KR20200075662A - Induction Heating Apparatus - Google Patents

Induction Heating Apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR20200075662A
KR20200075662A KR1020180164572A KR20180164572A KR20200075662A KR 20200075662 A KR20200075662 A KR 20200075662A KR 1020180164572 A KR1020180164572 A KR 1020180164572A KR 20180164572 A KR20180164572 A KR 20180164572A KR 20200075662 A KR20200075662 A KR 20200075662A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
induction heating
heating device
cooling
coil
core
Prior art date
Application number
KR1020180164572A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정희태
Original Assignee
주식회사 포스코
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 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020180164572A priority Critical patent/KR20200075662A/en
Publication of KR20200075662A publication Critical patent/KR20200075662A/en

Links

Images

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
    • H05B6/104—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 metal pieces being elongated like wires or bands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/004—Heating the product
    • 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
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • H05B6/42—Cooling of coils
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

An induction heating device according to one embodiment of the present invention includes: coil members disposed above and below a steel plate; a core member extending along the width direction of the steel plate; and a cooling member extending in parallel to a main direction of a magnetic field formed by the core members and the core member. The induction heating device configured as described above can improve the durability and lifespan of a refractory by reducing the thermal stress of the refractory for protecting an inductor of the induction heating device.

Description

유도가열장치{Induction Heating Apparatus}Induction Heating Apparatus

본 발명은 열간 압연 공정에서 도전성 부재를 가열하도록 구성된 가열장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 짧은 구간에서 능동적인 온도제어가 가능한 유도가열장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heating device configured to heat a conductive member in a hot rolling process, and more particularly, to an induction heating device capable of active temperature control in a short section.

열간 압연 공정에서 열연 강판의 압연하기 적절한 온도를 확보하기 위해 전기를 사용하는 유도가열장치와 가스를 사용하는 50~200m 길이의 터널 퍼니스가 사용된다. In the hot rolling process, an induction heating device using electricity and a 50 to 200 m long tunnel furnace using gas are used to secure a suitable temperature for rolling of a hot rolled steel sheet.

유도가열장치는 수십~수 kHz의 고주파 전류를 유도가열기 인덕터에 흘려서 여기서 발생되는 고주파 교류 자기장에 의해 열연 강판에 유도 전류를 발생시켜 주울열에 의해 열연 강판을 가열하는 장치이다. 유도가열장치의 인덕터는 수냉 동선과 자기차폐를 위한 차폐부재, 자기집속을 위한 코아 및 여러 가지의 부품을 포함하며, 전기적으로 절연이 반드시 필요한 장치이다. An induction heating device is a device that heats a hot rolled steel sheet by Joule heat by generating an induction current in a hot rolled steel sheet by a high frequency alternating magnetic field generated by flowing a high frequency current of several tens to several kHz through an induction heater inductor. The inductor of the induction heating device includes a water-cooled copper wire, a shielding member for self-shielding, a core for self-focusing, and various parts, and is a device that requires electrical insulation.

유도가열장치의 인덕터는 고주파 전류, 전압이 걸리기 때문에 열간 압연 공정에서 발생한 금속성 분진, 습기와 그리고 800~1200도의 고온의 열연강판에 의한 복사열에 대해 인덕터를 보호하기 위해 내화물을 포함한다.The inductor of the induction heating device contains refractory material to protect the inductor against metallic dust, moisture, and radiant heat caused by the hot rolled steel sheet at a high temperature of 800 to 1200°C because of high frequency current and voltage.

유도가열기 인덕터는 공심형 인덕터와 코아형 인덕터로 구별된다. 공심형 인덕터는 타원형태로 권취되는 구리 동선과 자기장이 주변 설비로 나가는 것을 차폐하기 위한 전도성 재질의 구리판으로 구성되고, 구리 동선과 구리판 사이에 부정형 내화물을 더 포함한다. 이와 달리 코어형 인덕터는 타원형태로 권취되는 구리 동선과 구리 동선의 주변의 자기를 집속할 수 있도록 전기강판과 동일한 투자율을 갖는 부재로 구성되고, 보드 형태의 인덕터의 주변을 감싸는 정형 내화물을 더 포함한다.The induction heater inductor is divided into an air core type inductor and a core type inductor. The air-core inductor is composed of a copper copper wire wound in an oval shape and a copper plate made of a conductive material for shielding the magnetic field from exiting the peripheral equipment, and further includes an amorphous refractory material between the copper copper wire and the copper plate. Unlike this, the core-type inductor is composed of a copper copper wire wound in an oval shape and a member having the same magnetic permeability as that of an electric steel plate so as to focus the magnetism around the copper copper wire, and further includes a fixed refractory material surrounding the periphery of the board-shaped inductor. do.

