BR112017004175B1 - Dispositivo de aquecimento por indução para tira de metal - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO DE AQUECIMENTO POR INDUÇÃO PARA TIRA DE METAL. A presente invenção refere-se a um dispositivo de aquecimento por indução para uma tira de metal, que é provido com: um primeiro membro de bobina de indução e um segundo membro de bobina de indução, os quais são dispostos em paralelo com uma tira de metal através da tira de metal que viaja em uma direção longitudinal, e se projetam a partir da tira de metal, sem se sobreporem a cada outro na direção de curso da tira de metal; e um membro de núcleo magnético que é provido entre o primeiro membro de bobina de indução e o segundo membro de bobina de indução, e cobre mais das partes de extremidade da tira de metal na direção de largura da mesma no lado de primeiro membro de bobina de indução e no lado de segundo membro de bobina de indução, e menos das referidas partes de extremidade na parte média entre o primeiro membro de bobina de indução e o segundo membro de bobina de indução.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente descrição refere-se a um dispositivo de aquecimento por indução para uma tira de metal.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[0002] O aquecimento de uma tira de metal em um forno de tratamento térmico foi realizado principalmente por aquecimento indireto com o uso de um tubo radiante. O aquecimento indireto restringe a produtividade devido ao fato de que, adicionalmente à grande inércia térmica, a entrada de calor válida a uma tira de metal torna-se difícil à medida que a diferença entre a temperatura da tira de metal e a temperatura de forno torna-se pequena. Ademais, no aquecimento indireto com o uso de um tubo radiante, por exemplo, para uma folha de aço tal como um aço de carbono, é difícil realizar aquecimento rápido próximo ao ponto de transformação no qual a reação endotérmica ocorre, e para realizar recozimento em alta temperatura devido à restrição por resistência térmica do tubo radiante, que restringe a escolha de graus de liberdade de condições de tratamento térmico para a tira de metal.

[0003] Em contraste, o aquecimento por indução no qual uma tira de metal é aquecida com corrente de alta frequência tem capacidade de controlar livremente a velocidade de aquecimento e a temperatura de aquecimento, de modo que o aquecimento por indução tenha grandes graus de liberdade nos pontos de operação de tratamento térmico e desenvolvimento dos produtos de tira de metal e é um método de aquecimento que foi notório de atenção recentemente.

[0004] O aquecimento por indução é amplamente categorizado em dois métodos. Um é um sistema de LF (aquecimento de fluxo longitudinal) para aquecer uma tira de metal fluindo-se corrente de alta frequência em uma bobina de indução que circunda a circunferência de uma tira de metal para fazer com que o fluxo magnético atravesse uma seção de corte transversal na direção longitudinal (direção de percurso) da tira de metal para gerar corrente de indução que circula em uma seção de corte transversal na direção de largura da tira de metal perpendicular ao fluxo magnético.

[0005] O outro método é um sistema de TF (aquecimento de fluxo transversal) para aquecer uma tira de metal dispondo-se indutores (corpos magnéticos suficientes) ao redor do qual as respectivas bobinas primárias são enroladas para ensanduichar a tira de metal e fluindo-se correntes nas bobinas primárias para fazer com que os fluxos magnéticos gerados pelas correntes atravessem as superfícies de folha da tira de metal através dos indutores para gerar correntes de indução nas superfícies de folha da tira de metal.

[0006] No aquecimento por indução pelo sistema de LF para fazer com que a corrente de indução circule em uma seção de corte transversal de folha, com base na relação entre a profundidade de penetração de corrente δ e a frequência de corrente f (δ (mm) = 5,03 x 10N(p/μr.f), p(fim): resistência específica, μr: permeabilidade magnética relativa, f: frequência (Hz)), quando a profundidade de penetração de corrente da corrente de indução gerada nas partes frontal e traseira da tira de metal for mais profunda do que a espessura da folha de aço, as correntes geradas interferem uma com a outra, gerando ausência de corrente de indução em uma seção de corte transversal da tira de metal.

[0007] Por exemplo, no caso de uma tira de metal não magnética ou uma folha de aço que perde propriedades magnéticas através de sua temperatura de Curie, a profundidade de penetração de corrente δ torna-se profunda, gerando ausência de corrente de indução quando a espessura de folha da tira de metal for fina. Ademais, mesmo no caso de material magnético, nenhuma corrente de indução é gerada em uma seção de corte transversal da folha de aço no sistema de LF quando a espessura de folha for muito fina conforme comparado com a profundidade de penetração.

[0008] Por outro lado, no aquecimento por indução pelo sistema de TF, o fluxo magnético atravessa uma superfície de folha da tira de metal, permitindo que a tira de metal seja aquecida independente da espessura de folha e diferença de magnetismo e não magnetismo, mas a eficiência de aquecimento é diminuída ou o aquecimento é inteiramente impossível em alguns casos quando indutores opostos não forem adjacentes. Ademais, o sobreaquecimento ocorre prontamente nas extremidades da tira de metal de modo desvantajoso (por exemplo, consultar o Pedido de Patente Aberto à Inspeção Pública (JP-A) No JP S63-119188).

[0009] Ademais, quando uma tira de metal magnética não for localizada no centro dos indutores opostos, a tira de metal magnética pode ser puxada a um dos indutores para fazer com que o fluxo magnético seja concentrado de modo regional para aumentar a variação de temperatura da tira de metal. Ademais, no aquecimento por indução pelo sistema de TF normal, o indutor é difícil de ser facilmente mudado em seu formato, tornando difícil, de modo desvantajoso, lidar com a mudança de largura de folha da tira de metal.

[0010] Por essa razão, por exemplo, um dispositivo de aquecimento por indução eletromagnética foi revelado no Pedido de Patente Aberto à Inspeção Pública (JP-A) No S59-205183 que inclui segmentos de polo magnético dispostos em paralelo com uma direção de largura de folha de um folha para se opor à folha e independentemente móvel na direção de espessura da folha e um escudo de mascaramento móvel feito de um metal não magnético com capacidade de aparecer e retrair na direção de largura de folha da folha para ajustar o campo magnético gerado pelos segmentos de polo magnético.

[0011] O dispositivo de aquecimento por indução eletromagnética do documento JP-A No S59-205183 tem capacidade de ajustar o fluxo magnético em resposta à mudança de largura de folha da folha, mas é difícil ajustar rapidamente o fluxo magnético na direção de largura de folha quando a largura de folha da folha for amplamente mudada.

[0012] Pedido de Patente Japonês Aberto à Inspeção Pública (JP- A) No 2002-008838 descreve um dispositivo de aquecimento por indução que tem uma pluralidade de barras magnéticas independentes e equipadas com um circuito magnético com uma largura variável adaptável à largura de uma tira de metal. No entanto, no dispositivo de aquecimento por indução do documento JP-A No 2002-008838, um exemplo é ilustrado no qual os núcleos magnéticos móveis em uma direção de largura são fornecidos próximos à respectivas bobinas de indução colocadas separadas dos lados frontal e traseiro.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0013] As modalidades da presente descrição visam, principalmente, fornecer um dispositivo de aquecimento por indução para uma tira de metal com capacidade de controlar a distribuição de temperatura nas extremidades na direção de largura de folha de uma tira de metal ajustando-se a densidade de corrente e período de aquecimento por correntes de indução que fluem nas extremidades na direção de largura de folha da tira de metal.

