(57)【要約】  本発明によれば、加熱装置及びこれを含む連続金属板加熱機構が提供される。上記加熱装置は、平板素材を加熱するように磁場を発生させ、平板素材の少なくとも一面に離隔して配置されるポール部と、上記ポール部と連結されて電流が印加され、空間活用を容易にするように設けられるリード部と、を含んで構成されることができる。本発明によれば、平板素材、例えば、金属板又は圧延板（連連続箔圧延板）のような連続金属板を加熱し、且つ空間活用が確保されることにより、特に、空間の狭い圧延ライン等における装置の構築を容易にし、金属板の幅方向の均一加熱を具現し、ポール部とヘッド部等のコイルの巻線構造を改善することにより、最終的には金属板の最適加熱を可能にする等の改善された効果が得られる。
2015531147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板素材を加熱するように磁場を発生させ、平板素材の少なくとも一面に離隔して配置されるポール部と、
前記ポール部と連結されて電流が印加され、空間活用を容易にするように設けられるリード部と、
を含んで構成される、加熱装置。
【請求項２】
前記ポール部とリード部は、平板素材である金属板の長さ方向や連続金属板の進行方向に設けられる第１及び第２のポール部と第１及び第２のリード部をそれぞれ含み、
前記リード部は、電流印加のためのマッチング部と装置の位置制御のための運送部と連結され、金属板の一側に整列される、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記第１及び第２のポール部に設けられ金属板の第１及び第２のエッジに対応して位置が整列される第１及び第２のヘッド部をさらに含むことにより金属板の幅方向の均一加熱を可能にするように構成される、請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記第１及び第２のヘッド部は、金属板の均一加熱を可能にするように少なくとも一部が曲がっている、請求項３に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記第１及び第２のヘッド部の反対側に設けられ且つ第１及び第２のポール部に設けられる、金属板の第２及び第１のエッジ側の第３及び第４のヘッド部をさらに含む、請求項３に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記第１のリード部を構成する電流引き込み及び引き出しリードは互いに隣接してマッチング部と運送部に連結されるように伸び且つ前記第１のヘッド部を形成するように連続して曲がって離隔し、続いて第１のポール部が形成され、前記第１のポール部の端部に連結される前記第３のヘッド部が形成され、少なくとも一つの単位コイルが巻き取られる、請求項５に記載の加熱装置。
【請求項７】
前記第１のポール部と第１及び第３のヘッド部は、リードと連結され、少なくとも２列以上の単位コイルが重なって配列されて一体に形成され、第２のヘッド部側に設けられる連結コイルをさらに含む、請求項６に記載の加熱装置。
【請求項８】
前記第２のリード部を構成する電流引き込み及び引き出しリードは互いに離隔してマッチング部と運送部に連結されるように伸び、続いて第２のポール部と第２のヘッド部が形成され、前記第２のリード部側に第４のヘッド部が形成され、少なくとも一つの単位コイルが巻き取られる、請求項５に記載の加熱装置。
【請求項９】
前記第２のポール部と第２及び第４のヘッド部は、少なくとも２列以上の単位コイルが重なって配列されて一体に形成され、第４のヘッド部側にリードと連結される段差コイルをさらに含む、請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１０】
請求項２から９のいずれか一項に記載の少なくとも一対の加熱装置が連続金属板の上側と下側に対向配置され、前記加熱装置の両側に金属板の進行のために設けられる金属板進行ロールを含み、
