CN105296730B - 用于连续加热构造有不同温度区的板坯的方法和加热设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于连续加热构造有不同温度区的板坯的方法和加热设备，其中，板坯在加热之后具有用于接下来的热成型或压硬化的包括不同温度区的温度分布。设置成，为了加热使板坯(1)相对于作为纵向场感应器或横向场感应器来运行的至少一个第一感应器(110)运动并且然后相对于作为横向场感应器来运行的至少一个第二感应器(120)运动，其中，由于这两个感应器(110,120)彼此的布置和/或通过感应器(110,120)的彼此相协调的运行方式造成产生一定的、包括不同温度区的温度分布。本发明此外涉及一种适合用于执行该方法的加热设备(100)。

Description

用于连续加热构造有不同温度区的板坯的方法和加热设备
技术领域
本发明涉及一种用于连续加热板坯(Blechplatine)和尤其成型板坯(Formplatine)的方法，其中，在加热之后板坯应具有包括不同温度区的温度分布用于接下来的热成型和尤其压硬化(Presshärten)。
本发明此外涉及一种用于连续加热板坯的加热设备或热处理设备，其使能够相应地加热板坯。
背景技术
为了热成型和尤其为了压硬化，提前加热所使用的板坯。由现有技术已知不同的操作方式，利用其在加热时通过构造不同的温度区可在板坯内产生一定的温度分布，以便由此例如可制造局部压硬化的板形件。在文件DE 200 14 361 U1中提出在炉中隔离板坯的单个区域免于温度影响，使得隔离的这些区域不经历显著的加热。在文件DE 10 2009 015013 B4中提出在加热板坯期间应用吸收热能的吸收物质(Absorptionsmasse)。在文件DE102 56 621 B3中说明了一种具有多个借助于分隔壁彼此分离的带有不同温度水平的炉区的连续式加热炉。
发明内容
本发明目的在于说明一种相关类型的方法，其不或至少仅在减小的范围中具有伴随现有技术的至少一个缺点。
该目的由一种相应于权利要求1的特征的根据本发明的方法来实现。利用并列的权利要求，本发明还延伸到一种根据本发明的加热设备或热处理设备上。对于两个发明对象类似地，不仅由从属权利要求而且由接下来的说明得出优选的改进方案和设计方案。
根据本发明的方法特征在于，为了加热使板坯尤其单独地相对于至少一个第一感应器(其作为纵向场感应器或横向场感应器来运行)运动并且然后相对于至少一个第二感应器(其作为横向场感应器来运行)运动，其中，由于至少这两个感应器彼此的布置并且/或者通过这些感应器的彼此相协调的运行方式(在板坯内)来实现或造成产生一定的或限定的、包括不同温度区的温度分布板坯。
优选地将至少一个温度区加热到在材料特有的居里-温度(对于钢板大约720℃至770℃)之上的温度。
感应器相应于其运行方式来构造。在借助于纵向场感应加热(纵向场加热)时，待加热的板坯被感应器线圈围绕，使得主磁通处于板平面中。在借助于横向场感应加热(横向场加热)时，感应器线圈位于待加热的板坯的表面处，使得主磁通大致垂直地延伸通过板坯。纵向和横向场感应的原理以及相应的纵向和横向场感应器由现有技术已知，对此例如涉及文件DE 103 12 623 A1。借助于横向场感应器或纵向场感应器均匀加热板坯还在文件DE 10 2009 016 027 A1中来说明。
优选地，使待加热的板坯相对于固定的感应器运动成使得这些板坯尤其单个地或单独地被引导经过第一感应器和然后第二感应器。在借助于感应器感应式加热期间，可使相关的板坯运动或暂时停止。运动速度或经过速度可为40mm/sec至250mm/sec并且尤其取决于感应器的功率和板厚度。经过速度(进给)和/或感应器的功率(或者说感应器功率)可被与板厚度相匹配，这尤其在应用裁剪的坯料(不仅裁剪的焊接的坯料而且裁剪的轧制的坯料)时是有利的。
