DE4423045A1

DE4423045A1 - Induction heating plant for continuous flow process

Info

Publication number: DE4423045A1
Application number: DE4423045A
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl Ing Juergens; Hans-Dieter Dr Ing Schacher; Friedhelm Dipl Ing Boehl
Original assignee: AEG Elotherm GmbH
Current assignee: SMS Elotherm GmbH
Priority date: 1994-07-04
Filing date: 1994-07-04
Publication date: 1996-01-11
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: DE4423045C2

Abstract

An induction heating plant for rod-like objects in a continuous flow process has a number of inductors 1 to 6 along the flow path, with intermediate chambers separating them individually or in groups. The inductors are all fed from a common voltage source u. On a single inductor or on a series group of inductors, a voltage is tapped off s from part of the length of the inductor(s). This is passed to an evaluation unit which compares the value with a reference voltage. In fact, several such tapped off voltage signals may be used, each entering a separate channel in the evaluation unit. The output from the unit goes to a multi-channel printer.

Description

Die Erfindung betrifft eine Induktionserwärmungsanlage für die Erwärmung länglicher metallischer Produkte, insbesondere Blöcke oder Stangen, im Durchlaufbetrieb mit einer Vielzahl von entlang der Durchlaufstrecke angeordneter Induktoren, wobei die einzelnen Induktoren oder Gruppen von Induktoren durch Zwischenräume voneinander getrennt sind sowie ein Verfahren zur Induktionserwärmung.The invention relates to an induction heating system for heating elongated metallic products, especially blocks or bars, in continuous operation with a variety of along the pass arranged inductors, the individual inductors or groups of inductors by spaces between them are separated as well as a process for induction heating.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der deutschen Patentschrift 39 24 641 bekannt. Beim Betrieb von Induktionserwärmungsanlagen werden die zu erwärmenden Produkte mit ihren Stirnflächen aneinanderliegend durch die Induktionserwärmungsanlage transportiert. Ein wesentliches Problem besteht darin, daß beim Übergang von einem Produkt auf das nachfolgende die Stirnflächen der benachbarten Produkte miteinander verkleben. Um dies zu vermeiden ist es bekannt, vor der Presse, die der Induktionserwärmungsanlage nachgeordnet ist, eine Greifzange vorzusehen, mittels der das Produkt diskontinuierlich aus der Erwärmungsanlage in die Presse gezogen wird. Die Taktfrequenz bzw. die Vorschubgeschwindigkeit der Greifzange ist dabei so bemessen, daß vor und nach dem diskontinuierlichen Einzugsvorgang die Stirnflächen der benachbarten Produkte zwar möglichst eng benachbart sind jedoch nicht miteinander verkleben. Bei dieser Vorrichtung ist es erforderlich, jeweils genau die Materiallücken zwischen den einzelnen Produkten zu kennen und beim Durchlauf durch die einzelnen Induktoren zu verfolgen, um eine entsprechende Nachregelung zu erreichen. Die Materiallückenerfassung war bislang nur auf empirischem Wege möglich.A device of the type mentioned is from the German Patent 39 24 641 known. When operating Induction heating systems are the ones to be heated Products with their end faces lying against each other through the Induction heating system transported. An essential one Problem is that when moving from a product on the following the faces of the neighboring ones Glue products together. To avoid this it is known in front of the press that of the induction heating system is subordinate to provide gripping pliers by means of the product discontinuously from the heating system in the press is pulled. The clock frequency or the Feeding speed of the gripper is like this dimensioned that before and after the discontinuous Feeding the end faces of the neighboring products although they are as closely adjacent as possible, they are not together glue. This device requires each exactly the material gaps between the individual Knowing products and going through each one Track inductors for appropriate readjustment to reach. Until now, the material gap detection was only possible empirically.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß die jeweilige Position einer Materiallücke entlang der Erwärmungsstrecke sowie die relative Breite der Materiallücke kontinuierlich und sicher erfaßbar ist.The invention has for its object a device or a method of the type mentioned at the outset to further develop that position Material gap along the heating section as well as the Relative width of the material gap continuously and safely is detectable.