前記加熱装置のポール部の中心間の間隔ｔはｔ＜Ｌ×０．７５を満たし、Ｌ＝Ｘ−Ｄであり、Ｌは進行ロール間の間隔、Ｘは進行ロールの中心間の間隔、Ｄは進行ロールの直径である、加熱装置を含む連続金属板加熱機構。
【請求項１１】
前記金属板の上側と下側に配列される加熱装置は対向して配列され、上側と下側の加熱装置のポール部間の間隔ｈは６０〜１５０ｍｍであり、前記加熱装置に備えられた第１及び第２のポール部間の幅ａは０．５ｔ＜ａ＜０．７５ｔを満たすように構成される、請求項１０に記載の連続金属板加熱機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板等の平板素材を誘導加熱により加熱する加熱装置に関し、より詳細には、空間活用が確保されることにより、特に、空間の狭い圧延ライン等における装置の構築を容易にし、素材（金属板）の幅方向の均一加熱を可能にし、ポール部とヘッド部等のコイルの巻線構造を改善することにより、最終的には素材（金属板）の最適加熱を可能にする加熱装置及びこれを含む連続金属板加熱機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板素材、例えば、金属板又は連続進行する連続金属板等の圧延板の加熱時に用いられる垂直フラックス誘導コイル（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｆｌｕｘ  Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｃｏｉｌ；以下、「ＴＦＩＣ」という。）は、ソレノイド加熱コイル（Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  Ｆｌｕｘ  Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｃｏｉｌ；以下、「ＬＦＩＣ」という。）から開発された誘導加熱技術の一つである。
【０００３】
図１及び図２は、上記のようなＬＦＩＣ及びＬＦＩＣより改善されたＴＦＩＣによる平板素材、例えば、金属板の加熱原理を示している。
【０００４】
例えば、ＬＦＩＣの場合は、図１ａに示されているように、ＬＦＩＣによって発生する磁場が金属板に水平に作用し、金属板の垂直断面に渦電流（Ｅｄｄｙ  ｃｕｒｒｅｎｔ）を発生させ、図１ｂに示されているように、渦電流による金属板の効率的な加熱のために金属板の厚さを磁場の浸透深さ（δ＝√（１／πｆμσ））の３倍以上にする。これは、金属板の上部と下部に逆に流れる渦電流が互いに衝突して相殺（「Ａ」領域）されることを防止するためである。
【０００５】
したがって、公知のＬＦＩＣ誘導加熱の場合は、金属板の厚さが薄くなるほど浸透深さも低くする必要があるため、材料の高透磁率（μ）又は装置の高運転周波数（ｆ）が必要とされる。
【０００６】
透磁率は、金属の固有物性値で、制御が不可能であり、キュリー温度以上では空気のように低い値となる。したがって、高運転周波数でしか装置を運転できないため、大容量の電力設備を具現するのが困難となる。このため、ＬＦＩＣによる非磁性金属板の誘導加熱には構造的な限界があった。
【０００７】
ＴＦＩＣの場合は、図２ａに示されているように、金属板に垂直に貫通する磁場を発生させ、浸透深さが金属板の厚さより大きく設計されるため、誘導される渦電流の相殺現象がなくなり、図２ｂに示されているように、金属板の上部及び下部に流れる渦電流が同じ方向に流れながら互いに重なって（「Ｂ」領域）電流密度を上昇させるため、加熱効果（Ｐ＝Ｉ＾２×Ｒ）を高くすることができる。
【０００８】
したがって、非磁性金属板又は薄板の誘導加熱では加熱効率を向上させる効果を期待することができる。
【０００９】
なお、図示されてはいないが、上記ＴＦＩＣの初期モデルは巻線の形態が単なる長方形であるため、鋼板に誘導される渦電流密度は金属板のエッジ付近で幅方向のバラツキが大きくなってしまう。
【００１０】
