FI100086B - Induktiouuni kuumennusta ja lämpöhomogenointia varten ohuiden teräsnau hojen kuumavalssauksessa - Google Patents

Description

100086

Induktiouuni kuumennusta ja lämpöhomogenointia varten ohuiden teräsnauhojen kuumavalssauksessa 5 Tämä keksintö koskee induktiouunia kuumentamista ja lämpöhomogenointia varten kuumavalssattaessa ohuita teräsnauhoja, joita tuotetaan jatkuvavalulla ja joille on jo tehty alustava valssausvaihe.

10 On yleisesti tunnettua käyttää keskitaajuusinduktiouuneja terästeollisuudessa. Näitä uuneja käytetään, vaikka ei laajasti, vaihtoehtona kaasu-uuneille sellaisten levyjen kuumentamiseksi, joiden paksuus on enemmän kuin 100 mm, kun taas käyttö nauhojen kanssa, joiden paksuus on vähemmän kuin 15 noin 30 mm, on rajoitettu reunojen lämpökäsittelyyn luonnollisen jäähtymisen vastustamiseksi, mikä jäähtyminen on suurempaa kuin keskivyöhykkeillä, aiheuttaen sellaisen lämpötilan aleneman, että se tuottaa mahdollisia halkeamia nauhan reunoilla. Tämä reunojen induktiokäsittely suoritetaan 20 C-muotoisten induktoreiden avulla, jotka sisältävät liukukenkien kaltaisena vain nauhan lievealueet eteenpäin kulkevan liikkeen aikana, eikä niitä todellakaan pidetä todellisina ja varsinaisina induktiouuneina.

25 Tätä vastoin induktiouunit levyjä varten käsittävät rivin induktiokeloja, jotka ovat muodoltaan olennaisesti toroideja, joiden sisällä levy pannaan liikkumaan eteenpäin sarjassa, yhden ja toisen kelan väliin ollessa varustettu pyöritettäviä ja/tai vapaasti rullaavia rullia mainitun levyn syöttämiseksi.

30 Näillä keloilla on sellainen koko, että se on liikkeen suunnassa noin 900 mm:n suuruusluokkaa.

... Toisaalta nykyään on varustettu laitoksia teräsnauhan tuottamiseksi jatkuvasti jatkuvan valun menetelmällä, jotta 35 saataisiin lopputuotteena nk. teräslevyjen "kela" tai teräslevyjä, jotka on leikattu ennaltamäärättyihin pituuksiin, jolloin vaaditaan, että nauhoja kuuma valssauksen välivaiheessa kuumennetaan samanaikaisesti lämpöhomogenoiden induktiouuneis- 2 100086 sa saavuttaakseen vaadittavan lämpötilan valssauksen loppuvaiheissa. Tässä suhteessa tulisi viitata italialaiseen patenttihakemukseen No. 20752 A/88, PCT-hakemukseen DE-88-00628 ja saksalaiseen patenttihakemukseen No. P-5 3840812.0.

Tässä suhteessa tunnettujen induktiouunien, joita käytetään levyjä varten, sovittaminen ei kuitenkaan anna odotettuja tuloksia johtuen siitä tosiseikasta, että esiintyisi 10 epämukavuutta, aiheuttaen esim. nauhan takertelua ja mahdollisesti iskeytymistä keloja vasten johtuen sen alhaisemmasta jäykkyydestä verrattuna levyihin, joiden paksuus on suurempi. Edelleen nauha vaatii lämpöhomogenointia, jossa tietyissä vyöhykkeissä, mahdollisesti ei aina samassa 15 vyöhykkeessä, mutta joka kerta paikallisena, kuumennuksen täytyy olla voimakkaampaa vuoviivojen tiheyden ollessa suurempi. Tosiasiassa tätä ei vaadita levyillä, koska lämpötila on homogeenisempi johtuen suuremmasta paksuudesta.

20 Siksi tämän keksinnön tarkoitus on aikaansaada induktiouuni teräsnauhoja varten, jotka on tehty jatkuvavaluna ja joiden paksuus on vähemmän kuin 30 mm, kun ne on jo osittain kuumavalssattu nauhan kuumentamiseksi homogeenisesti vaadittuun lämpötilaan sitä seuraavia valssauksen loppuunsaat-25 tamisvaiheita varten, pitäen poissa yllämainitut haittapuolet.