여기서, 코어형 인덕터는 내화물이 강판과 인접하게 배치되므로, 열연 강판에 의한 열응력 및 열충격을 많이 받는다. 따라서, 코어형 인덕터는 열응력, 열충격에 의한 크랙이 발생하지 않는 재질로 제작되어야 한다. 또한, 코어형 인덕터는 열연 강판과 물리적인 접촉이 빈번하게 일어날 수 있으므로 충분한 강성을 갖는 재질로 제작되어야 한다.Here, in the core type inductor, since the refractory material is disposed adjacent to the steel sheet, it receives a lot of thermal stress and thermal shock by the hot rolled steel sheet. Therefore, the core type inductor should be made of a material that does not generate cracks due to thermal stress and thermal shock. In addition, the core type inductor must be made of a material having sufficient rigidity since physical contact with the hot rolled steel sheet may occur frequently.

코어형 인덕터는 피가열체인 열연강판의 폭보다 길게 형성되므로, 이를 보호하기 위한 내화물도 길게 형성된다. 다만, 내화물은 열연 강판에 의해 복사열을 받으므로, 열응력을 최소화하기 위해 복수의 부재로 분할되어 구성된다.Since the core-type inductor is formed longer than the width of the hot-rolled steel sheet to be heated, a refractory material is also formed to protect it. However, since the refractory material receives radiant heat by a hot rolled steel sheet, it is divided into a plurality of members to minimize thermal stress.

그러나 내화물은 고온의 열연강판으로부터 열충격과 열응력을 반복적으로 받아 점진적으로 열화되므로, 이러한 내화물의 열화현상을 경감시키면서 코어형 인덕터에 의한 열연강판의 가열 효율을 저감시키지 않는 유도가열장치의 개발이 요청된다.However, since the refractory is gradually degraded by repeatedly receiving thermal shock and thermal stress from a hot-rolled hot-rolled steel sheet, it is required to develop an induction heating device that does not reduce the heating efficiency of the hot-rolled steel sheet by a core type inductor while reducing the deterioration phenomenon of the refractory material. do.

참고로, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1 내지 3이 있다.For reference, the prior arts related to the present invention include patent documents 1 to 3.

KRKR 2016-01243272016-0124327 AA KRKR 2016-01356212016-0135621 AA KRKR 2018-00741872018-0074187 AA

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 내화물의 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있는 유도가열장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an induction heating device capable of improving durability and life of refractories.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도가열장치는 강판의 상부 및 하부에 배치되는 코일부재; 강판의 폭 방향을 따라 연장형성되는 코어부재; 및 상기 코일부재 및 상기 코어부재에 의해 형성되는 자기장의 주 방향과 평행하게 연장되는 냉각부재;를 포함한다. Induction heating device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a coil member disposed on the upper and lower parts of the steel sheet; A core member extending along the width direction of the steel sheet; And a cooling member extending parallel to the main direction of the magnetic field formed by the coil member and the core member.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유도가열장치에서, 상기 코일부재는 복수의 가열도체가 적층되어 형성된다.In the induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention, the coil member is formed by stacking a plurality of heating conductors.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유도가열장치에서, 상기 코어부재에는 강판의 폭 방향으로 연장되고 상기 코일부재를 수용하도록 구성된 수용홈이 형성된다.In the induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention, the core member is formed with a receiving groove extending in the width direction of the steel sheet and configured to accommodate the coil member.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유도가열장치에서, 상기 냉각부재는 강판의 길이방향으로 연장된다.In the induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention, the cooling member extends in the longitudinal direction of the steel sheet.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유도가열장치에서, 상기 냉각부재는 코일부재와 교차하는 방향으로 연장된다.In the induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention, the cooling member extends in a direction crossing the coil member.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유도가열장치에서, 상기 냉각부재는 냉매유체가 유동될 수 있도록 구성된 스테인리스 재질의 파이프 형태이다.In the induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention, the cooling member is in the form of a stainless steel pipe configured to allow the refrigerant fluid to flow.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유도가열장치는, 상기 냉각부재를 내부에 수용하고, 상기 코일부재와 상기 코어부재의 일면을 덮도록 구성되는 내화부재를 더 포함한다.The induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention further includes a refractory member configured to accommodate the cooling member therein and cover one surface of the coil member and the core member.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유도가열장치는, 상기 코어부재와 냉각부재 사이에 배치되는 내열부재를 더 포함한다.The induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention further includes a heat-resistant member disposed between the core member and the cooling member.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유도가열장치에서, 상기 내열부재는 실리콘글라스 또는 에폭시글라스 재질이다.In the induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention, the heat-resistant member is made of silicone glass or epoxy glass.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유도가열장치는, 상기 냉각부재를 상기 내화부재에 고정하도록 구성된 고정부재를 더 포함한다.The induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention further includes a fixing member configured to fix the cooling member to the refractory member.

