according to the present embodiment includes the first conductor short-
[第2の実施形態]
第1の実施形態では、第1導体短絡リング10は、ソレノイドコイル50の入側に配置されている。しかしながら、図19に示すとおり、第2の実施形態の鋼板用誘導加熱装置1は、ソレノイドコイル50の出側に第1導体短絡リング10を備え、ソレノイドコイル50の入側に第1導体短絡リング10を備えない。このような構成の鋼板用誘導加熱装置1であっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the first conductor short-
[第3の実施形態]
図20は、第3の実施形態による鋼板用誘導加熱装置の斜視図である。図20を参照して、第3の実施形態による鋼板用誘導加熱装置は、第1の実施形態による鋼板用誘導加熱装置にさらに、ソレノイドコイル高さ調整機構55と、第1導体短絡リング高さ調整機構15とを備える。
[Third Embodiment]
FIG. 20 is a perspective view of the induction heating device for steel plates according to the third embodiment. 20, the induction heating device for steel sheet according to the third embodiment is different from the induction heating device for steel sheet according to the first embodiment in that a solenoid coil
[ソレノイドコイル高さ調整機構55の構成]
図21は、図20中のソレノイドコイル50周辺の正面図(通板方向RDから見た図)である。図21を参照して、ソレノイドコイル50のうち、少なくともコイル左部50L及びコイル右部50Rは、可撓性の導体であり、湾曲可能である。
[Configuration of solenoid coil height adjusting mechanism 55]
21 is a front view of the periphery of the
ソレノイドコイル高さ調整機構55は、コイル上部昇降装置55Uと、コイル下部昇降装置55Dとを備える。コイル上部昇降装置55Uは、コイル上部50Uを上下方向に昇降する。コイル上部昇降装置55Uはコイル上部50Uを昇降できれば、周知の構成でよい。コイル上部昇降装置55Uはたとえば、シリンダと、シリンダを駆動する駆動源とを備える。コイル下部昇降装置55Dは、コイル下部50Dを上下方向に昇降する。コイル下部昇降装置55Dはコイル下部50Dを昇降できれば、周知の構成で足りる。コイル下部昇降装置55Dはたとえば、シリンダと、シリンダを駆動する駆動源とを備える。
The solenoid coil
ソレノイドコイル高さ調整機構55は、鋼板SSの板厚や材質に応じて、コイル上部50Uとコイル下部50Dとの間の距離を調整する。図22に示すとおり、コイル上部50Uとコイル下部50Dの間の距離を狭める場合、ソレノイドコイル高さ調整機構55のコイル上部昇降装置55Uがコイル上部50Uを降下し、コイル下部昇降装置55Dがコイル下部50Dを上昇する。このとき、コイル左部50L及びコイル右部50Rが湾曲して、コイル上部50Uとコイル下部50Dとの間の距離が狭くなる。一方、コイル上部50Uとコイル下部50Dの間の距離を広げる場合、ソレノイドコイル高さ調整機構55のコイル上部昇降装置55Uがコイル上部50Uを上昇し、コイル下部昇降装置55Dがコイル下部50Dを降下する。これにより、コイル上部50Uとコイル下部50Dとの間の距離が広くなる。
The solenoid coil
なお、ソレノイドコイル高さ調整機構55は、コイル上部昇降装置55U及びコイル下部昇降装置55Dの一方のみを備えていてもよいし、他の構成であってもよい。ソレノイドコイル高さ調整機構55は、コイル上部50Uとコイル下部50Dとの間の距離を調整可能であれば、その構成は特に限定されない。
The solenoid coil
[第1導体短絡リング高さ調整機構15の構成]
図23は、図20中の第1導体短絡リング10周辺の正面図(通板方向RDから見た図)である。図23を参照して、第1導体短絡リング10のうち、少なくとも第1リング左部10L及び第1リング右部10Rは、可撓性の導体であり、湾曲可能である。
[Configuration of first conductor short-circuit ring height adjusting mechanism 15]
FIG. 23 is a front view of the periphery of the first conductor short-
第1導体短絡リング高さ調整機構15は、第1リング上部昇降装置15Uと、第1リング下部昇降装置15Dとを備える。第1リング上部昇降装置15Uは、第1リング上部10Uを上下方向に昇降する。第1リング上部昇降装置15Uは第1リング上部10Uを昇降できれば、周知の構成でよい。第1リング上部昇降装置15Uはたとえば、シリンダと、シリンダを駆動する駆動源とを備える。第1リング下部昇降装置15Dは、第1リング下部10Dを上下方向に昇降する。第1リング下部昇降装置15Dは第1リング下部10Dを昇降できれば、周知の構成でよい。第1リング下部昇降装置15Dはたとえば、シリンダと、シリンダを駆動する駆動源とを備える。
The first conductor short-circuit ring