Keksinnön mukainen induktiouuni käsittää sarjan keloja, joista kukin on induktoriyksikössä, joita syötetään erillisesti : : yhdellä tai useammalla taajuusmuuttajalla ja joiden poikki 30 sen jälkeen menee nauha, jota tuetaan ja liikutetaan rullien parilla kunkin kelan ja sitä seuraavan kelan välissä, kunkin kelan koon ollessa nauhan kulkusuunnassa vähemmän kuin 500 . mm, laitteen ollessa myös varustettu vuontiivistysvä- lineillä, jotka on asetettu pareittain kuhunkin induktoriin, 35 ainakin yhdellä ylemmällä tai alemmalla sivulla sen tason suhteen, jonka määrittää itse nauha.

3 100086

Keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaan vuontiivis-tysvälineet on asennettu liikutettavasti nauhan poikittaisessa suunnassa ja miellellään myös itse nauhan suhteen kohtisuorasta tehon paremmaksi jakaantumiseksi alueille, joissa vaaditaan 5 voimakkaampaa kuumentamista. Tämän keksinnön mukaiset nämä ja lisätarkoitukset, edut ja ominaispiirteet tulevat selviksi alan ammattilaisille seuraavasta yksityiskohtaisesta keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon kuvauksesta, joka annetaan ei-rajoittavana esimerkkinä, viitaten mukaan liitettyihin 10 piirustuksiin, joissa:

Kuvio 1 esittää osittaisen kaaviomaisen sivukuvan tämän keksinnön mukaisen uunin kuumennuselementistä; ja 15 Kuvio 2 esittää poikkileikkauskuvaa otettuna kuvion 1 linjaa II-II pitkin.

Viitaten piirustuksiin, kuvio 1 esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaisesta uunista pitkin nauhan 1 kulkusuuntaa 20 esittäen vain yhden itse uunin kuumennuselementin, muodostuen kelasta 2, jolla on olennaisen suorakulmainen poikkileikkaus reunojen ollessa pyöristetyt (nähdään paremmin kuviossa 2), joka on induktorissa 3 sen ollessa tulenkestävän materiaalin ympäröimä. Kuten esitetään paremmin kuviossa 1, nauha 1 kulkee 25 välin läpi, jonka määrittää kukin kela 2 (jonka korkeus ei ole vähempää kuin maksimi nauhan paksuus, jota voidaan odottaa), kun sitä kuljetetaan teloilla 10, jotka on asetettu kunkin kuumennuselementin tai kelan 2 ja sitä seuraavan : : elementin tai kelan välillä. Telat 10 voivat olla kaikki 30 moottorikäyttöisiä tai jotkin niistä voivat olla vapaasti rullaavia.

. Nauhaa syötetään kelan 2 sisältävän induktorin 3 läpi yhdellä . . sivulla sopivien johteiden 6 avulla, joita tavallisesti 35 kutsutaan Mkokoomakiskoiksi" annetulla voiman lähteellä ja taajuudella, erityisesti yhdellä tai useammalla muunttajalla (ei esitetty). Taajuus asetetaan edullisesti lopullisesti ja syöttövoimaa vaihdellaan mahdollisesti kuumentamiseen 4 100086 tarvittavan energian mukaan, sekä nauhanuunista ylävirtaan olevan lämpötilan että sen paksuuden funktiona hienomman säädön ollessa herkkä kelan lähdössä olevalle lämpötilalle. Syöttöjohteen 6 vastakkaisella sivulla voi olla varustettuna 5 syöttöputkistoja jäähdytysveden tuomiseksi ja poistamiseksi merkittynä yleisesti numerolla 7 kuviossa 2 ja yhdistettynä induktoriin 3.

Tämän keksinnön mukaisesti on myös varustettu vuontiivistäjiä 10 4, jotka on muodostettu magneettisten rautalevyjen pakkoina primäärisen elektromagneettisen kenttävuon suuntaamiseksi niin, että sitä tiivistetään suunnassa, joka on olennaisen yhdensuuntainen nauhan eteenpäin liikkeen kanssa. Nauhan 1 alueella, jossa tiivistetty vuo sulkee piirinsä, tuotetaan 15 indusoitu virta, jolla on suurempi voimakkuus ja samalla suurempi kuumennusvoima. Vuontiivistäjät on esitetty muodostamaan kaksi paria, ylemmän ja alemman parin. Tiivistäjät 4, jotka kuuluvat ylempään pariin, vastaavat alemman parin tiivistäjiä 4', jolloin tiivistäjät on kytketty kaksi 20 kerrallaan nauhan 1 jommalle kummalle puolelle, koska ne ovat samanakselisia sen akselin kanssa, joka kulkee nauhan 1 ja kelan 2 läpi. Vuontiivistäjät 4 ja 4' asetetaan normaalisti nauhan 1 reunojen läheisyyteen juuri sinne, missä vaaditaan suurempaa kuumennustehoa.