본 발명은 유도가열장치의 인덕터를 보호하기 위한 내화물의 열응력을 경감시켜 내화물의 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있다.The present invention can improve the durability and life of the refractory by reducing the thermal stress of the refractory material to protect the inductor of the induction heating device.

아울러, 본 발명은 냉각부재에 의한 인덕터의 자기적 영향을 최소화할 수 있으므로 인덕터를 통한 열연강판의 가열효율을 최적화할 수 있다.In addition, the present invention can minimize the magnetic effect of the inductor by the cooling member, so it is possible to optimize the heating efficiency of the hot-rolled steel sheet through the inductor.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 다른 유도가열장치의 분리 사시도
도 2는 도 1에 도시된 유도가열장치의 결합 사시도
도 3은 도 2에 도시된 유도가열장치의 A-A 단면도
도 4는 도 2에 도시된 유도가열장치의 B-B 단면도
도 5는 도 4에 도시된 C 부분의 확대 단면도1 is an exploded perspective view of another induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention
Figure 2 is a combined perspective view of the induction heating device shown in Figure 1
Figure 3 is a cross-sectional view AA of the induction heating device shown in Figure 2
Figure 4 is a cross-sectional view BB of the induction heating device shown in Figure 2
5 is an enlarged cross-sectional view of part C shown in FIG. 4;

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail based on the attached exemplary drawings.

아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.In the following description of the present invention, the terms referring to the components of the present invention are named in consideration of the function of each component, and should not be understood as a meaning limiting the technical components of the present invention.

아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, that a component is'connected' with another component includes not only those components that are'directly connected', but also those that are'indirectly connected' with other components. Means In addition, "including" a component means that other components may be further included instead of excluding other components, unless otherwise stated.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 다른 유도가열장치를 설명한다.An induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

유도가열장치(100)는 코일부재(110), 코어부재(120), 냉각부재(130), 내화부재(150)를 포함한다. 그러나 유도가열장치(100)가 전술된 부재들로만 구성되는 것은 아니다. 예를 들어, 유도가열장치(100)는 코일부재(110)에 전류를 공급하기 위한 전원공급부 및 전류공급 세기 등을 조절하기 위한 제어부를 더 포함할 수 있다.The induction heating device 100 includes a coil member 110, a core member 120, a cooling member 130, and a refractory member 150. However, the induction heating device 100 is not only composed of the aforementioned members. For example, the induction heating apparatus 100 may further include a power supply unit for supplying current to the coil member 110, and a control unit for adjusting the current supply strength.

코일부재(110)는 대체로 도전성 판재 또는 강판(200)의 폭 방향으로 연장된다. 부연 설명하면, 코일부재(110)는 강판(200)의 일 측면에서 타 측면으로 연장된 후, 강판(200)의 타 측에서 구부러져 강판(200)의 일 측으로 연장되는 U 자 형태일 수 있다. 그러나 코일부재(110)의 형태가 U 자 형태로 한정되는 것은 아니다. 아울러, 코일부재(110)의 연장 방향이 강판(200)의 폭 방향으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 코일부재(110)는 강판(200)을 가열하기 위한 열을 생성할 수 있는 범위에서 어떠한 형태로든 변경될 수 있다.The coil member 110 generally extends in the width direction of the conductive plate material or the steel plate 200. In other words, the coil member 110 may be U-shaped extending from one side of the steel plate 200 to the other side, then bent at the other side of the steel plate 200 and extending to one side of the steel plate 200. However, the shape of the coil member 110 is not limited to the U-shape. In addition, the extending direction of the coil member 110 is not limited to the width direction of the steel plate 200. For example, the coil member 110 may be changed in any form within a range capable of generating heat for heating the steel plate 200.

코일부재(110)는 복수의 가열도체(112)를 포함한다. 예를 들어, 코일부재(110)는 상하 또는 좌우 또는 상하 및 좌우방향으로 정렬되는 다수의 가열도체(112)로 구성될 수 있다. 가열도체(112)는 금속재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 가열도체(112)는 순도 99%의 타프피치 동(tough pitch copper)으로 이루어질 수 있다. 복수의 가열도체(112)는 전기적 또는 물리적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 가열도체(112)의 일단은 별도의 도체에 의해 전기적으로 연결되거나 또는 용접 등의 방법으로 일체로 형성될 수 있다. 그러나 복수의 가열도체(112)가 반드시 전기적 또는 물리적으로 연결되는 것은 아니다. 예를 들어, 복수의 가열도체(112)는 유도가열장치(100)의 목적에 따라 개별적으로 전류가 흐르도록 구성될 수도 있다. The coil member 110 includes a plurality of heating conductors 112. For example, the coil member 110 may be composed of a plurality of heating conductors 112 that are aligned in the vertical, horizontal, vertical, or vertical and horizontal directions. The heating conductor 112 may be made of a metal material. For example, the heating conductor 112 may be made of a 99% purity tough pitch copper. The plurality of heating conductors 112 may be electrically or physically connected. For example, one end of the heating conductor 112 may be electrically connected by a separate conductor or integrally formed by a method such as welding. However, the plurality of heating conductors 112 are not necessarily electrically or physically connected. For example, the plurality of heating conductors 112 may be configured to individually flow current according to the purpose of the induction heating device 100.