Diese Aufgabe wird gemäß der Vorrichtungsvariante der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Induktoren von einer gemeinsamen Spannungsversorgungsquelle (U) gespeist werden und daß an einem einzelnen Induktor oder an einer Gruppe von in Reihe geschalteten Induktoren ein Spannungsabgriff (S) entlang einer Teillänge des Induktors bzw. der Induktoren vorgesehen ist, der mit einer Auswerteeinrichtung (A) verbunden ist, und daß die Auswerteeinrichtung eine Vergleichereinrichtung zum Vergleich des Spannungsabgriffsignals mit einer festen Bezugsspannung aufweist. Gemäß der Verfahrensvariante erfolgt die Lösung dadurch, daß mehrere Spannungsabgriffe an separaten einzelnen Induktoren bzw. Induktorengruppen, die jeweils zueinander in Reihe geschaltet sind, erfolgen, wobei die einzelnen Meßsignale in einer gemeinsamen Auswerteeinrichtung in getrennten Kanälen gemeinsam berechnet und als gemeinsames Signal registriert werden.This task is performed according to the device variant of the present invention solved in that the inductors from a common voltage supply source (U) be fed and that on a single inductor or a group of inductors connected in series Voltage tap (S) along a partial length of the inductor or the inductors is provided with a Evaluation device (A) is connected, and that the Evaluation device a comparator device for Comparison of the voltage tap signal with a fixed one Has reference voltage. According to the process variant the solution is that several voltage taps on separate individual inductors or inductor groups, which are connected in series to each other, the individual measurement signals in a common Evaluation device in separate channels together calculated and registered as a common signal.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß durch die Erfassung der Teilspannung an einem einzelnen Induktor bzw. einer Induktorgruppe die durch die Materiallücke hervorgerufene Teilimpedanzänderung im Induktorkreis meßtechnisch erfaßbar ist. Durch den Spannungsabgriff wird nur die an einem Bruchteil der Gesamtlänge des Induktors abfallende Spannung und aufgrund des im Induktor eingeprägten Stromes die entsprechende Teilimpedanz erfaßt. Die Impedanzänderung innerhalb des Induktors aufgrund einer Materiallücke erfolgt dabei selektiv dahingehend, daß für den Fall, daß sich die Materiallücke innerhalb des meßtechnisch überwachten Teilwindungsbereiches befindet, eine Spannungsänderung in einer Richtung, und, wenn die Materiallücke außerhalb des überwachten Bereiches liegt, eine Spannungsänderung in die andere Richtung detektierbar ist. Hierdurch kann innerhalb des Induktors bzw. in den Induktorzwischenräumen die Materiallücke lokalisiert werden, indem die Meßspannung kontinuierlich aufgezeichnet wird und ein Zuordnung zur Induktorlängsgeometrie erfolgt.The invention is characterized in that Detection of the partial voltage on a single inductor or an inductor group through the material gap induced partial impedance change in the inductor circuit is measurable. Through the voltage tap only that at a fraction of the total length of the inductor falling voltage and due to the in the inductor impressed current detected the corresponding partial impedance. The change in impedance within the inductor due to a Material gap occurs selectively in that for the case that the material gap within the part-turn area monitored by measurement technology, a voltage change in one direction, and if the Material gap lies outside the monitored area, a voltage change in the other direction is detectable is. As a result, within the inductor or in the Gap localizes the material gap be recorded continuously by the measuring voltage and an assignment to the longitudinal inductor geometry is made.

