JPH02200739A - 線材の通電加熱方法および加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野） 本発明は、金属の線材を通電加熱Ｊる技術の改良に関す
−る。　本発明は、特殊鋼や超合金’ｖＲと、難加工性
で高価な材Ｈの加工に適用したとさ、どくに４−７用で
ある。

［従来の技術１ 線材に圧延などの／ＪＯ丁を行な゛う湯合、す１ライス
タンドに首いた二」イルから線材を繰り出し７、これを
一定の距離をへだてて設りた２個の電極ローラーに接触
させ、ぞれらを通じて線材に電流を流して発熱させる通
電加熱方法が行なわれでいろ。

一定の速度で移動しつ゛つある線材を所定の温度まＣ加
熱するためのｆ法とし′Ｃ−は、電１ｔ、７１ント［Ｊ
一方法と電流コント「」一方法の２１１Ｆが考えられる
、。

電圧］シトロール法は、ある電極間電圧を阜γ１（にλ
らんで通電し、それが維持されるようにり゛るごとによ
り一定の加熱温度を紺持しＪ、つとするしのであって、
この方法によるときは、変動要因として重要な線径の変
化や未加熱材料の温度の変化が与える影響が小さくなる
。　たとえば、線（子の変化１なわち断面積の拡大縮小
は、抵抗の減少増加を意味し、電流の増加減少をＪＯ＜
から、それに伴う発熱量の増加減少にＪ、す、温度の変
動は小さく抑えられる。

これに対し、電流−］ント１］−ル法は電極間電流を一
定（、ＪづるものであっＣ１この方法では、Ｆ。記した
重要な変動要因の影響を、小さく抑えることが期待でき
ない。　たとえば、線材の断面積の拡大縮小は抵抗の減
少増加につながり、電流を一定にすると発熱量は減少増
加するから、線材の熱容量の大小と反対方向の変動とな
って、加熱温度の維持は困難になる。

従って、原理的には電圧−１ン１−ｏ一方法が右利なわ
けであるが、問題は、基準にとるべき電圧の値が、作業
の当初はわからないことにある。　これまでの通電加熱
（、上、スタート時に電圧を手動Ｃ調節し、線材の移動
速度が一定になり加熱温度が所望の範囲になるまで、基
準に覆る設定電圧を探し求めることにより実施しＣい〕
こ。　このようなスタートは、経験と熟練を要するばか
りでなく、：］イルの端のかなりの部分が適切な温度に
加熱されないまま切り捨てられ、材料のムダが多く出る
という欠点がある。　月利の歩留りのよしあしは、加工
の対象が安価な−しのであれば大した問題ではないか、
Ｎｉ基合金、Ｔｉ基合金など高価なものて゛ある場合に
は加工製品の＝〕ス１〜に影響を及ばしてくるので、極
力高めることが望ましい。

［発明が解決ずべき課題１ 本発明の（」的は、線材の通電加熱技術（Ｊ二対する１
″−記のような要望をみたし、スタート過渡期における
加熱の過不足を実質」ユゼロに押えて速やかに理想の状
態を・実現することにより、切り捨てな番］ればならな
い二］イル端部の長さを極限まで短くすることのできる
、線材の通電加熱方法Ｊ、３よびその方法の実施に使用
す゛る装首＄：促供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の線材の通電加熱方法は、移動しつつある線材に
接触する２個の電極を通じて線材に通電しこれを加熱す
る方法において、被加熱材の移動速度を検出し、移動開
始から定常速度に達り”る間は速度に応じた電流を流す
電流１ン１−ｏ−ルを行ない、所定の定常速度に達した
時点で、電極間電圧を記憶するとともに、この電Ｙ１を
設定値とする電Ｉｔ　ｍｌラントコールに自動的に切り
換えて通電加熱を続（）ることにより、スター１〜過渡
期における被加熱線材先端部への過不足のない加熱を行
なうことを特徴とする。

