(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗圧延を終了して搬送される粗バーを加熱する加熱コイルと鉄心とを組み込んだコイルパッケージを内蔵し、前記粗バーから前記加熱コイルへの輻射を断熱する耐熱断熱板により底面が構成されるとともに、該底面及び前記粗バーの搬送方向と略直交する縦面を有する略箱型の外形を有し、前記粗バーの上方及び下方に該粗バーに近接して配置されて該粗バーの幅方向の略全域を誘導加熱するインダクターと、
前記縦面から前記底面の一部へかけて装着される略Ｌ字型の断面形状を有するシールドカバーとを備える粗バー加熱装置において、
さらに、前記シールドカバーの角部に、前記粗バーの幅方向へ向けて互いに離間して複数固定されるシールドカバー変形抑制部材を備え、
該シールドカバー変形抑制部材は、前記縦面に装着されるベース部材と、略Ｌ字型に屈曲した形状を有し、該ベース部材に前記粗バーの幅方向へ向けて互いに離間して複数本固定されるとともに前記底面に線接触して該底面を支持する丸棒状部材とを有すること
を特徴とする粗バー加熱装置。
【請求項２】
前記ベース板及び前記丸棒状部材は、いずれも、非磁性材料からなることを特徴とする請求項１に記載された粗バー加熱装置。
【請求項３】
下記（１）式ないし（３）式により規定される条件を満足する請求項１又は請求項２に記載された粗バー加熱装置。
Ｓｓ≧ａ・Ｔ＋ｂ                        ・・・・・（１）
ｙｓ≧ｃ／Ｓｓ                          ・・・・・（２）
ｙｐ≦Ｗ／（ｙｓ×ｙＬ）                ・・・・・（３）
ただし、Ｓｓは丸棒状部材の横断面積（ｍｍ２）であり、Ｔは粗バーの最高温度（℃）であり、ｙｓはベース部材一つ当りの丸棒状部材の設置数であり、ｙｐはベース部材の設置数であり、Ｗは間口幅（インダクターの内部の粗バーが通過する領域における、粗バーの幅方向と平行な方向の長さ；ｍｍ）であり、ｙＬは丸棒状部材の取付けピッチ（ｍｍ）であり、ａは丸棒状部材の熱変形に影響する周囲温度の影響係数（ｍｍ２／℃）であり、ｂは最低限必要な丸棒状部材の断面積（ｍｍ２）であり、ｃは耐熱断熱板を支持して落下を防ぐ為に必要となる丸棒の数及び断面積の影響係数ｃ（本・ｍｍ２）である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粗圧延を終了して搬送される粗バーの幅方向の全域を誘導加熱する粗バー加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、熱延鋼板は、熱間粗圧延を終了して搬送される粗バーを、粗バー加熱装置により連続的に加熱してから熱間仕上圧延を行うことにより、製造される。
図３は、粗バー加熱装置１の一例の縦断面図である。なお、粗バー加熱装置１は、粗圧延を終了して搬送される粗バー５の上方及び下方に対称に配置されるため、以降の説明は上方に配置される粗バー加熱装置について行い、下方に配置されるものは図示及びその説明を省略する。
【０００３】
同図に示すように、粗バー加熱装置１は、インダクター１３とシールドカバー１２とにより構成される。
インダクター１３は、底面と、粗バー５の搬送方向と略直交する縦面とを有する略箱型の外形を有しており、粗バー５の上方に粗バー５に近接して配置されることにより粗バー５の幅方向の略全域を誘導加熱する。インダクター１３には、粗バー５を加熱する加熱コイル３と鉄心２とを組み込んだコイルパッケージ４が内蔵される。インダクター１３の底面は、蛇行した水冷パイプ６を内部に組み込まれ、粗バー５から加熱コイル３への輻射を断熱する耐火キャスタブルセメント製の耐熱断熱板７により構成される。なお、耐熱断熱板７は、コイルパッケージ４の底部に適宜手段により支持され、コイルパッケージ４は、固定ベース９に固定されたスタッドボルト１０により支持される。また、コイルパッケージ４と耐熱断熱板７との間には絶縁板１１が設けられる。
【０００４】