[0014] De acordo com um aspecto da presente descrição, é fornecido um dispositivo de aquecimento por indução para uma tira de metal que inclui: uma bobina de indução que inclui um primeiro membro de bobina de indução e um segundo membro de bobina de indução que são fornecidas em paralelo com uma tira de metal através da tira de metal que se desloca em uma direção longitudinal da mesma, que são fornecidas de modo que ambas as extremidades de cada um dentre o primeiro membro de bobina de indução e o segundo membro de bobina de indução se projetem da tira de metal de percurso em uma direção de largura de folha da tira de metal de percurso, e que são dispostas de modo que as imagens de projeção vertical da mesma na tira de metal de percurso não se sobreponham em uma direção de percurso na qual a tira de metal se desloca, o primeiro meio de conexão elétrica para conectar eletricamente uma dentre ambas as extremidades do primeiro membro de bobina de indução e uma dentre ambas as extremidades do segundo membro de bobina de indução, e o segundo meio de conexão elétrica para conectar eletricamente a outra dentre ambas as extremidades do primeiro membro de bobina de indução e a outra dentre ambas as extremidades do segundo membro de bobina de indução; um primeiro núcleo magnético que inclui um primeiro membro de núcleo magnético fornecido entre o primeiro membro de bobina de indução e o segundo membro de bobina de indução na direção de percurso, sendo que o primeiro membro de núcleo magnético é fornecido em um dos lados de superfície da tira de metal de percurso e cobre uma grande área de uma porção de extremidade na direção de largura de folha da tira de metal de percurso, sendo que a grande área está em um lado de cada um dentre o primeiro membro de bobina de indução e o segundo membro de bobina de indução, e cobre uma pequena área da uma porção de extremidade em uma porção central entre o primeiro membro de bobina de indução e o segundo membro de bobina de indução, e um segundo membro de núcleo magnético fornecido entre o primeiro membro de bobina de indução e o segundo membro de bobina de indução na direção de percurso, sendo que o segundo membro de núcleo magnético é fornecido no outro dentre os lados de superfície opostos do um dos lados de superfície da tira de metal de percurso e cobre uma grande área da uma porção de extremidade na direção de largura de folha da tira de metal de percurso, sendo que a grande área está no lado de cada um dentre o primeiro membro de bobina de indução e o segundo membro de bobina de indução, e cobre uma pequena área da uma porção de extremidade na porção central entre o primeiro membro de bobina de indução e o segundo membro de bobina de indução; e um segundo núcleo magnético que inclui um terceiro membro de núcleo magnético fornecido entre o primeiro membro de bobina de indução e o segundo membro de bobina de indução na direção de percurso, sendo que o terceiro membro de núcleo magnético é fornecido no um dos lados de superfície da tira de metal de percurso e cobre uma grande área de outra porção de extremidade oposta da uma porção de extremidade na direção de largura de folha da tira de metal de percurso, sendo que a grande área está no lado de cada um dentre o primeiro membro de bobina de indução e o segundo membro de bobina de indução, e cobre uma pequena área da outra porção de extremidade na porção central entre o primeiro membro de bobina de indução e o segundo membro de bobina de indução, e um quarto membro de núcleo magnético fornecido entre o primeiro membro de bobina de indução e o segundo membro de bobina de indução na direção de percurso, sendo que o quarto membro de núcleo magnético é fornecido no outro dentre os lados de superfície da tira de metal de percurso e cobre uma grande área da outra porção de extremidade na direção de largura de folha da tira de metal de percurso, sendo que a grande área está no lado de cada um dentre o primeiro membro de bobina de indução e o segundo membro de bobina de indução, e cobre uma pequena área da outra porção de extremidade na porção central entre o primeiro membro de bobina de indução e o segundo membro de bobina de indução.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0015] A Figura 1 é um diagrama que ilustra um modo de um dispositivo de aquecimento por indução no qual um membro de bobina de indução em um lado de superfície frontal de uma tira de metal e um membro de bobina de indução em um lado de superfície traseira da tira de metal são dispostos de modo que uma imagem de projeção vertical do membro de bobina de indução no lado de superfície frontal da tira de metal e uma imagem de projeção vertical do membro de bobina de indução no lado de superfície traseira da tira de metal não se sobreponha em uma direção longitudinal da tira de metal.

[0016] A Figura 2A é um diagrama que ilustra um aspecto de plano de uma corrente de indução gerada na tira de metal inteira.

[0017] A Figura 2B é a seção de corte transversal A-A da Figura 2A, e é um diagrama que ilustra um modo da corrente de indução na seção de corte transversal de extremidade da tira de metal da corrente de indução gerada na tira de metal inteira.

[0018] A Figura 3A é um diagrama que ilustra uma estrutura de corte transversal de um núcleo magnético para comparação.

[0019] A Figura 3B é um diagrama que ilustra esquematicamente uma estrutura de corte transversal de um núcleo magnético usada em modalidades da descrição.

[0020] A Figura 3C é um diagrama que ilustra esquematicamente uma estrutura de corte transversal de outro núcleo magnético usada nas modalidades da descrição.

[0021] A Figura 3D é um diagrama que ilustra esquematicamente uma estrutura de corte transversal de ainda outro núcleo magnético usado nas modalidades da descrição.

[0022] A Figura 4 é um diagrama que ilustra um modo de disposição do núcleo magnético nas modalidades da descrição, e é um diagrama que ilustra um caso em que o núcleo magnético não é dividido em uma pluralidade de núcleos magnéticos e os membros de bobina de indução são dispostos em paralelo com uma direção de largura de folha da tira de metal.

[0023] A Figura 5A é um diagrama que ilustra um modo de disposição do núcleo magnético nas modalidades da descrição, e é um diagrama que ilustra um caso em que o núcleo magnético é dividido em uma pluralidade de núcleos magnéticos e os membros de bobina de indução são dispostos em paralelo com a direção de largura de folha da tira de metal.

[0024] A Figura 5B é um diagrama que ilustra um modo de disposição do núcleo magnético nas modalidades da descrição, e é um diagrama que ilustra um caso em que o núcleo magnético é dividido em uma pluralidade de núcleos magnéticos e os membros de bobina de indução são dispostos a fim de se inclinarem em direção às extremidades na direção de largura de folha.

[0025] A Figura 6 é um diagrama que ilustra um modo de circulação da corrente de indução que circula na tira de metal.

[0026] A Figura 7 é um diagrama que ilustra um modo de disposição de núcleos magnéticos no caso em que dois pares de bobinas de indução são colocadas de modo adjacente em paralelo.

[0027] A Figura 8 é um diagrama que ilustra um modo de disposição de núcleos magnéticos no caso em que dois pares de bobinas de indução são acopladas por conexão em série.

[0028] A Figura 9A é um diagrama que ilustra um modo de disposição do núcleo magnético nas modalidades da descrição, e é um diagrama que ilustra um caso em que a bobina de indução é de um sistema de TF.

[0029] A Figura 9B é um diagrama que ilustra um modo de circulação de corrente de indução que circula na tira de metal no caso da Figura 9A.

[0030] A Figura 9C é um diagrama que ilustra um modo de circulação de corrente de indução que circula na tira de metal no caso em que a pluralidade de núcleos magnéticos não é fornecida na Figura 9A.

[0031] A Figura 10 é um diagrama que ilustra esquematicamente uma configuração de modelo de análise em um exemplo.

[0032] A Figura 11 é um diagrama que ilustra esquematicamente uma configuração do modelo de análise no exemplo Comparativo 2.

[0033] A Figura 12 é um diagrama que ilustra esquematicamente uma configuração do modelo de análise no exemplo Comparativo 3. DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[0034] Em um dispositivo de aquecimento por indução, um núcleo magnético disposto no lado de uma extremidade na direção de largura de folha de uma tira de metal que se desloca em uma direção longitudinal para cobrir os impulsos de extremidade, na extremidade da tira de metal, a corrente de indução gerada por bobinas de indução dispostas nos lados frontal e traseiro da tira de metal fora do núcleo magnético (direção central da tira de metal) para suprimir a corrente de indução de ser concentrada na extremidade da tira de metal.

[0035] No entanto, é difícil controlar adequadamente a densidade de corrente da corrente de indução e período de aquecimento pela mesma que flui na extremidade na direção de largura de folha da tira de metal para controlar apropriadamente a distribuição de temperatura na extremidade na direção de largura de folha da tira de metal dispondo-se somente parcialmente o núcleo magnético na extremidade na direção de largura de folha da tira de metal.

[0036] Os presentes inventores estudaram intensamente acerca de um método de controle adequado da densidade de corrente da corrente de indução e período de aquecimento pela mesma que flui na extremidade na direção de largura de folha da tira de metal para controlar apropriadamente a distribuição de temperatura na extremidade na direção de largura de folha da tira de metal. Como resultado, os inventores constataram que a disposição de um núcleo magnético que tem um perfil predeterminado no lado de uma extremidade na direção de largura de folha na extremidade na direção de largura de folha da tira de metal na qual a corrente de indução flui em vez de dispor parcialmente um núcleo magnético na extremidade na direção de largura de folha da tira de metal torna possível controlar adequadamente a densidade de corrente da corrente de indução e período de aquecimento pela mesma que flui na extremidade na direção de largura de folha da tira de metal e para controlar apropriadamente a distribuição de temperatura na extremidade na direção de largura de folha da tira de metal. É preferencial que o perfil predeterminado é um formato que cobre uma grande área da extremidade na direção de largura de folha da tira de metal em cada um de ambos os lados de extremidade na direção de percurso da tira de metal e próxima à correspondente das bobinas de indução, e cobre uma pequena área da extremidade em uma porção central conforme comparado com ambos os lados de extremidade.

