JPH04507324A

JPH04507324A - 偏平金属材料を誘導加熱する装置

Info

Publication number: JPH04507324A
Application number: JP2511701A
Authority: JP
Inventors: ディーターシュルッケビーア
Original assignee: オットーユンカーゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1990-08-27
Publication date: 1992-12-17
Anticipated expiration: 2011-01-10
Also published as: DE3928629C2; EP0489772B1; EP0489772A1; ES2060194T3; JPH081829B2; DK0489772T3; WO1991003916A1; ATE109609T1; DE3928629A1; DE59006721D1; US5336868A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】偏平金属材料を誘導加熱する装置本発明は、少なくとも一つの誘導コイル対が偏平金属材料を通過させるための中間空間を形成し、その誘導コイルがトランス鉄板によって形成された鉄心を有し、この鉄心が溝を備え、この溝の中に部分的に独自に切換可能な電流導体が配置されている、偏平金属材料、例えば帯や板を誘導加熱するための装置に関する。

この場合、各誘導コイルは一列の溝を有する鉄心からなっている。この溝には誘導コイルの電流導体が埋込まれている。この電流導体は材料の搬送方向に対して横方向または搬送方向に延びている。この誘導加熱装置の場合、材料の幅方向の加熱の均一性には常に問題がある。特に、異なる幅の材料を装置によって加熱するときに問題がある。

異なる幅の偏平金属材料を均一に加熱するために、ヨーロッパ特許第０１５０７９３号明細書では、誘導コイルを、並べて配置された複数の誘導コイル区間に分割することが提案された。この誘導コイル区間は縦方向に延び、それぞれ固有の誘導コイル巻線と固有の磁気回路を有する。誘導コイル区間の相互の間隔は、材料のその都度の幅に対応して変更可能であるかまたは合わせることができる。更に、誘導コイル巻線の電気的な電流強さを制御ｉｌするために、電気的な手段が設けられている。その際、材料幅への適合は外側の誘導コイル区間を開閉することによって達成可能である。

この公知の装置により、異なる材料幅への加熱エネルギーの適合が可能である。

勿論、装置の構造は、互いに別々に設けられた多数の誘導コイル区間に基づいて非常に複雑である。加えて、はぼ長方形のコイルに基づいて磁極幅が大きくなり、これは温度分布にとって不利である。

この公知装置の他の欠点は、溝の充填が不良であることにある。搬送方向に対して垂直な導体区間は更に、材料端縁部の過熱を生じる。材料幅に対する微調節ができない。更に、鉄心区間の比較的に強い過熱を甘受しなければならない。なぜなら、導体区間が鉄心層に対して平行であるからである。

偏平金属材料を均一に加熱するために、ドイツ連邦共和国特許第８８４８１１号明細書には、送り方向に相前後して設けられた蛇行状に湾曲した２個以上の誘導加熱導体を備えた誘導加熱装置が開示されている。

この誘導加熱導体は１回または複数回互いにずらして設けられている。この公知装置の重要な欠点は、加熱すべき材料が所定の幅の場合には均一に加熱されるがしかし、材料の幅が異なる場合には充分に均一に加熱することがもはやできないことにある。

本発明の課題は、公知の当該装置の欠点が除去され、材料の幅が異なる場合にもその都度の幅全体にわたって均一に加熱することができ、しかも誘導コイルの構造が簡単になるように、冒頭に述べた種類の装置を形成することにある。

この課題は冒頭に述べた種類の装置において、本発明に従い、少なくとも１個の誘導コイルの鉄心が、材料の搬送方向にジグザグ状または波状に延びる溝を備え、搬送方向に対するこの溝の最大傾斜角度が６０度であり、電流導体が溝の延長に追随して溝に挿入され、少なくとも一つの誘導コイル対の誘導コイルが、並べて設けられかつ同じ方向に電流が流れる多数の電流導体を備えていることによって解決される。

