【手続補正書】
【提出日】平成20年3月5日(2008.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】厚鋼板の焼入れ・焼鈍し・焼戻しの熱処理プロセスに急速加熱に好適の誘導加熱装置を適用する場合、ステンレスを除く被加熱物が常温の強磁性体であることに起因する幾つかの問題を解決することが必要である。すなわち、
１．板厚および板幅方向の温度分布を均一に加熱すること。すなわち板厚中心と表面の温度差を最小化すること。温度不均一の場合、熱処理の品質に大きな影響を与える。
２．加熱過程で目標上限温度を超えないこと。上記に定められた目標上限温度を超えると鋼中添加元素の析出が起こり品質に影響を与えると同時に、磁気変態点を超えた場合、浸透深さが増大し加熱効率を悪化させる。
３．誘導加熱装置の加熱周波数を被加熱材の板厚の範囲内で最適な選定をすること。これは板厚方向均一性およびエッジ過加熱防止の均熱特性や加熱効率や生産性に大きな影響を与える。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
Ｐ＝ π・μ・ｆ・Ｈ2・Ｓ・Ｌ・Ｑ ・・・（１）
ここで、Ｐ：加熱吸収電力、μ：透磁率、ｆ：周波数、Ｈ：磁界の強さ、Ｓ：材料断面積、Ｌ：材料長、Ｑ：吸収係数を示す。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
（２）インダクター間で表面温度を低下させた後、次インダクターで加熱する間欠加熱することを特徴とする前記（１）に記載の厚鋼板の熱処理装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
（３）各インダクター出側の、厚鋼板の平均温度が当該目標値を満足するように各インダクターの投入電力配分を変化させることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の厚鋼板の熱処理装置。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
（４）各インダクターの加熱周波数を２００Ｈｚ〜２０００Ｈｚとすることを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の厚鋼板の熱処理装置。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
（５）各インダクターの単機昇温量を４００℃以下とし、３台以上のインダクターを直列に配置することを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の厚鋼板の熱処理装置。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
（６）各インダクターのコイル長さを１．５ｍ以下とすることを特徴とする前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の厚鋼板の熱処理装置。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
（７）各インダクターを３００ｍｍ以上の距離を隔てて配置することを特徴とする前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の厚鋼板の熱処理装置。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
これらの範囲内で板厚方向温度分布の均一化を可能とした厚鋼板の熱処理装置の好ましい条件は以下の通りである。
１．各インダクターの単機昇温量を４００℃以下とし、インダクターを３台以上直列配置すること。
２．各インダクターの加熱周波数は２００Ｈｚ〜２０００Ｈｚとすること。
３．各インダクターを３００ｍｍ以上の距離を隔てて配置すること。
４．各インダクターのコイル長さを１．５ｍ以下とする。
５．板厚方向温度均一化に対しては、複数個直列配置したインダクターおよびインダクター間距離を通過時間換算で１秒〜２０秒分あけた配置とし、均熱度の高い加熱電力配分すなわち前段インダクター強加熱を用いる。
６．表面過加熱防止に対してはインダクター１台あたり昇温量を規定し、インダクター間距離を通過時間換算で１秒〜２０秒分の均熱時間内で表面温度を下げられる配置として、次インダクターで加熱する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
１．表面および板エッジ温度上限に基づく加熱方法の必要性
