CN204281787U - 多组可移动式感应线圈加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钢板在线感应加热技术。一种多组可移动式感应线圈加热装置，包括多组感应线圈（4）、移动小车（5）、智能处理单元、PLC控制系统（8），多组感应线圈安装于移动小车上，多组感应线圈分别布置于辊道（1）中的各输送辊之间依次排列，感应线圈前端上方安装有板形翘曲检测仪（2），每组感应线圈入口端安装有红外测温仪（9），板形翘曲检测仪和红外测温仪输出经信号线（6）接智能处理单元，智能处理单元输出接PLC控制系统，PLC控制系统控制安装于移动小车上的感应线圈水平侧移或控制感应线圈的电源线（7）通电加热，加热过程中钢板（3）从各组感应线圈内部依次通过。

Description

多组可移动式感应线圈加热装置

技术领域

    本实用新型涉及一种钢板在线感应加热技术，尤其涉及一种可移动式感应线圈加热装置，适用于中厚钢板的热机械控制工艺技术。

背景技术

随着科技的进步，材料应用的范围不断拓展，人们对材料性能的要求愈加苛刻，热机械控制工艺（TMCP）对材料的性能具有重要影响，可实现特殊性能钢板的生产，如焊接性能优异的高强钢、高层建筑用钢和大型船舶用钢等，可极大提升厚板的质量水平，对厚板的性能影响尤为显著。新一代TMCP技术的一个重要特点是轧后的在线热处理过程不仅仅限于冷却或保温，某些情况下还会进行一定条件的加热。中厚板的在线热处理装置利用高效的感应加热装置进行快速回火，可以对碳化物的分布和尺寸进行控制，使其非常均匀、细小的分散于基体之上，从而实现调质钢的高强度和高韧性。

为满足中厚板的快速在线回火需求，需要在轧后辊道上安装感应加热炉。由于来料的板带厚度不一，通常最大翘曲量往往>30mm，而实现感应加热必须保证感应线圈与板带之间保持有效感应距离，因此要求感应炉体能根据不同的板厚做出高度调整。如果使用常规的螺线管式纵向磁场感应加热，虽然设计结构简单，但实际使用过程中非常容易出现钢板与线圈相撞、钢板卡死在线圈中无法移动等问题，且无法根据钢板厚度规格灵活调整线圈内腔的间隙。

通过文献查阅及专利检索，美国专利US5495094公开了一种感应加热炉，该感应炉由单一铜板线圈之间交错连接绕制而成，线圈内部空间距离无法调整，因此无法实现多厚度规格的钢板加热，也无法应对钢板翘曲现象。特别是该专利公开的单一铜板线圈只适合采用高频感应加热薄钢板，厚度通常在5mm以下。美国专利US6498328B2及US5739506均采用横向磁场感应加热，即磁场方向与被加热钢板宽面方向垂直。利用横向磁场对单块钢板进行加热时，虽然也可以根据钢板厚度和生产突发状况调整线圈间距，但存在加热开始阶段，电流在钢板前端聚集并造成该处温度过烧的问题。若采用在钢板前端拼接钢板或从钢板中部开始加热等方法，虽然可以解决端部过烧的问题，但实际大生产过程中这些方法根本不具有可操作性。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种多组可移动式感应线圈加热装置，该加热装置由多组螺线管线圈组成，布置于辊道中的各输送辊之间依次排列，感应线圈安装于移动小车上；生产过程中，当遇到翘曲严重的钢板时，各感应线圈可以迅速移动至输送辊道侧面，从而允许该翘曲钢板通过而不影响正常生产。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种多组可移动式感应线圈加热装置，包括多组感应线圈、移动小车、智能处理单元、PLC控制系统，多组感应线圈安装于移动小车上，多组感应线圈分别布置于辊道中的各输送辊之间依次排列，感应线圈前端上方安装有板形翘曲检测仪，每组感应线圈入口端安装有红外测温仪，板形翘曲检测仪和红外测温仪输出经信号线接智能处理单元，智能处理单元输出接PLC控制系统，PLC控制系统控制安装于移动小车上的感应线圈水平侧移或控制感应线圈的电源线通电加热。

