[发明专利]感应加热装置及感应加热装置的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料的感应加热装置，特别涉及对金属材料的边缘部进行加热的感应加热装置及感应加热装置的控制方法。

背景技术

通过用轧机对作为加热对象的加热至预定温度的被加热材料(例如，钢板等金属材料)进行处理，来生产所希望的板厚的产品。近年来，面对金属材料的两个边缘部的温度下降而为了使宽度方向温度实现均匀化，一般在生产线中设置对金属材料的两个边缘部进行加热的感应加热装置、例如C型边缘加热器。规定C型边缘加热器的C型电感的铁心和加热处理对象的金属材料的重合部分的尺寸(以下，称为“重叠量”)，设定配置于金属材料的两个边缘部的C型边缘加热器的位置，使得达到该规定的重叠量。

然而，由于在传送过程中金属材料偏移到某一侧、或加热炉的温度不均匀等，因此也有时金属材料的两个边缘部的温度状态不一定相同，不能对金属材料的两个边缘部进行均匀地升温。

另外，有时利用感应加热装置在金属材料中产生的涡流会产生感应电流，该感应电流对金属材料造成电弧瑕疵而产生电弧斑点。电弧斑点由两个边缘部产生的感应电流的不平衡而促使形成。

提出了以下一项技术，即，通过计算与配置于金属材料的两侧的C型电感以一对一进行配置的各逆变器的输出频率和输出电流，来对金属材料的两个边缘部进行均匀地加热。(例如，参照专利文献1。)在上述提出的技术中，作为均匀地对两个边缘部进行升温的方法，可调整输出功率、或调整C型边缘加热器的台车位置。

现有技术文献

[专利文献]

专利文献1：日本国专利特开平11-144853号公报

发明内容

然而，上述方法仅适用于将逆变器和C型电感以一对一的关系来构成的情况，而不适用于从一台逆变器来向多台C型电感进行供电的情况。为了减少电弧斑点，一般设置一台逆变器，使得向设置于金属材料的两侧的C型电感提供的功率均匀。另外，在上述方法中，监控逆变器的输出电流，而未监控流过C型电感的加热线圈的电感电流。若以控制C型电感的功率为目的，则不是需要检测逆变器的输出电流，而是需要直接检测流过C型电感的电感电流。

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供可将在加热处理对象的金属材料的两个边缘部的升温控制为预定值的感应加热装置及感应加热装置的控制方法。

根据本发明的一个实施方式，是提供一种感应加热装置，该感应加热装置包括：(1)第一C型电感及第二C型电感，上述第一C型电感对加热处理对象的金属材料的一侧的边缘部进行加热，上述第二C型电感对金属材料的另一侧的边缘部进行加热；(2)逆变器，上述逆变器向第一及第二C型电感供电；(3)电压监控装置，上述电压监控装置对逆变器的输出电压进行监控；(4)第一及第二电流监控装置，上述第一及第二电流监控装置对分别流过第一及第二C型电感的加热线圈的第一及第二电感电流进行监控；以及(5)控制装置，上述控制装置根据相同时刻的输出电压和第一及第二电感电流来算出第一及第二阻抗值，实时地控制第一及第二C型电感相对于金属材料的位置，使得金属材料在加热处理中的第一及第二阻抗值成为预定值。

根据本发明的其他的实施方式，是提供一种感应加热装置的控制方法，是具有第一及第二C型电感的感应加热装置的控制方法，包括：(1)利用第一C型电感对加热处理对象的金属材料的一侧的边缘部进行加热、并利用第二C型电感对金属材料的另一侧的边缘部进行加热的加热步骤；(2)对向第一及第二C型电感供电的逆变器的输出电压进行监控的步骤；(3)对在金属材料的加热处理中、分别流过第一及第二C型电感的加热线圈的第一及第二电感电流进行监控的步骤；以及(4)进行控制的步骤，该步骤根据相同时刻的输出电压和第一及第二电感电流来算出第一及第二阻抗值，实时地控制第一及第二C型电感相对于金属材料的位置，使得金属材料在加热处理中的第一及第二阻抗值成为预定值。

根据本发明，能够提供可将在加热处理对象的金属材料的两个边缘部的升温控制为预定值的感应加热装置及感应加热装置的控制方法。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的感应加热装置的构成的示意图。

图2是表示本发明的实施方式所涉及的感应加热装置的C型电感的构造的示意性剖面图。

图3是表示本发明的实施方式所涉及的感应加热装置中的信号流的示意图。

图4是用于说明本发明的实施方式所涉及的感应加热装置的C型电感的位置设定方法的示意图。

图5是表示重叠量修正函数的例子的曲线图。

图6是表示重叠量变化时的宽度方向升温分布的曲线图。