[0037] Ademais, os inventores constataram que o núcleo magnético pode ser dividido em uma pluralidade de membros em uma direção de percurso de uma tira de metal, e que a distribuição de temperatura de uma extremidade na direção de largura de folha de uma tira de metal pode ser livremente controlada desde que inclua meios de movimento para mover cada um dentre a pluralidade dividida de membros na direção de largura de folha da tira de metal.

[0038] As modalidades da descrição são feitas com base no conhecimento acima. Doravante, os dispositivos de aquecimento por indução das modalidades da descrição serão descritos em referência aos desenhos.

[0039] Primeiro, o dispositivo de aquecimento por indução que é a premissa das modalidades da descrição e um modo de corrente de indução gerada em uma tira de metal pelo dispositivo de aquecimento por indução será descrito e será conforme descrito.

[0040] A Figura 1 ilustra um modo do dispositivo de aquecimento por indução no qual um membro de bobina de indução 2a no lado de superfície frontal da tira de metal 1 e um membro de bobina de indução 2b no lado de superfície traseira da tira de metal 1 são dispostos de modo que uma imagem de projeção vertical do membro de bobina de indução 2a no lado de superfície frontal da tira de metal 1 na tira de metal 1 e uma imagem de projeção vertical do membro de bobina de indução 2b no lado de superfície traseira da tira de metal 1 na tira de metal 1 não sejam sobrepostas em uma direção longitudinal (direção de percurso) da tira de metal 1.

[0041] O membro de bobina de indução 2a e o membro de bobina de indução 2b são dispostos em paralelo com a tira de metal 1. Ambas as extremidades do membro de bobina de indução 2a e ambas as extremidades do membro de bobina de indução 2b são projetados a partir da tira de metal 1 na direção de largura de folha da tira de metal 1.

[0042] No dispositivo de aquecimento por indução ilustrado na Figura 1, uma extremidade do membro de bobina de indução 2a no lado de superfície frontal da tira de metal 1 que atravessa o interior de uma bobina de indução 2 e uma extremidade do membro de bobina de indução 2b no lado de superfície traseira da tira de metal 1 são acopladas a um condutor 2c, e a outra extremidade do membro de bobina de indução 2b é conectada a uma fonte de potência 3 através de um condutor 2d e um fio condutor 2e, e a outra extremidade do membro de bobina de indução 2a é conectada à fonte de potência 3 através de um condutor 2h, um acoplador 2g, e um fio condutor 2f. A corrente flui nas direções das setas nos desenhos. O condutor 2c é um exemplo do meio de conexão elétrica, e o condutor 2d, o fio condutor 2e, o fio condutor 2f, e o condutor 2h são também exemplos do meio de conexão elétrica. A bobina de indução 2 inclui o membro de bobina de indução 2a, o membro de bobina de indução 2b, o condutor 2c, o condutor 2d, o fio condutor 2e, o fio condutor 2f, e o condutor 2h.

[0043] O membro de bobina de indução 2a e o membro de bobina de indução 2b são dispostos de modo que a imagem de projeção vertical que é a projeção vertical do membro de bobina de indução 2a na tira de metal 1 e a imagem de projeção vertical que é a projeção vertical do membro de bobina de indução 2b na tira de metal 1 não sejam sobrepostas na direção longitudinal (direção de percurso) da tira de metal 1.

[0044] No caso do método de LF acima, correntes de indução que tem o mesmo fluxo de magnitude nas respectivas superfícies frontal e traseira da tira de metal em direções reversas, de modo que, quando a profundidade de penetração de corrente δ é profunda, as correntes de indução interferem entre si, criando ausência de fluxo de corrente de indução. No entanto, no caso da Figura 1, os membros de bobina de indução 2a e 2b são dispostos de modo que as imagens de projeção vertical que são projeções verticais dos mesmos na tira de metal 1 não sejam sobrepostas na direção longitudinal (direção de percurso) da tira de metal 1, de modo que cada uma dentre a corrente de indução que flui na tira de metal 1 logo abaixo do membro de bobina de indução 2a e a corrente de indução que flui na tira de metal 1 logo abaixo do membro de bobina de indução 2b torne-se uma corrente que flui em somente uma direção, permitindo que as correntes fluam sem interferir uma com a outra mesmo quando a profundidade de penetração de corrente δ é profunda.

[0045] As Figuras 2A e 2B ilustram um modo de uma corrente de indução 5 gerado na tira de metal 1 inteira. A Figura 2A ilustra um modo aplanador da corrente de indução, e a Figura 2B ilustra um modo da corrente de indução 5 em uma seção de corte transversal de extremidade (seção de corte transversal A-A da Figura 2A) da tira de metal 1.

[0046] Na tira de metal 1 logo abaixo dos membros de bobina de indução 2a, 2b (não mostrados), uma corrente de indução anular 5 (5a, 5b) é gerada que flui nas direções das setas (direções inversas da corrente que flui nos membros de bobina de indução 2a, 2b) conforme ilustrado na Figura 2A. O membro de bobina de indução 2a é disposto no lado de superfície frontal da tira de metal 1, e o membro de bobina de indução 2b é disposto no lado de superfície traseira da tira de metal 1, de modo que a corrente de indução 5 flua para cruzar obliquamente a seção de corte transversal de extremidade da tira de metal 1 conforme ilustrado na Figura 2B. Mesmo quando a tira de metal 1 for material não magnético, as correntes de indução 5 são geradas e circulam, permitindo que a tira de metal 1 seja aquecida. A Figura 2B ilustra um estado de fluxo de corrente quando a espessura de folha da tira de metal 1 é espessa, mas quando a espessura de folha da tira de metal 1 é fina, a corrente não cruza obliquamente e flui na espessura de folha inteira da tira de metal 1.

[0047] No entanto, o sobreaquecimento ocorre prontamente nas extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1, devido ao fato de que, por exemplo, (a) a corrente de indução que flui nas extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1 tenta criar a reatância entre com a corrente primária que flui no condutor 2c (consultar a Figura 1) que acopla o membro de bobina de indução 2a no lado de superfície frontal com o membro de bobina de indução 2b no lado de superfície traseira da tira de metal 1 (consultar a Figura 1), ou flui no condutor 2d, no fio condutor 2e, no fio condutor 2f, e no condutor 2h (consultar a Figura 1) que acopla a bobina de indução no lado de superfície frontal e a bobina de indução no lado de superfície traseira da tira de metal com a fonte de potência pequena para ser desafortunadamente transferida para as extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1, estreitando desafortunadamente a largura d2 da trajetória de corrente, (b) o fluxo magnético gerado pela corrente primária que flui no condutor 2c, no condutor 2d, no fio condutor 2e, no fio condutor 2f, e no condutor 2h atravessando concentricamente as extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1 adjacente, e (c) nas extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1, conforme comparado com o centro da tira de metal 1, o aquecimento é realizado por um longo período pela distância d3 na direção longitudinal (direção de percurso) da tira de metal 1 (distância de aquecimento para o centro é dl x 2, distância de aquecimento para as extremidades na direção de largura de folha é dl x 2 + d3).

[0048] Ademais, quando a bobina de indução 2 for um par de membros de bobina, o fluxo magnético se espalha fora da bobina de indução 2, o que diminui a densidade de corrente da corrente de indução 5 no centro da tira de metal 1, tornando difícil aumentar a temperatura no centro para fazer com que a diferença térmica entre o centro e as extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1 aumente prontamente.

[0049] Então, no dispositivo de aquecimento por indução das modalidades da descrição, para controlar a corrente de indução 5 que flui nas extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1 através da largura inteira das extremidades em que a corrente de indução 5 flui e para controlar livremente a distribuição de temperatura na direção de largura de folha da tira de metal 1, uma pluralidade de núcleos magnéticos com capacidade de cobrir as extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1 e a tira de metal 1 além das extremidades é disposta através da largura inteira entre a imagem de projeção vertical do membro de bobina de indução 2a no lado de superfície frontal da tira de metal 1 na tira de metal 1 e a imagem de projeção vertical do membro de bobina de indução 2b no lado de superfície traseira da tira de metal 1 na tira de metal 1 a fim de poder se mover para frente e para trás na direção de largura de folha da tira de metal 1.

[0050] Os membros de bobina de indução 2a, 2b podem ser um condutor ou podem ser uma pluralidade de condutores. Ademais, um núcleo magnético para uma superfície traseira pode ser montado na superfície traseira dos membros de bobina de indução 2a, 2b para reforçar o fluxo magnético.