코일부재(110)는 절연물질 또는 절연재질로 피복될 수 잇다. 예를 들어, 코일부재(110)의 표면은 코어부재(120)와의 전기적 접속이 차단될 수 있도록 절연물질로 코팅될 수 있다.The coil member 110 may be coated with an insulating material or an insulating material. For example, the surface of the coil member 110 may be coated with an insulating material so that electrical connection with the core member 120 can be blocked.

코어부재(120)는 코일부재(110)와 함께 유도자기장을 형성하도록 구성된다. 이를 위해 코어부재(120)는 자성체로 이루어질 수 있다. 코어부재(120)는 코일부재(110)를 수용할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 코어부재(120)의 일 측에는 코일부재(110)를 수용하기 위한 복수의 수용홈(122)이 형성될 수 있다. 참고로, 도 1에 도시된 코어부재(120)에는 2개의 수용홈(122)이 형성되어 있으나, 유도가열장치(100) 및 코어부재(120)의 용량 및 크기에 따라 수용홈(122)의 수를 증가시킬 수 있다.The core member 120 is configured to form an induction magnetic field together with the coil member 110. To this end, the core member 120 may be made of a magnetic material. The core member 120 is configured to accommodate the coil member 110. For example, a plurality of receiving grooves 122 for accommodating the coil member 110 may be formed on one side of the core member 120. For reference, although the two receiving grooves 122 are formed in the core member 120 shown in FIG. 1, the receiving grooves 122 are formed according to the capacity and size of the induction heating device 100 and the core member 120. You can increase the number.

수용홈(122)은 코어부재(120)의 일면에 형성된다. 부연 설명하면, 수용홈(122)은 코어부재(120)의 일면 중 강판(200)과 마주하는 하면(강판의 상부에 위치하는 코어부재의 경우) 또는 상면(강판의 하부에 위치하는 코어부재의 경우)에 형성된다. 수용홈(122)의 표면은 절연물질로 피복되거나 또는 절연물질로 도포될 수 있다.The receiving groove 122 is formed on one surface of the core member 120. In other words, the receiving groove 122 is one surface of the core member 120 that faces the steel plate 200 (in the case of a core member located at the top of the steel sheet) or an upper surface (of the core member located at the bottom of the steel sheet) Case). The surface of the receiving groove 122 may be coated with an insulating material or may be coated with an insulating material.

냉각부재(130)는 내화부재(150)에 전달되는 열응력과 열충격을 경감시키도록 구성된다. 부연 설명하면, 냉각부재(130)는 내화부재(150)에 배치되어, 내화부재(150)가 열연 강판(통상적으로 1000도 이상)보다 낮은 온도(600~700도)로 유지시킬 수 있다. 이를 위해 냉각부재(130)는 내화부재(150)의 내부에 배치될 수 있다. 그러나 냉각부재(130)의 배치위치가 내화부재(150)의 내부로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 냉각부재(130)는 코어부재(120)와 내화부재(150) 사이에 배치될 수도 있고, 그외 다른 위치에 배치될 수도 있다.The cooling member 130 is configured to reduce thermal stress and thermal shock transmitted to the fireproof member 150. To further explain, the cooling member 130 is disposed on the refractory member 150 so that the refractory member 150 can be maintained at a temperature (600 to 700 degrees) lower than that of the hot rolled steel sheet (typically 1000 degrees or more). To this end, the cooling member 130 may be disposed inside the refractory member 150. However, the arrangement position of the cooling member 130 is not limited to the inside of the refractory member 150. For example, the cooling member 130 may be disposed between the core member 120 and the refractory member 150, or may be disposed at other locations.

냉각부재(130)는 냉매를 유동 및 순환시킬 수 있는 파이프 형태일 수 있다. 예를 들어, 냉각부재(130)는 자기장에 영향을 덜 받으면서 냉매(또는 냉수)의 순환이 가능한 스테인리스재질의 파이프일 수 있다. 그러나 냉각부재(130)의 재질이 스테인리스로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 냉각부재(130)는 비자성 금속범위에서 자유롭게 선택될 수 있다.The cooling member 130 may be in the form of a pipe through which refrigerant can flow and circulate. For example, the cooling member 130 may be a pipe made of stainless steel capable of circulating refrigerant (or cold water) while being less affected by a magnetic field. However, the material of the cooling member 130 is not limited to stainless steel. For example, the cooling member 130 can be freely selected from a non-magnetic metal range.

