KR20120070035A - Induction heating apparatus and method - Google Patents

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KR20120070035A KR1020100131428A KR20100131428A KR20120070035A KR 20120070035 A KR20120070035 A KR 20120070035A KR 1020100131428 A KR1020100131428 A KR 1020100131428A KR 20100131428 A KR20100131428 A KR 20100131428A KR 20120070035 A KR20120070035 A KR 20120070035A
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Abstract

PURPOSE: An induction heating device and method are provided to change a heating range according to the width and thickness of a steel plate to be heated. CONSTITUTION: An induction heating device comprises first and second induction heating coils(100,200) and a laterally moving unit. The first induction heating coil is arranged above a plate to be heated. The second induction heating coil is arranged to face the first induction heating coil under the plate to be heated. The second induction heating coil is associated with the second induction heating coil to create a magnetic field in the thickness direction of the plate. The laterally moving unit is connected to the first and second induction heating coils and moves the first and second induction heating coils in a direction crossing the moving direction of the plate to be heated.

Description

유도가열 장치 및 유도가열 방법{INDUCTION HEATING APPARATUS AND METHOD}Induction heating apparatus and induction heating method {INDUCTION HEATING APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 유도가열 장치 및 유도가열 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 투자율이 낮은 강판을 균일하고 효율적으로 유도 가열하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an induction heating apparatus and an induction heating method, and more particularly, to an apparatus and a method for uniformly and efficiently induction heating a steel sheet having a low permeability.

차체경량화와 안정성이 요구되는 자동차용 부품에 사용하기 위한 강판은 안정성과 차체 경량화를 위해 높은 강도와 연성이 요구된다. 최근에 개발되어 초고장력 및 고연신율이 보장될 수 있는 TWIP(TWin Induced Plasticity)형 초고강도 강판은 강의 주요 미세조직이 오스테나이트 상으로 이루어진다. 그리고 강판의 내식성을 확보하기 위해 상기 강판에 합금화 용융아연도금(GA)을 실시한다. 합금화 용융아연도금(GA)강판은 강판 성분 중 철(Fe)이 도금층 내부로 확산을 일으켜 8 ~ 12 % 정도로 분산된 피막을 형성시킨 강판으로서, 내식성 뿐만 아니라 용접성과 도장성이 우수하여 주로 자동차나 가전제품의 외판용으로 사용되고 있다.Steel plates for use in automotive parts requiring body weight reduction and stability require high strength and ductility for stability and weight reduction. In recent years, TWIP (Twin Induced Plasticity) type ultra high strength steel sheet, which can guarantee ultra high tensile strength and high elongation, is formed of austenite phase. And in order to ensure the corrosion resistance of the steel sheet is subjected to alloying hot dip galvanizing (GA). An alloyed hot dip galvanized (GA) steel sheet is a steel sheet in which iron (Fe) is diffused into the plating layer to form a film dispersed at about 8 to 12%. It is used for the outer plate of home appliances.

이와 같이 우수한 용접성과 도장성을 가지는 합금화 용융아연도금강판을 제조하기 위해서는 0.12 ~ 0.14 wt%의 Al이 첨가된 도금욕에서 합금화 용융아연도금을 행하고, 도금 부착량을 조절한 후 강판을 유도가열방법을 적용하여 도금층의 합금화 처리를 행하여야 한다. 일반적으로 합금화 처리온도가 낮고 유지시간이 길어질수록 우수한 합금화 피막을 얻을 수 있으므로 작업속도가 낮을수록 합금화 품질제어가 유리하다. 하지만 합금화 용융아연도금강판은 한정된 설비를 통과하는 한정된 시간 내에서 합금화 품질을 확보하여야 하므로, 고속 가열이 가능한 유도가열방법이 유리하다.In order to manufacture an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having excellent weldability and paintability, alloyed hot-dip galvanized in a plating bath containing 0.12 to 0.14 wt% of Al, and after adjusting the coating amount, the steel sheet is subjected to induction heating method. It is to be applied to alloy the plating layer. In general, as the alloying treatment temperature is low and the holding time is long, an excellent alloying film can be obtained. Therefore, the lower the working speed, the better the alloying quality control. However, the alloyed hot-dip galvanized steel sheet is required to ensure the alloying quality within a limited time passing through a limited equipment, it is advantageous induction heating method capable of high-speed heating.

유도 가열은 일반적으로 유도 코일로 알려진 고주파 전류 운반 컨덕터로부터 변환되는 전기적 에너지에 의해 도체 부분의 온도를 올리는 방법이다. 이 코일은 전류가 도체의 표면 주위 흐름을 일으키는 방법과 같이 자기장 흐름 영역이 도체 부분의 에너지를 일으킨다. 이 흐름을 위한 열의 저항 또는 유도 전류 이동의 방해는 순간 가열을 일으키는 원인이 된다.Induction heating is a method of raising the temperature of a conductor portion by electrical energy converted from high frequency current carrying conductors, commonly known as induction coils. In this coil, magnetic field flow regions generate energy in the conductor portion, such as how current causes flow around the surface of the conductor. The resistance of heat for this flow or the disturbance of the induced current transfer causes instantaneous heating.

그런데 종래 기술에 따른 유도 가열 방법은 페라이트 상분율이 높은 함유된 고투자율 강판, 예컨대 일반강(IF), DP(Dual Phase, 이상조직)강, TRIP강(Transformation Induced Plasticity)에 실시하는 경우에는 효율적으로 가열할 수 있으나, 비자성체인 오스테나이트 상분율이 50%이상 이용한 저투자율 강판(예컨대, 1180CP, TWIP강)을 가열하는 경우에는 가열효율이 떨어진다. 도 1은 종래의 솔레노이드형 유도가열 방식에서 고투자율 강판과 이용한 저투자율 강판을 가열하였을 때 유도가열 효율을 비교한 모식도이다. 솔레노이드형 가열코일(10) 내부에 강판(P)이 배치되어 자기장은 M 방향으로 형성되어 강판을 가열한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 고투자율 강판(P')의 경우 단면적에 대한 자속 집적이 높아(M1은 자기력선은 나타냄) 그 유도가열 효율이 높지만, 저투자율 강판(P)의 경우는 단면적에 대한 자속 집적이 낮아 그 유도가열 효율이 낮다.However, the induction heating method according to the prior art is effective when applied to a high permeability steel sheet containing a high ferrite phase fraction, for example, ordinary steel (IF), DP (dual phase, abnormal structure) steel, TRIP steel (Transformation Induced Plasticity) Although it can be heated in the case of heating a low permeability steel sheet (for example, 1180CP, TWIP steel) using a non-magnetic austenite phase percentage of 50% or more, the heating efficiency is low. 1 is a schematic diagram comparing induction heating efficiency when heating a high permeability steel sheet and a low permeability steel sheet used in the conventional solenoid type induction heating method. The steel sheet P is disposed inside the solenoid type heating coil 10 so that a magnetic field is formed in the M direction to heat the steel sheet. As shown in FIG. 1, in the case of the high permeability steel sheet P ', the magnetic flux accumulation with respect to the cross-sectional area is high (M 1 represents a magnetic field line), but the induction heating efficiency is high, but in the case of the low permeability steel sheet P, the cross-sectional area is increased. The induction heating efficiency is low due to the low magnetic flux accumulation.

