WO2024240800A1 - Induction heating device, operating method, production line, use of such an induction heating device, use of such an operating method, and use of such a production line - Google Patents
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Definitions
- Induction heating device operating method, production line, use of such an induction heating device, use of such an operating method and use of such a production line
- the invention relates to an induction heating device for heating a metallic product, in particular a semi-finished product and/or a preliminary product and/or an intermediate product and/or a product made of iron, steel and/or a non-ferrous metal material.
- the invention further relates to an operating method for operating an induction heating device for heating a metallic product, in particular a semi-finished product and/or a preliminary product and/or an intermediate product and/or a product made of iron, steel and/or a non-ferrous metal material.
- the invention also relates to a production line for the manufacture and/or processing of a metallic product, in particular a semi-finished product and/or a preliminary product and/or an intermediate product and/or a product made of iron, steel and/or a non-ferrous metal material.
- the invention also relates to a use of such an induction heating device.
- the invention also relates to a use of such an operating method.
- the invention also relates to a use of such a production line.
- Generic induction heating devices especially in connection with production lines for the manufacture and/or processing of semi-finished products and/or preliminary products and/or intermediate products and/or products made of iron, steel and/or non-ferrous metal materials, are known from the prior art.
- the known induction heating devices for heating metallic goods passing through are equipped with coils which are fixed relative to the metallic goods and/or in particular are adjustable vertically relative to a conveying direction of the metallic goods, wherein the metallic goods are guided past the respective coil in the machine direction of the induction heating device.
- the distance between the fixed coils and the metal goods is generally designed in such a way that even metal goods with the largest possible dimensions, seen transversely to the conveying plane of the respective induction heating device, do not collide with the fixed coils.
- this intended safety distance has the consequence that the electrical efficiency of the respective induction heating device is significantly reduced.
- induction heating devices have vertically opposite the conveying direction of the metallic goods.
- Such vertically adjustable coils are moved into a safety position, particularly in the case of metallic goods that are to be heated discontinuously, such as slabs, before the metallic goods reach the respective coil, in which position it is ensured that the metallic goods do not collide with the respective coil, regardless of the position and/or shape tolerances inherent in the metallic goods.
- the head area of the metallic goods in particular, for example as a result of previous manufacturing processes, etc., can exhibit critical shape deviations which can deviate considerably from the rest of the geometry of the metallic goods, for example due to previous primary and/or forming processes or similar.
- an additional safety distance is therefore set prophylactically with regard to the coil compared to the surface of the metallic item (safety position) until at least the head area of the metallic item has passed through the respective coil or its working area. Only after the head area of the metallic item has passed through the respective coil is the coil moved into its actual operating position.
- the disadvantage here is that the operating distance between the coil and the metallic item can fluctuate greatly, for example as a result of further, albeit smaller, unfavorable position and/or shape tolerances behind the head area of the metallic item, so that the magnetic field generated by the coil cannot constantly heat the metallic item homogeneously with the desired, in particular optimal, electrical efficiency.
- the initial shifting of the coil into the safety position almost always leads to a different, usually weaker, heating of the head area than in the middle area of the metallic material which adjoins the head area.
- the adjustable coils are regularly moved back to the safety position.
- the metal product is usually partially heated inhomogeneously and usually enters the production line with a slightly colder head or foot area. This can in turn result in the material in the head or foot area being of inferior quality compared to the middle area and a previously existing inhomogeneity not only remaining but being amplified, so that the material often has to be declared as scrap.
- generic production lines for producing and/or processing semi-finished products and/or preliminary products and/or intermediate products and/or products made of iron, steel and/or non-ferrous metal materials are also known from the prior art. These generally consist of several devices in which the preliminary product and/or the intermediate product and/or the product is each subjected to one or more process steps.
- the devices can be, for example, heating or cooling devices, transport devices, devices for shaping, cleaning devices, chemical treatment devices, surface coating devices, separating or joining devices, and combinations thereof.
- the process steps can be, for example, increasing or reducing the temperature, transport, forming, cleaning, chemical treatment, coating the surface, separating or joining, and combinations thereof.
- the invention is based on the object of providing an improvement or an alternative to the prior art. In particular, the invention is based on the object of advantageously increasing the output of good parts or good material on generic induction heating devices.
- the object of the invention is achieved according to a first aspect of the invention by an induction heating device for heating a metallic product, in particular a semi-finished product and/or a preliminary product and/or an intermediate product and/or a product made of iron, steel and/or a non-ferrous metal material, with
- an oscillating circuit for generating a magnetic field for heating the metallic material in particular a first oscillating circuit , the oscillating circuit having at least one coil , in particular a first coil , the coil being mounted so as to be displaceable in a vertical direction ,
- an adjusting device for adjusting a position of the coil, in particular a position of the first coil, along the vertical direction, in particular a first adjusting device, with
- a sensor device for detecting a geometric profile of the metallic material, in particular a first geometric profile, on a side of the metallic material corresponding to the coil, in particular for detecting a geometric profile of the metallic material relative to a reference plane, in particular relative to a reference plane of a conveying device for conveying the metallic material, wherein an effective range, in particular a first effective range, of the sensor device is arranged in front of the coil with respect to a conveying direction of the metallic material, and • a control device for controlling and/or regulating a vertical position of the coil, wherein the control device is data-connected to the sensor device, wherein the induction heating device is characterized in that the control device is designed to set, in particular continuously, a minimum distance, in particular a first minimum distance, between the metallic item and the coil along the metallic item, taking into account the geometric profile of the metallic item.
- a distance between the coil and the metallic item can be adjusted not only partially, but in the desired manner over the entire length of the metallic item, so that in particular shape and position tolerances over the entire length of the metallic item can be taken into account and advantageously compensated by means of a suitable displacement of the coil relative to the metallic item.
- the present induction heating device makes it possible to set a desired, in particular an optimal or minimum distance between the coil and the metallic item already in the head region of the metallic item, so that the metallic item can be heated as homogeneously as possible, in particular also at its end regions, more precisely at its head region and optionally also at its foot region, in particular with respect to the middle region.
- the induction heating device is inductively activated before or when the metallic material enters the induction heating device, in particular before or when it enters an effective region of the at least one coil.
- the coil can be optimally adjusted relative to the metallic material along its entire length, so that an optimal distance between the coil and the metallic material for an optimal electrical efficiency in the material can be set not only behind a possibly critically deformed head region.
- the oscillating circuit of the induction heating device in particular the coil thereof, can always be kept at an optimal distance from the metallic material, depending on the geometry of the metallic material, and this over the entire length of the metallic material.
- the coil follows the course of the surface geometry profile of the metallic material with a largely constant minimum distance, so that even in the event of disturbances to the geometry (critical shape and/or position deviations) of the metallic material, a minimum distance can be easily and reliably maintained, particularly within a roll pass.
- an induction heating device preset to a specific material thickness within the total length of the metallic material between a head-side face of the metallic material and a foot-side face of the metallic material to continuously react to unintentional shape and/or position changes of the metallic material, and in particular to be continuously adjusted so that the minimum distance can always be adjusted.
- the term "largely constant” takes into account the fact that the coil has a certain longitudinal extension, so that due to the design, when following an unfavourable geometric profile, such as a ski, a small inconsistent treatment zone can occur in the area of such a geometric profile, which can often be regarded as negligible.
- geometric profile describes a deviation in shape, in particular an irregular deviation in shape, such as a protrusion, a deformation, such as a wavy profile or the like. Such a deviation in shape can also occur in particular if the thickness of the metallic item is the same over its length or deviates only negligibly.
- the coil of the present induction heating device can be regulated or controlled in such a way that it can always be set or maintained at a desired or optimal distance from the metallic item, over the entire length of the metallic item.
- the induction heating device to be continuously adapted specifically to an irregular geometric profile, even if such an irregularity only occurs partially with respect to the total length of the metallic product.
- the position of the coil in particular the height in the vertical direction, can be continuously corrected relative to the metallic material in order to always be able to maintain the minimum distance in accordance with the invention.
- control device is designed so that the position of the induction heating device, in particular its coil, relative to the metallic material or a reference plane can be corrected depending on the geometric profile of the metallic material in order to always be able to maintain the minimum distance in the sense of the invention.
- total length in the sense of the invention does not only comprise a middle region between a head region and a foot region of the metallic item, but also includes this head or foot region from the head-side front surface to the foot-side front surface of the metallic item.
- Metallic goods within the meaning of the invention are understood to mean slabs, billets, preliminary strips, intermediate strips, wires, strips and the like which have a significantly increased length extension in comparison to the width and thickness extension.
- the present teaching also extends to metallic goods with an infinite longitudinal extension, in particular to metallic billets, slabs and/or strips, in particular to metallic billets, slabs and/or strips which are joined at the beginning of a production line to form an endless metallic strip and separated again at the end of a production line.
- total length refers, with any necessary modifications, to the length of a continuous heating process.
- minimum distance refers to an operating distance (in particular head and foot distance) between the respective coil and the metallic material to be treated, which can be kept largely constant in particular by means of volatile operating positions of the coil on the induction heating device or operating positions following position and/or shape tolerances.
- the distance between the coil and the metallic material influences the efficiency of the induction heating device.
- the minimum distance can be understood as a safety distance, which represents a compromise between an ideal efficiency of the induction heating device and the occurring shape and/or position tolerance of the metallic item.
- the minimum distance can enable an optimal efficiency of the induction heating device while at the same time ensuring relative safety of contact between the metallic item and the coil.
- the minimum distance can be understood as the distance which, taking into account all boundary conditions of the production process, enables an optimal efficiency of the induction heating device.
- the minimum distance can also be understood as “optimal distance” and/or referred to as such.
- the present induction heating device enables the coil to assume a variety of different operating positions in relation to the metallic material in order to constantly regulate a desired minimum distance and thus in order to achieve the most homogeneous heat input possible over as long a length as possible along the metallic material.
- an operating distance (head distance) in the head region and an operating distance in the adjoining middle region preferably differ from one another by less than 20%, preferably less than 15% and particularly preferably less than 10% or less than 5%.
- head region in this case refers to a front region of the metallic material as seen in the conveying direction.
- the size or length of such a head area can vary.
- the length of the head area can depend on the material thickness of the metallic item.
- the head region has a length of 100 mm or 150 mm or more measured from the front face of the metallic item.
- the size or length of the head region can also depend on the type of deformation, for example caused by a separation process on a strand of material.
- the head region can also have a ski deformation or the like.
- foot area refers to a rear area of the metallic material as seen in the conveying direction.
- the design may occur as before in the head region and may extend a length of 100 mm or 150 mm or more measured from a rear end face of the metallic item.
- a particularly homogeneous electrical efficiency can be achieved along the metallic material if the operating distances between the coil and the surface material side are identical along the metallic material.
- reference plane in the sense of the invention describes a working plane on the present induction heating device, along which the metallic material is moved past the respective coil. This working plane preferably extends in and along the machine direction of the present induction heating device and preferably also through a working region of the coil of the present induction heating device.
- the working plane of the present induction heating device coincides with a conveying plane of a transport path or a corresponding roller table of a suitably equipped production line.
- the reference level can be defined by such a support level.
- the conveying level can, for example, ultimately also be realized by a belt pull on a belt system, or something similar.
- the reference plane can also be set variably depending on the metallic item to be treated on the induction heating device.
- the reference plane can be positioned in the middle of the metallic item or at the lower edge of the metallic item.
- the reference plane can be used advantageously, for example, to convert absolute coordinates into relative coordinates.
- the reference plane can alternatively also start from a plane of the sensor device and/or a plane of the adjustment device and/or a plane of a coil and/or a plane depending on a relevant geometric parameter of the metallic material, in particular a thickness of the metallic material above a conveying plane of the metallic material, or the like, wherein preferably a conversion of absolute coordinates of a production line into relative coordinates of the production line can be carried out using the reference plane.
- an "induction heating device” is understood to mean a device which is designed for the inductive heating of a metallic item using electrical energy.
- Increasing the temperature of the preliminary product and/or the intermediate product and/or the product is often essential for many process steps and thus represents an essential process step in the treatment of the metallic goods.
- induction heating devices can be used, wherein the respective induction heating device can be used at different locations within a production line for the manufacture and/or processing of a metallic product or on a roller table of the production line.
- the present induction heating device can therefore achieve direct heating of the metallic material, since the heat is generated in the metallic material itself and does not have to be introduced from the outside via the surface of the metallic material by heat conduction, convection and/or radiation.
- the oscillating circuit is excited to oscillate, particularly in the medium frequency range.
- a mains voltage for example a single-phase or multi-phase alternating voltage
- the direct voltage is fed to an inverter, which excites the resonant circuit.
- the term "oscillating circuit" in the sense of the invention refers to a device for inductively heating a metallic item.
- the oscillating circuit comprises at least one coil and one capacitor device.
- At least a first oscillating circuit can be arranged above a metallic item to be heated or above a corresponding transport path or roller table along which the metallic item is transported.
