[发明专利]感应加热装置及感应加热方法

说明书

技术领域

本发明涉及感应加热装置及感应加热方法。

背景技术

在钢板的制造等中，例如在退火炉、镀层的合金化炉、涂装钢板的干燥等各种地方进行钢板的加热。作为该钢板的加热方法，例如有气体加热、变压器感应加热等。例如，气体加热多在退火炉中使用，变压器感应加热可以在镀层前的加热中使用，但主要在镀层的合金化炉、涂装钢板的干燥等中使用。

另一方面，作为感应加热方法，大体上划分为电磁(solenoid)方式(轴向磁通加热)和横向(transverse)方式(横截磁通加热)等。电磁方式对钢板施加沿着钢板的长度方向的磁通而加热。横向方式对钢板施加沿着贯通钢板的方向的磁通而加热。横向方式的感应加热方法通常用于非磁性体材料的加热，在钢板的加热中主要使用电磁方式的感应加热方法。作为该电磁方式的感应加热方法，以往以来已知有例如专利文献1、2那样的方法。

专利文献1的感应加热方法按照在感应加热中使用的每个加热线圈设置串联可变电容器，使流过各加热线圈中的电流量相等。但是，在该方法中，如果将例如50kHz等的高频交流电压施加在加热线圈上，则串联可变电容器中的电容性电抗值减少，为了适当地控制电流量而需要更大电容的串联可变电容器。另一方面，在将钢板加热到例如居里点附近的高温区，或使加热速度上升的情况下，需要使大电流流过加热线圈、或提高施加电压的频率等，但在该专利文献1的感应加热方法中，因为上述理由而不能施加高频电压，需要使电流量上升。进行装置整体的设计以流过大电流是困难的，例如难以将钢板加热到高温区等。

另一方面，专利文献2的感应加热方法沿着钢板的长度方向设置两台以上的单匝线圈，使最后段的加热线圈的磁化力为最前段的1倍～10倍。根据该专利文献2的感应加热方法，能够将钢板加热到居里点附近的高温区，并且降低居里点附近的升温速度的下降。另外，在钢板的加热中，升温速度的下降例如使再结晶动作及界面控制等变得模糊，导致难以形成最佳的品质，所以专利文献2的感应加热方法降低了升温速度的下降。但是，专利文献2的感应加热方法在各加热线圈与电源之间插入可变电阻，并通过变更该可变电阻值，来控制各加热线圈的磁化力。因此，根据该专利文献2的感应加热方法，由于在可变电阻中产生焦耳热，所以能量损失(发热损失)较大。因此，虽然在较少的电流流过时没有问题，但由于在加热钢板的情况下例如流过4500A的大电流，所以耗费的能量损失变大，相应地必须使更大的电流流过加热线圈，希望进一步提高能量效率。此外，通过专利文献2的感应加热方法，也仅能够通过可变电阻的电阻值和流过加热线圈中的电流的频率来调节加热线圈的磁动势，所以难以完全使升温速度一定，还希望有能够进一步降低升温速度的下降的感应加热方法。

此外，在为了控制升温速度而控制最终加热温度的方法及调节升温速度的方法等其他方法中，也仅限于控制最终的加热速度及升温速度的平均值。另一方面，在以往的合金化熔融锌镀层钢板的制造工序中，合金化加热的加热炉的全长较长，例如为5～10m左右，在上述那样的控制平均值的加热方法中，即使不是居里点附近的高温区，也难以将从镀层浴温度到最终加热到达温度为止的升温速度保持为一定。为了严密地控制合金构造，将升温速度保持为一定是重要的，因此也希望有能够将升温速度保持为一定的感应加热方法。

专利文献1：日本特开2003-243137号公报

专利文献2：日本特开2005-206906号公报

专利文献3：日本特开2001-21270号公报

专利文献4：日本特开平11-257850号公报

发明内容

所以，本发明是鉴于上述问题而做出的，本发明的目的是在电磁方式的感应加热装置及感应加热方法中，在改善能量效率的同时，减少加热钢板的升温速度的变化。

为了解决上述问题，根据本发明的一个观点，提供一种感应加热装置，通过电磁方式将钢板连续加热，其特征在于，具有至少3个加热线圈，该至少3个加热线圈沿着上述钢板的长度方向配置，以使上述钢板通过内部；并且，对于各个上述加热线圈具备电感调节器，该电感调节器配置在将各个上述加热线圈与对该各个加热线圈施加电压的电源电连接的电气路径上，产生自感应，并且能够调节该自感应的自感；各个上述电感调节器配置成：至少在相邻的上述自感调节器之间发生相互感应。

另外，所谓加热线圈的个数，是指从1个电源电气性地并列分支的加热线圈的数量。