DE2363595A1

DE2363595A1 - Vorrichtung zum induktiven erwaermen von metallischen werkstuecken

Info

Publication number: DE2363595A1
Application number: DE2363595A
Authority: DE
Inventors: Roger Charles Gibson; William Barry Jackson; Roy Harold Johnson
Original assignee: Electricity Council
Current assignee: Electricity Council
Priority date: 1972-12-20
Filing date: 1973-12-20
Publication date: 1974-07-04
Also published as: GB1456973A

Description

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Du¹L--J 1-,¹G₄ H.WeickmanNj DiFL.-PiiiS. Dr. K. Fjwckf. Dh'L.-Ing. RAAVeicsmann, Dipl.-Cu }:?·■«. B. Hubür

8 MÜNCHEN 86, DEN .,

POSTFACH S60 ?20 ~ ^{UxU U} MÖHLSTS.ASSE 22, RUrNUMMER SS 39 21/22

THE ELECTRICITY COUNCIL

30 Millbank

London_f SW1P 4RD, England

Vorrichtung zum induktiven Erwärmen von metallischen Werkstücken

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufheizen von Barren, Platten, Bandstahl und anderen metallischen Werkstücken.

In einem Glühofen, wie er z.B. zum Glühen von Stahlbarren oder -plätten vor deren Bearbeitung verwendet wird, durchläuft das Werkstück einen Ofen und wird in diesem auf "eine für die weitere Bearbeitung, beispielsweise Walzen, geeignete Temperatur erhitzt. Für die weitere Bearbeitung ist es im allgemeinen erforderlich, daß das Werkstück soweit wie möglich eine gleichförmige Temperatur aufweist. Es ist allgemein bekannt, ein Werkstück, wie beispielsweise eine Platte, den Ofen auf Gleitschienen (d.h. Metallschienen, die sich in Vorschubrichtung erstrecken) durchlaufen zu lassen, .wobei Heizvorrichtungen, wie beispielsweise Ölbrenner oberhalb und unterhalb des Werkstückes angeordnet sind und sodann das Werkstück in eine Glühzone einlaufen zu lassen, 'In der es verbleibt, bis es eine gleichförmige Temperatur erreicht hat. Solche Anordnungen

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führen zu kalten Flecken an den Werkstück, bekannt als Glcitspuren, dort wo das Werkstück die Gleitschienen berührte. Das Vorhandensein solcher Gleitspuren verlängert die erforderliche Zeit in der Glühzone. Da die Werkstücke normalerweise kontinuierlich nacheinander den Ofen durchlaufen, erfordert diese Anordnung'eine relativ lange Glühzone. Es ist vorgeschlagen worden, die Länge der Glühzone zu verkürzen durch Anbringung von Induktionsheizspulen in dem feuerfesten Boden der Glühzone, die in einer Linie mit den Gleitschisnen liegen, um auf diese Weise eine lokale Erhitzung des Werkstückes zu erreichen. Induktive Erwärmung kann auph in den. Gleitschienen selbst vorgesehen v/erden. Die Induktions-erhitzer können dabei für jede Gleitschiene eine längliche Spule mit einem Kern umfassen, die innerhalb oder unterhalb des feuerfesten Bodens der Glühzone eingebettet ist, wobei sich der Kern in Längsrichtung der Gleitschiene erstreckt. In diesem früheren Vorschlag· weist jeder Kern im Querschnitt eine E-Foriü auf mit drei aufwärts stehenden Rippen und Nuten zwischen diesen, wobei die T.nduktionsheizspule für jeden.Kern in den Nuten um die. mittlere Rippe herum liegt.

Solch eine Anordnung mit einem E-f örmigen Kern wie oben beschrieben ergibt - quer zur Längsrichtung der Gleitschienen und des Kernes gesehen - eine unbefriedigende Form der Energieverteilung. In Zentrum, d.h. oberhalb der Mittellinie der mittleren Rippe hat die Energie ein Minimum und sie hat ihre Maxima zu beiden Seiten etwa in. Höhe der Nuten, in denen die Windung liegt. Der kälteste Teil der Gleitspuren ist jedoch deren mittlerer Bereich, wo die geringste Heizwirkung bei der Verwendung eines E-förmigen Kernes erreicht wird. Wie im folgenden erläutert wird, gibt die vorliegende Erfindung eine Methode und eine Vorrichtung an, um diese Schwierigkeit zu überwinden.