これは、巻線の形態が単なる長方形の場合に生じる一般の問題である。しかしながら、本発明で説明するように、コイルヘッド（Ｈｅａｄ）を湾曲状にし、その湾曲の具合を最適化すると、（金属板の幅方向の）バラツキを最小化することができる。
【００１１】
一方、上下にそれぞれ一対のＴＦＩＣ加熱（誘導）コイルを用いる誘導加熱技術が米国特許５，４０１，９４１号に開示されている。
【００１２】
図示されてはいないが、上記米国特許は、上下に配置されたＴＦＩＣを用いるもので、それぞれのＴＦＩＣの駆動のためのマッチング部（コンデンサ、トランス等）と、位置制御のための運送部（運送機構）を必要とする。
【００１３】
例えば、上記米国特許は、金属板の幅の変化等に対応して二対のＴＦＩＣを用いて位置の制御を具現したもので、誘導コイルと連結されるマッチング部と運送部の空間確保等を考慮して各対のＴＦＩＣをそれぞれ反対の方向に配列している。
【００１４】
このように、上記米国特許は、電流印加のためのマッチング部及び誘導コイルの位置制御のための運送部（駆動機構、駆動フレーム等）をそれぞれ反対側に位置させて用いる方式を用いるため、装置稼働のための空間を多く必要とする。しかしながら、このような空間確保には制約があるため、特定の工程、特に、周辺装置の設置空間が非常に狭い圧延ライン等に適用することが困難であるという問題がある。
【００１５】
例えば、連続鋳造後に続いて圧延を行う薄板の連連続圧延ラインに上記米国特許のＴＦＩＣを適用することは事実上不可能である。
【００１６】
また、上記米国特許のようにヘッド部（Ｈｅａｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）が直線（巻線の形態が全体的には四角形）状の場合は、十分なコイル間隔（Ｐｏｌｅ  Ｐｉｔｃｈ）を確保して初めて幅方向の温度分布を均一にすることができるが、圧延ラインのように誘導コイルを設置するための十分な空間を確保することが困難なような空間上の制約があるときは、特に、金属板の中心からエッジ側への幅方向の温度分布を均一に制御することが困難であるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、金属板又は圧延板のような連続金属板を加熱し、加熱駆動のための（電流印加のための）マッチング部と、金属板の幅の可変による加熱（誘導）コイルの位置制御のための運送部（駆動機構）と連結される別個の（長さを有して伸びる）リード部を備えるため、空間活用（確保）を可能にする。したがって、空間の狭い圧延ライン等における装置の構築を容易にし、素材（金属板）の幅方向の均一加熱を具現し、ポール部とヘッド部等のコイルの巻線構造を改善することにより、最終的には素材（金属板）の最適加熱を可能にする加熱装置及びこれを含む連続金属板加熱機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記のような課題を解決するために、本発明の一実施形態によれば、平板素材を加熱するように磁場を発生させ、平板素材の少なくとも一面に離隔して配置されるポール部と、上記ポール部と連結されて電流が印加され、空間活用を容易にするように設けられるリード部と、を含んで構成される加熱装置が提供される。
【００１９】
好ましくは、上記ポール部とリード部は、平板素材である金属板の長さ方向や連続金属板の進行方向に設けられる第１及び第２のポール部と第１及び第２のリード部をそれぞれ含み、上記リード部は、電流印加のためのマッチング部と装置の位置制御のための運送部と連結され、金属板の一側に整列される。
【００２０】
より好ましくは、上記加熱装置は、上記第１及び第２のポール部に設けられ金属板の第１及び第２のエッジに対応して位置が整列される第１及び第２のヘッド部をさらに含むことにより金属板の幅方向の均一加熱を可能にするように構成される。
【００２１】
上記第１及び第２のヘッド部は、均一加熱を可能にするように少なくとも一部が曲がる。
【００２２】
好ましくは、上記第１及び第２のヘッド部の反対側に設けられ且つ第１及び第２のポール部に設けられる、金属板の第２及び第１のエッジ側の第３及び第４のヘッド部をさらに含む。