厚鋼板の熱処理においては例えば６５０℃まで加熱することが考えられる。この加熱は応力除去を目的とした熱処理として一般に知られている。炭素鋼で４５０℃以上６５０℃の範囲に加熱し、その後徐冷あるいは空冷するプロセスである。この時、６５０℃以上に加熱されると、機械強度の低下といった問題、板厚および板幅方向に温度むらがあると、応力開放の不均一といった問題が生じる。従って加熱過程においても、表面温度上限を厳守して加熱する必要がある。これはインダクターの後段側（高温域）で大電力を投入できないことを意味する。このように厚鋼板の熱処理においては前段強加熱、後段弱加熱として各インダクターの投入電力配分を変化させることが好ましい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
２．表面温度上限加熱とインダクター間距離の関係
次に、均熱時間（表面と中心温度の均一化）の確保について考える。誘導加熱の原理上、厚物（板厚１４ｍｍ以上）の方が均熱時間を長く確保する必要があるので、厚物を中心に検討する。また前段強加熱の原則から、第１あるいは第２加熱インダクターの均熱時間を板厚８ｍｍ〜５０ｍｍ材で比較する。図３は同一能率で加熱した時の、厚鋼板の板厚別必要均熱時間と厚鋼板の誘導加熱装置間の通過時間の比較である。図３を求めるのに際し、下記の計算用定数を用いた。
空冷放射率ε：０．７８、平均熱伝導率λ：３７(kcal/mh℃)、平均密度ρ：７８００(kg/m3)、平均比熱Cp：０．１３２(kcal/kg℃)(0.16kcal/kg=670J/kgを100℃換算)
これによれば、板厚５０ｍｍ材の均熱には約２０秒かかることから、３．５ｍｐｍで通板した場合、１．１５ｍ以上インダクター間距離を確保する必要がある。また、８ｍｍ材の均熱には約１秒確保する必要から１８ｍｐｍで通板した場合、０．３ｍ以上のインダクター間距離とする必要がある。よって、各インダクターを３００ｍｍ以上の距離を隔てて配置することが好ましい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
３．インダクター台数が３台以上必要な根拠
インダクターは被加熱材表層からエネルギーを投入するものであり、原理的に均一加熱と矛盾する。したがって均熱化を指向する場合、上記２に示すような均熱化プロセスを持つと同時に、加熱インダクターにも極力均熱特性を持たせる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
［周波数選定の考え方］１．加熱周波数を２００Ｈｚ未満の商用周波数付近としても均一加熱効果が少ない。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
ｐ＝π・μ・ｆ・Ｈ2・ｔ・Ｑ ・・・（６）
ここで、ｐ：単位面積当りの加熱吸収電力、ｆ：加熱周波数、Ｈ：磁界の強さ、μ：透磁率、Ｑ：電力吸収係数を示す。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
Maxwellの方程式から誘導加熱の基本方程式を導出すると、∇2・Ｈ＝μ/ρ・∂Ｈ/∂tとなり、図２に平板（幅方向無限遠方条件）に関する条件でＱの推移を求めたものを示す。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
現在数千ＫＷの出力を得られる周波数上限は１５００Ｈｚ程度であるので、少なくとも２００Ｈｚ以上で加熱するのは装置技術上何ら問題ない。以上のことから加熱吸収電力確保を重視して加熱周波数を高くすることが必要であると同時に、温度差低減のために加熱吸収電力ｐをインダクター長を延ばせる範囲内で低減することが必要となる。（p＝Ｐ／（Ｗ・Ｌ）であるから、Ｌ＝０．３ｍとＬ＝１．５ｍでは５倍異なる。また、厚板のロール間隔の限界は通板上１．５ｍであるので、インダクター長限界は１．５ｍとなる。）
２．加熱周波数を２００Ｈｚ〜２０００Ｈｚとすると加熱能力を確保し、均一加熱効果も得られる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
【実施例】厚鋼板の加熱能率３９０Ｔ／Ｈにより板厚範囲８〜５０ｍｍ、板幅４６００ｍｍの厚鋼板の熱処理を実施した。熱処理装置の仕様は以下の通りである。
１．各インダクターの加熱周波数を１０００Ｈｚとする。
２．各インダクターの単機昇温量を４００℃以下とし、３台以上のインダクターを直列に配置する。
３．各インダクターのコイル長さを１．２ｍとする。
４．各インダクターを６５０ｍｍの距離を隔てて配置する。