또 다른 가열 방식으로 도 2에 도시된 바와 같이 폐곡선을 이루는 복수개의 코일을 이용한 가열 방식(이하 '폐곡선형 코일'이라 함)이 있는데, 강판 상하에 각각 폐곡선형 코일(20a, 20b)이 배치되어 강판을 가열한다. 이 방식은 자기장이 상하방향, 즉 피가열 판재(P)를 투과하는 방향으로 발생하여 투자율이 낮은 금속에 대해서도 유도가열이 가능하지만, 코일의 형상과 위치에 따라 판재가 가열되는 정도가 서로 다르며, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 판재의 에지(P2)가 지나치게 과열될 수 있다. 이와 같이 국부 과열에 의해 판재가 폭 방향으로 온도 편차가 생기면 같은 용융아연도금 합금화가 폭 방향으로 편차가 생기므로 가공성 및 파우더링성의 차이가 발생하여 제품의 불량을 야기할 수 있다. 이를 해결하기 위해 가열코일(20a, 20b)을 회전시키거나 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 차폐판(30)을 이용하여 폭방향 에지부의 온도 과열을 방지하고자 하였으나, 폐곡선형 코일은 폭 방향 길이가 고정되어 있으므로 이 방법은 강판 형상, 특히 폭 길이가 다양하게 바뀌는 연속용융아연 도금라인에는 적합하지 않다. 예를 들어 강판이 1,500mm 폭에서 1,000mm 폭으로 변경되었을 때 가열면적 밖에 있는 500mm의 코일을 차폐판으로 차단해야 하고 만약 차단한다면 약 50%정도 가열 효율이 떨어지고 그만큼의 열을 견딜 수 있는 차폐판도 제작하기 어렵고, 효율적으로 강판을 가열할 수 없어 생산량을 증가시키기 어려웠다.As another heating method, as shown in FIG. 2, there is a heating method using a plurality of coils forming a closed curve (hereinafter, referred to as a “closed curved coil”), and closed curved coils 20a and 20b are disposed above and below the steel sheet, respectively. Heat the steel plate. In this method, induction heating is possible even for metals having low magnetic permeability because the magnetic field is generated in the vertical direction, that is, in the direction of permeation of the plate to be heated (P). As shown in FIG. 2A, the edge P 2 of the plate may be excessively overheated. As described above, when the plate material has a temperature deviation in the width direction due to local overheating, the same hot dip galvanizing may cause a deviation in the width direction, resulting in a difference in processability and powdering properties, which may cause product defects. In order to solve this problem, the heating coils 20a and 20b are rotated or the shielding plate 30 is used to prevent temperature overheating of the edge portion in the width direction as shown in FIG. Since the directional length is fixed, this method is not suitable for continuous molten zinc plating lines in which the steel sheet shape, in particular, the width length varies. For example, when a steel plate is changed from 1,500mm width to 1,000mm width, 500mm coil outside the heating area should be blocked by the shielding plate. If it is cut off, the shielding plate which can reduce the heating efficiency by about 50% and endure the heat. It was difficult to manufacture, and it was difficult to heat up a steel plate efficiently, and it was difficult to increase yield.

종래 기술들은 이러한 기술적인 문제로 인해 저투자율 강판에 대해서는 연속용융도금라인(CGL)에서 유도가열을 실시하기 어려우며, 실시하더라도 강판 형상 및 폭이 다양하게 변화하는 경우에는 균일하게 용융아연도금 합금화를 실시할 수 없다는 문제점이 있었다.
Conventional techniques are difficult to conduct induction heating in a continuous hot dip plating line (CGL) for low permeability steel sheet due to these technical problems, and even if the steel sheet shape and width vary, even hot dip galvanized alloying There was a problem that can not be done.

본 발명은 저투자율 강판을 효율적으로 가열할 수 있는 유도가열장치 및 유도가열 방법을 제공한다.The present invention provides an induction heating apparatus and an induction heating method capable of efficiently heating a low permeability steel sheet.

또한 본 발명은 다양한 형상의 강판을 가열할 수 있으며, 가열되는 강판의 폭 또는 두께 변화에 대응할 수 있는 유도가열장치 및 유도가열 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention can heat the steel sheet of various shapes, provides an induction heating apparatus and an induction heating method that can respond to the width or thickness change of the steel sheet being heated.

본 발명은 강판의 피가열 부위를 균일하게 가열할 수 있는 유도가열장치 및 유도가열 방법을 제공한다.The present invention provides an induction heating apparatus and an induction heating method capable of uniformly heating a portion to be heated of a steel sheet.

본 발명에 따른 유도가열 장치는 이동 경로를 따라 이동하는 피가열 판재를 처리하는 유도가열 장치로서, 피가열 판재의 상측에 이격배치되는 제1 유도가열 코일; 피가열 판재의 하측에 상기 제1 유도가열 코일과 마주보도록 이격배치되며, 제1 유도가열 코일과 연계하여 상기 판재의 두께방향으로 자기장이 형성되도록 하는 제2 유도가열 코일; 및 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일에 연결되어 상기 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일을 피가열 판재의 이동방향과 교차하는 방향으로 이동시키는 폭방향 이동부;를 포함한다.Induction heating apparatus according to the present invention is an induction heating apparatus for processing a plate to be heated moving along a movement path, the first induction heating coil spaced apart on the upper side of the plate to be heated; A second induction heating coil disposed below the plate to be heated so as to face the first induction heating coil and having a magnetic field formed in a thickness direction of the plate in association with the first induction heating coil; And a width direction moving part connected to the first induction heating coil and the second induction heating coil to move the first induction heating coil and the second induction heating coil in a direction crossing the moving direction of the plate to be heated.

본 발명에 따른 유도가열 장치에 있어서, 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일은 피가열 판재의 이동방향과 교차하는 방향으로 형성되는 입측 도선과 출측 도선이 소정 간격 이격되되 연결도선에 의해 하나의 도선으로 연결되며, 제1 유도가열 코일의 입측 도선과 제2 유도가열 코일의 출측 도선은 상하로 서로 대면하고, 제1 유도가열 코일의 출측 도선과 제2 유도가열 코일의 입측 도선은 상하로 서로 대면하는 것이 바람직하다.In the induction heating apparatus according to the present invention, the first induction heating coil and the second induction heating coil are formed by connecting connecting wires and outgoing conducting wires which are formed in a direction crossing the moving direction of the plate to be heated at a predetermined interval, but connected by a connecting wire. Connected to the wires of the first induction heating coil and the outgoing wire of the second induction heating coil face up and down, and the outgoing wire of the first induction heating coil and the induction wire of the second induction heating coil It is desirable to face each other.

이 때, 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일의 연결도선은 피가열 판재의 이동방향과 평행하도록 형성되는 것이 바람직하다.In this case, the connection wires of the first induction heating coil and the second induction heating coil are preferably formed to be parallel to the moving direction of the plate to be heated.

본 발명에 따른 유도가열 방법은 이동 경로를 따라 이동하는 피가열 판재를 마련하는 과정; 피가열 판재의 상하측에 이격배치되는 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일을 마련하는 과정; 제1 및 제2 유도가열 코일에 전원을 인가하여 피가열 판재를 가열하는 과정;를 포함하고, 피가열 판재를 가열하는 과정에서 피가열 판재의 폭의 변화에 따라 제1 및 제2 유도가열 코일을 피가열 판재의 이동방향과 교차하는 방향으로 이동시켜 위치를 조정한다.Induction heating method according to the present invention comprises the steps of preparing a plate to be heated to move along the movement path; Providing a first induction heating coil and a second induction heating coil spaced apart from each other on upper and lower sides of the plate to be heated; And heating the plate to be heated by applying power to the first and second induction heating coils, and the first and second induction heating coils according to a change in the width of the plate to be heated in the process of heating the plate to be heated. To adjust the position by moving in the direction crossing the moving direction of the plate to be heated.

본 발명의 실시예들에 따르면 종래 기술에서 유도가열 방식으로 가열하기 어려웠던 저투자율 강판을 효율적으로 가열할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, it is possible to efficiently heat the low permeability steel sheet, which was difficult to heat by the induction heating method in the prior art.

또한 본 발명은 다양한 형상의 강판을 가열할 수 있으며, 가열되는 강판의 폭 또는 두께가 변하더라도 이에 대응하여 가열범위를 변경할 수 있으므로, 생산성을 높일 수 있다.In addition, the present invention can heat the steel sheet of various shapes, even if the width or thickness of the heated steel sheet can change the heating range in response to this, it is possible to increase the productivity.

그리고 본 발명은 강판의 피가열 부위를 균일하게 가열함으로써, 품질이 우수한 도금강판을 생산할 수 있다.
In addition, the present invention can produce a plated steel sheet having excellent quality by heating the portion to be heated of the steel sheet uniformly.