搬送方向にジグザグ状または波状に延びる電流導体を、鉄心の対応して配置した溝に設けることにより、電流導体によって覆われる加熱すべき材料の区間に対する電流導体の作用時間が均一となり、それによってこの区間で均一な加熱が生じる。ジグザグ状または波状の延設は特に、隣接する電流導体を均一に分配配置することを可能にする。その際、このようにして形成されたジグザグ状または波状の電流導体は隣接する導体の対応する自由空間に入れることが可能であり、従ってずらすことができる−０このような均一な配置は特に、互いにほぼ長方形に延びる導体区間からなる公知の電流導体の場合には、不可能であった。

電流導体が独自に切換可能であることにより、材料の縁領域における過剰の加熱が回避され、従ってこの材料の全幅にわたって均一に加熱することができる。

本発明による装置は更に、電流が同じ方向に流れる電流導体がそれぞれ、材料の搬送方向に延びる導体部分と、この搬送方向と反対方向に延びる導体部分を備えるように形成可能である。

本発明による装置は更に、並べて配置されかつ電流が同じ方向に流れる電流導体が誘導コイル縦中心線に対して対称に配置されるように形成可能である。それによって特に、異なる材料幅に対する適合が容易になる。

本発明による装置は更に、鉄心の各溝内にそれぞれ少なくとも１個の電流導体が設けられるように形成可能である。

本発明による装置は更に、各誘導コイルが前後に設けられ機械的に分離された２個の誘導コイル部分を備え、この誘導コイル部分が電流導体を収容するための溝を備えるように形成可能である。このような分割された誘導コイルにより、誘導コイル部分をずらすことができ、それによって加熱が一層均一になる。その際の必要なコストは別個の二つの誘導コイルを使用する場合よりも少ない。

本発明による装置は更に、両誘導コイル部分が互いに搬送方向に対して横方向に摺動可能であるように形成可能である。それによって、電流導体の作用、ひいては材料の加熱が均一になる。

本発明による装置は更に、誘導コイルの磁極幅が変更可能であるように形成可能である。

本発明による装置は更に、材料縁部に設けられた１個の電流導体または複数の電流導体が、搬送方向に対して横方向の次の電流導体と電気的に短絡するように形成可能である。それによって、均一を促進する制動巻線が形成される。

本発明による装置は更に、複数の誘導コイル対の使用時に、各誘導コイル対が、それぞれ異なる周波数の別個の電源に接続されるように形成可能である。適合する異なる周波数の使用も、材料の全幅にわたる均一な加熱を促進する。

本発明による装置は更に、材料縁部にある電流導体が、中央の材料領域にある電流導体と異なる周波数の電源に接続されるように形成可能である。これにより、均一化が一層促進される。

本発明による装置は更に、誘導コイルの縦中心線が搬送方向に対して３〜６度傾斜するように形成可能である。

本発明による装置は更に、一つの誘導コイル対の誘導コイルの鉄心と電流導体が、他方の誘導コイルの鉄心と電流導体に対して１８０度揺動して配置されるように形成可能である。

最後に本発明による装置は、誘導コイル対の鉄心が互いにずらして配置されるように形成可能である。

明細書の次の部分では、本発明による装置の若干の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による誘導コイルの、加熱すべき材料の側を見た概略図、第２図は第１図の装置の側面図、第３図は本発明による誘導コイルの回路図、第４図は本発明による誘導コイルの他の回路図である。

第ｉＵｉ！Ｊと第２図に示した、本発明による誘導加熱装置の実施例は、４個の誘導コイル１，２．３．４を備えている。その際、誘導コイル１．２は誘導コイル対を形成し、誘導コイル３，４は他の誘導コイル対を形成する。誘導コイル対の誘導コイルは帯状材料４′の両側に位置している。この帯状材料は誘導コイル対内の隙間５を通って案内される。第１図と第２図の実施例では、誘導コイル１，２，３．４がそれぞれ二つの誘導コイル部分６，７；８，９；１０，１１；１２゜１３に分割されている。