- the oscillating circuit is also characterized by a working range or an electrical effective range in which the magnetic field can interact with the metallic material.
- such a first coil is an upper coil of the present induction heating device and is accordingly arranged above the working area or the metallic material to be heated.
- the present induction heating device can comprise at least a second oscillating circuit with at least one second coil, which are arranged below the working area or the metallic material to be heated and thus below the first oscillating circuit as well as below the relevant transport path or the roller table.
- a coil of the induction heating device may have less than one complete turn, one complete turn and/or more than one complete turn, in particular more than or equal to two turns, more than or equal to three turns or more than or equal to four turns.
- the part of the coil acting on the metallic material preferably has a meander-shaped, U-shaped or hairpin-shaped geometry.
- the respective coil is arranged on one side relative to the material to be heated and can also be adjusted or moved relative to the metallic material in order to be able to adjust the desired electrical efficiency more precisely to a desired, optimal level, especially via the distance to the metallic material.
- an electrical active connection between a metallic item and an alternating magnetic field can be brought about by longitudinal field induction and/or by transverse field induction.
- longitudinal field induction the magnetic field lines run essentially in the longitudinal direction of the metallic item.
- transverse field induction the magnetic field lines in the metallic item run essentially in a transverse direction of the metallic item, in particular in the thickness direction and/or in the width direction of the metallic item.
- metal good describes any product comprising an electrically conductive iron material, a steel material and/or a non-ferrous metal material.
- a metallic good can be understood to mean any semi-finished product and/or any preliminary product and/or any intermediate product and/or any product that is electrically conductive.
- the magnetic field lines can enter the sheet in the direction of the sheet's thickness and exit the sheet again in the direction of the sheet's thickness in the case of transverse field induction.
- energy supply device in the sense of the invention refers to a device which is designed to provide electrical energy for the operation of at least one resonant circuit, in particular with electrical current of suitable current intensity, suitable voltage and/or suitable frequency.
- the present energy supply device can be designed to provide electrical energy for a plurality of resonant circuits, in particular for at least two resonant circuits, three, four, five, six or more resonant circuits.
- an electrical connection between the energy supply device and one or more oscillating circuits of the present induction heating device can be designed in a variety of ways, for example in a known manner by means of suitable busbars or the like. However, wired electrical supply lines are also possible with a suitably selected connection structure.
- the capacitor device in question can also be designed in different ways.
- the capacitor device can be equipped with a single capacitor or with a large number of capacitors. In the latter variant, several capacitors can then preferably be connected in parallel to one another.
- the present induction heating device can comprise a single capacitor device which is electrically connected to a coil or alternatively to several coils.
- each coil is assigned exactly one capacitor device, whereby this capacitor device in turn can have a single capacitor or several, preferably parallel-connected capacitors.
- adjustment device describes a device by means of which the coil can be displaced relative to the metallic material or relative to a working area or effective range of the induction heating device as required.
- the respective coil is mounted so as to be height-adjustable relative to the metallic material, in particular relative to its thickness, wherein for such a height adjustment the coil is mounted so as to be displaceable transversely to the metallic material or preferably orthogonally to the metallic material or a transport path or conveyor path or a roller table, in particular is mounted so as to be linearly displaceable.
- the adjustment device can be equipped with one or more hydraulic cylinders or a rack and pinion drive or a toggle lever or the like for linear adjustment.
- the term "height adjustment” describes a transverse displacement of the respective coil independent of the spatial orientation of a transport route along which the metallic goods are transported.
- a coil for setting approximately a minimum distance in the vertical direction is mounted transversely to the machine direction.
- vertical in the sense of the invention describes a direction transverse to the machine direction, which points in the main conveying direction of the metallic material.
- the term “sensor device” describes a device for detecting a relative position of the metallic material, in particular a surface side of the metallic material, with respect to the induction heating device, in particular with respect to a coil of the induction heating device or a relative position in a working range of the induction heating device formulated by at least one coil.
- the sensor device can exactly determine a geometric profile of the metallic material, in particular an irregular geometric profile, even if the metallic material has a constant thickness.
- the sensor device can be implemented in different ways, for example optical, in particular laser-optical, acoustic, inductive, mechanically tactile or the like.
- a surface profile or a geometry profile can be determined by means of an imaging process, possibly even before the respective coil. Based on this determined surface profile or geometry profile, then the respective coil can be advantageously positioned relative to the metallic material in order to achieve an optimum electrical efficiency with respect to the metallic material.
- continuous scanning of the surface side can also be carried out, whereby a surface profile or geometric profile of the metallic material can be created particularly precisely, preferably in real time on or shortly before the respective coil.
- the present induction heating device ensures that, ideally, at any point on a long side of the metallic item and at any time, an advantageous distance between the coil and the metallic item can always be set in such a way that an optimum electrical efficiency can always be set on the metallic item.
- the sensor device can be arranged directly on the present induction heating device, for example on a frame part thereof, a housing part thereof or the like, and thus also be in contact with the coil.
- the sensor device can also be arranged in front of the coil as seen in the transport direction, whereby both options can be implemented here.
- the expression "effective range" with regard to the sensor device is to be understood according to the invention as an effective connection between the sensor device and the metallic material, wherein the effective range can describe the area of the metallic material which can be scanned and/or measured with the sensor device.
- geometric profile with regard to the metallic material describes, in the sense of the invention, the profile of the metallic material, whereby this term includes both deformations, such as a wave profile or the like, and minor defects directly on the surface of the metallic material, which can be detected by the sensor device described here.
- the term "geometry profile" can expressly include in particular a middle region of the metallic material, i.e. the region between a head region and a foot region of the metallic material.
- the geometry profile is not necessarily limited to a head region or a foot region of the metallic material, with the head region describing the incoming beginning and the foot region describing the outgoing end of the metallic material in relation to the coil.
- the setpoint value of the operating parameter relevant for the operating distance with regard to the metallic item is determined and/or can be made available to the control device in another way.
- This target value can preferably be the thickness of a slab, the thickness of a billet, the thickness of a metal strip or the like.
- this can be done by means of a suitably set up or arranged sensor device which is arranged in front of or upstream of the coil and/or whose effective range is arranged in front of or upstream of the coil, or cumulatively or alternatively also by means of process data from upstream machining processes.
- corresponding data on the target value can also come from production planning data.
- an advantageous positioning of the coil relative to a surface side of the metallic material can be achieved under an assumption of the target value of relevant geometric parameters of the metallic material, in particular relative to the thickness of the metallic material.
- the metallic item can be guided past a coil that is in an optimal position from the point of view of electrical efficiency.
- the coil position is adjusted in a suitable manner to enable collision-free passage of the section of material with the geometric deviation.
- the "corresponding side" of the metallic material is understood to mean that surface side of the metallic material which is directly opposite the respective sensor device or the respective coil. This means that the upper coil of the induction heating device is directly opposite the upper side of the metallic material and the lower coil of the induction heating device is correspondingly opposite the lower side of the metallic material.
- the induction heating device proposed here can also be used for heating metallic strips, in particular endless metallic strips.
- the sensor device can also determine a deviation of the relevant geometric parameter of the metallic material, which is used to adjust the coil.
- control device is further configured to set, in particular continuously, a minimum distance, in particular a first minimum distance, between the metallic material and the coil in a middle region between a head region and a foot region of the metallic material.
- an optimal distance setting of the coil in relation to the metallic material has been neglected to date.
- an advantageous distance can also be set in the middle area of the metallic material in order to always achieve an optimal electrical efficiency on the metallic material. This makes it possible to achieve particularly homogeneous heating along the entire length of the metallic material. This is all the more true if the sensor device operates continuously, since in this way any disturbance in the middle range with regard to the metallic material can be reliably detected and/or taken into account, in particular can be corrected or pre-controlled, in particular continuously, so that homogeneous heating can be ensured even more reliably in this range too.
- the metallic material can be heated even more advantageously, in particular heat treated more homogeneously, if the induction heating device additionally has:
- a second coil in particular a second coil of a second oscillating circuit for generating a magnetic field for heating the metallic material, wherein the second coil is mounted displaceably in the vertical direction, wherein the second coil can be supplied with electrical energy by the energy supply device,
- an adjusting device for adjusting a position of the second coil along the vertical direction in particular a second adjusting device
- a sensor device having a second effective area, which is arranged in front of the second coil with respect to a conveying direction of the metallic material in particular a second sensor device, in particular the second sensor device is arranged in front of the second coil with respect to the conveying direction of the metallic material, in particular the second sensor device is data-connected to the control device, for detecting a second geometric profile of the metallic material on a side of the metallic material corresponding to the second coil, in particular for detecting a second geometric profile of the metallic material relative to a reference plane, wherein the control device is set up to control and/or regulate a vertical position of the second coil, and wherein the control device is designed to set, in particular continuously, a second minimum distance between the metallic material and the second coil along the metallic material, in particular in the central region of the metallic material, taking into account the second geometric profile of the metallic material.
- the second adjustment device can be implemented as an independent device on the induction heating device, or alternatively this second adjustment device is a structural component of the first adjustment device.
- the situation is similar with regard to the second sensor device, which is either an independent device on the induction heating device or, alternatively, is designed as a structural component of the first sensor device.
- the second coil can preferably be arranged opposite the side of the metallic material corresponding to the first coil.
- the second geometry profile can also advantageously be related to the reference plane already described above.
- the present induction heating device can be operated with a particularly advantageous electrical efficiency if the minimum distance, in particular the first minimum distance and/or the second minimum distance, along the metallic material, in particular also in the middle region of the metallic material, is less than or equal to 50 mm, preferably less than or equal to 40 mm and particularly preferably less than or equal to 30 mm. If the minimum distance is less than or equal to 20 mm, preferably less than or equal to 15 mm and particularly preferably less than or equal to 10 mm, the induction heating device can be operated even more effectively. In this way, particularly efficient heating of the metallic material can be achieved, which is due, among other things, to the still small air gap between the coil and the metallic material.
- the minimum distance, in particular the first minimum distance and/or the second minimum distance, along the metallic item, in particular in the middle region of the metallic item is greater than 0 mm, preferably greater than or equal to 2 mm and particularly preferably greater than or equal to 5 mm. This ultimately makes it possible to ensure the safety of the induction heating device against collisions with the metallic item, whereby greater safety through a correspondingly larger minimum distance is always accompanied by a lower electrical efficiency.
- first minimum distance and the second minimum distance differ by less than or equal to 5 mm, preferably by less than or equal to 3 mm and particularly preferably by less than or equal to 1 mm, a particularly homogeneous heating of the metallic material can be achieved.
- first coil is designed to heat the metallic material by means of transverse field induction
- first coil and the second coil are designed to heat the metallic material by means of transverse field induction and/or longitudinal field induction.
- the induction heating device With a single first coil, which is arranged only on one side of the metallic material, the induction heating device can be built more compactly. However, only transverse field induction can be achieved in this case.
- both a transverse field induction and a longitudinal field induction or a mixed form can be achieved, for example by having the first coil and the second coil oscillate with a phase offset of 0° to 180° relative to each other. This can preferably be achieved via a phase shift of 180°.
- control device is designed to set a minimum head distance, in particular a first minimum head distance and/or a second minimum head distance, between the metallic material and a coil, in particular the first coil and/or the second coil, in the head region (of the metallic material).
- critical deformation deviations can also be caused by other deformation patterns, such as ski deformations in the head or foot area of the metallic item and/or wave deformations, particularly in the middle area of the metallic item.
- control device is designed to set a minimum foot distance, in particular a first minimum foot distance and/or a second minimum foot distance, between the metallic item and a coil, in particular the first coil and/or the second coil, in the foot region of the metallic item.
- the collision safety with regard to the present induction heating device can also be further improved if the minimum head distance, in particular the first minimum head distance and/or the second minimum head distance, in the head area and/or the minimum foot distance, in particular the first minimum foot distance and/or the second minimum foot distance in the foot region of the metallic material is greater by a factor of 1.1 than the minimum distance, in particular the first minimum distance and/or the second minimum distance, in the middle region of the metallic material, preferably by a factor of 1.2 and particularly preferably by a factor of 1.3.
- a factor selected in this way is particularly advantageous since larger geometric profile deviations are to be expected in the head region and the foot region in particular than in a middle region of the metallic material lying between them. This means that a higher production availability can be achieved.
- a further improved collision safety can be achieved with higher factor values, such as 1.4 or 1.5 or 1.75, which, however, comes at the expense of a uniformly achievable electrical efficiency along the metallic material.
- a more uniform, homogeneous heating of the metallic material can be favorably influenced if the head region comprises less than or equal to 15% of a longitudinal extension of the metallic material, preferably less than or equal to 10% and particularly preferably less than or equal to 7.5%.
- the head region comprises less than or equal to 12.5% of a longitudinal extent of the metallic material, preferably less than or equal to 5% and particularly preferably less than or equal to 2.5%.