所述感应线圈为螺旋管线圈，线圈由多匝空心铜管绕制而成，铜管内部通有冷却水。

所述感应线圈至少包含三组以上，每组感应线圈有独立配套的电源控制系统和冷却水系统。

所述感应线圈沿辊道输送方向水平布置，加热过程中钢板从各组感应线圈内部依次通过。

所述板形翘曲检测仪为多个，板形翘曲检测仪间距与感应线圈间距相同。

本实用新型的加热装置由多组螺线管线圈组成，布置于辊道中的各输送辊之间依次排列，感应线圈安装于移动小车上。生产过程中，当遇到翘曲严重的钢板时，各感应线圈可以迅速移动至输送辊道侧面，从而允许该翘曲钢板通过而不影响正常生产。

与现有技术相比，本实用新型有益效果是：

1）当钢板翘曲量过大时，各组感应线圈可以利用移动小车迅速移动至辊道侧面，从而使该钢板正常通过，随后各组感应线圈再回到原来位置，进行下一块钢板的加热。

2）当钢板翘曲量满足工艺设定的范围时，则首先利用安装于每组感应线圈入口端的红外测温仪对钢板的表面温度进行检测，进入感应线圈后线圈通电快速加热，经过一定的保温时间后，钢板移动至线圈出口处并达到工艺设定的目标温度。

本实用新型的加热装置用于钢板轧制后热处理，其设备结构简单，工艺操作易实现自动化，加热效果较好，有利于提高产品质量。

附图说明

图1为本实用新型多组可移动式感应线圈加热装置结构示意图；

图2为钢板生产时的正常输送状态图；

图3为本实用新型的加热装置对钢板加热过程示意图；

图4为本实用新型的加热装置感应线圈水平侧移示意图。

图中：1辊道，2板形翘曲检测仪，3被加热钢板，4感应线圈，5移动小车，6信号线，7电源线，8 PLC控制系统，9红外测温仪。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1，一种多组可移动式感应线圈加热装置，包括多组感应线圈4、移动小车5、智能处理单元、PLC控制系统8，多组感应线圈4安装于移动小车5上，能实现水平侧移功能；多组感应线圈4分别布置于辊道1中的各输送辊之间依次排列，感应线圈4前端上方安装有板形翘曲检测仪2，每组感应线圈4入口端安装有红外测温仪9，板形翘曲检测仪2和红外测温仪9输出经信号线6接智能处理单元（图中未示出），智能处理单元输出接PLC控制系统8，PLC控制系统8控制安装于移动小车5上的感应线圈4水平侧移或控制感应线圈4的电源线7通电加热。

所述感应线圈4为螺旋管线圈，线圈由多匝空心铜管绕制而成，铜管内部通有冷却水。感应线圈4至少包含三组以上，每组感应线圈4有独立配套的电源控制系统和冷却水系统，可独立控制功率大小。感应线圈4沿辊道1输送方向水平布置，加热过程中钢板3从各组线圈内部依次通过，特例是每组感应线圈4水平等距布置。

所述板形翘曲检测仪2为多个，板形翘曲检测仪2间距与每组感应线圈4间距相同。

    本实用新型多组可移动式感应线圈加热装置的工作过程是：

当被加热钢板3沿辊道1运输时，利用安装于感应线圈4前端上方的多个板形翘曲检测仪2对钢板3的翘曲量进行检测，并将检测信号发送至智能处理单元，智能处理单元经计算后进行判断，将结果输出给PLC控制系统8，PLC控制系统8控制安装于移动小车5上的感应线圈4水平侧移，或控制感应线圈4的电源线7通电加热。

1）当钢板3翘曲量过大时，则发送动作信号至所有移动小车5，使移动小车5带动安装于其上的感应线圈4侧移至辊道侧面，从而允许钢板3正常通过。

2）当钢板3翘曲量满足工艺设定的范围时，则首先利用安装于每组感应线圈4入口端的红外测温仪9对所述被加热钢板3的表面温度进行检测。根据检测温度以及所述被加热钢板3的宽度、厚度、移动速度以及钢种牌号等信息，PLC控制系统8控制每组感应线圈4上的功率大小，从而控制钢板3在移动过程中的升温过程，最终当钢板3运输至最后一组感应线圈4出口侧时，其截面温度满足工艺设定的温度均匀性要求。

加热过程中，当被加热钢板3表面温度值与智能处理单元储存的理论计算值出现偏差时，则对红外测温仪9对应的感应线圈4功率进行修正。

本实用新型多组可移动式感应线圈加热装置对钢板进行加热时，所述被加热钢板厚度介于6mm～50mm之间。当所述被加热钢板厚度超过50mm时或钢板翘曲量大于30mm时，则需移动感应线圈4至辊道1侧面，使钢板3正常运输至其他工位。随后，感应线圈4再移动至原来的位置。