Eine genauere meßtechnische Analyse ergibt sich dadurch, daß entlang der Durchlaufstrecke mehrere Einzelinduktoren bzw. Induktorengruppen jeweils einen Spannungsabgriff aufweisen, wobei die Ausgangssignale der einzelnen Spannungsabgriffe getrennten Kanälen einer gemeinsamen Auswerteeinrichtung zuführbar sind.A more precise measurement analysis results from that several individual inductors along the passage or inductor groups each have a voltage tap have, the output signals of each Voltage taps separate channels of a common Evaluation device can be fed.

Durch die Überlagerung der von den einzelnen Kanälen erfaßten Meßsignale kann ein praktisch lückenloses Protokoll über den Verlauf der Materiallücke während des Durchlaufs durch die induktive Erwärmungsanlage aufgezeichnet werden. Aus den jeweiligen Ausschlägen können Rückschlüsse auf die Position und die Länge der Materiallücke geschlossen werden.By overlaying the individual channels detected measurement signals can be practically complete Protocol on the course of the material gap during the Pass through the inductive heating system to be recorded. From the respective rashes Conclusions about the position and the length of the Material gaps are closed.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Preferred embodiments are in the subclaims featured.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen The invention is described below with reference to a drawing explained in more detail. Show

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Induktionserwärmungsanlage und Fig. 1 is a block diagram of the induction heating system according to the invention and

Fig. 2 ein Meßdiagramm, welches an der in Fig. 1 dargestellten Anlage beim Durchlauf eines Produktes registriert wurde. Fig. 2 is a measurement diagram, which was registered in the system shown in Fig. 1 when passing through a product.

Die in Fig. 1 dargestellte Induktionserwärmungsvorrichtung besteht aus einer Anzahl von sechs Induktoren, die jeweils paarweise 1, 2; 3, 4; 4, 5 zueinander in Reihe geschaltet sind. Die drei Induktorgruppen liegen parallel an einer gemeinsamen Versorgungsspannung. Die Induktoren werden in Pfeilrichtung von dem zu erwärmenden Produkt durchlaufen und gelangen nach der Erwärmung in eine Presse P.The induction heating device shown in Fig. 1 consists of a number of six inductors, each in pairs 1, 2; 3, 4; 4, 5 are connected to one another in series. The three inductor groups are connected in parallel to a common supply voltage. The product to be heated passes through the inductors in the direction of the arrow and, after heating, reaches a press P.

An den mit 2, 4, 6 bezeichneten Induktoren befinden sich Spannungsabgriffe U2, U4, U5, die an einer einzelnen Windung der genannten Induktoren angeschlossen sind. Die an den Spannungsabgriffen gemessenen Signale U2, U4, U6 werden gemeinsam mit dem Meßwert der gemeinsamen Versorgungsspannung U auf eine Auswerteeinrichtung A gegeben. Diese wertet in getrennten Kanälen 1-3 die jeweiligen Meßsignale derart aus, daß diese in Beziehung gesetzt werden zur gemeinsamen Versorgungsspannung U.At the inductors labeled 2, 4, 6 there are voltage taps U2, U4, U5 which are connected to a single turn of the inductors mentioned. The signals U2, U4, U6 measured at the voltage taps are sent to an evaluation device A together with the measured value of the common supply voltage U. This evaluates the respective measurement signals in separate channels 1-3 in such a way that they are related to the common supply voltage U.

Die Normierungen der Meßspannungen U2, U4, U6 auf die Bezugsspannung U erfolgen mittels einer Vergleicherschaltung. Die drei Ausgangssignale entsprechend den drei Kanälen der Vergleicherschaltung werden auf einen nicht dargestellten Dreikanalschreiber gegeben, wobei ein Meßdiagramm aufgezeichnet wird, wie es beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist.The measuring voltages U2, U4, U6 are normalized to the reference voltage U by means of a comparator circuit. The three output signals corresponding to the three channels of the comparator circuit are given to a three-channel recorder (not shown), a measurement diagram being recorded, as is shown, for example, in FIG. 2.

