EP4640002A1 - Induktionsheizvorrichtung, verfahren zum induktiven erwärmen, produktionslinie und verwendung - Google Patents

Induktionsheizvorrichtung, verfahren zum induktiven erwärmen, produktionslinie und verwendung

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Publication number
EP4640002A1
EP4640002A1 EP24732284.5A EP24732284A EP4640002A1 EP 4640002 A1 EP4640002 A1 EP 4640002A1 EP 24732284 A EP24732284 A EP 24732284A EP 4640002 A1 EP4640002 A1 EP 4640002A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
induction
coil
metallic material
leveling
induction coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24732284.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Lenz
Thomas Daube
Matthias Peters
Ralf Seidel
Markus LANGEJÜRGEN
Martin Lagac
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP4640002A1 publication Critical patent/EP4640002A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/101—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications for local heating of metal pieces
    • H05B6/103—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications for local heating of metal pieces multiple metal pieces successively being moved close to the inductor

Definitions

  • Induction heating device method for inductive heating, production line and use
  • the invention relates to an induction heating device for heating a metallic material, comprising a coil device with at least one induction coil for inductively heating the metallic material and a machine direction in which the metallic material can be conveyed.
  • the invention further relates to a method for inductively heating a metallic item, in which at least one induction coil and the metallic item are at least partially brought into overlap.
  • the invention further relates to a production line for manufacturing and/or processing a metallic product, in particular a semi-finished product and/or a preliminary product and/or an intermediate product and/or a product made of iron, steel and/or a non-ferrous metal material.
  • the invention further relates to uses of an induction heating device, an inductive heating method, a production line and a leveling device.
  • Devices of this type for inductive heating of metallic goods are known from the state of the art. For example, there are devices whose induction coils can be moved from the side into a working area, in order to be able to cover the induction coils and the metallic material, while the respective metallic material is conveyed through the work area during its inductive heating.
  • EP 3 025 799 A1 discloses a rolling mill with induction coils for the inductive heating of a metal strip, in which the induction coils can be moved into or out of the line of the metal strip using an inductor carriage, i.e. transversely to the metal strip.
  • the induction coils are adjustable in relation to the metal strip.
  • the invention is based on the object of providing an improvement or an alternative to the prior art.
  • an induction heating device for heating a metallic material comprising a coil device with at least one induction coil for inductively heating the metallic material and a machine direction in which the metallic material can be conveyed, wherein the induction heating device has at least one leveling device, by means of which a coil side of the at least one induction coil facing the metallic material can be actively aligned with respect to the metallic material.
  • the leveling device can be configured to actively align the coil side of the at least one induction coil facing the metallic item in a plane-parallel manner with respect to the metallic item.
  • the leveling device can be used to avoid or compensate for disadvantageous angles of attack between the induction coil and the surface of the metallic material. whereby the metallic material can be heated much more homogeneously by the induction heating device.
  • undesirable angles of attack between a coil side of the induction coil facing the metallic material and a material surface of the metallic material can be compensated, with the material surface facing the coil side.
  • an inhomogeneous coil-to-surface distance especially transverse to the direction of passage or conveyance of the metallic material, and thus also a resulting inhomogeneous heating of the metallic material can be avoided or at least significantly improved.
  • the leveling of the at least one induction coil according to the invention can prevent a critical angular position between the induction coil and the metallic material, whereby the risk of inhomogeneous heating of the metallic material that would otherwise result can be significantly reduced or preferably completely avoided.
  • Such leveling is particularly advantageous in relation to embodiments of induction heating devices with so-called open induction coils, which are attached to a conveyor line for conveying the metallic material only on one side next to this conveyor line, but have no mechanical connection or support to a bearing point or the like on an open side of the conveyor line opposite the stop side.
  • the respective induction coil is often carried by a cantilever arm part, which is arranged in particular above the conveyor line or can be temporarily arranged above the conveyor line by transverse displacement.
  • the latter can tilt or incline unfavorably relative to the surface of the material (critical angle of attack), which can result in a non-constant distance between the induction coil and the surface of the material, particularly over the length of the induction coil. Since the electrical power transferred or induced by the induction coil to the metallic material is significantly influenced by this distance, a critical angle setting can result in inhomogeneous heating of the metallic material.
  • Possible forces that can influence the position or location of the induction coil in relation to the metallic item can be, in addition to the gravitational force acting on the masses of the induction coil, the cantilever arm part, the relevant bearing devices or similar, also electromagnetic forces that interact with the induction coil, in particular between the induction coil and a suspension of the induction coil, between two induction coils of a coil device (e.g. Maxwell forces) and between the induction coil and the metallic item (e.g. Lorentz forces), if this metallic item is between two induction coils, for example a an upper and a lower induction coil.
  • electromagnetic forces that interact with the induction coil in particular between the induction coil and a suspension of the induction coil, between two induction coils of a coil device (e.g. Maxwell forces) and between the induction coil and the metallic item (e.g. Lorentz forces), if this metallic item is between two induction coils, for example a an upper and a lower induction coil.
  • the present induction heating device is designed to inductively heat-treat the metallic material while the metallic material is conveyed along a conveying plane of a conveying path through a working area of the induction heating device.
  • this conveying path extends in the machine direction of the induction heating device.
  • the induction heating device has, at least in its working area, a machine plane along which the metallic material is conveyed.
  • the machine plane and the conveying plane coincide or are at least plane-parallel to one another.
  • the induction coil can also be leveled, in particular actively leveled, relative to the machine plane within the meaning of the invention by means of the present leveling device.
  • the leveling device ensures that the induction coil can be aligned largely plane-parallel, so that a constant distance of the coil to the surface of the coil can be set in order to realize a homogeneous heat input over the length of the coil.
  • coil device in the sense of the invention describes a device which has at least one resonant circuit.
  • a resonant circuit has at least one induction coil and at least one capacitor, which rather is operatively connected to the at least one induction coil to the resonant circuit.
  • the present coil device can also comprise two or more induction coils, in particular a first, upper induction coil, which can be arranged above the metallic material, and a further, lower induction coil, which can consequently be arranged below the metallic material.
  • metal good describes any product comprising an electrically conductive iron material, a steel material and/or a non-ferrous metal material.
  • a metallic good can be understood to mean any semi-finished product and/or any preliminary product and/or any intermediate product and/or any product that is electrically conductive and can therefore be heated inductively.
  • leveling device in the sense of the invention describes any device by means of which an angle of attack or a critical angle of attack between an induction coil, in particular a coil side or a side surface thereof, and a surface of a metallic product can be actively avoided or actively aligned.
  • the leveling and/or active adjustment by means of the leveling device can be carried out with the aim of aligning the coil plane-parallel to the surface of the product.
  • leveling by means of the leveling device can also include an active non-plane-parallel alignment.
  • the active non-plane-parallel alignment can be used to actively compensate for or deliberately adjust an inhomogeneous heat profile of the product. Alternatively or cumulatively A geometric slope of the profile of the goods can be compensated or adjusted.
  • the present leveling device is not to be confused with a mandatory conventional height adjustment, by means of which an induction coil can be adjusted in height relative to a metallic object, but which is not designed to actively influence the angle of attack between the induction coil and the metallic object.
  • the present leveling device can be constructed in different ways.
  • a framework such as a cantilever arm part, on which the induction coil is arranged, can be mounted in such a way that the induction coil can be actively leveled relative to the metallic material in the sense of the invention.
  • the induction heating device has a transverse support, wherein the transverse support is configured to displace the at least one induction coil transversely to the machine direction.
  • the present leveling device can also compensate for bending phenomena on the cross support, whereby the cross support and load-bearing components thereof in particular can be made smaller.
  • the induction coil can be moved more efficiently and much more quickly with respect to the metallic material, particularly across the machine direction, using a lighter cross support.
  • the latter can also have an advantageous effect on a more homogeneous inductive heat input into the metallic material, as this means that heat sinks in the metallic material can be approached and reached more quickly and can therefore be heat treated for longer. can be transported while the metallic material continues to be conveyed in the direction of the machine.
  • transverse support describes a device by means of which the induction coil can be displaced as required relative to the metallic material or relative to a working area or effective area of the induction heating device, namely transversely to the machine direction and preferably along the machine plane.
  • the induction coil and the leveling device are carried by the cross support.
  • the cross support can have a frame, such as a cantilever arm part or the like, on which the induction coil or the leveling device is arranged.
  • the cross support can be designed to be able to displace in particular the induction coil of the coil device transversely to the machine direction towards the working area or away from the working area, in particular along the machine plane.
  • the cross support can comprise not only a displacement device for the translational displacement of the induction coil, but also suitable drive devices, such as electrical and/or hydraulic and/or pneumatic drives or the like.
  • a structurally advantageous embodiment provides that the at least one leveling device has at least one rotational degree of freedom, by means of which the at least one induction coil is arranged in a rotatable manner.
  • the axis of rotation of the at least one rotational degree of freedom runs in the direction of the machine direction.
  • this axis of rotation preferably runs transversely to the bend or a related bending line.
  • the induction coil has at least one rotational degree of freedom.
  • the leveling device is designed to align a coil side of the at least one induction coil facing the metallic material in a plane-parallel manner with respect to the metallic material.
  • Leveling can be carried out in a particularly simple manner with the present leveling device if the at least one leveling device has a rocker device.
  • Such a rocker device can be very easily implemented on the induction heating device if the induction on coil is rotatably attached to the cross support by means of a swivel bearing.
  • the induction coil has a frame part, a rack part or the like, which has or provides one or more bearing points.
  • the induction coil can carry out a rocking movement about this axis of rotation in a particularly advantageous manner.
  • a suspension of the induction coil can already be realized in a sufficiently levelable manner by means of the rocker device, which has a rotational degree of freedom (spatial axis) due to a corresponding movable bearing on the suspension.
  • the induction coil can be aligned parallel to the surface of the material even if the suspension or cross support is deformed.
  • the at least one leveling device has means for actively leveling a spatial position of the at least one induction coil.
  • such a leveling means is arranged between the induction coil and the cross support in such a way that the induction coil can be actively moved relative to the cross support, in particular can be actively rotated or pivoted.
  • the leveling means is attached on the one hand to the cross support, for example to a frame or a cantilever part thereof, and on the other hand to the induction coil, for example to a frame part thereof.