냉각부재(130)는 코일부재(110) 및 코어부재(120)에 의해 형성되는 자기장에 의해 영향을 덜 받도록 구성된다. 예를 들어, 냉각부재(130)는 자기장의 주 방향과 평행하도록 배치될 수 있다. 일 예로, 냉각부재(130)는 도 1에 도시된 바와 같이 강판(200)의 이동방향을 따라 연장되도록 배치될 수 있다. 이와 같이 배치된 냉각부재(130)는 자기장에 의한 영향을 크게 받지 않으므로, 내화부재(150)를 효과적으로 냉각시킬 수 있다. 실제로, 냉각부재(130)를 자기장과 평행하게 배치하면, 자기장과 교차하게 배치한 경우보다 발열손실이 56% 작았다. 즉, 냉각부재(130)를 자기장과 평행하게 배치하면 자기장과 교차하게 배치한 경우보다 2배 이상 냉각효율을 높일 수 있었다. The cooling member 130 is configured to be less affected by the magnetic field formed by the coil member 110 and the core member 120. For example, the cooling member 130 may be arranged to be parallel to the main direction of the magnetic field. For example, the cooling member 130 may be arranged to extend along the moving direction of the steel plate 200 as shown in FIG. 1. Since the cooling member 130 disposed in this way is not greatly affected by the magnetic field, the refractory member 150 can be effectively cooled. In fact, when the cooling member 130 is arranged in parallel with the magnetic field, the heat generation loss is 56% smaller than in the case where it is arranged to intersect the magnetic field. That is, when the cooling member 130 is disposed in parallel with the magnetic field, the cooling efficiency can be increased more than twice that of the case where the cooling member 130 is arranged to intersect the magnetic field.

표 1은 냉각부재의 배치형태에 따른 발열량을 나타낸 것이다. 표 1에서 실시예 1, 2, 3, 4는 냉각부재를 자기장과 평행하게 배치한 상태에서 얻은 실험값이고, 실시예 5, 6, 7, 8은 냉각부재를 자기장과 교차하게 배치한 상태에서 얻은 실험값이다. 참고로, 상대발열율은 실시예 5 내지 8의 평균대비 발열량 대비 발열량의 비율이다.Table 1 shows the amount of heat generated according to the arrangement of the cooling members. In Table 1, Examples 1, 2, 3, and 4 are experimental values obtained in a state in which the cooling members are arranged in parallel with the magnetic field, and Examples 5, 6, 7, and 8 are obtained in a state in which the cooling members are arranged in an intersection with the magnetic field. It is an experimental value. For reference, the relative heat generation rate is the ratio of the heat generation amount to the average heat generation amount of Examples 5 to 8.

비고Remark 발열량[W]Calorific value [W] 상대발열율Relative heating rate 실시예 1Example 1 19101910 0.610.61 실시예 2Example 2 19031903 0.610.61 실시예 3Example 3 16051605 0.510.51 실시예 4Example 4 16071607 0.510.51 실시예 5Example 5 32853285 1.051.05 실시예 6Example 6 35553555 1.141.14 실시예 7Example 7 31063106 0.990.99 실시예 8Example 8 25782578 0.820.82

냉각부재(130)를 구성하는 스테인리스 파이프의 두께는 유도가열장치의 자기장침투 깊이의 1/10 이하로 한정하는 것이 바람직하다. 이러한 조건은 냉각부재(130)에 유도전류의 생성을 최소화하여, 유도가열장치의 효율을 향상시킬 수 있다. 바람직하게는, 스테인리스 파이프의 두께는 1mm 이하인 것이 좋다. 그러나 냉각부재(130)를 구성하는 스테인리스 파이프의 두께가 1mm로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 스테인리스 파이프의 두께는 유도가열장치의 사용주파수 및 용량에 따라 전술된 조건을 만족하는 범위에서 1mm 를 초과할 수도 또는 1mm 미만일 수도 있다. The thickness of the stainless steel pipe constituting the cooling member 130 is preferably limited to 1/10 or less of the depth of magnetic field penetration of the induction heating device. These conditions can minimize the generation of induction current in the cooling member 130, thereby improving the efficiency of the induction heating device. Preferably, the thickness of the stainless steel pipe is 1 mm or less. However, the thickness of the stainless steel pipe constituting the cooling member 130 is not limited to 1 mm. For example, the thickness of the stainless steel pipe may exceed 1 mm or be less than 1 mm in a range that satisfies the above-described conditions depending on the frequency and capacity of the induction heating device.

