專利名稱：感應加熱線圈和使用感應加熱線圈的感應加熱設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種感應加熱線圈和使用這種感應加熱線圈的感應加熱設備。將這種感應加熱線圈環(huán)繞在置于多個傳送輥上并隨之移動的熱軋鋼件或類似被加熱體上，便可以實施對這些被加熱體的高頻感應加熱(即移動過程中的加熱)。
在諸如小型電爐車間的熱線圈生產(chǎn)線上，使用高功率高頻電能的高頻感應加熱工藝方法已經(jīng)廣泛且普遍應用于加熱連續(xù)鑄造的薄板坯(一種熱軋鋼板)。圖8和圖9顯示的是通常在連續(xù)生產(chǎn)線上使用的加熱薄板坯的感應加熱設備(20)。這種設備的構成中有一部分專用來在移動條件下對薄板坯(21)進行感應加熱處理(在運動過程中的高頻加熱處理)，而這種薄板坯(21)是在一個連續(xù)鑄造裝置(圖中未顯示)中經(jīng)連續(xù)鑄造后傳送至加熱裝置的。
如圖8和圖9所示，這種感應加熱設備(20)由以下裝置組成沿指定傳送路線以一定間隔排列的多個鋼質傳送輥(23)，固定排列在相鄰兩個傳送輥(23)之間的螺線管式感應加熱線圈(22)，為感應加熱線圈(22)提供高頻電能的高頻電源(24)。上述用作加熱裝置的感應加熱線圈(22)是一個以螺旋方式多匝纏繞成的螺線管式線圈。具體說到圖8～

圖10中所示的感應加熱線圈(22)，則是單匝重復結構，每匝由4段組成位于下部的底繞組段(22a)，自底繞組段(22a)一端折向上方的側繞組段(22b)，與側繞組段(22b)上端相連的上繞組段(22c)和自上繞組段(22c)一端折向下方的側繞組段(22d)。
如此，將薄板坯(21)置于多個傳送輥(23)之上傳送，它就將穿過螺線管式感應加熱線圈(22)的中空部分(即由線圈環(huán)繞的部分)。再具體說，將不斷來自圖中未顯示的連續(xù)鑄造裝置的薄板坯(21)置于多個同向等速旋轉的傳送輥(23)上，就可以使它向預定的方向(即圖8～9中箭頭(x)指示的方向)移動，這時，將來自高頻電源(24)的高頻電能介助感應加熱線圈(22)作用于欲處理的部件-薄板坯(21)上，便可以在移動過程中將薄板坯(21)用高頻感應加熱方式加熱到預定的溫度。在這種情況下，視薄板坯(21)的類別來控制傳送速度、傳送輥的旋轉速度和來自高頻電源(24)的高頻電能，并以此控制薄板坯(21)的加熱溫度。
為了使1～1.4米寬、20～30毫米厚的薄板坯-欲加熱被加熱體-的上、下表面均能得到有效的加熱，感應加熱線圈(22)的開口(25)形狀，即在線圈軸線(S1)垂直面上的線圈外廓形狀應呈矩形，開口(25)的面積要確定在必要的最小限度，而且應使感應加熱線圈(22)的軸線(S1)與薄板坯(21)的軸線(S2)基本對齊(見圖9)。
感應加熱線圈(22)由高頻電源(24)啟動，高頻電源(24)的頻率定在5～6千赫茲，因此感應電流的侵徹深度不會超過薄板坯(21)厚度的1/2。由感應加熱線圈(22)產(chǎn)生的電磁場在薄板坯(21)內(nèi)形成一個渦流，設此渦流為I，薄板坯(21)的電阻為R，便會產(chǎn)生焦耳熱I2R，進而使薄板坯(21)的溫度升高。使用功率更高的加熱電源可以更有效地提高車間的生產(chǎn)效率和縮短生產(chǎn)線，所以，如果使用1000～2000千瓦的高功率高頻電源(24)，即當前技術所能達到的最高級別的電源，并沿薄板坯傳送方向上串聯(lián)排列一套、數(shù)套至十套甚至十套以上感應加熱線圈(22)，便構成了一條加熱生產(chǎn)線。