  • Such an actively operable leveling device can be constructed in a simple manner, for example by means of one or more spring devices and/or spring-damper devices.
  • an “active alignment” and/or “actively alignable” within the meaning of this description does not necessarily mean an actively adjustable means, but can also be understood as a passively adjusting means which is designed to reduce an occurring angle of attack with passive means, in particular by means of a spring device and/or a spring-damper device.
  • Hydraulic or pneumatic piston devices, electric drives or the like can also be provided as actively operable leveling means for actively controllable or adjustable leveling.
  • Rope pull mechanisms can also be used as actively operated leveling devices.
  • Wedge adjustments can also be used as actively operable leveling devices.
  • active leveling can also be carried out with the aid of an electromagnetically acting leveling device, which, for example, uses electromagnetic, repulsive forces that act between the metallic object and the induction coil.
  • Such electromagnetic repulsive forces acting between the metallic material and the induction coil can advantageously be used in conjunction with the rocker device described above for balancing or leveling the induction coil.
  • the electromagnetic forces when the coil is "switched on” depend on the distance between the coil and the metal object.
  • the electromagnetic forces interact with the spring forces and bring about a force and position equilibrium.
  • leveling can be advantageously carried out if the induction coil is at least partially aligned or leveled by means of electromagnetic forces.
  • the at least one leveling device is arranged on the cross support.
  • the leveling device can be arranged to act directly between the cross support and the induction coil, which on the one hand makes the construction particularly simple to implement and on the other hand allows active leveling to be transferred directly and spontaneously to the induction coil.
  • the leveling device is also arranged so that it can be moved with the cross support, it can be moved or relocated together with the induction coil assigned to it transversely to the machine direction or to the metallic material.
  • a leveling of the induction coil can be accomplished in a particularly simple construction if the at least one induction coil is arranged floating on the cross support by means of the at least one leveling device.
  • leveling can be carried out in a particularly simple manner, even continuously during an inductive heat treatment of the metallic material.
  • Such a floating suspension of the induction coil can be easily achieved using a variety of leveling devices, as already explained above.
  • a homogeneous inductive heat treatment of the metallic material can be reliably guaranteed for each induction coil, when a number of leveling devices corresponds to a number of induction coils .
  • the number of leveling devices is selected depending on the number of induction coils.
  • each cross support is equipped with a leveling device so that each induction coil of a cross support can have its own leveling device.
  • the induction heating device can have two or more cross supports, in particular two independently operable cross supports, such as an upper cross support and a lower cross support.
  • one of several existing cross supports can also be arranged so as to be physically supported on both sides of the conveyor line, in particular the lower cross support, if this can be done within a reasonable structural framework, in particular with regard to the fact that sufficient installation space is available for this on the conveyor line.
  • cross supports can also be arranged on different sides of the conveyor line, so that cross supports can be moved from opposite sides of the conveyor line from induction coils into the working area of the induction heating device.
  • leveling devices can be arranged above and/or below the metallic goods.
  • induction coils placed above or below the metallic material can advantageously be leveled independently of one another.
  • the leveling device can be structurally assigned to the induction coil in a particularly simple manner if the cross support has a cantilever part on which the at least one leveling device is arranged.
  • the induction coil can be generally leveled by means of the leveling device and can be arranged on the cross support in a specifically pivotable or rotatable manner.
  • a bend in a suspension (cross support) for an induction coil due to gravitational forces does not necessarily have to be compensated for by means of the leveling device, but essentially only the effects of asymmetrical electromagnetic forces, for example with regard to a belt that is not running centrally or induction coils that are displaced transversely to the direction of travel or conveyance.
  • the present leveling device can be operated particularly effectively if the at least one leveling device a detection device for detecting an orientation, in particular an angle of attack, of the coil side relative to a surface of the metallic material.
  • Such a detection device can be provided particularly easily by means of optical measuring sensors.
  • means for active leveling can be activated, controlled and/or regulated depending on data determined by the detection device.
  • the present leveling device can be used to respond even better to a bend on the cross support if the at least one leveling device has a further detection device for detecting bending effects on the cross support.
  • a detection device may comprise a means for detecting the temperature in order to activate, control and/or regulate the leveling according to a desired heating power distribution in relation to the transverse extension of the metallic material.
  • a corresponding bend can be determined optically on the cross support, for example.
  • a detection device with strain gauges or similar can also be used advantageously in this case.
  • means for active leveling can be activated, controlled and/or regulated depending on data determined by the further detection device.
  • the object of the invention is further also achieved by a method for inductively heating a metallic item, in which at least one induction coil and the metallic item are at least partially brought into overlap, wherein the coil side of the at least one induction coil facing the metallic item is actively aligned with respect to the surface of the metallic item.
  • an embodiment of the previously described induction heating device is used in the process described here.
  • plane-parallel alignment or leveling is particularly advantageous for a homogeneous heat input into the metallic material.
  • the induction coil in particular the coil side facing the metallic material, is rotated about at least one spatial axis for alignment, the induction coil can be leveled particularly easily in terms of process technology.
  • velplin is rotated with a rotation angle of greater than or equal to 2 °, preferably greater than or equal to 5 ° or particularly preferably greater than or equal to 7 °.
  • the leveling device can essentially already enable all required compensating movements and yet be built compactly if the induction coil is rotated for alignment or leveling with a rotation angle of less than or equal to 20 °, preferably less than or equal to 15 ° or particularly preferably less than or equal to 10 °.
  • the induction coil is rotated while the metallic material is moved or conveyed in a translational manner.
  • the induction coil is also rotated in such a way that the respective normals of the coil side and the material surface run parallel to each other, or are arranged at an angle of 10 ° or less to each other, preferably at an angle of 5 ° or less or particularly preferably at an angle of 2 ° or less.
  • a leveling of the induction coil in relation to the metallic material or the machine level of the induction heating device as proposed in the sense of the invention can already be carried out in advance, i.e. before the induction coil is or is covered with the surface of the material.
  • leveling in accordance with the invention can also take place during or after the induction coil is or has been brought into contact with the surface of the material.
  • the leveling can be carried out discontinuously or, preferably, continuously, for example while the metallic material is being inductively heat treated and, in particular, while the metallic material is being conveyed past the induction coil or induction coils.
  • an advantageous process variant proposes that the coil side is aligned or leveled with respect to the surface, while the metallic material is heated inductively.
  • Leveling can be carried out particularly precisely if the coil side is aligned or leveled relative to the material surface depending on the deflection of a cantilever arm part of a cross support.
  • the coil side is positioned relative to the material surface depending on the projection width of the at least one induction coil, aligned or leveled, leveling can be carried out even better.
  • the coil side is aligned or leveled relative to the material surface depending on heat generation and/or heat dissipation on the metallic material.
  • the leveling device is preferably arranged on the cross support.
  • a structurally simple design provides that the induction coil is movably mounted on the cross support by means of the leveling device.
  • a coil side facing the metallic material is aligned with respect to the material surface with an angular offset with respect to the material surface of the metallic material, in particular with an angular offset in a transverse direction transverse to a machine direction.
  • the leveling device it is possible to use the leveling device to set an active non-plane-parallel alignment between the metallic material and a coil side facing the metallic material.
  • the active non-plane-parallel alignment can be used to actively compensate for or deliberately adjust an inhomogeneous heat profile of the material. Alternatively or cumulatively, a geometric inclination of the profile of the material can be compensated or adjusted.
  • the object of the invention is also achieved by a production line for producing and/or processing a metallic product, in particular a semi-finished product and/or a preliminary product and/or an intermediate product and/or a product made of iron, steel and/or a non-ferrous metal material, comprising the induction heating device on which the invention is based according to one of the features explained here.
  • Such a production line can be set up in different ways, in particular depending on the metallic product that is currently to be treated or processed.
  • the production line can also comprise a rolling mill, a rolling train or one or more rolling stands, to which one or more induction heating devices can be assigned or upstream and/or downstream.
  • such production lines comprise several devices (processing stations) in which the metallic product is subjected to one or more process steps.
  • These devices can be, for example, heating or cooling devices, transport devices, shaping devices, cleaning devices, chemical treatment devices, surface coating devices, separating or joining devices, and combinations thereof.
  • Corresponding process steps for this can be, for example, increasing or reducing the temperature, transport, forming, cleaning, chemical treatment, coating the surface, separating or joining, and combinations thereof.
  • the object of the invention is also achieved by using a
  • Induction heating device an inductive heating process process and/or a production line, each according to one of the characteristics described here.
  • the object of the invention is also achieved in particular by the use of a leveling device for compensating bending effects on a cross support for carrying at least one induction coil on an induction heating device for inductively heating a metallic product.
  • the leveling device by means of the provision or use of the leveling device according to the invention, bending or sagging effects caused by a cantilevered component of the cross support or due to its design can be compensated for in the sense of the invention with regard to the at least one induction coil.
  • the proposed invention contributes considerably to heating a metallic item more evenly by induction or to ensuring a significantly more even course of heat treatment on the metallic item.
  • Figure 1 schematically a view of a first induction heating device for inductively heating a metallic material, comprising a coil device with two induction coils and having a leveling device for the induction coils;
  • Figure 2 schematically a view of another possible induction heating device for inductively heating a metallic material, comprising a coil device with two induction coils and showing an alternative leveling for the induction coils.
  • FIG. 1 a first embodiment of an induction heating device 1 for heating a metallic material 2 is shown, which is conveyed along a conveyor the plane 4 of a conveyor line 5 is conveyed in the conveying direction 6.
  • the conveyor line 5 is part of a production line 8, not shown in detail here.
  • the conveying path 5 here coincides with the machine direction 5 (not separately numbered again) of the induction heating device 1, just as the conveying plane 4 is identical with the machine plane 4 (also not separately numbered again) of the induction heating device 1.
  • the induction heating device 1 has a coil device 10 with two induction coils 12 and 14 for inductive heating of the metallic material 2, by means of which the metallic material 2 is heat-treated in a working area 16 of the induction heating device 1.
  • the induction coils 12 and 14 each have a coil side 12A or 14A, respectively, which are directly opposite the respective material surface 2A or 2B.
  • the respective coil sides 12A and 14A have no angle of attack 18 or an angle of attack 18 equal to 0° with respect to the respective material surface 2A and 2B, wherein the angle of attack 18 in this illustration is only fictitiously shown with respect to a horizontal 20 with respect to the second induction coil 14.
