CN101925420A - 感应加热装置的劣化诊断装置 - Google Patents

Abstract

一种劣化诊断装置，通过准确地把握感应加热装置的劣化发展，可进行高效的检修，且能防止因感应加热装置的故障引起的突发的设备停止。为此，在轧制生产线中使用的感应加热装置的内部敷设用于检测温度的光纤。此外，根据具有该光纤的传感器的检测结果，监视感应加热装置的劣化状况。

Description

感应加热装置的劣化诊断装置

技术领域

本发明涉及一种轧制钢板的轧制生产线中使用的感应加热装置的劣化诊断装置。

背景技术

一般地，在热轧生产线中，将被加热材(轧制材)在加热炉内加热到可轧制的温度，并在粗轧机中成形为称为粗轧杆的状态。此外，通过使用精轧机来轧制该粗轧杆，从而形成具有所期望的板厚和板宽的制品。

在这种热轧生产线中，近年来，以降低钢材的温度获取轧制机的负载减轻或对被加热材升温、均热这些种种目的出发，一般地，设置感应加热装置。即，在轧制生产线中，利用感应加热装置，进行对轧制材或其他被加热材的加热、热处理。作为轧制生产线中使用的感应加热装置，例如已知有以被加热材的两边缘部分的温度上升为目的的边缘加热器、以被加热材的整体的温度上升为目的的杆状加热器(日文：バ一ヒ一タ)。

图7是表示一般的边缘加热器的结构的立体图。如图7所示，边缘加热器2具有用于加热被加热材1的感应器(inductor)。该感应器的主要部分由C形铁心3、径向铁心4和加热线圈5构成。此外，以抑制来自被加热材1的辐射热、生锈(scale)、水和水蒸气的浸入等为目的，利用屏蔽盖6和耐热板7保护感应器的上述各构成物。

根据钢铁业界的发展及高品质制品的提供的状况，在热轧生产线中开始导入如图7所示的感应加热装置。另一方面，导入热轧生产线的感应加热装置大多处于必须长时间连续运转的状况。不过，也会出现以下问题：由于长时间的运转导致感应加热装置老化或劣化，进而引发突发的设备停止。

在这种背景下，提出了关于感应加热装置的维修的提案。例如，图8是表示与感应加热装置的维修有关的以往的结构的图，表示了用于冷却图7所示的边缘加热器2的装置。图8中，构成边缘加热器2的C形铁心3、径向铁心4、加热线圈5、屏蔽盖6和耐热板7分别与用于使冷却水通过的软管17连接。图8中，为了简化图，仅图示了对应于上侧的加热线圈5等的软管17，对于下侧，也采用相同的冷却水系统。

接着，各软管17通过供水母管18及排水母管19而成组化，并与热交换器、冷却水用容器等连接。此外，作为传感器，在各软管17的排水侧设有用于温度调节的恒温箱13，在排水母管19的排出侧设有流量计14。上述流量计14原来最好设于各软管17。不过，由于流量计14自身的尺寸大，在实际的装置中，受感应器内部的空间的制约，因此，如图8所示，例如与排水母管19连接。

此外，作为冷却感应加热装置的装置的现有技术，还提出有具有如上所述的冷却水系统，此外，还设有用于除去冷却水中的铜离子的离子交换器的技术(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利特开2006-312154号公报

发明的公开

发明所要解决的技术问题

具有专利文献1中记载的装置的以往的感应加热装置中，作为传感器，一般使用恒温箱13、流量计14。不过，这些传感器不是直接检测加热线圈5等感应器的构成物，而是检测需要水冷的上述构成物的冷却水的间接检测方式。

此外，恒温箱13、流量计14一般是输出故障程度的接点信号的构件，仅具有检测故障的发生的功能。即，根据以往的构件，不能达到监视感应加热装置的劣化状况、防止热轧生产线的突发的设备停止的程度。

感应加热装置的检修一般必须在热轧生产线的停止日、即限定的时间内结束。不过，由于感应加热装置的结构复杂，因此，为了看清劣化部分，对该部分进行检修需要花费大量的时间和成本。因此，仅在热轧生产线的停止日，不能对感应加热装置进行充分的检修，致使突发的设备停止也常有发生。

在这种状况下，对感应加热装置进行有效的检修的需求提高。即，期待用于准确地把握感应加热装置的劣化状况、明确检修处、在热轧生产线的停止日可靠地修复该劣化部分的方案。

本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种感应加热装置的劣化诊断装置，该诊断装置通过准确地把握感应加热装置的劣化发展，可进行高效的检修，且能防止因感应加热装置的故障引起的突发设备停止。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的感应加热装置的劣化诊断装置是用于诊断轧制生产线中使用的感应加热装置的劣化的劣化诊断装置，包括：传感器，其具有用于检测感应加热装置的内部温度而敷设于感应加热装置内部的光纤；以及监视装置，其用于根据上述传感器的检测结果，监视感应加热装置的劣化状况。

