(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、搬送ライン上を移動する厚鋼板を誘導加熱コイルで高周波誘導加熱する熱処理方法およびその装置を提供する。【解決手段】厚鋼板を搬送する搬送ロール間に上下一対の誘導加熱コイルを配置し、厚鋼板を前記誘導加熱コイルの上下間を通過させながら、４０℃以上で誘導加熱する際、前記誘導加熱コイルの入側端部および出側端部から３００ｍｍ以内、または出側端部から３００ｍｍ以内に押し付けロールを配置し、厚鋼板を誘導加熱する間、前記厚鋼板の通過方向側となる押し付けロールで前記厚鋼板を上面側から押し付ける。誘導加熱コイルを所定の間隔を設けて複数台配置する場合は、厚鋼板を４０℃以上で加熱する誘導加熱コイルには、その入側端部および出側端部、または出側端部から３００ｍｍ以内に押し付けロールを配置する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚鋼板を搬送する搬送ロール間に誘導加熱コイルを配置し、厚鋼板を前記誘導加熱コイル内を通過させながら誘導加熱する方法において、前記厚鋼板が通過する誘導加熱コイルの入側端部および出側端部から３００ｍｍ以内、または出側端部から３００ｍｍ以内に押し付けロールを配置し、厚鋼板を誘導加熱する間、誘導加熱コイルの出側に位置する押し付けロールで前記厚鋼板を上面側から押し付けることを特徴とする厚鋼板の誘導加熱方法。
【請求項２】
厚鋼板を４０℃以上誘導加熱する場合、厚鋼板を誘導加熱する間、該厚鋼板を押し付けることを特徴とする請求項１に記載の厚鋼板の誘導加熱方法。
【請求項３】
複数の前記搬送ロール間に、誘導加熱コイルを配置し、厚鋼板を前記誘導加熱コイル内を通過させながら厚鋼板を誘導加熱する方法において、前記厚鋼板を４０℃以上加熱する誘導加熱コイルの入側端部および出側端部、または出側端部から３００ｍｍ以内に押し付けロールを配置し、厚鋼板を誘導加熱する間、誘導加熱コイルの出側に位置する押し付けロールで前記厚鋼板を上面側から押し付けることを特徴とする厚鋼板の誘導加熱方法。
【請求項４】
厚鋼板を搬送する搬送ロールと、前記搬送ロール間に配置される誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルの入側端部および出側端部、または出側端部から３００ｍｍ以内、且つ搬送ロールの上方に、押し付けロールを配置したことを特徴とする厚鋼板の熱処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の厚鋼板の熱処理装置における搬送ロールは少なくとも表層がステンレス鋼で、押し付けロールは電気抵抗が厚鋼板より高いことを特徴とする厚鋼板の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送ライン上を移動する厚鋼板を誘導加熱コイルで高周波誘導加熱する熱処理方法およびその装置に関し、特に移動加熱中の厚鋼板の変形を防止して安定に熱処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導加熱コイルにより厚鋼板を高周波誘導加熱（移動加熱）する加熱装置には、熱間圧延鋼材の側端部を部分的に加熱する装置や、鋼板の板幅全体を加熱する装置がある。
【０００３】
厚鋼板製造においては、熱間圧延機と冷却装置および熱処理装置を同一ライン上に配置すると生産能力が著しく増大するため、小型でライン上に配置可能な高周波誘導加熱装置を熱処理装置として用いる厚鋼板製造設備が開発され、実用化されている。
【０００４】
特許文献１は厚鋼板の熱処理方法および装置に関し、熱間圧延後の厚鋼板を圧延機出側に設けた冷却装置で加速冷却した後、誘導加熱装置で熱処理する製造ラインが記載され、誘導加熱装置としてソレノイド型誘導加熱装置やトランスバース型誘導加熱装置を用いることが示されている。
【特許文献１】特開２００３−１３１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の、搬送ライン上を移動する厚鋼板の周囲を誘導加熱コイルで取り囲み、高周波誘導加熱する方法は、加熱する前の冷却で生じた不均一な鋼板温度分布の影響により厚鋼板が均一に加熱されず厚鋼板に反りなどの歪みが生じやすい。反りが大きくなると搬送に支障が生じることがある。
【０００６】