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GfemüO eier Erfindung vird die.Aufgäbe dadurch gelöst, daß elno Vorrichtung zirz induktiven Erhitzen eines Barrens,, einer Platte, ein^s Bandes oder eines anderen Werkstückes, das auf üleitschienen trenrr-portiert wird, mindestens einen Induktionserh.i.tzor mit einer geraden Anzahl von nebeneinander in einer Ebene liegenden Spulen mit jeweils zwei geraden, zueinander parallelen, an ihren Enden miteinander verbundenen Ssitenabschnitten aufweist, daß ein Seitenabschnitt einer Spule neben und parallel zu einem Seitenabschnitt einer anderen Spule liegt und daß die beiden nebeneinander liegenden Seitenabschnitte in der gleichen Richtung vom Strom durchflossen sind.

Durch diese Anordnung kann die Erwärmung auf den Teil dos Werkstückes nahe den oben genannten nebeneinander !regenden Seiten ab schnitt en koiizentriert worden. Die Wärmewirkung kann auf diese Weise längs der den Gleitspuren auf dem Werkstück entsprechenden Linie konzentriert werden. Die Spulen können in ferroinagnetischen kernen angeordnet sein, die in- der bekannten Weise aus Lamellen zusammengesetzt sind. In manchen Fällen, wenn beispielsweise die induktive Heizvorrichtung innerhalb des Glühofens angebracht ist, kann eine kernlose Konstruktion der Spule wegen der Schwierigkeiten bei der Wasserkühlung eines Lamellenkernes vorgezogen werden. Jedoch" sind insbesondere bei Induktionserhitzern außerhalb des Glühofens die Spulen vorzugsweise auf ferrosagnetischen Kernen angeordnet, und die Erfindung schließt eine Vorrichtung zum induktiven Erhitzen eines Barrens, einer Platte, eines Bandes oder eines anderen auf Gleitschienen transportierten Werkstückes ein, das mindestens einen Induktionserhitzer mit einem langgestreckten ferromagnetischen Kern umfaßt, der eine gerade Anzahl von aufrechtstehenden Rippen und deshalb eine ungerade Anzahl von Nuten zwischen diesen Rippen und ferner Induktionsheizspulen in der Nut oder den Nuten zwischen den Rippen aufweist.

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Wenn ein U-förmiger Kern mit einer einzigen Nut zwischen zv.^rei aufrecht stehenden Rippen verwendet wird_P dann kann jede Spule in der Weise gevmnden sein;, daß sie in der einen Richtung in einer Nut des einen Kernes und zurück in einer Nut eines benachbarten Kornes verläuft_o Wenn der Kern vier oder mehr Rippens, deli» droi oder mehr Nuten aufweist,, enthält die mittlere Nut Teile der beiden um die benachbarten Rippen verlaufenden Windungen. Bei. fünf oder mehr Nuten sind die Spulen un jede Rippe -vorzugsweise in der Weise angeordnet ₉ daß jede Nut mit Ausnahme der beiden äußeren Teile von zwei Spulen beinhalten»

Diese Anordnung ergibt eine maximale Energieabstrahlung längs der Mittellinie eines jeden Kernes und liefert daher ein sehr viel besseres Abbild der erwünschten Wärraever-teilung verglichen mit der Verwendung eines Eiförmigen Kernes,,

Bei einer -großen Heizleistung sind breite Rippen zur Erzeugung eines genügend starken Flusses notwendig. Es ist unmittelbar . klars daß bei Verwendung eines S-förmigen Kernes eine breite Mittelrippe dazu führte daß das erhitzte Band noch weiter von der mittleren kalten Zone entfernt liegt als bei einer schmalen Rippe, Mit der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung aber ist eine hohe Heizleistung möglich bei gleichzeitiger Konsentration der Wärme längs der Mittellinie ₀"

Der Kern kann in der bekannten Weise aus Lamellen zusammengesetzt sein. Er kann ebenso wie die Windungen luft- oder wassergekühlt sein.

