感應加熱裝置的製作方法
2023-09-23 07:24:45
專利名稱：感應加熱裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及在熱軋設備中對被輸送的被加熱件的左右兩端側進行加熱的感應加熱裝置。
背景技術：
一般來說，在熱軋設備中，將被加熱件在預先加熱到規定的溫度後連續地輸送，經過多臺軋機依次軋制而成形為薄板。該被加熱件在輸送過程中其兩側端部逐漸散熱，存在該部分的溫度與中央部相比逐漸下降的問題。在端部側溫度下降導致整體溫度不均勻的狀態下軋制的話，會引起軋制鋼板的品質不穩定，側端部的硬度增大，會發生被加熱件裂開、軋機的輥偏磨損等問題。因此， 一般來說，在熱軋設備的軋機的上遊側設有感應加熱裝置，利用感應器對被加熱件的兩側端部局部加熱，在使被加熱件整體達到大致一定的溫度後進行軋制。
例如，圖8所示的感應加熱裝置100包括感應器6R,該感應器6R使鐵心2R形成為C形，在夾著該C形鐵心2R的開口部3上下對置的上部鐵心腳部4Ra和下部鐵心腳部4Rb上分別巻繞加熱線圈，從而形成上部感應器部5Ra和下部感應器部5Rb。此外，具有與該感應器6R相同結構的感應器6L相對配置，如圖9所示，感應器6R和感應器6L配置在前後的輸送輥9、 9之間。
在利用該感應加熱裝置1對被加熱件7的兩側端部局部加熱時，使被加熱件7的端部側經過感應器6R、6L的開口部3，使高頻電流從電源供給加熱線圈，從而使上部感應器部5Ra、 5La和下部感應器部5Rb、 5Lb通電，在上下方向產生磁通。使該磁通與被加熱件7垂直交鏈，從而在被加熱件7中感應出渦電流，利用該渦電流產生焦耳熱，對被加熱件7的兩側端部局部加熱。
然而，如圖8所示，該被加熱件7在被輸送輥9搬運來的過程中有時會左右偏移，被加熱件7與感應器6R、 6L的重疊尺寸L會發生變化。
由於該重疊尺寸L是根據被加熱件7的板寬、板厚、加熱溫度設定的，因
此一旦搬運來的被加熱件7與感應器6R、 6L重疊的尺寸L發生變化，就會導
致被加熱件7無法均勻加熱的問題。
因此，例如在專利文獻l (日本實用新型登記第2588606號公報)中提出
了一種感應加熱邊部加熱器的控制裝置，可根據輸送來的被加熱件的左右偏移
來移動感應器，從而使重疊尺寸L保持一定，以最佳條件對被加熱件進行感應加熱。
利用日本實用新型登記第2588606號公報中記載的感應加熱邊部加熱器的控制裝置，能以最佳條件對被加熱件感應加熱，但該感應加熱邊部加熱器的總重量約為20噸，導致用於移動感應加熱邊部加熱器的移動裝置大型化，而且有時響應速度不夠。
發明內容
鑑於上述問題，本發明的目的在於提供一種感應加熱裝置，該感應加熱裝置是緊湊的設備的同時，能根據輸送來的被加熱件的左右偏移以最佳條件進行感應加熱，而且響應性優良。
圖1是表示本發明所涉及的感應加熱裝置的一實施方式的結構圖。圖2是設有兩臺感應器的本實施方式所涉及的感應加熱裝置的結構圖。圖3是本實施方式所涉及的感應加熱裝置的立體圖。圖4是說明本實施方式所涉及的感應加熱裝置的感應加熱的說明圖。圖5是表示感應器間隙值與電功率數的關係的圖。圖6是表示作為變形例1的感應加熱裝置的結構的圖。圖7是表示代表感應器和被加熱件間距離的感應器位置與電功率數的關係的圖。
圖8是表示以往的感應加熱裝置的剖視圖。圖9是表示以往的感應加熱裝置的俯視圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發明所涉及的實施方式進行說明。《結構》
圖1是表示本發明所涉及的感應加熱裝置的一實施方式的結構圖。本實施方式所涉及的感應加熱裝置1包括以上下夾有被加熱件7的左右兩端側的狀態對被加熱件7的左右兩端側感應加熱的感應器6R;向感
