(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱コイルの内側に、該誘導加熱コイル内に導く被加熱材からの輻射熱を遮る、耐熱性の防熱板を配置してなり、前記誘導加熱コイルにより被加熱材に交番磁界を印加して被加熱材を加熱する誘導加熱装置において、前記誘導加熱コイルの入側および／または出側に、前記防熱板に向けて気体を噴射するノズルの少なくとも一つを揺動可能に設置してなり、前記気体の前記防熱板に対する吹き付け角度を、被加熱材の厚さ方向と被加熱材の搬送方向とのなす角の範囲内において可変にして、コイル入側と出側のスケール残りをなくすようにすることを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の誘導加熱装置を用いて、気体の吹き付けを交番磁界の印加を終了してから行うことを特徴とする誘導加熱装置におけるスケールの除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，例えば鋼板製造の１工程である熱間圧延ラインにて、粗圧延により得られたシートバー等の加熱に適用する誘導加熱装置における、該装置内のスケールを除去する方法および誘導加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、鋼片を熱間圧延する際に、従来は加熱炉から抽出した鋼片を一本づつ圧延していたため、とくに粗圧延後の仕上げ圧延工程において、以下に述べる様な種々のトラブルが生じていた。
すなわち、
ａ）鋼片先端における、粗圧延機内での低速圧延で生じた温度低下部の品質不良、ｂ）鋼片後端における、仕上げ圧延機前までの放熱で生じた温度低下部の品質不良、ｃ）加熱炉内のスキッドビーム部の昇温不足で生じた温度低下部の品質不良、などである。
【０００３】
上記問題の解決策としては、熱間仕上げ圧延機の入側搬送ラインにおいて、粗圧延して得られるシートバーを誘導加熱装置を用いて加熱することによって、熱補償を行うことが提案されている。すなわち、熱間仕上げ圧延に先だって、図６に概略を示すように、被加熱材であるシートバー１をその幅並びに厚み方向に誘導加熱コイル２で包み、シートバー１の全部もしくは一部にシートバーの長手方向に貫通する交番磁界を誘導加熱コイル２から印加してシートバー１内に生起する誘導電流により、この領域を加熱する処理を行うのである。すなわち、同図において、誘導加熱コイル内の磁束の流れを点線で示すように、誘導加熱コイル２により発生した高周波磁束はシートバー１を圧延方向へ貫き、コイル２の端部を経てコイル２背面に廻る流れとなり、当該シートバーの部分が加熱される。なお、図中６は、シートバー１を搬送するためのロールである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の誘導加熱を利用する方法は、その加熱中に１０００℃程度まで昇温するシートバーからの幅射熱により、誘導加熱コイルが破損するという問題があった。
【０００５】
この問題に対しては、誘導加熱コイルをシートバー幅射熱から遮蔽するために、図６に示すように、コイル２とシートバー１との間に耐熱性の防熱板３及び４を設置する方法が、特公平６−３１６８２号公報に開示されている。このように、防熱板３及び４を設けると、シートバー１の輻射熱からコイル２を保護することができるが、特に防熱板３上に、シートバー１の表面に生成したスケールが落下して積もることが、新たに問題となる。
【０００６】
すなわち、この防熱板３上に堆積したスケール５は、シートバー１により加熱され、防熱板（耐火物）と反応して、防熱板３上に強固に付着して堆積が更に進み、シートバー１の通過を阻害するおそれがあるため、所定の堆積厚以上になったときに、オフラインにてスケールを撤去する必要がある。しかしながら、防熱板３上でのスケール５の付着が強固であるために、耐火物である防熱板３ごとスケール５を取り除くことを余儀なくされていた。
【０００７】
