(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a) 帯状をした被加熱材料を挟持してその長さ方向に走行させるピンチローラと、
(b) 帯状をした被加熱材料の幅方向の両サイド部分に配置されたＣ型インダクタと、
(c) このＣ型インダクタを被加熱材料の幅方向に移動させる台車と、
(d) 前記Ｃ型インダクタの運転時に、Ｃ型インダクタによって被加熱材料に発生する渦電流によって生じる前記ピンチローラに流れる軸電流を検出すると共に、この軸電流値に基づく位置補正信号によって前記台車を移動させる制御部とを備え、
(e) 前記被加熱材料における前記Ｃ型インダクタの後段に、Ｃ型インダクタによって加熱された被加熱材料のエッジをトリミングするサイドトリマが設けられていることを特徴とするサイドトリマ用誘導加熱装置。
【請求項２】
(a) 帯状をした被加熱材料を挟持してその長さ方向に走行させるピンチローラと、
(b) 帯状をした被加熱材料の幅方向の両サイド部分に配置されたＣ型インダクタと、
(c) 被加熱材料をその幅方向に移動させるステアリングローラと、
(d) 前記Ｃ型インダクタの運転時に、Ｃ型インダクタによって被加熱材料に発生する渦電流によって生じる前記ピンチローラに流れる軸電流を検出すると共に、この軸電流値に基づく位置補正信号によって前記ステアリングローラによる被加熱材料の幅方向の移動量を制御する制御部とを備え、
(e) 前記被加熱材料における前記Ｃ型インダクタの後段に、Ｃ型インダクタによって加熱された被加熱材料のエッジをトリミングするサイドトリマが設けられていることを特徴とするサイドトリマ用誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスラインにおける圧延材その他の被加熱材料を加熱するための誘導加熱装置に係り、特に、サイドトリミング時の耳割れ防止と切断面の品質向上を目的としたサイドトリマ用誘導加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセスラインにおいては、製品の用途に応じて、被圧延材の板幅を揃えるために、サイドトリマにより、被圧延材の両サイドを切断処理して所定幅の製品とするサイドトリミングが行われる。
【０００３】
従来、珪素鋼板などの被圧延材の進行方向両エッジ部分をトリミングする場合には、ガスバーナを用いた板端部加熱や、加熱炉などを用いた板全体加熱によって、被圧延材をトリミングに必要な温度まで加熱していた。例えば、熱間圧延後に連続焼鈍酸洗ラインを通過したオーステナイト系ステンレス鋼帯のエッジ部分をトリミングするに際し、ガスバーナを加熱源とする加熱炉において板端部を加熱することで、鋼帯側縁部の耳割れを防止したものがあった（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−７１６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の火炎を用いる加熱方式では、ラインの長手方向に対して大きな設置スペースが必要となっていた。また、ラインの搬送速度や、板厚、材質に合わせて、トリミングに最適な加熱温度に被加熱材料の端部温度を制御することは困難であった。
【０００５】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、サイドトリマを有する珪素鋼板のプロセスラインにおいて珪素鋼板のサイドトリミングにおける耳割れ防止と切断面の品質向上を図ることができるサイドトリマ用誘導加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、次の点を特徴とする。
(a) 帯状をした被加熱材料を挟持してその長さ方向に走行させるピンチローラと、
(b) 帯状をした被加熱材料の幅方向の両サイド部分に配置されたＣ型インダクタと、
(c) このＣ型インダクタを被加熱材料の幅方向に移動させる台車と、
