DE102016112941B4

DE102016112941B4 - Elektrische Heizvorrichtung und elektrisches Heizverfahren

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Publication number: DE102016112941B4
Application number: DE102016112941.0A
Authority: DE
Inventors: Hisanori Nakamura; Asahiko Hasebe; Maho KIMURA; Takashi SAKUI; Kenichi Morita
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2016-07-14
Publication date: 2019-07-04
Anticipated expiration: 2036-07-15
Also published as: JP6384417B2; US20170019953A1; DE102016112941A1; JP2017025362A; CN106350658A

Abstract

Elektrische Heizvorrichtung (1), die ein zu erhitzendes Material durch Inkontaktbringen einer Vielzahl von Elektroden (2, 3) mit dem zu erhitzenden Material mit einer vorbestimmten Distanz zwischen den Elektroden (2, 3) und Zuführen eines zwischen den Elektroden (2, 3) fließenden elektrischen Stroms elektrisch erhitzt, mit:einer Zusatzheizeinrichtung (5-9) zum zusätzlichen Erhitzen von jedem einer Vielzahl von zuvor in dem zu erhitzenden Material definierten Bereichen; undeiner Steuereinrichtung (11) zum Steuern des elektrischen Erhitzens und des zusätzlichen Erhitzens für das zu erhitzende Material, wobeieine zusätzliche Heizwärmemenge für jeden der Vielzahl von Bereichen durch Berechnen einer erforderlichen Heizwärmemenge zum Erhitzen von jedem der Vielzahl von Bereichen auf eine vordefinierte Solltemperatur, sowie einer elektrischen Heizwärmemenge, die in jedem der Vielzahl von Bereichen durch das elektrische Erhitzen basierend auf Querschnittsflächeninformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials und Temperaturinformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials erzeugt wird, und Subtrahieren der berechneten elektrischen Heizwärmemenge von der berechneten erforderlichen Heizwärmemenge erhalten wird, unddie Steuereinrichtung (11), zusätzlich zu der Steuerung des elektrischen Erhitzens, die Zusatzheizeinrichtung (5-9) steuert, sodass jeder der Vielzahl von Bereichen basierend auf der erhaltenen zusätzlichen Heizwärmemenge für jeden der Vielzahl von Bereichen zusätzlich erhitzt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Heizvorrichtung und ein elektrisches Heizverfahren zum elektrischen Erhitzen eines zu erhitzenden Materials.
Beschreibung des Standes der Technik
Es ist eine elektrische Heizvorrichtung bekannt, die ein zu erhitzendes Material elektrisch erhitzt, indem ein Paar von Elektroden in Kontakt mit dem zu erhitzenden Material mit einer vorbestimmten Distanz zwischen den Elektroden gebracht wird, und ein zwischen den Elektroden fließender elektrischer Strom angelegt wird (siehe beispielsweise japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. JP 2014-31566 A ). Diese elektrische Heizvorrichtung reduziert eine Temperaturunregelmäßigkeit während deren Erhitzungsprozesses durch Anpassen einer Zeit bzw. Dauer des elektrischen Erhitzens für jeden Bereich des zu erhitzenden Materials gemäß der Querschnittsfläche (d. h. der Querschnittsabmessung) des zu erhitzenden Materials, während das Paar von Elektroden bewegt wird und die Distanz zwischen den Elektroden geändert wird.
Ferner beschreiben die Druckschrift US 2007/0 215 588 A1 ein Erwärmen eines Gegenstandes mittels Widerstandsheizen, und die Druckschrift DE 197 20 652 A1 ein Erwärmen durch Strahlung abgebende Elemente.
Die Erfinder haben das folgende Problem herausgefunden. Gemäß der vorstehenden elektrischen Heizvorrichtung gilt, dass wenn die Elektroden einen Bereich mit einer großen Querschnittsfläche (d. h. einer großen Querschnittsabmessung) annähern, die Bewegungsgeschwindigkeit der Elektroden reduziert wird, um die Heizwärmemenge zu erhöhen. Daher besteht die Wahrscheinlichkeit, dass die Zeit bzw. Dauer zum Erhitzen des zu erhitzenden Materials ansteigen könnte.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, und es ist eine Aufgabe von dieser, eine elektrische Heizvorrichtung und ein elektrisches Heizverfahren bereitzustellen, die dazu fähig sind, die Zeit zum Erhitzen eines zu erhitzenden Materials durch Durchführen eines erforderlichen zusätzlichen Erhitzens simultan mit dem elektrischen Erhitzen, wobei Informationen bezüglich der Querschnittsfläche des zu erhitzenden Materials berücksichtigt werden, ohne die Elektroden zu bewegen, zu reduzieren.
Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu erlangen, ist ein erster exemplarischer Aspekt der vorliegenden Erfindung eine elektrische Heizvorrichtung, die ein zu erhitzendes Material durch Inkontaktbringen einer Vielzahl von Elektroden mit dem zu erhitzenden Material mit einer vorbestimmten Distanz zwischen den Elektroden und Zuführen eines zwischen den Elektroden fließenden elektrischen Stroms elektrisch erhitzt, mit: einer Zusatzheizeinrichtung zum zusätzlichen Erhitzen von jedem einer Vielzahl von zuvor in dem zu erhitzenden Material definierten Bereichen; und einer Steuereinrichtung zum Steuern des elektrischen Erhitzens und des zusätzlichen Erhitzens für das zu erhitzende Material, wobei eine zusätzliche Heizwärmemenge für jeden der Vielzahl von Bereichen durch Berechnen einer erforderlichen Heizwärmemenge, die zum Erhitzen von jedem der Vielzahl von Bereichen auf eine vordefinierte Solltemperatur erforderlich ist, sowie einer elektrischen Heizwärmemenge, die in jedem der Vielzahl von Bereichen durch das elektrische Erhitzen basierend auf Querschnittsflächeninformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials und Temperaturinformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials erzeugt wird, und Subtrahieren der berechneten elektrischen Heizwärmemenge von der berechneten erforderlichen Heizwärmemenge erhalten wird, und wobei die Steuereinrichtung, zusätzlich zu der Steuerung des elektrischen Erhitzens, die Zusatzheizeinrichtung steuert, sodass jeder der Vielzahl von Bereichen basierend auf der erhaltenen zusätzlichen Heizwärmemenge für jeden der Vielzahl von Bereichen zusätzlich erhitzt wird.
