CN101529974A - 感应加热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的感应加热装置(1)包括：感应器(6)，其在具有C形形状的铁心(2)的开口部(3)的上下铁心脚部(4a，4b)上卷绕有加热线圈，并能调节该开口部(3)的间隔即感应器间隙(H)；电功率数检测装置(15)，其将所测定到的加热线圈的功率值作为测定功率值进行检测；加热条件设定装置(11)，其设定与加热线圈的最佳加热条件对应的功率目标值；感应器间隙值变换装置(16)，其将电功率数目标值变换为最佳感应器间隙值，且将测定电功率数变换为测定感应器间隙值；算出间隙偏差的间隙偏差算出装置(17)；以及间隙电动机控制装置(19)，其根据间隙偏差而对间隙电动机(19)进行控制以调节感应器间隙。

Description

感应加热装置
技术领域
本发明涉及在热轧设备中对被输送的被加热件的左右两端侧进行加热的感应加热装置。
背景技术
一般来说，在热轧设备中，将被加热件在预先加热到规定的温度后连续地输送，经过多台轧机依次轧制而成形为薄板。该被加热件在输送过程中其两侧端部逐渐散热，存在该部分的温度与中央部相比逐渐下降的问题。在端部侧温度下降导致整体温度不均匀的状态下轧制的话，会引起轧制钢板的品质不稳定，侧端部的硬度增大，会发生被加热件裂开、轧机的辊偏磨损等问题。因此，一般来说，在热轧设备的轧机的上游侧设有感应加热装置，利用感应器对被加热件的两侧端部局部加热，在使被加热件整体达到大致一定的温度后进行轧制。
例如，图8所示的感应加热装置100包括感应器6R，该感应器6R使铁心2R形成为C形，在夹着该C形铁心2R的开口部3上下对置的上部铁心脚部4Ra和下部铁心脚部4Rb上分别卷绕加热线圈，从而形成上部感应器部5Ra和下部感应器部5Rb。此外，具有与该感应器6R相同结构的感应器6L相对配置，如图9所示，感应器6R和感应器6L配置在前后的输送辊9、9之间。
在利用该感应加热装置1对被加热件7的两侧端部局部加热时，使被加热件7的端部侧经过感应器6R、6L的开口部3，使高频电流从电源供给加热线圈，从而使上部感应器部5Ra、5La和下部感应器部5Rb、5Lb通电，在上下方向产生磁通。使该磁通与被加热件7垂直交链，从而在被加热件7中感应出涡电流，利用该涡电流产生焦耳热，对被加热件7的两侧端部局部加热。
然而，如图8所示，该被加热件7在被输送辊9搬运来的过程中有时会左右偏移，被加热件7与感应器6R、6L的重叠尺寸L会发生变化。
由于该重叠尺寸L是根据被加热件7的板宽、板厚、加热温度设定的，因此一旦搬运来的被加热件7与感应器6R、6L重叠的尺寸L发生变化，就会导致被加热件7无法均匀加热的问题。
因此，例如在专利文献1(日本实用新型登记第2588606号公报)中提出了一种感应加热边部加热器的控制装置，可根据输送来的被加热件的左右偏移来移动感应器，从而使重叠尺寸L保持一定，以最佳条件对被加热件进行感应加热。
利用日本实用新型登记第2588606号公报中记载的感应加热边部加热器的控制装置，能以最佳条件对被加热件感应加热，但该感应加热边部加热器的总重量约为20吨，导致用于移动感应加热边部加热器的移动装置大型化，而且有时响应速度不够。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种感应加热装置，该感应加热装置是紧凑的设备的同时，能根据输送来的被加热件的左右偏移以最佳条件进行感应加热，而且响应性优良。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的感应加热装置的一实施方式的结构图。
图2是设有两台感应器的本实施方式所涉及的感应加热装置的结构图。