(d) 前記Ｃ型インダクタの運転時に、Ｃ型インダクタによって被加熱材料に発生する渦電流によって生じる前記ピンチローラに流れる軸電流を検出すると共に、この軸電流値に基づく位置補正信号によって前記台車を移動させる制御部とを備え、
(e) 前記被加熱材料における前記Ｃ型インダクタの後段に、Ｃ型インダクタによって加熱された被加熱材料のエッジをトリミングするサイドトリマが設けられている。
【０００７】
請求項２の発明は、次の点を特徴とする。
(a) 帯状をした被加熱材料を挟持してその長さ方向に走行させるピンチローラと、
(b) 帯状をした被加熱材料の幅方向の両サイド部分に配置されたＣ型インダクタと、
(c) 被加熱材料をその幅方向に移動させるステアリングローラと、
(d) 前記Ｃ型インダクタの運転時に、Ｃ型インダクタによって被加熱材料に発生する渦電流によって生じる前記ピンチローラに流れる軸電流を検出すると共に、この軸電流値に基づく位置補正信号によって前記ステアリングローラによる被加熱材料の幅方向の移動量を制御する制御部とを備え、
(e) 前記被加熱材料における前記Ｃ型インダクタの後段に、Ｃ型インダクタによって加熱された被加熱材料のエッジをトリミングするサイドトリマが設けられている。
【０００８】
以上のような請求項１及び請求項２の発明は、いずれも、帯状をした被加熱材料を搬送するためのピンチローラに流れる軸電流を検出して、その検出値に基づいて、被加熱材料又はＣ型インダクタの移動量を制御することで、被加熱材料とＣ型インダクタとの適正な位置を維持することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来の火炎による被加熱材料のエッジ部分の加熱に比べ、トリミングに最適な温度制御をきめ細かく実施することが可能であり、最適なトリミング条件の再現性が高く、珪素鋼板等の被加熱材料のサイドトリミング時における耳割れ防止と切断面の品質向上に対して有効性が高いサイドトリマ用誘導加熱装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」と呼ぶ）について図面を参照して具体的に説明する。
【００１２】
（１）実施形態
（１−１）構成
本実施形態のサイドトリマ用誘導加熱装置は、図１に示すように、Ｃ型インダクタ１ａ 、１ｂと、被加熱材料Ｍを挟持して搬送するピンチロール２ａ，２ｂがそれぞれＣ型インダクタ１ａ，１ｂの入側と出側に設けられている。また、ピンチロール２ａの上流側には、被加熱材料Ｍの幅方向相対位置を、板を移動させることによって調整するステアリングロール３０が設けられている。さらに、ピンチロール２ｂの下流側には、Ｃ型インダクタ１ａ、１ｂによって加熱された被加熱材料Ｍの両サイド部分をトリミングするサイドトリマ４０ａ、４０ｂが設けられている。すなわち、本実施形態において、Ｃ型インダクタ１ａ、１ｂは、ステアリングロール３０とサイドトリマ４０の間に設けられている。本実施形態における被加熱材料としては、珪素鋼板が好適である。
【００１３】
［Ｃ型インダクタの構成］
Ｃ型インダクタ１は、被加熱材料Ｍの進行方向左右両エッジ部をトランスバース方式で加熱する手段であり、その加熱温度は、加熱する材料の板厚、板材質から計算し、制御装置より加熱電力制御を行うことによって、材料端部温度を１００℃から１５０℃前後まで加熱する。
【００１４】
ここで、被加熱材料として、珪素鋼板を想定した場合、珪素鋼板は常温では硬くて脆い材料であるため、約８０℃以上の温度にしないと良好なサイドトリミングができない。一方で、３００℃を大きく超えるような温度になると今度は熱変形による垂れなどが発生してしまう。さらに、ラインにおける放熱や搬送ロールによる抜熱なども考えられる。そこで、本実施形態では、被加熱材料を１００℃から１５０℃で加熱することとしている。すなわち、トリミング温度の余裕と熱変形の発生を考慮した温度条件である。
【００１５】
また、より具体的には、加熱電力は下記のような式により計算する。
