SU1070709A1

SU1070709A1 - Device for induction heating of moving sheet material by means of cross magnetic flux

Info

Publication number: SU1070709A1
Application number: SU823441944A
Authority: SU
Inventors: Тамара Борисовна Красновидова; Павел Павлович Артышевский; Веньямин Алексеевич Ишунькин; Алексей Иванович Батурин; Михаил Григорьевич Маркин; Герман Владимирович Татарников; Владимир Тимофеевич Светлов; Олег Алексеевич Краснов
Priority date: 1982-05-28
Filing date: 1982-05-28
Publication date: 1984-01-30

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ДВИЖУЩЕГОСЯ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА ПОПЕРЕЧНЫМ МАГНИТНЫМ ПОТОКОМ, содержгицее индуктор из двух плоских секций, выполненных в виде магнитопроводов с пазами, в которые уложена обмотка переменного тока, и установленных горизонтально пазами навстречу друг другу с образованием зазора дл прохождени нагреваемого материала, при этом пазы в магнитопроводах выполнены поперек указанного зазора, о т л и ч а ю ц е ес тем, что, с целью повышени равномерности нагрева, оно снабжено с одной стороны каждой .секции двум дополнительными индукторами, выполненными в виде плоских магнитопроводов с пазом, в который уложена обмотка переменного тока, при этом пазы в них вглполнены перпендикул рно пазам секции, длина и ширина их составл ет соответственно 0,5-1 и 0,8-1 длины и ширины пазов секции, а пазы в секци х выполнены одинаковой ширины в количестве с трех, и в средний паз уложено уд40ТКИ . /Л военное количество витков обмотки. Л И - IW/ 2. Устройство по п.1, о т чающеес тем, что, с целью If расширени типоразмеров нагреваемого материала, секции индуктора и до- а полнительные индукторы выполнены подвижными одхни относительно дру- I гих в направлении, поперечном указанfL . ному зазору, и величина их смещени составл ет 0,05-0,1 длины секций индуктора. Q О СО1. DEVICE OF INDUCTION HEATING MOVING SHEET MATERIAL TRANSVERSE MAGNETIC FLOW, containing an inductor of two flat sections, made in the form of magnetic cores with grooves, in which the alternating current winding is laid, and set horizontally, in a single pattern, and in the same pattern, each other will be used with each other to make a bearer to each other, who will be in a single beloved pattern, and will be used with each other, who will be a different pattern and a different pattern for each other. the grooves in the magnetic cores are made across the specified gap, that is, in order to increase the heating uniformity, it is provided on one side of each section and two additional inductors, made in the form of flat magnetic cores with a groove in which an alternating current winding is laid, with the grooves inserted into them perpendicular to the section grooves, their length and width are respectively 0.5-1 and 0.8-1 length and the width of the grooves of the section, and the grooves in the sections are made of the same width in the amount of three, and the lump is placed in the middle groove. / L military number of turns of the winding. LI - IW / 2. The device according to claim 1, so that, with the aim of If expanding the sizes of the material being heated, the inductor section and additional inductors are movable relative to the others in the direction transverse to specified FL. the gap, and the magnitude of their displacement is 0.05-0.1 the length of the inductor sections. Q ABOUT

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а более конкретно к индукторам поперечного потока, предназначенным дл встраивани в прокатные станы и другие технолоиические линии по производству, и термообработке листовых материалов.The invention relates to electrical engineering, and more particularly to cross-flow inductors, intended for installation in rolling mills and other technological lines for the production and heat treatment of sheet materials.

Известны индукторы поперечного потока дл нагрева листовых материалов , расположением которых относи (Тельно кромки нагреваемого листа, использованием экранов, дополнительных противофазных индукторов, конструкцией обмоток добиваютс некоторого снижени температурного перепада по ширине листа, преп тствующего получению качественного проката fl, 23.Cross flow inductors are known for heating sheet materials, the arrangement of which is related (Telno the edges of the heated sheet, using screens, additional antiphase inductors, the windings design achieve a certain decrease in temperature difference across the width of the sheet, preventing the production of high quality fl, 23.