[0051] As Figuras 3A a 3D ilustram, cada uma, uma estrutura de corte transversal de um núcleo magnético 6. A Figura 3A ilustra uma estrutura de corte transversal do núcleo magnético 6 para comparação, a Figura 3B ilustra uma estrutura de corte transversal do núcleo magnético 6 usada nas modalidades, e a Figura 3C ilustra uma estrutura de corte transversal de outro núcleo magnético 6 usado nas modalidades. A Figura 3D ilustra esquematicamente uma estrutura de corte transversal de um ainda outro núcleo magnético 6 usado nas modalidades.

[0052] O tamanho do núcleo magnético 6 não é limitado a uma faixa específica e pode ser apropriadamente definida com base na distância entre os membros de bobina de indução 2a, 2b no lado de superfície frontal e o lado de superfície traseira da tira de metal 1, a largura de folha da tira de metal 1, e o número dos núcleos magnéticos 6 a serem dispostos.

[0053] Embora o núcleo magnético 6 seja formado de uma substância ferromagnética, a substância ferromagnética não é limitada a uma substância ferromagnética de um material específico. A substância ferromagnética inclui, por exemplo, ferrita, folha de aço magnético laminada, e liga amorfa, e pode ser apropriadamente selecionada dependendo da capacidade de aquecimento, frequência, etc. aplicadas ao dispositivo de aquecimento por indução.

[0054] Conforme ilustrado na Figura 3A, o núcleo magnético 6 para comparação que cobre a extremidade na direção de largura de folha da tira de metal 1 absorve o fluxo magnético 4' excitado pela bobina de indução (não mostrada) (consultar as setas que atravessam o núcleo magnético 6') para evitar concentração de fluxo magnético à extremidade na direção de largura de folha da tira de metal 1, e suprime aumento excessivo de temperatura na extremidade na direção de largura de folha da tira de metal 1. No entanto, quando o núcleo magnético 6’ é parcial e individualmente disposto, o efeito de supressão da corrente de extremidade é limitado, de modo que o efeito seja pequeno.

[0055] No núcleo magnético 6 usado nas modalidades ilustradas na Figura 3B, a distância d com a tira de metal 1 é definida estreita para suprimir a passagem de corrente de modo eficaz na extremidade na direção de largura de folha da tira de metal 1, o comprimento L do núcleo magnético na direção de largura de folha da tira de metal 1 é definido longo de modo que o núcleo magnético 6 cubra a tira de metal além da extremidade na direção de largura de folha da tira de metal 1 para ter capacidade de controlar apropriadamente a distribuição da corrente de indução, e a profundidade da porção que cobre a tira de metal 1 é definida profunda de modo que o núcleo magnético 6 tenha capacidade de lidar imediatamente com a mudança W na largura de folha da tira de metal 1.

[0056] O núcleo magnético 6 inclui um membro de núcleo magnético 6a no lado de superfície frontal da tira de metal 1, um membro de núcleo magnético 6b no lado de superfície traseira do mesmo, e um membro de núcleo magnético 6e para acoplar as extremidades (extremidades laterais direitas nos desenhos) do membro de núcleo magnético 6a e do membro de núcleo magnético 6b, que estão no lado oposto das porções do membro de núcleo magnético 6a e do membro de núcleo magnético 6b que cobre a tira de metal 1.

[0057] Uma porção de superfície que aceita prontamente calor do núcleo magnético 6 pode ser coberta com um material isolante térmico não magnético 6c conforme ilustrado na Figura 3C para suprimir o aumento de temperatura devido ao calor de radiação da tira de metal 1 aquecida para usar de modo estável o núcleo magnético 6. Observe que, quando o aumento de temperatura do núcleo magnético 6 não pode ser suprimido somente pelo revestimento do material isolante térmico 6c, o núcleo magnético 6 pode ser resfriado, por exemplo, anexando-se uma placa de resfriamento de água (não mostrado) ao núcleo magnético 6 ou fornecendo-se um dispositivo de resfriamento de gás (não mostrada) próxima ao núcleo magnético 6.

[0058] O dispositivo de aquecimento por indução das modalidades é dotado de um membro de movimento 9 para mover o núcleo magnético 6 ilustrado na Figura 3B ou 3C para frente e para trás na direção de largura de folha da tira de metal 1. Mover o núcleo magnético 6 na direção de largura de folha da tira de metal 1 pelo membro de movimento 9 é realizado, por exemplo, movendo-se um carro para reter o núcleo magnético com um dispositivo de acionamento tal como um cilindro elétrico, um cilindro de ar, ou um motor em uma orbita. No entanto, o núcleo magnético 6 pode ser somente movido rápida e suavemente na direção de largura de folha da tira de metal 1, e o membro de movimento para o núcleo magnético 6 não é especificamente especificado desde que as condições sejam atendidas.

[0059] A Figura 3D ilustra esquematicamente uma estrutura de corte transversal de ainda outro núcleo magnético 6 usado nas modalidades. No núcleo magnético 6 ilustrado na Figura 3D, uma extremidade (uma extremidade direita nos desenhos) do núcleo magnético 6 não é acoplada por um corpo magnético. O núcleo magnético 6 inclui um membro de núcleo magnético 6a no lado de superfície frontal e um membro de núcleo magnético 6b no lado de superfície traseira da tira de metal 1. Para manter a distância entre o membro de núcleo magnético 6a e o membro de núcleo magnético 6b, as extremidades no lado oposto às porções que cobrem a tira de metal 1 (nos desenhos, extremidades laterais direitas) são acopladas por um membro de acoplamento 6d que é não magnético e tem resistência térmica.

[0060] No núcleo magnético 6 ilustrado na Figura 3D, embora o membro de núcleo magnético 6a e o membro de núcleo magnético 6b sejam dispostos no lado de superfície frontal e no lado de superfície traseira da tira de metal 1, respectivamente, e o membro de núcleo magnético 6a e o membro de núcleo magnético 6b sejam acoplados pelo membro de acoplamento 6d, o núcleo magnético 6 ilustrado na Figura 3D tem o efeito de supressão de corrente similar ao daquele pelo núcleo magnético 6 ilustrado na Figura 3B no qual o membro de núcleo magnético 6a e o membro de núcleo magnético 6b são acoplados pelo membro de núcleo magnético 6e. O núcleo magnético 6 tem capacidade de seguir imediatamente a mudança de largura de folha pelo movimento para frente/para trás na direção de largura de folha da tira de metal 1 pelo membro de movimento 9 mesmo quando a largura de folha da tira de metal 1 for mudada, e torna possível seguir imediatamente o desvio posicional mesmo quando a tira de metal 1 serpentear continuamente e a posição da extremidade na direção de largura de folha seja amplamente desviada.

[0061] A Figura 4 ilustra um modo de disposição dos núcleos magnéticos 6 nas modalidades. Os membros de bobina de indução 2a, 2b são dispostos em paralelo com a direção de largura de folha da tira de metal 1. Os núcleos magnéticos 6 com capacidade de cobrir as respectivas extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1 e a tira de metal 1 além das extremidades são dispostos em ambos os lados na direção de largura de folha da tira de metal 1. Os núcleos magnéticos 6 são dispostos através da largura inteira entre a imagem de projeção vertical do membro de bobina de indução 2a no lado de superfície frontal da tira de metal 1 na tira de metal 1 e a imagem de projeção vertical do membro de bobina de indução 2b no lado de superfície traseira da tira de metal 1 na tira de metal 1.

[0062] Conforme ilustrado na Figura 3B, o núcleo magnético 6 inclui o membro de núcleo magnético 6a no lado de superfície frontal e o membro de núcleo magnético 6b no lado de superfície traseira da tira de metal 1, e o membro de núcleo magnético 6e que acopla as extremidades (nos desenhos, extremidades laterais direitas) no lado oposto das porções que cobrem a tira de metal 1 do membro de núcleo magnético 6a e o membro de núcleo magnético 6b. Observe que o membro de acoplamento não magnético 6d pode ser fornecido em vez do membro de núcleo magnético 6e conforme ilustrado na Figura 3D. Alternativamente, conforme ilustrado na Figura 3C, o núcleo magnético 6 pode ser coberto com o material isolante térmico não magnético 6c.

[0063] O membro de núcleo magnético 6a e o membro de núcleo magnético 6b cobrem uma grande área da extremidade na direção de largura de folha da tira de metal 1 no lado de cada um dentre o membro de bobina de indução 2a e o membro de bobina de indução 2b, e cobrem uma pequena área das extremidades na porção central entre o membro de bobina de indução 2a e o membro de bobina de indução 2b. O lado de cada um dentre o membro de núcleo magnético 6a e o membro de núcleo magnético 6b que cobre a extremidade na direção de largura de folha da tira de metal 1 é dobrado.