第1導体短絡リング高さ調整機構15は、鋼板SSの板厚又は材質に応じて、第1リング上部10Uと第1リング下部10Dとの間の距離を調整する。図24に示すとおり、第1リング上部10Uと第1リング下部10Dの間の距離を狭める場合、第1導体短絡リング高さ調整機構15の第1リング上部昇降装置15Uが第1リング上部10Uを降下し、第1リング下部昇降装置15Dが第1リング下部10Dを上昇する。このとき、第1リング左部10L及び第1リング右部10Rが湾曲して、第1リング上部10Uと第1リング下部10Dとの間の距離が狭くなる。一方、第1リング上部10Uと第1リング下部10Dの間の距離を広げる場合、第1導体短絡リング高さ調整機構15の第1リング上部昇降装置15Uが第1リング上部10Uを上昇し、第1リング下部昇降装置15Dが第1リング下部10Dを降下する。これにより、第1リング上部10Uと第1リング下部10Dとの間の距離が広くなる。
The first conductor short-circuit ring
なお、第1導体短絡リング高さ調整機構15は、第1リング上部昇降装置15U及び第1リング下部昇降装置15Dの一方のみを備えていてもよいし、他の構成であってもよい。第1導体短絡リング高さ調整機構15は、第1リング上部10Uと第1リング下部10Dとの間の距離を調整可能であれば、その構成は特に限定されない。
The first conductor short-circuit ring
好ましくは、第1導体短絡リング高さ調整機構15は、ソレノイドコイル高さ調整機構55によるコイル上部50U及びコイル下部50Dの間の距離の調整に追従して、第1リング上部10U及び第1リング下部10Dの間の距離を調整する。この場合、ソレノイドコイル50の高さを調整した後であっても、第1導体短絡リング10の高さをソレノイドコイル50の高さと同じにすることができ、その結果、第1導体短絡リング10の通板方向RDに垂直な断面積を、ソレノイドコイル50の通板方向RDに垂直な断面積と略同じに調整できる。
Preferably, the first conductor short-circuit ring
[第4の実施形態]
図25は、第4の実施形態による鋼板用誘導加熱装置の斜視図である。第4の実施形態の鋼板用誘導加熱装置1は、第1の実施形態の鋼板用誘導加熱装置1の構成に加えて、新たに、ソレノイドコイル50の出側に第2導体短絡リング20を備える。その他の構成は第1の実施形態と同じである。要するに、第4の実施形態の鋼板用誘導加熱装置は、ソレノイドコイル50の入側と出側とに、導体短絡リング(第1導体短絡リング10、第2導体短絡リング20)を備える。
[Fourth Embodiment]
FIG. 25 is a perspective view of the induction heating device for steel plates according to the fourth embodiment. The steel sheet
図26は、図25中の鋼板用誘導加熱装置1のうち、第2導体短絡リング20近傍の図である。図25及び図26を参照して、第2導体短絡リング20の構成は、第1導体短絡リング10と同様の構成を有する。具体的には、第2導体短絡リング20は、第2リング上部20Uと、第2リング下部20Dと、第2リング左部20Lと、第2リング右部20Rとを備える。
FIG. 26 is a view of the vicinity of the second conductor short-
図27は、図26中の第2導体短絡リング20を、鋼板SSの通板方向RDに見た図である。図26及び図27を参照して、第2導体短絡リング20中の第2リング上部20Uは、誘導加熱時に第2導体短絡リング20の内部を通る鋼板SSの上方に配置され、鋼板SSの板幅方向TDに延びている。第2リング下部20Dは、誘導加熱時に第2導体短絡リング20の内部を通る鋼板SSの下方に配置され、鋼板SSの板幅方向TDに延びている。
27 is a diagram of the second conductor short-
第2リング左部20Lは、通板方向RDに見て、第2導体短絡リング20の内部を通る鋼板SSの左方に配置されている。第2リング左部20Lは、第2リング上部20U及び第2リング下部20Dと繋がっている。具体的には、第2リング左部20Lの上端は第2リング上部20Uの左端と繋がっており、第2リング左部20Lの下端は、第2リング下部20Dの左端と繋がっている。
The second ring left
第2リング右部20Rは、通板方向RDに見て、第2導体短絡リング20の内部を通る鋼板SSの右方に配置されている。第2リング右部20Rは、第2リング上部20U及び第2リング下部20Dと繋がっている。具体的には、第2リング右部20Rの上端は第2リング上部20Uの右端と繋がっており、第2リング右部20Rの下端は、第2リング下部20Dの右端と繋がっている。なお、第2導体短絡リング20を構成する導体は、水冷ケーブルであってもよい。
The second ring
図28は、図26中の第2導体短絡リング20の斜視図である。図28を参照して、第2リング上部20Uは、中央部CPと、一対の端部EP(両端部EPともいう)とを含む。同様に、第2リング下部20Dは、中央部CPと、両端部EPとを含む。
FIG. 28 is a perspective view of the second conductor short-
第2リング上部20U及び第2リング下部20Dにおいて、中央部CPは、板幅方向TDにおける第2リング上部20Uの中央位置を含む部分である。両端部EPは、板幅方向TDにおける第2リング上部20Uの両端を含む部分である。中央部CPは、両端部EPの間に配置されている。