【００２３】
より好ましくは、上記第１のリード部を構成する電流引き込み及び引き出しリードは互いに隣接してマッチング部と運送部に連結されるように伸び且つ上記第１のヘッド部を形成するように連続して曲がって離隔し、続いて第１のポール部が形成され、上記第１のポール部の端部に連結される上記第３のヘッド部が形成され、少なくとも一つの単位コイルが巻き取られる。
【００２４】
上記第１のポール部と第１及び第３のヘッド部は、リードと連結され、少なくとも２列以上の単位コイルが重なって配列されて一体に形成され、第２のヘッド部側に設けられる連結コイルをさらに含む。
【００２５】
上記第２のリード部を構成する電流引き込み及び引き出しリードは互いに離隔してマッチング部と運送部に連結されるように伸び、続いて第２のポール部と第２のヘッド部が形成され、上記リード部側に第４のヘッド部が形成され、少なくとも一つの単位コイルが巻き取られる。
【００２６】
好ましくは、上記第２のポール部と第２及び第４のヘッド部は、少なくとも２列以上の単位コイルが重なって配列されて一体に形成され、第４のヘッド部側にリードと連結される段差コイルをさらに含む。
【００２７】
また、本発明の他の実施形態によれば、少なくとも一対の上記加熱装置が連続金属板の上側と下側に対向配置され、上記加熱装置の両側に金属板の進行のために設けられる金属板進行ロールを含み、上記加熱装置のポール部の中心間の間隔ｔはｔ＜Ｌ×０．７５を満たし、Ｌ＝Ｘ−Ｄであり、Ｌは進行ロール間の間隔、Ｘは進行ロールの中心間の間隔、Ｄは進行ロールの直径である、加熱装置を含む連続金属板加熱機構が提供される。
【００２８】
より好ましくは、上記金属板の上側と下側に配列される加熱装置は対向して配列され、上側と下側の加熱装置のポール部間の間隔ｈは６０〜１５０ｍｍであり、上記加熱装置に備えられた第１及び第２のポール部間の幅ａは０．５ｔ＜ａ＜０．７５ｔを満たすように構成される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、金属板又は圧延板のような連続金属板を加熱し、加熱駆動のためのマッチング部と位置制御のための運送部（駆動機構）と連結される（長さを有する）リード部を備える。
【００３０】
したがって、空間確保を可能にし、特に、空間の狭い圧延ライン等における装置の構築を容易にする。
【００３１】
また、板の幅方向の均一加熱も可能にする。
【００３２】
特に、ポール部とヘッド部等のコイルの巻線構造を改善することにより、最終的には金属板の最適加熱を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１ａは、従来のＬＦＩＣを示した構成図及び作動状態図である。図１ｂは、従来のＬＦＩＣを示した構成図及び作動状態図である。
【図２】図２ａは、従来のＴＦＩＣを示した構成図及び作動状態図である。図２ｂは、従来のＴＦＩＣを示した構成図及び作動状態図である。
【図３】本発明による平板素材（金属板、薄板）加熱装置を示した概略平面図である。
【図４】図３の本発明の加熱装置の好ましい実施例を示した斜視図である。
【図５】図４の本発明の加熱装置の実施例において各ＴＦＩＣコイル（Ａコイル、Ｂコイル）のみの出側温度分布とこれらを合わせた温度分布を示したグラフである。
【図６】本発明の加熱装置の上・下部コイルを連続金属板に適用した連続金属板加熱機構を示した側面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００３５】
図３及び図４は、本発明による平板素材、例えば、金属板１０を上記垂直フラックス誘導加熱方式（ＴＦＩＣ）で加熱する加熱装置１を示し、図６は、一対の上記加熱装置１が、連続移動する連続金属板１０’（例えば、連続鋳造後に続いて圧延工程を行う連連続圧延板（薄板））の上側及び下側に配列された連続金属板加熱機構１’を示している。
【００３６】