Dies wird im folgenden erläutert: Fig. 2 zeigt einen typischen Signalverlauf bei paralleler Registrierung der Ausgangssignale der Kanäle 1-3 in Abhängigkeit von der geometrischen Länge der Erwärmungsstrecke beginnend mit dem Einlauf beim Induktor 6. Die Ordinate zeigt jeweils die relative Änderung der Meßspannungen in bezug auf die Bezugsspannung U. Von links nach rechts durchläuft das Produkt die Induktorkette und gelangt zunächst in den Meßbereich des Spannungsabgriffs von Induktor 6. Durchläuft nun ein Stangenende die Überwachungsstrecke, so entsteht durch den diskontinuierlichen Transport mittels der Einzugszange eine Materiallücke entsprechend der Arbeitsweise der Zange. Aus der Zunahme des Meßsignals in Fig. 2 ist erkennbar, daß diese Materiallücke den Spannungsabgriffsbereich des Induktors passiert. Der anschließende Abfall der relativen Spannung deutet auf ein Passieren des Zwischenraumes zwischen den Induktoren 6 und 5 hin. Entsprechend läßt sich der Durchlauf der Materiallücke am Induktor 4 und am Induktor 2 (Kanal 2 bzw. Kanal 1) verfolgen.This is explained in the following: FIG. 2 shows a typical signal curve with parallel registration of the output signals of channels 1-3 as a function of the geometric length of the heating section, starting with the inlet at inductor 6 . The ordinate shows the relative change of the measuring voltages in relation to the reference voltage U. From left to right, the product passes through the inductor chain and first reaches the measuring range of the voltage tap of inductor 6 . If one end of the rod now runs through the monitoring section, the discontinuous transport by means of the retracting pliers creates a material gap in accordance with the working method of the pliers. From the increase in the measurement signal in FIG. 2 it can be seen that this material gap passes the voltage tap area of the inductor. The subsequent drop in the relative voltage indicates a passage of the space between the inductors 6 and 5 . The passage of the material gap at inductor 4 and at inductor 2 (channel 2 and channel 1 ) can be followed accordingly.

Durch die Auswertung des Signalverlaufs lassen sich Rückschlüsse über Prozeßstörungen bzw. zu große Materiallücken ziehen, die in einer (nicht dargestellten) Regeleinrichtung einer automatischen Korrektor unterworfen sein können.By evaluating the signal curve, Conclusions about process disturbances or too big Pull material gaps in a (not shown) Control device subjected to an automatic corrector could be.

Claims

1. induction heating system for heating elongated metallic products, in particular blocks or rods, in continuous operation, with a plurality of inductors ( 1-6 ) arranged along the continuous path, the individual inductors or groups of inductors being separated from one another by spaces, characterized in that that the inductors are fed by a common voltage supply source (U) and that on a single inductor or on a group of inductors connected in series, a voltage tap (S) is provided along a partial length of the inductor or inductors, which is connected to an evaluation device , and that the evaluation device (A) has a comparator device for comparing the voltage tap signal with a fixed reference voltage (U).

2. induction heating system according to claim 1, characterized in that along the Continuous path of several individual inductors or Inductor groups each have a voltage tap (S) have, the output signals of each Voltage taps separate channels of a common Evaluation device can be fed.

3. induction heating system according to claim 2, characterized in that the Output signal of the comparator switching device Registration device, especially one Multi-channel recorder is fed.

4. Process for induction heating of elongated metallic products, especially blocks or bars, in continuous operation, the product being sequentially a Passes through chain of inductors, characterized in that on one single inductor or a group of in series switched inductors a voltage tap on a Partial length takes place by means of an evaluation device is compared with a fixed reference voltage and that the Measurement result is continuously registered.

5. The method according to claim 4, characterized in that several Voltage taps on separate individual inductors or Inductor groups, each one in series are switched, take place, the individual measurement signals in a common evaluation device in separate Channels calculated together and as a common signal be evaluated.

6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the Voltage tapping takes place on a single inductor winding.