  • the induction heating device 1 has a displaceable cross support 22 with two cantilever arm parts 24 and 26 as a one-sided suspension of the two induction coils 12 and 14, which can each be displaced in transverse direction by a displacement device 28 or 30.
  • direction 22A transversely to the machine direction 6 in order to be able to arrange the induction coils 12 and 14 for inductively heating the metallic material 2 individually and temporarily in the working area 16.
  • the respective cantilever arm parts 24 and 26 are arranged at their ends 24A and 26A facing away from the working area 16 on bearings 32 (not shown or explained in detail here only as examples; e.g. fixed and/or floating bearings) of the cross support 22 so as to be displaceable in the transverse direction 22A.
  • the first induction coil 12 is carried by the first cantilever arm part 24. More precisely, the first induction coil 12 is arranged at the free end 24A of the first cantilever arm part 24.
  • the second induction coil 14 is correspondingly supported by the second cantilever arm part 26. More precisely, the second induction coil 14 is arranged at the free end 26A of the second cantilever arm part 26.
  • each of the induction coils 12 and 14 is assigned a leveling device 36 or 38, which is arranged between the induction coils 12 or 14 and the cantilever arm parts 24 or 26.
  • Each of the leveling devices 36 and 38 has or enables at least one rotational degree of freedom about a rotation axis 40 (numbered only as an example) for aligning or leveling the induction coil 12 and 14 in the sense of the invention.
  • the leveling devices 36 and 38 each have a rocker device 42 (numbered only as an example) in order to realize the above-described axis of rotation 40 (rotational degree of freedom) with respect to the induction coil 12 and 14, respectively.
  • the leveling devices 36 and 38 each have means 44 for actively leveling (numbered only as an example) a spatial position (not separately numbered) of the respective induction coil 12 or 14.
  • these leveling means 44 are constructed in a simple manner using spring-damper devices 46 (numbered only as an example).
  • the leveling devices 36 and 38 also comprise a first optional detection device 48 for detecting an orientation or the angle of attack 18 of the respective coil side 12A or 14A with respect to the directly opposite material surface 2A or 2B of the metallic material 2.
  • the leveling devices 36 and 38 further comprise a further optional detection device 50 for detecting bending effects 34 on the cross support 22.
  • the data from the two detection devices 48 and 50 can be used to advantageously level the induction coils 12 and 14.
  • Another possible embodiment of an alternative induction heating device 100 is shown in the illustration according to Figure 2, wherein only the features by which this second embodiment differs from the first embodiment are explained below in order to avoid repetition.
  • the alternative induction heating device 100 has an additional support device 52 with respect to its cross support 22 or its second cantilever arm part 26.
  • the additional support device 52 of the alternative induction heating device 100 is placed on the opposite side 56 of the conveyor line 5 in order to support the second cantilever part 26 at its free end 26A.
  • the second leveling device 38 (cf. Figure 1) can either be made smaller, or a second leveling device 38 can be dispensed with entirely, as shown here with regard to the alternative induction heating device 100. list of reference symbols
  • first detection device further detection device support device first side opposite, second side alternative induction heating device

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Induktionsheizvorrichtung zur Erwärmung eines metallischen Gutes, aufweisend eine Spuleneinrichtung mit wenigstens einer Induktionsspule zur induktiven Erwärmung des metallischen Gutes und eine Maschinenrichtung, in welcher das metallische Gut förderbar ist, wobei sich die Induktionsheizvorrichtung wenigstens durch eine Nivelliervorrichtung auszeichnet, mittels welcher eine dem metallischen Gut zugewandte Spulenseite der wenigstens einen Induktionsspule gegenüber dem metallischen Gut aktiv ausrichtbar ist.

Description

Induktionsheizvorrichtung , Verfahren zum induktiven Erwärmen , Produktionslinie und Verwendung
Die Erfindung betri f ft eine Induktionshei zvorrichtung zur Erwärmung eines metallischen Gutes , aufweisend eine Spuleneinrichtung mit wenigstens einer Induktionsspule zur induktiven Erwärmung des metallischen Gutes und eine Maschinenrichtung, in welcher das metallische Gut förderbar ist .
Die Erfindung betri f ft ferner ein Verfahren zum induktiven Erwärmen eines metallischen Gutes , bei welchem wenigstens eine Induktionsspule und das metallische Gut zumindest teilweise in Überdeckung gebracht werden .
Die Erfindung betri f ft darüber hinaus eine Produktionslinie zur Herstellung und/oder Verarbeitung eines metallischen Gutes , insbesondere eines Halbzeugs und/oder eines Vorprodukts und/oder eines Zwischenprodukts und/oder eines Produkts aus Eisen- , Stahl- und/oder einem Nichteisenmetall-Werkstof f .
Die Erfindung betri f ft des Weiteren Verwendungen einer Induktionshei zvorrichtung, eines induktiven Erwärmungsverfahrens , einer Produktionslinie sowie einer Nivelliervorrichtung .
Gattungsgemäße Vorrichtungen zur induktiven Erwärmung von metallischen Gütern sind aus dem Stand der Technik bekannt . Beispielsweise existieren Vorrichtungen, deren Induktionsspulen von der Seite her in einen Arbeitsbereich hinein verlagerbar sind, um hierbei die Induktionsspulen und das metallische Gut in Überdeckung bringen zu können, während das j eweilige metallische Gut bei seiner induktiven Erwärmung durch den Arbeitsbereich hindurch gefördert wird .
Aus der EP 3 025 799 Al ist beispielsweise eine Wal zanlage mit Induktionsspulen für die induktive Erwärmung eines Metallbandes bekannt , bei welcher die Induktionsspulen mithil fe eines Induktorwagens in die Linie des Metallbandes hinein oder aus dieser Linie heraus verfahren werden können, also quer zu dem Metallband . Zusätzlich sind die Induktionsspulen in Bezug auf das Metallband verstellbar .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen .
Die Aufgabe der Erfindung löst eine Induktionshei zvorrichtung zur Erwärmung eines metallischen Gutes , aufweisend eine Spuleneinrichtung mit wenigstens einer Induktionsspule zur induktiven Erwärmung des metallischen Gutes und eine Maschinenrichtung, in welcher das metallische Gut förderbar ist , wobei die Induktionshei zvorrichtung wenigstens eine Nivelliervorrichtung aufweist , mittels welcher eine dem metal lischen Gut zugewandte Spulenseite der wenigstens einen Induktionsspule gegenüber dem metallischen Gut aktiv ausrichtbar .
Optional kann die Nivelliereinrichtung dazu eingerichtet sein, die dem metallischen Gut zugewandte Spulenseite der wenigstens einen Induktionsspule gegenüber dem metallischen Gut aktiv planparallel aus zurichten .
Vorteilhafterweise können mittels der Nivelliereinrichtung nachteilige Anstellwinkel zwischen der Induktionsspule und einer Gutoberfläche des metallischen Gutes vermieden bzw . ausgeglichen werden, wodurch das metallische Gut durch die Induktionshei zvorrichtung wesentlich homogener erwärmt werden kann .
Genauer gesagt können unerwünschte Anstellwinkel zwischen einer dem metallischen Gut zugewandten Spulenseite der Induktionsspule und einer Gutoberfläche des metallischen Guts ausgeglichen werden, wobei die Gutoberfläche der Spulenseite zugewandt ist .
Insbesondere kann mit der vorgeschlagenen Nivelliervorrichtung ein speziell quer zur Durchlauf- bzw . Förderrichtung des metallischen Gutes inhomogener Spulen-Gutoberf lächen-Abstand und damit auch eine hieraus resultierende inhomogene Erwärmung des metallischen Gutes vermieden oder zumindest deutlich verbessert werden .
Bisher ist dies im Stand der Technik nicht möglich, was oftmals eine inhomogene Erwärmung des zu erwärmenden Gutes zur Folge hat .
Die erfindungsgemäße Nivellierung der wenigstens einen Induktionsspule kann eine kritische Winkelanstellung zwischen der Induktionsspule und dem metallischen Gut unterbinden, wodurch auch die Gefahr einer hierdurch ansonsten bedingten inhomogenen Erwärmung des metallischen Gutes signi fikant reduziert oder bevorzugt zur Gänze vermieden werden kann .
Eine derartige Nivellierung ist besonders in Bezug auf Aus führungs formen von Induktionshei zvorrichtungen mit sogenannten offenen Induktionsspulen besonders vorteilhaft , welche an einer Förderstrecke zum Fördern des metallischen Gutes nur einseitig neben dieser Förderstrecke angeschlagen sind, j edoch an einer der Anschlagseite gegenüberliegenden Freiseite der Förderstrecke keine mechanische Verbindung bzw . Abstützung zu einer Lagerstelle oder dergleichen aufweisen . Genauer gesagt ist die j eweilige Induktionsspule hierbei oftmals von einem Kragarmteil getragen, welche insbesondere oberhalb der Förderstrecke angeordnet ist oder durch Querverlagerung oberhalb der Förderstrecke temporär anordenbar ist .
Je nach auf tretenden mechanischen und/oder elektromagnetischen Kräften, welche gemeinsam oder einzeln auf die Induktionsspule einwirken können, kann Letztere gegenüber der Gutoberfläche verkippen bzw . sich ungünstig neigen ( kritischer Anstellwinkel ) , wodurch sich insbesondere über die Länge der Induktionsspule gesehen ein nicht konstanter Abstand zwischen der Induktionsspule und der Gutoberfläche einstellen kann . Da die von der Induktionsspule auf das metallische Gut übertragene bzw . induzierte elektrische Leistung von diesem Abstand maßgeblich beeinflusst ist , kann eine kritische Winkeleinstellung eine inhomogene Erwärmung an dem metallischen Gut zur Folge haben .
Je länger das Kragarmteil ausgebildet ist bzw . j e filigraner dessen Konstruktion ist , desto größer kann dessen Biegung ausgebildet sein . Von dem Ausmaß der Biegung ist wiederum der Anstellwinkel zwischen der Induktionsspule und dem metallischen Gut anhängig, insbesondere der Induktionsspulenseite gegenüber der Gutoberseite .