第１図と第２図の実施例においてすべての誘導コイル１．２，３．４が同じように形成されているので、次に、すべての誘導コイルの代表として誘導コイル２について説明する。

各誘導コイル部分８，９は鉄心１４．１５を備えている。この鉄心１４．１５は矢印１６によって示した材料４′の搬送方向に延びる一列の溝１７〜２３．２５〜３１を備えている。この溝の中にはその延長形状に対応して、電流導体３２〜３８と４０〜４６が設けられている。電流導体３２〜３８と４０〜４６の形成と、溝１７〜２３と２５〜３１内でのその配置は普通のように行われる。その際、電流導体は通常、冷却媒体を流通させるための図示していない内部の冷却通路を備えている。溝内で電流導体を良好に保持し、電流導体と鉄心の間の熱伝達を良好にし、それによって鉄心の強力な冷却を保証するために、溝と電流導体の間の中間空間には適当な注入材料が充填されている。

第１図と第２図の実施例では、誘導コイル部分８゜９が搬送方向１６に対して横方向に互いにずれており、このずれを変更するために、公知の機械的手段を介してこの方向に相対的に摺動可能である。電流導体は誘導コイル部分８．９の間の範囲が可撓性に形成されている。

図示の実施例の場合、搬送方向１６に対する溝１７〜２３と２５〜３１の傾斜角度と電流導体３２〜３８と４０〜４６の傾斜角度は、約１５度である。

第１図では、材料４の均一で最適な温度分布を得るために、誘導コイル４の誘導コイル部分１２．１３が誘導コイル２の誘導コイル部分８．９に対して側方へずれている。

図示実施例と異なり、誘導コイル４は搬送方向１６に対して横方向に延びる溝と導体ループを備えていてもよい。

第３図は電流導体４７〜６０を備えた誘導コイルを示している。各電流導体または各導体ループは鉄心の溝にそれぞれ挿入された二つの導体部分からなっている。この導体部分は誘導コイルの一端において横方向接続部材を介して互いに接続され、誘導コイルの他端においてそれぞれ開閉手段を介してｔ源１１Ｒ３の所定の相に接続可能である。

図示実施例では、中央の３本の電流導体５１と５２゜５３と５４．５５と５６が、−緒に操作されるスイッチ６１．６２を介して、電源網に接続可能である。残りの電流導体４７と６０．４８と５９．４９と５８゜５０と５７は互いに独立して、スイッチ６３〜６６を介して電源網Ｒ３に接続可能である。

投入状態では、外側の電流導体４７と６０．４８と５９．４９と５８．５０と５７を同じ方向に電流が流れる。それによって、材料４′の縁領域における過熱が実質的に回避される。

第３図の電流導体の回路が特に比較的に大きな磁極ピッチに適しているのに対し、第４図に基づいて説明する実施例は特に、溝ひいては電流導体６４〜７８が鉄心内で比較的に密接して並んでいる場合に適している。この実施例の場合には、誘導コイルは能動的な電流導体６４と７８．６６と７６．６９と７３．７０と７２を備えている。この電流導体はスイッチ７９．７９’　；８０．ｓｏ’　；８１，８１’　；８２．８２’　。

８３．８３’を介してそれぞれ対をなしてかつ他の導体に対して互いに独立して電源網Ｒ３に接続可能である。この場合、電流導体６５．６Ｂ、７１，７４．７７は使用されず、他の種類の回路のための予備品として蓄えられる。

上記の装置は、個々の導体ループの別個の開閉可能性と関連して電流導体のジグザグ状または波状の延長により、いろいろな幅の偏平金属材料をその幅全体にわたって均一に加熱することを、装置のいろいろな実施形態で可能にする。その際、要求に応じて、加熱材料内の最大温度均一性を得るために、外側の電流導体をスイッチ投入または遮断することができる。

１５　ム。

国際調査報告国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】１．少なくとも一つの誘導コイル対が偏平金属材料を通過させるための中間空間を形成し、その誘導コイルがトランス鉄板によって形成された鉄心を有し、この鉄心が溝を備え、この溝の中に部分的に独自に切換可能な電流導体が配置されている、偏平金属材料、例えば帯や板を誘導加熱するための装置において、少なくとも１個の誘導コイル（１，２，３，４）の鉄心（１４，１５）が、材料の搬送方向（１６）にジグザグ状または波状に延びる溝（１７〜２３，２５〜３１）を備え、搬送方向（１６）に対するこの溝の最大傾斜角度が６０度であり、電流導体（３２〜３８，４０〜４６；４７〜６０；６４〜７８）が溝の延長に追随して溝に挿入され、少なくとも一つの誘導コイル対の誘導コイル（１２，３，４）が、並べて設けられかつ同じ方向に電流が流れる多数の電流導体（３２〜３８，４０〜４６；４７〜６０；６４，６６，６７，６９，７０，７２，７３，７５，７６，７８）を備えていることを特徴とする装置。２．同じ方向に電流が流れる電流導体（３２〜３８，４０〜４６；４７〜６０；６４．６６．６７，６９，７０，７２，７３，７５，７６，７８）が、材料（４ ′）の搬送方向（１６）に延びる導体部分と、この搬送方向（１６〕と反対方向に延びる導体部分をそれぞれ１個ずつ備えていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。３．並べて配置されかつ電流が同じ方向に流れる電流導体〔３２〜３８′，４０〜４６；４７〜６０；６４．６６．６７．６９，７０．７２，７３，７５，７６，７８）が誘導コイル縦中心線に対して対称に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の装置。４．鉄心の各溝（１７〜３１）内にそれぞれ少なくとも１個の電流導体（３２〜３８，４０〜４６；４７〜６０；６４〜７８）が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項から第３項までのいずれか一つに記載の装置。５．各誘導コイル（１，２，３，４）が前後に設けられ機械的に分離された２個の誘導コイル部分（６〜１３）を備え、この誘導コイル部分が電流導体（３２〜３８，４０〜４６；４７〜６０；６４〜７８）を収容するための溝（１７〜２３，２５〜３１）を備えていることを特徴とする請求の範囲第１項から第４項までのいずれか一つに記載の装置。６．両誘導コイル部分（６〜１３）が互いに搬送方向（１６）に対して横方向に摺動可能であることを特徴とする請求の範囲第５項記載の装置。７．誘導コイル（１，２，３，４）の磁極幅が変更可能であることを特徴とする請求の範囲第１項から第６項までのいずれか一つに記載の装置。８．材料縁部に設けられた電流導体（３２〜３８，４０〜４６；４７〜６０；６４，６６，６７．６９，７０，７２，７３，７５，７６，７８）または材料縁部に設けられた複数の電流導体（３２〜３８，４０〜４６；４７〜６０；６４，６６，６７，６９，７０，７２，７３，７５，７６，７８）が、搬送方向（１６）に対して横方向の次の電流導体（３２〜３８，４０〜４６；４７〜６０；６４，６６，６７，６９，７０，７２，７３，７５．７６，７８）と電気的に短絡していることを特徴とする請求の範囲第１項から第７項までのいずれか一つに記載の装置。９．複数の誘導コイル対の使用時に、各誘導コイル対が、それぞれ異なる周波数の別個の電源に接続されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第８項までのいずれか一つに記載の装置。１０．材料縁部にある電流導体（３２〜３８，４０〜４６；４７〜６０；６４，６６，６７，６９，７０，７２，７３，７５，７６，７８）が、中央の材料領域にある電流導体（３２〜３８，４０〜４６；４７〜６０；６４，６６，６７，６９，７０，７２，７３，７５，７６，７８）と異なる周波数の電源に接続されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第９項までのいずれか一つに記載の装置。１１．少なくとも１個の誘導コイル（１，２，３，４）の縦中心線が搬送方向（１６）に対して３〜６度傾斜していることを特徴とする請求の範囲第１項から第１０項までのいずれか一つに記載の装置。１２．一つの誘導コイル対の誘導コイル（１，２，３，４）の鉄心と電流導体（３２〜３８，４０〜４６；４７〜６０；６４〜７８）が、他方の誘導コイル（１，２，３，４）の鉄心と電流導体（３２〜３８，４０〜４６；４７〜６０）に対して１８０度揺動して配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第１１項までのいずれか一つに記載の装置。１３．誘導コイル対の鉄心（１４，１５）が互いにずらして配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第１２項までのいずれか一つに記載の装置。１４．誘導コイル（１，２，３，４）の少なくとも１個の鉄心が振動可能であることを特徴とする請求の範囲第１項から第１３項までのいずれか一つに記載の装置。