感应加热装置制造方法及图纸

一种感应加热装置包括沿材料（６）输送方向相互平行布置的多个Ｃ形电感器（１Ａ，１Ｂ）。每个Ｃ形电感器（１Ａ，１Ｂ）具有一个Ｃ形铁芯（２），铁芯（２）带有第一和第二芯腿（３－１，３－２）和在第一和第二芯腿（３－１，３－２）之间的，材料（６）从中输送的间隙（４），加热线圈（５Ａ，５Ｂ）分别绕在第一和第二芯腿上，使Ｃ形电感器（１Ａ，１Ｂ）之一的磁通方向与相邻另一个Ｃ形电感器（１Ａ，１Ｂ）的磁通方向相反。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于以感应加热方式加热移动中的待再次加热的材料的感应加热装置，更具体来说，涉及一种用于防止在待再加热材料和辊道接合处产生电火花的改进型防电火花机构，一种用于冷却电感器的改进型冷却机构，以及一种用于调整电感器间隙的改进型调整机构。一般来说，在一条轧钢线中，已加热至预定温度的待再加热的材料被连续转送，并被若干轧机连续轧成薄板。由于材料宽度方向的边缘部分的温度降大于其中部，因而材料宽度方向的温度分布是不均匀的。轧制温度分布不均匀的材料，必然产生质量不均匀一致的薄板。另外，材料的上述边缘部分因温降而硬化，会使材料产生破裂，或可能局部加速轧机轧辊的磨损。为了避免上述问题，钢铁生产线设备包括感应加热装置(边缘加热器)，它位于轧机上游且具有以感应加热方式加热材料边缘部分的电感器。某些类型的感应加热装置使用E型电感器，而另一些类型则采用C型电感器。在带有E型电感器的感应加热装置中，上、下电感器分别具有E型铁芯，E型铁芯绕有加热线圈，其与待再加热材料相对的那一表面覆有耐火板。在材料的左、右每侧，每对上、下电感器垂向相对，其间夹着材料。因此，在上、下电感器之间产生的磁通量穿过材料在材料中感应出涡流。因此，涡流和材料的电阻产生焦耳热，使材料的边缘部被加热。E型电感器在材料和自身之间必须具有窄间隙，以便提高热效率。但是，要使材料和电感器之间的间隙窄到保证满意的热效率的程，需要很高的间隙调整技术。另外，材料和电感器之间的间隙越窄，装在电感器上保持加热线圈免受材料的热辐射的耐火板的寿命越短。日本技术申请公开文本第56—46195号，日本技术申请公开文本第60—65995号，以及日本专利申请公开文本第62—51188号中公开了与C型电感器间隙调整有关的技术。另外，日本技术申请公开文本第57—150495号中公开了用于保护加热线圈免于待再加热材料的辐射的技术。图27和28表示C型电感器。如图27所示，每个C型电感器1具有一个带间隙4的C型铁芯2，上、下芯腿3相对，其间具有间隙4，芯腿3上绕着加热线圈5。两电感器1的间隙4相对，使呈薄板形的待再加热材料6可在其间通过。如图28所示，当电源7向加热线圈5供送电流时，产生穿过材料6的磁通量中，在磁通量穿过的材料6的部分中感应出涡流8。由于C型电感器1比E型电感器的间隙窄，而且在C型电感器的C型铁芯2中形成一回路以便穿过磁通量Φ，因而C型电感器在热效率方面优于E型电感器。在设有C型电感器1的感应加热装置中，当辊道9转送的材料6受到C型电感器1的感应加热，用于加热材料的部分感应电流通过辊道9流向与辊道相接的地。图29所示电路相当于感应电流电路。如图29所示，磁通量Φ与回路10相交，也与回路11相交，回路10由材料6的边缘部分的电阻R1和材料6的边缘部分附近的部分的电阻R2构成，回路11由接地电阻R0和边缘部分电路R1构成。因此，交变磁通量与闭回路相交引起的电磁感应产生了电动势E＝-dΦ/dl，感应电流分别流过回路10和回路11。通过辊道9流向地的电流I1在材料6和辊道9的接触点放出火花。另外，当高压作用在电感器上时，在材料6上会产生有损产品质量的弧痕。有一种普通的感应加热装置，其中，多个C型电感器由多个高频电源分别供送高频电流。在这种情况下，如各电流具有不同的频率，那么由于流过电感器和材料6的感应电流之间的互感作用，电感器的输出电压可能出现谐振。这种谐振可以在电源内引起使其损坏的涡流。另外，如果高频电源具有不同的频率，在材料6中的感应电流之间可能出现电势差。因此，通过辊道9流向地的电流I1的量增大，就容易引起电火花。为了避免这个问题，在普通的情况中，辊道9是电绝缘的，从而防止电流I1流向地，以便避免产生电弧。因此，大大提高了轧制设备的成本。C型电感器1的间隙越窄，磁通量泄漏越小，因而加热效率越高。