- the foot region comprises less than or equal to 15 % of a longitudinal extent of the metallic material , preferably less than or equal to 10 % and particularly preferably less than or equal to 7.5 % .
- the situation is similar if the foot region comprises less than or equal to 12.5% of a longitudinal extension of the metallic material, preferably less than or equal to 5% and particularly preferably less than or equal to 2.5%.
- the object of the invention is also achieved according to a second aspect of the invention by an operating method for operating an induction heating device for heating a metallic product, in particular a semi-finished product and/or a preliminary product and/or an intermediate product and/or a product made of iron, steel and/or a non-ferrous metal material, by means of a coil, in particular by means of a first coil, in particular an induction heating device according to the first aspect of the invention, which has the following steps:
- the output of good parts or good material with regard to a metallic product inductively heat-treated by an induction heating device can be significantly improved, as has already been sufficiently described above.
- the minimum distance may also be equal to the optimal distance to achieve an optimal result from the point of view of electrical efficiency.
- the minimum distance from the metallic item, in particular from the head area or the foot area of the metallic item, is set before and/or during the entry of the metallic item, in particular its head area, into the coil. This ensures that the head area can also be supplied with optimum electrical efficiency.
- An advantageous method variant provides an operating method for operating an induction heating device for heating a metallic material, wherein the induction heating device has a second coil, in which the alternative operating method has the following steps:
- the metallic material can be heated even more advantageously, in particular it can be heat-treated even more homogeneously.
- both a transverse field induction and a longitudinal field induction can be carried out, for example by the first coil and the second coil oscillating with a phase offset to each other, in particular with a phase offset of 180 °.
- the object of the invention is also achieved according to a third aspect of the invention by an induction heating device for heating a metallic product, in particular a semi-finished product and/or a preliminary product and/or an intermediate product and/or a product made of iron, steel and/or a non-ferrous metal material,
- the induction heating device has an oscillating circuit for generating a magnetic field for heating the metallic material
- the resonant circuit comprises a capacitor device and a coil
- the induction heating device comprises a power supply device for supplying the oscillating circuit with electrical energy
- the induction heating device has an adjusting device for adjusting a position of the coil along the vertical direction
- the induction heating device has a sensor device for detecting a geometric profile of the metallic material
- the induction heating device has a control device for controlling and/or regulating a vertical position of the coil, wherein the control device is data-connected to the sensor device, wherein the control device is designed to control and/or regulating a vertical position of the coil,
- the object of the invention is furthermore achieved according to a fourth aspect of the invention by a production line for the manufacture and/or processing of a metallic good, in particular a semi-finished product and/or a preliminary product and/or an intermediate product and/or a product made of iron, Steel and/or a non-ferrous metal material, comprising the induction heating device according to the invention according to the first and/or the third aspect of the invention.
- metallic goods can be heat treated significantly more homogeneously, over the entire length of the respective metallic goods.
- the present production line may be provided with a processing device that mechanically processes the metallic goods, or with several processing devices that operate in the same or different ways.
- the metallic goods are transported along a transport route of the production line or a suitably equipped roller conveyor.
- the production line may also comprise further treatment or processing devices, such as separating devices, winding devices, separating devices or the like.
- the object of the invention is also achieved by using the induction heating device underlying the invention according to one of the features described here and/or the operating method described here, and/or the production line described here.
- the method described here can also be supplemented by further technical features explained here, in particular by features of the device, in order to advantageously further develop the method or to be able to represent or formulate method specifications even more precisely, in particular with regard to a continuous adjustment of the minimum distance between a coil and the metallic material, even when the thickness of the metallic material remains the same.
- Figure 1 schematically shows a first view of an induction heating device for heating a metallic material, in which the metallic material is shown before entering the induction heating device;
- Figure 2 schematically shows a further view of the induction heating device shown in Figure 1, in which the metallic material is shown as it passes through the induction heating device.
- the induction heating device 1 shown in Figures 1 and 2 for heating a metallic material 2 has two oscillating circuits 3 and 4 for generating a magnetic field (not shown) for heating the metallic material 2, each with a coil 6 and 7.
- the two oscillating circuits 3 and 4 are supplied with electrical energy by a suitable energy supply device 5 of the induction heating device 1.
- the first coil 6 is an upper coil (not numbered again), which is arranged above a reference plane 9, and the second coil 7 is a lower coil (not numbered again), which is accordingly arranged below the reference plane 9.
- the reference plane 9 is arranged between the two coils 6 and 7 and along this reference plane 9 the metallic material 2 is transported forward in the transport direction or conveying direction 10 through the induction heating device 1, i.e. from left to right according to Figures 1 and 2.
- the reference plane 9 is defined by the working plane (not numbered again) of the induction heating device 1, wherein the reference plane 9 can alternatively also be defined by a roller table plane (not shown) of a roller table, also not shown, or by a conveyor device (also not shown) for conveying the metallic material 2 of a production line 12, not illustrated in detail here.
- the reference plane 9 runs along the center line of the metallic item 2.
- the position of the reference plane 9 can also be located differently.
- the coils 6 and 7 are each independently displaceable in the vertical direction 14 and thus height-adjustable.
- the induction heating device 1 has adjustment devices 16 for adjusting the height of the coils 6 and 7.
- the metallic material 2 has a normal nominal thickness 2A and a discontinuous geometric profile 18 with shape deviations 19 in the head region 21 of the metallic material 2 on the one hand and with a further shape deviation 22 in the middle region 24 of the metallic material 2 on the other hand, which adjoins the head region 21.
- the induction heating device 1 also has sensor devices 26 which are placed in front of the respective coil 6 or 7 as seen in the transport direction 10.
- these sensor devices 26 can reliably detect the geometric profile 18 of the metallic material 2 on its surface side 28 and 30, even before the metallic material 2 enters the coil area of the coils 6 and 7 with its head region 21.
- the sensor devices 26 with their respective effective areas 32 and 33 can "scan" the corresponding surface sides 28 and 30 and in doing so can precisely record the geometric profile 18 of the metallic material 2 with all height differences 34.
- the induction heating device 1 has a control device 40 for controlling and/or regulating vertical positions of the coils 6 and 7, respectively, wherein the control device 40 is data-connected to the sensor device 26 in order to obtain data on the geometric profile 18 of the metallic material 2.
- the control device 40 is designed to set the smallest possible distance 42 between the metallic material 2 and the respective coil 6 or 7 along the metallic material 2, taking into account the geometric profile 18 of the metallic material 2.
- a particularly precise electrical efficiency with respect to the coils 6 and 7 can be realized if the coils 6 and 7 are continuously adjusted.
- the coils 6 and 7 are set using data on the target thickness 2A of the metallic material 2 with a minimum distance 42A from the surface sides 28 and 30 of the metallic material 2, respectively, before the metallic material 2 enters the coil area with its head side 21, so that the metallic material 2 can be inductively heated as effectively as possible on both sides.
- the coils 6 and 7 are already displaced vertically in the direction 44 away from the metallic material, i.e. radially outwards, depending on the detected geometric profile 18, in particular due to the shape deviations 19 in the head region 21, in order to be able to be adjusted with a minimum distance 42B with respect to the shape deviations 19.
- the induction heating device 1 thus achieves particularly homogeneous heating of the metallic item 2 over its entire length, whereby the base area of the metallic item 2 is not shown here.
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Abstract
Description
Induktionsheizvorrichtung , Betriebsverfahren , Produktionslinie , Verwendung einer derartigen Induktionsheizvorrichtung , Verwendung eines derartigen Betriebsverfahrens sowie Verwendung einer derartigen Produktionslinie Induction heating device, operating method, production line, use of such an induction heating device, use of such an operating method and use of such a production line
Die Erfindung betri f ft eine Induktionshei zvorrichtung zur Erwärmung eines metallischen Gutes , insbesondere eines Halbzeugs und/oder eines Vorprodukts und/oder eines Zwischenprodukts und/oder eines Produkts aus Eisen- , Stahl- und/oder einem Nichteisenmetall-Werkstof f . The invention relates to an induction heating device for heating a metallic product, in particular a semi-finished product and/or a preliminary product and/or an intermediate product and/or a product made of iron, steel and/or a non-ferrous metal material.
Die Erfindung betri f ft ferner ein Betriebsverfahren zum Betrieb einer Induktionshei zvorrichtung zur Erwärmung eines metallischen Gutes , insbesondere eines Halbzeugs und/oder eines Vorprodukts und/oder eines Zwischenprodukts und/oder eines Produkts aus Eisen- , Stahl- und/oder einem Nichteisenmetall-Werkstof f . The invention further relates to an operating method for operating an induction heating device for heating a metallic product, in particular a semi-finished product and/or a preliminary product and/or an intermediate product and/or a product made of iron, steel and/or a non-ferrous metal material.
Die Erfindung betri f ft ebenso noch eine Produktionslinie zur Herstellung und/oder Verarbeitung eines metallischen Gutes , insbesondere eines Halbzeugs und/oder eines Vorprodukts und/oder eines Zwischenprodukts und/oder eines Produkts aus Eisen- , Stahl- und/oder einem Nichteisenmetall-Werkstof f . The invention also relates to a production line for the manufacture and/or processing of a metallic product, in particular a semi-finished product and/or a preliminary product and/or an intermediate product and/or a product made of iron, steel and/or a non-ferrous metal material.
Die Erfindung betri f ft auch eine Verwendung einer solchen Induktionshei zvorrichtung . The invention also relates to a use of such an induction heating device.
Die Erfindung betri f ft außerdem eine Verwendung eines derartigen Betriebsverfahrens . Die Erfindung betri f ft zudem eine Verwendung einer derartigen Produktionslinie . The invention also relates to a use of such an operating method. The invention also relates to a use of such a production line.
Gattungsgemäße Induktionshei zvorrichtungen speziell im Zusammenhang mit Produktionslinien zur Herstellung und/oder Verarbeitung von Halbzeugen und/oder Vorprodukten und/oder Zwischenprodukten und/oder Produkten aus Eisen- , Stahl- und/oder Nichteisenmetall-Werkstof fen sind aus dem Stand der Technik bekannt . Generic induction heating devices, especially in connection with production lines for the manufacture and/or processing of semi-finished products and/or preliminary products and/or intermediate products and/or products made of iron, steel and/or non-ferrous metal materials, are known from the prior art.
Hierbei sind die bekannten Induktionshei zvorrichtungen zum Erwärmen von durchlaufenden metallischen Gütern mit gegenüber den metallischen Gütern feststehenden und/oder insbesondere vertikal zu einer Förderrichtung des metallischen Guts verstellbaren Spulen ausgerüstet , wobei die metallischen Güter in Maschinenrichtung der Induktionshei zvorrichtung an der j eweiligen Spule vorbeigeführt werden . In this case, the known induction heating devices for heating metallic goods passing through are equipped with coils which are fixed relative to the metallic goods and/or in particular are adjustable vertically relative to a conveying direction of the metallic goods, wherein the metallic goods are guided past the respective coil in the machine direction of the induction heating device.
Bei Induktionshei zvorrichtungen mit feststehenden Spulen ist der Abstand zwischen den feststehenden Spulen und den metallischen Gütern in der Regel so ausgelegt , dass selbst metallische Güter mit größtmöglichen Abmessungen, quer zu der Förderebene der j eweiligen Induktionshei zvorrichtung gesehen, nicht mit den feststehenden Spulen kollidieren . Das bedeutet , dass die Spulen immer in einem größtmöglichen Sicherheitsabstand von den metallischen Gütern beabstandet angeordnet sind, sodass ungewollte Beschädigungen vermieden werden können . Jedoch hat dieser vorgesehene Sicherheitsabstand zur Folge , dass der elektrische Wirkungsgrad der j eweiligen Induktionshei zvorrichtung erheblich herabgesetzt ist . In the case of induction heating devices with fixed coils, the distance between the fixed coils and the metal goods is generally designed in such a way that even metal goods with the largest possible dimensions, seen transversely to the conveying plane of the respective induction heating device, do not collide with the fixed coils. This means that the coils are always arranged at the greatest possible safety distance from the metal goods, so that unintentional damage can be avoided. However, this intended safety distance has the consequence that the electrical efficiency of the respective induction heating device is significantly reduced.