應器6R供電的高頻電源10;根據感應器6R的加熱條件來設定電功率數目標值的加熱條件設定器11;對供給感應器6R的電流進行檢測的計測器用變流器13R;對供給感應器6的電壓進行檢測的計測器用變壓器14R;通過檢測到的電流值和電壓值將電功率數作為測定電功率數算出的功率檢測器
15R;將由加熱條件設定器11輸出的電功率數目標值變換為最佳感應器間
隙值並將由功率檢測器15R輸出的測定電功率數變換為測定感應器間隙值
的感應器間隙值變換器16R;將最佳感應器間隙值與測定感應器間隙值的偏
差作為間隙偏差算出的間隙偏差算出器17R;對間隙電動機19R進行控制以消除間隙偏差的間隙電動機控制器18R;利用間隙電動機19R使感應器6R動作的千斤頂20R。
圖1中，圖示了一臺感應器6R，但在本實施方式所涉及的感應加熱裝置1中，如圖2所示，另外還以夾有被加熱件7的短邊方向(寬度方向)的左右兩端側的形態設有一臺感應器6L。
艮卩，感應器6R使由上部鐵心部2Ra和下部鐵心部2Kb構成的鐵心2R形成為C形，並包括在夾著該C形鐵心2R的開口部3上下對置的上部鐵心腳部4Ra和下部鐵心腳部4Rb上分別巻繞加熱線圈而形成的上部感應器部5Ra和下部感應器部5Rb。此外，具有與該感應器6R相同結構的感應器6L相對配置，如圖3所示，使被輸送輥9輸送的被加熱件7的端部側經過被上部鐵心腳部4Ra和下部鐵心腳部4Rb夾著的開口部3。
由此，在感應器6R中，如圖4所示，電流從電源IO流向上部感應器部5Ra和下部感應器部5Rb，從而在上下方向產生磁通①。使該磁通①與被加熱件7交鏈而感應出渦電流，由此產生焦耳熱對被加熱件7進行加熱。
另外，如圖2所示，感應器6R具有以下的結構，即通過將上部鐵心部2Ra相對於C形鐵心2R的下部鐵心部2Rb以鉸鏈部2Rc為中心轉動，可調節上部感應器部5Ra與下部感應器部5Rb之間的距離即感應器間隙H。對於感應器6L也具有相同的結構。
由此，即使輸送來的被加熱件7發生左右偏移也可根據偏移的情況調節感應器間隙H，能使被加熱件7中產生的焦耳熱均勻。《作用》
下面參照圖1對本實施方式所涉及的感應加熱裝置1的作用進行說明。由於感應器6R和感應器6L具有相同的結構，因此以下僅對感應器6R進行說明，省略對感應器6L的說明。
首先，加熱條件設定器11通過外部輸入等接收基於被加熱件7的至少材質、板寬、板厚能實現最佳加熱的電功率數的設定值，將接收到的電功率數的設定值作為電功率數目標值進行設定，向感應器間隙值變換器16R輸出。
另一方面，由輸送輥9輸送的被加熱件7的兩端側在感應加熱裝置1的上部感應器部5Ra與下部感應器部5Rb之間通過，利用在此產生的磁通進行感應加熱。
高頻電流從高頻電源10經由通電電路12R流向感應器6R的上部感應器部5Ra和下部感應器部5Rb，利用設置在該通電電路12R中的檢測器用變流器13R檢測供給電流，且利用檢測器用變壓器14R檢測供給電壓。
然後，將由檢測器用變流器13R檢測到的電流值和由檢測器用變壓器14R檢測到的電壓值送往功率檢測器15R,根據功率檢測器15R接收到的電流值和電壓值將電功率數作為測定電功率數算出。
另外，感應器間隙值變換器16R將由加熱條件設定器11設定的電功率數目標值變換為最佳感應器間隙值。
此外，感應器間隙值變換器16R接收由功率檢測器15R檢測到的測定電功率數，將接收到的測定電功率數變換為測定感應器間隙值。
圖5是表示感應器6R的感應器間隙值與電功率數的關係的圖。符號 501表示電功率數W相對於感應器間隙值H的變化情況。
如圖5所示，隨著感應器間隙值H的增大，感應器6R的阻抗減小，電 功率數W減小。
因此，感應器間隙值變換器16R利用圖5的關係將電功率數W變換為 感應器間隙H，從而算出最佳感應器間隙值和測定感應器間隙值。
接著，間隙偏差算出器17R將由感應器間隙值變換器16R變換得到的 最佳感應器間隙值與測定感應器間隙值的偏差作為間隙偏差算出，向間隙 電動機控制器18R輸出。