내화부재(150)는 코일부재(110)와 코어부재(120)를 보호하도록 구성된다. 부연 설명하면, 내화부재(150)는 강판(200)과 마주하는 코일부재(110) 및 코어부재(120)의 일면을 덮도록 구성되어, 강판(200)의 선단 또는 강판(200)의 일 부분과 충돌로 인해 발생할 수 있는 파손현상을 경감시킬 수 있다. 아울러, 내화부재(150)는 고온의 강판(200)으로부터 발생하는 복사 및 대류열이 코일부재(110) 및 코어부재(120)에 전달되는 것을 경감시킬 수 있다.The refractory member 150 is configured to protect the coil member 110 and the core member 120. In other words, the refractory member 150 is configured to cover one surface of the coil member 110 and the core member 120 facing the steel sheet 200, and a tip of the steel sheet 200 or a part of the steel sheet 200 It can reduce the damage that can occur due to over-collision. In addition, the refractory member 150 can reduce radiation and convection heat generated from the high-temperature steel sheet 200 to the coil member 110 and the core member 120.

다음에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 유도가열장치의 단면구조를 설명한다.Next, a cross-sectional structure of the induction heating apparatus will be described with reference to FIGS. 3 to 5.

유도가열장치(100)는 가열대상인 강판(200)을 상하 방향에서 가열하도록 구성된다. 이를 위해 코일부재(110), 코어부재(120), 냉각부재(130), 내화부재(150)는 강판(200)을 기준으로 상하 대칭으로 배치될 수 있다.The induction heating device 100 is configured to heat the steel sheet 200 to be heated in the vertical direction. To this end, the coil member 110, the core member 120, the cooling member 130, and the refractory member 150 may be disposed symmetrically up and down based on the steel plate 200.

코일부재(110)는 강판(200)과 근접하게 배치될 수 있다. 부연 설명하면, 코일부재(110)는 강판(200)의 표면을 향해 자기장이 형성되도록 도 3에 도시된 바와 같이 강판(200)의 표면에 가깝게 배치될 수 있다.The coil member 110 may be disposed close to the steel plate 200. In other words, the coil member 110 may be disposed close to the surface of the steel sheet 200 as shown in FIG. 3 so that a magnetic field is formed toward the surface of the steel sheet 200.

코일부재(110) 및 코어부재(120)의 일면에는 내화부재(150)가 배치된다. 내화부재(150)는 강판(200)에 의한 물리적 충격과 강판(200)의 열기에 의한 열충격이 코일부재(110) 및 코어부재(120)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. The refractory member 150 is disposed on one surface of the coil member 110 and the core member 120. The refractory member 150 may block physical shock from the steel sheet 200 and thermal shock from heat of the steel sheet 200 from being transmitted to the coil member 110 and the core member 120.

내화부재(150)에는 강판(200)의 이송방향을 따라 연장되는 냉각부재(130)가 배치된다. 냉각부재(130)는 강판(200)의 이송방향을 따라 냉매 또는 냉수를 유동시켜, 내화부재(150)에 가해지는 열응력을 경감시킬 수 있다.The refractory member 150 is provided with a cooling member 130 extending along the transport direction of the steel sheet 200. The cooling member 130 may flow refrigerant or cold water along the transport direction of the steel plate 200 to reduce thermal stress applied to the refractory member 150.

냉각부재(130)를 구성하는 파이프는 도 4에 도시된 바와 같이 일체로 연결될 수 있다. 부연 설명하면, 강판(200)의 이송방향으로 연장되는 냉각부재(130)의 양단은 상호 연결될 수 있다. 냉각부재(130)의 연결지점은 강판(200)의 바깥쪽에 위치되거나 또는 강판(200)의 표면과 멀리떨어진 위쪽에 위치되는 것이 바람직하다. 참고로, 본 실시 예에서는 냉각부재(130)의 양단이 코어부재(120)의 양 측면에서 연결된다. 위와 같은 형성된 냉각부재(130)는 냉각부재(130)의 연결부위에 의한 유도전류의 형성을 최소화하여 유도가열장치의 효율을 증대시키고, 내화부재(150)의 냉각효율을 높일 수 있다.The pipes constituting the cooling member 130 may be integrally connected as illustrated in FIG. 4. In other words, both ends of the cooling member 130 extending in the transport direction of the steel sheet 200 may be interconnected. It is preferable that the connection point of the cooling member 130 is located outside the steel plate 200 or above the surface of the steel plate 200. For reference, in this embodiment, both ends of the cooling member 130 are connected at both sides of the core member 120. The formed cooling member 130 may increase the efficiency of the induction heating device by minimizing the formation of an induced current by the connecting portion of the cooling member 130, and increase the cooling efficiency of the refractory member 150.