In the second ring
第2導体短絡リング20の第2リング上部20U及び第2リング下部20Dでは、両端部EPが、中央部CPよりもソレノイドコイル50に近づいて配置されている。逆に言えば、第2導体短絡リング20の第2リング上部20U及び第2リング下部20Dでは、中央部CPが、両端部EPよりもソレノイドコイル50から離れて配置されている。
In the second ring
第2導体短絡リング20は、第1導体短絡リング10と同様に、誘導加熱時において、鋼板SSの板幅方向TDにおける両端部が、板幅方向TDの中央部よりも高くなるのを抑制する。第4の実施形態の鋼板用誘導加熱装置1は、ソレノイドコイル50の入側及び出側に第1導体短絡リング10及び第2導体短絡リング20を備え、ソレノイドコイル50は、第1導体短絡リング10と第2導体短絡リング20との間に配置される。そのため、ソレノイドコイル50における板幅方向の磁場のばらつきをさらに抑制することができる。具体的には、第1導体短絡リング10及び第2導体短絡リング20により、ソレノイドコイル50の板幅方向TDの両端部の磁場H50EPをさらに弱めることができ、誘導加熱時における鋼板SSの板幅方向TDでの温度のばらつきをさらに低減できる。
Similar to the first conductor short-
上述の説明では、図28に示すとおり、第2導体短絡リング20の第2リング上部20Uと第2リング下部20Dのいずれにおいても、中央部CPが凸状の形状であり、中央部CPが両端部EPよりもソレノイドコイル50から離れて配置されている。しかしながら、図29に示すとおり、第2リング上部20Uが凸状の形状であり、中央部CPが両端部EPよりもソレノイドコイル50から離れて配置されており、第2リング下部20Dが、板幅方向TDに延びる直線状であってもよい。また、第2リング下部20Dが凸状の形状であり、中央部CPが両端部EPよりもソレノイドコイル50から離れて配置されており、第2リング上部20Uが、板幅方向TDに延びる直線状であってもよい。
In the above description, as shown in FIG. 28, in both the second ring
上述の説明では、第2導体短絡リング20の第2リング上部20U及び第2リング下部20Dの中央部CPは、両端部EPよりも通板方向RDに離れて配置されている。しかしながら、中央部CPは通板方向RD以外の方向に離れて配置されてもよい。たとえば、図30に示すとおり、中央部CPが両端部EPから上方又は下方(鋼板法線方向ND)に離れて配置されていてもよい。また、中央部CPが両端部EPから斜め上方又は斜め下方に離れて配置されていてもよい。また、第2リング上部20Uの中央部CPの配置位置と、第2リング下部20Dの配置位置とが異なっていてもよい。
In the above description, the central portions CP of the second ring
好ましくは、第2リング上部20U及び第2リング下部20Dの中央部CPは、両端部EPから通板方向RDに離れて配置されている。この場合、また、第2導体短絡リング20の上方又は下方に中央部CPを形成しなくてもよいため、第2導体短絡リング20の上方又は下方のスペースに、他の設備を配置することができる。
Preferably, the central portions CP of the second ring
図31は、ソレノイドコイル50を通板方向RDに見た正面図と、第2導体短絡リング20を通板方向に見た正面図との比較図である。図31を参照して、好ましくは、第2導体短絡リング20の幅T20は、ソレノイドコイル50の幅T50と略同じである。ここで、「略同じ」とは、幅T20が幅T50±20%以内であることを意味する。幅T20は第2リング上部20U及び第2リング下部20Dの板幅方向TDの長さに相当する。さらに好ましくは、第2導体短絡リング20の通板方向RDに垂直な断面積が、ソレノイドコイル50の通板方向RDに垂直な断面積と同等である。ここで、第2導体短絡リング20の通板方向RDに垂直な断面積が、ソレノイドコイル50の通板方向RDに垂直な断面積と同等であるとは、第2導体短絡リング20の通板方向RDに垂直な断面積は、ソレノイドコイル50の通板方向RDに垂直な断面積±20%以内であることを意味する。この場合、ソレノイドコイル50で発生した磁場H50の多くが、第2導体短絡リング20を通過することができ、第2導体短絡リング20を通過する磁場H50の磁束密度をソレノイドコイル50での磁束密度と同等にすることができる。その結果、第2導体短絡リング20の端部EP近傍で発生する磁場を強くすることができ、ソレノイドコイル50の端部近傍での磁場H50EPをより有効に弱めることができる。
FIG. 31 is a comparison diagram of the front view of the
[中央部CP及び各端部EPの好ましい長さについて]
図32を参照して、第1導体短絡リング10の第1リング上部10U及び第1リング下部10Dにおいて、中央部CP、及び両端部EPが板幅方向TDに平行に延びていると仮定する。そして、中央部CPの板幅方向TDの長さを長さLCPと定義し、両端部EPの各々の長さを長さLEPと定義する。さらに、図33を参照して、第2導体短絡リング20の第2リング上部20U及び第2リング下部20Dにおいて、中央部CP、及び両端部EPが板幅方向TDに平行に延びていると仮定する。そして、中央部CPの板幅方向TDの長さを長さLCPと定義し、両端部EPの各々の長さを長さLEPと定義する。