25

Kuten esitetään kuviossa 2 vuontiivistysvälineet ovat kuitenkin mieluummin suunniteltuja olemaan liikuteltavissa ensiksi poikittaissuunnassa sekä seuraamaan nauhan leveyden : : mittavaihteluja ja ollakseen asetettavissa myös sisempien 30 vyöhykkeiden mukaan, mitkä voivat olla alemmassa lämpötilassa (kylmät täplät), ja mahdollisesti myös kohtisuorassa suunnassa sen tason suhteen, jonka määrittää nauha 1 paremmaksi , asettamiseksi korkeussuunnassa ei vain nauhan paksuuden vaan .. myös tiivistettävän tehon funktiona.

35

Kuten esitetään piirustuksissa, erityisesti kuviossa 2, on asennettu kaksi paria vuontiivistäjiä 4, 4', kunkin elementin ollessa vastapäätä siihen liittyvää toista paria, sisämutteri- , 100086

D

kierteeseen ruuveille 9, joita voidaan käyttää ulkopuolelta säätökäsipyörien 5, vastaavasti 5' avulla. Ruuveissa 9, 9' on puolet pituudestaan kierteistetty yhteen suuntaan ja toinen puoli kierteistetty vastakkaiseen suuntaan niin, että kunkin 5 parin kahden tiivistäjän liike on symmetrinen ja itsekeskeis-tävä siihen liittyvän käsipyörän kullakin toiminnolla. Ruuvit 9, 9' ovat lisäksi asennettuja niiden keskiosasta nostoja laskuvälineeseen, jota voidaan myös säätää ulompien käsipyörien 5a, 5a* avulla. Mainitut käsipyörät voivat olla 10 esimerkiksi kiinnitettyjä vastaavasti ruuveihin 11, 11', jotka ovat kohtisuoria ruuveille 9, 9', kunkin niistä kulkiessa reiän läpi suorassa kulmassa jälkimmäisen pitkittäisakselin suhteen.

15 Voidaan tietysti varustaa täysin automaattinen tiivistäjien 4, 4' asemointi sekä poikittaisessa että korkeussuunnassa. Sen sijaan, että käytettäisiin käsipyöriä, käytetään askelmoottoreita, jotka ovat keskenään lukittavissa säätöjä ohjausyksiköllä, joka on sovitettu käsittelemään suoraan 20 reaaliajassa nauhan lämpötilan, nopeus- ja paksuussignaalit joka kerta, kun niitä saadaan uunin tulossa. Tällä tavalla joka hetki vuontiivistäjien optimaalinen säätö voidaan saada tämän keksinnön mukaisen induktiouunin paremmaksi tehoksi.

25 Esimerkki

Asennettiin tämän keksinnön mukainen induktiouuni koetarkoi-:Y tuksia varten, jossa oli sopiva kelojen pitkittäiskoko ja joka oli varustettu vuontiivistäjien parilla kunkin induktorin 30 yhteydessä. Pääasiallinen tieto asennetusta tehosta, indukto-reiden lukumäärästä, kelaportin korkeuden koosta ja taajuudesta ja myös tuloksista, jotka saatiin kulutuksista nauhan . . poikkileikkauksen ja sen syöttöjen nopeuden, hyötysuhteen *·* jne. suhteen ovat annetut seuraavassa taulukossa, mikä antaa 35 myös vastaavan tiedon tekniikan tason mukaiselle induktio- uunille, nimittäin sen tyyppiselle, jota käytetään levyjen kuumentamiseen, jossa vain kelojen kokoa nauhan eteenpäin suunnassa on pienennetty, kuitenkin ilman vuontiivistäjien 6 100086 läsnäoloa. Mitä tulee energian kulutuksiin, tulisi huomata, että ne on mitattu nauhan suurimmalla nopeudella lämpötilojen noin 150°C nousua ( T) varten ja hitaimmalla nopeudella noin 3 00°C T varten.

