加热设备以及对应装置和方法制造方法及图纸

一种通过电磁感应加热板坯(21)、特别是其边缘(22)的加热设备(20)，包括电线圈(24)以及与所述电线圈(24)关联的磁集中器(27)。本发明专利技术还涉及加热装置(38)以及加热方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加热设备以及对应装置和方法
本专利技术涉及一种用于金属产品(例如板坯)的加热设备，其使用在钢铁制造领域中，通常但不仅限于铸造厂中，有利地用于板坯的连续铸造，有利地用于薄的板坯。此处和下文中，术语“板坯”是指具有边缘和/或拐角的板坯、带、板或其他扁平金属产品。更具体地，本专利技术可以使用在需要将板坯加热至期望温度的情况下。加热设备配置为通过电磁感应来加热板坯。本专利技术还涉及一种加热装置，其适合于加热板坯以使它们的边缘和/或拐角的温度达到期望值。本专利技术还涉及一种能够优化所使用的能量的加热方法。
技术介绍
在板坯的生产中，已知的是，板坯需要被加热以保持它们于预定温度，以便获得具有期望特性及没有裂纹和/或其他缺陷的产品。这可以通过合适的感应加热装置来实现，该感应加热装置借助于板坯中感应的电流允许借助焦耳效应对板坯进行加热。存在有用于板坯的加热装置，其具有定位于两个平行放置平面上的两个感应器，在两个平行放置平面之间存在用于板坯的通行空间，其中由感应器产生的磁场垂直于板坯。这些加热装置也称为横流加热装置。所已知的是，板坯的边缘和/或拐角比板坯的其他区域更容易散热，因此比板坯的中央区域冷。当板坯通过轧机架时，板坯的边缘会进一步冷却。因此，会发生的是，板坯的至少一部分、特别是边缘具有的温度低于例如奥氏体相变温度。在这种情况下，存在板坯中将出现裂纹或其他不期望的缺陷的高可能性。已知的加热装置允许获得部分效果，但并不总是令人满意的，特别是在能量、效果的一致性和质量方面。文献JP-B-5.909.562对应于文献EP-B-2.800.452(EP’452)的修改形式，描述了一种横流感应加热装置。然而，EP’452中描述的装置具有高能耗，不允许优化向板坯的加热功率的传递效率，因此分散在板坯外部。这是因为线圈的短边的能量贡献被分散而不被使用，短边即基本上平行于板坯的进给方向的侧向部。在这些条件下，为了补偿线圈的短边的磁流损失，从而在边缘获得所需的加热，通常需要增加供给到线圈的电流。然而，这导致能量消耗的增加，并且需要增加对线圈冷却的作用以防止它们过热。可替代地，在不可能增加电流的情况下，需要降低板坯的进给速度，以获得所需的加热，结果是降低了生产率。此外，已知的方案会存在的问题是维护和/或更换感应器，高存储和材料成本，工厂停工成本，产量降低以及处置问题。EP’452中描述的加热装置具有与线圈相关的多个磁集中器，线圈除了需要复杂的组装操作之外，仍无法允许有效地传递所产生的功率。从WO2017/002025(WO’025)已知一种用于金属产品的横向通量加热装置，其中，感应器的磁极可以移动以便补偿在用横向通量进行感应加热中自然产生的所谓的“功率间隙”和边缘的过热。除了磁极的移动之外，在WO’025中没有设置通过集中器来覆盖和闭合感应器的线圈。WO’025中公开的集中器可以呈L形、C形或仅具有覆盖功能。线圈之间的中心元件由仅作用于“功率间隙”的区段构成。因此，WO’025公开了导体，用于金属零件的高频局部加热，所述金属零件要经历机械变形和热处理。另外，该文献公开了采用磁集中器来提高加热效率的方案。该加热效率尤其以高频增加，例如在200kHz和1Mhz之间，但是对低频下的边缘的过热没有影响。US2011/0036831公开了一种用于由高电导率材料制成的薄带的加热设备，借助于由多个相邻螺旋线制成的具有横向磁通的感应器，该感应器由单个源供电并且设置有能够将磁通集中在带上的铁磁元件。但是，在这种情况下，螺旋线也没有被对应于带的边缘的集中器所封闭。集中器以局部的方式包围导体，不填充螺旋线并且不能以可靠方式传输功率。因此需要完善现有技术，提供克服现有技术的至少一个缺点的加热装置和设备以及对应的方法。本专利技术的目的是，提供一种能够有效地加热板坯的边缘的加热设备。最大化传递至板坯的边缘的功率也是一个目的。本专利技术的目的是，最小化能量消耗，尤其电流需要使板坯的边缘的温度达到期望温度，同时在板坯的中心仍提供一定的加热。本专利技术的目的是，通过使板坯的进给速度因此工厂的生产率最大化来将板坯的边缘加热至期望的温度值。本专利技术的目的是，除存储和处置成本之外，还减少维护问题。本专利技术的另一个目的是，减少工厂停工的成本。本专利技术的目的还在于，提供一种感应加热装置，其不再需要复杂的组装和维护操作。另一个目的是，提供一种加热设备，其能够将由其产生的能量集中在板坯的内部，特别是在边缘处。本专利技术的目的还在于，提供一种方法，其通过尤其针对板坯的纵向边缘增强加热，来集中由线圈产生的至少大部分能量。另一个目的是，提供一种加热设备和对应的装置，能够使用由线圈的侧向部所产生的功率以期望的方式加热板坯的边缘。申请人已经设计、测试和实施了本专利技术，以克服现有技术的缺点并获得这些及其他目的和优点。
