CN115022994A - 连续带材的电感应加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续带材的电感应加热装置，其包括：主体，所述主体上具有供连续带材水平移动的缝隙；多个第一感应器，其被配置于所述主体上，并位于所述缝隙的一侧呈阵列分布，相邻行或列的所述第一感应器之间交错排列；多个第二感应器，其被配置于所述主体上，并位于所述缝隙的另一侧，所述第二感应器与所述第一感应器一一对应设置，部分或者全部的所述第二感应器以及与其对应的所述第一感应器共同对所覆盖区域内的所述连续带材感应加热。本发明提供一种连续带材的电感应加热装置，其通过控制呈阵列排布的第一感应器与第二感应器全部或者部分工作，用以适配连续带材的宽度，降低能耗。

Description

连续带材的电感应加热装置

技术领域

本发明涉及加热设备技术领域，更具体地说，涉及连续带材的电感应加热装置。

背景技术

横向磁通感应加热适用于加工连续带材，如中国发明专利CN109971928A中，公开了一种板坯感应加热装置，其包括多组电磁感应加热器和支撑平台；支撑平台用于固定电磁感应加热器，并通过外接升降装置实现板坯感应加热装置的上下位置移动，使电磁感应加热器通钢孔的中心与板坯中心处于同一水平线。该专利方案中电磁感应线圈被放置在工件两侧，交变电流通入到电磁感应线圈中时，会产生磁感线在工件表面产生的涡流和热传导对工件进行加热。但是在该专利方案中的加热装置在加工宽度小于预设宽度的连续带材时，加热缝隙中未覆盖连续带材的区域产生能量损失，增加能耗。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出了一种连续带材的电感应加热装置，其通过控制呈阵列排布的第一感应器与第二感应器全部或者部分工作，用以适配连续带材的宽度，降低能耗。

本发明所采取的技术方案是：提供一种连续带材的电感应加热装置，包括：

主体，所述主体上具有供连续带材水平移动的缝隙；

多个第一感应器，其被配置于所述主体上，并位于所述缝隙的一侧呈阵列分布，相邻行或列的所述第一感应器之间交错排列；

多个第二感应器，其被配置于所述主体上，并位于所述缝隙的另一侧，所述第二感应器与所述第一感应器一一对应设置，部分或者全部的所述第二感应器以及与其对应的所述第一感应器共同对所覆盖区域内的所述连续带材感应加热。

与现有技术相比，本发明申请中将多个第一感应器和多个第二感应器呈阵列排布，通过控制呈阵列排布的第一感应器与第二感应器全部或者部分工作，以形成面积可调的交变磁场覆盖范围使连续带材上产生涡流，以达到控制加热面积的目的，减少未覆盖连续带材区域所产生的能量损失，降低能耗。

根据本发明的一个实施例，所述第一感应器和第二感应器均包括层叠硅钢片和绕设在层叠硅钢片上的线圈；通过控制多个线圈通入电流的大小和方向，以在缝隙内形成交变磁场。

根据本发明的一个实施例，电感应加热装置还包括第一导热管和第二导热管，所述第一导热管被配置于所述主体上并与每个所述第一感应器接触，所述第一导热管内通入流体用于与所述第一感应器进行热交换，所述第二导热管被配置于所述主体上并与每个所述第二感应器接触，所述第二导热管内通入流体用于与所述第二感应器进行热交换；由于第一感应器和第二感应器在工作中因铁损产生热量导致层叠硅钢片温升，如果不及时将热量排出，层叠硅钢片因为温升导致其电磁性能降低，进而影响电感应加热装置的加热效率。为此，增设第一导热管和第二导热管，通过冷却液在导热管内流通与层叠硅钢片进行热交换，达到冷却的目的。

根据本发明的一个实施例，所述第一导热管和第二导热管为非磁性金属，优选为纯铜或铜合金。

根据本发明的一个实施例，电感应加热装置还包括多个竖直设置的第一隔板和多个竖直设置的第二隔板，每两个所述第一隔板分别被配置于对应的所述第一感应器的两端，每两个所述第二隔板分别被配置于对应的所述第二感应器的两端；每个所述第一隔板均与所述第一导热管连接，每个所述第二隔板均与所述第二导热管连接；第一隔板在起到固定第一感应器的同时，还能很好地分割磁场，以形成均布的交变磁场，保证加热的均一性，并且第一隔板与第一感应器上进行接触，将热量传递至第一导热管上并与之进行热交换。