5 Taulukko Tämän keksinnön Ilman muk. tiivist. tiivist. kanssa 10

Asennettu teho (MW) 16 21

Taajuus (kHz) 6 10

Induktoreiden lkm. 20 26

Induktoriportti (korkeus mm) 65 55 15 Kulutukset (kWh/t- T=150°C-300°C) 15x1050 mm v=0,19 m/s 127 168 15x1050 mm v=0,237 m/s 79 127 25x1330 mrn v=0,086 m/s 100 169 25x1330 mm v=0,143 m/s 42 96 20 20x1330 mm V=0,11 m/s 110 177 20x1330 mm v=0,178 m/s 50 106

Induktoreiden hyötysuhde 25x1330 80% 79% 25 15X1330 79% 67%

Kuten näkyy keksinnön mukaisesta uunilaitoksesta annetusta tiedosta, ei vain voida odottaa alentunutta asennettua tehoa, 30 vaan saadaan alentunut energiankulutus nauhan samalla poikkileikkauksella ja nopeudella ja myös induktoreiden parempi hyötysuhde.

Alan ammattilaiset voivat tehdä mahdollisia lisäyksiä tai 35. muunnoksia ylläesitettyyn ja kuvattuun tämän keskinnön mukaiseen induktiouuniin poikkeamatta itse keksinnön suojapiiristä. Toisaalta niiden kelojen tai kuumennuselement-tien lukumäärän suhteen, jotka seuraavat toisiaan muodostaen uunin, ei ole odotettavissa mitään rajoituksia.

Claims (7)

7 100086

1. Induktiouuni teräsnauhojen kuumentamiseksi, joiden paksuus on vähemmän kuin 30 mm, ja lämpötilan saattamiseksi homogeeni- 5 siksi arvoon, jota vaaditaan sitä seuraavaa kuumavalssausta varten, käsittäen sarjan keloja (2) , joista kukin on tulenkestävässä materiaalissa induktoriyksikön (3) sisällä, joita syötetään erillisesti yhdellä tai useammalla taajuusmuuttajalla ja joiden kanssa ristiin menee sen jälkeen nauha 10 (1)» jota tuetaan ja liikutetaan eteenpäin rullien (10) parilla kunkin kelan (2) ja sitä seuraavan kelan välissä, tunnettu siitä, että kunkin kelan (2) koko on nauhan kulkusuunnassa vähemmän kuin 500 mm, laitteen ollessa myös varustettu vuontiivistysvälineillä (4, 4'), jotka on asetettu 15 pareittain kuhunkin induktoriin (3), ainakin ylemmälle tai alemmalle sivulle sen tason suhteen, jonka määrittää itse nauha (1).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen uuni, tunnettu siitä, että 20 kukin vuontiivistäjistä (4, 4') on asennettu olennaisen sama- akselisesti vastaavan toisen parin tiivistäjän kanssa nauhan (1) vastakkaiselle sivulle, vuontiivistäjän (4, 4') ollessa muodostettu magneettisen levyraudan pakoista.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen uuni, tunnettu siitä, että kaikki vuontiivistäjät (4, 4') ovat asetetut paikalleen nauhan (1) sivureunojen läheisyyteen. » « • ·

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen uuni, tunnettu siitä, 30 että vuontiivistäjät (4, 4') ovat asennetut liikutettaviksi nauhan (1) poikkisuunnassa. « ·

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen uuni, tunnettu siitä, että ·.· vuontiivistäjät (4, 4') ovat myös nauhan (1) tasoa vastaan 3b kohtisuorassa suunnassa liikutettavia.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen uuni, tunnettu siitä, että siinä on ruuvivälineitä (9, 9'; 11, 11') vuontiivistäjien 8 100086 säätämiseksi, jolloin siihen on varustettu ulkoisia säätökäsi-pyöriä (5, 5'; 5a, 5a').

7. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen uuni, tunnettu siitä, 5 että se käsittää käyttövälineen vuontiivistäjien (4, 4') automaattista liikettä varten, lukittuna toisiinsa välineellä, joka käsittelee tietoa nauhan (1) nopeudesta, lämpötilasta ja paksuudesta, joita tunnustelee detektointiväline ylävirtaan uunista ja myös lämpötilasta lähdössä. « « • · 1 I I * % • · 100086 9