（式１）
加熱電力［ｋＷ］＝加熱電力補正係数α×速度補正係数β×昇温［℃］×板厚［ｍｍ］
したがって、事前に基準材による加熱試験によりαを求めておけば、被加熱材の板厚、要求昇温値が変化しても、上記の式から加熱電力を計算することで、加熱電力設定を変化させることが可能である。
【００１６】
図１に示すように、Ｃ型インダクタ１ａ，１ｂは、開口部３を挟んで上下のＣ型鉄心４ａ，４ｂに加熱コイル５ａ，５ｂを巻回した構成となっている。また、Ｃ型インダクタ１ａ，１ｂは、図２に示すように、台車６ａ，６ｂに搭載され、この台車６ａ，６ｂには移動用車輪７が設けられ、レール８（図１では図示せず）上をモータ９ａ，９ｂの駆動によって被加熱材料Ｍの幅方向に移動可能に構成されている。
【００１７】
図２にＣ型インダクタ１ａ，１ｂ及びこれを搭載する台車６ａ，６ｂの詳細を示す。台車６ａ，６ｂには、台車の被加熱材料Ｍの幅方向相対位置を検出する台車位置検出装置１０ａ，１０ｂが取り付けられており、この台車位置検出装置１０ａ，１０ｂによって検出された台車位置に基づいて、制御装置１１がモータ制御装置１２に調整指令を行う。このモータ制御装置１２によってモータ９ａ，９ｂが駆動され、移動用車輪７がレール８上を移動することによって台車６ａ，６ｂの位置が調整されるようになっている。なお、このＣ型インダクタ１ａと１ｂの台車６ａ，６ｂは、各々独立して制御されており、加熱する被加熱材料Ｍの板幅に応じてあるいは、後述するＣ型インダクタ１の加熱により被加熱材料Ｍに生じる渦電流のバランスに応じてその位置を調節するようになっている。
【００１８】
［ピンチロール及び循環ケーブルの構成］
Ｃ型インダクタ１ａ，１ｂの入側と出側に設けられたピンチロール２ａ，２ｂは、図３の側面図に示すように、被加熱材料Ｍを上下方向から狭持して搬送することにより、Ｃ型インダクタ１ａ 、１ｂの上下ギャップの中心を被加熱材が安定搬送されるように構成されている。
【００１９】
また、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ピンチロール２ａ，２ｂの両エッジ部には、それぞれピンチロールの回転軸に固定した集電環からなるスリップリング２１ａ，２１ｂと、スリップリング２１ａ，２１ｂと摺動接触し、端子に電気的に接続されたアースブラシ２２ａ，２２ｂとが設けられている。また、アースブラシ２２ａ，２２ｂには循環ケーブル２３が取り付けられている。そして、軸電流が発生した場合には、電流はピンチロール２ａからスリップリング２１ａ，２１ｂとアースブラシ２２ａ，２２ｂを介して循環ケーブル２３を流れ、もう一方のピンチロール２ｂへ循環するように構成されている。
【００２０】
また、図１に示すように、循環ケーブル２３の途中には、この循環ケーブル２３に流れる電流を検出する軸電流検出装置２４と軸電流測定装置２５とが設けられ、この軸電流検出装置２４は信号線２６を介して制御装置１１へ接続されている。また、制御装置１１は、ヒューマンマシンインタフェイスに代表される表示装置である演算結果表示装置Ｄに接続されている。
【００２１】
［ステアリングロールの構成］
図１に示すように、ピンチロール２ａの上流側には、被加熱材料Ｍの幅方向相対位置を被加熱材料Ｍを移動させることによって調整するステアリングロール３０が設けられている。このステアリングロール３０は、図５に示すように、被加熱材料Ｍの下側には、水平方向に固定的に設けられた２つの保持ローラ３１ａ，３１ｂが設けられ、上側には、ジャッキ３３によって一方の端部が水平方向に移動可能に設けられた１つの位置調整ローラ３２が設けられている。この位置調整ローラ３２は、前記の通り、ジャッキ３３によって一方の端部が水平方向に移動することにより、保持ローラ３１ａ，３１ｂ上の被加熱材料Ｍとの接触面を変化させることで、被加熱材料Ｍの幅方向Ｌ，Ｒ位置を移動させるものである。
【００２２】
また、このステアリングロール３０には、被加熱材料Ｍの位置を検出する位置検出装置３４が設けられるとともに、この位置検出装置３４とステアリングロール３０とは制御装置１１に接続されている。