Mögliche Kräfte , welche die Position bzw . die Lage der Induktionsspule in Bezug auf das metallische Gut beeinflussen können, können neben der Gravitationskraft , welche auf die Massen der Induktionsspule , des Kragarmteils , von diesbezüglichen Lagereinrichtungen oder ähnlichem wirkt , auch elektromagnetische Kräfte sein, welche mit der Induktionsspule wechselwirken, insbesondere zwischen der Induktionsspulen und einer Aufhängung der Induktionsspule , zwischen zwei Induktionsspulen einer Spuleneinrichtung ( z . B . Maxwellkräf te ) sowie zwischen der Induktionsspule und dem metallischen Gut ( z . B . Lorentzkräfte ) , falls sich dieses metallische Gut zwischen zwei Induktionsspulen, etwa ei- ner oberen und einer unteren Induktionsspule angeordnet befindet .
Jedenfalls ist die vorliegende Induktionshei zvorrichtung dazu eingerichtet , das metallische Gut induktiv wärmezubehandeln, während das metallische Gut entlang einer Förderebene einer Förderstrecke durch einen Arbeitsbereich der Induktionshei zvorrichtung gefördert wird .
Vorzugsweise erstreckt sich diese Förderstrecke in Maschinenrichtung der Induktionshei zvorrichtung .
Die Induktionshei zvorrichtung weist zumindest in ihrem Arbeitsbereich eine Maschinenebene auf , entlang welcher das metallische Gut gefördert wird . Vorzugsweise fallen hierbei die Maschinenebene und die Förderebene zusammen oder liegen zumindest planparallel zueinander .
Insofern ist die Induktionsspule mittels der vorliegenden Nivelliervorrichtung auch gegenüber der Maschinenebene im Sinne der Erfindung nivellierbar, insbesondere aktiv nivellierbar .
Durch die Nivelliervorrichtung kann sichergestellt werden, dass die Induktionsspule weitgehend planparallel ausgerichtet werden kann, sodas s ein konstanter Abstand der Spule zur Oberfläche der Spule eingestellt werden kann, um somit einen homogenen Wärmeeintrag über die Spulenlänge realisieren zu können .
Darüber können nicht nur Kosten bei der Herstellung der Induktionshei zvorrichtung eingespart werden .
Der Begri f f „Spuleneinrichtung" beschreibt im Sinne der Erfindung eine Einrichtung, welche wenigstens einen Schwingkreis aufweist . Ein derartiger Schwingkreis weist neben wenigstens einer Induktionsspule auch noch wenigstens einen Kondensator auf , wel- eher mit der wenigstens einen Induktionsspule zu dem Schwingkreis wirkverbunden ist .
Da derartige Spuleneinrichtungen aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt sind, wird auf deren detaillierten Aufbau und Funktionsweise hier nicht weiter eingegangen .
Die vorliegende Spuleneinrichtung kann auch zwei oder mehr Induktionsspulen umfassen, insbesondere eine erste , obere Induktionsspule , welche oberhalb des metallischen Gutes anordenbar ist , und eine weitere , untere Induktionsspule , welche demzufolge unterhalb des metallischen Gutes angeordnet werden kann .
Die Begri f f lichkeit „metallisches Gut" beschreibt vorliegend j egliches Produkt aufweisend einen elektrisch leitfähigen Eisenwerkstof f , einen Stahlwerkstof f und/oder einen Nichteisenmetall-Werkstof f . Insbesondere kann unter einem metallischen Gut j egliches Halbzeug und/oder j egliches Vorprodukt und/oder j egliches Zwischenprodukt und/oder j egliches Produkt verstanden werden, welches elektrisch leitfähig ist und somit induktiv erwärmt werden kann .
Der Begri f f „Nivelliervorrichtung" beschreibt im Sinne der Erfindung j egliche Vorrichtung, mittels welcher ein Anstellwinkel bzw . ein kritischer Anstellwinkel zwischen einer Induktionsspule , insbesondere einer Spulenseite bzw . einer Seitenfläche hiervon, und einer Gutoberfläche eines metallischen Gutes aktiv vermeidbar bzw . aktiv ausrichtbar ist . Die Nivellierung und/oder aktive Einstellung mittels der Nivelliervorrichtung kann mit dem Ziel der planparallelen Ausrichtung der Spule zur Gutoberfläche erfolgen . Gleichermaßen kann eine Nivellierung mittels der Nivelliervorrichtung auch eine aktive nicht-planparallele Ausrichtung umfassen . Die aktive nicht-planparallele Ausrichtung kann dazu dienen, aktiv ein inhomogenes Wärmeprofil des Gutes aus zugleichen oder bewusst einzustellen . Alternativ oder kumulativ kann eine geometrische Schräge des Profils des Gutes ausgeglichen oder eingestellt werden .
Hierbei ist die vorliegende Nivelliervorrichtung nicht mit einer obligatorischen herkömmlichen Höhenverstellung zu verwechseln, mittels welcher eine Induktionsspule gegenüber einem metallischen Gut höhenverstellbar ist , welche j edoch nicht dazu eigerichtet ist , den Anstellwinkel zwischen Induktionsspule und metallischem Gut aktiv beeinflussen zu können .
Die vorliegende Nivelliervorrichtung kann unterschiedlich konstruiert sein .
Beispielsweise kann ein Gerüst , wie etwa ein Kragarmteil , an welchem die Induktionsspule angeordnet ist , derart gelagert sein, dass die Induktionsspule im Sinne der Erfindung gegenüber dem metallischen Gut aktiv nivellierbar ist .
Optional weist die Induktionshei zvorrichtung einen Quersupport auf , wobei der Quersupport zur Verlagerung der wenigstens einen Induktionsspule quer zur Maschinenrichtung eingerichtet ist .
Auf diese Weise können mit der vorliegenden Nivelliervorrichtung auch Biegeerscheinungen an dem Quersupport ausgeglichen werden, wodurch insbesondere der Quersupport bzw . lasttragende Bauteile hiervon kleiner dimensioniert werden können .
Vielmehr kann die Induktionsspule mit einem gewichtsmäßig leichter ausgelegten Quersupport auch energetisch ef fi zienter und wesentlich zügiger gegenüber dem metallischen Gut verlagert werden, insbesondere quer zur Maschinenrichtung verlagert werden . Auch Letzteres kann sich vorteilhaft auf einen homogeneren induktiven Wärmeeintrag in das metallische Gut auswirken, da hierdurch in dem metallischen Gut vorhandene Wärmesenken schneller angefahren, erreicht und demzufolge länger wärmebehandelt werden können, während das metallische Gut weiter in Maschinenrichtung gefördert wird .
Die Begri f f lichkeit „Quersupport" beschreibt vorliegend eine Einrichtung, mittels welcher die Induktionsspule gegenüber dem metallischen Gut bzw . gegenüber einem Arbeitsbereich bzw . Wirkbereich der Induktionshei zvorrichtung bedarfsweise verlagert werden kann, und zwar quer der Maschinenrichtung und vorzugsweise entlang der Maschinenebene .
Hierbei sind die Induktionsspule bzw . die Nivelliervorrichtung von dem Quersupport getragen .
Hierzu kann der Quersupport ein Gerüst , wie etwa ein Kragarmteil oder ähnliches , aufweisen, an welchem die Induktionsspule bzw . die Nivelliervorrichtung angeordnet sind .
Jedenfalls kann der Quersupport dazu ausgelegt sein, insbesondere die Induktionsspule der Spuleneinrichtung quer zu der Maschinenrichtung auf den Arbeitsbereich zu oder von dem Arbeitsbereich weg verlagern zu können, insbesondere entlang der Maschinenebene .
Hierzu kann der Quersupport neben einer Verlagerungseinrichtung zum translatorischen Verlagern der Induktionsspule auch geeignete Antriebseinrichtungen umfassen, wie elektrische und/oder hydraulische und/oder pneumatische Antriebe oder dergleichen .
Eine baulich vorteilhafte Aus führungsvariante sieht vor, dass die wenigstens eine Nivelliervorrichtung wenigstens einen rotatorischen Freiheitsgrad aufweist , mittels welchem die wenigstens eine Induktionsspule drehbar gelagert angeordnet ist .
Bereits ein einziger rotatorischer Freiheitsgrad reicht aus , um die Induktionsspule um eine Drehachse herum drehbar lagern zu können, sodass eine ungünstige Winkelanstellung gegenüber dem metallischen Gut abgestellt werden kann, welche etwa durch eine Biegung im Quersupport hervorgerufen ist .
Um insbesondere eine nachteilige Biegung ausgleichen zu können, wie hinsichtlich eines Kragarmteils , an welchem die Induktionsspule angeordnet ist , ist es vorteilhaft , wenn die Drehachse des wenigstens einen rotatorischen Freiheitsgrads in Richtung der Maschinenrichtung verläuft .
Mit anderen Worten verläuft diese Drehachse vorzugsweise quer zu der Biegung bzw . einer diesbezüglichen Biegelinie .
Jedenfalls ist es vorteilhaft , wenn die Induktionsspule wenigstens einen rotatorischen Freiheitsgrad aufweist .
Optional ist die Nivelliervorrichtung dazu eingerichtet , eine dem metallischen Gut zugewandte Spulenseite der wenigstens einen Induktionsspule gegenüber dem metallischen Gut planparallel auszurichten .
Hierdurch kann unter anderem erreicht werden, dass der Wirkungsgrad der Energieübertragung zwischen der planparallel zu dem metallischen Gut ausgerichteten Spulenseite und dem metallischen Gut möglichst homogen über die Fläche der Oberfläche der dem metallischen Gut zugewandte Spulenseite verteilt ist , sodass eine möglichst homogene Erwärmung des metallischen Guts erreicht werden kann .
Eine Nivellierung kann mit der vorliegenden Nivelliervorrichtung konstruktiv besonders einfach erfolgen, wenn die wenigstens eine Nivelliervorrichtung eine Wippeneinrichtung aufweist .
Eine solche Wippeneinrichtung kann baulich sehr einfach an der Induktionshei zvorrichtung verwirklicht sein, wenn die Indukti- onsspule mittels einer Drehgelenklagerung an dem Quersupport drehbar festgelegt ist .
Beispielsweise besitzt die Induktionsspule ein Rahmenteil , ein Gestellteil oder dergleichen, welches ein oder mehrere Lagerstellen aufweist bzw . bereitstellt .