従って、防熱板上に落下するスケールが防熱板３と反応する前に、スケールを防熱板３上から定期的に吹き飛ばす必要があった。ところが、コイル２の入側または出側に向かってスケールを防熱板上から完全に吹き飛ばすことが難しく、残ったスケールは、防熱板上に強固に付着し、結局はスケールの撤去を行わなくてはならず、その結果、防熱板の耐火物が局所的に剥離、破壊されることになる。また、シートバーから落下するスケールは弱磁性を有し、交番磁界印加中には磁力により防熱板に吸引される為、コイル上のスケールを吹き飛ばすのに過剰な噴射力を必要とすることも問題になる。
【０００８】
特開２０００−３７７９号公報には、図７に示すように、誘導加熱装置の入口側の左右両側に、エアー噴射ノズルを加熱通路２０に向けて斜めに設置した、すなわち、被加熱材２４の板幅方向に対して角度を設けて設置した、スケール除去装置を設けた誘導加熱装置が開示されている。また、この公報には、同図に示すように、スケール除去装置のエアー噴射ノズル２１ａ，２１ｂが板幅方向に対する角度をずらせて取り付けられている誘導加熱装置が開示されている。なお、図７において、（ａ）は平面図を、（ｂ）は被加熱材２４の搬送方向から見た断面図を示す。
しかしながら、この公報に記載の誘導加熱装置では、加熱通路の全体にわたってスケールを除去することが難しく、加熱通路上に部分的にスケールが残存堆積する場合があった。
【０００９】
そこで、本発明は、防熱板上に落下したスケールを防熱板上から完全に飛散させる方法について提案することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、誘導加熱コイルの内側に、該誘導加熱コイル内に導く被加熱材からの輻射熱を遮る、耐熱性の防熱板を配置してなり、前記誘導加熱コイルにより被加熱材に交番磁界を印加して被加熱材を加熱する誘導加熱装置において、前記誘導加熱コイルの入側および／または出側に、前記防熱板に向けて気体を噴射するノズルの少なくとも一つを揺動可能に設置してなり、前記気体の前記防熱板に対する吹き付け角度を、被加熱材の厚さ方向と被加熱材の搬送方向とのなす角の範囲内において可変にして、コイル入側と出側のスケール残りをなくすようにすることを特徴とする誘導加熱装置である。
また、本発明は、上記誘導加熱装置を用いて、気体の吹き付けを交番磁界の印加を終了してから行うことを特徴とする誘導加熱装置におけるスケールの除去方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
発明者らは、誘導加熱コイルの防熱板上のスケールを、高圧空気の吹き付けによって除去する方法について、鋭意研究、開発を重ねた。
まず、図１（ａ）に示すように、誘導加熱コイル２の出側に配置した噴射ノズル７の防熱板３の板面に対する、吹き付け空気の吹き付け角度、すなわち、下側に配置される防熱板３の上面に対する吹き付け空気の入射角度（以下、単に入射角度と示す）θを大きくして、防熱板３上のスケール５をノズル７側から吹き飛ばそうとした場合は、噴射ノズル７とは逆側のコイル２入側寄りの防熱板３の板面における風速が減衰し、スケールを完全に吹き飛ばすことができず、図１（ｂ）に示すように、防熱板３上にスケール５が残存堆積することになる。
【００１４】
また、図２（ａ）に示すように、噴射ノズル７の入射角度θを小さくして噴射ノズル７とは逆側のコイル２入側寄りの防熱板３の板面における、スケール５を吹き飛ばそうとした場合は、噴射ノズル７側の板面で噴射空気が当たらない部分が生じて、図２（ｂ）に示すように、スケールを吹き飛ばせず防熱板上に堆積する。
【００１５】
次に、図３（ａ）に示すように、入射角度θａおよびθｂとに異ならせた２つのノズル７ａおよび７ｂを配置して吹き付けを行ったところ、図３（ｂ）に示すように、スケールをコイル２入側へ向けて完全に防熱板３上から吹き飛ばすことが可能となった。なお、図３の例では、入射角度の異なる２つのノズルを配置したが、１つのノズルを揺動可能に設置し、入射角度θａおよびθｂとに異ならせた、空気の吹き付けを２回行うことによっても、防熱板３上のスケールを完全に吹き飛ばすことが可能である。さらに、入射角度の異なるノズルの数または入射角度の異なる吹き付け回数は、２に限らず、３以上であってもよい。
【００１６】