[About preferred lengths of the central portion CP and each end portion EP]
Referring to FIG. 32, in the first ring
要するに、図32及び図33を参照して、鋼板用誘導加熱装置1が、第1導体短絡リング10及び第2導体短絡リング20を備える場合、第1導体短絡リング10の第1リング上部10U、第1リング下部10D、第2導体短絡リング20の第2リング上部20U、及び、第2リング下部20Dの各々において、中央部CPの板幅方向TDの長さを長さLCPと定義し、両端部EPの各々の長さを長さLEPと定義したとき、第1リング上部10U、第1リング下部10D、第2リング上部20U、及び、第2リング下部20Dのいずれにおいても、長さLCPと長さLEPとは次の式(1)を満たす。
LEP/LCP≧0.46 (1)
In short, referring to FIGS. 32 and 33, when the induction heating device for
L EP /L CP ≧0.46 (1)
図34は、図25に示す、第1導体短絡リング10と第2導体短絡リング20とを備える鋼板用誘導加熱装置1を用いて鋼板を誘導加熱したときの、鋼板用誘導加熱装置1の出側での鋼板SSの板幅方向TDの温度分布を示す図である。鋼板SSの板幅方向TDの中央位置での温度を温度TCPと定義し、板幅方向TDの端点での温度を温度TEPと定義する。この場合、図34に示すとおり、鋼板SSの板幅方向TDの温度分布は、板幅方向TDの中央位置の温度TCPで最も低くなり、板幅方向TDの端部に向かうほど温度が上昇して、板幅方向TDの端点での温度TEPで最も高くなる。
FIG. 34 shows the output of the induction heating device for
図35は、LEP/LCPと、鋼板端部の温度TEPの鋼板中央の温度TCPに対する比(つまり、TEP/TCP)との関係を示す図である。図35は、通板方向RDにおける中央部CPとソレノイドコイル50との間の距離DCPに対する、通板方向RDにおける各端部EPとソレノイドコイル50との間の距離DEPの比(つまり、DEP/DCP)を1.0未満とし、かつ、ソレノイドコイル50のコイル上部50Uとコイル下部50Dとの間の上下方向の距離をGと定義したときに、距離DEPを、距離Gの1.2倍以下とした場合の、ビオ・サバールの式を利用した磁場計算に基づく鋼板温度シミュレーションで得られた図である。
FIG. 35 is a diagram showing the relationship between L EP /L CP and the ratio of the temperature T EP at the edge of the steel plate to the temperature T CP at the center of the steel plate (that is, T EP /T CP ). FIG. 35 is a ratio of the distance D EP between each end EP and the
図35を参照して、好ましくは、LEP/LCPが0.46以上であれば、TEP/TCPは1.10以下、つまり、鋼板端部の温度TEPと、鋼板中央部の温度TCPとの差が10%以下になり、板幅方向の温度ばらつきがさらに低減する。さらに好ましくは、LEP/LCPは1.20以上である。この場合、鋼板端部の温度TEPと、鋼板中央部の温度TCPとの差が5%以下(つまり、TEP/TCPは1.05以下)になり、板幅方向の温度ばらつきがさらに低減する。なお、LEP/LCPが2.50以上となれば、LEP/LCPが高くなっても、TEP/TCPはそれほど大きく低減しない。したがって、LEP/LCPの好ましい上限は2.50である。 Referring to FIG. 35, preferably, if L EP /L CP is 0.46 or more, T EP /T CP is 1.10 or less, that is, the temperature T EP of the steel plate end portion and the steel plate center portion The difference from the temperature T CP becomes 10% or less, and the temperature variation in the plate width direction is further reduced. More preferably, L EP /L CP is 1.20 or more. In this case, the difference between the temperature T EP at the edge of the steel plate and the temperature T CP at the center of the steel plate is 5% or less (that is, T EP /T CP is 1.05 or less), and the temperature variation in the plate width direction is Further reduce. When L EP /L CP is 2.50 or more, T EP /T CP does not decrease so much even if L EP /L CP becomes high. Therefore, the preferable upper limit of L EP /L CP is 2.50.