根据本发明的一个实施例，所述第一隔板包括有板体，所述板体上朝远离所述主体方向延伸形成有一个或多个的延伸部；延伸部的设置在起到竖直固定第一隔板的同时，还能均布交变磁场，改善电感应加热装置对连续带材的加热效果，提高装置的加热效率。

根据本发明的一个实施例，所述第一隔板和第二隔板均由不锈钢、纯铜或铜合金材料制成。

根据本发明的一个实施例，所述板体上设有与所述第一导热管适配的避让槽；避让槽的设置避免板体与第一导热管产生空间位置干涉。

根据本发明的一个实施例，所述主体包括有水平设置的横板，所述横板沿所述连续带材移动的方向贯穿形成所述缝隙；横板为弹簧硅陶瓷材料，在空气中能经受1450-1600℃的高温。

根据本发明的一个实施例，所述横板上沿竖直方向朝上下两侧延伸分别形成两个第一侧板和两个第二侧板，两所述第一侧板间隔设置并与所述横板组合形成第一安装部，两所述第二侧板间隔设置并与所述横板组合形成第二安装部。

根据本发明的一个实施例，电感应加热装置还包括第一盖板和第二盖板，所述第一盖板与所述第一侧板连接并盖合所述第一安装部，所述第二盖板与所述第二侧板连接并盖合所述第二安装部。

根据本发明的一个实施例，所述第一盖板上设有与延伸部适配的连接孔，所述延伸部穿过并伸出所述连接孔；延伸部穿过并伸出连接孔与外部的安装位置进行连接，起到良好的固定与支撑作用。由于第一感应器相对于缝隙悬空，间隔设置的两个第一隔板负载其对应的第一感应器的部分重量，避免横板承重并在高温作用下发生变形。

附图说明

图1为本发明实施例中电感应加热装置的爆炸图；

图2为本发明实施例中电感应加热装置的正视图；

图3为本发明实施例中电感应加热装置的立体图；

图4为本发明实施例中电感应加热装置去除第一盖板后的结构示意图；

图5为本发明实施例中电感应加热装置的局部结构图；

图6为本发明实施例中电感应加热装置的局部爆炸图；

图7为本发明实施例中第一导热管路的结构示意图；

图8为本发明实施例中主体的结构示意图；

图9为本发明另一实施例中第一隔板的结构示意图。

图中标号说明：

1、主体；2、第一隔板；3、第一感应器；4、第一盖板；5、第一导热管；6、第二隔板；7、第二感应器；8、第二盖板；9、第二导热管；10、端盖；

11、横板；12、第一侧板；13、第二侧板；14、屏蔽条；

11a、缝隙；12a、第一安装部；13a、第二安装部；

21、板体；22、避让槽；23、延伸部；

81、支撑部。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1

结合图1和图2所示，提供一种连续带材的电感应加热装置，包括：主体1，所述主体1上具有供连续带材水平移动的缝隙11a；多个第一感应器3，其被配置于所述主体1上，并位于所述缝隙11a的一侧呈阵列分布，相邻行或列的所述第一感应器3之间交错排列；多个第二感应器7，其被配置于所述主体1上，并位于所述缝隙11a的另一侧，所述第二感应器7与所述第一感应器3一一对应设置，部分或者全部的所述第二感应器7以及与其对应的所述第一感应器3共同对所覆盖区域内的所述连续带材感应加热。

进一步地，在本实施例中，第一感应器3和第二感应器7均为电磁发生单元，即所述第一感应器3和第二感应器7均包括层叠硅钢片和绕设在层叠硅钢片上的线圈；通过控制多个线圈通入电流的大小和方向，以在缝隙11a内形成交变磁场。

更进一步地，在本实施例中，第一感应器3和第二感应器7上的层叠硅钢片均为方块形结构。其呈现矩阵式堆叠在主体1上，组成点状分布的电磁发生单元组。

具体地，结合图8所示，所述主体1包括有水平设置的横板11，所述横板11沿所述连续带材移动的方向贯穿形成所述缝隙11a。

进一步地，结合图2所示，在沿缝隙11a的宽度方向间隔设有两根屏蔽条14，由于交变磁场存在边缘效应导致位于交变磁场边缘区域的温度高于中心区域的温度。屏蔽条14用来将边缘区域与中心区域隔开，以保证屏蔽条14间隙内温度的均一性，保证加热质量。