以下の本実施例では、図３〜図４の本発明の加熱装置１を説明し、これに基づいて図６の本発明の連続金属板加熱機構１’を説明する。
【００３７】
以下の本実施例において、第１〜第４のヘッド部７０、１７０、９０、１９０は、金属板１０の第１のエッジ１２（例えば、金属板の長さ方向や連続金属板の進行方向を基準に右側のエッジ）と第２のエッジ１４（例えば、金属板の長さ方向や連続金属板の進行方向を基準に左側のエッジ）に対応して位置するか又はエッジ側付近に設けられるもので、第１及び第２のポール部３０、１３０の間隔（ｐｏｌｅ  ｐｉｔｃｈ）を決定し、金属板のエッジを加熱するのに重要な要素である。
【００３８】
但し、本実施例では、図４に示されているように、少なくとも一部が曲がっているヘッド部を第１及び第２のヘッド部７０、１７０、ポール部の間に連結される直線状（四角形）のヘッド部を第３及び第４のヘッド部９０、１９０に区分して説明する。
【００３９】
また、以下の実施例では、単なる平板素材である金属板１０及び連続進行する連続金属板１０’の図面符号を区分して説明するが、前述したように本発明の加熱装置１は金属板１０又は連続金属板１０’のすべてに適用可能である。
【００４０】
以下では、本発明の好ましい実施例を説明する。
【００４１】
図３に示されているように、本発明の加熱装置１は、構成の一例として、金属板１０を加熱するように磁場を発生させ、金属板１０の少なくとも一面に離隔して配置されるポール部３と、上記ポール部３と連結されて装置の空間活用を容易にするように設けられるリード部５と、を含んで構成されることができる。
【００４２】
したがって、本発明の加熱装置１は、図３に示されているように、延長可能な別個のリード部５を備えるため、リード部の伸びによって所望の空間活用の環境を提供することができる。
【００４３】
例えば、電流印加と位置制御（金属板の幅の可変による位置制御）のためのマッチング部と運送部Ｍ／Ｔとリード部が連結されることから、図３のようにリード部５を金属板１０の一側のエッジを基準に同一線上に整列させても、マッチング部と運送部Ｍ／Ｔ間の連結と装置の運用には問題がないため、空間の狭い圧延ライン等に本発明の装置を適用することが容易となる。
【００４４】
この際、上記マッチング部は電流印加のための構成部であり、上記運送部は駆動機構として知られた構成部である。
【００４５】
したがって、本発明の加熱装置１は、特に、空間活用が困難な圧延ライン、例えば、連続鋳造後に続いて圧延工程を行う薄板（圧延板）の連連続圧延時にも、最適の環境で薄板の加熱を均一で適正に行い、且つ前述した米国特許（ＵＳ５，４０１，９４１号）のような空間上の制約を除去することができる。
【００４６】
また、以下に図４で詳述する本発明のリード部５を構成する第１及び第２のリード部５０、１５０は、実質的に金属板の幅が変わる場合において、幅方向の均一加熱のために金属板のエッジに対応して設けられる加熱装置と、電流印加と位置制御のために設けられるマッチング部と運送部（図３のＭ／Ｔ）との間で伸びる長さを調整すると、所望の空間配列に基づいて適正な環境で連結されることができる。
【００４７】
また、図３に示されているように、本発明の加熱装置１において、リード部５は金属板１０の第１のエッジ１２又は第２のエッジ１４側のみに位置するように配列されることが好ましい。これは、例えば、金属板の第１のエッジ１２と第２のエッジ１４にそれぞれリード部５が配列される場合はそれだけの空間が金属板の両側に必要とされるためである。
【００４８】
図４は、図３で説明した本発明の加熱装置１の好ましい実施例を示している。
【００４９】
即ち、図４に示されているように、本発明の加熱装置１は、金属板１０の長さ方向（又は連続金属板（例えば、圧延板）１０’の進行方向）に設けられる少なくとも一対のポール部３を構成する第１及び第２のポール部３０、１３０と、リード部５を構成する第１及び第２のリード部５０、１５０で構成されることができる。この際、上記第１及び第２のリード部５０、１５０は、前述したように、金属板１０の一側、例えば、マッチング部と運送部Ｍ／Ｔ（図３）と連結される一側、本実施例では第１のエッジ１２側のみに配置されることが好ましい。