Um diesbezügliche Nachteile zu überwinden, besitzen andere Induktionshei zvorrichtungen vertikal gegenüber der Förderrichtung des metallischen Guts verstellbare Spulen . Derart vertikal verstellbare Spulen werden insbesondere bei diskontinuierlich zu erwärmenden metallischen Gütern wie Brammen, bevor das metallische Gut die j eweilige Spule erreicht , in eine Sicherheitsposition hinein verfahren, in welcher sichergestellt ist , dass das metallische Gut nicht mit der j eweiligen Spule kollidiert , unabhängig davon, welche Lage- und/oder Formtoleranzen dem metallischen Gut innewohnen . Oftmals verhält es sich nämlich so, dass insbesondere der Kopfbereich des metallischen Gutes , etwa in Folge von vorangegangenen Fertigungsprozessen usw . , kritische Form- Abweichungen aufweisen kann, welche insbesondere von der restlichen Geometrie des metallischen Gutes erheblich abweichen können, beispielsweise aufgrund von zuvor erfolgten ur- und/oder umformenden Prozessen oder ähnlichem . To overcome these disadvantages, other induction heating devices have vertically opposite the conveying direction of the metallic goods. Such vertically adjustable coils are moved into a safety position, particularly in the case of metallic goods that are to be heated discontinuously, such as slabs, before the metallic goods reach the respective coil, in which position it is ensured that the metallic goods do not collide with the respective coil, regardless of the position and/or shape tolerances inherent in the metallic goods. It is often the case that the head area of the metallic goods in particular, for example as a result of previous manufacturing processes, etc., can exhibit critical shape deviations which can deviate considerably from the rest of the geometry of the metallic goods, for example due to previous primary and/or forming processes or similar.
Insofern wird an Induktionshei zvorrichtungen mit verstellbaren Spulen prophylaktisch ein zusätzlicher Sicherheitsabstand hinsichtlich der Spule gegenüber der Oberflächenseite des metallischen Gutes eingestellt ( Sicherheitsposition) , bis zumindest der Kopfbereich des metallischen Gutes die j eweilige Spule bzw . den Arbeitsbereich hiervon durchlaufen hat . Erst nachdem der Kopfbereich des metallischen Gutes die j eweilige Spule passiert hat , wird die Spule einmal in ihre eigentliche Betriebsposition verlagert . Nachteilig hierbei ist es , dass der Betriebsabstand zwischen Spule und metallischen Gut stark schwanken kann, etwa in Folge von weiteren, wenn auch geringeren unvorteilhaften Lage- und/oder Formtoleranzen hinter dem Kopfbereich des metallischen Gutes , sodass das von der Spule erzeugte Magnetfeld das metallische Gut nicht stetig mit einem gewünschten, insbesondere optimalen, elektrischen Wirkungsgrad homogen erwärmen kann . In induction heating devices with adjustable coils, an additional safety distance is therefore set prophylactically with regard to the coil compared to the surface of the metallic item (safety position) until at least the head area of the metallic item has passed through the respective coil or its working area. Only after the head area of the metallic item has passed through the respective coil is the coil moved into its actual operating position. The disadvantage here is that the operating distance between the coil and the metallic item can fluctuate greatly, for example as a result of further, albeit smaller, unfavorable position and/or shape tolerances behind the head area of the metallic item, so that the magnetic field generated by the coil cannot constantly heat the metallic item homogeneously with the desired, in particular optimal, electrical efficiency.
Speziell das anfängliche Verschieben der Spule in die Sicher- heitsposition hinein führt fast immer zu einer anderen, mei st schwächeren, Erwärmung des Kopfbereichs als im mittleren Bereich des metallischen Gutes , der sich an dem Kopfbereich anschließt . Gleiches tri f ft auch auf den Fußbereich des metallischen Gutes zu, welcher sich wiederum dem mittleren Bereich des metalli schen Gutes anschließt . Auch hier werden die verstellbaren Spulen regelmäßig wieder in die Sicherheitsposition verfahren . In particular, the initial shifting of the coil into the safety position almost always leads to a different, usually weaker, heating of the head area than in the middle area of the metallic material which adjoins the head area. The same applies to the foot area of the metallic goods, which in turn is connected to the middle area of the metallic goods. Here, too, the adjustable coils are regularly moved back to the safety position.
Somit ist das metallische Gut meist partiell inhomogen erwärmt , welches üblicherweise bereits mit einem etwas kälteren Kopfbereich beziehungsweise Fußbereich in die Produktionslinie einläuft . Das kann wiederum zur Folge haben, dass das Material des Kopfbereichs bzw . des Fußbereichs minderwertig gegenüber dem mittleren Bereich ist , und eine vorher bestehende Inhomogenität nicht nur bestehen bleibt , sondern verstärkt wird, sodass das Material viel fach als Ausschuss deklariert werden muss . This means that the metal product is usually partially heated inhomogeneously and usually enters the production line with a slightly colder head or foot area. This can in turn result in the material in the head or foot area being of inferior quality compared to the middle area and a previously existing inhomogeneity not only remaining but being amplified, so that the material often has to be declared as scrap.
Ferner sind gattungsgemäße Produktionslinien zur Herstellung und/oder Verarbeitung von Halbzeugen und/oder Vorprodukten und/oder Zwischenprodukten und/oder Produkten aus Eisen- , Stahl- und/oder Nichteisenmetall-Werkstof fen ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt . In der Regel bestehen diese aus mehreren Vorrichtungen, in denen das Vorprodukt und/oder das Zwischenprodukt und/oder das Produkt j eweils einem oder mehreren Verfahrensschritten unterzogen wird . Die Vorrichtungen können beispielsweise Behei zungs- oder Kühlvorrichtungen, Transportvorrichtungen, Vorrichtungen zur Formgebung, Reinigungsvorrichtungen, chemische Behandlungsvorrichtungen, Oberflächenbeschichtungsvorrichtungen, Trenn- oder Fügevorrichtungen sowie Kombinationen hieraus sein . Die Verfahrensschritte können beispielsweise die Temperaturerhöhung oder Temperaturverringerung, der Transport , die Umformung, die Reinigung, die chemische Behandlung, die Beschichtung der Oberfläche , Trennen oder Fügen sowie Kombinationen hieraus sein . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen . Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde , die Ausbringleistung von Gutteilen bzw . Gutmaterial an gattungsgemäßen Induktionshei zvorrichtungen vorteilhaft zu erhöhen . Furthermore, generic production lines for producing and/or processing semi-finished products and/or preliminary products and/or intermediate products and/or products made of iron, steel and/or non-ferrous metal materials are also known from the prior art. These generally consist of several devices in which the preliminary product and/or the intermediate product and/or the product is each subjected to one or more process steps. The devices can be, for example, heating or cooling devices, transport devices, devices for shaping, cleaning devices, chemical treatment devices, surface coating devices, separating or joining devices, and combinations thereof. The process steps can be, for example, increasing or reducing the temperature, transport, forming, cleaning, chemical treatment, coating the surface, separating or joining, and combinations thereof. The invention is based on the object of providing an improvement or an alternative to the prior art. In particular, the invention is based on the object of advantageously increasing the output of good parts or good material on generic induction heating devices.
Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung von einer Induktionshei zvorrichtung zur Erwärmung eines metallischen Gutes , insbesondere eines Halbzeugs und/oder eines Vorprodukts und/oder eines Zwischenprodukts und/oder eines Produkts aus Eisen- , Stahl- und/oder einem Nichteisenmetall- Werkstof f , mit The object of the invention is achieved according to a first aspect of the invention by an induction heating device for heating a metallic product, in particular a semi-finished product and/or a preliminary product and/or an intermediate product and/or a product made of iron, steel and/or a non-ferrous metal material, with
• einem Schwingreis zur Erzeugung eines Magnetfeldes zur Erwärmung des metallischen Gutes , insbesondere einen ersten Schwingkreis , wobei der Schwingkreis zumindest eine Spule aufweist , insbesondere eine erste Spule , wobei die Spule in einer vertikalen Richtung verschiebbar gelagert ist , • an oscillating circuit for generating a magnetic field for heating the metallic material , in particular a first oscillating circuit , the oscillating circuit having at least one coil , in particular a first coil , the coil being mounted so as to be displaceable in a vertical direction ,
• einer Energieversorgungseinrichtung zur Versorgung des Schwingkreises mit elektrischer Energie , • a power supply device for supplying the resonant circuit with electrical energy,
• einer Verstelleinrichtung zur Verstel lung einer Lage der Spule , insbesondere einer Lage der ersten Spule , entlang der vertikalen Richtung, insbesondere eine erste Verstelleinrichtung, mit • an adjusting device for adjusting a position of the coil, in particular a position of the first coil, along the vertical direction, in particular a first adjusting device, with
• einer Sensoreinrichtung zur Erfas sung eines Geometrieprofils des metallischen Gutes , insbesondere eines ersten Geometrieprofils , an einer mit der Spule korrespondierenden Seite des metallischen Gutes insbesondere zur Erfassung eines Geometrieprofils des metallischen Gutes gegenüber einer Referenzebene , insbesondere gegenüber einer Referenzebene einer Fördereinrichtung zur Förderung des metalli schen Gutes , wobei ein Wirkbereich, insbesondere ein erster Wirkbereich, der Sensoreinrichtung bezogen auf eine Förderrichtung des metallischen Gutes vor der Spule angeordnet ist , und • einer Steuereinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer vertikalen Lage der Spule , wobei die Steuereinrichtung mit der Sensoreinrichtung datenverbunden ist , gelöst , wobei sich die Induktionshei zvorrichtung dadurch auszeichnet , dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist , entlang des metallischen Gutes unter Berücksichtigung des Geometrieprofils des metallischen Gutes einen minimalen Abstand, insbesondere einen ersten minimalen Abstand, zwischen dem metallischen Gut und der Spule einzustellen, insbesondere kontinuierlich einzustellen . • a sensor device for detecting a geometric profile of the metallic material, in particular a first geometric profile, on a side of the metallic material corresponding to the coil, in particular for detecting a geometric profile of the metallic material relative to a reference plane, in particular relative to a reference plane of a conveying device for conveying the metallic material, wherein an effective range, in particular a first effective range, of the sensor device is arranged in front of the coil with respect to a conveying direction of the metallic material, and • a control device for controlling and/or regulating a vertical position of the coil, wherein the control device is data-connected to the sensor device, wherein the induction heating device is characterized in that the control device is designed to set, in particular continuously, a minimum distance, in particular a first minimum distance, between the metallic item and the coil along the metallic item, taking into account the geometric profile of the metallic item.
Mittels der vorliegenden Induktionshei zvorrichtung kann ein Abstand zwischen der Spule und dem metallischen Gut nicht nur partiell eingestellt werden, sondern in gewünschter Weise über die gesamte Länge des metallischen Gutes , sodass insbesondere Form- und Lagetoleranzen über die gesamte Länge des metalli schen Gutes berücksichtigt und mittels geeigneter Verschiebung der Spule gegenüber dem metallischen Gut vorteilhaft ausgeglichen werden können . By means of the present induction heating device, a distance between the coil and the metallic item can be adjusted not only partially, but in the desired manner over the entire length of the metallic item, so that in particular shape and position tolerances over the entire length of the metallic item can be taken into account and advantageously compensated by means of a suitable displacement of the coil relative to the metallic item.
Vorteilhafterweise gelingt es durch die vorliegende Induktionshei zvorrichtung insofern, bereits im Kopfbereich des metallischen Gutes einen gewünschten, insbesondere einen optimalen bzw . minimalen Abstand, zwischen der Spule und dem metallischen Gut einzustellen, sodass das metallische Gut insbesondere auch an seinen Endbereichen, genauer gesagt an seinem Kopfbereich und gegebenenfalls auch seinem Fußbereich möglichst homogen erwärmt werden kann, insbesondere in Bezug auf den mittleren Bereich . Advantageously, the present induction heating device makes it possible to set a desired, in particular an optimal or minimum distance between the coil and the metallic item already in the head region of the metallic item, so that the metallic item can be heated as homogeneously as possible, in particular also at its end regions, more precisely at its head region and optionally also at its foot region, in particular with respect to the middle region.
Vorzugsweise ist die Induktionshei zvorrichtung vorliegend bereits vor oder mit dem Einlaufen des metallischen Gutes in die Induktionshei zvorrichtung hinein, insbesondere vor oder mit dem Einlaufen in einen Wirkbereich der wenigstens einen Spule , induktiv aktiviert ist . Idealerweise kann die Spule gegenüber dem metallischen Gut entlang seiner gesamten Länge optimal eingestellt werden, sodass ein optimaler Abstand zwischen der Spule und dem metalli schen Gut für einen optimalen elektri schen Wirkungsgrad in dem Gut nicht erst hinter einem gegebenenfalls kritisch deformierten Kopfbereich einstellbar ist . Preferably, the induction heating device is inductively activated before or when the metallic material enters the induction heating device, in particular before or when it enters an effective region of the at least one coil. Ideally, the coil can be optimally adjusted relative to the metallic material along its entire length, so that an optimal distance between the coil and the metallic material for an optimal electrical efficiency in the material can be set not only behind a possibly critically deformed head region.
Hierdurch gelingt es , das s das metalli sche Gut möglichst über seiner gesamten Länge mit einem gleichmäßigen Wärmeeintrag beaufschlagt werden kann, wodurch sich die Menge an Material-Aus- schuss signi fikant reduzieren lässt . This makes it possible to apply heat to the metallic material as evenly as possible over its entire length, which significantly reduces the amount of material waste.