然後，為了消除最佳感應器間隙值與測定感應器間隙值的偏差、也就 是使從間隙偏差算出器17R接收到的間隙偏差成為零，間隙電動機控制器 18R算出控制間隙電動機19R的控制量，並將算出的控制量送往間隙電動機 19R。
間隙電動機19R根據接收到的控制量進行動作，使千斤頂20R動作。
通過該千斤頂20R的動作，感應器6R的上部鐵心部2Ra相對於下部鐵 心部2Rb以鉸鏈部2Rc為中心轉動。
由此，可調節上部感應器部5Ra與下部感應器部5Rb之間的距離即感 應器間隙H，在能做成緊湊的設備的同時，對於輸送來的被加熱件7的左右 偏差也能以良好的響應以及最佳條件進行感應加熱。
<變形例1〉
本實施方式所涉及的感應加熱裝置1根據感應器6R的電功率數來調節 上部感應器部5Ra與下部感應器部5Rb之間的距離即感應器間隙H。
作為變形例1的感應加熱裝置la根據感應器6R的電功率數來調節感 應器間隙H，並使固定有感應器6R的臺車沿被加熱件7的短邊方向橫向移 動，以此調節被加熱件7與感應器6R之間的距離。
這樣，通過使感應器6R移動到成為所設定的最佳條件的位置，同時調 節感應器間隙H，能針對輸送來的被加熱件7的左右偏差一邊微調加熱溫度一邊進行感應加熱。 《結構》
圖6是表示作為變形例1的感應加熱裝置la的結構圖。 作為變形例1的感應加熱裝置la在本實施方式所涉及的感應加熱裝置 1的結構的基礎上，還包括為了能調節被加熱件7的短邊方向上的被加熱 件7與感應器6R之間的距離而使固定有感應器6R的臺車28R移動的感應 器電動機25R;將被感應器電動機25R移動後的臺車28R上所固定的感應器 6R的位置作為測定感應器位置檢測值進行檢測的感應器位置檢測器26R; 將由加熱條件設定器ll設定的電功率數目標值變換為最佳感應器位置設定 值的感應器位置變換器22R;將由感應器位置變換器22R變換得到的最佳感 應器位置設定值與由感應器位置檢測器26R檢測到的測定感應器位置檢測 值的偏差作為感應器位置偏差算出的感應器位置偏差算出器23R;根據感應 器位置偏差算出器23R算出的感應器位置偏差對感應器電動機25R進行控 制的感應器電動機控制器24R。
圖6中，圖示了一臺感應器6R，但在作為變形例1的感應加熱裝置la 中，另外還以夾有被加熱件7的短邊方向(寬度方向)的左右兩端側的形 態設有一臺感應器6L。 《作用》
下面參照圖6對作為變形例1的感應加熱裝置la的作用進行說明。 首先，加熱條件設定器11通過外部輸入等接收基於被加熱件7的至少 材質、板寬、板厚能實現最佳加熱的電功率數的設定值，將接收到的電功 率數的設定值作為電功率數目標值進行設定，向感應器位置變換器22R輸出。
另一方面，由輸送輥9輸送的被加熱件7的兩端側在感應加熱裝置la 的上部感應器部5Ra與下部感應器部5Rb之間通過，利用在此產生的磁通 進行感應加熱。
感應器位置檢測器26R對固定有感應器6R的臺車28R的位置進行測 定，根據所測定到的臺車28R的位置算出感應器6R的位置信息，作為感應器位置檢測信號向感應器位置偏差算出器23R輸出。
然後，感應器位置變換器22R將由加熱條件設定器ll輸出的電功率數 目標值變換為最佳感應器位置信號。
圖7是表示代表感應器6R與被加熱件7間距離的感應器位置與電功率 數的關係的圖。符號701表示電功率數W相對於感應器位置M的變化情況。
如圖7所示，隨著感應器位置M的增大，即隨著被加熱件7的短邊方 向上的感應器6R與被加熱件7之間的距離增大，感應器6R的阻抗減小， 電功率數W減小。
感應器位置變換器22R利用圖7的關係將電功率數W變換為感應器位 置M，從而算出最佳感應器位置，並作為最佳感應器位置信號向感應器位置 偏差算出器23R輸出。