また、シートバー１から落下するスケール５は弱磁性を有し、交番磁界印加中には、磁力により防熱板３に吸引される為、この交番磁界印加中において、高圧空気の噴射によるスケールの除去を行うと、図４に示すように、コイル２に対応した位置にスケール５が残存する可能性が高い。従って、スケール５の吹き飛ばし作業は、交番磁界の印加を停止した後に行うことが好ましく、かくしてコイルに対応する部分についてもスケールを完全に吹き飛ばすことが可能になる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を具体的に説明する。
図５に、本発明の誘導加熱装置を適用するのに好適な、接合装置を組み込んだ仕上げ圧延機の入側搬送ラインを模式で示す。図中、番号１はシートバー、８は粗圧延機、９は必要に応じて使用するコイルボックス、１０は図３に示した誘導加熱装置、１１は先行するシートバーと後行するシートバーを接合する接合装置、１２は切断装置、１３はデスケーラ（ＦＳＢ）、そして１４は仕上げ圧延機の第１スタンドである。なお、接合装置１１は、先行シートバーと後行シートバーを接続してこれらを連続して圧延する場合にのみ使用される。
【００１８】
この搬送ラインでは、粗圧延機８からのシートバー１は、誘導加熱装置１０において、図６に示したようなソレノイド方式によって、その長手方向に交番磁界が印加され、渦電流が誘発されることにより加熱される。この加熱は、例えばコイルボックス９において巻き取られた状態において、最内巻または最外巻となって、特に温度が低下した部分について行う。このようにして、シートバーは、後続する仕上げ圧延機の第１スタンド１４に連続的に供給される。また、シートバーの後端部についても、先端部と同様に切断装置１２により切断される。
【００１９】
上記の搬送ラインに、幅１３００ｍｍおよび厚み３０ｍｍのシートバー（０．５mass％Ｓｉ鋼）を、コイル内幅２０００ｍｍ、コイル内高さ２４０ｍｍ、全長０．７ｍの誘導加熱コイル２の２台を１．２ｍ間隔で配置した誘導加熱装置１０に通して、交番磁界を印加して加熱した。このときの加熱条件は、投入電力が各々５０００ｋＷ、周波数２０００Ｈｚで１ｍ／秒にて搬送した。次いで、加熱完了後、７スタンドミルにより板厚２ｍｍまで圧延した。
【００２０】
この操業において、シートバーとシートバーの通過毎に誘導加熱のための交番磁界を停止し、高圧空気による、防熱板上のスケールの除去を行った。すなわち、誘導加熱装置１０の各コイル２の出側に、図３に示したように、ノズル７ａおよび７ｂ（開口径：５ｍｍ）を配して、その入射角度θａ：４５°およびθｂ：２５°に設定して、開口部圧力：１５０ｋＰａで高圧空気の吹き付けを行った。
【００２１】
以上に従って、スケールの除去を行ったところ、シートバーを１００本圧延後にも防熱板上にスケールの堆積は見られず、全操業にわたり安定した加熱を行うことができた。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、誘導加熱装置において、ノズルからの高圧空気の噴射により防熱板上のスケールを完全に吹き飛ばし、防熱板上にスケールが堆積するのを未然に防ぐことができるから、長期にわたり安定した誘導加熱を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】誘導加熱装置における防熱板上のスケールの除去を説明する図である。
【図２】誘導加熱装置における防熱板上のスケールの除去を説明する図である。
【図３】誘導加熱装置における防熱板上のスケールの除去を説明する図である。
【図４】誘導加熱装置における防熱板上のスケールの除去を説明する図である。
【図５】誘導加熱装置を組み込んだ圧延ラインを示す図である。
【図６】誘導加熱の概略を示す模式図である。
【図７】従来の、スケール除去装置を有する誘導加熱装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１  シートバー（被加熱材）
２  誘導加熱コイル
３，４  防熱板
５  スケール
６  ロール
７，７ａ，７ｂ  ノズル
【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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【図７】
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