Mit anderen Worten bedeutet dies , dass hinsichtlich des die Induktionshei zvorrichtung durchlaufenden Gutes der Schwingkreis der Induktionshei zvorrichtung, im Speziellen die Spule hiervon, in Abhängigkeit von der Geometrie des metallischen Gutes stets in einem optimalen Abstand zu dem metallischen Gut gehalten werden kann, und zwar über die gesamte Länge des metallischen Gutes . In other words, this means that with regard to the material passing through the induction heating device, the oscillating circuit of the induction heating device, in particular the coil thereof, can always be kept at an optimal distance from the metallic material, depending on the geometry of the metallic material, and this over the entire length of the metallic material.
In anderen Worten, die Spule folgt dem Verlauf des Oberflächengeometrieprofils des metallischen Gutes bei weitgehend konstantem minimalem Abstand, sodass selbst bei Störungen bzgl . der Geometrie ( kritische Form- und/oder Lageabweichungen) des metallischen Gutes ein minimaler Abstand gut und betriebssicher eingehalten werden kann, insbesondere innerhalb eines Wal zenstichs . Hierdurch ist es möglich, dass eine auf eine bestimmte Gutdicke voreingestellte Induktionshei zvorrichtung innerhalb der Gesamtlänge des metallischen Gutes zwischen einer kopfseitigen Stirnfläche des metalli schen Gutes und einer fußseitigen Stirnfläche des metallischen Gutes auf unbeabsichtigte Form- und/oder Lageränderungen des metallischen Gutes kontinuierlich reagieren kann, insbesondere kontinuierlich nachgeregelt werden kann, sodass stets der minimale Abstand eingeregelt werden kann . Der Begri f f „weitgehend konstant" trägt hierbei dem Umstand Rechnung, dass die Spule eine gewisse Längserstreckung aufweist , sodass bauartbedingt beim Nachfahren eines ungünstigen Geometrieprofils , wie etwa einem Ski , im Bereich eines solchen Geometrieprofils eine kleinere inkonstante Behandlungs zone kommen kann, welche oftmals aber als vernachlässigbar angesehen werden kann . In other words, the coil follows the course of the surface geometry profile of the metallic material with a largely constant minimum distance, so that even in the event of disturbances to the geometry (critical shape and/or position deviations) of the metallic material, a minimum distance can be easily and reliably maintained, particularly within a roll pass. This makes it possible for an induction heating device preset to a specific material thickness within the total length of the metallic material between a head-side face of the metallic material and a foot-side face of the metallic material to continuously react to unintentional shape and/or position changes of the metallic material, and in particular to be continuously adjusted so that the minimum distance can always be adjusted. The term "largely constant" takes into account the fact that the coil has a certain longitudinal extension, so that due to the design, when following an unfavourable geometric profile, such as a ski, a small inconsistent treatment zone can occur in the area of such a geometric profile, which can often be regarded as negligible.
Der Begri f f „Geometrieprofil" beschreibt hierbei eine Formabweichung, insbesondere eine unregelmäßig Formabweichung, wie insbesondere eine Erhebung, eine Verformung, wie etwa ein welliges Profil oder dergleichen . Eine derartige Formabweichung kann hierbei speziell auch dann vorliegen, wenn die Dicke des metallischen Gutes über seine Länge gesehen gleich ist oder nur vernachlässigbar gering abweicht . The term "geometric profile" describes a deviation in shape, in particular an irregular deviation in shape, such as a protrusion, a deformation, such as a wavy profile or the like. Such a deviation in shape can also occur in particular if the thickness of the metallic item is the same over its length or deviates only negligibly.
Dadurch ist die Spule der vorliegenden Induktionshei zvorrichtung derart regelbar bzw . steuerbar, dass sie gegenüber dem metallischen Gut stets in einem gewünschten bzw . optimalen Abstand einstellbar bzw . haltbar ist , und zwar über die gesamte Länge des metallischen Gutes . As a result, the coil of the present induction heating device can be regulated or controlled in such a way that it can always be set or maintained at a desired or optimal distance from the metallic item, over the entire length of the metallic item.
Hierdurch kann die Induktionsheizvorrichtung speziell an ein unregelmäßiges Geometrieprofil kontinuierlich angepasst werden, selbst wenn eine diesbezügliche Unregelmäßigkeit nur partiell hinsichtlich der Gesamtlänge des metallischen Gutes auf tritt . This allows the induction heating device to be continuously adapted specifically to an irregular geometric profile, even if such an irregularity only occurs partially with respect to the total length of the metallic product.
Somit kann die Lage der Spule , insbesondere die Höhenlage in vertikaler Richtung, gegenüber dem metallischen Gut kontinuierlich korrigiert werden, um im Sinne der Erfindung stets den minimalen Abstand beibehalten zu können . Thus, the position of the coil, in particular the height in the vertical direction, can be continuously corrected relative to the metallic material in order to always be able to maintain the minimum distance in accordance with the invention.
Insofern kann vorliegend eine kontinuierliche Korrektur der Lage der Induktionshei zvorrichtung gegenüber dem metallischen Gut in Abhängigkeit von dem Geometrieprofil des metallischen Gutes vorgenommen werden, um im Sinne der Erfindung stets den minimalen Abstand beibehalten zu können . In this respect, a continuous correction of the position of the induction heating device relative to the metallic material in Depending on the geometric profile of the metallic item, in order to always be able to maintain the minimum distance in accordance with the invention.
In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft , wenn die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist , dass die Lage der Induktionshei zvorrichtung, insbesondere deren Spule , gegenüber dem metallischen Gut bzw . einer Referenzebne in Abhängigkeit von dem Geometrieprofil des metallischen Gutes korrigierbar ist , um im Sinne der Erfindung stets den minimalen Abstand beibehalten zu können . In this context, it is also advantageous if the control device is designed so that the position of the induction heating device, in particular its coil, relative to the metallic material or a reference plane can be corrected depending on the geometric profile of the metallic material in order to always be able to maintain the minimum distance in the sense of the invention.
Der Begri f f „gesamte Länge" umfasst im Sinne der Erfindung nicht nur einen mittleren Bereich zwischen einem Kopfbereich und einem Fußbereich des metallischen Gutes , sondern schließt diesen Kopf- bzw . Fußbereich von der kopfseitigen Stirnfläche bis zur fußseitigen Stirnfläche des metallischen Gutes mit ein . The term "total length" in the sense of the invention does not only comprise a middle region between a head region and a foot region of the metallic item, but also includes this head or foot region from the head-side front surface to the foot-side front surface of the metallic item.
Unter metallischen Gütern im Sinne der Erfindung verstehen sich Brammen, Knüppel , Vorbänder, Zwischenbänder, Drähte , Bänder und dergleichen, welche eine deutlich erhöhte Längenerstreckung im Vergleich zur Breiten- und Dickenerstreckung aufweisen . Metallic goods within the meaning of the invention are understood to mean slabs, billets, preliminary strips, intermediate strips, wires, strips and the like which have a significantly increased length extension in comparison to the width and thickness extension.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich die vorliegende Lehre auch auf metalli sche Güter mit einer unendlichen Längserstreckung erstreckt , insbesondere auf metallische Knüppel , Brammen und/oder Bänder, insbesondere auf metallische Knüppel , Brammen und/ oder Bänder, welche am Anfang einer Produktionslinie zu einem endlosen metallischen Band gefügt und am Ende einer Produktionslinie wieder aufgetrennt werden . In diesem Zusammenhang bezieht sich der Begri f f „gesamte Länge" mit den etwaigen notwendigen Änderungen auf die Länge eines kontinuierlichen Erwärmungsprozesses . Im Sinne der Erfindung bezeichnet die Begri f f lichkeit „minimaler Abstand" einen Betriebsabstand ( insbesondere Kopf- und Fußabstand) zwischen der j eweiligen Spule und dem zu behandelnden metallischen Gut , welcher insbesondere mittels volatilen Betriebspositionen der Spule an der Induktionshei zvorrichtung bzw . Lage- und/oder Formtoleranzen folgenden Betriebspositionen so weitgehend konstant gehalten werden kann . It should be expressly pointed out that the present teaching also extends to metallic goods with an infinite longitudinal extension, in particular to metallic billets, slabs and/or strips, in particular to metallic billets, slabs and/or strips which are joined at the beginning of a production line to form an endless metallic strip and separated again at the end of a production line. In this context, the term "total length" refers, with any necessary modifications, to the length of a continuous heating process. In the sense of the invention, the term "minimum distance" refers to an operating distance (in particular head and foot distance) between the respective coil and the metallic material to be treated, which can be kept largely constant in particular by means of volatile operating positions of the coil on the induction heating device or operating positions following position and/or shape tolerances.
Der Abstand zwischen der Spule und dem metallischen Gut beeinflusst den Wirkungsgrad der Induktionshei zvorrichtung . The distance between the coil and the metallic material influences the efficiency of the induction heating device.
Da Formtoleranzen eines metallischen Gutes und/oder Lagetoleranzen eines metallischen Gutes gegenüber der Spule im Produktionsbetrieb auftreten können, kann der minimale Abstand als Sicherheitsabstand verstanden werden, welcher einen Kompromiss zwischen einem idealen Wirkungsgrad der Induktionshei zvorrichtung und der auf tretenden Form und/oder Lagetoleranz des metallischen Guts darstellt . Mit anderen Worten kann der minimale Abstand einen optimalen Wirkungsgrad der Induktionshei zvorrichtung bei gleichzeitiger relativer Sicherheit einer Kontaktierung zwischen metallischem Gut und der Spule ermöglichen . Since shape tolerances of a metallic item and/or position tolerances of a metallic item relative to the coil can occur during production, the minimum distance can be understood as a safety distance, which represents a compromise between an ideal efficiency of the induction heating device and the occurring shape and/or position tolerance of the metallic item. In other words, the minimum distance can enable an optimal efficiency of the induction heating device while at the same time ensuring relative safety of contact between the metallic item and the coil.
Vorzugsweise kann der minimale Abstand als der Abstand verstanden werden, welcher unter Berücksichtigung aller Randbedingungen des Produktionsprozesses einen optimalen Wirkungsgrad der Induktionshei zvorrichtung ermöglicht . Somit kann der minimale Abstand auch als „optimaler Abstand" verstanden werden und/oder als solcher bezeichnet werden . Preferably, the minimum distance can be understood as the distance which, taking into account all boundary conditions of the production process, enables an optimal efficiency of the induction heating device. Thus, the minimum distance can also be understood as "optimal distance" and/or referred to as such.
Insofern ermöglicht die vorliegende Induktionshei zvorrichtung der Spule gegenüber dem metalli schen Gut eine Viel zahl von unterschiedlichen Betriebspositionen einzunehmen, um einen gewünschten minimalen Abstand ständig einregeln und somit einhalten zu können, um hierdurch wiederum einen möglichst homogenen Wärmeeintrag in einem möglich großen Längenabschnitt entlang des metallischen Gutes zu erzielen . In this respect, the present induction heating device enables the coil to assume a variety of different operating positions in relation to the metallic material in order to constantly regulate a desired minimum distance and thus in order to achieve the most homogeneous heat input possible over as long a length as possible along the metallic material.
Hierbei ist es vorteilhaft , wenn ein Betriebsabstand (Kopfabstand) im Kopfbereich und ein Betriebsabstand im hieran anschließenden mittleren Bereich vorzugsweise weniger als 20% , vorzugsweise weniger als 15% und besonders bevorzugt weniger al s 10% oder weniger als 5% voneinander abweichen . In this case, it is advantageous if an operating distance (head distance) in the head region and an operating distance in the adjoining middle region preferably differ from one another by less than 20%, preferably less than 15% and particularly preferably less than 10% or less than 5%.
Dies gilt auch hinsichtlich Betriebsabstände ( Fußabstand) zwischen dem Fußbereich und dem mittleren Bereich des metallischen Gutes . This also applies to operating distances (foot distance) between the foot area and the middle area of the metallic goods.
Der Ausdruck „Kopfbereich" kennzeichnet vorliegend einen in Förderrichtung gesehen vorderen Bereich des metallischen Gutes . The term "head region" in this case refers to a front region of the metallic material as seen in the conveying direction.
Die Größe bzw . die Länge eines derartigen Kopfbereiches kann unterschiedliche aus fallen . Beispielsweise kann sich die Länge des Kopfbereiches in Abhängigkeit von der Materialdicke des metallischen Guts ergeben . The size or length of such a head area can vary. For example, the length of the head area can depend on the material thickness of the metallic item.
Zum Beispiel besitzt der Kopfbereich von der vorderen Stirnseite des metallischen Gutes aus gemes sen eine Länge von 100 mm oder von 150 mm oder mehr . For example, the head region has a length of 100 mm or 150 mm or more measured from the front face of the metallic item.
Beispielsweise kann die Größe bzw . Länge des Kopfbereiches auch von der Art einer Deformation abhängen, etwa hervorgerufen durch einen Trennvorgang an einem Materialstrang . Insbesondere kann der Kopfbereich auch eine Ski-Verformung oder dergleichen aufweisen . For example, the size or length of the head region can also depend on the type of deformation, for example caused by a separation process on a strand of material. In particular, the head region can also have a ski deformation or the like.
