EP0266470A1 - Inducteur et dispositif de réchauffage inductif de rives d'un produit métallurgique - Google Patents

Inducteur et dispositif de réchauffage inductif de rives d'un produit métallurgique Download PDF

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    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/004—Heating the product

Definitions

  • the invention relates to the inductive heating of the edges of a metallurgical product.
  • the thermal deficit or average temperature difference in the thickness of a slab, between the center and the banks can be of the order of 120 ° C at the outlet of continuous casting, due to the preferential cooling of the banks ( fin effect).
  • the inventor has already proposed (cf. French patent application No. 85 08684 of June 7, 1985) an improvement on the previous device, according to which C inductors are used laterally straddling the product.
  • the above-mentioned inductors are more specifically intended for reheating relatively thin products (for example from 30 to 50 mm thick).
  • the reheating of the edges of thicker products (for example 250 mm thick) by known inductors risks being insufficient and not penetrating to the core.
  • the object of the invention is to propose a new type of inductor more efficient than known inductors, for reheating the edges of thicker metallurgical products, such as continuous casting slabs.
  • the inductor according to the invention is characterized in that it consists of an E-shaped cylinder head with wound poles, having two extreme poles aligned on a first axis and facing each other at a distance so as to define between aux an air gap, and a median pole oriented along a second axis perpendicular to the first axis and recessed with respect to the two extreme poles so as not to not encroach on said air gap, the windings of the three poles being arranged so that, in operation, the sum of the fluxes entering or leaving both by the extreme poles is equal to the flux leaving or entering by the middle pole.
  • the inductors are installed so that the path of the edges intersects the air gap of said inductors, the extreme poles being oriented in the direction of the thickness of the product.
  • a magnetic yoke 4 which, in the heating position, has the shape of the capital letter E, in the sense that it defines three poles 5, 6, 7 converging towards the banks 1 of the slab and respectively provided with b obines 8, 9, 10.
  • the middle pole 5 is oriented in the width direction of the slab 2 (axis 13), while the extreme poles 6 and 7 are oriented in the thickness direction (axis 14) and face each other distance so as to define between them, when empty (that is to say in the absence of product to be heated) an air gap in which a bank of the product to be heated will pass.
  • the extension of the middle pole 5 from its location on the main branch of the cylinder head is such that this pole remains recessed with respect to the extreme poles 6 and 7 so as not to encroach on the air gap.
  • the coils 8, 9, 10 are connected in accordance with the diagram in FIG. 2 so that the intensity of the current flowing in the coil 8 of the middle pole is equal to the sum of the intensities flowing in the coils 9 and 10 of the opposite poles, which intensities are in principle equal. Under these conditions, if the coils have the same number of turns, and if the direction of each winding is appropriate, the incoming flow from the middle pole 5 is equal to the sum of the outgoing flows from poles 6 and 7, and the lines of induction pass through the edge of the slab as shown by the arrows 11, producing the desired local heating.
  • the frequency of supply of the inductors is close to 300 HZ.
  • the inductors 3 are supported by frames not shown allowing them to be moved transversely (in the direction of the arrows 12 and in the opposite direction) so as to be able to adapt the position of the inductors to different widths of product.

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Abstract

L'inducteur se compose d'une culasse (4) en "E" à pôles bobinés, ayant deux pôles extrêmes (6, 7) alignés sur un premier axe (13) et se faisant face de manière à définir entre eux un entrefer libre à vide pour le passage d'une rive du produit, et un pôle médian (5) orienté selon un second axe (4) perpendiculaire au premier axe (13) et disposé en retrait par rapport aux pôles extrêmes de manière à ne pas empiéter sur ledit entrefer, les bobinages (8, 9, 10) de ces pôles étant agencés de manière que, en fonctionnement, la some des flux entrant ou sortant tous deux par les pôles extrêmes (6, 7) soit égale au flux sortant ou entrant par le pôle médian (5).