发明效果

根据本发明，通过准确地把握感应加热装置的劣化发展，可进行高效的检修，且能防止因感应加热装置的故障引起的突发的设备停止。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的感应加热装置的劣化诊断装置的整体结构的图。

图2是表示图1所示的感应加热装置的劣化诊断装置的主要部分的立体图。

图3是表示监视画面的一例的图。

图4是表示监视画面的其他例子的图。

图5是表示本发明实施方式2的感应加热装置的劣化诊断装置的整体结构的图。

图6是表示监视画面的一例的图。

图7是表示一般的边缘加热器的结构的立体图。

图8是表示与感应加热装置的维修有关的现有结构的图。

(符号说明)

1 被加热材、2 边缘加热器、3 C形铁心、4 径向铁心、

5 加热线圈、5a 上侧加热线圈、5b 下侧加热线圈、

6 屏蔽盖、7 耐热板、8 光纤、

9 数据收集装置、10 计算机、11 高频逆变器电源、

12 运转信号、13 恒温箱、14 流量计、15 警报信号、

16 热图像摄像机、17 软管、18 供水母管、19 排水母管

具体实施方式

为了更详细地说明本发明，根据附图进行说明。另外，对各图中相同或相当的部分标注相同符号，并适当简化乃至省略其重复说明。

实施方式1

图1是表示本发明实施方式1的感应加热装置的劣化诊断装置的整体结构的图，图2是表示图1所示的感应加热装置的劣化诊断装置的主要部分的立体图。

该劣化诊断装置是用于诊断轧制生产线中使用的感应加热装置的劣化的装置。轧制生产线中使用的感应加热装置例如具有与图7所示的装置相同的结构，由提高被加热材1(轧制材)的两边缘部分的温度的边缘加热器2构成。即，边缘加热器2具有用于加热被加热材1的感应器，该感应器由C形铁心3、径向铁心4、加热线圈5(上侧加热线圈5a、下侧加热线圈5b)构成其主要部分。此外，以抑制来自被加热材1的辐射热、生锈(scale)、水和水蒸气的浸入等为目的，利用屏蔽盖6和耐热板7保护感应器的上述各构成物。

如上所述，轧制生产线中使用的感应加热装置的感应器的上述各构成物被屏蔽盖6等保护。因此，只要感应加热装置不产生劣化等，其内部就能一直保持在60℃左右。不过，当由于某种原因，屏蔽盖6和耐热板7产生损伤和劣化时，C形铁心3、径向铁心4、加热线圈5会直接受到来自被加热材1的辐射热的影响。此外，由于附着锈、堆积的锈通过感应加热而过热，会促进感应器的各构成物的损伤和劣化。

为了一直监视这种感应加热装置的劣化，在劣化诊断装置中，在感应加热装置的内部，设有用于直接检测感应加热装置的内部状态的传感器和根据该传感器的检测结果来监视感应加热装置的劣化状况的监视装置。

图1及图2中，作为上述传感器，采用了用于检测感应加热装置的内部温度的光纤8，并将该光纤8敷设于感应加热装置的内部。如图1及图2所示，光纤8拉设于上侧加热线圈5a的上表面和下侧加热线圈5b的上表面。即，在本实施方式中，表示了光纤8(的一部分)敷设于加热线圈5中加热被加热材1时朝向被加热材1的方向的面上的情形。

光纤8的输出信号、即从光纤8输出的温度信息暂时存储于收集数据的数据收集装置9中。接着，存储于数据收集装置9的温度数据被作为监视装置的主要部分的计算机10加工和编辑，并将必要的信息显示于显示器(监视画面)。即，监视装置具有以温度检测为指标、监视感应加热装置的劣化发展的功能。

由于若是光纤8则不易受到高频噪声的影响，因此，即便在边缘加热器2的电源是高频逆变器电源11的情形下，也能将光纤8敷设于其主回路电缆、加热线圈5的附近。此外，若是光纤8，则可在作为加热线圈5和径向铁心4等的劣化标准的400℃左右进行测定，且能配置于感应加热装置内的极小的设置空间内。即，光纤8全部满足用于检测感应加热装置的内部温度所需的条件。

在图1及图2中，表示了光纤8拉设于加热线圈5的情形，这只是在容易产生劣化处敷设光纤8的一例。即，若在感应加热装置内的欲进行温度监视处预先拉设光纤8，则自然可监视任意处的劣化。