但是，间隙的最佳大小是取决于材料6的厚度而变化的。另外，设定间隙的大小时要考虑到材料6前端和/或后端的翘曲。如果材料6的翘曲的端部碰触加热线圈5而使其损坏，那么轧制线就要长时间停机以待损坏的修复。为了避免这个问题，间隙必然设定得具有足够大的尺寸，这样就很难提高加热效率。图30是普通电感器的加热线圈的横剖图。加热线圈绕在层压结构的铁芯上，耐火板装在铁芯的一端，其间夹有支承板。由于耐火板靠近正被转送的待再加热材料，因而它总是受到来自材料的辐射热，从而使其温度保在800℃—1300℃。虽然耐火板是用耐火性极好的绝热可浇注水泥形成的，但是水泥可能由于热应力而裂开，从而在短时间内变劣。为了避免出现裂隙，使用作冷却水通路的金属水冷管通过耐火板。例如，美国专利第4,960,967号中描述了这种水冷式耐火板。这种金属水冷管是使用难于感应加热的且耐热性好的非磁性不锈钢制成的。但是，由于耐火板是布置在高密度磁通中，即使它是由不锈钢制成的也会被电磁感应加热。因此，耐火板不仅是被来自待再加热材料的热辐射加热，而且也被它自身产生的热加热。因此，必须加大冷却水的流量。另外，冷却水量的增加必然加大热损失，导致待再加热材料的加热效率的进一步减小。另外，为了使管不易被感应加热，不使锈钢水冷管形成匝，要花费大量的人力。另外，如果绝热可浇注水泥制成的耐火板有了裂隙，那么铁粉和/或氧化鳞片就会侵入裂隙，而使金属水冷管的相邻部分短路，从而形成磁通通路。因此，涡流会流过上述短路而加热金属管。另外，在短路处可能形成电火花，使部分金属管熔化，从而导致水的泄漏。当这种裂隙形成时，必须长时间停止电感加热装置的工作，更换新的耐火板。本专利技术的第一个目的是提供一种感应加热装置，它能够防止在辊道和待再加热材料的接触点产生电火花而无需使辊道绝缘，因而能够产生高质量的产品并能降低本身造价。本专利技术的第二个目的是提供一种内装高冷却性能铁芯的，高效率、大功率感应加热装置。本专利技术的第三个目的是提供一种设有C型电感器的感应加热装置，其间隙大小可以改变以防止与待再加热材料的翘曲端部碰触，同时又适当减小与材料的距离，以便提高加热效率。本专利技术的第四个目的是提供一种感应加热装置，它包括一条在耐火板中形成的，且可防止受到感应加热以提高加热效率的水冷管，这种感应加热装置可以使用少量冷却水进行加热工作，从而使自身更为紧凑，而且这种感应加热装置操作方便，制造也方便。按照本专利技术的感应加热装置，其特征在于多个C型电感器在待再加热材料的转送方向上相互平行地布置，因此，材料的边缘部分可穿过这些C型电感器的上、下芯腿，从而借助分别绕在上、下芯腿上的加热线圈感应加热材料的边缘部分。本专利技术的感应加热装置的特征还在于绕制加热线圈，使在每对C型电感器之一上产生的磁通方向与另一个C型电感器产生的磁通方向相反。更具体来说，多个C型电感器在由辊道转送的待再加热材料的运动方向上相互平行地布置，使材料可通过这些电感器的间隙。当从电源向电感器的加热线圈供送高频电流时，相互平行的C型电感器产生方向相反的磁通。因此，方向相反的磁通分别与由材料边缘部分的电阻和材料的与边缘部分邻近的部分的电阻构成的回路和由接地电阻和边缘部分的电阻构成的回路相交。因此，由各磁通产生的电动势相抵销，产生电火花的原因的地电流不再流动。另外，本专利技术的感应加热装置的特征在于各C型电感器连接在共用电源上；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感应加热装置，用于以感应加热方式加热移动中的待再加热材料（６）的边缘部分，它包括： 多个在材料（６）移动方向上平行布置的Ｃ型电感器（１Ａ，１Ｂ），每个所述电感器具有带第一和第二芯腿（３－１，３－２）的Ｃ型铁芯，在两芯腿间形成一间隙（４），加热线圈（５Ａ，５Ｂ）分别绕在第一和第二芯腿（３－１，３－２）上，使两邻两Ｃ型电感器（１Ａ，１Ｂ）产生方向相反的磁通；以及 一个或多个电源（７），其用于向所述Ｃ型电感器（１Ａ，１Ｂ）供送高频电流，以便产生所述磁通。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：根本宏一，石原进，园部学，工藤范郎，土斐崎哲嗣，
申请(专利权)人：株式会社东芝，北芝电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]