更进一步地，屏蔽条14采用紫铜材料，其具有冷却管结构，冷却管结构中通入冷却流体，避免屏蔽条14长时间受热受损。

具体地，所述横板11上沿竖直方向朝上下两侧延伸分别形成两个第一侧板12和两个第二侧板13，两所述第一侧板12间隔设置并与所述横板11组合形成第一安装部12a，两所述第二侧板13间隔设置并与所述横板11组合形成第二安装部13a。

进一步地，在竖直方向上，主体1呈现H型结构，其中部为水平设置的横板11，缝隙11a设置在横板11上。横板11的两侧边沿朝上下方向延伸形成第一侧板12和第二侧板13，第一侧板12组成H型结构的上半部分，第二侧板13组成H型结构的下半部分。结合图3和图4所示，第一感应器3安装在第一安装部12a上，第二感应器7安装在第二安装部13a上。

具体地，电感应加热装置还包括第一盖板4和第二盖板8，所述第一盖板4与所述第一侧板12连接并盖合所述第一安装部12a，所述第二盖板8与所述第二侧板13连接并盖合所述第二安装部13a。

进一步地，在第二盖板8上间隔设有两支撑部81。

具体地，电感应加热装置还包括第一导热管5和第二导热管9，所述第一导热管5被配置于所述主体1上并与每个所述第一感应器3接触，所述第一导热管5内通入流体用于与所述第一感应器3进行热交换，所述第二导热管9被配置于所述主体1上并与每个所述第二感应器7接触，所述第二导热管9内通入流体用于与所述第二感应器7进行热交换。

结合图5、图6和图7所示，在本实施例中，第一导热管5和第二导热管9以缝隙11a的水平中心面为对称面对称设置。第一导热管5包括用两根扁管，单根扁管绕设形成一组冷却液通道，两组冷却液通道间隔设置用以覆盖住所有第一感应器3。同理，第二导热管9上两组冷却液通道间隔设置用以覆盖住所有第二感应器7。

具体地，所述第一导热管5和第二导热管9为非磁性金属，优选为纯铜或铜合金；避免第一导热管5和第二导热管9在交变磁场中产生涡流发热，造成能量消耗。

进一步地，电感应加热装置还包括端盖10，结合图4所示，固定安装在主体1上并密封所述缝隙11a上远离第一导热管5接头的另一侧开口。

具体地，结合图6所示，电感应加热装置还包括多个竖直设置的第一隔板2和多个竖直设置的第二隔板6，每两个所述第一隔板2分别被配置于对应的所述第一感应器3的两端，每两个所述第二隔板6分别被配置于对应的所述第二感应器7的两端；每个所述第一隔板2均与所述第一导热管5连接，每个所述第二隔板6均与所述第二导热管9连接。

进一步地，第一隔板2在起到固定第一感应器3的同时，还能很好地与第一感应器3上进行接触，将热量传递至第一导热管5上并与之进行热交换。

具体地，所述第一隔板2包括有板体21，所述板体21上朝远离所述主体1方向延伸形成有一个或多个的延伸部23。

进一步地，在本实施例中，板体21为倒置的梯形结构，其下部的短边与横板11板面相抵。相邻行的两个板体21侧板因梯形结构的斜边形成供空气流体的间隙，用于增加导热管的冷却效果。

更进一步地，延伸部23的设置在起到竖直固定第一隔板2的同时，还能改善电感应加热装置对连续带材的加热效果，提高装置的加热效率。

具体地，所述第一隔板2和第二隔板6均由不锈钢、纯铜或铜合金材料制成。

进一步地，在本实施例中，第一隔板2和第二隔板6均采用铜合金材质，其具有良好的导热性。

具体地，结合图6所示，所述板体21上设有与所述第一导热管5适配的避让槽22；避让槽22的设置避免板体21与第一导热管5产生空间位置干涉，并且板体21与第一导热管5采用同样材质并通过焊接连为一体。

具体地，所述第一盖板4上设有与延伸部23适配的连接孔，所述延伸部23穿过并伸出所述连接孔，一方面便于与外部的安装位置连接，另一方面延伸部23的上端外露与外部环境能够进行热交换。

实施例2

结合图9所示，本实施例中不同于实施例1之处在于，本实施例中的电感应加热装置上的第一隔板2为倒置的梯形结构，其设有避让槽22，取消了第一隔板2上的延伸部23结构。同理，本实施例中的第二隔板6与第一隔板2结构相同。