Gemäß diesem Aspekt kann die elektrische Heizvorrichtung weiterhin eine Temperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen von Temperaturinformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials umfassen, und wenn eine Temperatur des zu erhitzenden Materials, die durch die Temperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, die Solltemperatur des zu erhitzenden Materials erreicht, kann die Steuereinrichtung das elektrische Erhitzen stoppen.
Gemäß diesem Aspekt kann die Steuereinrichtung die Zusatzheizeinrichtung steuern, um nur jenen Bereich des zu erhitzenden Materials, für den die berechnete zusätzliche Heizwärmemenge größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist, mit der berechneten zusätzlichen Heizwärmemenge zusätzlich erhitzen.
Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu erlangen, ist ein weiterer exemplarischer Aspekt der vorliegenden Erfindung ein elektrisches Heizverfahren zum elektrischen Erhitzen eines zu erhitzenden Materials durch Inkontaktbringen einer Vielzahl von Elektroden in Kontakt mit dem zu erhitzenden Material mit einer vorbestimmten Distanz zwischen den Elektroden und Zuführen eines zwischen den Elektroden fließenden elektrischen Stroms, mit: einem Schritt des Berechnens einer erforderlichen Heizwärmemenge, die zum Erhitzen einer Vielzahl von Bereichen, die zuvor in dem zu erhitzenden Material definiert sind, auf eine vordefinierte Solltemperatur erforderlich ist, und einer elektrischen Heizwärmemenge, die in jedem der Vielzahl von Bereichen durch das elektrische Erhitzen basierend auf Querschnittsflächeninformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials und Temperaturinformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials erzeugt wird; einem Schritt des Berechnens einer zusätzlichen Heizwärmemenge für jeden der Vielzahl von Bereichen durch Subtrahieren der berechneten elektrischen Heizwärmemenge von der berechneten erforderlichen Heizwärmemenge; und einem Schritt des Steuerns, zusätzlich zu der Steuerung des elektrischen Erhitzens, eines zusätzlichen Erhitzens für jeden der Vielzahl von Bereichen basierend auf der berechneten zusätzlichen Heizwärmemenge für jeden der Vielzahl von Bereichen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine elektrische Heizvorrichtung und ein elektrisches Heizverfahren bereitzustellen, die dazu fähig sind, die Zeit bzw. Dauer zum Erhitzen eines zu erhitzenden Materials durch Durchführen eines erforderlichen zusätzlichen Erhitzens simultan mit dem elektrischen Erhitzen unter Berücksichtigung von Informationen über die Querschnittsfläche des zu erhitzenden Materials, ohne die Elektroden zu bewegen, zu reduzieren.
Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden detaillierten Beschreibung und der anhängenden Zeichnungen, die lediglich zur Veranschaulichung dienen und daher nicht erachtet werden, die vorliegende Erfindung einzuschränken, besser verstanden.
Figurenliste

1 ist eine Blockdarstellung, die eine schematische Systemkonfiguration einer elektrischen Heizvorrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Figur zum Erläutern eines Zusatzheizverfahrens in einem Fall, in dem die Querschnittsfläche eines zu erhitzenden Materials graduell von der Seite der positiven Elektrode in Richtung der Seite der negativen Elektrode ansteigt;
3 ist eine Figur zum Erläutern eines Zusatzheizverfahrens in einem Fall, in dem die Querschnittsfläche eines zu erhitzenden Materials graduell von der Seite der positiven Elektrode zu der Mitte des zu erhitzenden Materials ansteigt, und graduell von der Mitte in Richtung der Seite der negativen Elektrode abfällt; und
4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Prozessablaufs eines elektrischen Heizverfahrens gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER EXEMPLARISCHEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend werden exemplarische Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Beispielsweise führt eine elektrische Heizvorrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Wärmebehandlung bezüglich eines zu erhitzenden Materials, wie etwa ein plattenförmiges Metallmaterial (wie etwa eine Struktur für ein Automobil), durch Zuführen von Elektrizität zu dem zu erhitzenden Material durch, wobei das zu erhitzende Material direkt erhitzt wird.
1 ist eine Blockdarstellung, die eine schematische Systemkonfiguration einer elektrischen Heizvorrichtung gemäß diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel zeigt. Die elektrische Heizvorrichtung 1 gemäß diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel umfasst ein Paar einer positiven und negativen Elektrode 2 und 3, eine Energiezufuhreinheit 4, die Energie an die positive und negative Elektrode 2 und 3 zuführt, erste bis fünfte Zusatzheizer 5 bis 9, wobei jeder einen Entsprechenden einer Vielzahl von Bereichen eines zu erhitzenden Materials X erhitzt, einen Temperatursensor 10, der die Temperatur des zu erhitzenden Materials X erfasst, und eine Steuervorrichtung 11, die die Energiezufuhreinheit 4 und die ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 steuert.
Die positive und negative Elektrode 2 und 3 werden mit dem zu erhitzenden plattenförmigen Material X mit einer vorbestimmten Distanz zwischen der positiven und negativen Elektrode 2 und 3 in Kontakt gebracht. Es sei angemerkt, dass obwohl in diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel das Paar der positiven und negativen Elektroden 2 und 3 bereitgestellt ist, die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche Konfiguration eingeschränkt ist. Beispielsweise können zwei Paare oder mehr als zwei Paare von positiven und negativen Elektroden 2 und 3 angebracht sein. Weiterhin ist die Form des zu erhitzenden Materials X nicht auf die plattenförmige Form eingeschränkt. Beispielsweise kann das zu erhitzende Material X eine Säulenform oder eine Quaderform aufweisen.