根据本发明应用感应器使能够在较短的循环时间中以高效率快速地且精确地加热(在没有炉的情况下)。与在现有技术中广泛流行的电气地和/或以气体运行的辊底式炉相比，得到显著的时间、空间和/或能量节省。根据本发明应用多个、尤其不同地运行的感应器使能够在板坯中针对性地产生或构造所规定的温度分布。此外，本发明使能够产生带有较小过渡区的位置精确的温度区。此外，温度区可以比较小。可使磁场引导(Feldführung)单独匹配于板坯形状或轮廓。每个板坯轮廓可温度优化地来加热。
第二感应器为了加热板坯可仅有时或阶段性地被通电，以便由此仅加热板坯的一定的区域或一定的区(非均匀加热)。此外可设置成，使第二感应器在板坯加热之前或加热时相对于该板坯运动(例如通过移动)、尤其横向于板坯的经过方向，以便由此针对性地仅加热板坯的一定的区域或一定的区。用于区加热的两个措施还可相互结合。
优选地设置成，板坯在第一感应器处被均匀地加热。此外还可使用第一感应器用于区加热，其中，尤其设置成，不仅第一感应器而且第二感应器被用于加热不同的区域或区。优选地，第一感应器对此构造为横向场感应器并且/或者作为横向场感应器来运行。
本发明具有许多优点。除了已说明的用于加热带有不同温度区的板坯的有效的可能性之外，可防止在板坯边缘区中(在不仅外边缘而且内边缘处)的过度加热，如其在横向场感应或横向场加热时常常出现的那样。此外可来改型现有的加热设备或装置用于根据本发明的运行。这并没有列举出全部优点。
根据本发明的方法的一优选的改进方案设置成，借助于作为纵向场感应器来构造或运行的第一感应器将板坯、尤其钢板坯大致均匀地加热或预热到直至720℃的温度且尤其到直至770℃的温度(这大约相应于钢板的居里-温度)并且然后借助于第二感应器(横向场感应器)实现将被预热的板坯局部地或区域性地加热(非均匀高温加热)到超过720℃的温度、优选地直到920℃至950℃(钢板的奥氏体化温度，加上用于传输至模具的冷却余量)的温度范围中且尤其到直至1100℃的温度，即到明显高于居里-温度的温度。均匀的加热还可被称为基础加热。尤其如果基础加热设置在居里-温度之上，为了均匀加热，那么第一感应器还可作为横向场感应器来运行或构造为横向场感应器。区域性的或非均匀的高温加热尤其可利用之前所阐述的用于区加热的措施实现。
优选地即设置成，钢板坯在第一感应器处均匀地被加热到直至770℃的温度且然后在第二感应器处实现局部加热到超过770℃的温度。
此外以相应较小的温度还可来加热铝板坯或其它板材料(也就是说，本发明不限于加热钢板坯)。
板坯可于在第一感应器与第二感应器处加热之间在炉中被热处理，以便在此例如在覆层的板坯(例如AlSi-覆层)上构造扩散保护层。炉尤其是电气地和/或以气体运行的炉。优选地，板坯在进入炉中时具有借助于第一感应器所产生的均匀的基础加热。在炉中优选地既不实现加热也不实现冷却，而是所谓的温度保持。炉温度可为几百摄氏度。板坯还可于在第二感应器处加热之后被输送给这样的炉。
一种根据本发明的用于连续加热板坯的加热设备(或热处理设备)(其中，板坯在加热之后具有包括不同温度区或区域的温度分布用于接下来的热成型和尤其压硬化)包括：
-至少一个第一感应器，其中，其尤其是纵向场感应器或横向场感应器；和
-至少一个第二感应器，其中，其尤其是横向场感应器。
当然，根据本发明的加热设备适合用于实施或执行根据本发明的方法。
优选地，根据本发明的加热设备构造为连续运行设备(Durchlaufanlage)，其中，感应器在待加热的板坯的经过方向上静止地彼此相继地来布置。尽管如此，根据本发明的加热设备(在经过方向上)具有较短的结构长度。特别优选地，第一感应器和第二感应器在结构上联合在一起且对此例如布置在架子、壳体等中。板坯经过根据本发明的加热设备可借助于滚子或尤其成对地布置的下和上滚子(或下和上辊子)实现。借助于成对布置的滚子对实现待加热的板坯的精确的且不易受干扰的穿引并且在此还防止其热变形。
