(57)【要約】【課題】誘導加熱装置の停止、或いは、誘導加熱装置の破損に伴う長時間のライン停止を防止することで、生産性の向上を図ることが可能な金属帯の加熱設備及び加熱方法を提供する。【解決手段】  金属帯の連続焼鈍プロセスにおける再加熱帯入側又は再加熱帯内部に設けられる加熱設備であって、前記加熱設備が誘導加熱装置を備え、前記誘導加熱装置の、通過する金属帯に面する誘導加熱コイル表面の少なくとも一部に絶縁物を配する。【選択図】図１
2006169603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属帯の連続焼鈍プロセスにおける再加熱帯入側又は再加熱帯内部に設けられる加熱設備であって、
前記加熱設備が誘導加熱装置を備え、
前記誘導加熱装置の、通過する金属帯に面する誘導加熱コイル表面の少なくとも一部に絶縁物を配したことを特徴とする加熱設備。
【請求項２】
誘導加熱装置の入側および出側に金属帯を拘束するためのロールを備え、
絶縁物が、前記金属帯を拘束するためのロールの中間位置及びその近傍に配されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱設備。
【請求項３】
絶縁物が、アルミナ系のセラミックスであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加熱設備。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の加熱設備を用いて、冷却後の金属帯を加熱することを特徴とする金属帯の加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続焼鈍し急速冷却した後に、材質調整のために再加熱処理を行う金属帯の連続焼鈍プロセスにおける金属帯の加熱設備および加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属帯の連続焼鈍プロセスにおいては、加熱及び冷却の熱処理条件により処理される金属帯の機械的特性が大きく変化する。そのため、加熱及び冷却の熱処理条件の制御が重要となる。特に、近年、ハイテン材の需要が増大しており、ハイテン材の製造に有利な急速冷却技術の重要性が増している。急速冷却の方法としては、例えば、水焼入れ法、ロール冷却法、気水混合（ミスト）冷却法やガスジェット冷却法等があり、必要な材質を得るために、これらの方法の中から最適な方法が適宜選択される。
【０００３】
また、急速冷却後に行う再加熱帯においては、連続して搬送されてくる金属帯の通板が安定して行われるように、炉内ロールに適切なメカニカルクラウンを付与する方法が用いられる。しかし、金属帯の板温および炉内ロール周辺の雰囲気温度の影響により、炉内ロールにサーマルクラウンが生じる。初期状態である炉内ロールのメカニカルクラウン量と操業中に生じる炉内ロールのサーマルクラウン量との差が適切な範囲の値であり、自動調芯機能が有効に働く場合には通板は安定に行われる。しかし、上記クラウン量の差が著しく大きくなり、前記適切な範囲を外れる場合には、金属帯に幅方向の圧縮力が作用し、これによって、金属帯が幅方向に座屈し絞りを生じたり、通板が不安定となり蛇行発生により操業が不能状態に陥るおそれがある。
【０００４】
この問題を解決する手段として、例えば、特開平２−２７４８２３号公報（特許文献１）には、冷却帯と再加熱帯の間に急速加熱装置として誘導加熱装置を配置し、その誘導加熱装置により金属帯の温度を制御することにより適切なサーマルクラウン量に調整して、通板の安定を図る技術が開示されている。
【特許文献１】特開平２−２７４８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の技術は、温度制御性や応答性に優れる誘導加熱装置を用いているので、そこを通過する金属帯の温度制御を適切に行うことでサーマルクラウン量を調整し、通板の安定化を図る方法としては有効な方法である。
【０００６】
しかし、連続焼鈍プロセスにおいては、加熱や冷却が繰り返されるため、金属帯の形状不良が発生しやすい。このような金属帯の形状不良は、特に水焼入れ後の金属帯に顕著に表れる。
【０００７】
このような形状不良を起こした金属帯が誘導加熱装置に進入すると、金属帯の誘導加熱装置の誘導加熱コイル表面への接触が頻繁に起こるようになる。金属帯が誘導加熱コイル表面と接触すると、誘導加熱装置が停止し加熱がストップするため、所定の焼戻し温度を確保するため金属帯の通板速度を落とさなければならず、生産性が大きく低下する。また、金属帯が誘導加熱装置の通電状態の誘導加熱コイル表面と接触することで、スパークによる誘導加熱コイルの溶損等が発生し、さらには、誘導加熱コイルに穴があいた場合には内部に通水している冷却水が加熱炉内に漏れ、長期の設備停止が起こるという問題がある。