Die oben beschriebene Ausführung eines Xxiduktionserhitsers unter Verwendung von Kernen mit. einer geraden Anzahl von Rippen kann zur wirkungsvollen Erwärmung längs des Gleitschienensystems in der Heizzone des Ofens ebenso - gut verwendet werden wie in dem Erhitzer der Glühzone., Allgemeiner Jedoch kam die induktive Heizvorrichtung an ,jedem beliebigen Ort verwendet werden«,

Ein günstiger Platz hierfür ist auf eiern Ablauftisch außerhalb des Plattenglühofens gegeben. Andere lösliche Stellen befinden sich auf dem Transfersystem zwischen dem Glühofen und der ersten Station der Walzstraße oder in einer Bucht abseits des Haupt weg.es des Transfersystems zwischen der Vorrichtung zum Abschlagen des Zunders und der ersten Vorwalzstation.

In einem herkömmlichen Glühofen wird eine Platte quer zu ihrer Längsrichtung beim darauf folgenden Walzen dagegen in Richtung ihrer Längsachse bewegt. Die Gleitspuren verlaufen daher quer zur Plattenlängsrichtung und die Korrektur der Gleitspuren mittels einer induktiven Heizvorrichtung wird am bequemsten durchgeführt, während die Platte ruht.

Wenn der Induktionsheizer außerhalb des Glühofens angebrecht ist, dann kann zur Verringerung der Wärmeverlüste an der oberen Oberfläche des Werkstückes eine Abdeckhaube über der Heizstation vorgesehen sein. Man kann diese Abdeckhaube aus einer Kombination von reflektierendem und isolierendem Material herstellen.

In der erfindungsgemäßen Anordnung zur Beseitung von Gleitspuren ist es allgemein von Vorteil, die Kernanordnung symmetrisch auf jeder Seite der Hittellinie des Kernes und der Gleitschiene auszuführen, die Breite der Rippen und Nuten kann jedoch so gewählt werden, daß sich die erwünschte optimale Wärmeverteilung ergibt.

Bei der Verwendung von U-förmigen Kernen können Windungen mit einem oder mehreren Leitern verwendet werden, die in Längsrichtung der Nut eines .Kernes hin und in Längsrichtung der Nut eines daneben liegenden Kernes zurücklaufen. In diesem Fall können die beiden Kerne über ein in einem Abstand zum Werkstück angeordnetes und die beiden Kerne auf ihrer ganzen Länge verbindendes Joch magnetisch gekoppelt sein. Ein solches Joch kann zur Erzielung einer zusätzlichen induktiven Erwärmung in dem Werkstück einen zentralen Pol aufweisen, der

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sich in Längsrichtung zwischen den beiden oben genannten Kernen erstreckt*

In einer anderen Anordnung für Kerne mit nur zwei Rippen sind zwei Windungen für jeden Kern vorgesehen^ von denen jeweils eine um eine Rippe verläuft_o So liegen Teile der beiden Windungen in der Nut zwischen den beiden Rippen und die maximale Erv/ärnung erfolgt naiio der Mittellinie dieser Nut* In einer solchen Konstruktion kann der Kern im Querschnitt eine Form aufweisen mit zwei Zähnen, die sich, über einem die beiden Zähne ver·«· bindenden Basisteil erheben^ das sich über die äußeren Kanten der beiden Zähne hinaus erstreckt. *

Falls notwendig können zur Terbesserung der Verteilung der Heizwirkung innerhalb des Werkstückes die Richtungen der Induktorkerne bezüglich der Vorschubrichtung des Werkstückes geneigt verlaufen_o Dies kanu entweder dadurch erfolgen*, daß man die Induktorkerne in einem ¥inkel zur Längsrichtung der Gleitschienen anordnet und das Werkstück in der bekannten Wiese in Richtung der Gleitschiene!! bewegt oder aber dadurch«, daß man die Induktoren in einer Linie mit den Gleitschienen anordnet₉ dagegen das Werkstück quer zu seiner Vorsehubrlchtung hin» und herbewegt, wenn es über die Induktoren läuft _o ■

Die beiliegenden Zeichnungen stellen darg

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Induktor zur lokalen Aufheizung einer Stahlplatte _t

Fig« 2 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 1_P

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Inäuktionserhitzers in einem Ablauftisch zur örtlichen Auflielzung einer Platte nach Ihrem Verlassen des GlUhofens»

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Figc 4 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsforn eines Induktors _s