[中央部CP及び各端部EPとソレノイドコイル50との距離について]
図32及び図33を参照して、第1導体短絡リング10の第1リング上部10U、第1リング下部10D、第2導体短絡リング20の第2リング上部20U、及び、第2リング下部20Dの各々において、中央部CP、及び両端部EPが板幅方向TDに平行に延びていると仮定する。そして、通板方向RDにおける中央部CPとソレノイドコイル50との間の距離をDCPと定義し、通板方向RDにおける各端部EPとソレノイドコイル50との間の距離をDEPと定義する。また、ソレノイドコイル50のコイル上部50Uとコイル下部50Dとの間の上下方向の距離を距離G(図5及び図27参照)と定義する。この場合において、好ましくは、第1導体短絡リング10の第1リング上部10U、第1リング下部10D、第2導体短絡リング20の第2リング上部20U及び第2リング下部20Dの各々において、距離DCPと距離DEPとは次の式(2)及び式(3)を満たす。
DEP/DCP<1.0 (2)
DEP≦1.2×G (3)
[Distance between Central Part CP and Ends EP and Solenoid Coil 50]
32 and 33, the first ring
D EP /D CP <1.0 (2)
D EP ≦1.2×G (3)
図36は、通板方向RDにおけるソレノイドコイル50からの距離DEPにおけるソレノイドコイル50の磁場H50の強さを示す図である。図36は、ビオ・サバールの法則に基づいてシミュレートにより得られる。図36を参照して、ソレノイドコイル50から通板方向RDに離れるにしたがって、磁場H50の強度は弱まる。そして、距離DEPが距離Gの1.2倍となる位置での磁場H50は、距離DEPが0の場合の磁場H50の強さHMAXの半分となる。距離DEPが距離Gの1.2倍以下であれば、第1導体短絡リング10及び第2導体短絡リング20内を通過する磁場H50は半分以上となり、第1導体短絡リング10及び第2導体短絡リング20による、ソレノイドコイルの端部の磁場H50EPを弱める効果が有効に機能する。したがって、式(3)に示すとおり、好ましくは、距離DEPは距離Gの1.2倍以下である。なお、距離DCPが距離DEPよりも少しでも長ければ、中央部CPで発生した磁場が磁場H50CPに与える影響は、両端部EPで発生した磁場が磁場H50EPに与える影響よりも小さくなり、本発明の効果が得られる。したがって、距離DCPに対する距離DEPの比は、式(2)に示すとおり、1.0未満である。
Figure 36 is a diagram showing the strength of the magnetic field H50 of the
[第5の実施形態]
図37は、第5の実施形態による鋼板用誘導加熱装置の斜視図である。図37を参照して、第5の実施形態による鋼板用誘導加熱装置1は、第3の実施形態による鋼板用誘導加熱装置1にさらに、第2導体短絡リング20と、第2導体短絡リング高さ調整機構25とを備える。
[Fifth Embodiment]
FIG. 37 is a perspective view of the induction heating device for steel plates according to the fifth embodiment. Referring to FIG. 37, the induction heating device for
第2導体短絡リング20の構成は、第4の実施形態と同じである。以下、第2導体短絡リング高さ調整機構25について説明する。
The configuration of the second conductor short-
[第2導体短絡リング高さ調整機構25の構成]
図38は、図37中の第2導体短絡リング20周辺の正面図(通板方向RDから見た図)である。図38を参照して、第2導体短絡リング20のうち、少なくとも第2リング左部20L及び第2リング右部20Rは、可撓性の導体であり、湾曲可能である。
[Configuration of second conductor short-circuit ring height adjusting mechanism 25]
FIG. 38 is a front view of the vicinity of the second conductor short-
第2導体短絡リング高さ調整機構25は、第1導体短絡リング高さ調整機構15と同様の構成を有する。具体的には、第2導体短絡リング高さ調整機構25は、第2リング上部昇降装置25Uと、第2リング下部昇降装置25Dとを備える。第2リング上部昇降装置25Uは、第2リング上部20Uを上下方向に昇降する。第2リング上部昇降装置25Uは第2リング上部20Uを昇降できれば、周知の構成で足りる。
The second conductor short-circuit ring
第2リング上部昇降装置25Uはたとえば、シリンダと、シリンダを駆動する駆動源とを備える。第2リング下部昇降装置25Dは、第2リング下部20Dを上下方向に昇降する。第2リング下部昇降装置25Dは第2リング下部20Dを昇降できれば、周知の構成で足りる。第2リング下部昇降装置25Dはたとえば、シリンダと、シリンダを駆動する駆動源とを備える。
The second ring upper elevating device 25U includes, for example, a cylinder and a drive source that drives the cylinder. The second ring lower
第2導体短絡リング高さ調整機構25は、鋼板SSの厚さに応じて、第2リング上部20Uと第2リング下部20Dとの間の距離を調整する。図39に示すとおり、第2リング上部20Uと第2リング下部20Dの間の距離を狭める場合、第2導体短絡リング高さ調整機構25の第2リング上部昇降装置25Uが第2リング上部20Uを降下し、第2リング下部昇降装置25Dが第2リング下部20Dを上昇する。このとき、第2リング左部20L及び第2リング右部20Rが湾曲して、第2リング上部20Uと第2リング下部20Dとの間の距離が狭くなる。一方、第2リング上部20Uと第2リング下部20Dの間の距離を広げる場合、第2導体短絡リング高さ調整機構25の第2リング上部昇降装置25Uが第2リング上部20Uを上昇し、第2リング下部昇降装置25Dが第2リング下部20Dを降下する。これにより、第2リング上部20Uと第2リング下部20Dとの間の距離が広くなる。
The second conductor short-circuit ring
なお、第2導体短絡リング高さ調整機構25は、第2リング上部昇降装置25U及び第2リング下部昇降装置25Dの一方のみを備えていてもよいし、他の構成であってもよい。第2導体短絡リング高さ調整機構25は、第2リング上部20Uと第2リング下部20Dとの間の距離を調整可能であれば、その構成は特に限定されない。
The second conductor short-circuit ring
好ましくは、第2導体短絡リング高さ調整機構25は、第1導体短絡リング高さ調整機構15と同様に、ソレノイドコイル高さ調整機構55によるコイル上部50U及びコイル下部50Dの間の距離の調整に追従して、第2リング上部20U及び第2リング下部20Dの間の距離を調整する。この場合、ソレノイドコイル50の高さを調整した後であっても、第2導体短絡リング20の高さを、第1導体短絡リング10の高さとともに、ソレノイドコイル50の高さと同じにすることができ、その結果、第2導体短絡リング20の通板方向RDに垂直な断面積、及び、第1導体短絡リング10の通板方向RDに垂直な断面積を、ソレノイドコイル50の通板方向RDに垂直な断面積と略同じに調整できる。
Preferably, the second conductor short-circuit ring
以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the embodiments described above are merely examples for implementing the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented by appropriately modifying the above-described embodiments without departing from the spirit thereof.