[0064] O membro de núcleo magnético 6a e o membro de núcleo magnético 6b podem se mover para frente e para trás na direção de largura de folha da tira de metal 1 pelo membro de movimento 9 para seguir a mudança na largura de folha, e têm capacidade de seguir o desvio posicional devido ao serpenteado ou similares da tira de metal 1.

[0065] As Figuras 5A e 5B ilustram, cada uma, um modo de disposição dos núcleos magnéticos 6 da modalidade. A Figura 5A ilustra um caso em que os membros de bobina de indução 2a, 2b são dispostos em paralelo com a direção de largura de folha da tira de metal 1, e a Figura 5B ilustra um caso em que os membros de bobina de indução 2a, 2b são dispostos para se inclinarem em direção às extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1. É ilustrado o caso no qual o membro de bobina de indução 2a é disposto para se inclinar no lado do membro de bobina de indução 2b em direção às extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1, e o membro de bobina de indução 2b é disposto para se inclinar no lado do membro de bobina de indução 2a em direção às extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1.

[0066] Conforme ilustrado nas Figuras 5A, 5B, os núcleos magnéticos 6 com capacidade de cobrir as extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1 e a tira de metal 1 além das extremidades na direção de largura de folha são dispostos em ambos os respectivos lados na direção de largura de folha da tira de metal 1. Os núcleos magnéticos 6 são dispostos através da largura inteira entre a imagem de projeção vertical do membro de bobina de indução 2a no lado de superfície frontal da tira de metal 1 na tira de metal 1 e a imagem de projeção vertical do membro de bobina de indução 2b no lado de superfície traseira da tira de metal 1 na tira de metal 1.

[0067] O núcleo magnético 6 é dividido em uma pluralidade de núcleos magnéticos 60 na direção longitudinal (direção de percurso) da tira de metal 1. O membro de núcleo magnético 6a no lado de superfície frontal da tira de metal 1 é dividido em uma pluralidade de membros de núcleo magnético 60a. O membro de núcleo magnético 6b no lado de superfície traseira da tira de metal 1 é dividido em uma pluralidade de membros de núcleo magnético 60b. O membro de núcleo magnético 6e que acopla as extremidades no lado oposto das porções que cobrem a tira de metal 1 (nos desenhos, extremidades laterais direitas) do membro de núcleo magnético 6a e do membro de núcleo magnético 6b é dividido em uma pluralidade de membros de núcleo magnético 60e. O número de a pluralidade de membros de núcleo magnético 60a se iguala ao número da pluralidade de membros de núcleo magnético 60b, e da pluralidade de membros de núcleo magnético 60a e a pluralidade de membros de núcleo magnético 60b é disposta de modo que a imagem de projeção vertical da pluralidade de membros de núcleo magnético 60a e a imagem de projeção vertical da pluralidade de membros de núcleo magnético 60b na tira de metal 1 sejam sobrepostas entre si na direção de percurso da tira de metal 1.

[0068] O núcleo magnético 60 dividido inclui o membro de núcleo magnético 60a no lado de superfície frontal e o membro de núcleo magnético 60b no lado de superfície traseira da tira de metal 1, e o membro de núcleo magnético 60e que acopla as extremidades no lado oposto das porções que cobrem a tira de metal 1 (nos desenhos, extremidades laterais direitas) do membro de núcleo magnético 60a e do membro de núcleo magnético 60b conforme ilustrado na Figura 3B. Observe que o membro de acoplamento não magnético 60d pode ser fornecido em vez do membro de núcleo magnético 60e conforme ilustrado na Figura 3D. Alternativamente, conforme ilustrado na Figura 3C, o núcleo magnético 60 pode ser coberto com o material isolante térmico não magnético 60c.

[0069] A pluralidade de membros de núcleo magnético 60a e a pluralidade de membros de núcleo magnético 60b podem se mover para frente e para trás na direção de largura de folha da tira de metal 1 pelo membro de movimento 9 para seguir a mudança da largura de folha, e têm capacidade de seguir o desvio posicional devido ao serpenteado ou similares da tira de metal 1. Ademais, o membro de movimento 9 permite que uma linha que conecta o lado dos membros de núcleo magnético 60a e dos membros de núcleo magnético 60b que cobrem a extremidade na direção de largura de folha da tira de metal 1 seja um perfil predeterminado.

[0070] A pluralidade de núcleos magnéticos 60 não é necessária a ser disposta sem lacuna na largura inteira entre a imagem de projeção vertical do membro de bobina de indução 2a no lado de superfície frontal da tira de metal 1 na tira de metal 1 e a imagem de projeção vertical do membro de bobina de indução 2b no lado de superfície traseira da tira de metal 1 na tira de metal 1, e um número apropriado de núcleos magnéticos 60 pode ser disposto em intervalos predeterminados para fornecer uma distribuição de temperatura de aquecimento desejada.

[0071] A linha que conecta o lado dos membros de núcleo magnético 60a e dos membros de núcleo magnético 60b que cobrem a extremidade na direção de largura de folha da tira de metal 1 é flexionada. A pluralidade de núcleos magnéticos 60 é disposta para cobrir a extremidade na direção de largura de folha da tira de metal 1 na área central entre o membro de bobina de indução 2a e o membro de bobina de indução 2b, e é disposta para cobrir um interior da tira de metal 1 além da extremidade na direção de largura de folha da tira de metal 1 na área próxima ao membro de bobina de indução 2a e a área próxima ao membro de bobina de indução 2b. Os membros de núcleo magnético 60a e os membros de núcleo magnético 60b cobrem uma grande área da extremidade na direção de largura de folha da tira de metal 1 no lado de cada um dentre o membro de bobina de indução 2a e o membro de bobina de indução 2b, e cobrem uma pequena área da extremidade na porção central entre o membro de bobina de indução 2a e o membro de bobina de indução 2b.

[0072] O controle de avanço/retração dos membros de núcleo magnético 60a e dos membros de núcleo magnético 60b na direção de largura de folha suprime gradualmente a direção de fluxo da corrente de indução concentrada nas extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1 para ajustar a densidade de corrente e período de aquecimento da corrente que flui nas extremidades da tira de metal para evitar o sobreaquecimento nas extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1.

[0073] Ademais, a distribuição de geração de calor na direção de largura de folha da tira de metal 1 é precisamente controlada ajustando- se livremente a distribuição de corrente da corrente de indução que circula na superfície de folha da tira de metal 1.

[0074] Por exemplo, quando a tira de metal 1 é aquecida por um tubo radiante no estágio antes de usar o dispositivo de aquecimento por indução para fazer com que as extremidades da tira de metal estejam em um estado de alta temperatura, criando a distribuição de temperatura na direção de largura de folha da tira de metal, ainda mais possível no lado de saída do dispositivo de aquecimento por indução suprimindo-se o valor calorífico nas extremidades a fim de ser menor do que valor calorífico no centro da tira de metal suprimindo-se a corrente que flui nas extremidades da tira de metal.

[0075] No caso da disposição dos núcleos magnéticos 60 ilustrada na Figura 5B, a corrente que flui nas extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1 pode ser ajustada em alguma extensão pelos próprios membros de bobina de indução 2a, 2b, de modo que o número de os núcleos magnéticos 60 dispostos entre os membros de bobina de indução 2a, 2b possa ser menor conforme comparado com o caso da Figura 5A.

[0076] A Figura 6 ilustra um modo de circulação de uma corrente de indução 7 gerada na tira de metal 1 no caso em que o membro de bobina de indução 2a, o membro de bobina de indução 2b, e a pluralidade de núcleos magnéticos 60, que são descritos em referência à Figura 5A, são dispostos. A corrente de indução 7 gerada pelo membro de bobina de indução 2a no lado de superfície frontal da tira de metal 1 e o membro de bobina de indução 2b no lado de superfície traseira da tira de metal 1 e suprimido em sua concentração às extremidades da tira de metal 1 pela pluralidade de núcleos magnéticos 60 dispostos em ambos os lados das extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1 circula de modo elíptico em sentido horário na superfície de folha da tira de metal 1. Dessa maneira, a pluralidade de núcleos magnéticos 60 suprime gradualmente a direção de fluxo da corrente de indução concentrada nas extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1 para ajustar a densidade de corrente e período de aquecimento da corrente que flui nas extremidades da tira de metal 1 para evitar o sobreaquecimento nas extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1.