【００２３】
［サイドトリマの構成］
サイドトリマ４０は、ピンチロール２ｂの下流側において、被加熱材料Ｍの幅方向両エッジ部をトリミングする手段であって、被加熱材料Ｍの進行方向左右両側に４０ａ、４０ｂの２つが設けられている。また、サイドトリマ４０ａ、４０ｂは、それぞれ上下一対からなり、上下に設けられた刃物は、回転軸方向にずれて位置するとともに回転自在に構成されている。
【００２４】
（１−２）作用効果
以上のような構成からなる本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態のプロセスラインに送られる被加熱材料Ｍは、ステアリングロール３０によって幅方向相対位置を調整されながら、ピンチロール２ａ及びＣ型インダクタ１側に送られる。
【００２５】
Ｃ型インダクタ１においては、左右のインダクタ１ａ，１ｂから発生する磁束Φを被加熱材料Ｍに鎖交させることにより、図６に示すように渦電流Ｉを生じさせ、被加熱材料Ｍの抵抗によりジュール熱を発生させて、被加熱材料Ｍの両エッジ部を加熱する。このとき、Ｃ型インダクタ１の入側と出側において、ピンチロール２ａ、２ｂにより、被加熱材料Ｍを上下方向から狭持して搬送することにより、Ｃ型インダクタ１ａ 、１ｂのギャップの中心を被加熱材Ｍが安定搬送される。これにより、ギャップが安定すると加熱効率を一定に保つことが可能となり、被加熱材料Ｍは安定して加熱される。
【００２６】
ここで、加熱コイル５ａ，５ｂに印加する電流は同位相、逆電流とし、被加熱材料Ｍの長手方向の中心を挟んで両エッジ部で発生する渦電流Ｉの向きは、逆方向となる。よって、Ｃ型インダクタと被加熱材料Ｍの位置関係が両Ｃ型インダクタで同じ場合、つまり、被加熱材料Ｍの長手方向中心を基準として、Ｃ型インダクタ１ａ，１ｂが対称な位置にあれば、軸電流は打ち消し合い発生しない。一方で、被加熱材料ＭとＣ型インダクタの位置関係が被加熱材料Ｍの中心を挟み、対称性が崩れた場合に軸電流が生じる。軸電流が発生した場合には、電流はピンチロール２ａからスリップリング２１ａ，２１ｂとアースブラシ２２ａ，２２ｂを通して電流循環ケーブルを流れ、もう一方のピンチロール２ｂへ循環する。
【００２７】
また、ステアリングロール３０は、制御装置１１によって検出された軸電流値に基づく位置補正信号から、図５に示すように、ジャッキ３３の作用により、位置調整ローラ３２の一方の端部Ｘが、所定の方向、例えば上方向へ所定量移動し、被加熱材料Ｍを搬送方向左側のＬ方向へ移動させる。
【００２８】
同様に、Ｃ型インダクタ１においても位置補正処理がなされる。すなわち、制御装置１１が検出した軸電流値に基づき、Ｃ型インダクタ１ａ，１ｂに対して位置補正信号が出力されると、この位置補正信号に基づいてＣ型インダクタ１ａ，１ｂは、台車６ａ，６ｂ及び移動用車輪７の作用により、所定の方向、例えばＬ方向へ所定量移動させる。
【００２９】
ここで、制御装置１１における軸電流値は、次のように生成される。まず、軸電流検出装置２４で軸電流が検出されると、軸電流測定装置２５で電流値に応じた信号に変換される。次に、この信号は信号線２６を通り、制御装置１１に入力されて電流値が演算される（図１参照）。なお、演算された軸電流値は、制御装置１１と接続された演算結果表示装置Ｄに表示される。次に、制御装置１１は、この移動に伴って変化する軸電流値を軸電流検出装置２４及び軸電流測定装置２５から検出し、ステアリングロール３０による被加熱材料Ｍの移動前の軸電流値(1) と移動後の軸電流値(2) を比較する。ここで、移動前軸電流値(1) が移動後軸電流(2) より小さい場合には、ステアリングロール３０の位置調整ローラ３２の端部Ｘを下方向へ移動させ、被加熱材料Ｍを逆方向のＲ方向へ移動させる。そして、再度、移動後軸電流(3) が移動前軸電流(1) より小さい場合には、さらに被加熱材料Ｍを同一方向へ移動させる。このように、軸電流の差分を常に検出しながら、上記処理を繰り返し、最終的に軸電流値を０にする、すなわち、被加熱材料の長手方向中心を基準として、Ｃ型インダクタ１ａ，１ｂが対称に位置するように補正する。
