本實(shí)用新型屬于板帶連鑄連軋加熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種板帶連鑄連軋感應(yīng)加熱裝置，特別適用于薄鋼板的在線連續(xù)感應(yīng)加熱。

背景技術(shù)：

隨著科技的進(jìn)步，利用連鑄連軋工藝，實(shí)現(xiàn)特殊性能鋼板如焊接性能優(yōu)異的高強(qiáng)鋼、高層建筑用鋼和大型船舶用鋼等的生產(chǎn)，成為人們追求的目標(biāo)。然而，將連鑄坯軋制成不同形狀和規(guī)格的板帶，需要對連鑄坯進(jìn)行再次補(bǔ)熱，才能繼續(xù)加工軋制。而且，板帶在線快速加熱對板帶的材料組織轉(zhuǎn)變具有重要影響，對板帶的最終性能至關(guān)重要，因此，實(shí)現(xiàn)板帶的快速在線加熱是獲得高性能特殊板帶的關(guān)鍵技術(shù)之一。

實(shí)現(xiàn)工業(yè)化板帶在線感應(yīng)加熱過程中，目前的感應(yīng)加熱裝置存在三個(gè)問題：(1)同一臺(tái)感應(yīng)器無法根據(jù)板帶不同厚度與寬度等規(guī)格靈活調(diào)整，以獲得高加熱效率、均勻的溫度分布。而同一條連鑄連軋生產(chǎn)線，往往需要軋制不同規(guī)格的板帶。如日本專利JP2004074277A、JP2002226912A、JP2003082412A和中國專利CN200810196998，采用螺旋形線圈的感應(yīng)加熱設(shè)備，因無法調(diào)整線圈內(nèi)部的空間距離，就不適用不同板寬及板厚板帶的加熱。(2)被加熱后的板帶存在有端部過燒的問題，雖然目前有加熱裝置的感應(yīng)器采用橫向磁場設(shè)計(jì)，可根據(jù)鋼板厚度及生產(chǎn)突發(fā)狀況調(diào)整線圈間距，但存在加熱開始階段，在感應(yīng)器前后端附近板帶中感應(yīng)電流聚集并造成該處溫度過燒的問題。如專利US6498328B2及US5739506利用橫向磁場對單塊板帶進(jìn)行加熱，雖然線圈間距可調(diào)，但存在板帶前端附近感應(yīng)電流聚集并造成該處溫度過燒的問題。中國專利CN105698525A，希望通過同一感應(yīng)器內(nèi)不同前后線圈銅管所占的空間距離，來解決板帶前端附近過燒的問題，但卻忽視了最基本的原理：感應(yīng)器激發(fā)的磁力線是從鐵芯內(nèi)發(fā)散出來。改變線圈前后銅管的間距，無法解決板帶前端過燒的問題。(3)設(shè)備的安全穩(wěn)定性有待提高。連軋生產(chǎn)過程中，生成的氧化鐵皮堆積在鋼板上，加上板帶端部的翹曲、變形，容易在板帶通過感應(yīng)器時(shí)，與感應(yīng)器發(fā)生卡頓或撞擊，導(dǎo)致設(shè)備損壞或性能不穩(wěn)定，而影響整個(gè)生產(chǎn)線的節(jié)奏。專利CN105648203A，有考慮根據(jù)板帶厚度調(diào)節(jié)上部感應(yīng)器位置，但無具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，也沒有考慮不同板帶寬度的加熱情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種板帶連鑄連軋感應(yīng)加熱裝置，該裝置在前端板帶無過燒的情況下，能對不同規(guī)格板帶實(shí)現(xiàn)在線快速感應(yīng)加熱，能防止板帶變形和翹曲對平面感應(yīng)器的撞擊，增加了設(shè)備的安全可靠性，確保了生產(chǎn)節(jié)奏的穩(wěn)定。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所提供的板帶連鑄連軋感應(yīng)加熱裝置，包括間隔傳送托輥并排排列的多個(gè)感應(yīng)加熱器，所述每個(gè)感應(yīng)加熱器包括若干對沿板帶寬度方向并排布置的平面感應(yīng)器；所述每對平面感應(yīng)器由下層平面感應(yīng)器和上層平面感應(yīng)器組成；所述下層平面感應(yīng)器和上層平面感應(yīng)器對應(yīng)設(shè)置；板帶通過傳送托輥可以從上層平面感應(yīng)器和下層平面感應(yīng)器之間通過；饋給平面感應(yīng)器的激磁電流沿板帶寬度指向，借助平面感應(yīng)器激發(fā)的交變磁場滲透到板帶內(nèi)，由于磁場的交變特性在板帶內(nèi)感生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱對板帶實(shí)施在線感應(yīng)加熱，所述平面感應(yīng)器包括平面鐵芯，所述平面鐵芯上沿板材移動(dòng)方向間隔排列有多個(gè)齒部，在相鄰兩個(gè)齒部間形成齒槽，線圈繞制在所述鐵芯齒部上。