도 1은 종래 기술에 따른 솔레노이드형 유도가열장치를 이용하여 고투자율 강판과 저투자율 강판을 가열하였을 때 유도가열 효율을 비교한 개념도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 폐곡선형 유도가열장치를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열장치에서 생성되는 자기장을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 5는 도 1의 A - A' 선에서의 온도분포를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열장치에서, 피가열 판재의 폭방향으로 이동하는 유도가열 코일을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열장치에서, 유도가열 코일의 상하이동을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 8은 종래 기술 및 본 발명에 따라 TWIP강을 각각 유도가열하여 합금화 용융아연도금을 한 후, 도금층 표면을 SEM으로 분석한 결과를 나타내는 사진이다. 1 is a conceptual diagram comparing induction heating efficiency when heating a high permeability steel sheet and a low permeability steel sheet using a solenoid type induction heating apparatus according to the prior art.
Figure 2 is a conceptual diagram schematically showing a closed curve induction heating apparatus according to the prior art.
3 is a perspective view schematically showing an induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram schematically showing a magnetic field generated in an induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph illustrating a temperature distribution in the line AA ′ of FIG. 1.
6 is a conceptual view schematically showing an induction heating coil moving in the width direction of a plate to be heated in the induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a conceptual diagram schematically showing the shangdong of the induction heating coil in the induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a photograph showing the results of analyzing the surface of the plating layer by SEM after induction heating of the TWIP steel by alloying hot dip galvanizing according to the prior art and the present invention, respectively.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 유도가열 장치 및 유도가열 방법에 관하여 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, an induction heating apparatus and an induction heating method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열장치에서 생성되는 자기장을 개략적으로 나타내는 개념도이며, 도 5는 도 1의 A - A' 선에서의 온도분포를 나타내는 그래프이다.Figure 3 is a perspective view schematically showing an induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a conceptual diagram schematically showing a magnetic field generated in the induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 5 It is a graph which shows the temperature distribution in the A-A 'line | wire of 1.

도면을 참조하면 본 발명에 따른 유도가열장치는 이동 경로를 따라 이동하는 피가열 판재(P)를 처리하는 유도가열 장치로서, 제1 유도가열 코일(100); 제2 유도가열 코일(200); 및 폭방향 이동부(미도시);를 포함하여 구성된다. Referring to the drawings, the induction heating apparatus according to the present invention is an induction heating apparatus for processing a plate to be heated (P) to move along the movement path, the first induction heating coil (100); A second induction heating coil 200; And a widthwise moving part (not shown).

피가열 판재(P)는 소정 폭을 갖고 일 방향으로 연장되어 형성되어 있으며, 연장 형성된 방향으로 이동하면서 그 표면이 가열되도록 하는데, 본 발명에 따른 유도가열장치는 피가열 판재(P)가 이동하는 경로 상에 배치되어 피가열 판재(P)의 표면을 가열한다. 본 발명에서는 x축 방향을 피가열 판재(P)의 폭방향으로, y축 방향을 피가열 판재의 이동방향으로, z축 방향을 피가열 판재(P)의 상하면 방향으로 정의한다. The plate to be heated (P) is formed to have a predetermined width and extend in one direction, and the surface thereof is heated while moving in the extending direction. The induction heating apparatus according to the present invention includes a plate to be heated (P). It is disposed on the path to heat the surface of the plate P to be heated. In the present invention, the x-axis direction is defined as the width direction of the plate to be heated P, the y-axis direction is defined as the moving direction of the plate to be heated, and the z-axis direction is defined as the upper and lower directions of the plate to be heated P.

제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)은 피가열 판재(P)를 가열하기 위한 수단으로서, 서로 연계하여 자기장을 피가열 판재(P)의 두께방향으로 투과하도록 형성시킨다. 피가열 판재(P)의 폭에 따라 피가열 판재(P)의 이동방향과 교차하는 방향, 즉 피가열 판재(P) 폭방향으로 이동하여, 피가열 판재(P)의 폭 방향으로의 온도가 균일하도록 가열한다.The first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200 are means for heating the plate to be heated P and are formed so as to transmit a magnetic field in the thickness direction of the plate to be heated P in cooperation with each other. . According to the width of the plate to be heated P, it moves in the direction intersecting with the moving direction of the plate to be heated P, that is, the width direction of the plate to be heated P, so that the temperature in the width direction of the plate to be heated P Heat to uniformity.

제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)은 이동하는 피가열 판재(P)의 상측 및 하측에 각각 이격배치되고, 피가열 판재(P)를 이동방향과 교차하는 방향으로 형성되는 입측 도선(100a, 200a)과 출측 도선(100c, 200c)이 소정 간격 이격되되 연결도선(100b, 200b)에 의해 하나의 도선으로 연결될 수 있다. 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)은 상하로 이격배치되어 그 사이를 이동하는 피가열 판재(P)의 상면 및 하면에 각각 가열시킨다. 제1 유도가열 코일(100)은 피가열 판재(P)를 이동방향과 교차하는 방향(x 축 방향), 즉 피가열 판재(P)의 폭방향으로 연장형성되는 입측 도선(100a)과 출측 도선(100c)이 소정 간격으로 이격되어 배치되어 있고, 두 도선의 끝단이 연결도선(100b)에 의해 연결되어 하나의 도선을 이룬다. 입측 도선(100a)과 출측 도선(100c)은 피가열 판재(P)를 효율적으로 가열하기 위해 피가열 판재(P)를 이동방향과 수직으로 배치되며 서로 평행한 것이 바람직하다. 연결도선(100b)은 피가열 판재(P)의 폭방향 끝단을 효율적으로 가열하기 위해 피가열 판재(P)의 이동방향과 평행(y축 방향)하도록 형성되는 것이 바람직하며, 제1 유도가열 코일(100)이 폭방향 이동부에 의해 이동되어 연결도선(100b)이 피가열 판재(P) 폭방향 끝단의 직상방에 위치하도록 한다. 그리고 도선에 생성되는 자기장을 균일하게 생성시키기 위해 입측도선(100a), 연결도선(100b), 연결도선(100c)은 피가열 판재(P)의 상면으로부터 동일한 거리만큼 이격되도록 한다. 제2 유도가열 코일(200)의 형상은 앞서 설명한 제1 유도가열 코일(100)의 형상과 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다. The first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200 are spaced apart from each other on the upper side and the lower side of the moving plate to be heated P, and the plate to be heated P crosses the moving direction. The incoming conductive wires 100a and 200a and the exiting conductive wires 100c and 200c formed may be spaced apart from each other by a predetermined distance and may be connected to one conductive wire by the connecting conductive wires 100b and 200b. The first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200 are spaced up and down, respectively, and heated to the upper and lower surfaces of the heated plate P to be moved therebetween. The first induction heating coil 100 extends in the inlet conductor 100a and the outgoing conductor extending in the direction in which the heated plate P crosses the moving direction (x-axis direction), that is, in the width direction of the heated plate P. 100c are spaced apart at predetermined intervals, and the ends of the two conductive wires are connected by the connecting conductive wire 100b to form one conductive wire. It is preferable that the incoming conductive wire 100a and the outgoing conductive wire 100c be disposed perpendicular to the moving direction and parallel to each other in order to efficiently heat the heated plate P. The connecting wire 100b is preferably formed to be parallel to the moving direction of the plate to be heated P (y-axis direction) in order to efficiently heat the widthwise end of the plate to be heated P, and the first induction heating coil The 100 is moved by the width moving part so that the connection lead 100b is located directly above the widthwise end of the plate plate P to be heated. In order to uniformly generate a magnetic field generated in the conductive wire, the entrance wire 100a, the connection wire 100b, and the connection wire 100c are spaced apart from each other by the same distance from the upper surface of the plate P to be heated. Since the shape of the second induction heating coil 200 is the same as the shape of the first induction heating coil 100 described above, a detailed description thereof will be omitted.

제1 유도가열 코일(100)과 제2 유도가열 코일(200)이 피가열 판재(P)의 상면과 하면을 각각 균일하게 가열할 수 있도록, 제1 유도가열 코일(100)의 입측 도선(100a)과 제2 유도가열 코일(200)의 출측 도선(200c)은 서로 대응되는 형태로 형성되어 상하로 대면하는 것이 바람직하다. 즉, 입측 도선(100a)과 출측 도선(200c)은 형태가 동일하며, 피가열 판재(P)를 대칭면으로 하여 면대칭되는 위치에 배치된다. 마찬가지로, 제1 유도가열 코일(100)의 출측 도선(100c)과 제2 유도가열 코일(200)의 입측 도선(200a)은 서로 대응되는 형태로 형성되어 상하로 대면하는 것이 바람직하다.The inlet wire 100a of the first induction heating coil 100 so that the first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200 can uniformly heat the upper and lower surfaces of the plate to be heated P, respectively. ) And the outgoing conducting wire 200c of the second induction heating coil 200 may be formed in a shape corresponding to each other and face up and down. That is, the entry conducting wire 100a and the exiting conducting wire 200c have the same shape, and are disposed at positions that are face symmetrical with the plate to be heated P as a symmetrical surface. Similarly, the exit lead wire 100c of the first induction heating coil 100 and the entry lead wire 200a of the second induction heating coil 200 may be formed in a shape corresponding to each other and face up and down.