Pig«' 5 einen Glühofen mit einer Vorrichtung für eine Bewegung der Platte iss Ofen quer zu ihrer Vcrschubrichtung,

FIg* 6 und 7 speziell geformte Kerne und

Figo 8 eine in einer Ausführungsform der Erfindung verwendete Gleitschiene«

In Fig_o 1 ist ein Werkstück in Form einer Stahlplatte 10 auf einem feuerfesten Sockel 11 dargestellt ₉ der in diesem Fall den Boden der Glühzone des Glühofens bildete Einegebettet in den Sockel 11 liegen parallel zu den Gleitschiene?! der Vorheiz- und Heizzone des Glühofens Induktionsspulen, Fig. 1 zeigt einen Kern 12 einer solchen induktiven Heizvorrichtung. Dar Kern 12 ist mit aufrecht stehenden Rippen 13» 14, 15_S 16 und mit Nuten 17» 18 und 19 zwischen diesen Rippen versehen. Der Kern 12 ist aus senkrecht zu seiner LängserStreckung, d.h» parallel zur Zeichenebene der Fig. 1 verlaufenden Lamellen zusammengesetzt. Um die Rippen 14 bzw. 15 verlaufen von gas- oder wassergekühlten Leitern 20 bzw. 21 gebildete Spulenwindungen. Han erkennt ,daß Teile beider Leiter 20 bzw. 21 in der mittleren Nut 18 liegen. Die Spulenwindungen sind in der Weise angeschlossen, daß diese beiden Teile der" Leiter 20 bzw. 21 von gleichphasigem Strom durchflossen werden, d.h. in jedem Augen-r blick fließt der Strom in diesen beiden Teilen in der gleichen Richtung.

Die Spulenwindungen sind in einem Isolationsmaterial 22 zur elektrischen Isolierung in den Nuten eingebettet„ Der obere Teil des Induktors ist durch eine Deckschicht 23 aus feuerfestem, für Eisenoxidschlacke undurchdringlichem Material abgedeckt. Der feuerfeste Sockel 11 kann eine Schicht aus hochwertigem

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• feuerfestem Materials, mögliche!weise in Form von Ziegel 24 einschließen, das gute Isoliereigenschaften zur thermischen Isolation und einen hohen Widerstand -gegenüber einem thermischen Schock aufweist» Darüber kann der feuerfeste Sockel 11 aus einem üblichen feuerfesten Material hergestellt sein_s wie es in der Erhitzungsksramer eines gebräuchlichen Glühofens verwendet wird. Dieses Material kann in Form von Ziegeln vorliegen oder, als ein in einem Stück ausformbares Material₀ Der Induktor v/ird von einem Gerüst 25 getragen und der Kern 12 ist wassergekühlt wie bei 26 dargestellt«

In diesem Induktor erfolgt die maximale Energieausbreitung_? die sich beim induktiven Erhitzen der Stahlplatte 10 orgibt, in der Region über der Mittellinie der mittleren Nut 18 Und fällt im wesentlichen auf Null ab im Bereich der benachbarten Rippen 14_P 15<> Daneben gibt es bei dieser Konstruktion IJebenmaxima der Energie über den äußeren Nuten 17 und 19_P aber der größere Teil der Verteilung ist um die Mittellinie des Kernes 12 konzentriert und folglich entlang der Region der :.Gleitspuren. Das ist in- Form eines Diagramms in Figo dargestellt, wo man in 2 a die Spulenwindungen 20₉ 21 und den Kern 12 unterhalb der Stahlplatte 10 erkennt ₉ "bei b den Verlauf der Stromdichte in Längsrichtung der Stahlplatte und bei c die Wärnieintensität an der Plattenoberflache„ Die Gleitspuren können ziemlich schmal SeIn₉ da die Gleitschienen vorzugsweise im Hinblick darauf konstruiert \feraen_s die Ausbildung von Gleit spuren minimal zu halten₀

In der in Fig., 1 dargestellten Anordnung liegt die Stahlplatte auf dem feuerfesten Sockel 11 auf_o In einigen Fällen können warmlaufende Trägerstangen la dem Material des Sockels 11 eingebettet SeIn₉ um die Lebensdauer der Erhitzungskaiamer zu verlängern«, Solche Stangen müßten In Bereichen angeordnet v/erden, wo sie nicht induktiv aufgeheizt werden können«.