此外，图3是表示监视画面的一例的图，图4是表示监视画面的其他例子的图。图3及图4都表示显示于计算机10的显示器的画面的例子。

图3所示的画面例表示了将上侧加热线圈5a的下表面和下侧加热线圈5b的上表面分别进行四分割，将各分割的部位的温度通过数值显示于计算机10的显示器的情形。显示于显示器的温度(数值)是根据光纤8的输出信号而获得的值。即，光纤8拉设于上侧加热线圈5a的下表面和下侧加热线圈5b的上表面，从而能分别检测上述被分割的部位的温度。这样，通过对各部位进行温度监视，可监视加热线圈5的状态。

此外，图4所示的画面例中，将从光纤8的输出信号获得的加热线圈5的温度信息显示于显示器，从而能目视确认其温度变化。即，能对应于时间轴绘制出加热线圈5的温度信息。此外，在该画面例中，使用相同的时间轴表示高频逆变器电源11的运转信号12和来自恒温箱13及流量计14(图1中均未图示)的警报信号15，并作为监视项目读取。上述运转信号12作为确认边缘加热器2的运转状态的信息而被读取。

通过采用这种画面结构，可监视边缘加热器2的运转/停止状态的加热线圈5的温度状态。此外，若采用上述画面结构，则可与利用恒温箱13、流量计14的装置异常检测相关联地进行边缘加热器2的状态监视。

本发明的实施方式1中，通过准确地把握感应加热装置的劣化发展，可进行高效的检修，且能防止因感应加热装置的故障引起的突发的设备停止。

即，若是采用上述结构的劣化诊断装置，则可对加热线圈5这样的感应器的构成物进行直接的检测，能高精度地检测出感应加热装置的老化和劣化。此外，由于能准确地检测出感应加热装置的劣化状况，因此能正确地把握维修、点检的必要时间点。即，能在轧制生产线的停止日前，根据监视数据制定维修计划，可实现检修的高效化。此外，由于可把握感应加热装置的劣化发展，因此，还能可靠地防止因感应加热装置的故障引起的突发的设备停止。

实施方式2

图5是表示本发明实施方式2的感应加热装置的劣化诊断装置的整体结构的图，图6是表示监视画面的一例的图。在图5及图6所示的劣化诊断装置中，同时显示利用传感器进行温度检测的温度被检测体(例如，加热线圈5)的图像数据和利用传感器所检测到的上述温度被检测体的温度的数值数据。

即，在本实施方式的劣化诊断装置中，为了取得温度被检测体即加热线圈5的图像数据，除图1所示的结构外，将热图像摄像机16设于边缘加热器2。为使该热图像摄像机16具有上述功能，设定其焦点与光纤8的敷设部分重合。接着，热图像摄像机16的输出信息(例如，下侧加热线圈5b上表面的热图像数据)与表示温度变化的数值数据一起显示于计算机10的显示器。在图6所示的画面例中，表示了使用相同的时间轴表示加热线圈5的温度信息、运转信号12和警报信号15，并将其作为监视项目读取的情形。

根据本发明的实施方式2，也可对通过敷设光纤8进行温度监视的点，使用热图像数据进行监视。这样，由于可进行可见的状态监视，因此可把握例如在通常操作时的何种运转状态下，感应加热装置的劣化不断发展这样的种种设备状态的变化。

工业上的可利用性

本发明所涉及的感应加热装置的劣化诊断装置可应用于轧制生产线中使用的各种感应加热装置(例如，边缘加热器、杆状加热器等)。

Claims (5)

1.一种感应加热装置的劣化诊断装置，用于诊断轧制生产线中使用的感应加热装置的劣化，其特征在于，包括：

传感器，该传感器具有用于检测所述感应加热装置的内部温度而敷设于所述感应加热装置内部的光纤；以及

监视装置，该监视装置用于根据所述传感器的检测结果，监视所述感应加热装置的劣化状况。

2.如权利要求1所述的感应加热装置的劣化诊断装置，其特征在于，

感应加热装置具有用于加热被加热材的加热线圈，

光纤中的至少一部分敷设于所述加热线圈中加热所述被加热材时朝向所述被加热材的方向的面上。

3.如权利要求1或2所述的感应加热装置的劣化诊断装置，其特征在于，

监视装置具有将从光纤的输出信号获得的感应加热装置的内部温度信息以能目视确认该温度变化的方式进行显示的功能。

4.如权利要求1至3中任一项所述的感应加热装置的劣化诊断装置，其特征在于，

监视装置同时显示利用传感器进行温度检测的温度被检测体的图像数据和利用所述传感器所检测到的所述温度被检测体的温度的数值数据。

5.如权利要求4所述的感应加热装置的劣化诊断装置，其特征在于，

为了获取温度被检测体的图像数据，还包括焦点与光纤的敷设部分重合设定的热图像摄像机。

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