제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)에 각각 전원을 인가하여 전류가 도선을 따라 흐르면, 도선에 자기장이 발생한다. 제1 유도가열 코일(100)을 이루는 도선에 전원을 인가하면, 전류는 입측도선(100a), 연결도선(100b), 출측도선(100c)를 순차적으로 따라 흐른다. 즉 전류는 피가열 판재(P)의 폭방향(x축 방향)을 가로지른 후, 피가열 판재(P)의 폭 끝단에서 피가열 판재(P)의 이동방향(y축 방향)으로 흐르고 다시 피가열 판재(P)의 폭방향을 가로질러 나온다. 제2유도가열 코일(200)도 이와 같은 경로로 도선을 따라 전류가 흐른다. 그리고 도선에 자기장이 발생한다. When a current flows along the wire by applying power to the first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200, a magnetic field is generated in the wire. When power is applied to the conductive wire constituting the first induction heating coil 100, the current flows sequentially through the entrance lead 100a, the connection lead 100b, and the exit lead 100c. That is, the electric current crosses the width direction (x-axis direction) of the plate to be heated (P), and then flows in the moving direction (y-axis direction) of the plate to be heated (P) at the end of the width of the plate (P) to be heated. It comes out across the width direction of the heating plate P. The second induction heating coil 200 also flows along the wire along the same path. And a magnetic field is generated in the wire.

도 2는 입측도선(100a, 200a)과 출측도선(100b, 200b)에 발생하는 자기장을 나타내는 개념도이다. 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 암페어의 법칙에 의해 각 도선을 중심으로 동심원 형태의 자기장(M)이 발생한다. 도선에 흐르는 전류가 커져 자기장이 세지면, 상측의 제1 유도가열 코일(100)에 생성된 자기장과 하측의 제2 유도가열 코일(200)에 생성된 자기장이 전자기적 커플링을 형성하여 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 자기장의 자기력선(M)은 피가열 판재(P)를 투과하도록 생성된다. 자기장이 시간에 따라 변하면서 전압이 유도되고, 유도전압에 의해 유도 전류가 흐르며, 유도 전류에 의해 발열이 되어 피가열 판재(P)를 가열한다.2 is a conceptual diagram illustrating magnetic fields generated in the entry leads 100a and 200a and the exit leads 100b and 200b. As shown in (a) of FIG. 2, a magnetic field M having a concentric shape is generated around each conductor by the law of ampere. When the current flowing in the conductive wire increases and the magnetic field is hardened, the magnetic field generated in the upper first induction heating coil 100 and the magnetic field generated in the lower second induction heating coil 200 form an electromagnetic coupling, and thus, FIG. As shown in (b), the magnetic field lines M of the magnetic field are generated to pass through the plate P to be heated. As the magnetic field changes over time, a voltage is induced, an induced current flows by the induced voltage, and heat is generated by the induced current to heat the plate P to be heated.

한편 도 5를 참조하여 피가열 판재(P)의 폭방향(도 1의 A-A' 참조)에 대한 온도 분포를 살펴보면, 먼저 제1 유도가열 코일(100)에만 전원을 인가하여 피가열 판재(P)를 가열한다고 할 때, L1과 같은 형태의 온도 분포를 나타낸다. 즉 연결도선(100b)가 배치되어 있는 폭 부위(A')는 연결도선(100b)으로 인해 과열되어 폭방향 중심영역보다 온도가 높고, 연결도선(100b)이 배치되지 않은 타측 폭 부위(A)는 모서리의 냉각 효율 등으로 인해 온도가 낮다. 제2 유도가열 코일(200)에만 전원을 인가하여 피가열 판재(P)를 가열한다고 할 때, L2과 같은 형태의 온도 분포를 나타내는데, 그 이유는 상기 제1 유도가열 코일(100)에서와 같다. 제1 유도가열 코일(100)과 제2 유도가열 코일(200) 모두 전원을 인가하는 피가열 판재(P)를 가열하는 경우에는 폭 방향의 양단에서의 온도 편차를 보상해주어 L3와 같이 폭 방향에서의 온도가 일정하게 된다.Meanwhile, referring to FIG. 5, the temperature distribution in the width direction (see AA ′ in FIG. 1) of the plate to be heated P is first applied to only the first induction heating coil 100 by applying power to the plate to be heated (P). When heating is given, it shows the temperature distribution of the same form as L1. That is, the width portion A ′ in which the connection lead 100b is disposed is overheated due to the connection lead 100b and has a higher temperature than the center area in the width direction, and the other width portion A in which the connection lead 100b is not disposed. The temperature is low due to the cooling efficiency of the corners. When heating the plate to be heated (P) by applying power only to the second induction heating coil 200, it shows a temperature distribution in the form of L2, for the same reason as in the first induction heating coil 100. . When both the first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200 heat the heated plate P to which power is applied, the temperature deviation at both ends in the width direction is compensated for in the width direction as in L3. The temperature of becomes constant.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열장치에서, 피가열 판재의 폭방향으로 이동하는 유도가열 코일을 개략적으로 나타내는 개념도이다.6 is a conceptual view schematically showing an induction heating coil moving in the width direction of a plate to be heated in the induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention.

폭방향 이동부는 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)을 피가열 판재(P)의 이동방향과 교차하는 방향으로 이동시키는 수단으로서, 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)에 연결되어 있다. 피가열 판재(P)가 이동 중에 사행을 하거나, 폭방향 길이가 변화하는 경우가 발생하는데, 이로 인해 피가열 판재(P)를 폭방향으로 균일한 온도로 가열하기 어려울 수 있다. 이 경우 폭방향 이동부가 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)을 적절한 위치로 이동시켜 폭방향 길이 변화에 대응하도록 한다(상세는 후술). 폭방향 이동부는 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)을 피가열 판재(P)의 폭방향으로 이동시킬 수 있는 수단이라면 어떤 형태로든 가능하며, 특정 수단에 국한되는 것은 아니다.The width direction moving unit is a means for moving the first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200 in a direction crossing the moving direction of the plate to be heated P, wherein the first induction heating coil 100 and It is connected to the second induction heating coil 200. When the plated material P to be heated meanders or the widthwise length is changed, it may be difficult to heat the plated material P to a uniform temperature in the width direction. In this case, the width direction moving unit moves the first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200 to an appropriate position so as to correspond to the change in the width direction length (details will be described later). The width moving unit may be in any form as long as it can move the first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200 in the width direction of the plate to be heated P, and is limited to a specific means. no.

폭방향 길이가 실시간을 변화하더라도 폭방향으로 균일한 온도로 가열하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열장치는 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)에 대한 피가열 판재(P)의 폭방향 위치를 측정하는 폭방향 위치측정부(300)를 더 포함할 수 있다. 폭방향 위치측정부(300)는 도 6에 도시된 바와 같이 유도가열 코일(100, 200)보다 피가열 판재(P) 이동경로 앞쪽에 위치하여 피가열 판재(P)가 유도가열 코일(100, 200)을 지나기 전에 피가열 판재(P)의 폭방향 위치를 감지하고 측정한다. 폭방향 위치측정부(300)는 EPC(edge position control), CPC(center position control) 또는 레이저 센서와 같이 거리를 측정할 수 있는 다양한 수단 중에서 선택될 수 있다. Induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention in order to be heated to a uniform temperature in the width direction even if the width direction changes in real time is avoided for the first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200 It may further include a width direction position measuring unit 300 for measuring the width direction position of the heating plate (P). As shown in FIG. 6, the width direction measuring unit 300 is positioned in front of the induction heating coil P and the movement path of the heating plate P, as shown in FIG. 6, so that the heating plate P is heated. Before passing through 200, the widthwise position of the plate to be heated P is sensed and measured. The width position measuring unit 300 may be selected from various means capable of measuring a distance, such as an edge position control (EPC), a center position control (CPC), or a laser sensor.

피가열 판재(P)의 상대적인 폭방향 위치를 감지하고 측정하면, 측정된 값을 폭방향 이동부(미도시)로 전송하여, 전송된 측정값에 따라 폭방향 이동부가 상기 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)을 피가열 판재(P)의 폭방향으로 이동시켜 적정 위치에 오도록 제어한다. When the relative width direction position of the plate to be heated P is sensed and measured, the measured value is transmitted to the width direction moving part (not shown), and the width direction moving part is configured to transmit the first induction heating coil ( 100) and the second induction heating coil 200 is controlled to move to the appropriate position by moving in the width direction of the plate to be heated (P).