また、誘導加熱装置により厚鋼板を加熱する場合は、加熱が終了した部分が誘導加熱装置から搬出されるにつれて、磁束の一部も厚鋼板とともに引き出され、漏れ磁束となる。
漏れ磁束は、厚鋼板から搬送ロールにかけての閉回路を流れる誘導電流を発生させるので、上反りなどにより厚鋼板と搬送ロールとの間に空隙が生じると誘導電流によるスパークが発生し、厚鋼板端部や搬送ロール表面にスパーク痕が発生する場合もある。
【０００７】
また、複数台の誘導加熱装置で逐次加熱する場合、厚鋼板の歪みは、搬送に支障を生じるばかりでなく、下流側の誘導加熱装置において厚鋼板の均一加熱を困難にするので、上流側の誘導加熱装置の出側において矯正されなければならない。
【０００８】
本発明は、誘導加熱時の厚鋼板の変形を防止し、漏洩磁束で厚鋼板から搬送ロールに形成される誘導電流によるスパークの発生も防止して安定な誘導加熱ができる厚鋼板熱処理方法およびその装置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】
【０００９】
厚鋼板を誘導加熱する時に誘導加熱装置の出側の搬送ライン上で厚鋼板を詳細に観察した結果、以下のことを見出した。
【００１０】
高温の厚鋼板を冷却して熱処理する場合、均一冷却することが困難なため、冷却後の厚鋼板は幅方向や長手方向に歪みを持ち、その厚鋼板を誘導加熱すると、誘導加熱装置の出側で厚鋼板の幅方向や長手方向に目視で観察できる反りが生じる。
【００１１】
また、これらの反りは、誘導加熱装置で加熱する昇温量が特定温度以上になると、大きくなり、複数の誘導加熱装置で逐次加熱する場合には厚鋼板の先端が下流側の誘導加熱装置に衝突して損傷を与え、更に満足に搬送できなくなりスパークも発生する。
【００１２】
誘導加熱装置の出側直近で厚鋼板を上面から押しつけロールで押しつけると、反りが抑制でき、問題なく搬送できるうえに、スパークの発生も防止することができる。
【００１３】
本発明は得られた知見を基に更に検討を加えてなされたもので、すなわち、本発明は、
１．厚鋼板を搬送する搬送ロール間に誘導加熱コイルを配置し、厚鋼板を前記誘導加熱コイル内を通過させながら誘導加熱する方法において、前記厚鋼板が通過する誘導加熱コイルの入側端部および出側端部から３００ｍｍ以内、または出側端部から３００ｍｍ以内に押し付けロールを配置し、厚鋼板を誘導加熱する間、誘導加熱コイルの出側に位置する押し付けロールで前記厚鋼板を上面側から押し付けることを特徴とする厚鋼板の誘導加熱方法。
【００１４】
２．厚鋼板を４０℃以上誘導加熱する場合、厚鋼板を誘導加熱する間、該厚鋼板を押し付けることを特徴とする１に記載の厚鋼板の誘導加熱方法。
【００１５】
３．複数の前記搬送ロール間に、誘導加熱コイルを配置し、厚鋼板を前記誘導加熱コイル内を通過させながら厚鋼板を誘導加熱する方法において、前記厚鋼板を４０℃以上加熱する誘導加熱コイルの入側端部および出側端部、または出側端部から３００ｍｍ以内に押し付けロールを配置し、厚鋼板を誘導加熱する間、誘導加熱コイルの出側に位置する押し付けロールで前記厚鋼板を上面側から押し付けることを特徴とする厚鋼板の誘導加熱方法。
【００１６】
４．厚鋼板を搬送する搬送ロールと、前記搬送ロール間に配置される誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルの入側端部および出側端部、または出側端部から３００ｍｍ以内、且つ搬送ロールの上方に、押し付けロールを配置したことを特徴とする厚鋼板の熱処理装置。
【００１７】
５．４記載の厚鋼板の熱処理装置における搬送ロールは少なくとも表層がステンレス鋼で、押し付けロールは電気抵抗が厚鋼板より高いことを特徴とする厚鋼板の熱処理装置。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、誘導加熱装置で厚鋼板を加熱する際、誘導加熱装置から引き出された先端部を押し付けロールにより押付けるので、厚鋼板の上反りを効果的に抑制でき、下流側への搬送や、２台目以降の誘導加熱装置への搬入が円滑に行われ、厚鋼板と搬送ロール間で生じるスパークの発生も防止でき、安定した加熱処理ができるので産業上極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図３に誘導加熱装置を含む厚鋼板の製造設備の配置の一例を示す。圧延機７で熱間圧延された厚鋼板２は、冷却装置８により所定の冷却速度で、所定の冷却停止温度まで冷却される。その後、誘導加熱装置９により所定の温度に加熱され、ホットレベラー１０で加熱による歪が除去される。尚、厚鋼板とは板厚６ｍｍ以上の鋼板を指す。