第二感应器能够可改装(尤其可替换或可更换)地来构造，其中，通过所提供的可改装性实现单独匹配于待加热的板坯和/或待产生的温度分布。优选地，多个不同构造的第二感应器属于根据本发明的加热设备，其实现快速改装。
此外优选地设置成，第二感应器(或至少其线圈组件)尤其横向于板坯的经过方向可运动或可移动地来构造，以便由此针对性地仅加热板坯的一定的区域或一定的区，如上面已说明的那样。可运动性尤其通过相应的支承来实现，其中，运动或行驶运动可借助于合适的可控的驱动器来实现。
第一感应器优选地可转换地来构造，使得其选择性地作为纵向场或横向场感应器可运行或能够被运行。特别优选地设置成，作为纵向场感应器运行相应于尤其预设的标准-运行模块。此外第二感应器还能够关于其运行方式可转换地来构造。
根据本发明的加热设备可包括(在板坯的经过方向上)在感应器之间、也就是说在第一感应器与第二感应器之间或者在第二感应器之后板坯布置的至少一个炉。其尤其是电气地和/或以气体运行的炉，其设置成使能够在待加热的板坯上构造扩散保护层。
根据一特别优选的改进方案，根据本发明的加热设备包括至少一个且优选地刚好一个作为纵向场感应器构造的或可运行的第一感应器(其尤其设置用于均匀加热板坯)和两个第二感应器(其尤其设置用于非均匀地或区域性地加热板坯)，其中，这些第二感应器尤其作为横向场感应器来构造或可运行(所谓的横向场感应器对)。该横向场感应器对包括两个在经过方向上彼此依次的且优选地直接相继的横向场感应器，其从不同的侧面且优选地从相反的外侧这里搭接待加热的且对此尤其被引导经过固定的横向感应器对的板坯。由此这些横向场感应器中的每个可仅针对性地影响一定的板坯边缘区或板坯外棱边，由此例如可防止在这些板坯边缘区中的过度加热。横向场感应器对的横向场感应器优选地可独立运动或移动，从而通过独立移动能够根据目标防止和/或引起在板坯边缘区中或在板坯外棱边处的过度加热和/或过冷。
附图说明
接下来示例性地且以非限制性的方式参考示意性的且不按比例的附图来详细阐述本发明，其中，还示出且阐述了根据本发明的加热设备一优选的实施形式。在附图中示出的并且/或者接下来所阐述的特征可独立于具体的特征组合是本发明的通用特征。其中：
图1以俯视图显示了用于批量制造热成形的且尤其压硬化的板形件的组件，其包括根据本发明的加热设备。
图2以俯视图显示了多个利用图1中的加热设备加热的板坯或成型板坯。
图3以剖视图显示了属于图1中加热设备的第一感应器的线圈组件(根据在图1中所说明的剖线A-A)。
附图标记清单
1 板坯
100 加热设备
110 第一感应器(入口感应器)
115 线圈组件
116 导体组
120 第二感应器(出口感应器)
125 线圈组件
130 炉
200 模具
B 磁场
DLR 板坯-经过方向。
具体实施方式
图1以俯视图显示了用于批量加热板坯的根据本发明的加热设备100，其中，板坯在加热之后具有包括不同温度区的温度分布并且接下来在与冲压相联系的工具200中被热成型且尤其被压硬化(或者相应于温度分布被部分地压硬化)。箭头DLR说明了板坯的经过方向。
构造为连续运行设备的加热设备100包括带有线圈组件115的第一感应器110(其可选择性地作为纵向场感应器或横向场感应器来运行)和第二感应器120，其构造为横向场感应器。第二感应器120(或至少其线圈组件125)可横向于经过方向DLR运动地或可水平移动地来构造，如以双箭头所示。根据其关于经过方向DLR的布置，第一感应器110也可被称为入口感应器而第二感应器120被称为出口感应器。代替单个的第二感应器120，也可设置有横向场感应器对(如上面所阐述的那样)。
在第一感应器110与第二感应器120之间可选地布置有炉130，其当前构造为连续式加热炉。炉130在经过方向DLR上也可布置在第二感应器120之后。炉130尤其用于在板坯上构造扩散保护层。加热设备100(尤其在没有炉130的情况下)特征在于较短的结构长度。