粗バー５の上方及び下方に配置される粗バー加熱装置１の上下方向の距離は、粗バー５の加熱効率を高めるために狭く設定される。このため、粗バー５の先端や尾端の反りや跳ね上がり等によりインダクター１３の底面をなす耐熱断熱板７が損傷することを防ぐため、インダクター１３の入側及び出側には、非磁性材料からなるシールドカバー１２がそれぞれ装着される。このシールドカバー１２は、略Ｌ字型の断面形状を有し、図３に示すようにインダクター１３の縦面から底面の一部へかけて装着される。
【０００５】
シールドカバー１２は、耐熱断熱板７の周縁部分に係合することにより、耐熱断熱板７の支持も担う。また、シールドカバー１２の先端部と耐熱断熱板７との間の隙間から粗バー５の酸化スケールがインダクター１３の内部に侵入することを防ぐために、シールドカバー１２の先端部には目詰用断熱パテ（図示しない）が塗布される。
【０００６】
図４は、粗バー加熱装置１の使用に伴ってシールドカバー１２が熱変形した状況を示す縦断面図である。
同図に示すように、シールドカバー１２の先端部が熱変形して歪むと、シールドカバー１２と先端部に塗布された目詰用断熱パテが落下して、シールドカバー１２の先端部と耐熱断熱板７との間に隙間が生じる。このようにシールドカバー１２の先端部が熱変形すると、この隙間から粗バー５の酸化スケールが同図に矢印で示すようにインダクター１３の内部に侵入し、内部の絶縁を損傷させる。
【０００７】
特許文献１には、耐熱断熱板の水冷パイプにスタッドボルトの一端を接合し、他端を耐熱断熱板と加熱コイルとの間に設けた絶縁板に接続するとともに、この絶縁板を加熱コイルが支持される固定ベースにスタッドボルトにより接続することによって、耐熱断熱板の落下を確実に防止し、これにより、粗バーの酸化スケールがインダクターの内部に侵入することを防ぎ、加熱コイル３の損傷を防止する発明が開示される。
【特許文献１】実用新案登録公報第２５８７３２６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１により開示された発明に基づいても、粗バーからの輻射熱による熱変形、若しくは粗バーの先端や尾端との衝突によってシールドカバーが変形することを防ぐことはできないので、粗バーの酸化スケールがインダクターの内部に侵入して内部の絶縁を損傷させることを防止できない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、粗圧延を終了して搬送される粗バーを加熱する加熱コイルと鉄心とを組み込んだコイルパッケージを内蔵し、粗バーから加熱コイルへの輻射を断熱する耐熱断熱板により底面が構成されるとともに、底面及び粗バーの搬送方向と略直交する縦面を有する略箱型の外形を有し、粗バーの上方及び下方に粗バーに近接して配置されて粗バーの幅方向の略全域を誘導加熱するインダクターと、縦面から底面の一部へかけて装着される略Ｌ字型の断面形状を有するシールドカバーとを備える粗バー加熱装置において、さらに、シールドカバーの角部に、粗バーの幅方向へ向けて互いに離間して複数固定されるシールドカバー変形抑制部材を備え、このシールドカバー変形抑制部材が、縦面に装着されるベース部材と、略Ｌ字型に屈曲した形状を有し、ベース部材に粗バーの幅方向へ向けて互いに離間して複数本固定されるとともに底面に線接触して底面を支持する丸棒状部材とを有することを特徴とする粗バー加熱装置である。
【００１０】
この本発明に係る粗バー加熱装置では、ベース板及び丸棒状部材が、いずれも、非磁性材料からなることが望ましい。
これらの本発明に係る粗バー加熱装置では、下記（１）式ないし（３）式により規定される条件を満足することが望ましい。
【００１１】
Ｓｓ≧ａ・Ｔ＋ｂ                        ・・・・・（１）
ｙｓ≧ｃ／Ｓｓ                          ・・・・・（２）
ｙｐ≦Ｗ／（ｙｓ×ｙＬ）                ・・・・・（３）