Недостатком таких индукторов. вл етс наличие по ширине листа температурных перепадов, неустранимых при нагреве листов переменной толщины и- ширины. Попытка их устра нить приводит к ухудшению энергетических показателей работы индукторов (снижение КПД и cos) из-за увеличени зазора между индукторами дл введени в него различных устройств. ,The disadvantage of such inductors. is the presence of temperature variations across the width of the sheet, which cannot be eliminated when the sheets are heated of varying thickness and width. Attempting to eliminate them leads to a deterioration in the energy performance of inductors (reduced efficiency and cos) due to an increase in the gap between the inductors for the introduction of various devices into it. ,

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство индукционного нагрева движущегос листового материала поперечным Магнитным потоком, содержащее индуктор из двух плоских . секций, выполненных в виде магнитопроводов с пазами, в которых уложена обмотка переменного тока, и установленных горизонтальгю пазами навстречу друг другу с образованием зазора дл прохождени , нагреваемого материала, при этом пазы в магнитопроводах выполнены поперек указанного зазора З.Closest to the proposed technical essence is a device for induction heating of a moving sheet material with a transverse magnetic flux, containing an inductor of two flat ones. sections made in the form of magnetic conductors with grooves in which an alternating current winding is laid, and horizontally installed grooves facing each other to form a gap for the passage of the material being heated, while the grooves in the magnetic cores are made across said gap H.

В известном индукторе уменьшение полюсного шага к кромкам листа обеспечивает некоторое снижение перегрева кромок. Однако сближение противоположно направленных индуктированных токов у кромок ухудшает энергетические показатели работы индуктора и приводит к увеличению провала температуры перед кромками. С помощью индуктора фиксированного полюсного шага удаетс снизить, но не устранить температурный перепад по ширине листа практически только дл одного размера нагреваемого листа по толщине и ширине при определенном рабочем зазоре, что-делает его непригодным дл встраивани в прокатные станы, где толщина листа многократно измен етс .In the known inductor, the reduction in pole pitch to the edges of the sheet provides some reduction in overheating of the edges. However, the convergence of oppositely directed induced currents at the edges impairs the energy performance of the inductor and leads to an increase in the temperature dip in front of the edges. Using an inductor with a fixed pole pitch, it is possible to reduce, but not eliminate, the temperature difference across the width of the sheet for only one size of the heated sheet in thickness and width with a certain working gap, which makes it unsuitable for incorporation into rolling mills where the thickness of the sheet changes many times .

Цель изобретени - повышение равномерности нагрева листового материала .The purpose of the invention is to increase the uniform heating of the sheet material.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство индукционного нагрева движущегос листового материала поперечным магнитным потоком , содержащее индуктор из двух 5 плоских секций, выполненных в виде магнитопроводов с пазами, в - которых уложена обмотка переменного тока, и установленныхiгоризонтально пазами навстречу друг другуThe goal is achieved by the induction heating of a moving sheet material with a transverse magnetic flux containing an inductor consisting of two 5 flat sections made in the form of magnetic conductors with grooves in which are placed an alternating current winding and installed horizontally with notches facing each other

0 с образованием зазора дл прохождени нагреваемого- материала, при этом пазы, в магнитопроводах выполнены поперек указанного зазора, снабжено с одной стороны каждой сек5 Ции двум дополнительными индукторами , выполненными в виде плоских магнитопроводов с пазом, в который уложена обмотка переменного тока, при этом пазы в них выполнены пер0 пендикул рно пазам секции, длина и ширина их составл ет 0,5-1 и 0,8-1 длины и ширины пазов секций, а па:зы в секци х выполнены одинаковой ширины в .количестве трех, и в сред5 НИИ паз уложено удвоенное количество витков обмотки.0 with the formation of a gap for the passage of the heated material, with the grooves in the magnetic cores made across the specified gap, provided on one side of each section with two additional inductors made in the form of flat magnetic cores with a groove in which the AC winding is laid, they are perpendicular to the grooves of the section, their length and width are 0.5-1 and 0.8-1 of the length and width of the slots of the sections, and the steps: sections in the sections are made the same width in the amount of three, and in medium 5 SRI groove laid double the amount coil winding.

С целью расширени типоразмеров нагреваемого материала в устройстве секции индук тора и допОлнитель йые индукторы выполн ютс подвижными одни относительно других в направлении , поперечном указанному зазору , и величина их смещени составл т Ор5-1 длины секций индуктора.In order to expand the sizes of the material being heated in the device of the inductor section and the additional inductor, the inductors are movable one against the other in the direction transverse to the specified gap, and the magnitude of their displacement is Or5-1 the length of the inductor sections.

На Лиг.1 и 2 показана схема расположени индукторов относительно нагреваемого листа; на фиг.З - закрепление индукторов на каретках; на фиг.4 -вид по стрелке А на фиг.З; на фиг.5 - вид по стрелке Б наLig.1 and 2 show the arrangement of inductors relative to the heated sheet; on fig.Z - fastening inductors on carriages; figure 4 is a view along arrow A in fig.Z; figure 5 - view along arrow B on

0 фиг.З.0 fig.Z.