实施例3

本实施例中不同于实施例1之处在于，本实施例中的电感应加热装置取消了第一隔板2和第二隔板6，即在本体上设置第一感应器3、第一导热管5、第二感应器7和第二导热管9。

实验例

实施例1-3中电感应加热装置的相关参数如下：电感应加热装置加热区域长为100cm、缝隙11a为l0mm、连续带材的厚度为2.3mm、运动速度为4m/min、宽为300mm、电流频率分别为30/hz. 其中，连续带材的牌号为BR1500的汽车防撞钢材；层叠硅钢片的牌号为30P120；连续带材出口处的平均温度取10个样品温度的平均值。

序号	连续带材出口处的平均温度（℃）	有无第一隔板和第二隔板	有无延伸部	连续运行10h耗能（度）
					实施例1	920.31	有	有	1600
实施例2	924.47	有	无	1600
					实施例3	901.62	无	/	1600

综上所述，在功耗固定的情况下，通过增设第一隔板2和第二隔板6以及在第一隔板2和第二隔板6板体21上设置延伸部23，能够进一步地提高电感应加热装置的加热效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种连续带材的电感应加热装置，其特征在于，包括：

主体（1），所述主体（1）上具有供连续带材水平移动的缝隙（11a）；

多个第一感应器（3），其被配置于所述主体（1）上，并位于所述缝隙（11a）的一侧呈阵列分布，相邻行或列的所述第一感应器（3）之间交错排列；

多个第二感应器（7），其被配置于所述主体（1）上，并位于所述缝隙（11a）的另一侧，所述第二感应器（7）与所述第一感应器（3）一一对应设置，部分或者全部的所述第二感应器（7）以及与其对应的所述第一感应器（3）共同对所覆盖区域内的所述连续带材感应加热。

2.根据权利要求1所述的连续带材的电感应加热装置，其特征在于：还包括第一导热管（5）和第二导热管（9），所述第一导热管（5）被配置于所述主体（1）上并与每个所述第一感应器（3）接触，所述第一导热管（5）内通入流体用于与所述第一感应器（3）进行热交换，所述第二导热管（9）被配置于所述主体（1）上并与每个所述第二感应器（7）接触，所述第二导热管（9）内通入流体用于与所述第二感应器（7）进行热交换。

3.根据权利要求2所述的连续带材的电感应加热装置，其特征在于：还包括多个竖直设置的第一隔板（2）和多个竖直设置的第二隔板（6），每两个所述第一隔板（2）分别被配置于对应的所述第一感应器（3）的两端，每两个所述第二隔板（6）分别被配置于对应的所述第二感应器（7）的两端。

4.根据权利要求3所述的连续带材的电感应加热装置，其特征在于：所述第一隔板（2）包括有板体（21），所述板体（21）上朝远离所述主体（1）方向延伸形成有一个或多个的延伸部（23）。

5.根据权利要求3所述的连续带材的电感应加热装置，其特征在于：所述第一隔板（2）和第二隔板（6）均由不锈钢、纯铜或铜合金材料制成。

6.根据权利要求4所述的连续带材的电感应加热装置，其特征在于：所述板体（21）上设有与所述第一导热管（5）适配的避让槽（22）。

7.根据权利要求1所述的连续带材的电感应加热装置，其特征在于：所述主体（1）包括有水平设置的横板（11），所述横板（11）沿所述连续带材移动的方向贯穿形成所述缝隙（11a）。

8.根据权利要求7所述的连续带材的电感应加热装置，其特征在于：所述横板（11）上沿竖直方向朝上下两侧延伸分别形成两个第一侧板（12）和两个第二侧板（13），两所述第一侧板（12）间隔设置并与所述横板（11）组合形成第一安装部（12a），两所述第二侧板（13）间隔设置并与所述横板（11）组合形成第二安装部（13a）。

9.根据权利要求8所述的连续带材的电感应加热装置，其特征在于：还包括第一盖板（4）和第二盖板（8），所述第一盖板（4）与所述第一侧板（12）连接并盖合所述第一安装部（12a），所述第二盖板（8）与所述第二侧板（13）连接并盖合所述第二安装部（13a）。

10.根据权利要求9所述的连续带材的电感应加热装置，其特征在于：所述第一盖板（4）上设有与延伸部（23）适配的连接孔，所述延伸部（23）穿过并伸出所述连接孔。

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