【００２０】
本発明は搬送ライン上に設置された誘導加熱装置により厚鋼板を高周波誘導加熱する熱処理方法に係り、押し付けロールを誘導加熱装置の入側端部および出側端部、または出側端部に配置し、厚鋼板が通過する誘導加熱装置の出側に位置する押付けロールで厚鋼板を押し付けて厚鋼板の上反りを抑制する。
【００２１】
本発明で押し付けロールとは上反りを抑制するように厚鋼板を拘束し、塑性変形は生じさせない力で押し付けるものを指し、誘導加熱装置の入側とは搬送ラインの上流側（圧延機側）、出側とは下流側（製品ヤード側）を指す。
【００２２】
図１は本発明の一実施形態に係る熱処理装置の構成を説明する模式図で、誘導加熱装置にはソレノイド型やトランスバース型があるが、いずれも誘導加熱コイルが組み込まれており、図において１はソレノイド型誘導加熱装置で１ａは上部誘導加熱コイル、１ｂは下部誘導加熱コイル、２は加熱される厚鋼板、３は搬送ロール、４は押し付けロールを示す。
【００２３】
押し付けロール４は誘導加熱装置１の出側直後の搬送ロール３の上方に配置し、
押し付けロール４と上部誘導加熱コイル１ａ（下部誘導加熱コイル１ｂ）の出側端部１１ａ（１１ｂ）との間隔ｅを３００ｍｍ以内とする。
【００２４】
表１は押し付けロール４と上部誘導加熱コイル１ａ（下部誘導加熱コイル１ｂ）の出側端部１１ａ（１１ｂ）との間隔ｅを種々変化させた場合の搬送トラブル発生有無を観察した結果を示し、間隔ｅが、３００ｍｍ以内であれば、搬送トラブルは発生せず、間隔ｅが３５０ｍｍの場合に、厚鋼板は上反りして押付けロールに衝突する搬送トラブルが発生した。
【００２５】
押し付けロール４と上部誘導加熱コイル１ａ（下部誘導加熱コイル１ｂ）の出側端部１１ａ（１１ｂ）との間隔ｅを３００ｍｍ以内として厚鋼板を押し付けることにより、上反りを抑えて、下流側への搬送や、２台目以降の誘導加熱装置への搬入に支障が生じないようにすることができる。間隔ｅの好ましい距離は、２５０ｍｍ以内である。
【００２６】
ここで、間隔ｅは、押し付けロール４の軸心を通る垂線ｂと上部誘導加熱コイル１ａ（下部誘導加熱コイル１ｂ）の出側端部１１ａ（１１ｂ）との最短距離とする。
【００２７】
また、厚鋼板２は誘導加熱装置１を通過しながら加熱され、加熱が終わるまで所定の時間を要するが、厚鋼板２が加熱されている間は、押し付けロール４により、押し付け力を付与する。
【００２８】
厚鋼板を誘導加熱する間、押し付けるとは、加熱された厚鋼板が誘導加熱コイルから出てくる時にその先端を押付けロールで押付け、加熱を終了するまでの間押し付けておくことを指す。加熱をしない間は、押し付けなくてもよいし押し付けたままにしておいても構わない。
【００２９】
厚鋼板２の誘導加熱では、加熱前と加熱後の温度差が４０℃以上になる加熱を行うと厚鋼板の上反りが大きくなるため、誘導加熱温度を４０℃以上とする場合、押し付けロール４により押し付け力を付与することが望ましい。
【００３０】
表２に種々の加熱温度で誘導加熱した際の、搬送トラブルの発生状況を示す。４０℃以上加熱された場合に押し付けロール４により押し付け力が付与されないと搬送トラブルが発生する。
【００３１】
尚、図１は誘導加熱装置１の出側に押し付けロール４を配置した場合を示すが、本発明では、誘導加熱装置の入側（上流側）にも押し付けロールを配置し、厚鋼板２を誘導加熱装置１で前後に通過させながら複数回加熱する場合、厚鋼板２が誘導加熱装置の出側から入側に向けて（下流側から上流側に向けて）通過する際、誘導加熱装置１の入側（上流側）において押し付け力が付与できるようにすることも可能である。
【００３２】
この場合、押し付けロールによる上反り防止効果は、厚鋼板の通過方向となる誘導加熱装置の入側（上流側）に配置された押し付けロールにより得られるので、搬送方向で下流側となる押し付けロールによる押し付けは付与してもしなくても良い。
【００３３】
実操業において厚鋼板２の全長が、誘導加熱装置１の全長より長く、厚鋼板の先端部、後端部の両方が誘導加熱装置の外側にある状態で、中央部が加熱される場合が生じるが、その場合も誘導加熱装置１の出側で、厚鋼板の通過方向となる押し付けロールで押し付けを付与すれば良く、誘導加熱装置１の入側の押し付けロールにより押し付け力を付与する必要はない。