У поверхности нагреваемого листа 1 расположены магнитопроводы 2, в пазах которых уложены индукти рукицие провода 3. ДополнительныеAt the surface of the heated sheet 1 are located the magnetic cores 2, in the slots of which are placed the induction of a hand wire 3. Additional

5 индукторы 4 и половины основного индуктора 5 могут перемещатьс на каретках 6 по направл ющим 7 с помощью электромеханического или пневмогидравлического привода, усQ ловно пс5казанного на фиг. 2 стрелками , в направлени х, ими указанных.5, the inductors 4 and the halves of the main inductor 5 can be moved on the carriages 6 along the guides 7 by means of an electromechanical or pneumatichydraulic drive, conventionally as specified in FIG. 2 arrows, in the directions indicated by them.

При установке блока индукторов в прокатном стане {либо другой тех .нологической линии) начальна ус5 тановка индукторов блока выбираетс исход из требуемого по технологии распределени температуры по ши )ине листа. Уменьшение толщины листа в процессе, прокатки сопровождает0 с снижением температуры кромок, которое устран етс приближением Торцов магнитопроводов основного индуктора к кромкам вплоть до симметричной установки относительноWhen installing a block of inductors in a rolling mill (or another technological line), the initial installation of block inductors is chosen based on the technology required for temperature distribution in the sheet. The reduction of the sheet thickness in the rolling process accompanies the decrease in the temperature of the edges, which is eliminated by approaching the ends of the main inductor magnetic cores to the edges up to a symmetrical installation with respect to

5 середины листа (до совпадени f кромками). Увеличение провала температуры перед кромками при утонении листа устран етс увеличением напр жени питани дополнительных контуров при изменении местоположени минимума провала в пределах 10-15% от начального, а при большем изменении - смешением индукторов параллельно кромкам до совпаде ни проекции оси индукторов на лис с минимумом провала. Ток, индуктированный в листе по средним пазом В основного индукто разветвл етс у кромки листа к кра ним пазам. Это обеспечивает двукратное снижение мощности на кромках и позвол ет тонко управл ть величиной плотности тока на кромка смешением в противоположных направ лени х торцов магнитопроводов, обе печива выравнивание температуры кромок и середины листа. Дополнительные индукторы с выбранными размерами магнитопроводов и пазов В2 в них позвол ют с высокой точностью догреть области температурных провалов перед кромками так как они обеспечивают распределение внутренних источников энергии в листе в соответствии с зеркальным относительно плоскости лис та распределением температуры в области провала. Уменьшение длины дополнительных индукторов менее половины длины Г основного индуктора нецелесо образно, так как это приводит к необходимости увеличени их доли мощности в .мощности блока. При этом токи,, замыкающиес за пределами проекций магнитопроводов на лист, столь значительны, что вызывают нагрев участков по ширине листа, не требующих дополнительного нагрева. Результирующее температурное поле по ширине листа не будет равномерным. Место установки дополнительных индукторов предпочтительнее перед основным индуктором по ходу движени листа. Така установка индукторов исключит последующее коробление листа при нагреве его основным индуктором. Возможность короблени листа при нагреве допрлнительными индукторами ограничивает допустимый уровень мощности предлагаемого бло ка индукторов в зависимости от мар ки и размеров нагреваемого материала . При большой номенклатуре размеров по ширине нагреваемых листов необходимо предусмотреть возможность смещени дополнительных индукторов параллельно кромкам в перпендикул рном R ним направлении, так как месторасположение области провала температуры измен етс . Возможность управлени распределением температуры по ширине листа резко расшир ет диапазон толщин и ширин листов, нагреваемых с высокой равномерностью одним блоком индукторов, что делает его пригод-ным дл встраивани в прокатные станы. Размер Г основного индуктора обычно выбираетс в пределах 0,85-1 ширины нагреваемого листа. Така длина индуктора определ ет необходимое смещение торцов магнитопроводов основного индуктора (дл выравнивани температуры кромок и середины листа) и местоположениепровалов температуры около кромок в пределах 0,05-0,1 Г дл дес тикратного изменени толщины нагреваемого листа (0,6-6 мм). Поскольку дополнительные индукторы обеспечивают наиболее точный догрев областей провалов температуры при. совмещении проекций их осей на лист с лини ми минимальных температур, то требуемые пределы смещени индукторов должны соответствовать указанному , т.е. (6,05-0,1) Г. Описанный вариант догрева областей провалов температуры с помощью дополнительных индукторов вл етс наиболее простым дл промыглленного использовани . Усложненной разновидностью его будет вариант смещени дополнительных индукторов не только перпендикул рно кромкам, но и перпендикул рно плоскости листа. В этом случае диапазон толщин нагреваемых листов может быть расширен более дес тикратного дл одного исполнени дополнительных индукторов . . Таким образом, предлагаемое устройство индукционного нагрева благодар дополнительному прогреву в зоне провалов обеспечивает равномерный прогрев ленты, а также расшир ет диапазон типоразмеров лент.5 sheet midpoints (until edges coincide with f). Increasing the temperature drop before the edges when thinning the sheet is eliminated by increasing the supply voltage of additional circuits when the location of the minimum of the dip varies from 10–15% from the initial, and with a larger change, by mixing the inductors parallel to the edges to coincide with the minimum of the fox . The current induced in the sheet along the middle groove B of the main one inductively branches at the edge of the sheet to the edge of the grooves. This provides a twofold reduction in the power at the edges and allows fine control of the current density at the edge by mixing in opposite directions of the ends of the magnetic cores, both equalizing the temperature of the edges and the middle of the sheet. Additional inductors with selected dimensions of the magnetic cores and B2 slots in them allow to heat the temperature dips in front of the edges with high accuracy, since they ensure the distribution of internal energy sources in the sheet in accordance with the temperature distribution in the dip region that is mirror relative to the plane. Reducing the length of additional inductors less than half the length G of the main inductor is inappropriate, since this leads to the need to increase their power share in the power of the unit. In this case, the currents, which are closed outside the projections of the magnetic cores on the sheet, are so significant that they cause heating of sections along the width of the sheet that do not require additional heating. The resulting temperature field across the width of the sheet will not be uniform. The installation site of additional inductors is preferable to the main inductor in the course of the sheet movement. Such installation of inductors will exclude the subsequent distortion of the sheet when it is heated by its main inductor. The possibility of sheet warping during heating with additional inducers limits the permissible power level of the proposed unit of inductors depending on the brand and dimensions of the material being heated. With a large range of sizes across the width of the heated sheets, it is necessary to allow for the displacement of additional inductors parallel to the edges in a direction perpendicular to R, since the location of the temperature dip region changes. The ability to control the temperature distribution across the width of the sheet dramatically expands the range of thicknesses and widths of sheets heated with high uniformity by one block of inductors, which makes it suitable for installation in rolling mills. The size G of the main inductor is usually chosen to be within 0.85-1 of the width of the sheet being heated. This length of the inductor determines the required displacement of the ends of the magnetic cores of the main inductor (to equalize the temperature of the edges and the middle of the sheet) and the location of the temperature slots near the edges within 0.05-0.1 G for ten times the thickness of the heated sheet (0.6-6 mm) . Since additional inductors provide the most accurate after-heating of temperature dips areas at. combining the projections of their axes onto the sheet with the lines of minimum temperatures, the required displacement limits of the inductors should be as specified, i.e. (6.05-0.1) D. The described variant of reheating the temperature dip areas with the help of additional inductors is the simplest for industrial use. A complicated version of it will be the option of shifting additional inductors not only perpendicular to the edges, but also perpendicular to the plane of the sheet. In this case, the range of thicknesses of the heated sheets can be extended by more than ten times for one execution of additional inductors. . Thus, the proposed induction heating device, due to the additional heating in the dip zone, ensures uniform heating of the tape, and also expands the range of tape sizes.

