研究開発された技術紹介

自動車産業に生産量の70%を供給する鍛造業界のエネルギー原単位の95%を占める鍛造加熱エネルギーを削減するために、エネルギー効率の高い遠赤外線加熱を鍛造加熱に利用する技術を確立し、誘導加熱との複合加熱を可能とする複合加熱炉を開発する

誘導加熱と遠赤外線加熱の複合法を開発し、高効率な素材・金型加熱方法を確立
・IRヒータ性能→常用使用温度1,300℃、赤外線放射率0.85以上
・IH+IRハイブリッド加熱機の加熱エネルギー効率→20%向上(現状のIH運転効率を8.2%向上、焼ざまし排出ムダを2.0%以下)
・角型金型予熱→温度精度±50℃以内、昇温時間30分以内
(新技術)
誘導加熱と遠赤外線加熱の複合炉
特徴
・遠赤外線加熱により加熱効率向上
・鍛造材料の誘導加熱効率低下を改善
・温度の均一性の向上や、鍛造プレスのチョコ停(一時停止)時における加熱材料の廃棄・ムダを削減

・高温への耐久性を持つIRヒータを開発
‐鍛造加熱システムに組み込むための、高温対応IRヒータを製作
‐最高使用温度を試験し、最大1,350℃(常用1,300℃)で異常が出ないことを確認
‐加熱効率性を評価した結果、赤外線放射率が0.864以上となり、目標を達成した
‐ヒータ耐久評価した結果、鍛造加熱用ヒータとして1年以上の寿命を達成した
・IH+IRハイブリット加熱機を開発し、加熱エネルギー向上を達成
‐小ロット対応、大ロット対応のIH+IRハイブリッド加熱モデル機を開発し、それぞれ加熱エネルギー効率向上及びIH運転効率向上を評価
‐加熱エネルギー効率は20%以上向上、IH運転効率は8.2%以上の向上を確認し、目標を達成
‐焼きざまし排出量を確認した結果、2.0%以下へ削減可能に
・IR予熱器での昇温により、角形金型の温度制御と予熱時間短縮を確認
‐IRヒータによる金型予熱器を開発し、金型の昇温試験を実施
‐角型金型の温度精度は±43.3℃、予熱時間は27.7分となり、目標を達成した

・出展:第294回塑性加工シンポジウム(H24.1)など
・雑誌:日本鍛造協会広報誌「環境対応の高熱効率鍛造加熱法の開発と実用化:平成21～23年度の活動報告」(H24.4.)

・鍛造ビレット加熱
・鍛造用金型の予熱・保温

・実用化に成功、H25年度の事業化見込み
・IR高温対応加熱炉の試作機あり、各種金型予熱器の試作機あり

・省エネルギー化→開発したハイブリッド加熱機器は、従来比20%省エネ化が可能。またCO2排出量を、36,200ton-CO2/y削減可能
・ロス削減→チョコ停時、操業開始時の焼ざまし量削減を行うことで、従来15%発生しているロスを2%以内に抑制
・納期・製作時間短縮:ハイブリッド加熱システムは、フレキシブル生産(大幅な材料径の許容範囲拡大)が可能

最終実用化に向けた施策・評価を継続、H25年度までの実用化・標準化を目指す
・最終実用化に向け、高温IRヒータの試作・評価やIR金型予熱器の実用対応製品・評価(耐久試験含む)などを引き続き継続中
・H25年度末までの実用化・標準化を目指し、顧客仕様に合わせるための各種コンセプトの検討・評価を実施中。実績が整い次第、鍛造・鉄鋼素材メーカへの販路確保を大々的に進める
・鉄鋼以外(非鉄金属)の分野からの引き合いもあり、金型のリペア用予熱など、本研究技術の波及製品への適用も検討中

IRヒータの耐久性評価。コスト。