但是，感應加熱線圈(22)除了生成與線圈軸線(S1)平行的用于加熱被加熱體的有效磁通量外，還會生成一種強度不大但又不能忽略不計的、有害的離心磁通量，它通常是由于在沿軸線(S1)移動時以螺旋方式纏繞成的線圈繞組而引發(fā)的，此線圈繞組即是螺線管式感應加熱線圈(22)在預定的超前角(θ)處纏繞成的(見圖10)，在此情況下，超前角是由線圈軸線(S1)的垂直線(S3)(此線的方向與線圈和薄板坯(21)二者的橫寬方向一致)與感應加熱線圈(22)的上繞組段(22c)之間構成的夾角(見圖10)。設此超前角為θ，則cosθ是有效作用分量，而sinθ則是產(chǎn)生離心磁通量的分量。例如，感應加熱線圈(22)的開口(25)尺寸是1600毫米×110毫米，深度280毫米，而繞組材料為50毫米×30毫米的銅管，則超前角(θ)大約為1°。
圖11所示是經(jīng)纏繞而成如此超前角(θ)的感應加熱線圈(22)產(chǎn)生的電磁感應在薄板坯(21)上表面形成的感應電流分量。圖中，在薄板坯(21)上表面及其附近有沿上繞組段(22c)方向流動的感應電流i0，這時便產(chǎn)生一個有效作用于感應加熱薄板坯(21)的并沿其橫向流動的感應電流分量i1＝i0cosθ，另一方面還產(chǎn)生一個不利于感應加熱薄板坯(21)的并沿其軸線(S2)方向(或沿感應加熱線圈(22)軸線(S1)方向)流動的感應電流分量i2＝i0sinθ。這就是說，如果出現(xiàn)離心磁通量，就會產(chǎn)生沿薄板坯(21)軸向(S2)流動的感應電流分量i2(見圖8和圖11)。
如果沿薄板坯(21)軸向(S2)流動的感應電流分量i2是這樣產(chǎn)生的，則圖8中虛線所示的軸向電流i2就會穿過位于相對感應加熱線圈(22)的薄板坯運行方向下行線一側的傳送輥(23b)和地線(G)，到達位于相對感應加熱線圈(22)的薄板坯運行方向上行線一側的傳送輥(23a)，再返回到薄板坯(21)，即軸向電流i2是在此環(huán)路內(nèi)循環(huán)的一種循環(huán)電流。由于這種循環(huán)電流的作用，結果是在薄板坯(21)和傳送輥(23a)之間及薄板坯(21)和傳送輥(23b)之間產(chǎn)生了電火花(電弧)，導致與傳送輥(23a和23b)相接觸的薄板坯(21)的下表面，特別是此下表面的側邊緣部位，因受電火花產(chǎn)生的高溫作用而嚴重損壞，傳送輥(23a和23b)的表面也遭到電解質的腐蝕。即使當圖10所示的線圈繞組相對薄板坯(21)橫寬方向的機械超前角是0°時，取決于繞組結構的線圈繞組超前角也不會是0°，這是因為，對單層、多匝螺線管式線圈來說，始終存在與深度大小相應的軸向電流分量。
因此，為防止出現(xiàn)上述軸向電流i2，為防止薄板坯(21)受損和被電解質腐蝕，在最普通的防護措施中通常采用的方法是將多個傳送輥(23)與地線(地電勢)絕緣。然而，這種方法的一個問題是每個傳送輥(23)都要進行絕緣，勢必使全套設備結構復雜且造價昂貴。另一個方法是用陶瓷材料制作傳送輥(23)，可是，這種陶瓷傳送輥不僅造價高，而且容易破碎或開裂，又導致出現(xiàn)了耐用性差的問題。此外，還試用了其他防護措施和多種方法，諸如在不銹鋼傳送輥表面涂一層陶瓷涂料的傳送輥(23)，或使支撐傳送輥(23)轉軸的底架與地線絕緣，等等。然而，所有這些方法相對全套設備的制作難易程序、造價和使用耐久性來說都沒有取得滿意的結果。
除此之外，防止出現(xiàn)軸向電流i2的另一種常用措施是間或使用的這樣一種方法，即如圖9所示，將一個用多層硅鋼片制成的鐵芯(30)置于感應加熱線圈(22)外圍，以此鐵芯(30)全部或部分地阻擋線圈(22)外圍形成的磁通路。在這種情況下，硅鋼片平面的走向必須與線圈軸線(S1)方向上的磁通量走向相平行，只有如此，與線圈軸線(S1)方向垂直的磁通量才能被鐵芯(30)阻擋住?？墒?，這種方法同樣不理想，因為用來冷卻和支撐鐵芯(30)的結構異常復雜，制作困難，造價高昂，特別是在使用高功率電能時更是如此。