Die Energiezufuhreinheit 4 erhitzt das zu erhitzende Material X durch Zuführen eines zwischen der positiven und negativen Elektrode 2 und 3 fließenden elektrischen Stroms. Beispielsweise ist die Energiezufuhreinheit 4 durch eine Energieversorgung, wie etwa einer Batterie, ausgebildet.
Die ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 sind ein spezifisches Beispiel der Zusatzheizeinrichtung. Die ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 erhitzen vorbestimmte Bereiche des zu erhitzenden Materials X. Jeder der ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 ist beispielsweise eine Nah-Infrarot-Heizeinrichtung oder eine Fern-Infrarot-Heizeinrichtung.
Beispielsweise sind die ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 entlang der Längsrichtung des zu erhitzenden Materials X angeordnet. Beispielsweise sind in dem zu erhitzenden Material X erste bis fünfte Bereiche der Reihe nach in regelmäßigen Intervallen von der linken Seite (obere Seite in 1) des zu erhitzenden Materials X entlang dessen Längsrichtung definiert. Die ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 sind an Positionen entsprechend den ersten bis fünften Bereichen des zu erhitzenden Materials X angebracht. Weiterhin erhitzen die ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 jeweils die ersten bis fünften Bereiche des zu erhitzenden Materials X. Die ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 erhitzen jeweils die ersten bis fünften Bereiche des zu erhitzenden Materials X gemäß einem Steuersignal von der Steuervorrichtung 11.
Es sei angemerkt, dass die vorstehend beschriebene Definition von jedem Bereich des zu erhitzenden Materials X lediglich ein Beispiel ist. Die Definition von Bereichen ist nicht auf solch ein Beispiel eingeschränkt und kann beliebig bestimmt werden. Die Anzahl und Anordnung von Zusatzheizern kann beliebig bestimmt werden, vorausgesetzt dass jeder der definierten Bereiche des zu erhitzenden Materials X angemessen erhitzt werden kann. Durch Erhöhen der Anzahl von Zusatzheizern können Niedrigtemperaturbereiche des zu erhitzenden Materials X auf eine detailliertere Weise erhitzt werden, was ermöglicht, die Temperaturunregelmäßigkeit mit höherer Genauigkeit zu reduzieren. Ferner kann eine Konfiguration angewendet werden, in der ein Zusatzheizer zu jedem Bereich des zu erhitzenden Materials X durch Verwenden eines Bewegungsmechanismus, wie etwa ein Schienenmechanismus, bewegt wird und diesen erhitzt. Obwohl die ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 Heizeinrichtungen des gleichen Typs sind, müssen diese nicht notwendigerweise Heizeinrichtungen des gleichen Typs sein. Diese ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 können eine Kombination von unterschiedlichen Typen von Heizeinrichtungen sein. Beispielsweise können optimale zusätzliche Heizeinrichtungen für die ersten bis fünften Bereiche unter Berücksichtigung der Materialcharakteristik der ersten bis fünften Bereiche angebracht sein.
Der Temperatursensor 10 erfasst die Temperatur des zu erhitzenden Materials X und gibt die erfasste Temperatur an die Steuervorrichtung 11 aus. Der Temperatursensor 10 ist beispielsweise ein Strahlungsthermometer. Es sei angemerkt, dass die elektrische Heizvorrichtung 1 auch keinen Temperatursensor 10 umfassen kann. In einem solchen Fall kann die gegenwärtige Temperatur des zu erhitzenden Materials X vor dem elektrischen Heizprozess in die Steuervorrichtung 11 eingegeben werden.
Die Steuervorrichtung 11 ist ein spezifisches Beispiel der Steuereinrichtung. Die Steuervorrichtung 11 steuert die Energiezufuhreinheit 4 und die ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9. Die Steuervorrichtung 11 erhitzt elektrisch das zu erhitzende Material X durch Steuern der Energiezufuhreinheit 4, und dadurch Steuern des zwischen der positiven und negativen Elektrode 2 und 3 fließenden elektrischen Stroms. Die Steuervorrichtung 11 erhitzt jeden der ersten bis fünften Bereiche des zu erhitzenden Materials X zusätzlich durch Steuern von ersten bis fünften Zusatzheizern 5 bis 9 basierend auf Informationen über die Querschnittsfläche (d. h. die Querschnittsabmessung) des zu erhitzenden Materials X.
Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 11 durch Hardware ausgebildet sein, die hauptsächlich einen Mikrocomputer mit einer CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) IIa, die eine Steuerverarbeitung, arithmetische Verarbeitung, usw., einen Speicher 11b mit einem ROM (Lesespeicher) und/oder einem RAM (Schreib-Lese-Speicher), der ein Steuerprogramm, ein Arithmetikprogramm, usw., die durch die CPU 11a auszuführen sind, speichert, und eine Schnittstelleneinheit (I/F) 11c verwendet, die externe Signale empfängt und ausgibt. Die CPU IIa, der Speicher 11b und die Schnittstelleneinheit 11c sind miteinander über einen Datenbus 11d oder dergleichen verbunden.
Im Übrigen passt die elektrische Heizvorrichtung gemäß dem Stand der Technik eine Zeit des elektrischen Erhitzens für jeden Bereich des zu erhitzenden Materials gemäß der Querschnittsfläche des zu erhitzenden Materials an, während ein Paar von Elektroden bewegt wird und eine Distanz zwischen den Elektroden geändert wird. Wenn sich dabei in der elektrischen Heizvorrichtung die Elektroden in einem Bereich mit einer großen Querschnittsfläche annähern, wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Elektroden reduziert, um die Heizwärmemenge zu erhöhen. Daher besteht die Möglichkeit, dass die Zeit bzw. die Dauer zum Erhitzen des zu erhitzenden Materials ansteigen könnte.