Der Ausdruck „Fußbereich" kennzeichnet vorliegend einen in Förderrichtung gesehen hinteren Bereich des metallischen Gutes . Die Ausgestaltung kann wie zuvor beim Kopfbereich auftreten und kann sich ausgehend von einer hinteren Stirnseite des metallischen Gutes gemessen eine Länge von 100 mm oder von 150 mm oder mehr erstrecken . The term "foot area" refers to a rear area of the metallic material as seen in the conveying direction. The design may occur as before in the head region and may extend a length of 100 mm or 150 mm or more measured from a rear end face of the metallic item.
Aufgrund dieser Analogie wird im Weiteren vereinfachend lediglich vom Kopfbereich gesprochen, auch wenn gleichermaßen der Fußbereich mit umfasst ist . Due to this analogy, for the sake of simplicity, we will only speak of the head area from now on, even though the foot area is also included.
Ein besonders homogener elektrischer Wirkungsgrad kann entlang des metallischen Gutes erzielt werden, wenn Betriebsabstände zwischen der Spule und der Oberf lächengutseite entlang des metallischen Gutes identisch sind . A particularly homogeneous electrical efficiency can be achieved along the metallic material if the operating distances between the coil and the surface material side are identical along the metallic material.
Somit kann gewährleistet werden, dass die Spule das metallische Gut sowohl im Kopfbereich als auch im hieran anschließenden mittleren Bereich stets mit einem homogenen elektrischen Wirkungsgrad vorteilhaft behandeln kann . This ensures that the coil can always treat the metallic material advantageously with a homogeneous electrical efficiency both in the head area and in the adjacent middle area.
Dies gilt auch hinsichtlich Betriebsabstände zwischen dem Fußbereich und dem mittleren Bereich des metallischen Gutes . This also applies to operating distances between the foot area and the middle area of the metallic goods.
Hierdurch kann das metallische Gut sowohl im Kopfbereich al s auch im hieran anschließenden mittleren Bereich äußerst homogen erwärmt werden . This allows the metallic material to be heated extremely homogeneously both in the head area and in the adjacent middle area.
Dies wiederum führt zu einer signi fikanten Verringerung von Ausbringungsverlusten an der vorliegenden Induktionsvorrichtung . This in turn leads to a significant reduction in output losses on the present induction device.
Der Begri f f „Referenzebene" beschreibt im Sinne der Erfindung eine Arbeitsebene an der vorliegenden Induktionshei zvorrichtung, entlang welcher das metallische Gut an der j eweiligen Spule vorbei bewegt wird . Diese Arbeitsebene erstreckt sich vorzugsweise in und entlang der Maschinenrichtung der vorliegenden Induktionshei zvorrichtung und bevorzugt auch durch einen Arbeitsbereich der Spule der vorliegenden Induktionshei zvorrichtung hindurch . The term "reference plane" in the sense of the invention describes a working plane on the present induction heating device, along which the metallic material is moved past the respective coil. This working plane preferably extends in and along the machine direction of the present induction heating device and preferably also through a working region of the coil of the present induction heating device.
Vorzugsweise fällt die Arbeitsebene der vorliegenden Induktionshei zvorrichtung mit einer Förderebene einer Transportstrecke bzw . eines diesbezüglichen Rollgangs einer entsprechend ausgerüsteten Produktionslinie zusammen . Preferably, the working plane of the present induction heating device coincides with a conveying plane of a transport path or a corresponding roller table of a suitably equipped production line.
Insofern kann die Referenzebene durch eine solche Förderebene definiert sein . In this respect, the reference level can be defined by such a support level.
Die Förderebene kann beispiel sweise letztlich auch durch einen Bandzug bei einer Bandanlage realisiert sein, oder ähnlichem . The conveying level can, for example, ultimately also be realized by a belt pull on a belt system, or something similar.
Die Referenzebene kann aber auch in Abhängigkeit von dem an der Induktionshei zvorrichtung zu behandelnden metallischen Gut variabel festgelegt werden . So kann die Referenzebene insbesondere in der Mitte des metallischen Gutes oder auch an der Unterkante des metallischen Gutes positioniert sein . The reference plane can also be set variably depending on the metallic item to be treated on the induction heating device. The reference plane can be positioned in the middle of the metallic item or at the lower edge of the metallic item.
Die Referenzebene kann hierbei vorteilhaft beispielsweise einer Umwandlung von absoluten Koordinaten in relative Koordinaten dienen . The reference plane can be used advantageously, for example, to convert absolute coordinates into relative coordinates.
Die Referenzebene kann alternativ auch von einer Ebene der Sensoreinrichtung und/oder einer Ebene der Verstelleinrichtung und/oder einer Ebene einer Spule und/oder einer Ebene in Abhängigkeit eines relevanten Geometrieparameters des metallischen Gutes , insbesondere einer Dicke des metallischen Gutes oberhalb einer Fördereben des metalli schen Gutes , oder dergleichen ausgehen, wobei vorzugsweise eine Umwandlung absoluter Koordinaten einer Produktionslinie in relative Koordinaten der Produktionslinie anhand der Referenzebene erfolgen kann . Weiter sei erläutert , dass gemäß der vorliegenden Erfindung unter einer „Induktionshei zvorrichtung" eine Vorrichtung verstanden wird, welche zur induktiven Erwärmung eines metallischen Gutes unter Verwendung von elektrischer Energie eingerichtet ist . The reference plane can alternatively also start from a plane of the sensor device and/or a plane of the adjustment device and/or a plane of a coil and/or a plane depending on a relevant geometric parameter of the metallic material, in particular a thickness of the metallic material above a conveying plane of the metallic material, or the like, wherein preferably a conversion of absolute coordinates of a production line into relative coordinates of the production line can be carried out using the reference plane. It should also be explained that according to the present invention, an "induction heating device" is understood to mean a device which is designed for the inductive heating of a metallic item using electrical energy.
Die Erhöhung der Temperatur des Vorprodukts und/oder des Zwischenprodukts und/oder des Produkts ist für viele Verfahrensschritte oftmals zwingend erforderlich und stellt somit einen wesentlichen Verfahrensschritt bei der Behandlung des metallischen Gutes dar . Increasing the temperature of the preliminary product and/or the intermediate product and/or the product is often essential for many process steps and thus represents an essential process step in the treatment of the metallic goods.
Hierzu können unter anderem Induktionshei zvorrichtungen gemäß vorliegender Erfindung eingesetzt werden, wobei die j eweilige Induktionshei zvorrichtung an verschiedenen Stellen innerhalb einer Produktionslinie zur Herstellung und/oder Verarbeitung eines metallischen Gutes bzw . an einem Rollgang der Produktionslinie eingesetzt werden kann . For this purpose, induction heating devices according to the present invention can be used, wherein the respective induction heating device can be used at different locations within a production line for the manufacture and/or processing of a metallic product or on a roller table of the production line.
Vorteilhaft kann durch die vorliegende Induktionshei zvorrichtung also eine unmittelbare Erwärmung des metallischen Gutes erreicht werden, da die Wärme in dem metallischen Gut selbst entsteht und nicht über die Oberfläche des metallischen Gutes von außen durch Wärmeleitung, Konvektion und/oder Strahlung eingebracht werden muss . Advantageously, the present induction heating device can therefore achieve direct heating of the metallic material, since the heat is generated in the metallic material itself and does not have to be introduced from the outside via the surface of the metallic material by heat conduction, convection and/or radiation.
Bei der Induktionserwärmung mittels einer Induktionshei zvorrichtung wird der Schwingkreis zu Schwingungen angeregt , insbesondere im Mittel frequenzbereich . During induction heating using an induction heating device, the oscillating circuit is excited to oscillate, particularly in the medium frequency range.
Üblicherweise wird dazu zunächst eine Netzspannung, zum Beispiel eine Einphasen- oder Mehrphasen-Wechselspannung, gleichgerichtet , geglättet und die Gleichspannung einem Wechselrichter zugeführt , der den Schwingkreis anregt . Insofern versteht man unter der Bezeichnung „Schwingkreis" im Sinne der Erfindung eine Einrichtung zum induktiven Erwärmen eines metallischen Gutes . Hierbei umfasst der Schwingkreis wenigstens eine Spule und eine Kondensatoreinrichtung . Usually, a mains voltage, for example a single-phase or multi-phase alternating voltage, is first rectified and smoothed and the direct voltage is fed to an inverter, which excites the resonant circuit. In this respect, the term "oscillating circuit" in the sense of the invention refers to a device for inductively heating a metallic item. The oscillating circuit comprises at least one coil and one capacitor device.
Im Sinne der Erfindung kann hierbei zumindest ein erster Schwingkreis oberhalb eines zu erwärmenden metallischen Gutes bzw . oberhalb einer diesbezüglichen Transportstrecke bzw . eines Rollgangs angeordnet sein, entlang welcher das metallische Gut transportiert wird . In accordance with the invention, at least a first oscillating circuit can be arranged above a metallic item to be heated or above a corresponding transport path or roller table along which the metallic item is transported.
Hierbei zeichnet sich der Schwingkreis zudem noch durch einen Arbeitsbereich bzw . einen elektrischen Wirkbereich aus , in welchem das Magnetfeld mit dem metalli schen Gut wechselwirken kann . The oscillating circuit is also characterized by a working range or an electrical effective range in which the magnetic field can interact with the metallic material.
Insofern ist eine derartige erste Spule eine obere Spule der vorliegenden Induktionshei zvorrichtung und entsprechend oberhalb des Arbeitsbereichs bzw . des zu erwärmenden metallischen Gutes angeordnet . In this respect, such a first coil is an upper coil of the present induction heating device and is accordingly arranged above the working area or the metallic material to be heated.
Darüber hinaus kann die vorliegende Induktionshei zvorrichtung zumindest einen zweiten Schwingkreis mit wenigstens einer zweiten Spule umfassen, welche unterhalb des Arbeitsbereichs bzw . des zu erwärmenden metallischen Gutes angeordnet sind und damit unterhalb des ersten Schwingkreises sowie auch unterhalb der diesbezüglichen Transportstrecke bzw . des Rollgangs . In addition, the present induction heating device can comprise at least a second oscillating circuit with at least one second coil, which are arranged below the working area or the metallic material to be heated and thus below the first oscillating circuit as well as below the relevant transport path or the roller table.
Eine Spule der Induktionshei zvorrichtung kann weniger als eine vollständige Windung, eine vollständige Windung und/oder mehr als eine vollständige Windung aufweisen, insbesondere mehr oder gleich zwei Windungen, mehr oder gleich drei Windungen oder mehr oder gleich vier Windungen . Der auf das metallische Gut wirkende Teil der Spule besitzt bevorzugt eine mäanderförmige , bzw . u- förmige oder haarnadelförmige Geometrie . A coil of the induction heating device may have less than one complete turn, one complete turn and/or more than one complete turn, in particular more than or equal to two turns, more than or equal to three turns or more than or equal to four turns. The part of the coil acting on the metallic material preferably has a meander-shaped, U-shaped or hairpin-shaped geometry.
Jedenfalls ist die j eweilige Spule gegenüber dem zu erwärmenden Gut einseitig angeordnet und kann ferner relativ zum metallischen Gut angestellt bzw . verfahren werden, um den gewünschten elektrischen Wirkungsgrad speziell über den Abstand zum metallischen Gut auf ein gewünschtes , optimales Niveau exakter einstellen zu können . In any case, the respective coil is arranged on one side relative to the material to be heated and can also be adjusted or moved relative to the metallic material in order to be able to adjust the desired electrical efficiency more precisely to a desired, optimal level, especially via the distance to the metallic material.
Vorliegend kann eine elektrische Wirkverbindung zwischen einem metallischen Gut und einem magnetischen Wechsel feld durch Längs- f eldinduktion und/oder durch Querf eldinduktion herbeige führt werden . Die magnetischen Feldlinien verlaufen bei Längs feldin- duktion im Wesentlichen in Längserstreckungsrichtung des metallischen Gutes . Bei Querf eldinduktion verlaufen die magnetischen Feldlinien in dem metallischen Gut im Wesentlichen in einer Quererstreckungsrichtung des metallischen Gutes , insbesondere in Dickenrichtung und/oder in Breitenrichtung des metallischen Gutes . In the present case, an electrical active connection between a metallic item and an alternating magnetic field can be brought about by longitudinal field induction and/or by transverse field induction. With longitudinal field induction, the magnetic field lines run essentially in the longitudinal direction of the metallic item. With transverse field induction, the magnetic field lines in the metallic item run essentially in a transverse direction of the metallic item, in particular in the thickness direction and/or in the width direction of the metallic item.