鑒于現(xiàn)有技術的上述實際情況，研究出了本項發(fā)明，其目的之一就是提供一種感應加熱線圈，它發(fā)明一種感應加熱線圈的纏繞方法，能防止出現(xiàn)那種在諸如薄板坯等被加熱體和傳送輥內(nèi)循環(huán)流動且不利于感應加熱的循環(huán)電流(導致被加熱體和傳送輥之間的接觸面產(chǎn)生電火花的循環(huán)電流)，進而防止沿線圈軸線方向流動于被加熱體體內(nèi)的循環(huán)電流損壞被加熱體，防止電解質腐蝕傳送輥，目的之二是提供一種使用這種線圈的感應加熱設備。
為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種通過環(huán)繞在被加熱體四周而對被加熱體進行感應加熱的感應加熱線圈，其特點在于這種感應加熱線圈由第一和第二兩個線圈段(部分)組成，第一線圈段是在沿線圈軸線的一個方向的移動中以螺旋方式纏繞成的，第二線圈段與第一線圈段的一端相連接，是在沿線圈軸線的另一個方向的運動中返回纏繞成的，兩個線圈段相互結合，構成了非接觸狀態(tài)下的重疊。
此外，本發(fā)明中，第一和第二線圈段的匝數(shù)要相同。
再者，本發(fā)明提供的感應加熱設備包括(A)沿預定的傳送路線以一定間隔排列的多個傳送輥；(B)一個由第一和第二兩個線圈段構成的感應加熱線圈，第一線圈段是在沿線圈軸線一個方向的移動中以螺旋方式纏繞成的，第二線圈段與第一線圈段的一端相連接，是在沿線圈軸線的另一個方向的移動中返回纏繞成的，兩個線圈段相互結合，構成了非接觸狀態(tài)下的重疊，并且兩個線圈段被置于相鄰兩個傳送輥之間；(C)一個為感應加熱線圈提供高頻電能的高頻電源。
在這種設備中，將欲被加熱體置于多個傳送輥上向預定的方向傳送，當被加熱體穿過感應加熱線圈的中空開口時即被感應加熱。
此外，在本發(fā)明中，欲被加熱體是經(jīng)過連續(xù)鑄造與運送的薄板坯，而相對應薄板坯上下表面排列的感應加熱線圈的繞組與薄板坯的橫寬方向相一致。
附圖的簡要說明圖1是根據(jù)本發(fā)明繪制的感應加熱設備主體部分的透視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明第一個實施例而繪制的感應加熱線圈的繞組結構圖，該繞組用于圖1所示的感應加熱設備，其中的圖2(a)是感應加熱線圈的整體透視圖，圖2(b)是感應加熱線圈一側部位的放大透視圖。
圖3是圖2(a)所示感應加熱線圈的演變示意圖。
圖4是顯示感應電流在被加熱體-薄板坯-表面流動情況的示意圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第二個實施例而繪制的感應加熱線圈的繞組結構透視圖。
圖6是圖5所示感應加熱線圈的演變示意圖。
圖7是軸向電流實測結果的曲線圖，其中一種軸向電流是使用本發(fā)明所述感應加熱線圈對薄板坯進行感應加熱時生成的，另一種軸向電流是使用普通感應加熱線圈對薄板坯進行感應加熱時生成的。
圖8是普通感應加熱設備主體部分的結構透視圖。
圖9是圖8所示感應加熱設備主體部分的截面示意圖。
圖10是圖8所示感應加熱設備使用的感應加熱線圈的超前角(線圈繞組的超前角)的說明圖。
圖11是使用圖8所示感應加熱設備時薄板坯進行感應加熱時在薄板坯內(nèi)產(chǎn)生的感應電流分量說明圖。