上記の方法を実施するための本発明の通電加熱装置は、
第１図に示づように、被加熱線ｖＪ（１）に接触１ノで
線材に通電するための電極（８，８＞、これらの電極の
間にコン１〜■−ルされた電圧または電流を印加する電
源装置（３）および電力制御装置（４）の組み合わＶ、
ならびに被加熱線材を移動させるための駆動手段から本
質的に構成される線材の通電加熱装置においで、移動し
つつある線材の移動速度を検出する速度検出器（９）を
そなえ、その読みが所定の値に達した時点においてＬ配
電極間に印加されている電圧を記憶する電圧記憶装置（
’１１　’）を設するとともに、上記時点において電力
料ｕｐ装置（／ｌ）のコント［１−ルｂ式を電流］ント
ｌ］−ルから電圧二］ン［〜ロールに切り換えるリレ・
−手段（１６）を設け、記憶された電圧の値を設定値と
し・て電圧コントロールを行なうように構成したことを
特徴とす°る。

第′１図において、（２）は電源である。　　（５）＋
１３よび（６）は、それぞれ出力電圧ｄ３よび出力電流
の実効値検出器である。　　（１２）は電流設定器、（
１３）は電流補正装置である。

［作　用１ 一般に、ラーイン速度Ｖ。すなわち線材の定常状態の移
動速度は、圧延機など加熱後の設備の運転条（！１に合
わせて、被加熱線材の種類により決定される。　加熱に
より線材が到達すべき温度しまた、同様ｒある。

ぞれらが定められているとき、通電加熱゛づべぎ線材の
径、その材料の比抵抗、未加熱時のコイル温度などの因
子にもとづいて１．定常状態を実現するために必要な電
流の値を算出づることができ、その値を１゜とするとき
、スタートから定常速度に達するまでの過渡期において
、時々刻々実測される線材移動速度ｖ１に対し、その各
時点においである。

従って、過渡期においては電流設定器（１２）に設定し
た電流■。の値にもとづき、検出され／Ｊ線祠移動速麿
に応じて、上記１ｘの電流が線材を流れるように電力制
御装置（４）を電流］ン１〜ロールの状態におぎ、速度
検出器（９）の読みＶｌ、がＶ。に等しくなったとき、
速度立−トリ検出リレー（１４）により自動切換リレー
（１６）を作動させて、電源装置（３）を制御する電力
１り御装置（／１）を、Ｎバ］ント１」−ルの状態に切
り換える。　このときの電圧設定（直は、出力電圧実効
値検出器（５）から電圧記憶装置（１１）に送られてい
る電１土１言月を、リレー（１５）の作動によりそこに
ホールドし、この値を採用する。

このようにして迅速に定常加熱状態が実現づるから、本
発明に従うとき（、↓、スター１〜から定常状態に至る
過渡期におする線材温度の変化を縦軸に、線材コイルの
先端からの長さまたは時間を横軸にとったとさ″、第２
図に実線で示したようになる。

それに対し、従来の手動による電圧」ンｌ〜【−１−ル
法を行なった場合の線材温度の変化は、当初ｊ′ｊえた
電圧が高すぎた場合は破線のような、また低すぎた場合
は点線のような経過をたどり、どららにしでも、本発明
による場合よりは定常状（爪の実現に長い時間を昔する
。

（実施例］ ＳＫＩ　５１　ＭＡ　　（４，２Ｃｒ　　−５）ｔｏ　
−６Ｗ　−Ｆｅ）　　＋７）直径１２．５ｍの線材を、
常温から約１０００℃まで加熱してライン速度２．０ｍ
／秒で供給する通電加熱を、第１図の装置を用いて実施
した。