Риг.2Rig.2

t S 2 3t S 2 3

ЛДJJL4/ / /LDJJL4 / / /

r-1r-1

/ Р1.. / пГ A- A/ P1 .. / PG A- A

t t

999f 999f

frffffrfff

фиг. 3FIG. 3

BudABudA

:r± 77/-;-,: r ± 77 / -; -,

Риг.Rig.

lu.lu.

I rmI rm

I iUJ ШШ1 I iUJ ШШ1

BiidBBiidb

..

I ЛI L

5 . 5 five . five

Claims

1. DEVICE FOR INDUCTION HEATING OF MOVING SHEET MATERIAL BY A TRANSVERSE MAGNETIC FLOW, containing an inductor of two flat sections made in the form of magnetic circuits with grooves, in which an AC winding is laid, and installed horizontally with grooves to face each other with formation the grooves in the magnetic cores are made across the specified gap, which is important in that, in order to increase the uniformity of heating, it is equipped on one side of each section with two additional inductors made in the form of flat magnetic cores with a groove in which the AC winding is laid, while the grooves in them are made perpendicular to the grooves of the section, their length and width are 0.5-1 'and 0.8-1 respectively the length and width of the grooves sections, and the grooves in the sections are made of the same width in the amount of g of three, and twice the number of turns of the winding is laid in the middle groove.

2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to expand the sizes of the material being heated, the sections of the inductor and additional inductors are made movable one relative to the other in the transverse direction; the gap, and the magnitude of their displacement is 0.05-0.1 the length of the sections of the inductor.

1079709 A