本發(fā)明的最佳實施例下面，參照圖1～7詳述本發(fā)明的最佳實施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一個實施例繪制的使用螺旋線式感應加熱線圈(見圖2(a))的感應加熱設備(2)。這種設備(2)用來在小型電爐車間對在熱線圈生產(chǎn)線上連續(xù)鑄造的薄板坯進行感應加熱處理以使它達到要求的溫度。如圖1所示，上述感應加熱設備(2)由以下部件構成在預定方向上以一定間隔并行排列的多個傳送輥(3)，位于相鄰的兩個傳送輥(3)之間的爐體(4)，為爐體(4)內(nèi)的感應加熱線圈(1)提供高頻電能的高頻電源(圖中未顯示)。雖然圖1中所示的只是由兩個鄰近的傳送輥(3a，3b)和位于這兩個傳送輥(3a，3b)之間的爐體(4)組成一套傳送與加熱機件，但類似結構的傳送與加熱機件可沿薄板坯傳送路線(即熱線圈生產(chǎn)線)以相等間隔(大約700毫米)排列在多個不同位置上。各傳送輥由一個專用電動機或類似裝置單獨驅動旋轉，此電動機在圖中未顯示。
爐體(4)含有帶圖2(a)、3所示繞組結構的螺旋式感應加熱線圈(1)，爐體(4)外圍罩以用絕緣絕熱的水泥制成的護墻(5)，水泥護墻(5)的中間部位有一個開口(6)，用于插入薄板坯，水泥護墻的前、后(除開口處(6)外)和底表面都附有護板(7)。雖然在圖1中沒有示出，但在可能條件下，水泥護墻的上表面和兩側表面也最好附以護板(7)。這樣，經(jīng)在連續(xù)鑄造裝置中連續(xù)鑄造的并被傳送至感應加熱裝置中的薄板坯(8)，被置于和支撐在感應加熱裝置中的多個傳送輥(3)上，并以預定的傳送速度沿圖1中箭頭(x)指示的方向在多個傳送輥(3)上移動。薄板坯(8)被插入爐體(4)的開口(6)并穿過開口(6)的中間部位。位于絕緣絕熱水泥護墻(5)中的感應加熱線圈(1)由高頻電源(圖中未顯示)提供預定頻率的高頻電能。
以下是本發(fā)明第一個實施例使用的感應加熱線圈(1)的繞組結構的詳盡說明。如圖2(a)所示，感應加熱線圈(1)是一個可謂四匝的結構，如此線圈繞組的4匝總體是沿矩形路線纏繞成形的，高頻電源的輸入端(10)和輸出端(11)(即沿線圈軸線(S)方向的線圈繞組的起點和終點)均在繞組的左側。為便于理解感應加熱線圈(1)的線圈結構，圖3顯示的是線圈繞組的一種變形。圖3所示的這種變形顯示的是線圈外形，即相當于將圖2(a)中M、N字母標示的幾個線圈位置定向展開，使各線圈位置沿線圈軸線(S)相互隔開。
如圖2(a)所示，本實施例中的感應加熱設備所配用的感應加熱線圈(1)由第一線圈段(13)和第二線圈段(14)結合而成。第一線圈段(13)是在沿線圈軸線(S)的一個方向(箭頭(α)指示的方向)的移動中纏繞成的；第二線圈段(14)是在沿線圈軸線(S)的另一個方向(箭頭(β)指示的方向)的移動中纏繞成的，從而可使這兩個線圈段在不接觸的狀態(tài)下相互重疊。下面，特別詳盡說明上述感應加熱線圈(1)的繞組結構。首先，線圈自高頻電源的輸入端(10)開始沿線圈軸線(S)的上半部矩形路線(U字形路線)纏繞，繼而在到達U字形上半部(1a)的一個終點(16)時變向，沿線圈軸線(S)的箭頭方向(α)與線圈軸線(S)平行移動，然后，沿線圈軸線(S)的下半部矩形路線纏繞。當線圈到達U字形下半部(1b)的一個終點(17)時再次變向，沿箭頭(α)方向與線圈軸線(S)平行移動，然后，再沿線圈軸線(S)的又一個上半部矩形路線纏繞，如此反復纏繞，即構成了兩匝的第一線圈段(13)。