1 鋼板用誘導加熱装置
10 第1導体短絡リング
10U 第1リング上部
10D 第1リング下部
10L 第1リング左部
10R 第1リング右部
20 第2導体短絡リング
20U 第2リング上部
20D 第2リング下部
20L 第2リング左部
20R 第2リング右部
50 ソレノイドコイル
50U コイル上部
50D コイル下部
50L コイル左部
50R コイル右部
CP 中央部
EP 端部、両端部
SS 鋼板
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記鋼板が内部を通るソレノイドコイルと、
前記ソレノイドコイルの入側又は出側に配置され、前記鋼板が内部を通る第1導体短絡リングとを備え、
前記ソレノイドコイルは、
内部を通る前記鋼板の上方に配置され、前記鋼板の板幅方向に延びるコイル上部と、
内部を通る前記鋼板の下方に配置され、前記鋼板の板幅方向に延びるコイル下部と、
前記鋼板の通板方向に見て、内部を通る前記鋼板の左方に配置され、前記コイル上部及び前記コイル下部と繋がっているコイル左部と、
前記通板方向に見て、内部を通る前記鋼板の右方に配置され、前記コイル上部及び前記コイル下部と繋がっているコイル右部とを含み、
前記第1導体短絡リングは、
内部を通る前記鋼板の上方に配置され、前記鋼板の板幅方向に延びる第1リング上部と、
内部を通る前記鋼板の下方に配置され、前記鋼板の板幅方向に延びる第1リング下部と、
前記通板方向に見て、内部を通る前記鋼板の左方に配置され、前記第1リング上部及び前記第1リング下部と繋がっている第1リング左部と、
前記通板方向に見て、内部を通る前記鋼板の右方に配置され、前記第1リング上部及び前記第1リング下部と繋がっている第1リング右部とを含み、
前記第1リング上部及び前記第1リング下部の少なくとも一方では、中央部が、両端部よりも前記ソレノイドコイルから離れて配置されている、
鋼板用誘導加熱装置。 A steel plate induction heating device for induction heating a steel plate, comprising:
A solenoid coil through which the steel plate passes,
A first conductor short-circuit ring disposed inside or outside of the solenoid coil, the steel plate passing through the inside;
The solenoid coil is
Arranged above the steel plate passing through the inside, the coil upper part extending in the plate width direction of the steel plate,
A coil lower part that is arranged below the steel plate passing through the inside and extends in the plate width direction of the steel plate,
When viewed in the passing direction of the steel sheet, the coil left portion is arranged on the left side of the steel sheet passing through the inside, and is connected to the coil upper portion and the coil lower portion,
When viewed in the sheet passing direction, the coil is disposed on the right side of the steel sheet passing through the inside, and includes a coil right portion connected to the coil upper portion and the coil lower portion,
The first conductor shorting ring is
A first ring upper part that is arranged above the steel plate passing through the inside and extends in the plate width direction of the steel plate;
A first ring lower part that is arranged below the steel plate passing through the inside and extends in the plate width direction of the steel plate;
A first ring left part, which is arranged on the left side of the steel plate passing through the inside as viewed in the plate passing direction and is connected to the first ring upper part and the first ring lower part,
The first ring right part, which is arranged on the right side of the steel plate passing through the inside as viewed in the sheet passing direction and is connected to the first ring upper part and the first ring lower part,
At least one of the first ring upper portion and the first ring lower portion, the central portion is arranged farther from the solenoid coil than both end portions,
Induction heating device for steel sheet.
前記第1導体短絡リングにおいて、
前記第1リング上部の中央部は、前記第1リング上部の両端部よりも前記ソレノイドコイルから離れて配置されており、
前記第1リング下部の中央部は、前記第1リング下部の両端部よりも前記ソレノイドコイルから離れて配置されている、
鋼板用誘導加熱装置。 The induction heating device for steel plate according to claim 1,
In the first conductor short-circuit ring,
The central portion of the first ring upper portion is arranged farther from the solenoid coil than both end portions of the first ring upper portion,
The central portion of the lower portion of the first ring is arranged farther from the solenoid coil than both end portions of the lower portion of the first ring,
Induction heating device for steel sheet.