I st eine derartige Lagerstelle etwa mittig der Induktionsspule an dem Rahmenteil angeordnet , beispielsweise hinsichtlich der Längserstreckung ( quer zur Maschinenrichtung) der Induktionsspule gesehen, kann die Induktionsspule eine Wippbewegung um diese Drehachse besonders vorteilhaft aus führen .
Erfolgt die Wippbewegung um eine Drehachse , welche in Richtung der Förderrichtung bzw . der Maschinenrichtung ausgerichtet ist , kann eine Biegung eines länglichen Kragarmteils des Quersupports problemlos kompensieren werden, sodass die dem metallischen Gut zugewandte Spulenseite und die gegenüberliegende Gutoberfläche hinsichtlich ihrer flächigen Ausdehnungen stets den gleichen Abstand aufweisen können, bzw . es können ungünstige Abstandsabweichungen in Bezug auf die sich gegenüberliegenden Flächen und damit ein ungünstiger Anstellwinkel vermieden werden .
Eine Aufhängung der Induktionsspule kann mittels der Wippeneinrichtung bereits ausreichend nivellierbar realisiert sein, welche durch eine entsprechende bewegliche Lagerung an der Aufhängung einen rotatorischen Freiheitsgrad (Raumachse ) aufweist .
Durch diesen wenigstens einen zusätzlichen Freiheitsgrad kann die Induktionsspule auch bei verformter Aufhängung bzw . verformten Quersupport parallel zur Gutoberfläche ausgerichtet werden .
Um eine Nivellierung, wie etwa auch eine Wippbewegung, an der Induktionsspule kontrolliert aus führen zu können, ist es vor- teilhaft , wenn die wenigstens eine Nivelliervorrichtung Mittel zum aktiven Nivellieren einer Raumlage der wenigstens einen Induktionsspule aufweist .
Um zum Nivellieren der Induktionsspule eine räumliche Lageveränderung hinsichtlich der Induktionsspule im Sinne der Erfindung aktiv bewirken zu können, ist es vorteilhaft , wenn ein derartiges Nivelliermittel zwischen der Induktionsspule und dem Quersupport derart wirkend angeordnet ist , dass die Induktionsspule gegenüber dem Quersupport aktiv bewegt werden kann, insbesondere aktiv gedreht bzw . geschwenkt werden kann .
Beispielsweise ist das Nivelliermittel hierzu einerseits an dem Quersupport angeschlagen, beispielsweise an einem Gestell oder einem Kragarmteil hiervon, und andererseits an der Induktionsspule , etwa an einem Rahmenteil hiervon .
Ein derartiges , aktiv betätigbares Nivelliermittel kann baulich einfach beispielsweise mittels einer oder mehrerer Federeinrichtungen und/oder Feder-Dämpfer-Einrichtungen realisiert sein .
Es sei an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, dass unter einer „aktiven Ausrichtung" und/oder unter „aktiv ausrichtbar" im Sinne dieser Beschreibung nicht zwingend ein aktiv verstellbares Mittel zu verstehen ist , sondern auch ein passiv verstellendes Mittel verstanden werden kann, welches dazu eingerichtet ist , einen auftretenden Anstellwinkel mit passiven Mitteln, insbesondere mittels einer Federeinrichtung und/oder einer Feder-Dämpfer-Einrichtung, zu vermindern .
Auch Hydraulik- oder Pneumatik-Kolbeneinrichtungen, elektrische Antriebe oder dergleichen können zur aktiv steuerbaren bzw . regelbaren Nivellierung als aktiv betätigbares Nivelliermittel vorgesehen sein . Auch Seil zugmechanismen können als aktiv betätigbares Nivelliermittel eingesetzt werden .
Auch Keilverstellungen können als aktiv betätigbares Nivelliermittel eingesetzt werden .
Kumulativ oder alternativ kann eine aktive Nivellierung auch mithil fe einer elektromagnetisch wirkenden Nivelliereinrichtung erfolgen, welche beispielweise sogleich elektromagnetische , abstoßende Kräfte verwendet , die zwischen dem metallischen Gut und der Induktionsspule wirken .
Derartige zwischen dem metallischen Gut und der Induktionsspule wirkende elektromagnetische , abstoßende Kräfte können vorteilhaft in Zusammenhang mit der vorstehend beschriebenen Wippeneinrichtung zur Balancierung bzw . Nivellierung der Induktionsspule verwendet werden .
Die elektromagnetischen Kräfte bei „eingeschalteter" Spule sind abhängig vom Abstand zwischen Spule und metallischem Gut . Bei einem vorstehend beschriebenen Wippensystem mit Feder-Dämpfungs- Einrichtung wirken die elektromagnetischen Kräfte mit den Federkräften zusammen und bewirken ein Kräfte- und Lagegleichgewicht .
Insofern kann eine Nivellierung vorteilhaft durchgeführt werden, wenn die Induktionsspule zumindest teilweise mittels elektromagnetischer Kräfte ausgerichtet bzw . nivelliert wird .
Um die Nivelliervorrichtung an der Induktionsspule konstruktiv einfach bereitstellen zu können, ist es zweckmäßig, wenn die wenigstens eine Nivelliervorrichtung an dem Quersupport angeordnet ist . Hierdurch kann die Nivelliervorrichtung direkt zwischen dem Quersupport und der Induktionsspule wirkend angeordnet sein, wodurch einerseits die Konstruktion besonders einfach realisiert und andererseits ein aktives Nivellieren unmittelbar und spontan auf die Induktionsspule übertragen werden kann .
I st die Nivelliervorrichtung zudem mit dem Quersupport verlagerbar angeordnet , kann sie gemeinsam mit der ihr zugeordneten Induktionsspule quer zur Maschinenrichtung bzw . zum metallischen Gut bewegt bzw . verlagert werden .
Eine Nivellierung der Induktionsspule kann baulich besonders einfach bewerkstelligt werden, wenn die wenigstens eine Induktionsspule mittels der wenigstens einen Nivelliervorrichtung schwebend an dem Quersupport angeordnet ist .
Insbesondere kann mit einer schwebenden Anordnung der Induktionsspule konstruktiv besonders einfach eine Nivellierung auch kontinuierlich während einer induktiven Wärmebehandlung des metallischen Gutes erfolgen .
Dies ist besonders dahingehend vorteilhaft , wenn sich eine Biegung an dem Quersupport verändert , insbesondere aufgrund einer sich verändernden Wärmebelastung oder sich ändernden elektromagnetischen Reaktionskräften nach Aktivierung der Induktionsspule , wobei sich eine Biegung etwa eines erwärmten Kragarmteils des Quersupports verstärken kann, insbesondere unter der Last einer hieran auskragend angeordneten Induktionsspule .
Eine derart schwebende Aufhängung der Induktionsspule kann baulich problemlos mittels einer Viel zahl an Nivell iermitteln erfolgen, wie vorstehend bereits erläutert .
Eine homogene induktive Wärmebehandlung des metallischen Gutes kann für j ede Induktionsspule zuverlässig gewährleistet werden, wenn eine Anzahl an Nivelliervorrichtungen einer Anzahl an Induktionsspulen entspricht .
Es versteht sich, dass nicht j ede Induktionsspule auch mit einer eigenen Nivelliermöglichkeit ausgerüstet sein muss .
Jedoch ist es günstig, wenn die Anzahl an Nivelliervorrichtungen in Abhängigkeit von der Anzahl an Induktionsspulen gewählt ist .
Vorteilhaft ist es , wenn j eder Quersupport mit einer Nivelliervorrichtung ausgerüstet ist , sodass j ede Induktionsspule eines Quersupports eine eigene Nivelliervorrichtung aufweisen kann .
Beispielsweise kann die Induktionshei zvorrichtung zwei oder mehr Quersupporte aufweisen, insbesondere zwei unabhängig voneinander betätigbare Quersupporte , wie etwa einem oberen Quersupport und einem unteren Quersupport .
Beispielweise kann ein Quersupport von mehreren vorhandenen Quersupporten auch beidseits der Förderstrecke körperlich abgestützt angeordnet sein, insbesondere der untere Quersupport , wenn dies konstruktiv in einem vertretbaren Rahmen erfolgen kann, insbesondere auch im Hinblick, dass hierfür an der Förderstrecke genügend Bauraum zur Verfügung steht .
Hierdurch kann an dem beidseits abgestützten Quersupport auf eine zusätzliche Nivelliervorrichtung verzichtet werden .
Gegebenenfalls kann auch dort nur eine geringer oder weniger nivellierende Nivelliervorrichtung vorgesehen sein, beispielsweise um eine im Vergleich zu dem oberen Quersupport erwartete geringere Durchbiegung an diesem Quersupport ausgleichen bzw . ausnivellieren zu können . Beispielsweise können Quersupporte auch an unterschiedlichen Seiten der Förderstrecke gelagert angeordnet sein, sodass Quersupporte von sich gegenüberliegenden Seiten der Förderstrecke aus Induktionsspulen in den Arbeitsbereich der Induktionshei zvorrichtung hinein verlagert werden können .
Darüber hinaus ist es vorteilhaft , wenn Nivelliervorrichtungen oberhalb und/oder unterhalb des metallischen Guts anordenbar sind .
Hierdurch können entsprechend unterhalb bzw . oberhalb des metallischen Gutes platzierte Induktionsspulen vorteilhaft auch unabhängig voneinander nivelliert werden .
Die Nivelliervorrichtung kann der Induktionsspule baulich besonders einfach ortsnah zugeordnet werden, wenn der Quersupport ein Kragarmteil aufweist , an welchem die wenigstens eine Nivelliervorrichtung angeordnet ist .
Wie bereits vorstehend beschrieben, kann die Induktionsspule mittels der Nivelliervorrichtung allgemein nivellierbar und speziell schwenk- bzw . drehbar an dem Quersupport angeordnet sein .
Darüber hinaus ist es auch möglich, dass etwa hinsichtlich eines vertikal geförderten metallischen Gutes mittels der Nivelliervorrichtung nicht zwingend eine Biegung an einer Aufhängung ( Quersupport ) für eine Induktionsspule aufgrund von Gravitationskräften ausgeglichen werden soll bzw . braucht , sondern im Wesentlichen lediglich Auswirkungen asymmetrischer elektromagnetischer Kräfte , beispielsweise hinsichtlich eines nicht mittig laufenden Bandes oder quer zur Durchlauf- bzw . Förderrichtung verschobener Induktionsspulen .