냉각부재(130)는 별도의 수단에 의해 내화부재(150)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 냉각부재(130)는 고리형태 또는 와이어 형태의 고정부재(170)에 의해 내화부재(150)의 내부에 고정될 수 있다. 고정부재(170)는 유도전류의 형성을 최화할 수 있도록 비자성체로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 고정부재(170)는 스테인리스 재질의 와이어일 수 있다.The cooling member 130 may be fixed to the refractory member 150 by a separate means. For example, the cooling member 130 may be fixed inside the refractory member 150 by a ring-shaped or wire-shaped fixing member 170. The fixing member 170 may be made of a non-magnetic material so as to minimize formation of an induced current. For example, the fixing member 170 may be a stainless steel wire.

냉각부재(130)와 내화부재(150) 사이에는 내열부재(160)가 배치된다. 내열부재(160)는 실리콘 글라스 또는 에폭시 글라스로 이루어질 수 있다. 이와 같이 구성된 내열부재(160)는 고정부재(170)에 의한 냉각부재(130)의 고정신뢰성을 높이고, 내화부재(150)의 열응력에 의한 냉각부재(130)의 변형을 최소화시킬 수 있다.The heat-resistant member 160 is disposed between the cooling member 130 and the fire-resistant member 150. The heat-resistant member 160 may be made of silicone glass or epoxy glass. The heat-resistant member 160 configured as described above can increase the fixing reliability of the cooling member 130 by the fixing member 170 and minimize deformation of the cooling member 130 due to the thermal stress of the refractory member 150.

위와 같이 구성된 본 실시 예에 따른 유도가열장치(100)는 냉각부재(130)에 의해 유도전류가 거의 형성되지 않으므로, 코일부재(110) 및 코어부재(120)에 의한 강판(200)의 가열효율을 향상시킬 수 있다. 아울러, 본 실시 예에 따른 유도가열장치(100)는 냉각부재(130)가 내화부재(150)에 배치되므로, 강판(200)의 열응력 및 충격에 의한 내화부재(150)의 손상을 현저하게 경감시킬 수 있다.Since the induction heating device 100 according to the present embodiment configured as above is hardly formed of the induction current by the cooling member 130, the heating efficiency of the steel sheet 200 by the coil member 110 and the core member 120 Improve it. In addition, in the induction heating apparatus 100 according to the present embodiment, since the cooling member 130 is disposed on the refractory member 150, damage to the refractory member 150 due to thermal stress and impact of the steel plate 200 is remarkably Can be alleviated.

본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전술된 실시형태에 기재된 다양한 특징사항은 그와 반대되는 설명이 명시적으로 기재되지 않는 한 다른 실시형태에 결합하여 적용될 수 있다.The present invention is not limited only to the embodiments described above, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may be any number within the scope of the technical spirit of the present invention as set forth in the claims below. It can be implemented by various changes. For example, various features described in the above-described embodiments can be applied in combination with other embodiments, unless the opposite description is explicitly described.

100 유도가열장치
110 코일부재
112 가열도체
120 코어부재
122 수용홈
130 냉각부재
150 내화부재
160 내열부재
170 고정부재
200 강판100 induction heating
110 coil member
112 Heating conductor
120 core member
122 accommodation home
130 Cooling member
150 fireproof member
160 Heat-resistant member
170 Fixing member
200 steel plate

Claims (10)

강판의 상부 및 하부에 배치되는 코일부재;
강판의 폭 방향을 따라 연장형성되는 코어부재; 및
상기 코일부재 및 상기 코어부재에 의해 형성되는 자기장의 주 방향과 평행하게 연장되는 냉각부재;
를 포함하는 유도가열장치.Coil members disposed on the upper and lower parts of the steel sheet;
A core member extending along the width direction of the steel sheet; And
A cooling member extending parallel to a main direction of the magnetic field formed by the coil member and the core member;
Induction heating device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 코일부재는 복수의 가열도체가 적층되어 형성되는 유도가열장치.According to claim 1,
The coil member is an induction heating device formed by stacking a plurality of heating conductors. 제1항에 있어서,
상기 코어부재에는 강판의 폭 방향으로 연장되고 상기 코일부재를 수용하도록 구성된 수용홈이 형성되는 유도가열장치.According to claim 1,
The core member is an induction heating device extending in the width direction of the steel plate and receiving grooves configured to receive the coil member. 제1항에 있어서,
상기 냉각부재는 강판의 길이방향으로 연장되는 유도가열장치.According to claim 1,
The cooling member is an induction heating device extending in the longitudinal direction of the steel sheet. 제1항에 있어서,
상기 냉각부재는 코일부재와 교차하는 방향으로 연장되는 유도가열장치.According to claim 1,
The cooling member is an induction heating device extending in a direction crossing the coil member. 제1항에 있어서,
상기 냉각부재는 냉매유체가 유동될 수 있도록 구성된 스테인리스 재질의 파이프 형태인 유도가열장치.According to claim 1,
The cooling member is an induction heating device in the form of a pipe made of stainless steel configured to allow the refrigerant fluid to flow. 제1항에 있어서,
상기 냉각부재를 내부에 수용하고, 상기 코일부재와 상기 코어부재의 일면을 덮도록 구성되는 내화부재를 더 포함하는 유도가열장치.According to claim 1,
An induction heating device further comprising a refractory member that accommodates the cooling member therein and covers one surface of the coil member and the core member. 제7항에 있어서,
상기 코어부재와 냉각부재 사이에 배치되는 내열부재를 더 포함하는 유도가열장치.The method of claim 7,
Induction heating device further comprises a heat-resistant member disposed between the core member and the cooling member. 제8항에 있어서,
상기 내열부재는 실리콘글라스 또는 에폭시글라스 재질인 유도가열장치.The method of claim 8,
The heat-resistant member is an induction heating device made of silicone glass or epoxy glass. 제7항에 있어서,
상기 냉각부재를 상기 내화부재에 고정하도록 구성된 고정부재를 더 포함하는 유도가열장치.
The method of claim 7,
An induction heating apparatus further comprising a fixing member configured to fix the cooling member to the refractory member.
KR1020180164572A 2018-12-18 2018-12-18 Induction Heating Apparatus KR20200075662A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180164572A KR20200075662A (en) 2018-12-18 2018-12-18 Induction Heating Apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180164572A KR20200075662A (en) 2018-12-18 2018-12-18 Induction Heating Apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200075662A true KR20200075662A (en) 2020-06-26