前記第1リング上部又は前記第1リング下部の少なくとも一方では、
前記中央部は、前記両端部よりも前記通板方向に前記ソレノイドコイルから離れて配置されている、
鋼板用誘導加熱装置。 The induction heating device for steel sheet according to claim 1 or 2,
At least one of the first ring upper portion and the first ring lower portion,
The central portion is arranged farther from the solenoid coil in the plate passing direction than the both end portions are,
Induction heating device for steel sheet.
前記第1導体短絡リングの幅は、前記ソレノイドコイルの幅±20%以内であり、
前記第1導体短絡リングの前記通板方向に垂直な断面積は、前記ソレノイドコイルの前記通板方向に垂直な断面積±20%以内である、
鋼板用誘導加熱装置。 The induction heating device for steel sheet according to any one of claims 1 to 3,
The width of the first conductor short-circuit ring is within ±20% of the width of the solenoid coil,
The cross-sectional area of the first conductor short-circuit ring perpendicular to the plate passing direction is within ±20% of the cross-sectional area of the solenoid coil perpendicular to the plate passing direction.
Induction heating device for steel sheet.
前記ソレノイドコイルのうち、少なくとも前記コイル左部及び前記コイル右部は可撓導体であって湾曲可能であり、
前記鋼板用誘導加熱装置はさらに、
前記コイル上部と前記コイル下部の間の上下方向の距離を調整可能なソレノイドコイル高さ調整機構を備え、
前記第1導体短絡リングのうち、少なくとも前記第1リング左部及び前記第1リング右部は可撓導体であって湾曲可能であり、
前記鋼板用誘導加熱装置はさらに、
前記第1リング上部及び前記第1リング下部の間の上下方向の距離を調整可能な第1導体短絡リング高さ調整機構を備える、
鋼板用誘導加熱装置。 The induction heating device for steel sheet according to any one of claims 1 to 4,
Of the solenoid coil, at least the coil left part and the coil right part are flexible conductors and can be curved,
Further, the induction heating device for steel plate,
A solenoid coil height adjusting mechanism capable of adjusting a vertical distance between the coil upper portion and the coil lower portion,
Of the first conductor short-circuit ring, at least the first ring left part and the first ring right part are flexible conductors and are bendable,
Further, the induction heating device for steel plate,
A first conductor shorting ring height adjusting mechanism capable of adjusting a vertical distance between the first ring upper part and the first ring lower part;
Induction heating device for steel sheet.
前記ソレノイドコイルの入側又は出側に配置され、前記鋼板が内部を通る第2導体短絡リングを備え、
前記ソレノイドコイルは、前記第1導体短絡リングと、前記第2導体短絡リングとの間に配置され、
前記第2導体短絡リングは、
内部を通る前記鋼板の上方に配置され、前記板幅方向に延びる第2リング上部と、
内部を通る前記鋼板の下方に配置され、前記板幅方向に延びる第2リング下部と、
前記通板方向に見て、内部を通る前記鋼板の左方に配置され、前記第2リング上部及び前記第2リング下部と繋がっている第2リング左部と、
前記通板方向に見て、内部を通る前記鋼板の右方に配置され、前記第2リング上部及び前記第2リング下部と繋がっている第2リング右部とを含み、
前記第2リング上部又は前記第2リング下部の少なくとも一方では、前記中央部が、前記両端部よりも前記ソレノイドコイルから離れて配置されている、
鋼板用誘導加熱装置。 The induction heating device for a steel sheet according to claim 1, further comprising:
A second conductor short-circuit ring, which is arranged on the inlet side or the outlet side of the solenoid coil and through which the steel plate passes through;
The solenoid coil is disposed between the first conductor short-circuit ring and the second conductor short-circuit ring,
The second conductor shorting ring is
A second ring upper part that is disposed above the steel plate passing through the inside and extends in the plate width direction;
A second ring lower part that is disposed below the steel plate passing through the inside and extends in the plate width direction;
A second ring left part, which is arranged on the left side of the steel plate passing through the inside as viewed in the plate passing direction and is connected to the second ring upper part and the second ring lower part,
When viewed in the sheet passing direction, the second ring right portion, which is arranged on the right side of the steel sheet passing through the inside and is connected to the second ring upper portion and the second ring lower portion,
At least one of the second ring upper portion and the second ring lower portion, the central portion is arranged farther from the solenoid coil than the both end portions,
Induction heating device for steel sheet.
前記第2導体短絡リングにおいて、
前記第2リング上部の前記中央部は、前記第2リング上部の前記両端部よりも前記ソレノイドコイルから離れて配置されており、
前記第2リング下部の前記中央部は、前記第2リング下部の前記両端部よりも前記ソレノイドコイルから離れて配置されている、
鋼板用誘導加熱装置。 The induction heating device for steel sheet according to claim 6,
In the second conductor short-circuit ring,
The central portion of the second ring upper portion is arranged farther from the solenoid coil than the both ends of the second ring upper portion,
The central portion of the second ring lower portion is arranged farther from the solenoid coil than the both ends of the second ring lower portion,
Induction heating device for steel sheet.