Es mag oft vorteilhaft sein, die Induktoren außerhalb des Ofens anzuordnen^ Z₀B₈ in dem Ablauftisch. Gewöhnlich -würde die Platte mit ihrer Breitseite durch den Glühofen bewegt und deshalb verlaufen die Gleitschienen und die Gleitspuren quer zur Länge der Platte» Die Rippen an dem Induktor müssen in geeigneter Yfeise parallel zur den Gleits-puron.verlaufen und würden deshalb quer zur Länge der Platte liegen.

Die Stahlplatten müssen in Richtung ihrer Längserstreckung vom Ablauftisch entfernt werden und dieser kann daher mit sich quer zur Längsrichtung der Platten erstreckenden Laufwalzen versehen sein. Um die Bildung von weiteren Kühlspuren zu vermeiden^ können die Induktoren zwischen den Laufwalzen angeordnet sein und dazu verwendet werden, die Stahlplatte von den Laufwalzen abzulieben« Eine derartige Anordnung ist in Fig„ 3 dargestellt, die schematisch eine Anzahl von Laufwalzen 27 zum Transxjort der Stahlplatte 10 zeigt. Eine Anzahl von Induktoren (entsprechend der Zahl von Gleitschienen in dem Glühofen) ist bei 28 dargestellt, wobei jede durch feuerfestes Material 29 abgedeckt ist_s beispielsweise in der Art der feuerfesten Schicht über den Induktor in Fig. 1. Die Induktoren können gehoben und gesenkt werden durch eine Hebevorrichtung 30 ₉ die auf diese -Weise ein Abheben der Stahlplatte von aen Laufwalzen 27 bewirkt»

Bei Verwendung von Induktoren in dem Ablauftisch oder sonst wo außerhalb des Glühofens ist es von Vorteil, eine bei 31 schematisch dargestellt Abdeckhaube anzubringen, um die Wärmeverluste an der oberen Oberfläche der Platte zu vermindern. Diese Abdeckhaube ist vorzugsweise aus einer Kombination von reflektierendem und isolierendem Material hergestellt.

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Das Anbringen des Indiikti ons erhitz ers außerhalb des Glühofen« hat den Vorteil^ daß der. Zwischenraum zwischen dem Induktor und der Stahlplatt© vermindert werden kann und auf diese Weise die Kosten für die elektrische Anlage reduziert werden und daß die Stahlplatte mit größerer Genauigkeit in ihre Lage über dem Induktor gebracht werden kann₉ wenn die Operation außerhalb des Ofens durchgeführt wird-o So ist es mögliche, vorzugsweise Induktoren mit speziell geformten Polen zu ver=· wenden ρ um eine bestimmte Wärmeverteilung zti erreichen_o

Da eine Erwärmung längs eines sehr schmalen Bandes durchgeführt werden kann₉ können in einigen fällen die Induktoren abgeschrägt sein₉ insbesondere wenn die Stahlplatte in Richtung der Schienenspuren bewegt wird § das ergibt tatsächlich eine leichte Verbreiterung der erwärmten Region» Die Fähigkeit zum Erwärmen längs eines schmalen Streifens gibt die Möglichkeit ₉ die Abmessungen des zu erwärmenden Bereiches nach Wunsch zu kontrollieren,,

Induktoren mit zwei Spulen,, wie in Figo 1_P können dazu-verwendet werden, eine lokale Erhitzung längs des Bereiches oberhalb der benachbarten Teile der beiden Spulen zu erreichen., Solche Anordnungen wurden im allgemeinen symmetrisch zu einer vertikalen Längsmittelebene liegen,, auch wenn nötigenfalls asymmetrische. Anordnungen verwendet werden können^ um,eine bestimmte Form des erwärmten Bereiches zu erhalten^ Die lokale Erwärmung längs des Bereiches der Platte über der Mittellinie des Induktors kann sehr eng begrenzt sein» Diese örtliche Erwärmung wird auch noch erreicht, selbst wenn kein ferromagnetischer Kern verwendet wird. Das kann der Fall sein für einen Erhitzerg, der innerhalb eines Glühofens verwendet wird.»