所述平面鐵芯上任意相鄰的線圈內(nèi)電流流動(dòng)方向相反，電流大小、相位和頻率相同。

所述上層平面感應(yīng)器和下層平面感應(yīng)器內(nèi)電流流動(dòng)方向、電流大小、相位和頻率均相同。

所述平面感應(yīng)器安裝在固定框架上，針對不同規(guī)格板帶的加熱要求，每對平面感應(yīng)器中的下層平面感應(yīng)器和上層平面感應(yīng)器均可通過固定框架上的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上下左右的在線快速調(diào)節(jié)。

在所述固定框架上還設(shè)有向板帶噴吹高壓氮?dú)鈱⒀趸F皮吹掃開的吹掃裝置。

所述平面鐵芯兩端的齒槽寬度是中間其它的齒槽寬度的2倍以上。

所述平面鐵芯由高導(dǎo)磁硅鋼片疊制而成。

所述線圈為0形線圈，由高電導(dǎo)率材料繞制而成，線圈個(gè)數(shù)為偶數(shù)，相鄰線圈間間隔一個(gè)齒部。

所述平面感應(yīng)器還包括防護(hù)板和外殼；所述平面鐵芯安裝于所述外殼內(nèi)；底面墊有防護(hù)板。

所述的平面感應(yīng)器防護(hù)板，由不導(dǎo)磁、不導(dǎo)電、耐高溫且隔熱的高強(qiáng)度復(fù)合材料制成。

本實(shí)用新型是一套適用于板帶鑄軋的感應(yīng)加熱裝置，上、下層平面感應(yīng)器分別安裝于板帶的上、下兩側(cè)，齒槽構(gòu)形平面鐵芯設(shè)計(jì)主要有四方面考慮：①縮短上、下層平面感應(yīng)器的激發(fā)磁場的磁路，利于降低激磁功率；②多齒槽構(gòu)形極大簡化鐵芯冷卻水路的設(shè)計(jì)，利于鐵芯散熱。因?yàn)橛糜谄矫娓袘?yīng)器的激勵(lì)電源是大電流、高電壓、高頻的電氣參數(shù)，由此簡化鐵芯渦流發(fā)熱處理的一大技術(shù)難題；以往的感應(yīng)器多采用單齒的結(jié)構(gòu)，在單齒上繞制多匝線圈，往往需要復(fù)雜的鐵芯冷卻水路結(jié)構(gòu)，才能保證鐵芯的冷卻效果。既增加了設(shè)備成本，又給設(shè)備維護(hù)及保養(yǎng)增加了難度。采用齒槽構(gòu)形平面鐵芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，恰好能解決這個(gè)問題。③利于消除傳送托輥內(nèi)的渦流，增加了傳送托輥的使用壽命。傳送托輥是承載板帶運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)設(shè)備，強(qiáng)度和硬度的要求較高，目前多采用不銹鋼制作。而不銹鋼的傳送托輥在感應(yīng)加熱裝置附近就存在渦流發(fā)熱嚴(yán)重，甚至打火的問題。采用齒槽構(gòu)形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使板帶內(nèi)產(chǎn)生的渦流環(huán)流個(gè)數(shù)為偶數(shù)，恰好在傳送托輥?zhàn)笥覂蓚?cè)由兩側(cè)平面感應(yīng)器的感應(yīng)電流大小相同，方向相反而抵消。確保傳送托輥內(nèi)基本無電流環(huán)流，增加了設(shè)備的安全可靠性，也避免由于渦流打火對操作工人的人身傷害。④齒槽構(gòu)形平面鐵芯前、后端的磁力線相對中心較稀，且磁力線均勻透過鐵芯齒內(nèi)發(fā)散出來，實(shí)現(xiàn)對鋼板均勻加熱，解決鋼板前端過燒的問題。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：