예를 들면, 도 6에서와 같이 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)을 피가열 판재(P)의 소정 폭(W1)에 맞춰 각 연결도선(100b, 200b)이 피가열 판재(P)의 폭방향 양 끝단에 위치하도록 하여 유도가열을 하고 있는 도중, 피가열 판재(P)의 폭(W2)이 변경되면 폭방향 위치측정부(300)가 이를 감지하고 변화량(ΔW = W2 - W1)을 측정한다. 이 변화량을 감지하여 폭방향 이동부로 전송하면, 폭방향 이동부는 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)을 변화량만큼 폭방향으로 이동시켜 각 연결도선(100b, 200b)이 다시 피가열 판재(P)의 폭방향 양 끝단에 위치하도록 하여 유도가열을 계속 진행한다.For example, as shown in FIG. 6, each of the connecting wires 100b and 200b matches the first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200 with a predetermined width W1 of the plate to be heated. While the induction heating is performed at both ends in the width direction of the plate to be heated P, if the width W2 of the plate to be heated P is changed, the width direction position measuring unit 300 detects this and changes the amount ( ΔW = W2-W1). When the amount of change is detected and transmitted to the width direction moving unit, the width direction moving unit moves the first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200 in the width direction by the amount of change so that each of the connecting wires 100b and 200b is moved. Induction heating is continued by being positioned at both ends in the width direction of the plate to be heated P again.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열장치에서, 유도가열 코일의 상하이동을 나타내는 개념도이다.7 is a conceptual diagram showing the shangdong of the induction heating coil in the induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention.

유도가열 도중, 이동하는 피가열 판재(P)의 두께가 변화하는 경우가 발생하는데, 일정한 온도로 피가열 판재(P)를 계속적으로 가열하기 위해 두께변화에 따른 보정이 필요하다. 이를 위해 본 발명에 따른 유도가열장치는 피가열 판재(P)의 두께를 측정하는 두께 측정부(400)를 더 포함할 수 있다. 두께 측정부(400)는 폭방향 위치측정부(300)와 마찬가지로 유도가열 코일(100, 200)보다 피가열 판재(P) 이동경로 앞쪽에 위치하여 피가열 판재(P)가 유도가열 코일(100, 200)을 지나기 전에 피가열 판재(P)의 두께를 감지하고 측정한다. 두께 측정부(400)는 EPC(edge position control), CPC(center position control) 또는 레이저 센서와 같이 거리를 측정할 수 있는 다양한 수단 중에서 선택될 수 있다. During induction heating, there is a case where the thickness of the moving heated plate P changes, which is required to compensate for the thickness change in order to continuously heat the heated plate P at a constant temperature. To this end, the induction heating apparatus according to the present invention may further include a thickness measuring unit 400 for measuring the thickness of the plate to be heated (P). The thickness measuring unit 400 is positioned in front of the heated plate P moving path in front of the induction heating coils 100 and 200 like the width direction position measuring unit 300, so that the heated plate P is induction heated coil 100. , 200) to detect and measure the thickness of the plate to be heated (P). The thickness measuring unit 400 may be selected from various means capable of measuring a distance such as an edge position control (EPC), a center position control (CPC), or a laser sensor.

피가열 판재(P)의 두께를 감지하고 측정하면, 측정된 값을 간격조정부(미도시)로 전송하여, 전송된 측정값에 따라 간격조정부가 상기 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)을 상하로 이동시켜(도 7 참조) 유도가열 코일(100, 200)이 적정 위치에 오도록 제어한다. 간격조정부는 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)과 연결되어 양 유도가열 코일 간의 거리를 조절할 수 있는 수단이라면, 어느 것이든 무방하다.When the thickness of the plate to be heated (P) is detected and measured, the measured value is transmitted to a gap adjusting unit (not shown), and the gap adjusting unit according to the measured value is transferred to the first induction heating coil 100 and the second induction. The heating coil 200 is moved up and down (see FIG. 7) to control the induction heating coils 100 and 200 to be in proper positions. The spacing adjusting unit may be any means as long as it is connected to the first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200 to adjust the distance between both induction heating coils.

온도 측정부(미도시)는 피가열 판재(P)가 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)을 지난 피가열 판재(P)의 온도를 측정하기 위한 수단으로서, 피가열 판재(P)의 가열온도가 적절한지를 판단하다. 온도 측정부는 유도가열 코일(100, 200)보다 피가열 판재(P) 이동경로 뒷쪽에 위치하여 피가열 판재(P)의 온도를 감지하고 측정한다. 온도 측정부는 온도를 감지하여 측정하는 다양한 센서, 장치들 중에서 선택될 수 있으며, 특정 수단에 한정되는 것은 아니다.The temperature measuring unit (not shown) is a means for measuring the temperature of the plate P to be heated P past the first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200. It is determined whether the heating temperature of the heating plate P is appropriate. The temperature measuring unit is positioned behind the induction heating coils 100 and 200 to move behind the heating plate P, and senses and measures the temperature of the heating plate P. The temperature measuring unit may be selected from various sensors and devices for sensing and measuring temperature, and are not limited to specific means.

온도 측정부에 의해 측정된 온도는 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)에 흐르는 전류의 크기를 제어하는 전류 제어부(미도시)로 전송된다. 전류 제어부는 전송받은 온도에 따라 피드백하여, 가열온도를 높이거나 낮출 것을 판단하고, 흘려 보낼 전류량을 결정하여 전류를 조절한다.
The temperature measured by the temperature measuring unit is transmitted to a current controller (not shown) that controls the magnitude of the current flowing through the first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200. The current controller feeds back according to the received temperature, determines whether to increase or decrease the heating temperature, determines the amount of current to flow, and adjusts the current.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 유도가열장치의 사용 상태 및 유도가열방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a state of use and an induction heating method of an induction heating apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

소정 방향으로 형성된 이동 경로를 따라 피가열 판재(P)를 이동시킨다. 피가열 판재(P)의 상면 및 하면에 이격하여 각각 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)을 마련한다. 이 때, 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)의 연결도선(100b, 200b)은 피가열 판재(P)의 이동방향과 평행하게 형성되어 피가열 판재(P) 폭방향의 양 끝단에 각각 배치되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 유도가열 코일(100, 200)에 전원을 인가하면 전류는 입측 도선(100a, 200a), 연결도선(100b, 200b), 출측 도선(100c, 200c)을 따라 흐르면서 암페어의 법칙에 따른 자기장을 형성시키고 유도 전류에 의해 피가열 판재(P)를 가열시킨다.The plate to be heated P is moved along a movement path formed in a predetermined direction. The first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200 are provided to be spaced apart from the upper and lower surfaces of the plate to be heated P, respectively. At this time, the connecting wires 100b and 200b of the first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200 are formed in parallel with the moving direction of the heating plate P to be heated. It is preferred to be arranged at each end of the direction. When power is applied to the induction heating coils 100 and 200, current flows along the entry leads 100a and 200a, the connection leads 100b and 200b, and the exit leads 100c and 200c to form a magnetic field according to the law of ampere. And the heated plate P is heated by an induced current.

여기서 피가열 판재(P)는 종래 유도가열방식으로는 가열하기 어려웠던 저투자율 강판, 즉 비자성체인 오스테나이트가 50 % 이상 함유하는 강판으로 한다. 예를 들어 본 실시예에서 TWIP강을 사용할 수 있다. Here, the plate to be heated (P) is a low permeability steel sheet, which is difficult to heat by a conventional induction heating method, that is, a steel sheet containing 50% or more of austenite, which is a nonmagnetic material. For example, TWIP steel can be used in this embodiment.

유도가열 공정 도중 피가열 판재(P)가 이동 중에 사행을 하거나, 폭방향 길이가 변화하는 경우가 발생하면, 피가열 판재(P)의 폭의 변화에 따라 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(100)을 피가열 판재(P)의 이동방향과 교차하는 방향으로 이동시켜 위치를 조정한다. 폭방향 위치측정부(300)가 구비되는 경우 폭방향 위치측정부(300)가 이를 감지하고, 폭방향 변화값을 측정하여 폭방향 이동부로 전송한다. 폭방향 이동부는 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)을 폭방향으로 이동시켜 각 연결도선(100b, 200b)이 다시 피가열 판재(P)의 양 끝단에 위치하도록 하여 유도가열을 진행한다.When the plated material P to be meandered during the induction heating process or when the width direction length changes, the first induction heating coil 100 and the first plated material may be changed according to the change of the width of the plated material P to be heated. 2 Adjust the position by moving the induction heating coil 100 in the direction crossing the moving direction of the plate to be heated (P). When the width direction position measuring unit 300 is provided, the width direction position measuring unit 300 detects this, and measures the width change value and transmits it to the width direction moving unit. The width direction moving part moves the first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200 in the width direction so that each of the connecting wires 100b and 200b is located at both ends of the plate to be heated P again. Induction heating is performed.