Family

ID=71136570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180164572A KR20200075662A (en) 2018-12-18 2018-12-18 Induction Heating Apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20200075662A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230129708A (en) 2022-03-02 2023-09-11 (주)오성하이텍 Induction heating coil including core members of different height each other for uniform heating along width direction

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160124327A (en) 2015-04-16 2016-10-27 주식회사 포스코 Coil assemly for induction-heating apparatus and induction-heating apparatus including the same
KR20160135621A (en) 2015-05-18 2016-11-28 (주)인벤티홀딩스 Induction heating type heat treatment device of the Al-Si coating layer is formed channel type chassis frame
KR20180074187A (en) 2016-12-23 2018-07-03 주식회사 포스코 Apparatus for balancing temperature of steel plate

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160124327A (en) 2015-04-16 2016-10-27 주식회사 포스코 Coil assemly for induction-heating apparatus and induction-heating apparatus including the same
KR20160135621A (en) 2015-05-18 2016-11-28 (주)인벤티홀딩스 Induction heating type heat treatment device of the Al-Si coating layer is formed channel type chassis frame
KR20180074187A (en) 2016-12-23 2018-07-03 주식회사 포스코 Apparatus for balancing temperature of steel plate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230129708A (en) 2022-03-02 2023-09-11 (주)오성하이텍 Induction heating coil including core members of different height each other for uniform heating along width direction

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2358417C1 (en) Metal plate induction heating device
US10327287B2 (en) Transverse flux induction heating device
US10085306B2 (en) Transverse flux induction heating device
RU2497314C2 (en) Electric induction heating of edges of electrically conducting slab
JP5622862B2 (en) Induction heating apparatus and heating system using the same
US6661327B1 (en) Electromagnetic inductor and transformer device and method making the same
KR20150004896A (en) Heating element
BRPI0821702B1 (en) METHOD FOR CONTROL OF A CROSS-SECTION HEATING PROFILE, LONGITUDINAL WAY, INDUCED IN ELECTRICALLY CONDUCTING WORKPIECE WITHOUT FARADAY FLOW CONCENTRATORS OR RINGS, AND, ELECTRICALLY CONDUCENTLY ELECTRIC CONDUCT HEATING EQUIPMENT FLOW OR FARADAY RINGS
JP4833906B2 (en) Induction heating equipment
CN203966735U (en) A kind of novel transformer
KR20200075662A (en) Induction Heating Apparatus
JP5473127B2 (en) Induction heating coil
KR0142908B1 (en) Protecting device for induction poles and inductor provided with this device
JP4690654B2 (en) Furnace wall structure of induction heating furnace
US20180242409A1 (en) Induction crucible furnace with magnetic-flux guide
KR101750229B1 (en) Transformer using water tube
JP5606133B2 (en) Heating device
KR102031865B1 (en) Secondary battery pouch electrode lead sealing device
JP5290768B2 (en) Insulating screen for isolating electromagnetic inductor and heat treatment apparatus including such a screen
US5744784A (en) Low-loss induction coil for heating and/or melting metallic materials
JP6697801B2 (en) Induction heating coil
KR101307741B1 (en) Cold crucible induction melter including a metal sector having a curved outer surface
CN117524681B (en) Resonant leakage inductance transformer for plate-type ozone generator
KR20120045732A (en) Water-cooling transformer for high frequency induction heating welder and manufacturing method thereof
JP4908338B2 (en) Heat generation prevention device for metal heat exchanger of superconducting transformer

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application