Die Begri f f lichkeit „metallisches Gut" beschreibt vorliegend j egliches Produkt aufweisend einen elektrisch leitfähigen Eisenwerkstof f , einen Stahlwerkstof f und/oder einen Nichteisenmetall-Werkstof f . Insbesondere kann unter einem metallischen Gut j egliches Halbzeug und/oder j egliches Vorprodukt und/oder j egliches Zwischenprodukt und/oder j egliches Produkt verstanden werden, welches elektrisch leitfähig ist . The term "metallic good" describes any product comprising an electrically conductive iron material, a steel material and/or a non-ferrous metal material. In particular, a metallic good can be understood to mean any semi-finished product and/or any preliminary product and/or any intermediate product and/or any product that is electrically conductive.
Handelt es sich bei dem metallischen Gut etwa um ein Blech oder eine Bramme , so können die magnetischen Feldlinien bei Querfeldinduktion im Wesentlichen in Dickenrichtung des Blechs in das Blech eintreten und wieder in Dickenrichtung aus dem Blech austreten . Unter dem Begri f f „Energieversorgungseinrichtung" wird im Sinne der Erfindung eine Vorrichtung verstanden, welche dazu eingerichtet ist , elektrische Energie für den Betrieb zumindest eines Schwingkreises bereitzustellen, insbesondere mit elektrischem Strom geeigneter Stromstärke , geeigneter Spannung und/oder geeigneter Frequenz . If the metallic material is a sheet or a slab, the magnetic field lines can enter the sheet in the direction of the sheet's thickness and exit the sheet again in the direction of the sheet's thickness in the case of transverse field induction. The term "energy supply device" in the sense of the invention refers to a device which is designed to provide electrical energy for the operation of at least one resonant circuit, in particular with electrical current of suitable current intensity, suitable voltage and/or suitable frequency.
Die vorliegende Energieversorgungsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, elektrische Energie für eine Mehrzahl von Schwingkreisen bereitzustellen, insbesondere für zumindest zwei Schwingkreise , drei , vier, fünf , sechs oder mehr Schwingkreise . The present energy supply device can be designed to provide electrical energy for a plurality of resonant circuits, in particular for at least two resonant circuits, three, four, five, six or more resonant circuits.
Es versteht sich, dass eine elektrische Verbindung zwischen der Energieversorgungseinrichtung und einem oder mehreren Schwingkreisen der vorliegenden Induktionshei zvorrichtung konstruktiv unterschiedlichst ausgestaltet sein kann, beispielsweise in bekannter Weise mittels geeigneter Stromschienen oder dergleichen . Aber auch kabelgebundene elektrische Zuleitungen sind bei geeignet gewählter Anschlusskonstruktion möglich . It is understood that an electrical connection between the energy supply device and one or more oscillating circuits of the present induction heating device can be designed in a variety of ways, for example in a known manner by means of suitable busbars or the like. However, wired electrical supply lines are also possible with a suitably selected connection structure.
Auch die vorliegende Kondensatoreinrichtung kann unterschiedlich eingerichtet sein . So kann die Kondensatoreinrichtung mit einem einzigen Kondensator oder mit einer Viel zahl an Kondensatoren ausgerüstet sein . Bei letzterer Variante können dann mehrere Kondensatoren bevorzugt parallel zueinander geschaltet sein . The capacitor device in question can also be designed in different ways. The capacitor device can be equipped with a single capacitor or with a large number of capacitors. In the latter variant, several capacitors can then preferably be connected in parallel to one another.
Die vorliegende Induktionshei zvorrichtung kann vorliegend eine einzelne Kondensatoreinrichtung aufweisen, welche mit einer Spule oder alternativ auch mit mehreren Spulen elektrisch wirk- verbunden ist . The present induction heating device can comprise a single capacitor device which is electrically connected to a coil or alternatively to several coils.
Insbesondere bei mehreren Spulen können auch mehrere Kondensatoreinrichtungen an der Induktionshei zvorrichtung vorgesehen sein, beispielsweise ist j eder Spule genau eine Kondensatoreinrichtung zugeordnet , wobei diese Kondensatoreinrichtung wiederum einen einzigen Kondensator oder mehrere , vorzugsweise parallel verschaltete Kondensatoren, aufweisen kann . In particular, in the case of several coils, several capacitor devices can also be provided on the induction heating device. For example, each coil is assigned exactly one capacitor device, whereby this capacitor device in turn can have a single capacitor or several, preferably parallel-connected capacitors.
Alternativ können einem Kondensator auch mehrere Spulen zugeordnet sein . Alternatively, several coils can be assigned to a capacitor.
Auch Konstruktionen, bei welchen einer Kondensatoreinrichtung genau eine Spule elektrisch zugeordnet ist und kumulativ einer weiteren Kondensatoreinrichtung mehrere Spulen elektrisch zugeordnet sind, können an der vorliegenden Induktionshei zvorrichtung vorteilhaft realisiert sein . Even designs in which exactly one coil is electrically assigned to a capacitor device and several coils are cumulatively electrically assigned to another capacitor device can be advantageously realized on the present induction heating device.
Hierbei können j e nach Anwendungsbedürfnis unterschiedliche Anordnungsvariationen realisiert sein . Depending on the application requirements, different arrangement variations can be realized.
Die Begri f f lichkeit „Verstelleinrichtung" beschreibt vorliegend eine Einrichtung, mittels welcher die Spule gegenüber dem metallischen Gut bzw . gegenüber einem Arbeitsbereich bzw . Wirkbereich der Induktionshei zvorrichtung bedarfsweise verlagert werden kann . The term "adjustment device" describes a device by means of which the coil can be displaced relative to the metallic material or relative to a working area or effective range of the induction heating device as required.
Insbesondere ist die j eweilige Spule gegenüber dem metallischen Gut , insbesondere gegenüber dessen Dickenerstreckung, höhenverstellbar gelagert angeordnet , wobei für eine derartige Höhenverstellung die Spule quer zu dem metalli schen Gut bzw . bevorzugt orthogonal zu dem metallischen Gut bzw . einer Transports trecke bzw . Förderstrecke bzw . eines Rollgangs verschieblich gelagert ist , insbesondere linear verschieblich gelagert ist . In particular, the respective coil is mounted so as to be height-adjustable relative to the metallic material, in particular relative to its thickness, wherein for such a height adjustment the coil is mounted so as to be displaceable transversely to the metallic material or preferably orthogonally to the metallic material or a transport path or conveyor path or a roller table, in particular is mounted so as to be linearly displaceable.
Die Verstelleinrichtung kann zur Betätigung mit einem oder mehreren Hydraulikzylindern oder Zahnstangenantrieb oder Kniehebel oder dergleichen zur linearen Verstellung ausgestattet sein . Der Begri f f „Höhenverstellung" beschreibt hierbei eine Querverlagerung der j eweiligen Spule unabhängig von der räumlichen Ausrichtung einer Transportstrecke , entlang welcher das metallische Gut transportiert wird . The adjustment device can be equipped with one or more hydraulic cylinders or a rack and pinion drive or a toggle lever or the like for linear adjustment. The term "height adjustment" describes a transverse displacement of the respective coil independent of the spatial orientation of a transport route along which the metallic goods are transported.
Besonders bevorzugt ist eine Spule zur Einstellung etwa eines minimalen Abstandes in vertikaler Richtung quer zu der Maschinenrichtung gelagert . Particularly preferably, a coil for setting approximately a minimum distance in the vertical direction is mounted transversely to the machine direction.
Insofern beschreibt der Begri f f „vertikal" im Sinne der Erfindung eine Richtung quer zur Maschinenrichtung, welche in Hauptförderrichtung des metallischen Gutes zeigt . In this respect, the term "vertical" in the sense of the invention describes a direction transverse to the machine direction, which points in the main conveying direction of the metallic material.
Des Weiteren beschreibt der Begri f f „Sensoreinrichtung" eine Einrichtung zum Detektieren einer Relativlage des metallischen Gutes , insbesondere einer Oberflächenseite des metallischen Gutes , gegenüber der Induktionshei zvorrichtung, insbesondere gegenüber einer Spule der Induktionshei zvorrichtung bzw . einer Relativlage in einem durch wenigstens eine Spule formulierten Arbeitsbereich der Induktionshei zvorrichtung . Furthermore, the term "sensor device" describes a device for detecting a relative position of the metallic material, in particular a surface side of the metallic material, with respect to the induction heating device, in particular with respect to a coil of the induction heating device or a relative position in a working range of the induction heating device formulated by at least one coil.
Somit kann die Sensoreinrichtung ein Geometrieprofil des metallischen Gutes , insbesondere auch ein unregelmäßiges Geometrieprofil , exakt ermitteln, selbst wenn das metallische Gut hierbei eine konstante Dicke aufweisen sollte . Thus, the sensor device can exactly determine a geometric profile of the metallic material, in particular an irregular geometric profile, even if the metallic material has a constant thickness.
Die Sensoreinrichtung kann hierbei unterschiedlich realisiert sein, beispielsweise optisch, insbesondere laseroptisch, akustisch, induktiv, mechanisch tastend oder dergleichen . The sensor device can be implemented in different ways, for example optical, in particular laser-optical, acoustic, inductive, mechanically tactile or the like.
Vorzugsweise kann hierbei ein Oberflächenprofil bzw . ein Geometrieprofil mittels eines bildgebenden Verfahrens , gegebenenfalls bereits vor der j eweiligen Spule , ermittelt werden . Anhand dieses ermittelten Oberflächenprofils bzw . Geometrieprofils kann dann die j eweilige Spule gegenüber dem metallischen Gut vorteilhaft angestellt werden, um etwa einen optimalen elektrischen Wirkungsgrad bezüglich des metalli schen Gutes erzielen zu können . Preferably, a surface profile or a geometry profile can be determined by means of an imaging process, possibly even before the respective coil. Based on this determined surface profile or geometry profile, then the respective coil can be advantageously positioned relative to the metallic material in order to achieve an optimum electrical efficiency with respect to the metallic material.
Kumulativ oder alternativ kann auch ein kontinuierliches Abtasten der Oberflächenseite erfolgen, wodurch ein Oberflächenprofil bzw . Geometrieprofil des metallischen Gutes besonders exakt , bevorzugt in Echtzeit an oder kurz vor der j eweiligen Spule erstellt werden kann . Cumulatively or alternatively, continuous scanning of the surface side can also be carried out, whereby a surface profile or geometric profile of the metallic material can be created particularly precisely, preferably in real time on or shortly before the respective coil.
Gegebenenfalls reicht es für ein Ermitteln eines hinreichend genauen Geometrieprofils bereits aus , wenn die Sensoreinrichtung diskontinuierlich arbeitet . In some cases it may be sufficient to determine a sufficiently accurate geometric profile if the sensor device operates discontinuously.
Um beispielsweise kritische Lageabweichungen an einem Kopfbereich eines metallischen Gutes , etwa hinsichtlich einer sogenannten Ski-Verformung oder dergleichen, frühzeitig ermitteln zu können, kann auch ein Detektieren einer Relativlage einer Kurzseite , insbesondere einer Kopfseite , vorteilhaft sein, sodass durch eine solche Detektion zumindest eine Voreinstellung einer Spule gegenüber dem zu erwärmenden Gut vorgenommen werden kann, um die Spule im Anschluss hieran schneller gegenüber der Langseite einstellen zu können . In order to be able to determine, for example, critical position deviations in a head region of a metallic item at an early stage, for example with regard to a so-called ski deformation or the like, it can also be advantageous to detect a relative position of a short side, in particular a head side, so that such a detection can at least be used to pre-adjust a coil relative to the item to be heated, in order to subsequently be able to adjust the coil more quickly relative to the long side.
Jedenfalls ist mittels der vorliegenden Induktionshei zvorrichtung gewährleistet , dass idealerweise an j eder Stelle einer Langseite des metallischen Gutes und zu j edem Zeitpunkt stets ein vorteilhafter Abstand zwischen Spule und metallischem Gut derart einstellbar ist , dass an dem metallischen Gut stets ein optimaler elektrischer Wirkungsgrad eingestellt werden kann . In any case, the present induction heating device ensures that, ideally, at any point on a long side of the metallic item and at any time, an advantageous distance between the coil and the metallic item can always be set in such a way that an optimum electrical efficiency can always be set on the metallic item.
Die Sensoreinrichtung kann hierbei unmittelbar an der vorliegenden Induktionshei zvorrichtung angeordnet sein, etwa an einem Gestellteil hiervon, einem Gehäuseteil hiervon oder dergleichen, und insofern beispielsweise auch mit der Spule kontaktiert sein . Alternativ kann die Sensoreinrichtung aber auch in Transportrichtung gesehen vor der Spule angeordnet sein, wobei hier auch beide Möglichkeiten verwirklicht sein können . The sensor device can be arranged directly on the present induction heating device, for example on a frame part thereof, a housing part thereof or the like, and thus also be in contact with the coil. Alternatively, the sensor device can also be arranged in front of the coil as seen in the transport direction, whereby both options can be implemented here.