图3是本实施方式所涉及的感应加热装置的立体图。
图4是说明本实施方式所涉及的感应加热装置的感应加热的说明图。
图5是表示感应器间隙值与电功率数的关系的图。
图6是表示作为变形例1的感应加热装置的结构的图。
图7是表示代表感应器和被加热件间距离的感应器位置与电功率数的关系的图。
图8是表示以往的感应加热装置的剖视图。
图9是表示以往的感应加热装置的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明所涉及的实施方式进行说明。
《结构》
图1是表示本发明所涉及的感应加热装置的一实施方式的结构图。
本实施方式所涉及的感应加热装置1包括：以上下夹有被加热件7的左右两端侧的状态对被加热件7的左右两端侧感应加热的感应器6R；向感应器6R供电的高频电源10；根据感应器6R的加热条件来设定电功率数目标值的加热条件设定器11；对供给感应器6R的电流进行检测的计测器用变流器13R；对供给感应器6的电压进行检测的计测器用变压器14R；通过检测到的电流值和电压值将电功率数作为测定电功率数算出的功率检测器15R；将由加热条件设定器11输出的电功率数目标值变换为最佳感应器间隙值并将由功率检测器15R输出的测定电功率数变换为测定感应器间隙值的感应器间隙值变换器16R；将最佳感应器间隙值与测定感应器间隙值的偏差作为间隙偏差算出的间隙偏差算出器17R；对间隙电动机19R进行控制以消除间隙偏差的间隙电动机控制器18R；利用间隙电动机19R使感应器6R动作的千斤顶20R。
图1中，图示了一台感应器6R，但在本实施方式所涉及的感应加热装置1中，如图2所示，另外还以夹有被加热件7的短边方向(宽度方向)的左右两端侧的形态设有一台感应器6L。
即，感应器6R使由上部铁心部2Ra和下部铁心部2Rb构成的铁心2R形成为C形，并包括在夹着该C形铁心2R的开口部3上下对置的上部铁心脚部4Ra和下部铁心脚部4Rb上分别卷绕加热线圈而形成的上部感应器部5Ra和下部感应器部5Rb。此外，具有与该感应器6R相同结构的感应器6L相对配置，如图3所示，使被输送辊9输送的被加热件7的端部侧经过被上部铁心脚部4Ra和下部铁心脚部4Rb夹着的开口部3。
由此，在感应器6R中，如图4所示，电流从电源10流向上部感应器部5Ra和下部感应器部5Rb，从而在上下方向产生磁通Ф。使该磁通Ф与被加热件7交链而感应出涡电流，由此产生焦耳热对被加热件7进行加热。
另外，如图2所示，感应器6R具有以下的结构，即通过将上部铁心部2Ra相对于C形铁心2R的下部铁心部2Rb以铰链部2Rc为中心转动，可调节上部感应器部5Ra与下部感应器部5Rb之间的距离即感应器间隙H。对于感应器6L也具有相同的结构。
由此，即使输送来的被加热件7发生左右偏移也可根据偏移的情况调节感应器间隙H，能使被加热件7中产生的焦耳热均匀。
《作用》
下面参照图1对本实施方式所涉及的感应加热装置1的作用进行说明。由于感应器6R和感应器6L具有相同的结构，因此以下仅对感应器6R进行说明，省略对感应器6L的说明。
首先，加热条件设定器11通过外部输入等接收基于被加热件7的至少材质、板宽、板厚能实现最佳加热的电功率数的设定值，将接收到的电功率数的设定值作为电功率数目标值进行设定，向感应器间隙值变换器16R输出。
另一方面，由输送辊9输送的被加热件7的两端侧在感应加热装置1的上部感应器部5Ra与下部感应器部5Rb之间通过，利用在此产生的磁通进行感应加热。
高频电流从高频电源10经由通电电路12R流向感应器6R的上部感应器部5Ra和下部感应器部5Rb，利用设置在该通电电路12R中的检测器用变流器13R检测供给电流，且利用检测器用变压器14R检测供给电压。
然后，将由检测器用变流器13R检测到的电流值和由检测器用变压器14R检测到的电压值送往功率检测器15R，根据功率检测器15R接收到的电流值和电压值将电功率数作为测定电功率数算出。