1)同一臺(tái)感應(yīng)加熱裝置能適用不同規(guī)格的厚度與寬度板帶的感應(yīng)加熱，提高了設(shè)備的適用性和利用率。

2)解決了板帶前端過燒的技術(shù)難題，避免為切除過燒板帶而造成材料浪費(fèi)。

3)增加了設(shè)備的安全可靠性。本裝置通過增加縱向和橫向移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置、吹掃裝置、齒槽構(gòu)形鐵芯的設(shè)計(jì)，增加了全套設(shè)備的便捷性和安全性能。

4)利于降低激磁功率。本裝置通過增加縱向和橫向移動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)對不同規(guī)格板帶最小空氣間距的加熱，降低了設(shè)備的激磁功率。

應(yīng)用基于齒槽構(gòu)形平面感應(yīng)器的板帶鑄軋感應(yīng)加熱裝置，既能實(shí)現(xiàn)板帶的高效快速連續(xù)加熱處理，得到高性能的板帶，又能靈活運(yùn)用于不同規(guī)格板帶的在線感應(yīng)加熱，提高了設(shè)備的利用率，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場競爭力，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的框架圖；

圖2為本實(shí)用新型中平面感應(yīng)器的分布示意圖；

圖3為本實(shí)用新型中成對平面感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型平面感應(yīng)器激發(fā)的磁力線分布圖；

其中：1-傳送托輥；2-感應(yīng)加熱器；3-板帶；4-下層平面感應(yīng)器；5-上層平面感應(yīng)器；6-外殼；7-平面鐵芯；71-齒部；72-齒槽；8-線圈；9-平面感應(yīng)器防護(hù)板；10-固定框架；11-支撐桿；12-豎直滑軌；13-橫向滑軌；14-感應(yīng)電流；15-橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；16-縱向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；17-滑塊；18-吹掃裝置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型所提供的板帶連鑄連軋感應(yīng)加熱裝置，包括間隔傳送托輥1并排排列的多個(gè)感應(yīng)加熱器2，所述每個(gè)感應(yīng)加熱器2包括兩對沿板帶3寬度方向并排布置的平面感應(yīng)器；所述寬度方向并排設(shè)置的兩對平面感應(yīng)器電流大小相同，方向相反，板帶內(nèi)兩個(gè)感應(yīng)電流環(huán)流中間部分能相互疊加，達(dá)到節(jié)能的目的；所述每對平面感應(yīng)器由下層平面感應(yīng)器4和上層平面感應(yīng)器5組成；所述下層平面感應(yīng)器4和上層平面感應(yīng)器5對應(yīng)設(shè)置；板帶3通過傳送托輥1可以從上層平面感應(yīng)器5和下層平面感應(yīng)器4之間通過；所述平面感應(yīng)器包括平面鐵芯7，所述平面鐵芯7上沿板帶3移動(dòng)方向間隔排列有多個(gè)齒部71，在相鄰兩個(gè)齒部71間形成齒槽72；線圈繞制在所述鐵芯齒部71上；線圈個(gè)數(shù)為偶數(shù)，相鄰線圈電流方向相反，電流大小、相位和頻率相同；饋給平面感應(yīng)器的激磁電流沿板帶3寬度指向，借助平面感應(yīng)器激發(fā)的交變磁場滲透到板帶3內(nèi)，由于磁場的交變特性在板帶3內(nèi)感生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱對板帶3實(shí)施在線感應(yīng)加熱，所述上層平面感應(yīng)器和下層平面感應(yīng)器內(nèi)流過的電流流動(dòng)方向、電流大小、相位和頻率相同。

如圖2所示，為保證設(shè)備的互換性，上層平面感應(yīng)器5、下層平面感應(yīng)器4的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一致，都由外殼6、平面鐵芯7、多組0形線圈8及平面感應(yīng)器防護(hù)板9組成；0形線圈8繞制在齒槽構(gòu)形平面鐵芯7齒部71上；所述外殼6底端設(shè)有平面感應(yīng)器防護(hù)板9，所述平面鐵芯7放置于所述平面感應(yīng)器防護(hù)板9上置于外殼6內(nèi)；所述的平面鐵芯7由高導(dǎo)磁硅鋼片疊制而成，所述的0形線圈8由高電導(dǎo)率材料通常由扁銅帶或銅管繞制而成，任意相鄰的兩0形線圈8間間隔有一個(gè)齒部，所述平面鐵芯7兩端的齒槽寬度是中間其它的齒槽寬度的2倍以上，所述平面感應(yīng)器防護(hù)板9由不導(dǎo)磁、不導(dǎo)電、耐高溫和隔熱的高強(qiáng)度材料制成。