또한 유도가열 공정 도중 이동하는 피가열 판재(P)의 두께가 변화하는 경우가 발생하면, 두께 측정부(400)가 이를 감지하고, 두께의 변화값을 측정하여 간격조정부로 전송한다. 간격조정부는 제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)을 상하방향으로 이동시켜 두 유도가열 코일 사이의 간격을 조정한다. 이 때, 제1 유도가열 코일(100)과 제2 유도가열 코일(200) 사이의 간격(D2)은 두 유도가열 코일(100, 200)의 전자기적 커플링을 위해 각 입측 도선(100a, 200a)과 출측 도선(100c, 200c) 사이의 간격(D1)의 1/2보다 작도록 배치하는 것이 바람직하다. In addition, when the thickness of the plate to be moved (P) to be moved during the induction heating process occurs, the thickness measuring unit 400 detects this, and measures the change value of the thickness is transmitted to the interval adjusting unit. The gap adjusting unit moves the first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200 in the vertical direction to adjust the gap between the two induction heating coils. At this time, the distance D2 between the first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200 is for each inductive conductor 100a, 200a for electromagnetic coupling of the two induction heating coils 100, 200. It is preferable to arrange | position so that it may be smaller than 1/2 of the space | interval D1 between () and outgoing conductor 100c, 200c.

제1 유도가열 코일(100) 및 제2 유도가열 코일(200)을 지난 피가열 판재(P)의 온도를 측정하여, 측정 온도에 따라 가열온도가 적정한지를 판단하고, 필요한 경우 측정된 값을 전류 제어부로 전송한다. 전류 제어부는 전송받은 온도에 따라 가열온도를 높이거나 낮출 것을 판단하여 전류를 많이 흘려 보낼지 적게 흘려보낼지를 결정하여 전류를 조절한다.
By measuring the temperature of the plate (P) to be heated after passing through the first induction heating coil 100 and the second induction heating coil 200, it is determined whether the heating temperature is appropriate according to the measurement temperature, and if necessary, the measured value of the current Send to the controller. The current controller determines whether to increase or decrease the heating temperature according to the received temperature, and determines whether to send more current or less, and adjust the current.

이하에서는 실시예를 통해 본 발명에 따른 유도가열장치 및 유도가열방법의 효과를 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the effects of the induction heating apparatus and the induction heating method according to the present invention through the embodiments will be described in detail.

가열할 시편으로서, 고투자율강판인 일반강(EDDQ)과, 저투자율 강판으로서 다량의 Mn, Al과 Ni 등이 함유된 100% 오스테나이트 상분율 강판인 TWIP강을 마련한다. 각각의 강판은 냉연 및 소둔 처리하고 알칼리 탈지 및 산세 처리로 청정화한 후, -65℃ 이슬점 분위기하에서 800℃까지 가열하고 소둔하며, 이후 일반강은 500℃까지 냉각하고, TWIP강은 400℃까지 급냉하고 다시 500℃까지 재가열을 행한다. 그 후 일반강 및 TWIP강을 Al이 0.1 ~ 0.3 wt% 함유된 용융아연 도금욕에 침지하고 약 3초간 유지하고, 도금욕에서 꺼내 에어 와이핑(air wiping)하여 목표하는 도금량을 45 g/m2으로 맞춘 후 유도가열을 실시하여 합금화 용융아연도금을 한다. As the specimen to be heated, general steel (EDDQ), which is a high permeability steel sheet, and TWIP steel, which is a 100% austenite phase-permeability steel sheet containing a large amount of Mn, Al, Ni, and the like as a low permeability steel sheet. Each steel sheet is cold rolled and annealed, cleaned by alkali degreasing and pickling, then heated and annealed to 800 ° C. in a dew point atmosphere of -65 ° C., then cooled to 500 ° C., and quenched to 400 ° C. for TWIP steel. And reheat to 500 ° C. Subsequently, the general steel and TWIP steel are immersed in a molten zinc plating bath containing 0.1 to 0.3 wt% of Al, held for about 3 seconds, and air wiped out of the plating bath to achieve a target coating amount of 45 g / m. After setting to 2 , conduct induction heating and alloy hot dip galvanizing.

목표하는 유도가열 온도를 500 ℃ 및 530 ℃로 설정하고, 유도가열 코일 형태를 종래 솔레노이드형 코일, 폐곡선형 코일 및 본 발명에 따른 유도가열 코일로 하여 각각의 온도 및 코일형태에 따라 일반강 및 TWIP강을 유도가열한다. 이를 정리하면 아래 표 1과 같다.The target induction heating temperature is set to 500 ° C. and 530 ° C., and the induction heating coil types are conventional solenoid type coils, closed curve coils, and induction heating coils according to the present invention. Induction heating of steel. This is summarized in Table 1 below.

유도가열 온도Induction heating temperature 유도가열 코일 형태Induction heating coil form 실시방법1Method 1 500 ℃500 ℃ 솔레노이드형 코일Solenoid Coil 실시방법2Method 2 530 ℃530 ℃ 실시방법3Method 3 500 ℃500 ℃ 폐곡선형 타일Closed curve tile 실시방법4Method 4 530 ℃530 ℃ 실시방법5Method 5 500 ℃500 ℃ 본 발명에 따른 According to the invention
유도가열코일Induction Heating Coil 실시방법6Method 6 530 ℃530 ℃

<유도가열 실시 방법><Induction heating method>

유도가열을 실시하여 합금화 용융아연도금이 완료된 후, 각 비교예 및 실시예에 따른 합금상의 상분율과 합금화도를 아래 표 2에 나타내었다.After the induction heating is completed and the alloyed hot-dip galvanizing is completed, the phase fractions and alloying degrees of the alloy phases according to Comparative Examples and Examples are shown in Table 2 below.

강종Steel grade 실시방법Method of implementation 제타상
(%)Zeta Award
(%) 감마상
(%)Gamma Award
(%) 델타상
(%)Delta Award
(%) 합금화도
(Fe wt%)Alloying degree
(Fe wt%) 비 고Remarks 비교예1Comparative Example 1
일반강
General steel

실시방법1Method 1 1.41.4 7.37.3 91.391.3 10.510.5 비교예2Comparative Example 2 실시방법2Method 2 0.00.0 26.526.5 74.574.5 14.714.7 실시예1Example 1 실시방법5Method 5 3.73.7 8.88.8 87.687.6 9.79.7 실시예2Example 2 실시방법6Method 6 2.52.5 10.810.8 86.786.7 10.110.1 비교예3Comparative Example 3


TWIP강


TWIP Steel

실시방법1Method 1 -- -- -- -- 가열안됨
Not heated
비교예4Comparative Example 4 실시방법2Method 2 -- -- -- -- 비교예5Comparative Example 5 실시방법3Method 3 2.12.1 24.9624.96 69.9369.93 25.225.2 국부과열
→주름,크랙 발생Local overheating
→ Wrinkles and cracks 비교예6Comparative Example 6 실시방법4Method 4 -- -- -- -- 국부과열로 인한
도금층 증발Due to local overheating
Plating layer evaporation 실시예3Example 3 실시방법5Method 5 3.33.3 9.09.0 87.787.7 9.69.6 실시예4Example 4 실시방법6Method 6 3.33.3 9.49.4 87.387.3 9.69.6 에타상(Fe가 3 wt% 이하로고용된 Fe-Zn상) 존재Presence of eta phase (Fe-Zn phase with Fe employed at 3 wt% or less)

<비교예 및 실시예에 따른 미세조직 상분율 및 합금화도><Microstructure Percentage and Alloying Degree According to Comparative Examples and Examples>

제타(ζ)상, 감마(Γ)상, 델타(δ)상은 합금화 용융아연도금층을 구성하는 합금상들로서, 제타상은 FeZn13, 감마상은 Fe3Zn10, 델타상은 FeZn10을 각각 의미한다. 합금화도는 합금화 용융아연도금층에 함유되는 Fe의 wt%를 통해 도금 정도를 나타낸다.The zeta (ζ) phase, the gamma (Γ) phase, and the delta (δ) phases are alloy phases constituting the alloying hot dip galvanized layer. The zeta phase is FeZn 13 , the gamma phase is Fe 3 Zn 10 , and the delta phase is FeZn 10 . The degree of alloying indicates the degree of plating through wt% of Fe contained in the alloying hot dip galvanized layer.