In einer anderen Ausführung kann die erforderliche Erwärmung längs eines schmalen, einer Gleitspur entsprechenden Bereiches

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.dadurch erfolgen, daß der eine Teil einer Spulenwindtmg sich längs dieses Bereiches und die Rückleitung der Spulen-

• windung sich längs des Bereiches einer anderen Gleitspur erstreckt. Eine solche Konstruktion ist in E¹Ig₀ 4 dargestellt» Man erkennt dort in schematischer Darstellung das- feuerfeste Material 32, das die Grundplatte des Erhitzers in der Glühzone bildet und zwei U~förmige Kerne 33«. die jeweils in einer Linie mit zwei Gleitschienen in der Vorheis- und in der Heizzone des Ofens liegen» Diese Unförmigen Kerne weisen jeweils Nuten 34 auf und eine einzelne Windung 35 ist von einem gas- oder wassergekühlten Leiter gebildet, der in der einen Nut hin- und in der anderen Nut zurückverläuft. Die beiden Kerne 33 sind über ein ferromagne ti schon Joch 36 miteinander verbunden, das in dieser speziellen Konstruktion einen mittleren Pol 37 zum zusätzlichen induktiven Heizen der Stahlplatte aufweist. Das Anbringen eines solchen mittleren Poles ist ein weiteres Beispiel dafür, wie eine lokale Erhitzung konzipiert sein kann, um spezifischen Erfordernissen gerecht zu werden.

Die f©rromagnetischen Kerne·in den oben beschriebenen Ausführungen sind in der bekannten Weise aus Lamellen zusammengesetzt, deren Ebenen vertikal und senkrecht zur Längsrichtung der Kerne verlaufen. Der Übersichtlichkeit halber wurde das Kühlsystem der Kerne und Leiter nicht dargestellt. Es kann entweder eine Gaskühlung (beispielsweise mit Luft) oder eine Flüssigkeitskühlung (beispielsweise mit Öl oder Wasser) verwendet werden.

Wie man erkennt, gibt es in den Konstruktionen nach den Fig. und 4 eine gerade Anzahl von Rippen in den Kernen mit einer mittleren Nut, so daß die Wärme entlang der Mittellinie eines jeden Kernes konzentriert ist. Obwohl im oben Gesagten spezieller darauf bezug genommen wird, eine gleichförmige Temperatur in einem Werkstück zu erhalten,, ist es leicht einzusehen, daß die beschriebenen Techniken und Vorrichtungen ohne Schwierigkeit in der Weise gestaltet werden können, um eine nicht gleichförmige Erhitzung eines Werkstückes zu erhalten. Dabei ergibt

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sich die erwünschte Wärmeverteilung durch eine entsprechende Ausbildung des oder der Kex-ae» Ferner kann die Wänaeverteilxuig durch eine Bewegung des Werkstückes relativ zu dem Induktor oder den Induktoren variiert werden*

Figo 5 zeigt eine? Anordnung zur Änderung der Hitzeverteilung in einer Platte durch eine Bewegung derselben quer zum Induktor,, Die Figc zeigt in scheaatischer Draufsicht einen Glühofen mit abgenommenem Oberteile Kalte Platte am Eintrittsende werden parallel zu ihrer Längserstreckung in die Lage der Platte 40 gebracht und dann quer zu ihrer Längserstreckung in den Glühofen durch einen Schieber 41 geschobene In dem Glühofen berühren sich die Platten jeweils mit ihren langen Seitenflächen _s so daß sie auf den Gleitschienen 42 durch den Glühofen bewegt werden,, w'erm eine kalte Platte in den Ofen geschoben wlrd_a Wie vorher beschrieben sind Induktoren 43 in Verlängerung der Gleitschienen in dem Glüherhitzer angeordnet-« Die Platte 44 über den Induktoren wird parallel zu ihrer Längserstrecloingj, d₀h₉ quer zu den Induktoren mittels zweier Schieber 45 hin- und herbewegt, die genügend Kraft ausüben müssen,, um die Stahlplatte gegen die von der Auflage der Stahlplatte auf der Grundplatte land von dem Kontakt der Stahlplatte mit einer "benachbarten Stahlplatte herrührenden Reibungskräfte zu beilegen.= Zwischen den Schiebern 45 und den Enden der Stahlplatte sind feuerfeste Abdeckungen vorgesehen» Es ist heute allgemein gebräuchlich* über Fernsehen das Innere eines Ofens zum Glühen von Stahlplatten zu überwachen und daher kann die Bewegung einer Stahlplatte leicht gesteuert werden«, Es ist auf diese Weise möglich,, den Heizbereich der Induktoren in einer kontrollierten Weise zu verbreitern _sma -. die gewünschte Temperaturverteilung zu erhalten_s fcowor di© Stahlplatte aus dem Ofen auf den Alblauf tisch 46 geschoben