另外，感应器间隙值变换器16R将由加热条件设定器11设定的电功率数目标值变换为最佳感应器间隙值。
此外，感应器间隙值变换器16R接收由功率检测器15R检测到的测定电功率数，将接收到的测定电功率数变换为测定感应器间隙值。
图5是表示感应器6R的感应器间隙值与电功率数的关系的图。符号501表示电功率数W相对于感应器间隙值H的变化情况。
如图5所示，随着感应器间隙值H的增大，感应器6R的阻抗减小，电功率数W减小。
因此，感应器间隙值变换器16R利用图5的关系将电功率数W变换为感应器间隙H，从而算出最佳感应器间隙值和测定感应器间隙值。
接着，间隙偏差算出器17R将由感应器间隙值变换器16R变换得到的最佳感应器间隙值与测定感应器间隙值的偏差作为间隙偏差算出，向间隙电动机控制器18R输出。
然后，为了消除最佳感应器间隙值与测定感应器间隙值的偏差、也就是使从间隙偏差算出器17R接收到的间隙偏差成为零，间隙电动机控制器18R算出控制间隙电动机19R的控制量，并将算出的控制量送往间隙电动机19R。
间隙电动机19R根据接收到的控制量进行动作，使千斤顶20R动作。
通过该千斤顶20R的动作，感应器6R的上部铁心部2Ra相对于下部铁心部2Rb以铰链部2Rc为中心转动。
由此，可调节上部感应器部5Ra与下部感应器部5Rb之间的距离即感应器间隙H，在能做成紧凑的设备的同时，对于输送来的被加热件7的左右偏差也能以良好的响应以及最佳条件进行感应加热。
<变形例1>
本实施方式所涉及的感应加热装置1根据感应器6R的电功率数来调节上部感应器部5Ra与下部感应器部5Rb之间的距离即感应器间隙H。
作为变形例1的感应加热装置1a根据感应器6R的电功率数来调节感应器间隙H，并使固定有感应器6R的台车沿被加热件7的短边方向横向移动，以此调节被加热件7与感应器6R之间的距离。
这样，通过使感应器6R移动到成为所设定的最佳条件的位置，同时调节感应器间隙H，能针对输送来的被加热件7的左右偏差一边微调加热温度一边进行感应加热。
《结构》
图6是表示作为变形例1的感应加热装置1a的结构图。
作为变形例1的感应加热装置1a在本实施方式所涉及的感应加热装置1的结构的基础上，还包括：为了能调节被加热件7的短边方向上的被加热件7与感应器6R之间的距离而使固定有感应器6R的台车28R移动的感应器电动机25R；将被感应器电动机25R移动后的台车28R上所固定的感应器6R的位置作为测定感应器位置检测值进行检测的感应器位置检测器26R；将由加热条件设定器11设定的电功率数目标值变换为最佳感应器位置设定值的感应器位置变换器22R；将由感应器位置变换器22R变换得到的最佳感应器位置设定值与由感应器位置检测器26R检测到的测定感应器位置检测值的偏差作为感应器位置偏差算出的感应器位置偏差算出器23R；根据感应器位置偏差算出器23R算出的感应器位置偏差对感应器电动机25R进行控制的感应器电动机控制器24R。
图6中，图示了一台感应器6R，但在作为变形例1的感应加热装置1a中，另外还以夹有被加热件7的短边方向(宽度方向)的左右两端侧的形态设有一台感应器6L。
《作用》
下面参照图6对作为变形例1的感应加热装置1a的作用进行说明。
首先，加热条件设定器11通过外部输入等接收基于被加热件7的至少材质、板宽、板厚能实现最佳加热的电功率数的设定值，将接收到的电功率数的设定值作为电功率数目标值进行设定，向感应器位置变换器22R输出。
另一方面，由输送辊9输送的被加热件7的两端侧在感应加热装置1a的上部感应器部5Ra与下部感应器部5Rb之间通过，利用在此产生的磁通进行感应加热。