실시예 1 및 실시예 2는 일반강을 본 발명에 따른 유도가열방법으로 가열한 것으로서 종래 솔레노이형 코일로 유도가열한 비교예 1 및 비교예 2와 비교할 때, 합금화도가 약간 낮았으나 크게 차이가 없음을 알 수 있다. 본 발명에 따른 유도가열 방법은 일반강도 효율적으로 가열함을 알 수 있다.Example 1 and Example 2 is a low alloying degree compared to Comparative Example 1 and Comparative Example 2, in which the ordinary steel is heated by the induction heating method according to the present invention, which is induction heated by a conventional solenoid coil, but a large difference It can be seen that there is no. It can be seen that the induction heating method according to the present invention efficiently heats general strength.

비교예 3 및 비교예 4는 TWIP강을 종래 솔레노이형 코일로 유도가열한 것이고, 비교예 5 및 비교예 6은 TWIP강을 종래 폐곡선형 코일로 유도가열한 것이며, 실시예 3 및 실시예 4는 TWIP강을 본 발명에 따른 유도가열방법으로 가열한 것이다.Comparative Examples 3 and 4 are induction heating of TWIP steel with a conventional solenoid coil, and Comparative Examples 5 and 6 are induction heating of TWIP steel with a conventional closed curve coil, and Examples 3 and 4 Is the TWIP steel is heated by the induction heating method according to the present invention.

비교예 3 및 비교예 4의 종래 솔레노이드형 코일방식은 저투자율 강판인 TWIP강을 500 ℃ 및 530 ℃로 유도가열하지 못했다. 비교예 5의 종래 폐곡선형 코일방식은 TWIP강을 목표 가열온도까지 가열이 가능하다. 그러나 폐곡선형 코일방식은 유도가열 중 코일과 강판과의 간격이 좁아져 과열되어 감마상과 Fe함량이 50%이상인 Fe-Zn상이 많이 생성되며, 또한 국부과열 현상이 발생하여 주름 및 크랙이 발생하여 도금 품질이 불량하다. 특히 비교예 6에서와 같이 종래 폐곡선형 코일방식으로 530 ℃까지 유도가열하고자 하는 경우에는 일부 영역에서 국부과열로 인해 도금층이 증발하는 문제점이 발생하였다. Conventional solenoid coil systems of Comparative Example 3 and Comparative Example 4 did not inductively heat TWIP steel, which is a low permeability steel plate, at 500 ° C and 530 ° C. In the conventional closed curve coil method of Comparative Example 5, the TWIP steel can be heated to a target heating temperature. However, in the closed curve coil method, the gap between the coil and the steel sheet becomes narrow during induction heating, resulting in a large amount of gamma phase and Fe-Zn phase with more than 50% Fe. Also, local overheating phenomenon causes wrinkles and cracks. The plating quality is poor. In particular, in case of induction heating up to 530 ° C. in the conventional closed curve coil method as in Comparative Example 6, there is a problem that the plating layer evaporates due to local overheating in some areas.

반면에 실시예 3 및 실시예 4는 TWIP강을 효율적으로 가열하여 일반강에서와 유사한 수치의 합금화도를 나타낸다. 그리고 균일하게 가열하므로, 종래 기술에서와 같은 국부과열, 그에 따른 주름, 크랙 등의 문제가 발생하지 않았다.On the other hand, Example 3 and Example 4 efficiently heat TWIP steel to show alloying degree similar to that of general steel. And because it is uniformly heated, there is no problem of local overheating, resulting in wrinkles, cracks and the like as in the prior art.

도 8은 종래 기술 및 본 발명에 따라 TWIP강을 각각 유도가열하여 합금화 용융아연도금을 한 후, 도금층 표면을 SEM으로 분석한 결과를 나타내는 사진이다. 8 is a photograph showing the results of analyzing the surface of the plating layer by SEM after induction heating of the TWIP steel by alloying hot dip galvanizing according to the prior art and the present invention, respectively.

도 8의 (a)는 비교예 3에서 TWIP강을 종래 솔레노이드형 코일로 가열한 후, 도금층 표면을 SEM으로 나타낸 사진인데, 앞서 살펴본 바와 같이 이 경우 전혀 합금화가 일어나지 않아 GI(용융아연도금)강판의 표면과 같이 아연응고조직이 나타남을 알 수 있다. FIG. 8 (a) is a photograph showing the surface of the plating layer by SEM after heating the TWIP steel with a conventional solenoid type coil in Comparative Example 3. As described above, alloying does not occur at all in this case, so GI (hot dip galvanized) steel sheet It can be seen that the zinc coagulation tissue appears as the surface of.

도 8의 (b)는 비교예 5에서 TWIP강을 종래 폐곡선형 코일로 가열한 후, 도금층 표면을 SEM으로 나타낸 사진인데, 앞서 살펴본 바와 같이 이 경우 균일 가열이 되지 않으므로 강판에 굴곡이 발생하여 강판과 코일간 간격이 좁아져 0.5초 이내로 700℃이상의 온도가 올라가 아연이 증발되고 감마상 및 Fe함량이 50%이상인 Fe-Zn상이 관찰된다. FIG. 8 (b) is a photograph showing the surface of the plating layer by SEM after heating the TWIP steel with a conventional closed curve coil in Comparative Example 5. As described above, since uniform heating is not performed, bending occurs in the steel sheet. The gap between the coil and the coil becomes narrow and the temperature rises above 700 ° C. within 0.5 sec.

도 8의 (c)는 실시예 3에서 TWIP강을 본 발명에 따른 유도가열방법으로 가열한 후, 도금층 표면을 SEM으로 나타낸 사진인데, 앞서 살펴본 바와 같이 이 경우 강판 폭 방향으로 균일한 용융아연도금 합금화가 관찰되고, 감마상이 1um이하이고 델타상이 80%이상 포함되며, 일반강을 용융아연도금 합금화한 경우와 동일한 도금층 단면을 보여준다.
8 (c) is a photograph showing the surface of the plating layer by SEM after heating the TWIP steel in Example 3 according to the present invention, as described above, in this case uniform hot dip galvanized in the steel plate width direction The alloying is observed, the gamma phase is less than 1um, the delta phase is included more than 80%, and shows the same plating layer cross section as the case of hot-dip galvanizing alloy steel.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 다양한 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
The embodiments and drawings attached to this specification are merely to clearly show some of the technical ideas included in the present invention, and those skilled in the art can easily infer within the scope of the technical ideas included in the specification and drawings of the present invention. Various modifications and specific embodiments that can be made will be apparent to be included in the scope of the invention.

100 : 제1 유도가열 코일 200 : 제2 유도가열 코일
300 : 폭방향 위치측정부 400 : 두께 측정부
P : 피가열 판재100: first induction heating coil 200: second induction heating coil
300: width position measuring unit 400: thickness measuring unit
P: plate to be heated

Claims (17)