【０００８】
なお、上記特許文献１に記載の技術では、このような問題に対しては無力である。
【０００９】
そこで、本発明は、誘導加熱装置の停止、或いは、誘導加熱装置の破損に伴う長時間のライン停止を防止することで、生産性の向上を図ることが可能な金属帯の加熱設備及び加熱方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は以下のような特徴を有する。
［１］金属帯の連続焼鈍プロセスにおける再加熱帯入側又は再加熱帯内部に設けられる加熱設備であって、
前記加熱設備が誘導加熱装置を備え、
前記誘導加熱装置の、通過する金属帯に面する誘導加熱コイル表面の少なくとも一部に絶縁物を配したことを特徴とする加熱設備。
［２］上記［１］において、誘導加熱装置の入側および出側に金属帯を拘束するためのロールを備え、
絶縁物が、前記金属帯を拘束するためのロールの中間位置及びその近傍に配されていることを特徴とする加熱設備。
［３］上記［１］又は［２］において、絶縁物が、アルミナ系のセラミックスであることを特徴とする加熱設備。
［４］上記［１］乃至［３］のいずれかに記載の加熱設備を用いて、冷却後の金属帯を加熱することを特徴とする金属帯の加熱方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、誘導加熱装置の停止、或いは、誘導加熱装置の破損に伴う長時間のライン停止を防止することで、生産性の向上を図ることが可能な金属帯の加熱設備及び加熱方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態の一例を説明する。
【００１３】
図１は、本発明にかかる加熱設備１０が設けられる金属帯の連続焼鈍プロセスにおける再加熱帯入側における設備構成の一例を示す概略図である。
【００１４】
図1において、例えば、水焼入れ等の急速冷却帯３を通過した金属帯２は、搬送ロール４ａに巻き付いて９０度方向転換されて、金属帯２を拘束するためのガイドロール５ａを通過した後、誘導加熱装置１に導入される。前記誘導加熱装置１で所定温度に加熱された金属帯２は、誘導加熱装置１から搬出され、金属帯２を拘束するためのガイドロール５ｂを通過した後、搬送ロール４ｂに巻き付いて９０度方向転換されて、次工程の再加熱帯６に導入される。
【００１５】
ここで、本発明は、前記加熱設備を構成する誘導加熱装置１において、この誘導加熱装置１を通過する金属帯２に面する誘導加熱コイル表面の少なくとも一部に絶縁物を配するものである。
【００１６】
ここで、前記絶縁物としては、アルミナ系のセラミックスを用いることができる。アルミナ系のセラミックスは、耐熱性及び耐磨耗性に優れるため、本発明においては好適に用いられる。
【００１７】
また、前記絶縁物は、板状に形成したものを誘導加熱装置１の誘導加熱コイル表面に貼り付けるようにしてもよく、或いは、溶射等を行う方法を用いることもできる。
【００１８】
前記絶縁物は、前記誘導加熱装置１の誘導加熱コイル表面の全面に配するようにしても良いが、金属帯２が接触する可能性のある一部の範囲にのみ配することが好ましい。設備費等の低減を図るためである。
【００１９】
ここで、前記誘導加熱装置１の誘導加熱コイル表面における金属帯２が接触する可能性のある範囲としては、誘導加熱装置１の入側の直近に設けられている金属帯２を拘束するためのガイドロール５ａと誘導加熱装置１の出側の直近に設けられている金属帯２を拘束するためのガイドロール５ｂとの中間位置及びその近傍が考えられる。前記中間位置付近が、金属帯３が進行方向に直交する方向に振動した場合の振動幅が最も大きくなる位置と考えられるからである。なお、前記中間位置及びその近傍とは、中間の位置及び中間位置から金属帯の入側及び出側に向けての金属帯と誘導加熱コイル表面との接触防止に有効な最小の範囲をいい、例えば、中間位置から誘導加熱コイルのコイル面の長さの±２０％程度以内とすればよい。
【００２０】
なお、前記中間の位置が誘導加熱装置１から外れる場合には、前記中間位置に近い側のコイル面端部近傍に設けることが好ましい。
【００２１】
さらに、前記金属帯２が接触する可能性のある範囲としては、金属帯２の幅方向端部或いは幅方向中央部が通過する部分が考えられる。水焼入れ後の金属帯に形状不良が起こった場合、一般に金属帯２は幅方向に円弧状に湾曲した形状となる場合が多いからである。
【００２２】
図２に、前記誘導加熱装置１のコイル表面の一部に絶縁物１ａを配する場合の好ましい範囲の一例を示す。なお、図２は、前記コイル表面を金属帯２側から見た正面図である。また、図２に示す領域Ａの範囲は、前記ガイドロール５ａとガイドロール５ｂとの中間位置及びその近傍の領域を表すものとする。