前記第2リング上部又は前記第2リング下部の少なくとも一方では、
前記中央部が、前記両端部よりも前記通板方向に前記ソレノイドコイルから離れて配置されている、
鋼板用誘導加熱装置。 The induction heating device for steel plate according to claim 6 or 7,
At least one of the second ring upper portion and the second ring lower portion,
The central portion is arranged farther from the solenoid coil in the plate passing direction than the both end portions are,
Induction heating device for steel sheet.
前記第2導体短絡リングの幅は、前記ソレノイドコイルの幅±20%以内であり、
前記第2導体短絡リングの前記通板方向に垂直な断面積は、前記ソレノイドコイルの前記通板方向に垂直な断面積±20%以内である、
鋼板用誘導加熱装置。 The induction heating device for steel sheet according to any one of claims 6 to 8,
The width of the second conductor short-circuit ring is within ±20% of the width of the solenoid coil,
The cross-sectional area of the second conductor short-circuit ring perpendicular to the plate passing direction is within ±20% of the cross-sectional area of the solenoid coil perpendicular to the plate passing direction.
Induction heating device for steel sheet.
前記第1導体短絡リングの前記第1リング上部、前記第1リング下部、前記第2導体短絡リングの前記第2リング上部、及び、前記第2リング下部の各々において、
前記中央部の前記板幅方向の長さを長さLCPと定義し、前記両端部の各々の端部の長さを長さLEPと定義したとき、前記長さLCPと前記長さLEPとは次の式(1)を満たす、
鋼板用誘導加熱装置。
LEP/LCP≧0.46 (1) The induction heating device for a steel sheet according to any one of claims 6 to 9,
In each of the first ring upper part of the first conductor shorting ring, the first ring lower part, the second ring upper part of the second conductor shorting ring, and the second ring lower part,
When the length of the central portion in the plate width direction is defined as the length L CP and the length of each end of the both ends is defined as the length L EP , the length L CP and the length L EP satisfies the following formula (1),
Induction heating device for steel sheet.
L EP /L CP ≧0.46 (1)
前記第1導体短絡リングの前記第1リング上部、前記第1リング下部、前記第2導体短絡リングの前記第2リング上部及び前記第2リング下部の各々において、
前記通板方向における前記中央部と前記ソレノイドコイルとの間の距離を距離DCPと定義し、前記通板方向における前記両端部の各々の端部と前記ソレノイドコイルとの間の距離を距離DEPと定義し、前記ソレノイドコイルの前記コイル上部と前記コイル下部との間の上下方向の距離を距離Gと定義したとき、
前記第1リング上部、前記第1リング下部、前記第2リング上部及び前記第2リング下部の各々において、前記距離DCP、前記距離DEPと前記距離Gとは次の式(2)及び式(3)を満たす、
鋼板用誘導加熱装置。
D1EP/D1CP<1.0 (2)
D1EP≦1.2×G1 (3) The induction heating device for a steel sheet according to any one of claims 6 to 10,
In each of the first ring upper part, the first ring lower part, the second ring upper part and the second ring lower part of the second conductor shorting ring of the first conductor shorting ring,
The distance between the central portion and the solenoid coil in the sheet passing direction is defined as a distance D CP, and the distance between each end of the both ends in the sheet passing direction and the solenoid coil is the distance D CP. When EP is defined and the vertical distance between the coil upper part and the coil lower part of the solenoid coil is defined as a distance G,
In each of the first ring upper part, the first ring lower part, the second ring upper part and the second ring lower part, the distance D CP , the distance DE P and the distance G are expressed by the following formula (2) and formula. Satisfy (3),
Induction heating device for steel sheet.
D1 EP /D1 CP <1.0 (2)
D1 EP ≦1.2×G1 (3)
前記第2導体短絡リングのうち、少なくとも前記第2リング左部及び前記第2リング右部は可撓導体であって湾曲可能であり、
前記鋼板用誘導加熱装置はさらに、
前記第2リング上部及び前記第2リング下部の間の上下方向の距離を調整可能な第2導体短絡リング高さ調整機構を備える、
鋼板用誘導加熱装置。 The induction heating device for a steel plate according to any one of claims 6 to 11,
Of the second conductor short-circuit ring, at least the second ring left part and the second ring right part are flexible conductors and are bendable,
Further, the induction heating device for steel plate,
A second conductor short-circuit ring height adjusting mechanism capable of adjusting a vertical distance between the second ring upper part and the second ring lower part;
Induction heating device for steel sheet.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018221194A JP2020087734A (en) | 2018-11-27 | 2018-11-27 | Induction heating device for steel plate |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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|---|---|---|---|---|
| JPH02297892A (en) * | 1989-01-31 | 1990-12-10 | Cmb Packaging Uk Ltd | Electromagnetic induction heater |
| JPH09129360A (en) * | 1995-11-01 | 1997-05-16 | Kitashiba Denki Kk | Induction heating device |
| JP2013016341A (en) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Induction heating apparatus |
-
2018
- 2018-11-27 JP JP2018221194A patent/JP2020087734A/en active Pending
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|---|---|---|---|---|
| JPH02297892A (en) * | 1989-01-31 | 1990-12-10 | Cmb Packaging Uk Ltd | Electromagnetic induction heater |
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