이동 경로를 따라 이동하는 피가열 판재를 처리하는 유도가열 장치로서,
상기 피가열 판재의 상측에 이격배치되는 제1 유도가열 코일;
상기 피가열 판재의 하측에 상기 제1 유도가열 코일과 마주보도록 이격배치되며, 제1 유도가열 코일과 연계하여 상기 판재의 두께방향으로 자기장이 형성되도록 하는 제2 유도가열 코일; 및
상기 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일에 연결되어 상기 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일을 피가열 판재의 이동방향과 교차하는 방향으로 이동시키는 폭방향 이동부;
를 포함하는 유도가열 장치.An induction heating apparatus for processing a plate to be heated moving along a movement path,
A first induction heating coil spaced apart from the upper side of the plate to be heated;
A second induction heating coil disposed below the heated plate to face the first induction heating coil and having a magnetic field formed in a thickness direction of the plate in association with the first induction heating coil; And
A width direction moving part connected to the first induction heating coil and the second induction heating coil to move the first induction heating coil and the second induction heating coil in a direction crossing the moving direction of the plate to be heated;
Induction heating apparatus comprising a. 청구항 1에 있어서,
상기 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일은
상기 피가열 판재의 이동방향과 교차하는 방향으로 형성되는 입측 도선과 출측 도선이 소정 간격 이격되되 연결도선에 의해 하나의 도선으로 연결되며,
상기 제1 유도가열 코일의 입측 도선과 제2 유도가열 코일의 출측 도선은 상하로 서로 대면하고, 제1 유도가열 코일의 출측 도선과 제2 유도가열 코일의 입측 도선은 상하로 서로 대면하는 유도가열장치.The method according to claim 1,
The first induction heating coil and the second induction heating coil
The inlet and outgoing conductors formed in a direction intersecting with the moving direction of the plate to be heated are spaced apart by a predetermined interval, and are connected to one conductor by a connecting conductor.
The induction heating wire of the first induction heating coil and the outgoing wire of the second induction heating coil face each other up and down, and the induction heating wire of the first induction heating coil and the induction wire of the second induction heating coil face each other up and down. Device. 청구항 2에 있어서,
상기 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일의 연결도선은 피가열 판재의 이동방향과 평행하도록 형성되는 유도가열장치.The method according to claim 2,
Inductive heating device of the first induction heating coil and the second induction heating coil is connected in parallel with the moving direction of the plate to be heated. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피가열 판재의 이동경로 상에 설치되어 피가열 판재가 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일을 통과하기 전에 상기 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일에 대한 피가열 판재의 폭방향 위치를 측정하는 폭방향 위치측정부를 포함하고,
상기 폭방향 이동부는 상기 폭방향 위치측정부에서 측정한 폭방향 위치에 따라 상기 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일을 이동시키는 유도가열장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
The width direction of the plate to be heated with respect to the first induction heating coil and the second induction heating coil before the plate to be heated so as to pass through the first induction heating coil and the second induction heating coil. It includes a width position measuring unit for measuring the position,
The width direction moving unit moves the first induction heating coil and the second induction heating coil according to the width direction position measured by the width direction position measuring unit. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피가열 판재의 이동경로 상에 설치되어 피가열 판재가 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일을 통과하기 전에 상기 피가열 판재의 두께를 측정하는 두께 측정부를 포함하는 유도가열장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
And a thickness measuring unit installed on a moving path of the plate to be heated to measure a thickness of the plate to be heated before the plate to be heated passes through the first induction heating coil and the second induction heating coil. 청구항 5에 있어서,
상기 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일에 연결되며, 상기 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일을 상하로 이동시켜 피가열 판재와의 상하간격을 조정하는 간격조정부를 포함하는 유도가열장치.The method according to claim 5,
Induction heating is connected to the first induction heating coil and the second induction heating coil, the induction heating including a gap adjusting unit for adjusting the vertical gap with the plate to be heated by moving the first induction heating coil and the second induction heating coil up and down Device. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피가열 판재가 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일을 통과한 피가열 판재의 온도를 측정하는 온도측정부를 포함하는 유도가열장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
Induction heating apparatus including a temperature measuring unit for measuring the temperature of the plate to be heated is passed through the first induction heating coil and the second induction heating coil. 청구항 8에 있어서,
상기 온도 측정부에서 측정된 온도에 따라 상기 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일에 흐르는 전류를 제어하는 전류 제어부를 포함하는 유도가열장치.The method according to claim 8,
Induction heating apparatus including a current control unit for controlling the current flowing in the first induction heating coil and the second induction heating coil according to the temperature measured by the temperature measuring unit. 이동 경로를 따라 이동하는 피가열 판재를 마련하는 과정;
상기 피가열 판재의 상하측에 이격배치되는 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일을 마련하는 과정;
상기 제1 및 제2 유도가열 코일에 전원을 인가하여 피가열 판재를 가열하는 과정;를 포함하고,
상기 피가열 판재를 가열하는 과정에서 상기 피가열 판재의 폭의 변화에 따라 제1 및 제2 유도가열 코일을 피가열 판재의 이동방향과 교차하는 방향으로 이동시켜 위치를 조정하는 유도가열 방법.Preparing a plate to be heated moving along a moving path;
Providing a first induction heating coil and a second induction heating coil spaced apart from each other on upper and lower sides of the plate to be heated;
And applying power to the first and second induction heating coils to heat the plate to be heated.
Induction heating method for adjusting the position by moving the first and second induction heating coil in a direction crossing the moving direction of the plate to be heated in accordance with the change of the width of the plate to be heated in the process of heating the plate to be heated. 청구항 9에 있어서,
제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일은
상기 피가열 판재를 이동방향과 교차하는 방향으로 형성되는 입측 도선과 출측 도선이 소정 간격 이격되되 연결도선에 의해 하나의 도선으로 연결되며,
상기 제1 유도가열 코일의 입측 도선과 제2 유도가열 코일의 출측 도선은 상하로 서로 대면하고, 제1 유도가열 코일의 출측 도선과 제2 유도가열 코일의 입측 도선은 상하로 서로 대면하는 유도가열방법.The method according to claim 9,
The first induction heating coil and the second induction heating coil
The inlet and outgoing conductors which are formed in a direction crossing the heating plate with the moving direction are spaced apart by a predetermined interval, and are connected to one conductor by a connecting conductor,
The induction heating wire of the first induction heating coil and the outgoing wire of the second induction heating coil face each other up and down, and the induction heating wire of the first induction heating coil and the induction wire of the second induction heating coil face each other up and down. Way. 청구항 10에 있어서,
상기 제1 및 제2 유도가열 코일을 마련하는 과정에서, 상기 피가열 판재의 이동방향과 평행하게 형성된 각 연결도선이 피가열 판재 폭방향의 양 끝단에 각각 배치되도록 하는 유도가열 방법.The method of claim 10,
In the process of providing the first and second induction heating coil, each of the connecting wires formed in parallel with the moving direction of the plate to be heated are arranged at both ends of the width direction of the plate to be heated, respectively. 청구항 9에 있어서,
상기 피가열 판재를 가열하는 과정에서,
피가열 판재의 폭의 변화에 따라 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일을 폭방향으로 이동시켜 각 연결도선이 피가열 판재의 폭방향의 양 끝단에 각각 배치되도록 조정하는 유도가열 방법.The method according to claim 9,
In the process of heating the plate to be heated,
An induction heating method in which the first induction heating coil and the second induction heating coil are moved in the width direction according to a change in the width of the plate to be heated so that each connecting wire is arranged at both ends of the width direction of the plate to be heated, respectively. 청구항 9에 있어서,
상기 피가열 판재를 가열하는 과정에서,
상기 피가열 판재의 두께의 변화에 따라 제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일을 상하로 이동시켜 피가열 판재와의 상하간격을 조정하는 유도가열 방법.The method according to claim 9,
In the process of heating the plate to be heated,
Induction heating method for adjusting the vertical gap with the plate to be heated by moving the first induction heating coil and the second induction heating coil up and down according to the change of the thickness of the plate to be heated. 청구항 13에 있어서,
제1 유도가열 코일 및 제2 유도가열 코일을 상하로 이동시키는 경우, 제1 유도가열 코일과 제2 유도가열 코일 사이의 간격은 각 입측 도선과 출측 도선 사이의 간격의 1/2보다 작도록 이동시키는 유도가열 방법.The method according to claim 13,
When the first induction heating coil and the second induction heating coil are moved up and down, the distance between the first induction heating coil and the second induction heating coil is moved to be smaller than 1/2 of the distance between each inlet and outgoing conductor. Induction heating method. 청구항 9에 있어서,
상기 피가열 판재를 가열하는 과정에서,
상기 제1 및 제2 유도가열 코일을 지난 피가열 판재의 온도를 측정하고, 측정온도에 따라 각 유도가열코일에 흐르는 전류를 조정하는 유도가열 방법.The method according to claim 9,
In the process of heating the plate to be heated,
Induction heating method for measuring the temperature of the plate to be heated past the first and second induction heating coil, and adjust the current flowing through each induction heating coil according to the measured temperature. 청구항 9에 있어서,
상기 피가열 판재는 오스테나이트 상분율이 50 % 이상인 저투자율 강판인 유도가열 방법.The method according to claim 9,
The plate to be heated is an induction heating method which is a low permeability steel sheet having an austenite phase fraction of 50% or more. 청구항 16에 있어서,
상기 저투자율 강판은 트윕(TWIP) 강인 유도가열 방법.18. The method of claim 16,
The low permeability steel sheet is Twipe (TWIP) tough induction heating method.
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