【００５０】
但し、以下の本実施例では、金属板１０のエッジのうちマッチング部と運送部（図３のＭ／Ｔ）側のエッジを第１のエッジ１２、その反対側のエッジを第２のエッジ１４に区分して説明する。
【００５１】
上記第１及び第２のポール部３０、１３０と第１及び第２のリード部５０、１５０は、実質的に単位コイルＣが折り曲げ、湾曲等により巻き取られて連続して形成され、且つ複数の単位コイルＣが重なって形成されることができる。
【００５２】
なお、図示されてはいないが、金属板の幅の変化に対応して加熱装置１の位置制御が行われている間に、金属板の上側と下側に一定の間隔を置いて水平に位置する本発明の加熱装置のコイルＣはガイド手段等によりその移動が案内されることができる。
【００５３】
また、図４に示されているように、本発明の加熱装置１は、金属板の上下面の加熱を考慮して金属板１０の上側と下側にそれぞれ対応して整列されることが好ましいが、加熱条件により金属板の上側又は下側のみに配列されてもよい。
【００５４】
好ましくは、本発明の加熱装置１は、図４に示されているように、上記第１及び第２のポール部３０、１３０に設けられ金属板１０の第１及び第２のエッジ１２、１４にそれぞれ対応して位置する第１及び第２のヘッド部７０、１７０をさらに含むことにより、金属板のエッジの加熱環境を適正にし、金属板１０の幅方向の均一加熱を可能にする。
【００５５】
また、リード部と連結された運送部によって、上記第１及び第２のヘッド部７０、１７０の位置は、金属板の幅の変化時に位置が変わる第１及び第２のエッジ１２、１４の位置に対応して調整されることができる。
【００５６】
上記第１及び第２のヘッド部７０、１７０は、図４に示されているように、少なくとも一部が曲がることが好ましい。
【００５７】
即ち、上記第１及び第２のヘッド部７０、１７０の少なくとも一部が曲がるように形成する理由は、第１及び第２のヘッド部７０、１７０による金属板の幅方向の均一加熱のためである。例えば、少なくとも一部が湾曲状、最も好ましくは円形の第１及び第２のヘッド部７０、１７０を形成する場合、金属板の幅方向の均一加熱が可能となる。
【００５８】
このような第１及び第２のヘッド部７０、１７０の湾曲の具合は、金属板のエッジ付近の幅方向の温度を均一にするように数値解析法により最適の条件で決まればよい。
【００５９】
図５は、最適の湾曲状に設計した場合の、本発明の加熱装置１において一対の垂直フラックス誘導コイル（ＴＦＩＣ）Ａ、Ｂの金属板の幅方向における個別的な温度分布、及びこの温度分布を合算した温度分布Ａ＋Ｂをグラフで示している。
【００６０】
即ち、図５を参照すると、符号Ａ＋Ｂは、Ａ  ＴＦＩＣコイルとＢ  ＴＦＩＣコイルのそれぞれの幅方向の温度分布を合わせたものを示し、幅方向にほぼ均一（ｆｌａｔ）な温度分布を示していることが分かる。
【００６１】
特に、図５のグラフを参照すると、Ｘ軸の金属板の幅が４００〜６２０ｍｍ又は−４００〜−６２０ｍｍの範囲にあるときの金属板の幅方向の温度分布の和Ａ＋Ｂは、金属板のエッジ付近に配置され且つ適切に曲がっている第１及び第２のヘッドによって、エッジ部分を除いては金属板の幅方向にほぼ均一な温度分布を示していることが分かる。
【００６２】
したがって、少なくとも一部が曲がっている第１及び第２のヘッド部７０、１７０を含む本発明の加熱装置は金属板（圧延板）の幅方向の均一加熱を可能にすることが分かる。
【００６３】
上記第１及び第２のヘッド部７０、１７０はそれぞれ金属板の長さ方向（進行方向）に第１のエッジ１２と第２のエッジ１４に対応して位置が制御されて加熱を具現する。したがって、第１及び第２のポール部３０、１３０と第１及び第２のヘッド部７０、１７０、及び金属板の第２及び第１のエッジ１４、１２に沿って隣接して配置された第３及び第４のヘッド部９０、１９０によって金属板の幅方向の均一加熱が可能となる。
【００６４】