Im Gegensatz dazu berechnet die Steuervorrichtung 11 in der elektrischen Heizvorrichtung 1 gemäß diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel erforderliche Heizwärmemengen, die zum Erhitzen der ersten bis fünften Bereiche auf eine vordefinierte Solltemperatur erforderlich sind, und elektrische Heizwärmemengen, die in den ersten bis fünften Bereichen durch das elektrische Erhitzen basierend auf den Querschnittsflächeninformationen bezüglich der zu erhitzenden Materials X und Temperaturinformationen bezüglich der zu erhitzenden Materials X erzeugt werden. Anschließend berechnet die Steuervorrichtung 11 zusätzliche Heizwärmemengen für die ersten bis fünften Bereiche durch Subtrahieren der berechneten elektrischen Heizwärmemengen von den berechneten erforderlichen Heizwärmemengen. Die Steuervorrichtung 11 steuert, zusätzlich zu der Steuerung des elektrischen Erhitzens, die ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9, sodass die ersten bis fünften Bereiche basierend auf den berechneten zusätzlichen Heizwärmemengen für die ersten bis fünften Bereiche zusätzlich erhitzt werden.
Auf diese Weise wird für jeden der ersten bis fünften Bereiche des zu erhitzenden Materials X eine Heizwärmemenge, um die die lediglich durch das elektrische Erhitzen erzeugte Heizwärmemenge unzureichend ist, um die Temperatur dieses Bereichs (d. h. ein Entsprechender der ersten bis fünften Bereiche) auf die Solltemperatur zu erhöhen, durch Verwenden der Querschnittsflächeninformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials X berechnet. Dabei können die berechneten Heizwärmemengen den ersten bis fünften Bereichen auf eine konzentrierte Weise durch Verwenden der ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 bereitgestellt werden. Das heißt, dass es möglich ist, die Zeit zum Erhitzen des zu erhitzenden Materials X durch Durchführen eines erforderlichen zusätzlichen Erhitzens simultan mit dem elektrischen Erhitzen unter Berücksichtigung der Querschnittsflächeninformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials X ohne Bewegen der Elektroden zu reduzieren, während die Temperaturunregelmäßigkeiten des zu erhitzenden Materials X behoben werden.
Es sei angemerkt, dass in der elektrischen Heizvorrichtung 1 gemäß diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel, auch wenn die Elektroden bewegt werden, ein Bereich mit einer großen Querschnittsfläche weiterhin zusätzlich durch die Zusatzheizeinrichtung erhitzt wird. Daher ist es unnötig, die Bewegungsgeschwindigkeit der Elektroden in oder nahe dem Bereich mit der großen Querschnittsfläche zu reduzieren, oder es ist möglich, die Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit zu reduzieren oder zu steuern, was ermöglicht, die Zeit zum Erhitzen des zu erhitzenden Materials X zu reduzieren.
Beispielsweise wird die Breite des zu erhitzenden Materials X durch Verwenden eines Lasersensors gemessen. Die Ober-/Unterteile des zu erhitzenden Materials X sind durch ein Paar von Versatzmessinstrumenten eingezwängt, und die Dicke des zu erhitzenden Materials X wird gemessen. Anschließend wird die Querschnittsfläche des zu erhitzenden Materials X durch Multiplizieren der gemessenen Breite mit der Dicke des zu erhitzenden Materials X berechnet. Die Querschnittsfläche des zu erhitzenden Materials X wird fortlaufend an einer Vielzahl von Stellen entlang der Längsrichtung des zu erhitzenden Materials X gemessen, und die berechneten Daten werden als die Querschnittsflächeninformationen bezüglich der zu erhitzenden Materials X verwendet.
Vor dem elektrischen Heizprozess werden die Querschnittsflächeninformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials in die Steuervorrichtung 11 eingegeben und in dem Speicher 11b gespeichert. Die Querschnittsflächeninformationen können zuvor in dem Speicher 11b gespeichert sein. Die Steuervorrichtung 11 kann die Querschnittsflächeninformationen bezüglich der zu erhitzenden Materials X basierend auf den vorstehend beschriebenen Werten, die durch den Lasersensor und die Versatzmesseinrichtungen gemessen werden, berechnen.
Die Steuervorrichtung 11 berechnet für jeden der ersten bis fünften Bereiche eine erforderliche Heizwärmemenge, die zum Erhitzen dieses Bereichs (d. h. ein Entsprechender des ersten bis fünften Bereichs) auf die vordefinierte Solltemperatur erforderlich ist, basierend auf den Querschnittsflächeninformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials X und der Temperatur des zu erhitzenden Materials. Die vorgenannte Solltemperatur ist beispielsweise zuvor in dem Speicher 11b eingestellt.
Beispielsweise berechnet die Steuervorrichtung 11 den Temperaturanstieg, um den die Temperatur des zu erhitzenden Materials X erhöht werden sollte, basierend auf der Temperatur des zu erhitzenden Materials X und der eingestellten Solltemperatur. Die Steuervorrichtung 11 berechnet eine erforderliche Heizwärmemenge für jeden des ersten bis fünften Bereichs basierend auf dem berechneten Temperaturanstieg und einer Korrelation zwischen der Querschnittsfläche dieses Bereichs (d. h. einem Entsprechenden des ersten bis fünften Bereichs) (wie etwa eine durchschnittliche Querschnittsfläche oder eine Querschnittsfläche an der Mitte dieses Bereichs) und einer Heizwärmemenge pro Temperaturanstiegseinheit (d. h. eine Heizwärmemenge, die zum Erhöhen der Temperatur dieses Bereichs um eine Temperatureinheit erforderlich ist). Es sei angemerkt, dass die vorstehende Korrelation zwischen der Querschnittsfläche und der Heizwärmemenge zuvor experimentell unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften des zu erhitzenden Materials X und dergleichen berechnet werden kann.