实施例

本实用新型主要针对钢板轧制后进行感应加热热处理以改善组织、提高力学性能。本实施例中要求对规格为4000mm*40mm*15000mm的多块钢板进行加热，材质为管线钢。工艺要求把钢板从室温加热至650度，加热结束后钢板位于感应线圈出口处截面上的温度分布控制在+/-10度以内，且加热过程中温度不超过660度。

如图2所示，正常生产情况下，钢板3经过轧制后通过辊道1运输至下一工位。为实现上述温度目标要求，本实用新型的实施例采用八组感应线圈4（螺线管线圈）对移动钢板3进行感应加热。八组感应线圈4分别安装于八台移动小车5之上，并沿辊道输送方向水平等间距布置，每组感应线圈4分别布置于辊道1中的各输送辊之间，每组感应线圈4中心位置间距为1600mm，感应线圈4分别标记为C1～C8。感应线圈间辊道采用非导磁不锈钢材质，辊径为300mm。如图1所示，被加热钢板3沿辊道1运送，在感应线圈4前端上方布置有八个板形翘曲检测仪2，板形翘曲检测仪2间距与每组感应线圈4间距相同，均为1600mm，并分别标记为T1～T8。利用所述八个板形翘曲检测仪2对被加热钢板3进行翘曲量检测，并将检测信号发送至智能处理单元（图1中未示出），由智能处理单元计算后进行判断，智能处理单元输出接PLC控制系统8，PLC控制系统8控制安装于移动小车5上的感应线圈4水平侧移或控制感应线圈4的电源线7通电加热。当八个检测信号均表明翘曲量满足工艺设定要求时，则允许感应线圈4对钢板3进行加热，如图3所示。当八个板形翘曲检测仪2中只要有一个检测信号表明翘曲量过大时，则PLC控制系统8控制移动小车5侧移，将八组感应线圈4分别移动至辊道侧面，从而允许钢板3以正常速度通过，如图4所示。

如图1所示，对翘曲量满足工艺要求的钢板3进行加热时，首先利用位于感应线圈4入口端的红外测温仪9对钢板3表面温度进行检测，并将检测信号发送至智能处理单元。由红外测温仪9对钢板3表面温度初始温度进行检测，智能处理单元根据被加热钢板的规格、钢种、温度条件、移动速度等条件，读取数据库中记录的加热电参数，并将电参数信号发送至各组感应线圈4对应的电源控制系统，由电源控制系统对八组感应线圈4进行通电加热。经过八组感应线圈4加热后，最后一个感应线圈4出口侧钢板3截面整体温度分布满足工艺设定的+/-10度以内控制要求。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多组可移动式感应线圈加热装置，其特征是：包括多组感应线圈（4）、移动小车（5）、智能处理单元、PLC控制系统（8），多组感应线圈（4）安装于移动小车（5）上，多组感应线圈（4）分别布置于辊道（1）中的各输送辊之间依次排列，感应线圈（4）前端上方安装有板形翘曲检测仪（2），每组感应线圈（4）入口端安装有红外测温仪（9），板形翘曲检测仪（2）和红外测温仪（9）输出经信号线（6）接智能处理单元，智能处理单元输出接PLC控制系统（8），PLC控制系统（8）控制安装于移动小车（5）上的感应线圈（4）水平侧移或控制感应线圈（4）的电源线（7）通电加热。

2.根据权利要求1所述的多组可移动式感应线圈加热装置，其特征是：所述感应线圈（4）为螺旋管线圈，线圈由多匝空心铜管绕制而成，铜管内部通有冷却水。

3.根据权利要求2所述的多组可移动式感应线圈加热装置，其特征是：所述感应线圈（4）至少包含三组以上，每组感应线圈（4）有独立配套的电源控制系统和冷却水系统。

4.根据权利要求3所述的多组可移动式感应线圈加热装置，其特征是：所述感应线圈（4）沿辊道（1）输送方向水平布置，加热过程中钢板（3）从各组感应线圈（4）内部依次通过。

5.根据权利要求1或4所述的多组可移动式感应线圈加热装置，其特征是：所述板形翘曲检测仪（2）为多个，板形翘曲检测仪（2）间距与感应线圈（4）间距相同。