【００３０】
そして、ステアリングロール３０と、Ｃ型インダクタ１の位置補正書により、被加熱材料ＭとＣ型インダクタ１のギャップを一定に保つことができるため、被加熱材料Ｍの進行方向左右両エッジ部を安定して加熱し、この加熱された被加熱材料Ｍのエッジ部を、ピンチロール２ｂの下流側においてサイドトリマ４０によってトリミングする。
【００３１】
以上のように作用する本実施形態よれば、Ｃ型インダクタ１をステアリングロール３０とサイドトリマ４０との間に設置することを前提として、さらにＣ型インダクタ１の前後にピンチロール２ａ、２ｂを設け、被加熱材料とＣ型インダクタ１のギャップを一定に保つことにより、被加熱材を安定して加熱することが可能である。したがって、従来の火炎による予加熱と比べ、サイドトリマ４０におけるトリミングに最適な温度制御をきめ細かくすることが可能であり、また、その最適なトリミング条件の再現性が高く、被加熱材料Ｍのサイドトリミング時の耳割れを防止できるとともに、切断面の品質の向上を図ることができる。
【００３２】
（２）他の実施の形態
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、次に示すような他の実施形態も含む。例えば、上記実施形態では、Ｃ型インダクタの位置補正手段と被加熱材料Ｍの位置補正手段をともに備えたサイドトリマ用誘導加熱装置を示したが、本発明では、これに限らず、例えば、図７に示すように、被加熱材料Ｍの位置補正手段である被加熱材料のステアリングロール３０のみを設けた構成とすることも可能である。また反対に、図７に示すように、Ｃ型インダクタの移動手段のみで構成することも可能である。
【００３３】
さらに、上述したＣ型インダクタの移動手段あるいは被加熱材料Ｍの移動手段は本発明を実施する一態様を示すに過ぎず、Ｃ型インダクタを幅方向相対位置に移動させる手段であれば、他の公知のいずれの手段によっても構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態におけるサイドトリマ用誘導加熱装置の全体構成を示す図。
【図２】本発明の実施形態におけるＣ型インダクタの構成を示す模式図。
【図３】本発明の実施形態におけるピンチロールの構成を示す図。
【図４】本発明の実施形態におけるピンチロールと循環ケーブルの構成を示す図。
【図５】本発明の実施形態におけるステアリングロールの構成を示す図。
【図６】本発明の実施形態におけるサイドトリマ用誘導加熱装置に発生する渦電流を示す概念図。
【図７】本発明の他の実施形態におけるサイドトリマ用誘導加熱装置の全体構成を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
１，１ａ，１ｂ…Ｃ型インダクタ
２ａ，２ｂ…ピンチロール
４ａ，４ｂ…Ｃ型鉄心
５ａ，５ｂ…加熱コイル
６ａ，６ｂ…台車
７…移動用車輪
８…レール
９ａ，９ｂ…モータ
１０ａ，１０ｂ…台車位置検出装置
１１…制御装置
１２…モータ制御装置
２１ａ，２１ｂ…スリップリング
２２ａ，２２ｂ…アースブラシ
２３…循環ケーブル
２４…軸電流検出装置
２５…軸電流測定装置
２６…信号線
３０…ステアリングロール
３１ａ，３１ｂ…保持ローラ
３２…位置調整ローラ
３３…ジャッキ
３４…位置検出装置
４０，４０ａ，４０ｂ…サイドトリマ
Ｄ…演算結果表示装置
【図１】
0004814558.tif 000002
【図２】
0004814558.tif 000003
【図３】
0004814558.tif 000004
【図４】
0004814558.tif 000005
【図５】
0004814558.tif 000006
【図６】
0004814558.tif 000007
【図７】
0004814558.tif 000008