Description

  • L'invention concerne le réchauffage inductif des rives d'un produit métallurgique.
  • Pour une installation de laminage de brames couplée directement à une installation de coulée continue, il s'avère souhaitable de réchauffer les bords des brames, afin d'obtenir un produit thermiquement homogène à l'entrée du train dégrossisseur. En effet, le déficit thermique ou écart de température moyenne dans l'épaisseur d'une brame, entre le centre et les rives peut être de l'ordre de 120°C en sortie de coulée continue, en raison du refroidissement préférentiel des rives (effet d'ailette).
  • Il a déjà été proposé, pour effacer les hétérogénéités des rives d'un produit métallurgique, un réchauffage par induction, localisé aux rives, à l'aide d'inducteurs à culasse magnétique en forme de U disposés au dessus et au dessous du produit, celui-ci défilant à l'horizontale dans l'entrefer constitué entre deux inducteurs superposés dont les pôles magnétiques contraires se font face.
  • Par ailleurs, l'inventeur a déjà proposé (cf. demande de brevet français No. 85 08684 du 7 juin 1985) une amélioration du dispositif précédent, selon laquelle on utilise des inducteurs en C enfourchant latéralement le produit. Cependant, les inducteurs précités sont plus spécialement destinés au réchauffage de produits relativement minces (par exemple de 30 à 50 mm d'épaisseur). Le réchauffage des rives de produits plus épais (par exemple 250 mm d'épaisseur) par les inducteurs connus risque d'être insuffisant et de ne pas pénétrer à coeur.
  • Le but de l'invention est de proposer un nouveau type d'inducteur plus performant que les inducteurs connus, pour le réchauffage de rives des produits métallurgiques plus épais, tels que les brames de coulée continue.
  • L'inducteur conforme à l'invention se caractérise en ce qu'il est constitué d'une culasse en forme d'E à pôles bobinés, ayant deux pôles extrêmes alignés sur un premier axe et se faisant face à distance de manière à définir entre aux un entrefer, et un pôle médian orienté selon un second axe perpendiculaire au premier axe et disposé en retrait par rapport aux deux pôles extrêmes afin de ne pas empiéter ledit entrefer, les bobinages des trois pôles étant agencés de manière que, en fonctionnement, la somme des flux entrant ou sortant tous deux par les pôles extrêmes soit égale au flux sortant ou entrant par le pôle médian.
  • Une telle constitution réduit au minimum l'entrefer, correspondant à la distance parcourue hors culasse par le champ magnétique, en supposant que celui-ci suit le chemin privélégié que lui impose la culasse. D'autre part, cette disposition permet une meilleure concentration du flux dans le produit. Dans le dispositif de réchauffage conforme à l'invention, les inducteurs sont implantés de manière que le trajet des rives coupe l'entrefer desdits inducteurs, les pôles extrêmes étant orientés dans le sens de l'épaisseur du produit.
  • D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description suivante d'un mode préféré de réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • - la figure 1 est une vue schématique transversale d'une installation de réchauffage inductif des rives d'une brame montrant deux inducteurs en E conformes à l'invention.
    • - la figure 2 est un schéma de branchement des bobines d'un inducteur conforme à l'invention.
  • Sur la figure 1, on voit que les rives 1 de la brame 2, laquelle défile dans le sens perpendiculaire au plan du dessin, passent dans l'entrefer des inducteurs 3.
  • Ceux-ci comportent une culasse magnétique 4 qui, en position de chauffage, a la forme de la lettre majuscule E, en ce sens qu'elle définit trois pôles 5, 6, 7 convergeant vers les rives 1 de la brame et dotés respectivement de b obines 8, 9, 10. Le pôle médian 5 est orienté dans le sens de la largeur de la brame 2 (axe 13), tandis que les pôles extrêmes 6 et 7 sont orientés dans le sens de son épaisseur (axe 14) et se font face à distance de manière à définir entre eux, à vide (c'est-à-dire en l'absence de produit à chauffer) un entrefer dans lequel défilera une rive du produit à chauffer. A cet effet, l'extension du pôle médian 5 depuis son implantation sur la branche principale de la culasse est telle que ce pôle reste en retrait par rapport aux pôles extrêmes 6 et 7 afin de ne pas empiéter sur l'entrefer.
  • Les bobines 8, 9, 10 sont branchées conformément au schéma de la figure 2 de sorte que l'intensité du courant circulant dans la bobine 8 du pôle médian soit égale à la somme des intensités circulant dans les bobines 9 et 10 des pôles opposés, lesquelles intensités sont en principe égales. Dans ces conditions, si les bobines comportent un même nombre de spires, et si le sens de chaque enroulement est approprié, le flux rentrant du pôle médian 5 est égal à la somme des flux sortants des pôles 6 et 7, et les lignes d'induction passent au travers du bord de la brame comme représenté par les flèches 11, en y produisant le réchauffement local désiré. La fréquence d'alimentation des inducteurs est voisine de 300 HZ.
  • Les inducteurs 3 sont supportés par des châssis non représentés permettant de les déplacer transversalement (dans le sens des flèches 12 et en sens inverse) de manière à pouvoir adapter la position des inducteurs à différentes largeurs de produit.

Claims (3)

1. Inducteur pour le réchauffage inductif des rives (1) d'un produit métallurgique (2), caractérisé en ce qu'il se compose d'une culasse (4) en "E" à pôles bobinés, ayant deux pôles extrêmes (6, 7) alignés sur un premier axe (13) et se faisant face de manière à définir entre eux un entrefer libre à vide pour le passage d'une rive du produit, et un pôle médian (5) orienté selon un second axe (4) perpendiculaire au premier axe (13) et disposé en retrait par rapport aux pôles extrêmes de manière à ne pas empiéter sur ledit entrefer, les bobinages (8, 9, 10) de ces pôles étant agencés de manière que, en fonctionnement, la somme des flux entrant ou sortant tous deux par les pôles extrêmes (6, 7) soit égale au flux sortant ou entrant par le pôle médian (5).
2. Dispositif de réchauffage inductif de rives (1) d'un produit métallurgique (2) en déplacement du type comportant des inducteurs (3) implantés de manière que le trajet des rives coupe l'entrefer desdits inducteurs, caractérisé en ce que les inducteurs (3) sont conformes à l'inducteur selon la revendication 1.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les inducteurs (3) sont montés sur des supports mobiles transversalement à la direction de déplacement du produit métallurgique.
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