[0077] Observe que também no caso em que o membro de bobina de indução 2a, o membro de bobina de indução 2b, e a pluralidade de núcleos magnéticos 60 descritas em referência à Figura 5B são dispostos, a corrente de indução 7 gerada pelo membro de bobina de indução 2a no lado de superfície frontal da tira de metal 1 e o membro de bobina de indução 2b no lado de superfície traseira da tira de metal 1 e suprimido em sua concentração às extremidades da tira de metal 1 pela pluralidade de núcleos magnéticos 60 dispostos em ambos os lados das extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1 circula de modo elíptico em sentido horário na superfície de folha da tira de metal 1. Além disso, também no caso em que o membro de bobina de indução 2a, o membro de bobina de indução 2b, e os núcleos magnéticos 6 descritos em referência à Figura 4 são dispostos, a corrente de indução 7 gerada pelo membro de bobina de indução 2a no lado de superfície frontal da tira de metal 1 e o membro de bobina de indução 2b no lado de superfície traseira da tira de metal 1 e suprimido em sua concentração às extremidades da tira de metal 1 pelos núcleos magnéticos 6 dispostos em ambos os lados das extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1 circula de modo elíptico em sentido horário na superfície de folha da tira de metal 1.

[0078] A disposição da pluralidade de núcleos magnéticos 60 e do controle de avanço/retração da pluralidade de núcleos magnéticos 60 não precisa ser necessariamente simétrica em ambos os lados na direção de largura de folha da tira de metal 1. No caso em que distribuição de temperatura já é assimétrica na direção de largura de folha da tira de metal 1 no lado de entrada do dispositivo de aquecimento por indução, ou no caso em que a distribuição de campo magnético é assimétrica devido ao serpenteado, etc., a pluralidade de núcleos magnéticos 60 não precisa ser disposto simetricamente na direção de largura de folha da tira de metal 1, e a disposição do mesmo pode ser apropriadamente mudada dependendo do propósito.

[0079] Ademais, o modo de circulação da corrente de indução 7 não é limitado para ser elíptico, e pode ser de qualquer modo mudando-se apropriadamente as distâncias de entrada e/ou o número de os núcleos magnéticos 60 a serem dispostos.

[0080] Até agora, é descrito o caso de um par de bobinas de indução no qual o membro de bobina de indução 2a no lado de superfície frontal e o membro de bobina de indução 2b no lado de superfície traseira da tira de metal 1 são acoplados, porém, foi confirmado que os núcleos magnéticos 6 acima e a pluralidade de núcleos magnéticos 60 funcionam de modo eficaz também no dispositivo de aquecimento por indução no qual uma pluralidade de pares de bobinas de indução é sucessivamente disposta.

[0081] A Figura 7 ilustra um modo de disposição dos núcleos magnéticos 60 quando dois pares de bobinas de indução 2 são dispostos em paralelo de modo adjacente. Nesse caso, correntes que têm a mesma fase precisam fluir no respectivo membro de bobina de indução 2b e no membro de bobina de indução 2a localizado no centro. Fazer com que as bobinas de indução 2 sejam colocadas para se alinharem na direção de percurso da tira de metal 1 e fazer com que as correntes que têm a mesma fase fluam nas respectivas bobinas de indução 2 adjacentes aumenta a densidade de fluxo magnético em uma porção central para aumentar relativamente a razão de geração de calor no centro na direção de largura de folha, o que torna possível reduzir o grau de sobreaquecimento nas extremidades na direção de largura de folha, permitindo ainda mais aquecimento.

[0082] Ademais, mudar as saídas das bobinas de indução 2 do primeiro estágio e segundo estágio permite que a velocidade de aquecimento seja livremente controlada, o que torna possível aquecer diferentes áreas de temperatura em diferentes velocidades de aquecimento, e torna possível lidar adequadamente com várias condições de aquecimento metalurgicamente exigidas.

[0083] A Figura 8 ilustra um modo de disposição dos núcleos magnéticos 60 quando dois pares de bobinas de indução 2 são acoplados por conexão em série e dispostos. Dispor as bobinas de indução 2 por conexão em série faz com que as correntes que fluem nas respectivas bobinas de indução 2 do primeiro estágio e do segundo estágio tornam-se iguais, tornando possível produzir os valores caloríficos nas respectivas bobinas de indução 2 do primeiro estágio e do segundo estágio igualmente.

[0084] A Figura 9A ilustra um modo de disposição de uma bobina de indução 20 e dos núcleos magnéticos 60 no caso de um dispositivo de aquecimento por indução de um sistema de TF.

[0085] A bobina de indução 20 é disposta em ambos os lados do lado de superfície frontal e do lado de superfície traseira da tira de metal 1. A direção da corrente que flui na bobina de indução 20 no lado de superfície frontal da tira de metal 1 é igual à direção da corrente que flui na bobina de indução 20 no lado de superfície traseira da tira de metal 1. A corrente flui nas direções mostradas pelas setas nos desenhos.

[0086] A bobina de indução 20 no lado de superfície frontal da tira de metal 1 e a bobina de indução 20 no lado de superfície traseira da tira de metal 1 em que cada uma inclui um membro de bobina de indução 20a, um membro de bobina de indução 20b, um membro de bobina de indução 20c e um membro de bobina de indução 20d. O membro de bobina de indução 20a e o membro de bobina de indução 20b são dispostos em paralelo com a tira de metal 1. Ambas as extremidades do membro de bobina de indução 20a e ambas as extremidades do membro de bobina de indução 20b são projetadas a partir da tira de metal 1 na direção de largura de folha da tira de metal 1. Uma extremidade do membro de bobina de indução 20a e uma extremidade do membro de bobina de indução 20b são acopladas pelo membro de bobina de indução 20c, e a outra extremidade do membro de bobina de indução 20a e a outra extremidade do membro de bobina de indução 20b são acopladas pelo membro de bobina de indução 20d. O membro de bobina de indução 20c é um exemplo de meio de conexão elétrica, e o membro de bobina de indução 20d é também um exemplo de meio de conexão elétrica.

[0087] O membro de bobina de indução 20a e o membro de bobina de indução 20b são dispostos de modo que a imagem de projeção vertical que é a projeção vertical do membro de bobina de indução 20a na tira de metal 1 e a imagem de projeção vertical que é a projeção vertical do membro de bobina de indução 20b na tira de metal 1 não sejam sobrepostas na direção longitudinal (direção de percurso) da tira de metal 1.

[0088] A imagem de projeção vertical do membro de bobina de indução 20a da bobina de indução 20 no lado de superfície frontal da tira de metal 1 na tira de metal 1 e a imagem de projeção vertical do membro de bobina de indução 20a da bobina de indução 20 no lado de superfície traseira da tira de metal 1 na tira de metal 1 são dispostas para se sobrepor na direção longitudinal (direção de percurso) da tira de metal 1.

[0089] A imagem de projeção vertical do membro de bobina de indução 20b da bobina de indução 20 no lado de superfície frontal da tira de metal 1 na tira de metal 1 e a imagem de projeção vertical do membro de bobina de indução 20b da bobina de indução 20 no lado de superfície traseira da tira de metal 1 na tira de metal 1 são dispostas para se sobrepor na direção longitudinal (direção de percurso) da tira de metal 1.

[0090] O núcleo magnético 6 que inclui uma pluralidade de núcleos magnéticos 60 (uma pluralidade de membros de núcleo magnético 60a e uma pluralidade de membros de núcleo magnético 60b) tem a mesma configuração que a do núcleo magnético 6 que inclui a pluralidade de núcleos magnéticos 60 (a pluralidade de membro de núcleo magnético 60a e a pluralidade de membro de núcleo magnético 60b) descritos em referência à Figura 5A, e um membro de movimento 9 que faz com que cada um dentre a pluralidade de membros de núcleo magnético 60a e a pluralidade de membros de núcleo magnético 60b se movam para frente e para trás na direção de largura de folha da tira de metal 1 é também idêntico ao membro de movimento 9 descrito em referência à Figura 5A.

[0091] A Figura 9B ilustra um modo plano de uma corrente de indução 70 gerada na tira de metal 1 quando os núcleos magnéticos 6 conforme ilustrado na Figura 9A são fornecidos. A Figura 9C ilustra um aspecto de plano de uma corrente de indução 70a gerada na tira de metal 1 quando os núcleos magnéticos 6 ilustrados na Figura 9A não são fornecidos.