图2在俯视图中显示了多个由钢板形成的板坯1，其利用加热设备100来加热且分别具有包括不同温度区的温度分布。借助于虚线来说明温度区的划分。根据图2b、2c和2d的板坯1b、1c和1d示例性地是用于制造用于客车-机动车车身的B-柱的成型板坯。
被加热的板坯1a(根据图2a)具有两个温度区或区域。借助于第一感应器110实现将板坯1a均匀地基础加热到720℃，其中，第一感应器110作为纵向场感应器来运行。借助于第二感应器120实现将所标记的区域高温加热到930℃，其中，使第二感应器120在加热期间向外运动，使得根据图示角区域被高温加热排除。
以类似的方式实现加热成型板坯1b(根据图2b)，其中，第二感应器120被定位成使得仅高温加热成型板坯1b的左半板坯(或者说，根据图示上半板坯)。如果在温度区中的温度不应是720℃和930℃、而例如应是800℃或1000℃，则第一感应器110将作为横向场感应器来运行以产生更高的基础加热。
成型板坯1c(根据图2c)借助于第一感应器110被均匀加热到800℃，对此，第一感应器110作为横向场感应器来运行。借助于第二感应器120仅将成型板坯1c的前半板坯(或者说，根据图示右半板坯)高温加热到1000℃，对此第二感应器120仅被通电直至板坯经过的一半。
成型板坯1d(根据图2d)借助于第一感应器110被均匀加热到720℃，对此，第一感应器110作为纵向场感应器来运行。借助于第二感应器120仅将成型板坯1d的中间的带状的板坯区域高温加热到930℃，对此，第二感应器120在相关的板坯区域经过时仅短暂被通电。
结合图2示例性地所阐述的方式为了产生其它温度分布或温度轮廓可结合。通过改变经过速度(进给)和/或感应器功率可来影响且尤其匹配或调整加热温度，其中，这也可在调节回路中实现。
图3显示了第一感应器110的线圈组件115，其包括上部的感应器部分115a(其带有包括多个单导体的导体组116a)和对称地构造的下部的感应器部分115b(其带有包括多个单导体的导体组116b)。
在图3a中所示的线路布置中第一感应器110的线圈组件115作为横向场感应器来运行，其中，位于感应器部分115a与115b之间的板坯1被磁场或主磁通垂直地贯穿，如根据所示出的磁通线(Magnetflusslinie)B所示。
在图3b所示的线路布置中同样的线圈组件115作为纵向场感应器来运行，其中，待加热的板坯1平行于其表面被磁场贯穿且主磁通近似处于板平面中，如根据所示出的磁通线B'所示。虽然线圈组件不相应于传统的围绕式或包围式结构、而是具有布置在待加热的板坯1之上和之下的两个感应器部分或者说上感应器115a和下感应器115b，磁场图(Magnetfeldbild)与传统的纵向场并无区别。
第一感应器110或其线圈组件115能够(类似于第二感应器120或其线圈组件125)可运动地或可水平移动地来构造，尤其这样使得上部的感应器部分115a和下部的感应器部分115b可共同地或同步地运动或移动。第二感应器120可类似于第一感应器110来构造。此外，类似于第一感应器110，第二感应器120也可构造成可转换(且因此可不仅作为横向场感应器而且作为纵向场感应器运行)。第一感应器110和第二感应器120尤其可相同地来构造。

Claims (19)

1.一种用于连续加热板坯(1)的方法，其中，所述板坯(1)在加热之后具有包括不同温度区的温度分布用于接下来的热成型，其特征在于，为了加热使所述板坯(1)相对于作为纵向场感应器或横向场感应器来运行且设置用于均匀加热板坯的至少一个第一感应器(110)运动并且然后相对于作为横向场感应器来运行且设置用于区域性地加热板坯的至少一个第二感应器(120)运动，其中，由于这两个感应器(110,120)彼此的布置和/或通过所述感应器(110,120)的彼此相协调的运行方式造成产生包括不同温度区的温度分布。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在加热板坯(1)时所述第二感应器(120)仅有时被通电，以便区域性地加热所述板坯(1)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第二感应器(120)在板坯(1)加热之前或在加热时被移动，以便区域性地且针对性地加热所述板坯(1)。