Die Steuervorrichtung 11 berechnet in den ersten bis fünften Bereichen durch das elektrische Erhitzen erzeugte elektrische Heizwärmemengen basierend auf den Querschnittsflächeninformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials X. Beispielsweise berechnet die Steuervorrichtung 11 die elektrischen Heizwärmemengen der ersten bis fünften Bereiche basierend auf den Querschnittsflächen der ersten bis fünften Bereiche (wie etwa durchschnittliche Querschnittsflächen oder Querschnittsflächen an den Mitten der entsprechenden Bereiche) und den Korrelationen zwischen den Querschnittsflächen der ersten bis fünften Bereiche und deren elektrische Heizwärmemengen. Es sei angemerkt, dass die vorstehend genannte Korrelation zwischen den Querschnittsflächen und den elektrischen Heizwärmemengen zuvor unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften des zu erhitzenden Materials X und dergleichen experimentell berechnet werden kann.
Die Steuervorrichtung 11 berechnet die zusätzlichen Heizwärmemengen der ersten bis fünften Bereiche durch Subtrahieren der elektrischen Heizwärmemengen von den vorstehend beschriebenen berechneten erforderlichen Heizwärmemengen. Ferner steuert die Steuervorrichtung 11 die ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9, um die berechneten zusätzlichen Heizwärmemengen für die ersten bis fünften Bereiche jeweils den ersten bis fünften Bereichen bereitzustellen. Es sei angemerkt, dass obwohl die Steuervorrichtung 11 die zusätzlichen Heizwärmemengen für die ersten bis fünften Bereiche berechnet, die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche Konfiguration eingeschränkt ist. Die zusätzlichen Heizwärmemengen können zuvor durch einen Nutzer berechnet und in die Steuervorrichtung 11 eingegeben werden.
Beispielsweise steuert die Steuervorrichtung 11 das Erhitzen für die ersten bis fünften Bereiche des zu erhitzenden Materials X durch Steuern der Zeit bzw. Dauer zum Erhitzen der ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9, während deren Heizausgabe bei einem konstanten Niveau beibehalten wird.
Beispielsweise wird ein Fall angenommen, in dem die Querschnittsfläche eines zu erhitzenden Materials graduell von der Seite der positiven Elektrode in Richtung der Seite der negativen Elektrode ansteigt, wie in 2 gezeigt ist. In diesem Fall ändern sich die zusätzlichen Heizwärmemengen der ersten bis fünften Bereiche auf eine solche Weise, dass die zusätzliche Heizwärmemenge von dem ersten Bereich an der Seite der positiven Elektrode 2 in Richtung des fünften Bereichs an der Seite der negativen Elektrode 3 ansteigt.
((zusätzliche Heizwärmemenge für ersten Bereich)<(zusätzliche Heizwärmemenge für zweiten Bereich)<(zusätzliche Heizwärmemenge für dritten Bereich)<(zusätzliche Heizwärmemenge für vierten Bereich)<(zusätzliche Heizwärmemenge für fünften Bereich))
Um damit umzugehen, erhöht die Steuervorrichtung 11 die Heizzeit bezüglich der ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 von dem ersten Zusatzheizer 5 in Richtung des fünften Zusatzheizers 9, weil die zusätzliche Heizwärmemenge von der Seite der positiven Elektrode 2 in Richtung der Seite der negativen Elektrode 3 ansteigt. Beispielsweise stellt die Steuervorrichtung 11 die Heizzeit des ersten Zusatzheizers 5 auf 0 Sekunden ein, die Heizzeit des zweiten Zusatzheizers 6 auf 1 Sekunde ein, die Heizzeit des dritten Zusatzheizers 7 auf 2 Sekunden ein, die Heizzeit des vierten Zusatzheizers 8 auf 3 Sekunden ein, und die Heizzeit des fünften Zusatzheizers 9 auf 4 Sekunden ein.
Zum Beispiel wird ein weiterer Fall angenommen, in dem die Querschnittsfläche eines zu erhitzenden Materials graduell von der Seite der positiven Elektrode in Richtung der Mitte bzw. des Zentrums des zu erhitzenden Materials ansteigt und graduell von der Mitte bzw. dem Zentrum in Richtung der Seite der negativen Elektrode abnimmt, wie in 3 gezeigt ist. In diesem Fall ändern sich die zusätzlichen Heizwärmemengen für die ersten bis fünften Bereiche auf eine solche Weise, dass die zusätzliche Heizwärmemenge von dem ersten Bereich an der Seite der positiven Elektrode in Richtung des dritten Bereichs an der Mitte ansteigt und von dem dritten Bereich an der Mitte in Richtung des fünften Bereichs an der Seite der negativen Elektrode abnimmt.
((zusätzliche Heizwärmemenge für ersten Bereich)<(zusätzliche Heizwärmemenge für zweiten Bereich)<(zusätzliche Heizwärmemenge für dritten Bereich), (zusätzliche Heizwärmemenge für dritten Bereich)>(zusätzliche Heizwärmemenge für vierten Bereich)>(zusätzliche Heizwärmemenge für fünften Bereich))
Um damit umzugehen, erhöht die Steuervorrichtung 11 die Heizzeit bezüglich des ersten Zusatzheizers 5 in Richtung des dritten Zusatzheizers 7, weil die zusätzliche Heizwärmemenge von der Seite der positiven Elektrode in Richtung der Mitte des zu erhitzenden Materials ansteigt. Weiterhin verringert die Steuervorrichtung 11 die Heizzeit bezüglich des dritten Zusatzheizers 7 in Richtung des fünften Zusatzheizers 9, weil die zusätzliche Heizwärmemenge von der Mitte des zu erhitzenden Materials in Richtung der Seite der negativen Elektrode abnimmt. Beispielsweise stellt die Steuervorrichtung 11 die Heizzeit des ersten Zusatzheizers 5 auf 0 Sekunden ein, die Heizzeit des zweiten Zusatzheizers 6 auf 2 Sekunden ein, die Heizzeit des dritten Zusatzheizers 7 auf 4 Sekunden ein, die Heizzeit des vierten Zusatzheizers 8 auf 2 Sekunden ein, und die Heizzeit des fünften Zusatzheizers 9 auf 0 Sekunden ein.