[0092] Em referência à Figura 9C, na tira de metal 1 logo abaixo dos membros de bobina de indução 20a, 20b, a corrente de indução anular 70a que flui nas direções das setas é gerada. O sobreaquecimento ocorre prontamente nas extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1, devido ao fato de que, por exemplo, a corrente de indução 70a que flui nas extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1 (a) tenta tornar a reatância entre com a corrente primária que flui no membro de bobina de indução 20c ou o membro de bobina de indução 20d que acopla o membro de bobina de indução 20a e o membro de bobina de indução 20b pequena para ser desafortunadamente transferida para ser extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1, estreitando desafortunadamente a largura d2 da trajetória de corrente, (b) o fluxo magnético gerado pela corrente primária que flui no membro de bobina de indução 20c ou no membro de bobina de indução 20d que atravessa concentricamente as extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1 adjacente, e (c) nas extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1, conforme comparado ao centro da tira de metal 1, o aquecimento é realizado por um longo período pela distância na direção longitudinal (direção de percurso) da tira de metal 1.

[0093] Em contraste, em referência à Figura 9B, a pluralidade de núcleos magnéticos 60 é fornecida, de modo que a corrente de indução 70 gerada pelo membro de bobina de indução 20a e pelo membro de bobina de indução 20b e suprimida em sua concentração às extremidades da tira de metal 1 pela pluralidade de núcleos magnéticos 60 disposta em ambos os lados das extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1 circule de modo elíptico na superfície de folha da tira de metal 1. Dessa maneira, a pluralidade de núcleos magnéticos 60 suprime gradualmente a direção de fluxo da corrente de indução concentrada nas extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1 para ajustar a densidade de corrente e período de aquecimento da corrente que flui nas extremidades da tira de metal 1 para evitar o sobreaquecimento nas extremidades na direção de largura de folha da tira de metal 1.

EXEMPLO

[0094] A seguir, um exemplo será descrito, mas a condição do exemplo é um exemplo condicional empregado para confirmar a operabilidade e efeitos da invenção, e a invenção não é limitada ao exemplo condicional.

(EXEMPLO 1)

[0095] Análise de campo eletromagnético foi realizada sob as condições a seguir para confirmar os efeitos.

[0096] Material Alvo: Folha de aço de 0,06% C (largura de folha de 1 m, espessura de folha de 1 mm).

[0097] Bobinas de indução: folhas de cobre que têm uma largura de 150 mm foram colocadas para ensanduichar a folha de aço e de modo que as folhas de cobre nas partes frontal e traseira lado tornem-se paralelas entre si, e imagens de projeção vertical das mesmas na folha de aço sejam separadas em 300 mm na dimensão interior. A distância entre a folha de aço e as bobinas de indução é 10 mm.

[0098] Núcleo magnético A: Um núcleo magnético (feito de ferrita) disposto entre a bobina de indução e a bobina de indução. Largura de 30 mm, espessura de 20 mm, profundidade 200 mm, altura interna de 100 mm, e profundidade 180 mm. Sete núcleos (um lado das extremidades de folha de aço) são dispostos em intervalos de 10 mm a fim de ser separados em 15 mm a partir das bobinas de indução. A permeabilidade magnética relativa é 2.000.

[0099] Núcleo magnético B: Um núcleo magnético (feito de ferrita) para concentrar o fluxo magnético montado na superfície traseira da bobina de indução. As propriedades físicas são iguais às do núcleo magnético A.

[00100] Aquecimento: Aquecimento a 800°C na área não magnética. Valores de Propriedade

[00101] Folha de aço: permeabilidade magnética relativa 1 [-], condutividade elétrica 106 [S/m]

[00102] Bobinas de indução: permeabilidade magnética relativa 1 [-], condutividade elétrica 0 [S/m]

[00103] Núcleos magnéticos: permeabilidade magnética relativa 2000 [-], condutividade elétrica 0 [S/m]

Condição de Delimitação

[00104] Porção de periferia: delimitação simétrica

[00105] Corrente: corrente constante de 10 kHz

Modelo Analítico

[00106] Exemplo: Os membros de bobina de indução 2a, 2b situados na largura de folha inteira com uma lacuna de 300 mm são colocados em paralelo no lado de superfície frontal e lado de superfície traseira da folha de aço 1 e os núcleos magnéticos A1 a A7 são dispostos em ambos os lados das extremidades da folha de aço e entre os dois membros de bobina de indução 2a, 2b. A Figura 10 ilustra esquematicamente uma configuração do modelo analítico do exemplo.

[00107] Um modo de circulação da corrente de indução 7 gerado pelo membro de bobina de indução 2a (lado de superfície frontal) e pelo membro de bobina de indução 2b (lado de superfície traseira) foi mudado mudando-se as distâncias de entrada (mm) dos núcleos magnéticos A1 a A7 da extremidade de folha de aço, a temperatura na extremidade de folha de aço e na temperatura no centro da folha de aço foram calculadas, e a razão de temperatura = temperatura de extremidade de folha de aço/temperatura de centro da folha de aço foi calculada. A Tabela 1 mostra os resultados.

[00108] Exemplos Comparativos 1 a 3: Os membros de bobina de indução 2a, 2b situados na largura de folha inteira com uma lacuna de 300 mm foram colocados em paralelo no lado de superfície frontal e no lado de superfície traseira da folha de aço 1, e, em cada um dos casos em que nenhum núcleo magnético foi disposto em ambos os lados das extremidades da folha de aço e entre os dois membros de bobina de indução 2a, 2b (Exemplo Comparativo 1), em que o núcleo magnético A1 foi disposto em uma extremidade da folha de aço 1 e próximo ao membro de bobina de indução 2a, e o núcleo magnético A7 foi disposto na outra extremidade da folha de aço 1 e próximo ao membro de bobina de indução 2b (Exemplo Comparativo 2), e em que os núcleos magnéticos A1, A7 são dispostos em cada uma de ambas as extremidades da folha de aço e próximos aos membros de bobina de indução 2a, 2b, respectivamente (Exemplo Comparativo 3), a temperatura na extremidade de folha de aço e a temperatura no centro da folha de aço foram calculadas, e a razão de temperatura = temperatura da extremidade de folha de aço/a temperatura de centro da folha de aço foi calculada. A Tabela 1 ilustra os resultados. A Figura 11 e a Figura 12 ilustram esquematicamente, cada uma, uma configuração do modelo analítico do Exemplo Comparativo 2 e Exemplo Comparativo 3, respectivamente.

[00109] As razões de temperatura ilustradas na Tabela 1 mostram que a distribuição de temperatura na direção de largura de folha da folha de aço foi amplamente aprimorada para ser homogeneizada.

[00110] De acordo com as modalidades da descrição acima, é possível controlar a corrente de indução que flui nos lados de extremidade na direção de largura de folha da tira de metal e para controlar livremente a distribuição de temperatura da tira de metal na direção de largura de folha independente de magnético ou não magnético também quando a espessura de folha for fina.

[00111] Ademais, de acordo com as modalidades da descrição, é possível corrigir livremente a distribuição de temperatura a fim de ser a distribuição desejada de temperatura durante o aquecimento da tira de metal também no caso em que a tira de metal é aquecida antes de entrar no dispositivo de aquecimento por indução e um grande desvio existe na distribuição de temperatura da tira de metal, tornando possível assim aprimorar a qualidade de processamento de calor da tira de metal.

[00112] Ademais, de acordo com as modalidades da descrição, aquecimento é possível sem diminuir a taxa de aquecimento também na área de temperatura em que a temperatura excede o ponto de Curie no qual a transferência de calor torna-se difícil à medida que um material aquecido torna-se alta temperatura por aquecimento por radiação, tornando possível assim aprimorar a produtividade para aprimorar drasticamente a flexibilidade da programação de produção.

[00113] A descrição do Pedido de Patente Japonês No JP 2014181710 depositado em 5 de setembro de, 2014 em sua totalidade é incorporada ao documento a título de referência.

[00114] Todos os documentos, pedidos de patente, e padrões técnicos descritos na presente descrição são incorporados ao documento a título de referência na mesma extensão que em casos em que cada documento, pedido de patente, ou padrão técnico é específica e individualmente descrito como sendo incorporado a título de referência.

[00115] Embora várias modalidades típicas sejam descritas acima, a presente invenção não é limitada às modalidades. O escopo da presente invenção é limitado somente pelas reivindicações a seguir.