即ち、本発明の加熱装置１は、より好ましくは、単位コイルが巻き取られて全体的に閉端の誘導コイルを形成するように上記第１及び第２のヘッド部７０、１７０の反対側に設けられ且つ第１及び第２のポール部３０、１３０に設けられる、金属板１０の第２及び第１のエッジ１４、１２付近の第３及び第４のヘッド部９０、１９０をさらに含む。
【００６５】
この場合、上記第３及び第４のヘッド部９０、１９０は、金属板のエッジから外れて金属板の幅の可変を補償する余分の空間に設けられるように位置する。
【００６６】
図４に示されているように、本発明の加熱装置１の第１のポール部３０と第１のリード部５０及び第１及び第３のヘッド部７０、９０を含み且つ金属板の長さ方向に上側に配置される加熱部において、上記第１のリード部５０は電流の引き込み及び引き出しを行う引き込み及び引き出しリード５０ａ、５０ｂを含み、上記リードは互いに隣接してマッチング部と運送部（図３のＭ／Ｔ）に連結されるように伸びる。
【００６７】
また、上記リードは金属板１０の第１のエッジ１２に対応して位置する上記第１のヘッド部７０を形成するように曲がって離隔し、上記リードに続いて第１のポール部３０が形成され、上記第１のポール部の端部に連結される第３のヘッド部９０が形成される。
【００６８】
この際、適正な加熱環境を作るために、上記第１のポール部３０と第１及び第３のヘッド部７０、９０は、リードと連結され、少なくとも２列以上の単位コイルＣが重なって一体に巻き取られる形で設けられることができる。
【００６９】
単位コイルが２列に巻き取られてそれぞれ第１のポール部３０を形成する場合、最外側の引き込みリード５０ａとの連結のために段差を補償する第２のヘッド部９０側に設けられる連結コイルＣ’を含む。
【００７０】
上記連結コイルＣ’は溶接等により単位コイルＣに接合されて設けられることができる。しかしながら、溶接時に問題が発生することを防止するために、上記コイルを予め折り曲げ、湾曲及び段差成形により一体に形成してもよい。
【００７１】
金属板の長さ方向に下側の第２のポール部１３０と第２のリード部１５０及び第２及び第４のヘッド部１７０、１９０を有する加熱部の場合にも、図４に示されているように、第２のリード部１５０の電流引き込み及び引き出しリード１５０ａ、１５０ｂは互いに離隔してマッチング部と運送部Ｍ／Ｔと連結されるように伸び、続いて第２のポール部１３０と湾曲状の第２のヘッド部１７０が形成され、上記リード側に第４のヘッド部１９０が形成されることができる。
【００７２】
即ち、第２のポール部１３０と第２及び第４のヘッド部１７０、１９０は、少なくとも２列以上の単位コイルＣが重なって巻き取られて一体に形成され、第４のヘッド部１９０側に電流引き込みリード１５０ａと連結される段差コイルＣ’’を備えることができる。上記段差コイルも、リードと一体に連結される場合のコイルの厚さを補償するためのものである。
【００７３】
一方、本発明の加熱装置１において金属板１０の長さ方向（進行方向）における前方及び後方の加熱部の配列においては、金属板１０の長さ方向（又は図６の連続金属板１０’の進行方向）へ、第１及び第２のヘッド部７０、１７０は金属板の第１及び第２のエッジ１２、１４に対応して位置し且つ金属板のエッジの加熱を順次精密に行い、第３及び第４のヘッド部９０、１９０は金属板のエッジと間隔をおいて隣接して配置され且つ少なくとも金属板を通過する位置に整列されることが好ましい。
【００７４】
したがって、図４に示されているように、金属板１０の第１のエッジ１２は第１のヘッド部７０と第１のポール部３０を、金属板１０の第２のエッジ１４は第２のヘッド部１７０と第２のポール部１３０を順次通過しながら、金属板の幅方向の均一加熱を行う。
【００７５】
この際、図４に示されているように、本発明のコイルに印加される周波数は３ｋＨｚ以下であることが好ましく、装置の形態を決める単位コイルＣの巻線数は５以下であることが好ましい。これは、巻線数が増加するほど巻線間の間隔や冷却構造が複雑となり、製作コストや維持管理の面で問題が発生する可能性があるためである。
【００７６】