ただし、Ｓｓは丸棒状部材の横断面積（ｍｍ２）であり、Ｔは粗バーの最高温度（℃）であり、ｙｓはベース部材一つ当りの丸棒状部材の設置数であり、ｙｐはベース部材の設置数であり、Ｗは間口幅（インダクターの内部の粗バーが通過する領域における、粗バーの幅方向と平行な方向の長さ；ｍｍ）であり、ｙＬは丸棒状部材の取付けピッチ（ｍｍ）であり、ａは丸棒状部材の熱変形に影響する周囲温度の影響係数（ｍｍ２／℃）であり、ｂは最低限必要な丸棒状部材の断面積（ｍｍ２）であり、ｃは耐熱断熱板を支持して落下を防ぐ為に必要となる丸棒の数及び断面積の影響係数ｃ（本・ｍｍ２）である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、粗バー加熱装置の使用に伴うシールドカバーの変形、さらにはこの変形に起因した、インダクターの内部へのスケール侵入をいずれも長期間にわたって防止することができる。このため、本発明によれば、粗バー加熱装置のインダクターの寿命を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る粗バー加熱装置を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１（ａ）は、本実施の形態における粗バー加熱装置２０を示す縦断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ矢視図であり、さらに図１（ｃ）はこの粗バー加熱装置２０の構成要素であるシールドカバー変形抑制部材２１を示す斜視図である。なお、以降の説明では、図３、４により示した粗バー加熱装置１の構成要素と同じ構成要素については同一の図中符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１４】
本実施の形態の粗バー加熱装置２０は、インダクター１３と、シールドカバー１２とを備え、粗バー５の幅方向の全域を誘導加熱する加熱装置である。インダクター１３及びシールドカバー１２の構成は、図３を参照しながら上述したので、これらの説明は省略する。
【００１５】
本実施の形態の粗バー加熱装置２０の特徴はシールドカバー変形抑制部材２１を備える点であるので、シールドカバー変形抑制部材２１を説明する。
シールドカバー１２は、先端部まで含めてＬ字状に一体に屈曲成形されて構成されるので、粗バー加熱装置２０の使用に伴って蓄熱し易く熱放散が悪い。さらに、シールドカバー１２の上部はインダクター１３の縦面に固定されるため、誘導加熱された粗バー５からの輻射に長時間さらされると、熱歪を生じる。このため、図４に示すように、シールドカバー１２の先端が熱膨張により歪んで目詰用耐熱パテが脱落し、インダクター１３の底面との間に生じる隙間から粗バー５からの酸化スケールがインダクター１３の内部に侵入し、加熱コイル３が損傷する。
【００１６】
そこで、本実施の形態では、このようなシールドカバー１２の先端部の変形を防止することによりインダクター１３の寿命を大幅に延長するため、シールドカバー変形抑制部材２１を設ける。
【００１７】
図１に示すように、シールドカバー変形抑制部材２１は、粗バー５の搬送方向に関してシールドカバー１２の二つの角部に、粗バー５の幅方向へ向けて互いに離間して複数固定される。
【００１８】
図１（ｃ）に示すように、シールドカバー変形抑制部材２１は、シールドカバー１２の縦面にスタッドボルト２２により固定されて装着されるベース部材であるプレート２３と、このプレート２３に粗バー５の幅方向へ向けて互いに離間して複数本（図示例では６本）固定される丸棒状部材である丸棒２４とにより構成される。
【００１９】
丸棒２４は、略Ｌ字型に屈曲した形状を有し、インダクター１３の底面をなす耐熱断熱板７に線接触してこの耐熱断熱板７を支持する。すなわち、本発明における「丸棒状部材」とはインダクター１３の底面をなす耐熱断熱板７に線接触して底面を支持することができる横断面形状を有する部材を意味し、この意味から本実施の形態で用いる丸棒には限定されない。
【００２０】
プレート２３及び丸棒２４が、いずれも、非磁性材料からなることが誘導による電力ロスを減らすためには望ましく、また、丸棒２４の先端側の耐熱断熱板７を支持する部分の長さは、加熱コイル３が発生する磁束と交差せず、かつシールドカバー１２の先端を覆うことができる長さとすることが望ましい。
【００２１】
また、シールドカバー変形抑制部材２１が、（１）式ないし（３）式により規定される条件を満足することがシールドカバー１２の先端部の変形を防止するためには望ましい。
Ｓｓ≧ａ・Ｔ＋ｂ                        ・・・・・（１）
