[發明專利]提高橫向磁通感應加熱帶鋼橫向溫度均勻性裝置及方法

有效

• 申請號: 201611150885.9
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN108235479B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 李家波;侯曉光;張健民;李俊
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: H05B6/06
• 分類號: H05B6/06;H05B6/40;C21D9/60;C21D11/00
• 代理公司: 上海科琪專利代理有限責任公司 31117
• 代理人: 鄭明輝;葉知行

本發明公開了一種提高橫向磁通感應加熱帶鋼橫向溫度均勻性的裝置及方法。該裝置包括框架、平面電磁感應器（11）、磁極，在上部框架（10）上設置一組中間固定磁極（4）、一組左右中部可移動磁極（3、5），一組左右邊部可移動磁極（2、6），一組左右邊部屏蔽罩（1、7），在下部框架上鏡像布置有相同磁極和屏蔽罩。在帶鋼運行方向出口處配置有掃描式溫度儀（20）。該方法首先針對不同規格帶鋼在過程機對橫磁設備各個磁極和屏蔽罩進行初始位置設定；然后當帶鋼通過橫磁設備后，將測溫儀數據在帶鋼寬度方向上按一定比例分為固定區域、中部區域、邊部區域和帶鋼邊沿四個部分，根據各區域帶鋼溫度實際值，按照不同策略分別調整磁極和屏蔽罩位置。

技術領域

本發明涉及帶鋼連退工藝中的帶鋼加熱技術，尤其涉及一種提高橫向磁通感應加熱帶鋼橫向溫度均勻性的裝置及方法，適用于橫向磁通感應加熱帶鋼的溫度控制。

背景技術

在帶鋼冷軋及軋后處理領域，比如帶鋼軋前補熱、鍍鋅合金化加熱、涂層烘干等方面，縱磁感應加熱技術都取得了成功的應用。但在帶鋼連退領域，需要將帶鋼加熱到600℃至 900℃，該區間帶鋼磁滯效應基本喪失，對于薄帶鋼來說，由于集膚效應的影響，采用縱向磁通加熱就基本不可能了，所以在這個溫度區間段，現代連退工藝基本都采用傳統加熱的方式，比如氣體直接加熱、燃氣輻射管加熱、電阻絲輻射管加熱等。這種方式需要連退機組很長，爐內設備繁多，占地和投資大，并且由于帶鋼爐內接觸多易于造成表面質量損傷和斷帶以及設備損傷等諸多問題，另外由于在高溫段其加熱速率一般在10℃/s以下，很難開發新產品新工藝。

針對薄的帶鋼加熱或者對非鐵磁性的金屬帶，比如鋁、銅或不銹鋼帶的感應加熱就需要另外一種形式，即橫向磁通感應技術，該技術最近幾年開始受到關注。橫向磁通感應技術是在工件上下分別放置通電的平面感應器一對或多對，上下感應器的通電形式完全相同。加熱時其磁力線垂直于工件表面穿透整個工件厚度，而不像縱向磁通加熱，其工件心部并沒有磁通穿過。這樣就避免了縱向磁通以集膚層為設計原則的頻率要求，可以實現在較低頻率下達到加熱要求，從而為薄板、非磁性材質或700℃以上的碳鋼(居里點一般750℃左右，失磁滯效應)提供了感應加熱的可能。

但橫向磁通感應加熱存在一個重大的問題就是工件表面加熱溫度非常不均勻，限制了其應用。從檢索到的技術文獻看，橫向磁通感應加熱在工件橫向溫度均勻性能控制在50～70℃以內就相當不容易。為解決橫向磁通感應加熱的技術問題，國內外有大量的專利技術和文獻。美國專利US5403994A采用兩片分立的J型線圈導體，一條固定，另一條移動來適應帶鋼寬度的變化，該技術無法解決帶鋼邊部溫度過熱或加熱不足的問題。美國專利US2002121512A1采用軟電纜連接感應器導體，這樣方便調整溫度均勻性，由于帶鋼的感應加熱一般電流都比較大，需要采用的軟電纜尺寸非常大，故該專利的實用性也不大。歐洲專利 EP1148762A1把感應線圈全都固定，而把導磁體做成活動磁極，利用導磁體的聚磁特性來改善帶鋼寬度方向的溫度均勻性，對變規格帶鋼的生產也有適應性；同時，也考慮了磁場屏蔽體的應用來更加靈活的控制溫度分布。

以上三項專利中，法國fives公司的專利EP1148762A1更接近現場工業應用，但其溫度均勻性仍然不能滿足帶鋼連退的工藝要求，并且沒有提供相應的控制方式。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高橫向磁通感應加熱帶鋼橫向溫度均勻性裝置與方法。本發明通過實測溫度，實時控制磁極和屏蔽罩的位置，提高橫向磁通感應加熱帶鋼的橫向溫度均勻性。

為了實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

一種提高橫向磁通感應加熱帶鋼橫向溫度均勻性裝置，包括：框架、平面電磁感應器、屏蔽罩、多組磁極，

所述框架包括上部框架和下部框架，上部框架和下部框架固定為一體；帶鋼從上部框架和下部框架之間穿過，并且上部框架中心線、下部框架中心線與帶鋼運行中心線重合；所述上部框架和安裝于上部框架上的部件構成了橫磁設備正面，所述下部框架和安裝于下部框架上的部件構成了橫磁設備反面；