技术实现思路
在独立权利要求中阐述和表征了本专利技术，而从属权利要求描述了本专利技术的其他特征或主要专利技术构思的变型。根据上述目的，本专利技术涉及一种感应加热设备以加热金属产品，特别是板坯，所述感应加热设备包括电线圈以及与电线圈关联的磁集中器。所述电线圈包括纵向道(tract)以及连接道，每个所述纵向道在与绕组轴线正交的纵向方向上延伸得超过待加热的板坯的宽度，所述连接道连接所述纵向道并且基本正交于所述纵向道，其中所述连接道在使用中在待加热的所述板坯的边缘的外部。所述磁集中器配置为将由所述电线圈产生的功率朝向所述板坯集中，尤其但不仅限于朝向及对应于所述板坯的纵向边缘。根据本专利技术的一个方面，所述磁集中器包括用于待加热的所述板坯的每侧的至少一个壁，所述壁定位于所述电线圈的相应连接道的外部并且面向所述电线圈。所述磁集中器的壁布置在外部并且基本封闭及覆盖电绕组的相关的道，不允许分散由电线圈的连接道所产生的磁场，并且允许将产生的磁感应朝向磁集中器的中心部分集中以使传递至板坯的功率最大化，尤其但不仅限于传递至其边缘。根据本专利技术的一个变型，所述磁集中器包括至少两个区段，它们连接到所述壁，定位于所述线圈的纵向道的外部并且面向所述线圈。所述磁集中器的各区段不允许分散由纵向道的一部分所产生的磁场，从而增强了传递至板坯的功率。根据另一变型，所述磁集中器包括至少覆盖壁，所述覆盖壁定位于所述电线圈的外部、面向所述电线圈并且至少连接至所述壁和对应的区段，以便覆盖所述电线圈的接近所述壁的至少一部分。所述壁和/或所述区段在与所述绕组轴线平行或倾斜的方向上延伸，以便覆盖所述连接道和至少一部分所述纵向道。根据可行的变型，所述壁和/或所述区段在与所述绕组轴线倾斜的方向上延伸，以便覆盖所述连接道和所述线圈的至少一部分所述纵向道。磁集中器的上述公开的构造允许集中由电线圈产生的磁感应，将由电线圈产生的功率朝向板坯引导，功率不会分散在不计划用于加热板坯的方向上。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过电磁感应加热具有边缘(22)的板坯(21)的加热设备，包括：/n-电线圈(24)，其绕绕组轴线(Z)限定，并且具有至少两个纵向道(25)和至少两个连接道(26)，所述纵向道(25)在与所述绕组轴线(Z)正交的纵向方向(X)上延伸得超过待加热的所述板坯(21)的宽度，所述连接道(26)连接所述纵向道(25)并且基本正交于所述纵向道(25)，所述连接道(26)在使用中在待加热的所述板坯(219)的边缘(22)的外部，/n-与所述电线圈(24)关联的磁集中器(27)，其配置为将由所述电线圈(24)产生的功率传递至所述板坯(21)，/n所述设备的特征在于，所述磁集中器(27)包括至少壁(30)，所述壁定位于所述电线圈(24)的相应连接道(26)的外部并且面向所述连接道(26)以用于从外部基本包封所述连接道(26)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171124 IT 1020170001353811.一种通过电磁感应加热具有边缘(22)的板坯(21)的加热设备，包括：
-电线圈(24)，其绕绕组轴线(Z)限定，并且具有至少两个纵向道(25)和至少两个连接道(26)，所述纵向道(25)在与所述绕组轴线(Z)正交的纵向方向(X)上延伸得超过待加热的所述板坯(21)的宽度，所述连接道(26)连接所述纵向道(25)并且基本正交于所述纵向道(25)，所述连接道(26)在使用中在待加热的所述板坯(219)的边缘(22)的外部，
-与所述电线圈(24)关联的磁集中器(27)，其配置为将由所述电线圈(24)产生的功率传递至所述板坯(21)，
所述设备的特征在于，所述磁集中器(27)包括至少壁(30)，所述壁定位于所述电线圈(24)的相应连接道(26)的外部并且面向所述连接道(26)以用于从外部基本包封所述连接道(26)。


2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述磁集中器(27)包括定位于所述纵向道(25)的外部并且面向所述纵向道(25)的至少一个区段(31)。


3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述磁集中器(27)包括定位于所述壁(30)的侧面的两个区段(31)。


4.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述壁(30)和/或所述区段(31)平行于所述绕组轴线(Z)延伸，以覆盖所述连接道(26)和至少一部分所述纵向道(25)。


5.根据权利要求2至4中任一项所述的设...

【专利技术属性】
技术研发人员：法比奥·瓜斯蒂尼，安德烈埃·科杜蒂，马尔科·彼得罗尼奥，尼古拉·加利亚尔迪，
申请(专利权)人：达涅利机械设备股份公司，罗特勒克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT