專利名稱：加熱金屬帶的行波磁場感應(yīng)器用的梳狀帶槽疊層式磁軛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過感應(yīng)快速加熱連續(xù)行進中的呈固態(tài)的金屬帶、尤其是鋼帶。更為 確切的說，本發(fā)明涉及相關(guān)加熱感應(yīng)器的構(gòu)成疊層片結(jié)構(gòu)式的磁軛的實施。
背景技術(shù)：
為了限制感應(yīng)器變熱，將感應(yīng)器磁軛實施成彼此相對電絕緣的磁性疊層板片的堆 集體的形式是常見的。按感應(yīng)器產(chǎn)生的磁場方向取向的層疊，阻止了在垂直平面中渦電流 的形成。此外，這些板片本身足夠薄，從而渦電流不能顯著地沿其厚度流動。實際上，這類 寄生電流是應(yīng)被禁止的，否則會導(dǎo)致這樣的可能性應(yīng)該比本應(yīng)足以補償來源于待加熱構(gòu) 件本身的供給熱量要更強烈地冷卻磁軛，以保持感應(yīng)器在與其隨時間的良好穩(wěn)定性相兼容 的溫度水平。一般性地，磁軛的疊裝足以對常見的加熱感應(yīng)器的熱級進行控制。然而會發(fā)現(xiàn)在 某些情形中，所預(yù)設(shè)的冷卻(通過自然對流、通風(fēng)機等)不再足夠，并且因而需要考慮強制 排熱系統(tǒng)，例如使用暖氣管或載熱流體相態(tài)變化、甚至致冷技術(shù)、或多或少精密的系統(tǒng)，但 是它們并不總是與要實施的感應(yīng)加熱操作相關(guān)的經(jīng)濟限制相兼容。產(chǎn)生稱作“行波”磁場 的大功率感應(yīng)器尤其是這種情形，目前需要構(gòu)造這種感應(yīng)器以實現(xiàn)非常快的加熱速度，以 在數(shù)秒鐘達到幾百攝氏溫度。目前發(fā)展的一個應(yīng)用例是這樣的示例在一條連續(xù)退火線中， 對快速行進(大約每分鐘數(shù)百米)中的鋼帶進行感應(yīng)加熱，因而感應(yīng)器由配對的平坦的兩 個半部組成，這兩個半部相互面對并且彼此相距微小距離地布置，以在它們之間設(shè)置強脈 沖磁場式的磁隙通道，在該通道中要加熱的帶材經(jīng)過。然而，在申請人實驗室中進行的對內(nèi)在過熱(從排出的已加熱產(chǎn)品返回的反射性 熱輻射)的起源和原因的細致分析，已使得可以提出簡單易行的技術(shù)解決方案，這些方案 沒有或幾乎沒有運行成本，并允許滿足感應(yīng)器的常見冷卻裝置，以保證在大多數(shù)情形下使 其熱保持在令人滿意的溫度水平。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的目的是總體平坦結(jié)構(gòu)的行波磁場式加熱感應(yīng)器的磁軛，所述磁軛由磁性疊層板片的堆集而形成，其特征在于，磁軛的構(gòu)成板片具有邊槽口，這些槽口相互間 平行并且具有開放的唇緣，并且至少在感應(yīng)器的角落端定位。優(yōu)選地，這些槽口相互間間隔數(shù)毫米，不過間隔的間距可更大，為1厘米和超過1 厘米，然而不超過大約5厘米，否則會有使期望的效率受損的風(fēng)險。所述槽口在疊片邊部開 始，并且優(yōu)選呈直線地，向內(nèi)部延伸在從數(shù)厘米到數(shù)分米的距離上，該距離取決于感應(yīng)器的 環(huán)境。這些槽口通過去除材料實施，以使得每個槽口具有不接合的唇緣(因此即開放的唇 緣)，并且優(yōu)選地沒有相互間的、甚至點狀的接觸，以避免在唇緣部位提供渦電流循環(huán)的橋 接。如同將要理解的，本發(fā)明因而在于這樣一種磁軛，通常地該磁軛用于將磁場磁力線集引到產(chǎn)生磁場的加熱感應(yīng)器中，所述磁軛由代替常見實心板片的在周沿部分地開有口的磁性板片的疊裝來實施。所述磁軛因而保留了其作為磁場集中器的第一作用，并且避免了感應(yīng)電流在各個 方向上的發(fā)展，因而消除了各種干擾加熱，因此使得感應(yīng)器的使用更加容易。實際上已觀察到，由層疊方向沿感應(yīng)器電線圈產(chǎn)生的入射磁場方向取向的疊層 板片式磁軛的傳統(tǒng)構(gòu)成原理，當在所述入射磁場方向是已知的、穩(wěn)定的并且被良好控制 時——即更為確切地其是在與層疊方向相平行的方向上時，運行良好。然而存在這樣的磁 場結(jié)構(gòu)其中，在磁場所處的空間中，磁場不是在各處都具有與其磁力線相同的傳播方向。 因此，在感應(yīng)器的角落端——此處感應(yīng)器通常與其外部設(shè)備環(huán)境最為接近，磁場在自然地 取道提供給它的磁道中的磁阻最小的磁道之后，有時可能會返回到磁軛邊側(cè)上。在高加熱 功率的感應(yīng)器(本發(fā)明最初就針對這種感應(yīng)器)的情形中，因而在磁軛疊層片的完整表面 上發(fā)展的感應(yīng)寄生電流，在這些條件下會引起局部的強烈過熱，從而限制感應(yīng)器的使用，而 其平均熱能級卻完全保持與持續(xù)的標準運行狀態(tài)相兼容。這些局部過熱借助于本發(fā)明的裝置來避免，本發(fā)明的裝置僅在于一些開放的周沿 槽口，這些槽口具有不相接合的邊緣，并且這些槽口至少在擔心會產(chǎn)生這些過熱的其部位， 被設(shè)置在磁軛的磁性板片的構(gòu)成層片中。實際上，可能的局部過熱來源于磁場磁力線的獨特的空間拓撲結(jié)構(gòu)，空間拓撲結(jié) 構(gòu)來自于感應(yīng)器的緊鄰設(shè)備環(huán)境在這些特定部位(根據(jù)或多或少與疊層片大表面相垂直 的方向的回路)的磁性性能。本發(fā)明的平行的和間隔開、并且開放的槽口由于它們從板片邊緣開始實施，因而 賦予磁軛以在這些干擾加熱可能會限制感應(yīng)器使用的部位呈梳狀。


通過閱讀隨后的參照單頁附圖給出的描述，將更好地理解本發(fā)明并且本發(fā)明的其 他方面和優(yōu)點將更清晰地展示出來，附圖中-圖1示意性地示出傳統(tǒng)磁軛的一部分，其位于產(chǎn)生“行波”類型磁場的平坦加熱 感應(yīng)器的一角落端；-圖2是與圖1相似的示意圖，但示出了設(shè)置帶有本發(fā)明的裝置的磁軛。
具體實施例方式如在圖1上可以看到的，為了簡化而假定是豎直的磁力線Bv是在感應(yīng)器(在圖上 未顯示)的水平平坦磁隙中產(chǎn)生的磁場的主磁力線。因而這些磁力線表示一磁力場，該磁 力場無論從強度還是從空間拓撲結(jié)構(gòu)上來說都是均勻的且得到良好控制，這是因為其由感 應(yīng)器本身控制和操縱。由磁性鋼板片3的疊裝而形成的磁軛1，在這一磁場Bv的傳播方向上層疊。這一用 于產(chǎn)生金屬間斷性的布置，使得可以避免渦電流在磁隙平面中于磁軛內(nèi)部的形成，磁隙平 面因此是與Bv相垂直的平面。借助于這一布置，只允許在其中形成一些邊面回路(boucle sur tranche)，即沿板片厚度的感應(yīng)電流循環(huán)回路5，因而這些回路是小的并且低能量的。然而，可能發(fā)生其他寄生電流循環(huán)回路6甚至就在板片平面中產(chǎn)生。這些回路比起前述回路能量要大得多，并且另外由此產(chǎn)生的焦耳效應(yīng)對磁軛變熱的影響會更大，因為此時正是板片的整個表面被提供用于作為這些寄生電流的產(chǎn)生區(qū)域。當感應(yīng)器產(chǎn)生的入射 磁場的磁力線Bt全部地或至少按大分量地在垂直于Bv的方向上取向、因而如在圖上所看 到的其垂直于疊層平面地被引導(dǎo)時，這種情形則會發(fā)生。這一情形如果在以下情況下也可 能會發(fā)生感應(yīng)器緊鄰(因而一般地在磁軛角落)具有強各向異性的磁性性能的環(huán)境布置， 該環(huán)境適于“捕獲”豎直場線Bv的一部分并將其沿返回回路集引到磁軛上，并賦予其主要 呈水平的、因而垂直于板片3平面的方向Bt。如下就是這種情況當笨重的金屬的上部結(jié)構(gòu)和/或下部結(jié)構(gòu)是必需的時，即便這不是為了將一個或多個大的和功率強的感應(yīng)器支撐和保持在穩(wěn)定位置，更為確切地，如 同用于例如在鋼帶連續(xù)退火爐中，快速加熱快速行進中的金屬板材的產(chǎn)生行波磁場且呈平 坦結(jié)構(gòu)的感應(yīng)器中那樣。如在圖2上所示的，為了消除這一情形對感應(yīng)器產(chǎn)生的令人煩惱的熱學(xué)后果，本 發(fā)明簡單地在于在磁軛板片(現(xiàn)在用標號4表示，用于將其與圖1的傳統(tǒng)的實心板片3區(qū) 別開)中設(shè)置邊槽口 7。因此，實現(xiàn)了輔助的金屬間斷性，這些金屬間斷性使得感應(yīng)電流只 可能在槽口間的可用的狹小空間中形成和展開。例如，如果這些槽口相互間間隔一等于或 接近板片3厚度的值(即大約1毫米到4毫米)，則可能形成的在整個表面的寄生電流回路 8將與邊面回路5是相同類型、并且因此同樣也是低能量的，這將表現(xiàn)為感應(yīng)器的較低加熱 影響。試驗顯示對感應(yīng)器熱力學(xué)上的顯著結(jié)果可利用槽口之間的、可能直達5厘米的間隔 得到，當然即便最好的結(jié)果是在具有1厘米的或者更小的間隔距離的情形下得到的。槽口在層片邊部開始并且優(yōu)選呈直線地、向內(nèi)部延伸在數(shù)厘米到數(shù)分米的距離上，該距離取決于感應(yīng)器的環(huán)境。槽口通過除去材料、例如通過圓鋸的簡單切割實現(xiàn)，以便每個槽口具有不接合的 唇緣(稱為開放的唇緣)，并且優(yōu)選地?zé)o相互的、甚至點狀的接觸，以避免在唇緣部位為渦 電流循環(huán)提供橋接。
權(quán)利要求
總體平坦結(jié)構(gòu)的行波磁場式加熱感應(yīng)器的磁軛，所述磁軛由磁性疊層板片(4)的堆集(2)而形成，其特征在于，所述磁軛(1)的構(gòu)成板片(4)具有一些邊槽口(7)，這些邊槽口相互間平行并具有開放的唇緣，并且至少在所述感應(yīng)器的角落端定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁軛，其特征在于，所述邊槽口(7)優(yōu)選地相互間間隔數(shù)毫米 甚至更大，但不超過5厘米，
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁軛，其特征在于，所述槽口(7)在層片邊部開始。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁軛，其特征在于，所述槽口(7)通過去除材料實施，以便每 個槽口具有開放的唇緣。
全文摘要
由磁性疊層板片(4)的堆集形成的磁軛，板片具有邊槽口(7)，這些槽口相互間平行并具有開放的唇緣，并至少定位在感應(yīng)器的角落端。優(yōu)選地所述槽口相互間間隔數(shù)毫米，但間隔的間距可更大，為1厘米和超過1厘米，然而不超過大約5厘米。所述槽口在層片邊部開始并且優(yōu)選呈直線地，向內(nèi)部延伸在一距離上，該距離取決于感應(yīng)器的環(huán)境。所述槽口通過去除材料實施，以使得每個槽口(7)具有不接合的唇緣(因此開放的唇緣)一一甚至優(yōu)選呈點狀，以避免在其部位為渦電流循環(huán)提供橋接。本發(fā)明適用于加熱感應(yīng)器的實施，從而其通過簡單裝置對感應(yīng)器進行熱控制，以避免使感應(yīng)器發(fā)熱。
文檔編號C21D1/42GK101842500SQ200880113679
公開日2010年9月22日 申請日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者A·多比尼, M·安德胡伯 申請人:安賽樂米塔爾法國公司;安塞樂米塔爾不銹鋼法國公司