Claims (6)

1. Dispositivo de aquecimento por indução para uma tira de metal (1), caracterizado pelo fato de que compreende: uma bobina de indução (2) que inclui: um primeiro membro de bobina de indução (2a; 20a) e um segundo membro de bobina de indução (2b; 20b) que são providos em paralelo com uma tira de metal (1) através da tira de metal (1) que se desloca em uma direção longitudinal da mesma, que são providos de modo que ambas as extremidades de cada um dentre o primeiro membro de bobina de indução (2a; 20a) e o segundo membro de bobina de indução (2b; 20b) se projetem a partir da tira de metal (1) móvel em uma direção de largura de folha da tira de metal (1) móvel, e que são dispostos de modo que as imagens de projeção vertical dos mesmos sobre a tira de metal (1) móvel não se sobreponham a cada outra em uma direção de curso em que a tira de metal (1) se desloca; um primeiro meio de conexão elétrica (2c; 20c) para conexão elétrica de uma de ambas as extremidades do primeiro membro de bobina de indução (2a) e uma de ambas as extremidades do segundo membro de bobina de indução (2b; 20b); e um segundo meio de conexão elétrica (2d; 2e, 2f; 20d) para conexão elétrica de uma outra de ambas as extremidades do primeiro membro de bobina de indução (2a; 20a) e uma outra de ambas as extremidades do segundo membro de bobina de indução (2b; 20b); um primeiro núcleo magnético (6) que inclui: um primeiro membro de núcleo magnético (6a) provido entre o primeiro membro de bobina de indução (2a; 20a) e o segundo membro de bobina de indução (2b; 20b) na direção de curso, o primeiro membro de núcleo magnético (6a) sendo provido em um dos lados de superfície da tira de metal (1) móvel e cobrindo uma porção de extremidade na direção de largura de folha da tira de metal (1) móvel em uma porção central entre o primeiro membro da bobina de indução (2a; 20a) e o segundo membro da bobina de indução (2b; 20b) menor que uma porção de extremidade ao lado de cada um do primeiro membro de bobina de indução (2a; 20a) e do segundo membro de bobina de indução (2b; 20b); e um segundo membro de núcleo magnético (6b) provido entre o primeiro membro de bobina de indução (2a; 20a) e o segundo membro de bobina de indução (2b; 20b) na direção de curso, o segundo membro de núcleo magnético sendo provido em uma outra dos lados de superfície opostos a partir de um dos lados de superfície da tira de metal (1) móvel e cobrindo uma porção de extremidade na direção de largura de folha da tira de metal (1) móvel em uma porção central entre o primeiro membro da bobina de indução (2a; 20a) e o segundo membro da bobina de indução (2b; 20b) menor que uma porção de extremidade ao lado de cada um do primeiro membro de bobina de indução (2a; 20a) e do segundo membro de bobina de indução (2b; 20b); e um segundo núcleo magnético (6) que inclui: um terceiro membro de núcleo magnético (6a) provido entre o primeiro membro de bobina de indução (2a; 20a) e o segundo membro de bobina de indução (2b; 20b) na direção de curso, o terceiro membro de núcleo magnético (6a) sendo provido em um dos lados de superfície da tira de metal (1) móvel e cobrindo uma outra porção de extremidade oposta a partir de uma porção de extremidade na direção de largura de folha da tira de metal (1) móvel em uma porção central entre o primeiro membro da bobina de indução (2a; 20a) e o segundo membro da bobina de indução (2b; 20b) menor que a outra porção de extremidade ao lado de cada um do primeiro membro de bobina de indução (2a; 20a) e do segundo membro de bobina de indução (2b; 20b); e um quarto membro de núcleo magnético (6b) provido entre o primeiro membro de bobina de indução (2a; 20a) e o segundo membro de bobina de indução (2b; 20b) na direção de curso, o quarto membro de núcleo magnético (6b) sendo provido em um outro dos lados de superfície da tira de metal (1) móvel e cobrindo uma outra porção de extremidade na direção de largura de folha da tira de metal (1) móvel em uma porção central entre o primeiro membro da bobina de indução (2a; 20a) e o segundo membro da bobina de indução (2b; 20b) menor que uma outra porção de extremidade ao lado de cada um do primeiro membro de bobina de indução (2a; 20a) e do segundo membro de bobina de indução (2b; 20b).

2. Dispositivo de aquecimento por indução para uma tira de metal (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o primeiro membro de bobina de indução (2a; 20a) é provido em um dos lados de superfície da tira de metal se deslocando, e o segundo membro de bobina de indução (2b; 20b) é provido no outro lado dos lados de superfície da tira de metal (1) móvel.

3. Dispositivo de aquecimento por indução para uma tira de metal (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma segunda bobina de indução incluindo: um terceiro membro de bobina de indução (20a) e um quarto membro de bobina de indução (20b) que são providos em paralelo com a tira de metal (1) através da tira de metal (1) que se desloca na direção longitudinal do mesmo, que são providos de modo que ambas as extremidades de cada um dentre o terceiro membro de bobina de indução (20a) e o quarto membro de bobina de indução (20b) se projetem a partir da tira de metal (1) móvel na direção de largura de folha da tira de metal se deslocando, e que são dispostos de modo que imagens de projeção vertical dos mesmos sobre a tira de metal (1) móvel não se sobreponham a cada outra na direção de curso na qual a tira de metal (1) se desloca; um terceiro meio de conexão elétrica (20c) para conexão elétrica de uma de ambas as extremidades do terceiro membro de bobina de indução (20a) e uma de ambas as extremidades do quarto membro de bobina de indução (20b); e um quarto meio de conexão elétrica (20d) para conexão elétrica de uma outra de ambas as extremidades do terceiro membro de bobina de indução (20a) e uma outra de ambas as extremidades do quarto membro de bobina de indução (20b), sendo que as imagens de projeção vertical do primeiro membro de bobina de indução (2a; 20a) e do terceiro membro de bobina de indução (20a) sobre a tira de metal (1) móvel se sobrepõem a cada outra na direção de curso na qual a tira de metal (1) se desloca, e as imagens de projeção vertical do segundo membro de bobina de indução (2b; 20b) e do quarto membro de bobina de indução (20b) sobre a tira de metal (1) móvel se sobrepõem a cada outra na direção de curso na qual a tira de metal (1) se desloca, e sendo que o primeiro membro de bobina de indução (2a; 20a) e o segundo membro de bobina de indução (2b; 20b) são providos em um dos lados de superfície da tira de metal (1) móvel, e o terceiro membro de bobina de indução (20a) e o quarto membro de bobina de indução (20b) são providos no outro dos lados de superfície da tira de metal (1) móvel.

4. Dispositivo de aquecimento por indução para uma tira de metal (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que: o primeiro membro de núcleo magnético (6a) e o segundo membro de núcleo magnético (6b) são divididos, cada um, em um mesmo número de uma pluralidade de membros na direção de curso, e a pluralidade de primeiros membros de núcleo magnético divididos (60a) e a pluralidade de segundos membros de núcleo magnético divididos (60b) serem dispostas de modo que as imagens de projeção vertical dos primeiros membros de núcleo magnético divididos (60a) e as imagens de projeção vertical dos segundos membros de núcleo magnético divididos (60b) sobre a tira de metal (1) móvel respectivamente se sobreponham a cada outra na direção de curso na qual a tira de metal (1) se desloca, e o terceiro membro de núcleo magnético (6a) e o quarto membro de núcleo magnético (6b) são divididos, cada um, em um mesmo número de uma pluralidade de membros na direção de curso, e a pluralidade de terceiros membros de núcleo magnético divididos (60a) e a pluralidade de quartos membros de núcleo magnético divididos (60b) são dispostas de modo que as imagens de projeção vertical dos terceiros membros de núcleo magnético divididos (60a) e as imagens de projeção vertical dos quartos membros de núcleo magnético divididos (60b) sobre a tira de metal (1) móvel respectivamente se sobreponham a cada outra na direção de curso na qual a tira de metal (1) se desloca.

5. Dispositivo de aquecimento por indução para uma tira de metal (1), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: um meio de movimento (9) configurado para mover cada um da pluralidade dividida de membros do primeiro membro de núcleo magnético (60a) e do segundo membro de núcleo magnético (60b), e cada um da pluralidade dividida de membros do terceiro membro de núcleo magnético (60a) e do quarto membro de núcleo magnético (60b) na direção de largura de folha da tira de metal (1) móvel.

6. Dispositivo de aquecimento por indução para uma tira de metal (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: uma segunda bobina de indução (2) que apresenta uma estrutura idêntica a uma estrutura da bobina de indução (2); um terceiro núcleo magnético (6) que apresenta uma estrutura idêntica a uma estrutura do primeiro núcleo magnético (6); e um quarto núcleo magnético (6) que apresenta uma estrutura idêntica a uma estrutura do segundo núcleo magnético (6), sendo que a bobina de indução (2) e a segunda bobina de indução (2) são dispostas em paralelo na direção de curso.

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