Es sei angemerkt, dass obwohl die Steuervorrichtung 11 das zusätzliche Erhitzen für den ersten bis fünften Bereich des zu erhitzenden Materials X durch Steuern der Heizzeit der ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 steuert, die vorliegende Erfindung nicht auf ein solches Verfahren eingeschränkt ist. Das heißt, dass die Steuervorrichtung 11 das zusätzliche Erhitzen für die ersten bis fünften Bereiche des zu erhitzenden Materials X durch Steuern der Heizausgabe der ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 steuern kann. Alternativ kann die Steuervorrichtung 11 das zusätzliche Erhitzen für den ersten bis fünften Bereich des zu erhitzenden Materials X durch Steuern sowohl der Heizzeit als auch der Heizausgabe der ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 gleichzeitig steuern.
Als Nächstes wird ein elektrisches Heizverfahren gemäß diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel erläutert. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Prozessablaufs eines elektrischen Heizverfahrens gemäß diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel zeigt. Die Steuervorrichtung 11 liest Querschnittsflächeninformationen bezüglich eines zu erhitzenden Materials, die in dem Speicher 11b gespeichert sind, aus (Schritt S101).
Die Steuervorrichtung 11 startet ein elektrisches Erhitzen für das zu erhitzende Material X durch Steuern der Energiezufuhreinheit 4, und führt dadurch einen zwischen der positiven und negativen Elektrode 2 und 3 fließenden elektrischen Strom zu (Schritt S102).
Die Steuervorrichtung 11 berechnet für jeden der ersten bis fünften Bereiche eine erforderliche Heizwärmemenge zum Erhitzen dieses Bereichs (d. h. einen Entsprechenden des ersten bis fünften Bereichs) auf eine vordefinierte Solltemperatur basierend auf den Querschnittsflächeninformationen bezüglich der zu erhitzenden Materials X und der Temperatur des zu erhitzenden Materials X (Schritt S103).
Die Steuervorrichtung 11 berechnet elektrische Heizwärmemengen, die in den ersten bis fünften Bereichen durch das elektrische Erhitzen basierend auf den Querschnittsflächeninformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials X erzeugt werden (Schritt S104).
Die Steuervorrichtung 11 berechnet zusätzliche Heizwärmemengen für die ersten bis fünften Bereiche durch Subtrahieren der berechneten elektrischen Heizwärmemengen von den berechneten erforderlichen Heizwärmemengen (Schritt S105).
Die Steuervorrichtung 11 steuert die ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9, um die berechneten zusätzlichen Heizwärmemengen für die ersten bis fünften Bereiche jeweils an die ersten bis fünften Bereiche bereitzustellen (Schritt S106).
Es sei angemerkt, dass die vorstehend beschriebenen Schritte S103 bis S105 vor dem vorstehend beschriebenen Schritt S102 durchgeführt werden können. Ferner kann einer der Schritte S102 und S106 vor dem anderen Schritt durchgeführt, oder diese können simultan durchgeführt werden. In dem vorstehend beschriebenen Prozess können Temperaturdifferenzen unter den ersten bis fünften Bereichen aus den Querschnittsflächeninformationen bezüglich der zu erhitzenden Materials X abgeschätzt werden, und daher können die zusätzlichen Heizwärmemengen für die ersten bis fünften Bereiche zuvor bekannt sein. Daher kann die Zeit zum Erhitzen des zu erhitzenden Materials X weiterhin durch simultanes Durchführen des elektrischen Erhitzens und des zusätzlichen Erhitzens reduziert werden.
Beispielsweise beträgt in dem Fall des elektrischen Erhitzens durch die elektrische Heizvorrichtung gemäß dem Stand der Technik die flächeninnere Temperaturdifferenz 120°C in einem zu erhitzenden Material bestehend aus Metall mit einer Breite 300 mm und einer Plattendicke von 1,2 mm. Im Gegensatz dazu wurde für das gleiche zu erhitzende Material die flächeninnere Temperaturdifferenz durch Durchführen eines elektrischen Erhitzens und zusätzlichen Erhitzens durch die elektrische Heizvorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel auf 60°C reduziert. Als eine Folge konnte die Temperaturunregelmäßigkeit in dem zu erhitzenden Material signifikant ausgeglichen werden und die Ausbeute wurde um 16% verbessert.
Wie vorstehend beschrieben berechnet die Steuervorrichtung 11 in der elektrischen Heizvorrichtung 1 gemäß diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel eine erforderliche Heizwärmemenge, die zum Erhitzen der ersten bis fünften Bereiche auf eine vordefinierte Solltemperatur erforderlich ist, und elektrische Heizwärmemengen, die in den ersten bis fünften Bereichen durch das elektrische Erhitzen erzeugt werden, basierend auf den Querschnittsflächeninformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials X und Temperaturinformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials X. Anschließend berechnet die Steuervorrichtung 11 zusätzliche Heizwärmemengen für die ersten bis fünften Bereiche durch Subtrahieren der berechneten elektrischen Heizwärmemengen von den berechneten erforderlichen Heizwärmemengen. Die Steuervorrichtung 11 steuert, zusätzlich zu der Steuerung des elektrischen Erhitzens, die ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9, sodass die ersten bis fünften Bereiche zusätzlich basierend auf den berechneten zusätzlichen Heizwärmemengen für die ersten bis fünften Bereiche erhitzt werden.
Auf diese Weise wird für jeden der ersten bis fünften Bereiche des zu erhitzenden Materials X eine Heizwärmemenge, durch die die durch das elektrische Erhitzen allein erzeugte Wärmemenge des Erhitzens unzureichend ist, um die Temperatur dieses Bereichs (d. h. ein Entsprechender der ersten bis fünften Bereichs) auf die Solltemperatur zu erhöhen, durch Verwenden der Querschnittsflächeninformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials X berechnet. Anschließend können die berechneten Heizwärmemengen der ersten bis fünften Bereiche auf eine konzentrierte Weise durch Verwenden der ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 bereitgestellt werden. Das heißt, dass es möglich ist, die Zeit zum Erhitzen des zu erhitzenden Materials X durch Durchführen eines erforderlichen zusätzlichen Erhitzens simultan mit dem elektrischen Erhitzen unter Berücksichtigung der Querschnittsflächeninformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials X ohne Bewegen der Elektroden zu reduzieren.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene exemplarische Ausführungsbeispiel eingeschränkt ist und angemessen, ohne von dem Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, modifiziert werden kann.