図６には、前述した本発明の加熱装置１を基にした連続金属板加熱機構１’のうち１つのＴＦＩＣコイルの上下断面が示されている。例えば、一対の単位加熱装置１は連続進行する金属板１０’（例えば、連連続圧延ラインの箔圧延板）の上側と下側にそれぞれ対向して配列され、加熱装置の上側及び下側にはそれぞれ金属板進行ロール２が設けられている。
【００７７】
また、上記加熱装置１はそれぞれチャンバー４の内部に配置されて熱放散及び磁束の漏れを遮断する加熱空間を形成し、上記金属板進行ロール２はチャンバー４の両側に且つ金属板の引き込み及び引き出し空間に配置されることができる。
【００７８】
図６において、Ｘは進行ロール２の中心間の間隔、Ｌは進行ロール間の間隔、Ｄは進行ロールの直径、ｔは前方の加熱装置と後方の加熱装置との中心間の距離、ｄは金属板の厚さ、Ｈは上側と下側に対向配置される加熱装置の単位コイルＣ間の高さの差を示す。
【００７９】
一方、上記のような本発明の連続金属板加熱機構１’において、上記ｔはｔ＜Ｌ×０．７５を満たし、Ｌ＝Ｘ−Ｄであり、Ｌは進行ロール間の間隔、Ｘは進行ロールの中心間の間隔、Ｄは進行ロールの直径である。
【００８０】
即ち、上記ｔは、進行ロール間の間隔（距離）に対応してＬの７５％より小さいことが好ましい。これは、結果的に、一対の加熱装置１の中心間の間隔が進行ロールの間隔に対比して上記条件を外れる場合は所定の間隔内に所望のコイルを配置することが困難となるためである。
【００８１】
また、図６に示されているように、上側と下側の一対の加熱装置１の第１及び第２のポール部３０、１３０の単位コイルＣ間の間隔ｈは６０〜１５０ｍｍであることが好ましい。上記条件を外れて６０ｍｍ以下の場合は加熱装置の単位コイルが金属板に近接し過ぎて衝突によるコイルの破損が発生し、１５０ｍｍより大きい場合は加熱の効率性が顕著に低下する可能性がある。
【００８２】
また、加熱装置１に備えられた第１及び第２のポール部３０、１３０間の単位コイルＣの最大幅ａは０．５ｔ＜ａ＜０．７５ｔを満たすことがより好ましい。上記条件を外れて０．５ｔより小さい場合は誘導コイルの幅が小さくなりすぎて加熱能力が低下し、０．７５ｔより大きい場合は空間上の制約があるため実際に製作することが困難となる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上のように、前述した本発明の加熱装置及びこれを含む連続金属板加熱機構は、マッチング部と運送部と連結される別個のリード部を含み、特に、巻線の形態による第１〜第４のヘッド部の形成構造により、金属板、特に、連続進行する圧延板のような連続金属板の最適加熱を具現するものである。
【００８４】
例えば、本発明の加熱装置と連続金属板機構は、ＴＦＩＣ方式であり、薄型の素材及び非磁性体の加熱時に低周波で運転できるように設計が可能であり、素材の厚さの変動が大きくても電気的加熱効率が既存のＬＦＩＣに比べて高くなり、板の中央部よりも冷却が容易な金属板のエッジの過熱特性も提供することができるため、別個のエッジ加熱機を備える必要がない。
【００８５】
したがって、このような本発明の加熱装置の特性は、連連続圧延（ＣＥＭ）のように薄板を連連続圧延するミニミル工程において更なるエッジ加熱機の設置による空間の占有を防止し、エッジの温度の損失を補償するため、最終製品の均一化を具現することができる。
【００８６】
また、素材がＬＦＩＣのようなソレノイドコイルを貫通しないことから、非加熱時の所望の位置への移動も容易にするため、ライン整備や緊急事故に備えて適切な装置稼働を可能にする。
【００８７】
特に、本発明の加熱装置は、圧延ラインの適用に制約のあるマッチング部と運送部を片方に配置するため、誘導加熱の長所を最大限活用し、且つ空間活用によって金属板の幅方向の温度分布をできるだけ均一にすることができる特徴を有する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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