4.根据前述权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述板坯(1)借助于作为纵向场感应器来运行的第一感应器(110)均匀地被加热到直至770℃的温度并且然后借助于所述第二感应器(120)实现局部加热到超过770℃的温度。
5.根据前述权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述板坯(1)于在所述第一感应器(110)处与在所述第二感应器(120)处加热之间或者于在所述第二感应器(120)处加热之后在炉(130)中被热处理。
6.根据前述权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述板坯(1)为成型板坯。
7.根据前述权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述热成型为压硬化。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述板坯(1)借助于作为纵向场感应器来运行的第一感应器(110)均匀地被加热到直至770℃的温度并且然后借助于所述第二感应器(120)实现局部加热到超过770℃的温度。
9.根据前述权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述板坯(1)于在所述第一感应器(110)处与在所述第二感应器(120)处加热之间或者于在所述第二感应器(120)处加热之后在炉(130)中被热处理，以便在此在所述板坯(1)上构造扩散保护层。
10.一种用于连续加热板坯(1)的加热设备(100)，其中，所述板坯(1)在加热之后具有包括不同温度区的温度分布用于接下来的热成型，所述加热设备带有：
-设置用于均匀加热板坯的至少一个第一感应器(110)；和
-设置用于区域性地加热板坯的至少一个第二感应器(120)。
11.根据权利要求10所述的加热设备(100)，其特征在于，所述加热设备构造为连续运行设备，其中，所述感应器(110,120)在经过方向(DLR)上彼此相继布置。
12.根据权利要求10或11所述的加热设备(100)，其特征在于，所述第二感应器(120)能够改装地并且/或者能够运动地来构造。
13.根据权利要求10至11中任一项所述的加热设备(100)，其特征在于，所述第一感应器(110)能够转换地来构造，以便能够选择性地使其作为纵向场或横向场感应器运行。
14.根据权利要求10至11中任一项所述的加热设备(100)，其包括在所述第一感应器(110)与所述第二感应器(120)之间或者在所述第二感应器(120)之后布置的炉(130)。
15.根据权利要求10至11中任一项所述的加热设备(100)，其特征在于，所述板坯(1)为成型板坯。
16.根据权利要求10至11中任一项所述的加热设备(100)，其特征在于，所述热成型为压硬化。
17.根据权利要求10至11中任一项所述的加热设备(100)，其特征在于，所述至少一个第一感应器(110)是纵向场感应器或横向场感应器。
18.根据权利要求10至11中任一项所述的加热设备(100)，其特征在于，所述至少一个第二感应器(120)是横向场感应器。
19.根据权利要求10或11所述的加热设备(100)，其特征在于，所述第二感应器(120)能够改装地并且/或者能够横向于经过方向(DLR)运动地来构造。
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