In dem vorstehend beschriebenen exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuervorrichtung 11 die ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 steuern, sodass nur einige der ersten bis fünften Bereiche, für die die berechneten zusätzlichen Heizwärmemengen größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert sind, zusätzlich mit den berechneten zusätzlichen Heizwärmemengen erhitzt werden. In einem solchen Fall kann beispielsweise die Temperaturunregelmäßigkeit des zu erhitzenden Materials durch zusätzliches Erhitzen nur eines lokalen Niedrigtemperaturbereichs (-bereiche), für die die berechnete zusätzliche Heizwärmemenge größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist, geglättet werden. Daher, weil das zusätzliche Erhitzen nur für einen Teil bzw. für Teile des zu erhitzenden Materials X durchgeführt werden muss, kann die Zeit zum Erhitzen des zu erhitzenden Materials X weiterhin reduziert werden. Es sei angemerkt, dass der vorbestimmte Schwellenwert angemessen gemäß der erforderlichen Verarbeitungsgenauigkeit und der Zeit zum Erhitzen des zu erhitzenden Materials X geändert wird. Beispielsweise, wenn der vorbestimmte Schwellenwert erhöht wird, kann die Zeit zum Erhitzen des zu erhitzenden Materials X weiterhin reduziert werden, obwohl die Verarbeitungsgenauigkeit bezüglich des zu erhitzenden Materials X verringert wird.
In dem vorstehend beschriebenen exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuervorrichtung 11 das elektrische Erhitzen durch die Energiezufuhreinheit 4 und das zusätzliche Erhitzen durch die ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 stoppen, wenn die durch den Temperatursensor 10 erfasste Temperatur des zu erhitzenden Materials X die Solltemperatur erreicht. Es sei angemerkt, dass die Solltemperatur beispielsweise zuvor unter Berücksichtigung der Charakteristik bzw. Eigenschaften des zu erhitzenden Materials X in dem Speicher 11b eingestellt ist. Ferner kann der Temperatursensor 10 die Temperatur von jedem der ersten bis fünften Bereiche des zu erhitzenden Materials X erfassen, oder die Temperatur eines vorbestimmten Bereichs (-bereiche) (wie etwa ein Bereich mit einer kleinen Querschnittsfläche) erfassen. Auf diese Weise können sowohl ein übermäßiges Erhitzen durch das elektrische Erhitzen als auch ein übermäßiges Erhitzen durch das zusätzliche Erhitzen durch die ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 zuverlässig verhindert werden.
In dem vorstehend beschriebenen exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuervorrichtung einen Maximalwert Smax für die Querschnittsfläche unter den Querschnittsflächen der ersten bis fünften Bereiche (wie etwa mittlere Querschnittsflächen von entsprechenden Bereichen oder Querschnittsflächen an den Mitten von entsprechenden Bereichen) berechnen und zusätzlich die ersten bis fünften Bereiche basierend auf Differenzen zwischen diesem Maximalwert Smax und den Querschnittsflächen S der ersten bis fünften Bereiche erhitzen.
Die Steuervorrichtung 11 berechnet den Maximalwert Smax für den Querschnittsbereich unter den Querschnittsbereichen der ersten bis fünften Bereiche basierend auf den Querschnittsflächeninformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials. Die Steuervorrichtung 11 berechnet jede der Differenzen (Smax-S) zwischen dem berechneten Maximalwert für die Querschnittsfläche und die Querschnittsflächen S der ersten bis fünften Bereiche. Die Steuervorrichtung 11 berechnet zusätzliche Heizwärmemengen für die ersten bis fünften Bereiche basierend auf den berechneten Querschnittsflächendifferenzen. Es sei angemerkt, dass wenn die Querschnittsflächendifferenzen ansteigen, die zusätzlichen Heizwärmemengen ansteigen, und daher die Heizzeiten der ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 ansteigen.
Beispielsweise, wie nachstehend gezeigt ist, werden die Heizzeiten der ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 durch Verwenden von ersten bis fünften Schwellenwerten (erster Schwellenwert < zweiter Schwellenwert < dritter Schwellenwert < vierter Schwellenwert) bestimmt.
Wenn die berechnete Differenz für einen der ersten bis fünften Bereiche kleiner ist als der erste Schwellenwert A, stellt die Steuervorrichtung 11 die Heizzeit von einer der ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 entsprechend diesem Bereich auf 0 Sekunden ein. Es sei angemerkt, dass beispielsweise ein Wert äquivalent 3% des Maximalwerts für die Querschnittsfläche des zu erhitzenden Materials als der erste Schwellenwert A eingestellt ist.
Wenn die berechnete Differenz für einen der ersten bis fünften Bereiche kleiner dem zweiten Schwellenwert B ist, stellt die Steuervorrichtung 11 die Heizzeit von einer der ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 entsprechend diesem Bereich auf 1 Sekunde ein. Es sei angemerkt, dass beispielsweise ein Wert äquivalent 6% des Maximalwerts für die Querschnittsfläche des zu erhitzenden Materials als der zweite Schwellenwert B eingestellt wird.
Wenn die berechnete Differenz für einen der ersten bis fünften Bereiche kleiner ist als der dritte Schwellenwert C, stellt die Steuervorrichtung 11 die Heizzeit für eine der ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 entsprechend diesem Bereich auf 2 Sekunden ein. Es sei angemerkt, dass beispielsweise ein Wert äquivalent 9% des Maximalwerts für die Querschnittsfläche des zu erhitzenden Materials als der dritte Schwellenwert C eingestellt wird.