ｙｓ≧ｃ／Ｓｓ                          ・・・・・（２）
ｙｐ≦Ｗ／（ｙｓ×ｙＬ）                ・・・・・（３）
ただし、（１）〜（３）式において、Ｓｓは丸棒２４の横断面積（ｍｍ２）であり、Ｔは粗バー５の最高温度（℃）であり、ｙｓはプレート２３一枚当りの丸棒２４の設置数であり、ｙｐはプレート２３の設置数であり、Ｗは間口幅（インダクター１３の内部の粗バー５が通過する領域における、粗バー５の幅方向と平行な方向の長さ；ｍｍ）であり、ｙＬは丸棒２４の取付けピッチ（ｍｍ２）であり、ａは丸棒２４の熱変形に影響する周囲温度の影響係数（ｍｍ２／℃）であり、ｂは最低限必要な丸棒２４の断面積（ｍｍ２）であり、ｃは耐熱断熱板７を支持して落下を防ぐ為に必要となる丸棒２４の数及び断面積の影響係数ｃ（本・ｍｍ２）である。
【００２２】
（１）式は、棒の熱変形が周囲温度の線形な影響を受けることから、粗バー５の使用温度との関係で丸棒２４に求められる断面積を示すものである。また、（２）式は、耐熱断熱板７の落下を防ぐために必要な丸棒２４の数は、丸棒２４の断面積に反比例することから、プレート２３一枚当りの丸棒２４の最小の設置数を示すものであり、さらに、（３）式はインダクター１３の内部の粗バー５が通過する領域に、粗バー５の幅方向と平行な方向にプレート２３を設置可能な最大数を示すものである。
【００２３】
このシールドカバー変形抑制部材２１を設けることによりシールドカバー１２の変形が抑制されるメカニズムは明確ではないが、以下のように推定される。
【００２４】
（ａ）シールドカバー変形抑制部材２１の一つ当りの寸法を小さくすることにより、シールドカバー１２に変形が生じようとする際のシールドカバー変形抑制部材２１に生じる歪を分散することができ、シールドカバー変形抑制部材２１に生じる歪量（変形量）を小さくすることができるので、当初の支持状態を維持し易く、これにより、シールドカバー１２の変形を防止できる。
【００２５】
（ｂ）シールドカバー変形抑制部材２１を複数配置してシールドカバー１２を押さえるので、シールドカバー１２に変形が発生しても一挙に支持状態が崩れることがなく、これにより、シールドカバー１２の変形を防止できる。
【００２６】
（ｃ）シールドカバー変形抑制部材２１のプレート２３はシールドカバー１２に固定されるが、一端側がプレート２３に固定される丸棒２４の他端部は、耐熱断熱板７には固定されずに耐熱断熱板７を支持するため、丸棒２４が熱膨張しても丸棒２４に生じる応力が高まらず、当初の支持状態がほぼ維持でき、これにより、シールドカバー１２の変形を防止できる。
【００２７】
（ｄ）丸棒２４は耐熱断熱板７に線接触するので、耐熱断熱板７からの熱伝達が少なく、熱変形し難い。これにより、シールドカバー１２の変形を防止できる。
【００２８】
（ｅ）板材では丸棒２４であるので熱放散が良好であり、熱変形が抑制される。このため、粗バー５が存在しない場合には熱放散し、また畜熱し難い。
【００２９】
（ｆ）寸法が小さな丸棒２４を用いるので、シールドカバー１２の先端へ塗布される目詰用パテとの密着性が高く、塗布された目詰用パテが落下し難いとともに、製造コストも低廉である。
【００３０】
これらの相乗的な効果により、シールドカバー変形抑制部材２１を用いることにより、インダクター１３の内部への酸化スケールの侵入を防止することができ、これにより、粗バー加熱装置の寿命を大幅に延長することができる。
【００３１】
また、本実施の形態で用いるシールドカバー変形抑制部材２１は、極めて簡素な構成を有することから、メンテナンス性にも優れ、この点からも粗バー加熱装置２０として望ましいものである。
【００３２】
また、これまでは変形したシールドカバー１２の取り替えには一個当り３時間程度の作業時間を要していた。これに対し、本実施の形態ではシールドカバー１２の取り替えは必要なくなり、その代わりにシールドカバー変形抑制部材２１の取り替えを行う必要が生じたが、上述したようにシールドカバー変形抑制部材２１は小型であるので、一個当りの取り替えを１０分程度の作業時間で行うことができ、全体として粗バー加熱装置２０のメンテナンス時間を大幅に短縮することができた。
【００３３】
