[发明专利]一种横纵磁交替的感应加热系统及加热方法

说明书

本发明提供一种横纵磁交替的感应加热系统及加热方法，定义供板坯通过的通道为板坯通道，感应加热系统包括在板坯运行方向上间隔交替设置的第一感应加热单元、第二感应加热单元；第一感应加热单元包括K1个用于产生磁场方向垂直于板坯表面的横向磁场的第一感应器，从而对位于板坯通道上的板坯进行加热；第二感应加热单元包括K2个用于产生磁场方向平行于板坯表面的纵向磁场的第二感应器，从而对位于板坯通道上的板坯进行加热。采用本发明的横纵磁交替布置的加热系统能有效减少板坯边角部与表面的温度偏差。

技术领域

本发明属于钢铁轧制技术领域，具体说是一种横纵磁交替的感应加热系统及加热方法。

背景技术

在连铸连轧热处理工艺中，感应加热技术已经成为板材热处理工艺的首选技术。广泛应用于：精轧或初轧前入口温度控制，为不同规格的轧制提供温度基础；用于板坯边角部的局部加热，补充由于板坯宽厚比较大，边缘热量散失更严重造成的温度过低，以减少角部裂纹缺陷。

感应加热的原理是利用交流电的集肤效应，在铸坯表面产生涡流。从加热原理上主要分为横向和纵向磁通的两种加热方式。纵向磁通感应加热其磁通方向与金属板材表面平行。其优点是加热均匀，结构简单，缺点是加热效率低，电源工作频率高，电子元器件损耗大。横向磁通感应器产生的磁通方向与受热物件表面垂直，板坯内感应出的涡流平行于板材表面，在板材截面上涡流并不存在相互抵消的问题，所以加热效率高，能源利用率高。但横向磁通感应加热的缺点是加热不均匀，涡流容易在金属板材前端或边部聚集而过烧。

因此，在实际生产过程中，为达到板坯的轧制温度，而无角裂等质量缺陷。目前的处理工艺是，先安装一套边部或角部加热系统，提高边角部温度，防止角裂，如专利CN106938324A；另安装数套感应加热系统提高轧制温度，如：如中国专利CN105698525A和CN106793226A。在不同位置，使用不同多感应加热系统分别来控制边角部温度和轧制温度，不仅设备成本高，而且设备维护困难，及多系统配合使用难度大。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有板坯感应加热中加热均匀与加热效率无法兼顾的问题，提供一种横纵磁交替的感应加热系统及加热方法。

为解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，针对连铸连轧板坯的热处理技术，提出一种设备结构紧凑、操作简单的纵横磁交替的感应加热系统及工艺方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种横纵磁交替的感应加热系统，定义供板坯通过的通道为板坯通道，其特征在于，所述感应加热系统包括在板坯运行方向上间隔交替设置的第一感应加热单元、第二感应加热单元，在板坯运行方向上设置于最后方的感应加热单元为第一感应加热单元，所述第一感应加热单元、第二感应加热单元的数量分别为M1、M2，M1≥2，M2≥2；

每个第一感应加热单元包括K1个用于产生磁场方向垂直于板坯表面的横向磁场的第一感应器，从而对位于板坯通道上的板坯进行加热；

每个第二感应加热单元包括K2个用于产生磁场方向平行于板坯表面的纵向磁场的第二感应器，从而对位于板坯通道上的板坯进行加热。

本发明中，通过上述设置，第一感应器的横向磁通加热效率高、磁力线容易在边角部聚集，从而可以先大幅提高角部温度，弥补板坯在进入感应加热系统之前边角部的热量耗散，再采用纵向磁通的第二感应器，对铸坯整体进行均匀加热，再利用板坯自身的热传导进一步温度均匀。同样地，在板坯运行方向上第一感应加热单元、第二感应加热单元均间隔交替设置，从而可以达到板坯加热和均热的目的。

进一步的，每个第一感应器包括成对设置且分别位于板坯通道上方、下方的第一感应线圈、第二感应线圈，所述第一感应线圈的线圈平面、第二感应线圈的线圈平面相对设置，当第一感应线圈、第二感应线圈通入电流时，产生磁场方向垂直于板坯表面的横向磁场，从而对位于板坯通道上的板坯进行加热。