Wenn die berechnete Differenz für einen der ersten bis fünften Bereiche kleiner ist als der vierte Schwellenwert D, stellt die Steuervorrichtung 11 die Heizzeit für eine der ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 entsprechend diesem Bereich auf 3 Sekunden ein. Es sei angemerkt, dass beispielsweise ein Wert äquivalent 12% des Maximalwerts für die Querschnittsfläche des zu erhitzenden Materials als der vierte Schwellenwert D eingestellt wird.
Wenn die berechnete Differenz für einen der ersten bis fünften Bereiche größer oder gleich dem vierten Schwellenwert D ist, stellt die Steuervorrichtung 11 die Heizzeit für eine der ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 entsprechend diesem Bereich auf 4 Sekunden ein.
Es sei angemerkt, dass beispielsweise eine Beziehung zwischen den vorstehend beschriebenen Schwellenwerten und den Heizzeiten derart definiert ist, dass wenn der Schwellenwert ansteigt, die Heizzeit ansteigt. Ferner wird die Beziehung zuvor experimentell erhalten und in dem Speicher 11b gespeichert. Weiterhin kann die Anzahl von Schwellenwerten beliebig bestimmt werden. Es ist möglich, das zusätzliche Erhitzen durch Erhöhen der Anzahl von Schwellenwerten präziser durchzuführen.
Die Steuervorrichtung 11 steuert die ersten bis fünften Zusatzheizer 5 bis 9 mit den eingestellten Heizzeiten für die entsprechenden Bereiche.
Anhand der vorstehend beschriebenen Erfindung ist es ersichtlich, dass die Ausführungsbeispiele der Erfindung auf viele Weisen variiert werden können. Solche Variationen sind nicht dazu gedacht, von dem Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen, und alle solchen Modifikationen, die einem Fachmann ersichtlich sind, sind gedacht, innerhalb des Umfangs der nachfolgenden Patentansprüche enthalten zu sein.
Eine elektrische Heizvorrichtung umfasst eine Zusatzheizeinrichtung zum zusätzlichen Erhitzen von jedem von zuvor in dem zu erhitzenden Material definierten Bereichen, und eine Steuereinrichtung. Eine zusätzliche Heizwärmemenge für jeden der Bereiche wird durch Berechnen einer erforderlichen Heizwärmemenge zum Erhitzen von jedem der Bereiche auf eine vordefinierte Solltemperatur, sowie einer elektrischen Heizwärmemenge, die in jedem der der Bereiche durch das elektrische Erhitzen basierend auf Querschnittsflächeninformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials und Temperaturinformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials erzeugt wird, und Subtrahieren der berechneten elektrischen Heizwärmemenge von der berechneten erforderlichen Heizwärmemenge erhalten. Die Steuereinrichtung steuert, zusätzlich zu der Steuerung eines elektrischen Erhitzens, die Zusatzheizeinrichtung, sodass jeder der Bereiche basierend auf der erhaltenen zusätzlichen Heizwärmemenge für jeden der Bereich zusätzlich erhitzt wird.

Claims

Elektrische Heizvorrichtung (1), die ein zu erhitzendes Material durch Inkontaktbringen einer Vielzahl von Elektroden (2, 3) mit dem zu erhitzenden Material mit einer vorbestimmten Distanz zwischen den Elektroden (2, 3) und Zuführen eines zwischen den Elektroden (2, 3) fließenden elektrischen Stroms elektrisch erhitzt, mit: einer Zusatzheizeinrichtung (5-9) zum zusätzlichen Erhitzen von jedem einer Vielzahl von zuvor in dem zu erhitzenden Material definierten Bereichen; und einer Steuereinrichtung (11) zum Steuern des elektrischen Erhitzens und des zusätzlichen Erhitzens für das zu erhitzende Material, wobei eine zusätzliche Heizwärmemenge für jeden der Vielzahl von Bereichen durch Berechnen einer erforderlichen Heizwärmemenge zum Erhitzen von jedem der Vielzahl von Bereichen auf eine vordefinierte Solltemperatur, sowie einer elektrischen Heizwärmemenge, die in jedem der Vielzahl von Bereichen durch das elektrische Erhitzen basierend auf Querschnittsflächeninformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials und Temperaturinformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials erzeugt wird, und Subtrahieren der berechneten elektrischen Heizwärmemenge von der berechneten erforderlichen Heizwärmemenge erhalten wird, und die Steuereinrichtung (11), zusätzlich zu der Steuerung des elektrischen Erhitzens, die Zusatzheizeinrichtung (5-9) steuert, sodass jeder der Vielzahl von Bereichen basierend auf der erhaltenen zusätzlichen Heizwärmemenge für jeden der Vielzahl von Bereichen zusätzlich erhitzt wird.
Elektrisches Heizverfahren zum elektrischen Erhitzen eines zu erhitzenden Materials durch Inkontaktbringen einer Vielzahl von Elektroden mit dem zu erhitzenden Material mit einer vorbestimmten Distanz zwischen den Elektroden und Zuführen eines zwischen den Elektroden fließenden elektrischen Stroms, mit: Berechnen einer erforderlichen Heizwärmemenge zum Erhitzen einer Vielzahl von zuvor in dem zu erhitzenden Material definierten Bereichen auf eine vordefinierte Solltemperatur, sowie einer elektrischen Heizwärmemenge, die in jedem der Vielzahl von Bereichen durch das elektrische Erhitzen basierend auf Querschnittsflächeninformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials und Temperaturinformationen bezüglich des zu erhitzenden Materials erzeugt wird; Berechnen einer zusätzlichen Heizwärmemenge für jeden der Vielzahl von Bereichen durch Subtrahieren der berechneten elektrischen Heizwärmemenge von der berechneten erforderlichen Heizwärmemenge; und Steuern, zusätzlich zu der Steuerung des elektrischen Erhitzens, eines zusätzlichen Erhitzens für jeden der Vielzahl von Bereichen basierend auf der berechneten zusätzlichen Heizwärmemenge für jeden der Vielzahl von Bereichen.