このようにして、本実施の形態により、粗バー加熱装置２０の使用に伴うシールドカバー１２の変形、さらにはこの変形に起因した、インダクター１３の内部へのスケールの侵入をいずれも長期間にわたって防止することができるため、粗バー加熱装置２０のインダクター１３の寿命を向上させることができる。
【実施例１】
【００３４】
本発明を、実施例を参照しながらさらに具体的に説明する。
本発明例として、図１に示す構造を有する粗バー加熱装置２０を製作した。図２（ａ）は、ステンレス鋼製の板材２３に１１本の丸棒２４を粗バーの幅方向に設けた本発明例の形状を示す説明図であり、図２（ｂ）は、同じ板材２３に６本の丸棒２４を粗バーの幅方向に設けた本発明例の形状を示す説明図である。
【００３５】
一方、図２（ｃ）は、図２（ｂ）における丸棒２４の代わりに、ステンレス鋼製の板材（６枚）を用いた、比較例のシールドカバー変形抑制部材を示す説明図であり、図２（ｄ）は、図２（ａ）における丸棒２４の代わりに、ステンレス鋼製の板材（１１枚）を用いた、比較例のシールドカバー変形抑制部材を示す説明図である。
【００３６】
図２（ａ）及び図２（ｂ）のいずれに示す本発明例においても、Ｓｓは９πｍｍ２とし、Ｔは１１５０℃とし、ｙｓは６本とし、ｙｐは８個とし、Ｗは１８７０ｍｍとし、ｙＬは３０ｍｍとし、ａ＝０．０１（ｍｍ２／℃）、ｂ＝４π（ｍｍ２）、ｃ＝１５０（本・ｍｍ２）とし、上述した（１）〜（３）式を全て満足するようにした。
【００３７】
本発明例のいずれも、シールドカバー１２が熱変形により歪もうとしても丸棒２４によりシールドカバー１２の変形が抑制され、シールドカバー１２の先端と耐熱断熱板７との間に隙間が生じることが防止されるので、目詰用耐熱パテの落下が防止され、酸化スケールがインダクター１３の内部に侵入することを防止することができた。なお、図２（ｂ）に示す本発明例のほうが、シールドカバー１２の変形抑制効果が大きいとともに、製作コストも低廉であった。
【００３８】
これに対し、図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示す比較例では、シールドカバー１２の熱変形を抑制することができず、シールドカバーの先端と耐熱断熱板との間に隙間が生じてしまった。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１（ａ）は、実施の形態における粗バー加熱装置を示す縦断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ矢視図であり、さらに図１（ｃ）はこの粗バー加熱装置の構成要素であるシールドカバー変形抑制部材を示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、ステンレス鋼製の板材に１１本の丸棒を粗バーの幅方向に設けた本発明例の形状を示す説明図であり、図２（ｂ）は、同じ板材に６本の丸棒を粗バーの幅方向に設けた本発明例の形状を示す説明図であり、図２（ｃ）は、図２（ｂ）における丸棒の代わりに、ステンレス鋼製の板材（６枚）を用いた、比較例のシールドカバー変形抑制部材を示す説明図であり、さらに、図２（ｄ）は、図２（ａ）における丸棒の代わりに、ステンレス鋼製の板材（１１枚）を用いた、比較例のシールドカバー変形抑制部材を示す説明図である。
【図３】粗バー加熱装置の一例の縦断面図である。
【図４】粗バー加熱装置の使用に伴ってシールドカバーが熱変形した状況を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１、２０  粗バー加熱装置
２  鉄心
３  加熱コイル
４  コイルパッケージ
５  粗バー
６  水冷パイプ
７  耐熱断熱板
９  固定ベース
１０  スタッドボルト
１１  絶縁板
１２  シールドカバー
１３  インダクター
２１  シールドカバー変形抑制部材
２２  スタッドボルト
２３  プレート
２４  丸棒
【図１】
0004957515.tif 000002
【図２】
0004957515.tif 000003
【図３】
0004957515.tif 000004
【図４】
0004957515.tif 000005