第二線圈段(14)自轉折點(18)開始，轉折點(18)即是沿箭頭(α)方向移動的第一線圈段(13)的終點。具體說，第二線圈段自轉折點(18)上升，沿線圈軸線(S)的上半部矩形路線纏繞，然后在U字形上繞組段(1c)的一個終點(19)折向線圈軸線(S)的箭頭(β)方向與線圈軸線(S)平行移動，繼而沿線圈軸線(S)的下半段矩形路線纏繞。此后，線圈再次折向線圈軸線(S)的箭頭(β)方向(即與箭頭(α)方向相反的方向)與線圈軸線(S)平行移動，繼而沿線圈軸線(S)的又一個上半段矩形路線纏繞，如此重復纏繞，線圈便返回至與高頻電源輸入端(10)臨近相對的輸出端(11)，即構成了兩匝的第二線圈段(14)。
雖然從圖2(a)上看，在兩個上繞組段(1a、1c)之間和兩個下繞組段(1b、1d)(前行繞組與倒行繞組)之間的線圈側部(P和Q)是相互交叉的，然而，從圖2(b)上可以看出，這兩個線圈側部實際上是相互平行的，而且與線圈軸線(S)與是相互平行的。因此，兩個線圈側部相互間保持有一小段間隔(如10毫米左右)，如此可以形成一個消除感應的非傳導性耐電壓。另一方面，除線圈側部位(P、Q)以外，各匝線圈的矩形部位都是在非接觸狀態(tài)下相互平行的，所以第一和第二線圈段(13、14)是在相互重疊狀態(tài)下的結合。不僅如此，在本實施例中的感應加熱線圈(1)的情況下，高頻電流的輸入端和輸出端(10、11)(即高頻電源的供電端)都位于線圈軸線(S)方向一側的一個終點位置，所以，從高頻電流輸入端(10)一側的縱深方向看，第一線圈段(13)是向左纏繞(前行方向)，從高頻電流輸出端(11)一側的縱深方向看，第二線圈段(14)是向右纏繞(倒行方向)。換句話說，線圈自輸入端(10)至轉折點(18)是向左纏繞，從轉折點(18)至輸出端(11)則是向右纏繞。這也就是說，盡管從一側角度看繞組的纏繞方向是相同的，可是，線圈從一側向另一側纏繞和從另一側向一側纏繞兩種情況相比，纏繞方向卻是相反的。
雖然上繞組段(1a，1c)和下繞組段(1b，1d)所構成的超前角為0°，但是線圈側部位(P、Q)所構成的超前角卻分別是90°和-90°，而構成整個繞組的第一線圈段(13)和第二線圈段(14)在轉折點(18)處相互連接，且此繞組相對含有線圈軸線(S)的水平面來說是對稱的(見圖3)。
如上所述，含有一個繞組的感應加熱線圈(1)便這樣結合到爐體(4)里，并且與薄板坯(8)的橫寬方向平行擺放，而薄板坯(8)則由多個傳送輥(3)傳送。因此，感應加熱線圈(1)的上繞組段(A)和下繞組段(B)(見圖2、3)的排列都與薄板坯(8)的橫寬方向平行，超前角成0°。
以下介紹薄板坯(8)在本實施例所述感應加熱設備(2)中進行感應加熱的工作過程。首先，將經(jīng)過連續(xù)鑄造的薄板坯(8)置在多個傳送輥(3)上并送入爐體(4)，插進爐體(4)內(nèi)的開口(6)，與此同時，高頻電源(圖中未顯示)向感應加熱線圈(1)提供高頻電能。這樣，高頻電流如圖2和圖3中箭頭所示在感應加熱線圈(1)內(nèi)循環(huán)流動，自輸入端(10)至上繞組段(1a)、與上繞組段(1a)相連接的下繞組段(1b)，繼而到達后續(xù)連接的上、下繞組段及轉折點(18)，然后，高頻電流自轉折點(18)開始循環(huán)流動，依次到達上繞組段(1c)、與上繞組段連接的下繞組段(1d)，繼而到達后續(xù)連接的上、下繞組段，最后返回到輸出端(11)。感應加熱線圈(1)由高頻電源激活，同時產(chǎn)生一種交變磁通量，此交變磁通量在薄板坯(8)的表面形成一種渦流，這時，在薄板坯內(nèi)也有一種渦流(感應電流i)如圖4中箭頭所示在薄板坯的上、下表面循環(huán)流動，薄板坯(8)便得到感應加熱處理。這時，外泄的磁通量被護板(7)阻擋，因此可以防止因磁通量外泄而導致外圍金屬部件的升溫。
