Устройство индукционного нагрева движущегося листового материала поперечным магнитным потоком Советский патент 1984 года по МПК H05B6/36 

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к индукторам поперечного потока, предназначенным для встраивания в прокатные станы и другие технолоиические линии по производству, и термообработке листовых материалов.

Известны индукторы поперечного потока для нагрева листовых материалов, расположением которых относи(Тельно кромки нагреваемого листа, использованием экранов, дополнительных противофазных индукторов, конструкцией обмоток добиваются некоторого снижения температурного перепада по ширине листа, препятствующего получению качественного проката fl, 23.

Недостатком таких индукторов. является 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 увеличения зазора между индукторами для введения в него различных устройств. ,

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство индукционного нагрева движущегося 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 для прохождения, нагреваемого материала, при этом пазы в магнитопроводах выполнены поперек указанного зазора З.

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 удается снизить, но не устранить температурный перепад по ширине листа практически только для одного размера нагреваемого листа по толщине и ширине при определенном рабочем зазоре, что-делает его непригодным для встраивания в прокатные станы, где толщина листа многократно изменяется.

Цель изобретения - повышение равномерности нагрева листового материала.

Поставленная цель достигается тем, что устройство индукционного нагрева движущегося 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 другу

0 с образованием зазора для прохождения нагреваемого- материала, при этом пазы, в магнитопроводах выполнены поперек указанного зазора, снабжено с одной стороны каждой сек5 Ции двумя дополнительными индукторами, выполненными в виде плоских магнитопроводов с пазом, в который уложена обмотка переменного тока, при этом пазы в них выполнены пер0 пендикулярно пазам секции, длина и ширина их составляет 0,5-1 и 0,8-1 длины и ширины пазов секций, а па:зы в секциях выполнены одинаковой ширины в .количестве трех, и в сред5 НИИ паз уложено удвоенное количество витков обмотки.

С целью расширения типоразмеров нагреваемого материала в устройстве секции индук тора и допОлнитель йые индукторы выполняются подвижными одни относительно других в направлении, поперечном указанному зазору, и величина их смещения составля т Ор5-1 длины секций индуктора.

На Лиг.1 и 2 показана схема расположения 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 на

0 фиг.З.

У поверхности нагреваемого листа 1 расположены магнитопроводы 2, в пазах которых уложены индукти рукицие провода 3. Дополнительные

5 индукторы 4 и половины основного индуктора 5 могут перемещаться на каретках 6 по направляющим 7 с помощью электромеханического или пневмогидравлического привода, усQ ловно пс5казанного на фиг. 2 стрелками, в направлениях, ими указанных.

При установке блока индукторов в прокатном стане {либо другой тех.нологической линии) начальная ус5 тановка индукторов блока выбирается исходя из требуемого по технологии распределения температуры по ши)ине листа. Уменьшение толщины листа в процессе, прокатки сопровождает0 ся снижением температуры кромок, которое устраняется приближением Торцов магнитопроводов основного индуктора к кромкам вплоть до симметричной установки относительно

5 середины листа (до совпадения f кромками). Увеличение провала температуры перед кромками при утонении листа устраняется увеличением напряжения питания дополнительных контуров при изменении местоположения минимума провала в пределах 10-15% от начального, а при большем изменении - смешением индукторов параллельно кромкам до совпаде ния проекции оси индукторов на лис с минимумом провала. Ток, индуктированный в листе по средним пазом В основного индукто разветвляется у кромки листа к кра ним пазам. Это обеспечивает двукратное снижение мощности на кромках и позволяет тонко управлять величиной плотности тока на кромка смешением в противоположных направ лениях торцов магнитопроводов, обе печивая выравнивание температуры кромок и середины листа. Дополнительные индукторы с выбранными размерами магнитопроводов и пазов В2 в них позволяют 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 увеличения их доли мощности в .мощности блока. При этом токи,, замыкающиеся 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 движения листа. Такая установка индукторов исключит последующее коробление листа при нагреве его основным индуктором. Возможность коробления 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 смещения дополнительных индукторов параллельно кромкам в перпендикулярном R ним направлении, так как месторасположение области провала температуры изменяется. Возможность управления распределением температуры по ширине листа резко расширяет диапазон толщин и ширин листов, нагреваемых с высокой равномерностью одним блоком индукторов, что делает его пригод-ным для встраивания в прокатные станы. Размер Г основного индуктора обычно выбирается в пределах 0,85-1 ширины нагреваемого листа. Такая длина индуктора определяет необходимое смещение торцов магнитопроводов основного индуктора (для выравнивания температуры кромок и середины листа) и местоположениепровалов температуры около кромок в пределах 0,05-0,1 Г для десятикратного изменения 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 линиями минимальных температур, то требуемые пределы смещения индукторов должны соответствовать указанному, т.е. (6,05-0,1) Г. Описанный вариант догрева областей провалов температуры с помощью дополнительных индукторов является наиболее простым для промыглленного использования. Усложненной разновидностью его будет вариант смещения дополнительных индукторов не только перпендикулярно кромкам, но и перпендикулярно плоскости листа. В этом случае диапазон толщин нагреваемых листов может быть расширен более десятикратного для одного исполнения дополнительных индукторов . . Таким образом, предлагаемое устройство индукционного нагрева благодаря дополнительному прогреву в зоне провалов обеспечивает равномерный прогрев ленты, а также расширяет диапазон типоразмеров лент.

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 для прохождения нагреваемого материала, при этом пазы в магнитопроводах выполнены поперек указанного зазора, о т л и ч а ю ц е ес я тем, что, с целью повышения равномерности нагрева, оно снабжено с одной стороны каждой .секции двумя дополнительными индукторами, выполненными в виде плоских магнитопроводов с пазом, в который уложена обмотка переменного тока, при этом пазы в них вглполнены перпендикулярно пазам секции, длина и ширина их составляет соответственно 0,5-1 и 0,8-1 длины и ширины пазов секции, а пазы в секциях 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 чающееся тем, что, с целью If расширения 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 смещения составляет 0,05-0,1 длины секций индуктора. Q О СО

Риг.2

t S 2 3

ЛДJJL4/ / /

r-1

/ Р1.. / пГ A- A

t

999f

frfff

фиг. 3

BudA

:r± 77/-;-,

Риг.

lu.

I rm

I iUJ ШШ1

BiidB

.

I Л