如圖3所示，所述感應(yīng)加熱器固定安裝在方形的固定框架10上，針對不同規(guī)格板帶的加熱要求，每對平面感應(yīng)器中的下層平面感應(yīng)器4和上層平面感應(yīng)器5均可通過固定框架10上的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上下左右的在線快速調(diào)節(jié)，一臺(tái)感應(yīng)加熱器有四塊平面感應(yīng)器，兩塊上層平面感應(yīng)器，兩塊下層平面感應(yīng)器；兩層平面感應(yīng)器安裝在固定框架10上，分別置于板帶的上、下兩側(cè)；所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括對應(yīng)設(shè)有在固定框架10的上端和下端的支撐桿11，所述固定框架10的左端和右端垂直于板帶方向分別對應(yīng)設(shè)有豎直滑軌12，所述支撐桿11的兩端與所述豎直滑軌12滑動(dòng)連接，所述支撐桿11上沿板帶寬度方向開設(shè)有橫向滑軌13；所述上層平面感應(yīng)器5和下層平面感應(yīng)器4分別通過安裝在外殼6頂端的滑塊17與所述橫向滑軌13滑動(dòng)連接；所述固定框架10上設(shè)有驅(qū)動(dòng)所述上層平面感應(yīng)器5和下層平面感應(yīng)器4沿所述豎直滑軌12和橫向滑軌13移動(dòng)的橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15和縱向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)16。

上層平面感應(yīng)器5可通過縱向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)16，沿豎直滑軌12調(diào)節(jié)上層平面感應(yīng)器5與板帶3上表面的縱向距離；同理，下層平面感應(yīng)器4亦可通過縱向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)16，沿豎直滑軌12調(diào)節(jié)下層平面感應(yīng)器4與板帶3下表面間的縱向距離；板帶3未通過感應(yīng)器前，上、下感應(yīng)器的間距通過縱向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)拉大，當(dāng)板帶3前端通過感應(yīng)器后，調(diào)節(jié)縱向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)減少感應(yīng)器與板帶3間的距離，確保加熱效果；避免鋼板端部異常翹曲、變形而與平面感應(yīng)器發(fā)生卡頓或撞擊，導(dǎo)致感應(yīng)器設(shè)備的損壞或性能不穩(wěn)定而影響整個(gè)生產(chǎn)線的節(jié)奏。對不同寬度的板帶，可通過橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15調(diào)節(jié)平面感應(yīng)器在板帶寬度方向上的位置，確保不同寬度板帶3的加熱效果。一臺(tái)感應(yīng)加熱器設(shè)計(jì)有吹掃裝置18，吹掃裝置18間歇的向鋼板噴吹高壓氮?dú)鈱⒀趸F皮吹掃開，避免了氧化鐵皮堆積而造成平面感應(yīng)器發(fā)生卡頓的情況發(fā)生。

為避免板帶3內(nèi)的感應(yīng)電流14通過傳送托輥1而在傳送托輥1內(nèi)形成環(huán)流，傳送托輥1兩側(cè)的平面感應(yīng)器內(nèi)線圈電流方向相反，由于板帶內(nèi)感應(yīng)電流方向與線圈內(nèi)電流方向相反，即托輥兩側(cè)板帶內(nèi)的感應(yīng)電流14的環(huán)流方向也相反。

為防止板帶3前端過燒及大功率加熱器平面鐵芯7的冷卻問題，平面感應(yīng)器鐵芯11設(shè)計(jì)成多齒槽的結(jié)構(gòu)形式，圖4為具體平面感應(yīng)器的磁力線分布示意圖；由圖4可見，平面鐵芯7前、后端的磁力線相對中心較稀，且磁力線均勻穿透鐵芯齒內(nèi)發(fā)散出來，均勻?qū)Π鍘?進(jìn)行加熱。

本實(shí)用新型所述的實(shí)施例僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述，并非對本實(shí)用新型構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中工程技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。