Die vorliegende Nivelliervorrichtung kann besonders ef fektiv betätigt werden, wenn die wenigstens eine Nivelliervorrichtung eine Detektiereinrichtung zum Detektieren einer Ausrichtung, insbesondere eines Anstellwinkels , der Spulenseite gegenüber einer Gutoberfläche des metallischen Gutes aufweist .
Besonders einfach kann eine solche Detektiereinrichtung mittels optischer Messsensoren bereitgestellt werden .
Aber auch andere Einrichtungen zur Winkelmessung bzw . zur Messung einer kritisch abweichenden Raumlage können vorliegend eingesetzt werden, insbesondere in Bezug auf einer Referenzebene , wie etwa die Maschinenebene , oder einer Hori zontal oder Vertikalebene .
Vorteilhafterweise können hierbei Mittel zum aktiven Nivellieren in Abhängigkeit von ermittelten Daten der Detektiereinrichtung aktiviert , gesteuert und/oder geregelt werden .
Es kann mittels der vorliegenden Nivelliervorrichtung auf eine Biegung an dem Quersupport noch besser reagiert werden, wenn die wenigstens eine Nivelliervorrichtung eine weitere Detektiereinrichtung zum Detektieren von Biegungsef fekten an dem Quersupport aufweist .
Alternativ oder ergänzend kann eine Detektiereinrichtungen ein Mittel zur Erfassung der Temperatur umfassen, um die Nivellierung entsprechend einer gewünschten Hei zleistungsverteilung in Relation zur Quererstreckung des metallischen Gutes zu aktivieren, steuern und/oder regeln .
Eine entsprechende Biegung lässt sich an dem Quersupport beispielsweise optisch ermitteln . Aber auch eine Detektiereinrichtung mit Dehnmesstrei f en oder ähnlichem kann vorliegend vorteilhaft eingesetzt werden . Vorteilhafterweise können Mittel zum aktiven Nivellieren in Abhängigkeit von ermittelten Daten der weiteren Detektiereinrich- tung aktiviert , gesteuert und/oder geregelt werden .
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner auch von einem Verfahren zum induktiven Erwärmen eines metallischen Gutes gelöst , bei welchem wenigstens eine Induktionsspule und das metallische Gut zumindest teilweise in Überdeckung gebracht werden, wobei die dem metallischen Gut zugewandte Spulenseite der wenigstens einen Induktionsspule aktiv gegenüber der Gutoberfläche des metallischen Gutes ausgerichtet wird .
Vorzugsweise wird im Rahmen des hier beschriebenen Verfahrens eine Aus führungs form der zuvor beschriebenen Induktionshei zvorrichtung verwendet .
Wird die Spulenseite der Induktionsspule aktiv gegenüber der Gutoberfläche des metallischen Gutes ausgerichtet , können nachteilige Anstellwinkel zwischen der Spulenseite und der Gutoberfläche vermieden werden, wodurch wiederum eine homogenere induktive Wärmebehandlung des metallischen Gutes erzielt werden kann .
Insbesondere ein planparalleles Ausrichteten bzw . Nivellieren ist für einen homogenen Wärmeeintrag in das metallische Gut besonders vorteilhaft .
Wird die Induktionsspule , insbesondere die dem metallischen Gut zugewandte Spulenseite , zum Ausrichten um wenigstens eine Raumachse gedreht , kann die Induktionsspule verfahrenstechnisch besonders einfach nivelliert werden .
Um bereits eine ausreichend gute Nivellierung der Induktionsspule gegenüber der Gutoberfläche vornehmen zu können, ist es vorteilhaft , wenn die Induktionsspule zum Ausrichten bzw . Ni- vellieren mit einem Drehwinkel von größer oder gleich 2 ° gedreht wird, vorzugsweise von größer oder gleich 5 ° oder besonders bevorzugt von größer oder gleich 7 ° .
Die Nivelliervorrichtung kann im Wesentlichen bereits alle erforderlichen Ausgleichsbewegungen ermöglichen und dennoch kompakt gebaut werden, wenn Induktionsspule zum Ausrichten bzw . Nivellieren mit einem Drehwinkel von kleiner oder gleich 20 ° gedreht wird, vorzugsweise von kleiner oder gleich 15 ° oder besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 10 ° .
Mit den vorgeschlagen Drehwinkeln lassen sich nahezu alle an dem Quersupport vorkommenden Biegeef fekte ausgleichen .
Es ist vorliegend zweckmäßig, wenn die Induktionsspule rotiert wird, während das metallische Gut translatorisch bewegt bzw . gefördert wird .
Jedenfalls ist es für einen homogeneren induktiven Wärmeeintrag in das metall ische Gut vorteilhaft , wenn die Induktionsspule auch derart rotiert wird, dass die j eweiligen Normalen der Spulenseite und der Gutoberfläche parallel zueinander verlaufen, oder mit einem Winkel von 10 ° oder weniger zueinander angeordnet sind, vorzugsweise mit einem Winkel von 5 ° oder weniger oder besonders bevorzugt mit einem Winkel von 2 ° oder weniger .
Eine im Sinne der Erfindung vorgeschlagene Nivellierung der Induktionsspule gegenüber dem metallischen Gut bzw . der Maschinenebene der Induktionshei zvorrichtung kann bereits im Vorfeld vorgenommen werden, also bevor die Induktionsspule mit der Gutoberfläche in Überdeckung gebracht wird bzw . ist .
Aber auch während oder auch erst nachdem die Induktionsspule mit der Gutoberfläche in Überdeckung gebracht wird bzw . wurde , kann eine Nivellierung im Sinne der Erfindung erfolgen . Die Nivellierung kann hierbei diskontinuierlich oder vorzugsweise auch kontinuierlich erfolgen, beispielsweise während das metallische Gut induktiv wärmebehandelt wird, und insbesondere während das metal lische Gut an der Induktionsspule bzw . an Induktionsspulen vorbei gefördert wird .
Insofern schlägt eine vorteilhafte Verfahrensvariante vor, dass die Spulenseite gegenüber der Oberfläche ausgerichtet bzw . nivelliert wird, während das metallische Gut induktiv erwärmt wird .
Hierdurch kann insbesondere im Zusammenhang mit einer kontinuierlichen Nivellierung auf sich verändernde Bedingungen während der induktiven Wärmebehandlung unverzüglich reagiert werden, wie vorstehend bereits erläutert wurde .
Selbst , wenn dem metallischen Gut einige Gestalt- bzw . Formabweichungen innewohnen, insbesondere hinsichtlich der der Induktionsspule zugewandten bzw . gegenüberliegenden Gutoberfläche , kann eine homogene induktive Erwärmung an dem metallischen Gut dennoch zuverlässig garantiert werden, wenn die Spulenseite und die Gutoberfläche zum induktiven Erwärmen zu 60 % oder mehr parallel , insbesondere planparallel , zueinander ausgerichtet sind, vorzugsweise zu 70 % oder mehr oder besonders bevorzugt zu 90% oder mehr .
Eine Nivellierung kann besonders exakt erfolgen, wenn die Spulenseite gegenüber der Gutoberfläche in Abhängigkeit von einer Durchbiegung eines Kragarmteils eines Quersupports ausgerichtet bzw . nivelliert wird .
Wird die Spulenseite gegenüber der Gutoberfläche in Abhängigkeit von einer Auskragweite der wenigstens einen Induktionsspule aus- gerichtet bzw . nivelliert , kann eine Nivellierung noch besser durchgeführt werden .
Kumulativ oder alternativ ist es vorteilhaft , wenn die Spulenseite gegenüber der Gutoberfläche in Abhängigkeit von einer Wärmerzeugung- und/oder Wärmeabgabe an dem metallischen Gut ausgerichtet bzw . nivelliert wird .
Hierdurch kann sichergestellt werden, dass zusätzlichen Biegeef fekten an dem Quersupport aufgrund unterschiedlicher Wärmeentwicklungen an der Induktionshei zvorrichtung gut entgegen gewirkt werden kann .
Vorzugsweise ist die Nivelliervorrichtung hierzu an dem Quersupport angeordnet . Eine baulich einfache Konstruktion sieht vor, dass die Induktionsspule mittels der Nivelliervorrichtung an dem Quersupport beweglich gelagert angeordnet ist .
Optional wird eine dem metallischen Gut zugewandte Spulenseite gegenüber der Gutoberfläche mit einem Winkelversatz gegenüber der Gutoberfläche des metallischen Gutes ausgerichtet , insbesondere mit einem Winkelversatz in einer Querrichtung quer zu einer Maschinenrichtung .
Auf diese Weise kann erreicht werden, dass mittels der Nivelliervorrichtung auch eine aktive nicht-planparallele Ausrichtung zwischen dem metallischen Gut und einer dem metallischen Gut zugewandte Spulenseite eingestellt werden kann . Die aktive nicht-planparallele Ausrichtung kann dazu dienen, aktiv ein inhomogenes Wärmeprofil des Gutes aus zugleichen oder bewusst einzustellen . Alternativ oder kumulativ kann eine geometrische Schräge des Profils des Gutes ausgeglichen oder eingestellt werden . Die Aufgabe der Erfindung löst auch eine Produktionslinie zur Herstellung und/oder Verarbeitung eines metallischen Gutes , insbesondere eines Halbzeugs und/oder eines Vorprodukts und/oder eines Zwischenprodukts und/oder eines Produkts aus Eisen- , Stahl- und/oder einem Nichteisenmetall-Werkstof f , aufweisend die der Erfindung zugrunde liegende Induktionshei zvorrichtung gemäß einem der hier erläuterten Merkmale .
Eine derartige Produktionslinie kann unterschiedlich eingerichtet sein, insbesondere in Abhängigkeit von einem aktuell zu behandelnden bzw . bearbeitenden metallischen Gut .
Nur beispielhaft sei hier erwähnt , dass die Produktionslinie etwa auch eine Wal zanlage , eine Wal zstraße oder ein oder mehrere Wal zgerüste umfassen kann, denen ein oder mehrere Induktionshei zvorrichtungen zugeordnet bzw . vor- und/oder nachgelagert sein können .