【００３４】
本発明は、複数台の誘導加熱装置を備えた厚鋼板の熱処理装置に適用することが可能である。図２に、複数台の誘導加熱装置を備えた厚鋼板の熱処理装置に本発明を適用した場合を示す。
【００３５】
図は誘導加熱装置１の下流側にのみ押し付けロール４を配置した場合を示すが、誘導加熱装置１の上流側、誘導加熱装置５，６の上流、下流側に押し付けロール４を配置することも可能である。
【００３６】
本発明では、押付けロールは、駆動させてもさせなくてもよい。また、押付けロールと搬送ロールの間隔を厚鋼板の板厚よりも大きくしておき、厚鋼板の先端が押付けロールと搬送ロールの間を通過と同時に、押付けロールが厚鋼板に接するように押付ける運転手順にすることができる。
【００３７】
尚、搬送ロール３を、厚鋼板より高い電気抵抗とすると、誘導電流ループが、厚鋼板２の内部にのみ形成され、厚鋼板２と搬送ロール３との間に空隙が生じても、スパークの発生が抑制される。
【００３８】
搬送ロール３は少なくとも厚鋼板と接触するロール表面を炭素鋼より電気抵抗が高い材質、例えばステンレス鋼とするか、表面にステンレス鋼を肉盛溶接することが好ましい。
【００３９】
ステンレス鋼としては、非磁性で誘導起電力が小さいオーステナイト系ステンレス鋼が望ましく、特に切削加工が容易で保守性に優れるＳＵＳ３０９の使用が好適である。耐食性が要求される場合はＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４を使用する。ロール全体を上記材質の素材から加工してもよい。
【００４０】
押し付けロール４は厚鋼板２との間に誘導電流ループを形成しないように厚鋼板２より電気抵抗を高くすることが望ましい。押し付けロール２と搬送ロール３は、鋼板の表裏面におけるスパーク発生抑制効果を同じとするために同一の電気抵抗値とすることが望ましい。
【００４１】
尚、誘導加熱装置より下流側となる最初の搬送ロールの電気抵抗を高くすれば良く、更に下流側の搬送ロールの電気抵抗を高くする必要はない。誘導加熱装置に厚鋼板が搬入される場合も、漏洩磁束が引き出される場合があるので、誘導加熱装置の入口に最も近い搬送ロールの電気抵抗を高くすることが望ましい。
【００４２】
クラッド鋼板を誘導加熱する場合は、炭素鋼からなる母材を搬送ロールと接触させるとスパークの発生を防止することが可能となる。
【００４３】
【表１】
2006348374.tif 000002
【００４４】
【表２】
2006348374.tif 000003
【実施例】
【００４５】
図２に示す熱処理装置を用い、厚鋼板２の板厚は１２ｍｍとし、間隔ｅを２２５ｍｍにして押し付けロールを配置し、誘導加熱装置１で６０℃、誘導加熱装置５で３５℃、誘導加熱装置６で３５℃となる誘導加熱温度に設定して加熱する間、押し付けロールで厚鋼板を押付けて、加熱処理を行った。
【００４６】
一方、押付けロールを配置しないで同様な加熱処理を行った。前者の本発明例では、搬送トラブルなく安定して熱処理を行なうことができたが、後者の従来例では、一台目の誘導加熱装置を出た厚鋼板の先端が、二台目の誘導加熱装置に衝突し、搬送ができなくなったり、スパークが発生するなどのトラブルが約３０％発生した。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施例を示す図。
【図２】本発明の他の実施例を示す図。
【図３】厚鋼板の、誘導加熱装置を用いた熱処理設備の一例を示す図。
【符号の説明】
【００４８】
１、５、６    誘導加熱装置
１ａ          上部誘導加熱コイル
１ｂ          下部誘導加熱コイル
２            厚鋼板
３            搬送ロール
４            押し付けロール
７            圧延機
８            冷却装置
９            誘導加熱装置
１０          ホットレベラー
１１ａ，１１ｂ出側端部                                                                                
【図１】
2006348374.tif 000004
【図２】
2006348374.tif 000005
【図３】
2006348374.tif 000006