在如此構成的感應加熱設備(2)中，由于使用了上述繞組結構的感應加熱線圈(1)，當?shù)谝痪€圈段(13)(即左繞組)的傾斜部位(P)的線圈繞組超前角為θ(+90°)時，則第二線圈段(14)(即右繞組)的傾斜部位(Q)的超前角為-θ(-90°)，因此，軸向電流分量即被消除。在這種情況下，有害的感應也被消除了，從而可以防止在薄板坯(8)中流動的感應電流的分量產(chǎn)生出通過傳送輥等而在外圍循環(huán)流動的軸向電流。事實上，軸向電流可以降低到可以忽略不計的很小值。
圖5和圖6所示是根據(jù)本發(fā)明第二個實施例而繪制的感應加熱線圈(1′)。在這種感應加熱線圈(1′)中，高頻電流的輸入端(10)和輸出端(11)可以任意選擇在多匝繞組的方便位置。感應加熱線圈(1′)的結構與第一個實施例中的感應加熱線圈(1)的結構相同，只是輸入端(10)和輸出端(11)的位置與第一個實施例中的感應加熱線圈(1)不同。如此結構的感應加熱線圈(1′)的工作過程和效果也和感應加熱線圈(1)的上述情況相同。
為驗證感應加熱線圈(1，1′)的降低軸向電流的上述效果曾進行了試驗，試驗結果如圖7所示。試驗中采用了下述測試條件(1)高頻電源的頻率5.5千赫；(2)高頻電源的輸出電壓1000～2000伏；(3)無負荷；(4)被測試物體將一塊尺寸為1800mm(長)×30mm(寬)×6mm(厚)的銅板制成長卷狀，穿過線圈軸線的循環(huán)電流由傳感器測出。
這些試驗的結果證明，使用本發(fā)明所述的感應加熱線圈(1和1′)，在薄板坯(8)內(nèi)生成的軸向電流(即循環(huán)電流)可降低至普通感應加熱線圈的1/50。
以上所述為本發(fā)明兩個實施例的說明。本發(fā)明不僅限于這些實施例，在本發(fā)明技術方案的基礎上，允許作出多種修正和改動。例如，感應加熱線圈(1，1′)的匝數(shù)可以任意選定，既可以是奇數(shù)，也可以是偶數(shù)，而且數(shù)量不限；感應加熱線圈(1，1′)的輸入端(10)和輸出端(11)可以選定在繞組的任意位置，而且可以任選在一個繞組段上。盡管上述實施例中的被加熱體是薄板坯(8)，但是本發(fā)明所述感應加熱線圈和使用這種感應加熱線圈的感應加熱設備，也可以用來對各種金屬材料板進行感應加熱，不僅限于鋼板，也包括鋁板、銅板等，被加熱體的形狀除板狀外還包括桿狀和管狀。
再則，盡管上述兩個實施例中，感應加熱線圈(1)的上繞組段(A)和下繞組段(B)都與薄板坯(8)的橫寬方向平行，因此超前角為0°，但是，如果上繞組段(A)和下繞組段(B)相對薄板坯(8)的橫寬方向形成一定角度，或者如果采用上繞組段(A)和下繞組段(B)相交的繞組結構，也同樣可實現(xiàn)上述本發(fā)明的工作過程和效果。
如上所述，本發(fā)明提供一種感應加熱線圈和使用這種感應加熱線圈的感應加熱設備，其中的感應加熱線圈由兩個線圈段組成，第一線圈段是在沿線圈軸線的一個方向的移動中以螺旋方式纏繞成的，第二線圈段與第一線圈段的一個終端相連，是在沿線圈軸線的另一個方向的移動中返回纏繞成的，兩個線圈段相結合構成了不相接觸狀態(tài)下的重疊。因此，依據(jù)本發(fā)明，當對加熱被加熱體實施高頻感應加熱時，可以消除因來自感應加熱線圈的電磁感應而導致被加熱體內(nèi)產(chǎn)生的軸向電流。此外，根據(jù)本發(fā)明的感應加熱線圈，其與高頻電源相接的輸入端和輸出端可以置于任何繞組段上。