感应器位置检测器26R对固定有感应器6R的台车28R的位置进行测定，根据所测定到的台车28R的位置算出感应器6R的位置信息，作为感应器位置检测信号向感应器位置偏差算出器23R输出。
然后，感应器位置变换器22R将由加热条件设定器11输出的电功率数目标值变换为最佳感应器位置信号。
图7是表示代表感应器6R与被加热件7间距离的感应器位置与电功率数的关系的图。符号701表示电功率数W相对于感应器位置M的变化情况。
如图7所示，随着感应器位置M的增大，即随着被加热件7的短边方向上的感应器6R与被加热件7之间的距离增大，感应器6R的阻抗减小，电功率数W减小。
感应器位置变换器22R利用图7的关系将电功率数W变换为感应器位置M，从而算出最佳感应器位置，并作为最佳感应器位置信号向感应器位置偏差算出器23R输出。
接着，感应器位置偏差算出器23R接收由感应器位置检测器26R检测到的感应器位置检测信号。然后，根据接收到的感应器位置检测信号和由感应器位置变换器22R接收到的最佳感应器位置信号将测定感应器位置与最佳感应器位置的偏差作为感应器位置偏差算出，并将算出的感应器位置偏差作为感应器位置偏差信号送往感应器电动机控制器24R。
接着，为了消除最佳感应器位置与测定感应器位置的偏差、也就是使从感应器位置偏差算出器23R接收到的感应器位置偏差成为零，感应器电动机控制器24R算出控制感应器电动机25R的控制量，并将算出的控制量送往感应器电动机25R。
感应器电动机25R根据接收到的控制量进行动作，使固定有感应器6R的台车28R的底部上所安装的车轮29R沿被加热件7的短边方向横向移动。
由此，能使固定在台车28R上的感应器6R移动，以使由感应器位置检测器26R测定得到的感应器位置M成为所设定的最佳位置。而且，通过调节感应器间隙H，能针对输送来的被加热件7的左右偏移一边微调加热温度一边进行感应加热。

Claims (2)

1.一种感应加热装置，其特征在于，包括：
感应器，其形成为C形，并具有下部铁心部、上部铁心部和铰链部，对感应器间隙中输送来的被加热件进行加热，其中，所述下部铁心部在其端部上卷绕有加热线圈，所述上部铁心部相对于所述下部铁心部以规定间隔的所述感应器间隙相对配置，而且在端部上卷绕有加热线圈，而所述铰链部将所述上部铁心部以可相对于所述下部铁心部转动的状态予以轴支撑；
电功率数检测装置，其设置在所述加热线圈的通电电路中，对供给加热线圈的电功率数进行检测；
加热条件设定装置，其根据被所述感应器加热的被加热件的至少材质、板宽和板厚设定所述加热线圈的最佳加热条件，并设定与所设定的最佳加热条件对应的电功率数目标值；
感应器间隙值变换装置，其将所设定的电功率数目标值变换为最佳感应器间隙值，且将由所述电功率数检测装置检测到的电功率数变换为测定感应器间隙值；
间隙偏差算出装置，其将变换得到的最佳感应器间隙值与测定感应器间隙值的偏差作为间隙偏差算出；以及
间隙电动机控制装置，其为了消除所算出的间隙偏差而对转动所述上部铁心部的电动机进行控制。
2.如权利要求1所述的感应加热装置，其特征在于，包括：
感应器电动机，其能移动所述感应器以调节所述被加热件与所述感应器在所述被加热件的短边方向上的距离；
感应器位置检测装置，其将被所述感应器电动机移动后的所述感应器的位置作为测定感应器位置检测值进行检测；
感应器位置变换装置，其将由所述加热条件设定装置所设定的电功率数目标值变换为最佳感应器位置设定值；
感应器位置偏差算出装置，其将由所述感应器位置变换装置变换得到的最佳感应器位置设定值与由所述感应器位置检测装置检测到的测定感应器位置检测值的偏差作为感应器位置偏差算出；以及
感应器电动机控制装置，其为了消除由所述感应器位置偏差算出装置所算出的感应器位置偏差而对所述感应器电动机进行控制。
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