Fig. 6 und 7 stellen 2wel verschieden® Kerne 5O₉ 51- dar₉ ia denen die Dicke des Kernes sich Ia LiagsrieJateag des Kernes ändert_s um auf diese Weise ©ine irorb©stimmte ¥erteilung der Wärme über die Lange der Kernes₉ d.lio über die Breite der Platte eh erhalten la diesen FIg₈, sind zwei nebeneinander ■ ν- 4 0 9 8 2 7/0299

liegende Teile 52, 53 in Fig. 6, bzw. 54, 55 in Fig. 7 zv/eior getrennter Spulenwindungsn gezeigt. Wie vorher erklärt, wurden aie,se benachbarten Teile so angeschlossen, daß der Strom _# durch sie in Phase_s d.h. in der gleichen Richtung fließt, wodurch sich die Heizwirkung verstärkt«, Zur Übersichtlichkeit in der Zeichnung wurden die übrigen Teile der Spule weggelassen; jede Windung würde sich um eine Rippe des Kernes erstrecken, wie in der Anordnung nach Fig„ 1«

Es kann in manchen Fällen vorteilhaft sein, die Induktionsheizung in dem Gleitschienensysteia im Ofen einzubauen. Fig. 8 zeigt eine solche Anordnung,in der eine Gleitschiene 60 auf einer Röhre 61 angebracht, ist, die eine Leitung für Kühlwasser bildet. Ein Kupferinduktor 62 ist in der Achse dieser Röhre mit Hilfe von über die Länge dieser Röhre verteilten, nicht dargestellten Abatandselementen angeordnet, wobei diese Abstandselemente einen freien Durchlauf des Wassers durch die Röhre erlauben. Eine Windung kann durch die Verwendung eines Leiters der doppelten Länge in Verbindung mit zwei nebeneinander liegenden Gleitschienen gebildet sein.Unter Anwendung einer gleichen Technik ist es jedoch auch ohne Schwierigkeiten möglich, mit zwei Leitern in einer mit einer Gleitschiene verbundenen Kühlrohre einen Teil eines Induktorsystems zu bilden, das wie oben beschrieben-eng nebeneinander liegende Abschnitte zweier Spulen aufweist,,

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Claims

Patentansprüche

!Vorrichtung zum induktiven Erhitzen eines Barrens_s einer Platte, eines Bandes oder eines anderen Werkstückes, das auf GleitscMenen transportiert wird_s dadurch g e k e η η zeich net₃ daß die Vorrichtung mindestens einen Induktions-erhitzer mit einer geraden Anzahl von nebeneinander in einer Ebene liegenden Spulen(2O₉ 21) mit jeweils zwei geraden₅ zueinander parallelen, an ihren Enden miteinander verbundenen Seitenabschnitten aufweist, daß ein Seitenab·= schnitt einer Spule (20) neben und parallel zu einem Seitenabscimitt einer anderen Spule (21) liegt und daß die beiden nebeneinander liegenden Seitenabschnitte in der gleichen Richtung vom Strom durchflossen sindo

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 _p dadurch gekennzeichnet;, daß die Spulen um aus Lamellen zusammengesetzte ferromagnetische Kerne (12) angeordnet sindo

3« Vorrichtung nach Anspruch 1_S dadurch ge k e n~n zeichnet , daß die Induktions erhitzer in einem Sockel (11) der Glühzone eines Glühofens angeordnet sind.