接著，感應器位置偏差算出器23R接收由感應器位置檢測器26R檢測 到的感應器位置檢測信號。然後，根據接收到的感應器位置檢測信號和由 感應器位置變換器22R接收到的最佳感應器位置信號將測定感應器位置與 最佳感應器位置的偏差作為感應器位置偏差算出，並將算出的感應器位置 偏差作為感應器位置偏差信號送往感應器電動機控制器24R。
接著，為了消除最佳感應器位置與測定感應器位置的偏差、也就是使 從感應器位置偏差算出器23R接收到的感應器位置偏差成為零，感應器電 動機控制器24R算出控制感應器電動機25R的控制量，並將算出的控制量 送往感應器電動機25R。
感應器電動機25R根據接收到的控制量進行動作，使固定有感應器6R 的臺車28R的底部上所安裝的車輪29R沿被加熱件7的短邊方向橫向移動。
由此，能使固定在臺車28R上的感應器6R移動，以使由感應器位置檢 測器26R測定得到的感應器位置M成為所設定的最佳位置。而且，通過調 節感應器間隙H，能針對輸送來的被加熱件7的左右偏移一邊微調加熱溫度 一邊進行感應加熱。
10
權利要求
1.一種感應加熱裝置，其特徵在於，包括感應器，其形成為C形，並具有下部鐵心部、上部鐵心部和鉸鏈部，對感應器間隙中輸送來的被加熱件進行加熱，其中，所述下部鐵心部在其端部上卷繞有加熱線圈，所述上部鐵心部相對於所述下部鐵心部以規定間隔的所述感應器間隙相對配置，而且在端部上卷繞有加熱線圈，而所述鉸鏈部將所述上部鐵心部以可相對於所述下部鐵心部轉動的狀態予以軸支撐；電功率數檢測裝置，其設置在所述加熱線圈的通電電路中，對供給加熱線圈的電功率數進行檢測；加熱條件設定裝置，其根據被所述感應器加熱的被加熱件的至少材質、板寬和板厚設定所述加熱線圈的最佳加熱條件，並設定與所設定的最佳加熱條件對應的電功率數目標值；感應器間隙值變換裝置，其將所設定的電功率數目標值變換為最佳感應器間隙值，且將由所述電功率數檢測裝置檢測到的電功率數變換為測定感應器間隙值；間隙偏差算出裝置，其將變換得到的最佳感應器間隙值與測定感應器間隙值的偏差作為間隙偏差算出；以及間隙電動機控制裝置，其為了消除所算出的間隙偏差而對轉動所述上部鐵心部的電動機進行控制。
2. 如權利要求l所述的感應加熱裝置，其特徵在於，包括 感應器電動機，其能移動所述感應器以調節所述被加熱件與所述感應器在所述被加熱件的短邊方向上的距離；感應器位置檢測裝置，其將被所述感應器電動機移動後的所述感應器 的位置作為測定感應器位置檢測值進行檢測；感應器位置變換裝置，其將由所述加熱條件設定裝置所設定的電功率 數目標值變換為最佳感應器位置設定值；感應器位置偏差算出裝置，其將由所述感應器位置變換裝置變換得到 的最佳感應器位置設定值與由所述感應器位置檢測裝置檢測到的測定感應 器位置檢測值的偏差作為感應器位置偏差算出；以及感應器電動機控制裝置，其為了消除由所述感應器位置偏差算出裝置 所算出的感應器位置偏差而對所述感應器電動機進行控制。
全文摘要
本發明的感應加熱裝置(1)包括感應器(6)，其在具有C形形狀的鐵心(2)的開口部(3)的上下鐵心腳部(4a，4b)上卷繞有加熱線圈，並能調節該開口部(3)的間隔即感應器間隙(H)；電功率數檢測裝置(15)，其將所測定到的加熱線圈的功率值作為測定功率值進行檢測；加熱條件設定裝置(11)，其設定與加熱線圈的最佳加熱條件對應的功率目標值；感應器間隙值變換裝置(16)，其將電功率數目標值變換為最佳感應器間隙值，且將測定電功率數變換為測定感應器間隙值；算出間隙偏差的間隙偏差算出裝置(17)；以及間隙電動機控制裝置(19)，其根據間隙偏差而對間隙電動機(19)進行控制以調節感應器間隙。
文檔編號C21D1/42GK101529974SQ200680056238
公開日2009年9月9日 申請日期2006年10月31日 優先權日2006年10月31日
發明者土斐崎哲嗣 申請人:東芝三菱電機產業系統株式會社