In der Regel umfassen derartige Produktionslinien insofern mehrere Vorrichtungen (Bearbeitungsstationen) , in denen das metallische Gut j eweils einem oder mehreren Verfahrensschritten unterzogen wird . Diese Vorrichtungen können beispielsweise Be- hei zungs- oder Kühlvorrichtungen, Transportvorrichtungen, Vorrichtungen zur Formgebung, Reinigungsvorrichtungen, chemische Behandlungs Vorrichtungen, Oberflächenbeschichtungsvorrichtungen, Trenn- oder Fügevorrichtungen sowie Kombinationen hieraus sein . Entsprechende Verfahrensschritte hierzu können beispielsweise die Temperaturerhöhung oder Temperaturverringerung, der Transport , die Umformung, die Reinigung, die chemische Behandlung, die Beschichtung der Oberfläche , Trennen oder Fügen sowie Kombinationen hieraus sein .
Die Aufgabe der Erfindung löst ebenfalls eine Verwendung einer
Induktionshei zvorrichtung, eines induktiven Erwärmungsverf ah- rens und/oder einer Produktionslinie j eweils gemäß einem der hier beschriebenen Merkmale .
Die Aufgabe der Erfindung löst insbesondere auch eine Verwendung einer Nivelliervorrichtung zum Ausgleichen von Biegungsef fekten an einem Quersupport zum Tragen wenigstens einer Induktionsspule an einer Induktionshei zvorrichtung zur induktiven Erwärmung eines metallischen Gutes .
Vorteilhaftweise können mittels des erfindungsgemäßen Vorsehens bzw . Verwendens der Nivelliervorrichtung von einem auskragenden Bauteil des Quersupports verursachte bzw . konstruktiv bedingte Biegungs- bzw . Durchbiegungsef fekte im Sinne der Erfindung hinsichtlich der wenigstens einen Induktionsspule ausglichen werden .
Jedenfalls trägt die vorgeschlagene Erfindung insgesamt erheblich dazu bei , ein metallisches Gut gleichmäßiger induktiv zu erwärmen bzw . einen signi fikant gleichmäßigeren Verlauf einer Wärmebehandlung an dem metallischen Gut gewährleisten zu können .
Hierdurch können etwa an nachfolgenden Bearbeitungsschritten des metallischen Gutes , wie einem Wal zen des metallischen Gutes oder dergleichen, auch gleichmäßigere Umformkräfte erzielt werden .
Allgemein wirkt sich dies in Form einer höheren Produktqualität aus .
Es sei noch darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und unbestimmte Zahlenangaben wie „ein..." , „zwei..." usw . im Regel fall als mindestens- Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein..." , „mindestens zwei..." usw . , sofern sich nicht etwa aus dem Kontext oder dem konkreten Text einer bestimmten Stelle ergibt , dass etwa dort nur „genau ein..." , „genau zwei..." usw . gemeint sein soll . An dieser Stelle sei ebenfalls noch erwähnt , dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung der Ausdruck „insbesondere" immer so zu verstehen sei , dass mit diesem Ausdruck ein optionales , bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird . Der Ausdruck ist nicht als „und zwar" und nicht als „nämlich" zu verstehen .
Weitere Vorteile , Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich zusätzlich aus den nachfolgend erläuterten Aus führungsbeispielen .
Komponenten, welche in den einzelnen Figuren wenigstens im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugs zeichen gekennzeichnet sein, wobei die Komponenten nicht in allen Figuren bezi f fert und erläutert sein müssen .
In der Zeichnung zeigen :
Figur 1 : schematisch eine Ansicht einer ersten Induktionshei zvorrichtung zur induktiven Erwärmung eines metallischen Gutes aufweisend eine Spulenvorrichtung mit zwei Induktionsspulen und ausweisend eine Nivelliervorrichtung für die Induktionsspulen; und
Figur 2 : schematisch eine Ansicht einer weiteren möglichen Induktionshei zvorrichtung zur induktiven Erwärmung eines metallischen Gutes aufweisend eine Spulenvorrichtung mit zwei Induktionsspulen und ausweisend eine alternative Nivellierung für die Induktionsspulen .
Gemäß der Darstellung nach der Figur 1 ist ein erstes Aus führungsbeispiel einer Induktionshei zvorrichtung 1 zur Erwärmung eines metallischen Gutes 2 gezeigt , welches entlang einer För- derebene 4 einer Förderstrecke 5 in Förderrichtung 6 gefördert wird .
Die Förderstrecke 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel Teil einer hier nicht näher gezeigten Produktionsline 8.
Die Förderstrecke 5 fällt hier mit der Maschinenrichtung 5 (nicht nochmals gesondert beziffert) der Induktionsheizvorrichtung 1 zusammen, genauso wie die Förderebene 4 mit der Maschinenebene 4 (ebenfalls nicht nochmals gesondert beziffert) der Induktionsheizvorrichtung 1 identisch ist.
Die Induktionsheizvorrichtung 1 weist zur induktiven Erwärmung des metallischen Guts 2 eine Spuleneinrichtung 10 mit zwei Induktionsspulen 12 und 14 auf, mittels welchen das metallische Gut 2 in einem Arbeitsbereich 16 der Induktionsheizvorrichtung 1 wärmebehandelt wird.
Die Induktionsspulen 12 und 14 weisen jeweils eine Spulenseite 12A bzw. 14A auf, welche der jeweiligen Gutoberfläche 2A bzw. 2B jeweils direkt gegenüberliegen.
Da die Spulenseiten 12A bzw. 14A und die Gutoberflächen 2A bzw. 2B im Wesentlichen jeweils planparallel zueinander angeordnet sind, weist die jeweilige Spulenseiten 12A bzw. 14A gegenüber der jeweiligen Gutoberfläche 2A bzw. 2B auch keinen Anstellwinkel 18 bzw. einen Anstellwinkel 18 gleich 0° auf, wobei der Anstellwinkel 18 in dieser Darstellung nur fiktiv gegenüber einer Horizontalen 20 hinsichtlich der zweiten Induktionsspule 14 dargestellt ist.
Ferner weist die Induktionsheizvorrichtung 1 als einseitige Aufhängung der zwei Induktionsspulen 12 und 14 einen verlagerbaren Quersupport 22 mit zwei Kragarmteilen 24 und 26 auf, welche jeweils mit einer Verlagerungseinrichtung 28 bzw. 30 in Quer- richtung 22A quer zu der Maschinenrichtung 6 verlagert werden können, um die Induktionsspulen 12 und 14 zum induktiven Erwärmen des metallischen Gutes 2 individuell und temporär in dem Arbeitsbereich 16 anordnen zu können .
Die j eweiligen Kragarmteile 24 und 26 sind an ihren dem Arbeitsbereich 16 abgewandten Enden 24A bzw . 26A an nicht näher gezeigt und erläuterten Lagern 32 (hier nur exemplarisch bezi f fert ; bspw . Fest- und/oder Loslager ) des Quersupports 22 gemäß Querrichtung 22A verlagerbar angeordnet .
Hierzu ist die erste Induktionsspule 12 von dem ersten Kragarmteil 24 getragen . Genauer gesagt ist die erste Induktionsspule 12 an dem freien Ende 24A des ersten Kragarmteils 24 angeordnet .
Die zweite Induktionsspule 14 ist entsprechend von dem zweiten Kragarmteil 26 getragen . Genauer gesagt ist die zweite Induktionsspule 14 an dem freien Ende 26A des zweiten Kragarmteils 26 angeordnet .
Gut aus der Figur 1 ist weiter zu erkennen, dass an dem Quersupport 22 j eweils eine Biegung 34 (nur exemplarisch eingezeichnet ) vorliegt , wobei die j eweilige Biegung 34 durch die j eweils auskragende Platzierung der j eweiligen Induktionsspule 12 bzw . 14 an dem dazugehörigen Kragarmteil 24 bzw . 26 bzw . an deren freien Ende 24A bzw . 26A herrühren .
Zum Ausgleichen dieser Biegungen 34 und zum Einhalten von vorzugsweise planparallelen Ausrichtungen der Induktionsspulen 12 und 14 gegenüber der Gutoberflächen 2A bzw . 2B, ist j eder der Induktionsspulen 12 und 14 eine Nivelliervorrichtung 36 bzw . 38 zugeordnet , welche zwischen den Induktionsspulen 12 bzw . 14 und den Kragarmteilen 24 bzw . 26 angeordnet sind . Jede der Nivelliervorrichtung 36 bzw. 38 besitzt bzw. ermöglicht zum Ausrichten bzw. Nivellieren der Induktionsspule 12 bzw. 14 im Sinne der Erfindung jeweils wenigstens einen rotatorischen Freiheitsgrad um eine Drehachse 40 (nur exemplarisch beziffert) .
In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Nivelliervorrichtungen 36 und 38 jeweils eine Wippeneinrichtung 42 (nur exemplarisch beziffert) auf, um die oben beschriebene Drehachse 40 (rotatorischer Freiheitsgrad) jeweils hinsichtlich der Induktionsspule 12 bzw. 14 zu realisieren.
Ferner weisen die Nivelliervorrichtungen 36 und 38 jeweils Mittel 44 zum aktiven Nivellieren (nur exemplarisch beziffert) einer Raumlage (nicht gesondert beziffert) der jeweiligen Induktionsspule 12 bzw. 14 auf.
Diese Nivelliermittel 44 sind in diesem Ausführungsbeispiel konstruktiv einfach unter Einsatz von Feder-Dämpfer-Einrichtungen 46 (nur exemplarisch beziffert) realisiert.
Darüber hinaus umfassen die Nivelliervorrichtungen 36 und 38 noch eine erste optionale Detektiereinrichtung 48 zum Detektie- ren einer Ausrichtung bzw. des Anstellwinkels 18 der jeweiligen Spulenseite 12A bzw. 14A gegenüber der diesen direkt gegenüber liegenden Gutoberfläche 2A bzw. 2B des metallischen Gutes 2.
Die Nivelliervorrichtungen 36 und 38 weisen ferner eine weitere optionale Detektiereinrichtung 50 zum Detektieren von Biegungseffekten 34 an dem Quersupport 22 auf.