4ο Vorrichtung nach Anspruch Z₉ dadurch" gekennzeichnet, daß der ferromagnetische Kern (12) "eine langge-streckte Forn? aufweist mit einer geraden Anzahl aufrechtstehender Rippen (13_S 14, 15, 16) und daher einer ungeraden Anzahl von Nuten (17» 18, 19) zwischen den Rippen und daß eine oder mehrere Induktionsheizspulen (20_s 21) in der oder den Nuten (17, 18, 19) zwischen den Rippen (13, 14, 15, 16) liegen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Induktions erhitzer eine Mehrzahl von U-förmigen Kernen (33) umfaßt mit jevreils einer einzigen Nut (34) zwischen zwei" auirechtsteht-nden Rippen und. daß

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er Spulen (35) aufweist _s von denen jede Windung in der Eut (34) eines Kernes (33) in der einen Richtung und in der Ivut (34) eines benachbarten Kernes (33) in der Gegenrichtung verläuft.

6» Vorrichtung nach Anspruch 4«, dadurch gekennzeichnet, dsB ein_#lBduktionserhitzer mindestens einen Kern mit vier oder sehr Rippen aufweist und daß in einer mittlerem Nut zwischen den Rippen die Teile zweier _s um die angrenzenden Rippen verlaufenden Windungen enthalten sind.

Vorrichtung naeli ilnspruch 4₉ dadurch gekennzeichnet, daß ein Induktionserhitzer mindestens einen Kern mit sechs oder mehr Rippen aufweist und daß um jede Rippe eine Spule verläuft, so daß jede Nut_? mit Ausnahme der beiden äußeren, Windlingsabschnitte zweier Spulen enthält.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 1 _f dadurch gekennzeichnet _s daß der Kern gas-oder wassergekühlt ist,

'9» Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet ₉ daß die Spulenwindungen gas- oder wassergekühlt sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1,2 und 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet _s daß die Induktionserhitzer. in einem Ablauftisch (46) am Ausgang eines Glühofens oder in dem Übertragungssystem ziirischen dem Glühofen und einer Walzstraße angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach lnspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdeckhaube (31) über den Er-

■ hitzem zur Verminderung des Wärineverlustes an der Oberfläche des Werkstückes (10) angebracht ist.

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12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet , daß Laufwalzen (27) zum Transport des Werkstückes (10) vorgesehen sind und daß Hebevorrichtungen (30) zum Anheben der Induktionserhitzer (28) zwischen den Laufwalzen (27) angeordnet sind, um das Werkstück (1O) von den Laufwalzen (27) abzuheben.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet _f daß Lauf walzen (27) zum Transport des Werkstückes (10) vorgesehen sind mit Vorrichtungen zum Anheben und Senken der Lauf walzen (27) zwischen den Induktionserhitzern (28).

14. Vorrichtung nach einem der Ansx^rüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß zur Behandlung von Barrem, Platten, Bändern oder anderen Werkstücken, die die Vorrichtung durchlaufen, eine Einrichtung vorgesehen ist, welche das Werkstück (44) beim Passieren der Induktionserhitzer (43) senkrecht zur Vorschubrichtung hin-und herbewegt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet , daß zur Behandlung von Barren, Platten, Bändern oder anderen die Vorrichtung durchlaufenden Werkstücken (10) die Induktionserhitzer in einem Winkel zur Vorschubrichtung angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens ein ferromagnetiseher Kern (50) mit einem ungleichförmigem Querschnitt über seine Länge ausgebildet ist, so daß die Heizwirkung ungleichmäßig über die Länge des Erhitzers verteilt ist.

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17. Vorrichtung zum Erwärmen eines Barrens, einer Platte, eines Bandes oder eines anderen metallischen Werkstückes das auf Gleitschienen transportiert wird, dadurch gekennzeichnet , daß bei einer Mehrzahl von Schienen (60) zum Tragen eines Werkstückes jede Schiene

(60) auf einem eine Kühlflüssigkeit leitenden Rohr (61) befestigt ist und mit diesem in thermischem Kontakt steht, daß mindestens ein Leiter (62) innerhalb des Rohres (61) angeordnet ist, daß die Leiter (62) in den einzelnen Rohren

(61) miteinander zu Spulen verbunden sind, daß eine Wechselstromversorgung zum Speisen der Spulen zwecks Bewirken einer induktiven Aufheizung des metallischen Werkstückes auf der genannten Gleitschiene (6o) vorgesehen ist und daß im Fall von mehr als einem Leiter (62) in einem Rohr (61) diese so angeschlossen sind, daß die Ströme in allen Leitern (62) in einem Rohr (61) gleichgerichtet sind.

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