使用這種感應加熱線圈可以達到下述實用效果(1)循環(huán)電流不會導致在被加熱體和傳送輥之間出現(xiàn)電火花，從而可以防止電火花損壞被加熱體和電解質腐蝕傳送輥，如此，一則可以得到高質量的熱被加熱體，二則可以提高傳送輥的使用壽命。
(2)在被加熱體內(nèi)流動的感應電流不包括在外圍循環(huán)的軸向電流，不包括對加熱被加熱體無作用的有害循環(huán)電流，從而提高了被加熱體的加熱工效。
(3)不需要使用專用的傳送輥、多層硅鋼片組成的鐵芯或類似的部件，所以可以較容易的方法和較低的成本制成可靠性高、耐用性強的價格便宜的感應加熱設備或裝置。
(4)根據(jù)本發(fā)明的感應加熱線圈，其與高頻電流相連接的輸入端和輸出端，可以置于多個繞組的任一繞組上，以便于制造并進一步提高設備系統(tǒng)設計的自由度。
(5)與高頻電源相連接的輸入端和輸出端的導線長度取決于兩個終端的結構，導線越長則無效感應越大。然而，對本發(fā)明所述感應加熱線圈來說，這兩個終端可以置于同一個轉折部分，因此不需要外加導線，而且，由于產(chǎn)生的無效感應很小，所以外泄的磁通量亦很小，進而提高了被加熱體的加熱工效。
如上所述，本發(fā)明所述的感應加熱線圈和使用這種感應加熱線圈的感應加熱設備，可作為感應加熱線圈和設備用于對熱軋鋼件等進行加熱處理，具體方法是將這種感應加熱線圈環(huán)繞在位于多個傳送輥并隨之移動的熱軋鋼件上。因此，這種感應加熱線圈和設備適于用來對連續(xù)生產(chǎn)線上處于移動狀態(tài)的薄板坯實施高頻感應加熱。
權利要求
1.一種感應加熱線圈，通過環(huán)繞被加熱體而對被加熱體實施感應加熱，其特點在于這種感應加熱線圈是由兩個線圈段組成的，第一線圈段是在沿線圈軸線的一個方向的移動中以螺旋方式纏繞成的，第二線圈段與第一線圈段的終點相連，是在沿線圈線的另一個方向的移動中返回纏繞成的，兩個線圈段相結合構成了不相接觸狀態(tài)下的重疊。
2.根據(jù)權利要求1所述的感應加熱線圈，其特征在于，第一和第二線圈段的匝數(shù)是相等的。
3.一種感應加熱設備，其特征在于包括(A)沿預定傳送路線以一定間隔排列的多個傳送輥；(B)一個由第一和第二兩個線圈段組成的感應加熱線圈，第一線圈段是在沿線圈軸線的一個方向的移動中以螺旋方式纏繞成的，第二個線圈段與第一個線圈段的一個終端相連，是在沿線圈軸線的另一個方向的移動中返回纏繞成的，所述兩個線圈段相結合構成了不相接觸狀態(tài)下的重疊，并被置于相鄰兩個傳送輥之間；(C)一個向感應加熱線圈提供高頻電能的高頻電源，在其中，被加熱體被置于多個傳送輥上并沿預定的方向移動，穿過感應加熱線圈的中空部位時即被感應加熱。
4.根據(jù)權利要求3所述的感應加熱線圈，其特征在于，被加熱體是一塊經(jīng)連續(xù)鑄造和傳送的板坯，而感應加熱線圈的各繞組段則相對于板坯的上下表面排列，并與薄板坯的橫寬方向相一致。
全文摘要
一種感應加熱線圈和使用它的感應加熱設備,感應加熱線圈通過環(huán)繞多個傳送輥上并被傳送的熱軋鋼等類似被加熱體實施高頻感應加熱(移動中加熱)。感應加熱線圈2中,第一線圈段13是在沿線圈軸線S的一個方向(即箭頭α方向)移動中以螺旋方式纏繞成的,第二線圈段14與第一線圈段的一個終點(轉折點18)相連,是在沿線圈軸線S的另一個方向(箭頭β方向)移動中返回纏繞成的,兩個線圈段相結合構成了不相接觸狀態(tài)下的重疊。
文檔編號C21D1/42GK1252207SQ98804149
公開日2000年5月3日 申請日期1998年11月19日 優(yōu)先權日1998年2月13日
發(fā)明者伊能日出男, 小村季孝, 藤澤高志, 渕上洋行 申請人:電氣興業(yè)株式會社, 中外爐工業(yè)株式會社