Insbesondere mittels der Daten der beiden Detektiereinrichtungen 48 und 50 kann eine Nivellierung der Induktionsspulen 12 und 14 vorteilhaft erfolgen. Ein weiteres mögliches Aus führungsbeispiel einer alternativen Induktionshei zvorrichtung 100 ist gemäß der Darstellung nach der Figur 2 dargestellt , wobei im Folgenden nur die Merkmale erläutert werden, durch welche sich dieses zweite Aus führungsbeispiel von dem ersten Aus führungsbeispiel unterscheidet , um Wiederholungen zu vermeiden .
Zur allgemeinen Funktionsweise der alternativen Induktionshei zvorrichtung 100 wird auf die vorherigen Erläuterungen hinsichtlich der ersten Induktionshei zvorrichtung 1 verwiesen .
Die alternative Induktionshei zvorrichtung 100 weist hinsichtlich ihres Quersupports 22 bzw . dessen zweiten Kragarmteils 26 eine zusätzliche Abstützungseinrichtung 52 auf .
Während die hauptsächlichen Lager 32 des Quersupports 22 auf einer ersten Seite 54 der Förderstrecke 5 angeordnet sind (vgl . auch Figur 1 ) , ist die zusätzliche Abstützungseinrichtung 52 der alternativen Induktionshei zvorrichtung 100 auf der gegenüber liegenden Seite 56 der Förderstrecke 5 platziert , um das zweite Kragarmteil 26 an dessen freien Ende 26A abzustützen .
Hierdurch kann die zweite Nivelliervorrichtung 38 (vgl . Figur 1 ) entweder kleiner dimensioniert ausgeführt werden, oder es kann auf eine zweite Nivelliervorrichtung 38 zur Gänze verzichtet werden, wie hier hinsichtlich der alternativen Induktionshei zvorrichtung 100 gezeigt . Bezugszeichenliste
1 Induktionshei zvorrichtung
2 metallisches Gut
2A obere Gutoberfläche
2B untere Gutoberfläche
4 Förderebene bzw . Maschinenebene
5 Förderstrecke
6 Förderrichtung bzw . Maschinenrichtung
8 Produktionsline
10 Spuleneinrichtung
12 erste ( obere ) Induktionsspule
12A Spulenseite
14 zweite (untere ) Induktionsspule
14A Spulenseite
16 Arbeitsbereich
18 Anstellwinkel
20 Hori zontale
22 Quersupport
22A Querrichtung
24 erstes ( oberes ) Kragarmteil
24A freies Ende
26 zweites (unteres ) Kragarmteil
26A freies Ende
28 erste ( obere ) Verlagerungseinrichtung
30 zweite (untere ) Verlagerungseinrichtung
32 Lager
34 Biegungen
36 erste ( obere ) Nivelliervorrichtung
38 zweite (untere ) Nivelliervorrichtung
40 rotatorischer Freiheitsgrad bzw . Drehachse bzw . Raumachse
42 Wippeneinrichtung
44 Nivelliermittel
46 Feder-Dämpfer-Einrichtung
48 erste Detektiereinrichtung weitere Detektiereinrichtung Abstützungseinrichtung erste Seite gegenüberliegende , zweite Seite alternative Induktionshei zvorrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Induktionsheizvorrichtung (1; 100) zur Erwärmung eines metallischen Gutes (2) , aufweisend eine Spuleneinrichtung (10) mit wenigstens einer Induktionsspule (12, 14) zur induktiven Erwärmung des metallischen Gutes (2) und eine Maschinenrichtung (5) , in welcher das metallische Gut (2) förderbar ist, gekennzeichnet durch wenigstens eine Nivelliervorrichtung (36, 38) , mittels welcher eine dem metallischen Gut (2) zugewandte Spulenseite (12A, 14A) der wenigstens einen Induktionsspule (12, 14) gegenüber dem metallischen Gut (2) aktiv ausrichtbar ist.
2. Induktionsheizvorrichtung (1; 100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsheizvorrichtung (100) einen Quersupport (22) aufweist, wobei der Quersupport zur Verlagerung der wenigstens einen Induktionsspule (12, 14) quer zur Maschinenrichtung (5) eingerichtet ist.
3. Induktionsheizvorrichtung (1; 100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Nivelliervorrichtung (36, 38) wenigstens einen rotatorischen Freiheitsgrad (40) aufweist, mittels welchem die wenigstens eine Induktionsspule (12, 14) drehbar gelagert angeordnet ist.
4. Induktionsheizvorrichtung (1; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nivelliervorrichtung (36, 38) dazu eingerichtet ist, eine dem metallischen Gut (2) zugewandte Spulenseite (12A, 14A) der wenigstens einen Induktionsspule (12, 14) gegenüber dem metallischen Gut (2) planparallel auszurichten.
5. Induktionsheizvorrichtung (1; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Nivelliervorrichtung (36, 38) eine Wippeneinrichtung (42) aufweist.
6. Induktionsheizvorrichtung (1; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Nivelliervorrichtung (36, 38) Mittel (44) zum aktiven Nivellieren einer Raumlage der wenigstens einen Induktionsspule (12, 14) aufweist .
7. Induktionsheizvorrichtung (1; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Nivelliervorrichtung (36, 38) an dem Quersupport (22) angeordnet ist, insbesondere mit dem Quersupport (22) verlagerbar angeordnet ist.
8. Induktionsheizvorrichtung (1; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Induktionsspule (12, 14) mittels der wenigstens einen Nivelliervorrichtung (36, 38) schwebend an dem Quersupport (22) angeordnet ist.
9. Induktionsheizvorrichtung (1; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl an Nivelliervorrichtungen (36, 38) einer Anzahl an Induktionsspulen (12, 14) entspricht .
10. Induktionsheizvorrichtung (1; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Nivelliervorrichtungen (36, 38) oberhalb und/oder unterhalb des metallischen Gutes (2) anordenbar sind.
11. Induktionsheizvorrichtung (1; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Quersupport (22) wenigstens ein Kragarmteil (24, 26) aufweist, an welchem die wenigstens eine Nivelliervorrichtung (36, 38) angeordnet ist.
12. Induktionsheizvorrichtung (1; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Nivelliervorrichtung (36,38) eine Detektiereinrichtung (48) zum Detektieren einer Ausrichtung, insbesondere eines Anstellwinkels (18) , der Spulenseite (12A, 14A) gegenüber einer Gutoberfläche (2A, 2B) des metallischen Gutes (2) aufweist.
13. Induktionsheizvorrichtung (1; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Nivelliervorrichtung (36,38) eine weitere Detektiereinrichtung (50) zum Detektieren von Biegungseffekten (34) an dem Quersupport (22) aufweist.
14. Verfahren zum induktiven Erwärmen eines metallischen Gutes (2) , bei welchem wenigstens eine Induktionsspule (12, 14) und das metallische Gut (2) zumindest teilweise in Überdeckung gebracht werden, wobei die dem metallischen Gut (2) zugewandte Spulenseite (12A, 14A) der wenigstens einen Induktionsspule (12, 14) aktiv gegenüber der Gutoberfläche (2A, 2B) des metallischen Gutes (2) ausgerichtet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspule, insbesondere die dem metallischen Gut (2) zugewandte Spulenseite (12A, 14A) , zum Ausrichten um wenigstens eine Raumachse (40) gedreht wird, insbesondere mit einem Drehwinkel von größer oder gleich 2°, vorzugsweise von größer oder gleich 5° oder besonders bevorzugt von größer oder gleich 7°, und/oder mit einem Drehwinkel von kleiner oder gleich 20°, vorzugsweise von kleiner oder gleich 15° oder besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 10°.
16. Verfahren nach einem der Ansprüch2 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenseite (12A, 14A) gegenüber der Gutoberfläche (2A, 2B) ausgerichtet bzw. nivelliert wird, während das metallische Gut (2) induktiv erwärmt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenseite (12A, 14A) und die Gutoberfläche (2A, 2B) zum induktiven Erwärmen zu 60 % oder mehr parallel, insbesondere planparallel, zueinander ausgerichtet sind, vorzugsweise zu 70 % oder mehr oder besonders bevorzugt zu
90% oder mehr.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenseite (12A, 14A) gegenüber der Gutoberfläche (2A, 2B) in Abhängigkeit von einer Durchbiegung (39) eines Kragarmteils (24, 26) eines Quersupports (22) ausgerichtet bzw. nivelliert wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenseite (12A, 14A) gegenüber der Gutoberfläche (2A, 2B) in Abhängigkeit von einer Auskragweite der wenigstens einen Induktionsspule (12, 14) ausgerichtet bzw. nivelliert wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenseite (12A, 14A) gegenüber der Gutoberfläche (2A, 2B) in Abhängigkeit von einer Wärmerzeugung- und/oder Wärmeabgabe an dem metallischen Gut (2) ausgerichtet bzw. nivelliert wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die dem metallischen Gut (2) zugewandte Spulenseite (12A, 14A) gegenüber der Gutoberfläche (2A, 2B) mit einem Winkelversatz gegenüber der Gutoberfläche (2A, 2B) des metallischen Gutes (2) ausgerichtet wird, insbesondere mit einem Winkelversatz in einer Querrichtung (22A) quer zu einer Maschinenrichtung (6) .
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die dem metallischen Gut (2) zugewandte Spulenseite (12A, 14A) der wenigstens einen Induktionsspule (12, 14) planparallel gegenüber der Gutoberfläche (2A, 2B) des metallischen Gutes (2) ausgerichtet wird.
23. Produktionslinie (8) zur Herstellung und/oder Verarbeitung eines metallischen Gutes (2) , insbesondere eines Halbzeugs und/oder eines Vorprodukts und/oder eines Zwischenprodukts und/oder eines Produkts aus Eisen-, Stahl- und/oder einem Nichteisenmetall-Werkstoff, aufweisend eine Induktionsheizvorrichtung (1; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.
24. Verwendung einer Induktionsheizvorrichtung (1; 100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 und/oder eines induktiven Erwärmungsverfahrens gemäß einem der Ansprüche 14 bis 22 und/oder einer Produktionslinie (8) gemäß Anspruch 23.
25. Verwendung einer Nivelliervorrichtung (36,38) zum Ausglei- chen von Biegungseffekten (34) an einem Quersupport (22) zum Tragen wenigstens einer Induktionsspule (12, 14) an einer Induktionsheizvorrichtung (1; 100) zur induktiven Erwärmung eines metallischen Gutes (2) .
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