【００２３】
以上の実施形態においては、本発明に係る加熱設備１０は、図１に示すように、誘導加熱装置１と、この誘導加熱装置１の入側および出側の直近に設けられた金属帯を拘束するためのガイドロール５ａ及び５ｂにより構成されている。しかし、本発明においては、前記ガイドロール５ａ及び５ｂを設けることは必須の要件ではない。ただし、前記ガイドロールを設けない場合には、前記誘導加熱装置１の少なくとも入側及び／又は出側の端部に絶縁物が配されていることが好ましく、誘導加熱コイル表面の全面に配することがより好ましい。
【００２４】
前記ガイドロール５ａ及び５ｂが無い場合において、前記誘導加熱装置１内に通板される金属帯２に形状不良が発生している場合には、金属帯２と誘導加熱装置１の内面とが接触する場合がある。しかし、この場合においても前記誘導加熱装置１のコイル表面には絶縁物が配されているので、接触によるスパークの発生を防止できる。その結果、スパーク発生に伴う誘導加熱装置１の停止、或いは、誘導加熱装置１の破損に伴う長時間のライン停止を防止でき、さらに、通板速度を低下させる必要も無く生産性の向上を図ることが可能となる。
【００２５】
一方、前記ガイドロール５ａ及び５ｂ、又はそのどちらか一方が設置されている場合には、前記誘導加熱装置１内に通板される金属帯２の形状不良が矯正されるので、金属帯２と誘導加熱装置１の内面との接触を大幅に軽減する効果を有する。これにより、金属帯２と絶縁物との接触に伴う前記絶縁物の磨耗を少なくすることができ、絶縁物の交換等のメンテナンス頻度を大幅に低減することが可能となる。
【００２６】
以上、図１においては、誘導加熱装置１を縦に配置した場合について説明したが、横に配置した場合についても同様に適用できる。この場合においては、誘導加熱装置の下側に位置するコイル表面にのみ絶縁物を配するようにしてもよい。上側に金属帯が接触する可能性は少ないからである。
【００２７】
なお、以上の説明では、図１に示すように、誘導加熱装置１を再加熱帯入側すなわち冷却帯３よりも下流側で再加熱帯６の直前に設けた場合について説明したが、誘導加熱装置１は再加熱帯６の内部に設けてもよい。ただし、その場合には、再加熱帯６内部の昇温初期段階にある再加熱帯６内部の上流側、１パス目に設けることが好ましい。
【実施例１】
【００２８】
図１に示す連続焼鈍設備において、ガイドロール５ａ及び５ｂの設置無しで、コイル表面に絶縁物を配した誘導加熱装置を用いて連続焼鈍を行った場合（本発明例１）の能率と、絶縁物を配さない誘導加熱装置を用いて連続焼鈍を行った場合（比較例）の能率の比較を行った。ここで、前記能率は、１時間当りの金属帯の処理量(トン)の平均で評価を行った。
【００２９】
その結果、比較例では金属帯の装入量約６６０トンに１回の割合で誘導加熱装置１が停止していたのに対し、本発明例１では誘導加熱装置１の停止はなかった。また、比較例の能率（平均能率）が４４トン／時であったのに対し、本発明例１の能率（平均能率）が４８トン／時であり、本発明例であるコイル表面に絶縁物を配した誘導加熱装置を用いて連続焼鈍を行った場合において、１割程度の生産能率の向上が確認できた。
【００３０】
さらに、誘導加熱装置の入側および出側に金属帯を拘束するためのガイドロール５ａ及び５ｂを備えた場合において、コイル表面に絶縁物を配した誘導加熱装置を用いて連続焼鈍を行った場合（本発明例２）の能率について評価を行った。
【００３１】
その結果、１時間当りの金属帯の処理量(トン)の平均は、上記の本発明例１の場合と同様であった。但し、本発明例２の場合、金属帯と誘導加熱装置の内面との接触を大幅に軽減することが可能となったので、コイル表面に配した絶縁物の磨耗が上記本発明例１の場合と比較して大幅に削減できた。
【００３２】
本発明例２と本発明例１の場合の絶縁物の磨耗量の差を評価した結果、上記本発明例１の場合には１年に１度程度の絶縁物の張り替え作業が必要であるのに対し、本発明例２の場合は５年に１度程度の絶縁物の張り替え作業で充分であり、本発明例２における更なる効果が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明にかかる加熱設備が設けられる金属帯の連続焼鈍プロセスにおける再加熱帯入側における設備構成の一例を示す概略図である。
【図２】本発明にかかる誘導加熱装置のコイル表面の一部に絶縁物を配する場合の好ましい範囲の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  誘導加熱装置
１ａ  絶縁物
２  金属帯
３  急速冷却帯
４ａ，４ｂ  搬送ロール
５ａ，５ｂ  ガイドロール
６  再加熱帯
１０  加熱設備
【図１】
2006169603.tif 000003
【図２】
2006169603.tif 000004