駆動装置は、ライン速度をＯ→２．０ｍ１秒に変化させ
るのに約４秒間を必要とする。　電極間の距離は２．５
ｍである。

定常状態の電流値は、おおよそ８．．０００Δと算出さ
れたので、これを１゜の設定値として、本発明に従う供
Ｆ？Ｉ電力の制御を１１なった。

定常移に！ｊＪ速度速度２．０抄／達する間に、出［］
側の電極ローラーを通過した被加熱線材の長さは約４ｍ
あるが、このうち所定温度に達しない！こめ切り捨てる
必要があったのは約２．５ｍ、すなわら？ｈ極間距離に
相当リレる部分だ（）でめった。　これは、スター１−
　シてからごく短時間で所望の加熱条（（１が実現でき
たことを示している。

従来の手動による電圧］シトロール法（゛は、最良の場
合【も線材の端から８ｍはどは切り捨−（なければなら
ず、定常状態に入るまて−は実際上、所望の加熱条件を
実現することができなかった。

［発明の効果］ 本発明の通電加熱技術によるときは、スター　１〜から
定常状態に至る過渡期の、それも早い時期に、理想的な
加熱状態が実現し、線材の圧延そのほかの熱間加工が容
易に行なえる。　通電条件の変更はすべて自動的に行な
われるから、従来のように熟練者によらなくても、常に
一定の品質の製品が（ｑられる。　従って、本発明は第
一に、各種の難加工材を対象とするとき有用な技術であ
る。

線材］イル先端の、所望の加熱ができなかったため切り
捨てるべき部分は従来よりずっと短くでき、材料歩留り
が向上ｌる。　この効果は、被加熱線材が超合金など高
価なものである場合に、大きな経済的効果をｂｌＪうり
。　それゆえ、本発明は第二に、高級材の加工に適用し
たとき行用な技術である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の線材加熱装置の構成を示す概念図で
ある。 第２図は、本発明の詳細な説明するための、被加熱線材
の先端部分に４３ける温度の変化を示づグラフである。 １・・・被加熱線材　　　　２・・・電　源３・・・電
源装置　　　　　４・・・電力制御装置５・・・出力電
圧実効値検出器 ６・・・出力電流実効値検出器 ７・・・変圧器　　　　　　８・・・電極ローラー９・
・・速度検出器　　　　１１・・・電圧記憶装置１２・
・・電流設定器　　　１３・・・電流補正装置１４・・
・速度立上りリレー １５・・・電圧ボールドリレー １６・・・コントロール方式切換リレー特許出願人　　
　人同特殊鋼株式会社 代理人　　弁理士　　須　賀　総　大 筒１図 第２図 鴫−装材　　−才を鴫 ｉ′

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動しつつある線材に接触する２個の電極を通じ
   て線材に通電しこれを加熱する方法において、被加熱材
   の移動速度を検出し、移動開始から定常速度に達する間
   は速度に応じた電流を流す電流コントロールを行ない、
   所定の定常速度に達した時点で、電極間電圧を記憶する
   とともに、この電圧を設定値とする電圧コントロールに
   自動的に切り換えて通電加熱を続けることにより、スタ
   ート過渡期における被加熱線材先端部への過不足のない
   加熱を行なうことを特徴とする線材の通電加熱方法。
2. （２）被加熱線材として、工具鋼の線材を対象に実施す
   る請求項１の通電加熱方法。
3. （３）被加熱線材（１）に接触して線材に通電するため
   の電極（８、８）、これらの電極の間にコントロールさ
   れた電圧または電流を印加する電源装置（３）および電
   力制御装置（４）の組み合わせ、ならびに被加熱線材を
   移動させるための駆動手段から本質的に構成される線材
   の通電加熱装置において、移動しつつある線材の移動速
   度を検出する速度検出器（９）をそなえ、その読みが所
   定の値に達した時点において上記電極間に印加されてい
   る電圧を記憶する電圧記憶装置（１１）を設けるととも
   に、上記時点において電力制御装置（４）のコントロー
   ル方式を電流コントロールから電圧コントロールに切り
   換えるリレー手段（１６）を設け、記憶された電圧の値
   を設定値として電圧コントロールを行なうように構成し
   たことを特徴とする通電加熱装置。