Insbesondere unter dem Ausdruck „Wirkbereich" hinsichtlich der Sensoreinrichtung soll gemäß der Erfindung eine Wirkverbindung zwischen der Sensoreinrichtung und dem metallischen Gut verstanden sein, wobei der Wirkbereich den Bereich des metalli schen Gutes beschreiben kann, welcher mit der Sensoreinrichtung abgetastet und/oder vermessen werden kann . In particular, the expression "effective range" with regard to the sensor device is to be understood according to the invention as an effective connection between the sensor device and the metallic material, wherein the effective range can describe the area of the metallic material which can be scanned and/or measured with the sensor device.
Der Ausdruck „Geometrieprofil" hinsichtlich des metallischen Gutes , beschreibt im Sinne der Erfindung das Profil des metallischen Gutes , wobei unter diesem Ausdruck sowohl Verformungen, wie eine Wellenprofilierung oder ähnliches , als auch geringfügigere Störstellen unmittelbar an der Oberfläche des metallischen Gutes erfasst sind, die von der hier beschriebenen Sensoreinrichtung erfasst werden können . The term "geometric profile" with regard to the metallic material describes, in the sense of the invention, the profile of the metallic material, whereby this term includes both deformations, such as a wave profile or the like, and minor defects directly on the surface of the metallic material, which can be detected by the sensor device described here.
Ausdrücklich kann der Begri f f „Geometrieprofil" insbesondere einen mittleren Bereich des metallischen Gutes umfassen, also den Bereich zwischen einem Kopfbereich und einem Fußbereich des metallischen Gutes . Insofern ist das Geometrieprofil nicht zwingend allein auf einen Kopfbereich bzw . einen Fußbereich des metallischen Gutes beschränkt , wobei der Kopfbereich den einlaufenden Anfang und der Fußbereich das auslaufende Ende des metallischen Gutes in Bezug auf die Spule beschreibt . The term "geometry profile" can expressly include in particular a middle region of the metallic material, i.e. the region between a head region and a foot region of the metallic material. In this respect, the geometry profile is not necessarily limited to a head region or a foot region of the metallic material, with the head region describing the incoming beginning and the foot region describing the outgoing end of the metallic material in relation to the coil.
Vorteilhaft ist es , wenn der Sollwert des für den Betriebsabstand relevanten Betriebsparameter hinsichtlich des metallischen Gutes , wie zum Beispiel die Dicke des metallischen Gutes ermittelt wird und/oder anderweitig der Steuereinrichtung zur Verfügung gestellt werden kann . Dieser Sollwert kann insofern vorzugsweise die Dicke einer Bramme , die Dicke eines Knüppels , die Dicke eines Metallbandes oder dergleichen sein . It is advantageous if the setpoint value of the operating parameter relevant for the operating distance with regard to the metallic item, such as the thickness of the metallic item, is determined and/or can be made available to the control device in another way. This target value can preferably be the thickness of a slab, the thickness of a billet, the thickness of a metal strip or the like.
Unter anderem kann dies durch eine geeignet eingerichtete bzw . angeordnete Sensoreinrichtung geschehen, welche vor bzw . stromauf der Spule angeordnet ist und/oder deren Wirkbereich vor bzw . stromauf der Spule angeordnet ist , oder kumulativ oder alternativ auch etwa mittels Prozessdaten von stromaufwärts erfolgten Bearbeitungsprozessen . Entsprechende Daten zu dem Sollwert können j edoch auch von Produktionsplanungsdaten stammen . Among other things, this can be done by means of a suitably set up or arranged sensor device which is arranged in front of or upstream of the coil and/or whose effective range is arranged in front of or upstream of the coil, or cumulatively or alternatively also by means of process data from upstream machining processes. However, corresponding data on the target value can also come from production planning data.
So kann eine vorteilhafte Anstellung der Spule gegenüber einer Oberflächenseite des metallischen Gutes unter einer Annahme des Sollwerts von relevanten Geometrieparametern des metallischen Gutes erfolgen, insbesondere gegenüber der Dicke des metallischen Gutes . Thus, an advantageous positioning of the coil relative to a surface side of the metallic material can be achieved under an assumption of the target value of relevant geometric parameters of the metallic material, in particular relative to the thickness of the metallic material.
Falls eine ermittelte Abweichung des relevanten Geometrieparameters einen kritischen Toleranzwert erreicht oder unterschreitet , kann das metallische Gut an einer, aus Sicht des elektrischen Wirkungsgrads , optimalen Position befindlichen Spule vorbeigeführt werden . If a determined deviation of the relevant geometric parameter reaches or falls below a critical tolerance value, the metallic item can be guided past a coil that is in an optimal position from the point of view of electrical efficiency.
Falls die ermittelte Abweichung des relevanten Geometrieparameters einen kritischen Toleranzwert j edoch erreicht oder überschreitet , wird die Spulenposition in geeigneter Weise verstellt , um eine kollisions freie Durchfahrt des Gutabschnitts mit der Geometrieabweichung zu ermöglichen . However, if the determined deviation of the relevant geometric parameter reaches or exceeds a critical tolerance value, the coil position is adjusted in a suitable manner to enable collision-free passage of the section of material with the geometric deviation.
Zudem ist unter der „korrespondierenden Seite" des metallischen Gutes , diej enige Oberflächenseite des metallischen Gutes verstanden, welche der j eweiligen Sensoreinrichtung bzw . der j eweiligen Spule unmittelbar gegenüberliegt . Das bedeutet , dass etwa der oberen Spule der Induktionshei zvorrichtung die Oberseite des metallischen Gutes unmittelbar gegenüberliegt und der unteren Spule der Induktionshei zvorrichtung entsprechend die Unterseite des metallischen Gutes gegenüberliegt . In addition, the "corresponding side" of the metallic material is understood to mean that surface side of the metallic material which is directly opposite the respective sensor device or the respective coil. This means that the upper coil of the induction heating device is directly opposite the upper side of the metallic material and the lower coil of the induction heating device is correspondingly opposite the lower side of the metallic material.
Auch wenn vorliegend die Begri f fe Kopfbereich und Fußbereich des metallischen Gutes wiederholt verwendet werden, so sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die hier vorgeschlagene Induktionshei zvorrichtung auch für die Erwärmung von metallischen Bändern, insbesondere endlosen metallischen Bändern, verwendet werden kann . In diesem Fall kann durch die Sensoreinrichtung ebenfalls eine ermittelte Abweichung des relevanten Geometrieparameters des metallischen Gutes ermittelt werden, welche zur Verstellung der Spule verwendet wird . Even if the terms head region and foot region of the metallic material are used repeatedly here, it should be expressly pointed out that the induction heating device proposed here can also be used for heating metallic strips, in particular endless metallic strips. In this case, the sensor device can also determine a deviation of the relevant geometric parameter of the metallic material, which is used to adjust the coil.
Eine bevorzugte Aus führungsvariante sieht vor, dass die Steuereinrichtung ferner dazu eingerichtet ist , in einem mittleren Bereich zwischen einem Kopfbereich und einem Fußbereich des metallischen Gutes einen minimalen Abstand, insbesondere einen ersten minimalen Abstand, zwischen dem metallischen Gut und der Spule einzustellen, insbesondere kontinuierlich einzustellen . A preferred embodiment provides that the control device is further configured to set, in particular continuously, a minimum distance, in particular a first minimum distance, between the metallic material and the coil in a middle region between a head region and a foot region of the metallic material.
Insbesondere in einem mittleren Bereich des metallischen Gutes wird eine optimale Abstandseinstellung der Spule gegenüber dem metallischen Gut bisher vernachlässigt . Vorteilhafterweise kann mittels der vorliegenden Induktionshei zvorrichtung j edoch auch im mittleren Bereich des metallischen Gutes ein vorteilhafter Abstand eingestellt werden, um so stets einen optimalen elektrischen Wirkungsgrad an dem metalli schen Gut zu erzielen . Hierdurch kann eine besonders homogene Erwärmung entlang der gesamten Länge des metallischen Gutes erzielt werden . Dies gilt umso mehr, wenn die Sensoreinrichtung kontinuierlich arbeitet , da hierdurch im mittleren Bereich j ede Störung hinsichtlich des metallischen Gutes zuverlässig detektiert und/ o- der berücksichtigt werden kann, insbesondere ausgeregelt , bzw . vorgesteuert werden kann, insbesondere kontinuierlich, sodass eine homogene Erwärmung auch in diesem Bereich noch zuverlässiger gewährleistet werden kann . In particular, in a middle area of the metallic material, an optimal distance setting of the coil in relation to the metallic material has been neglected to date. However, by means of the present induction heating device, an advantageous distance can also be set in the middle area of the metallic material in order to always achieve an optimal electrical efficiency on the metallic material. This makes it possible to achieve particularly homogeneous heating along the entire length of the metallic material. This is all the more true if the sensor device operates continuously, since in this way any disturbance in the middle range with regard to the metallic material can be reliably detected and/or taken into account, in particular can be corrected or pre-controlled, in particular continuously, so that homogeneous heating can be ensured even more reliably in this range too.
Das metallische Gut kann noch vorteilhafter erwärmt werden, insbesondere homogener wärmebehandelt werden, wenn die Induktionshei zvorrichtung zusätzlich aufweist : The metallic material can be heated even more advantageously, in particular heat treated more homogeneously, if the induction heating device additionally has:
• eine zweite Spule , insbesondere eine zweite Spule eines zweiten Schwingkreises zur Erzeugung eines Magnetfeldes zur Erwärmung des metallischen Gutes , wobei die zweite Spule in der vertikalen Richtung verschiebbar gelagert ist , wobei die zweite Spule von der Energieversorgungseinrichtung mit elektrischer Energie versorgt werden kann, • a second coil, in particular a second coil of a second oscillating circuit for generating a magnetic field for heating the metallic material, wherein the second coil is mounted displaceably in the vertical direction, wherein the second coil can be supplied with electrical energy by the energy supply device,
• eine Verstelleinrichtung zur Verstel lung einer Lage der zweiten Spule entlang der vertikalen Richtung, insbesondere eine zweite Verstelleinrichtung, • an adjusting device for adjusting a position of the second coil along the vertical direction, in particular a second adjusting device,
• eine Sensoreinrichtung aufweisend einen zweiten Wirkbereich, der bezogen auf eine Förderrichtung des metallischen Gutes vor der zweiten Spule angeordnet ist , insbesondere eine zweite Sensoreinrichtung, insbesondere ist die zweite Sensoreinrichtung bezogen auf die Förderrichtung des metallischen Gutes vor der zweiten Spule angeordnet , insbesondere ist die zweite Sensoreinrichtung mit der Steuereinrichtung datenverbunden, zur Erfassung eines zweiten Geometrieprofils des metallischen Gutes an einer mit der zweiten Spule korrespondierenden Seite des metalli schen Gutes , insbesondere zur Erfassung eines zweiten Geometrieprofils des metallischen Gutes gegenüber einer Referenzebene , wobei die Steuereinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer vertikalen Lage der zweiten Spule eingerichtet ist , und wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist , entlang des metallischen Gutes , insbesondere in dem mittleren Bereich des metallischen Gutes , unter Berücksichtigung des zweiten Geometrieprofils des metallischen Gutes einen zweiten minimalen Abstand zwischen dem metallischen Gut und der zweiten Spule einzustellen, insbesondere kontinuierlich einzustellen . • a sensor device having a second effective area, which is arranged in front of the second coil with respect to a conveying direction of the metallic material, in particular a second sensor device, in particular the second sensor device is arranged in front of the second coil with respect to the conveying direction of the metallic material, in particular the second sensor device is data-connected to the control device, for detecting a second geometric profile of the metallic material on a side of the metallic material corresponding to the second coil, in particular for detecting a second geometric profile of the metallic material relative to a reference plane, wherein the control device is set up to control and/or regulate a vertical position of the second coil, and wherein the control device is designed to set, in particular continuously, a second minimum distance between the metallic material and the second coil along the metallic material, in particular in the central region of the metallic material, taking into account the second geometric profile of the metallic material.
Die zweite Verstelleinrichtung kann hierbei als eine eigenständige Einrichtung an der Induktionshei zvorrichtung realisiert sein, oder aber diese zweite Verstelleinrichtung ist alternativ ein baulicher Bestandteil der ersten Verstelleinrichtung . The second adjustment device can be implemented as an independent device on the induction heating device, or alternatively this second adjustment device is a structural component of the first adjustment device.
Ähnlich verhält es sich hinsichtlich der zweiten Sensoreinrichtung, welche entweder eine eigenständige Einrichtung an der Induktionshei zvorrichtung ist oder alternativ als ein baulicher Bestandteil der ersten Sensoreinrichtung ausgelegt ist . The situation is similar with regard to the second sensor device, which is either an independent device on the induction heating device or, alternatively, is designed as a structural component of the first sensor device.
Die zweite Spule kann hierbei bevorzugt gegenüberliegend der mit der ersten Spule korrespondierenden Seite des metallischen Gutes angeordnet sein . The second coil can preferably be arranged opposite the side of the metallic material corresponding to the first coil.
Auch das zweite Geometrieprofil kann hierbei in Bezug auf die bereits vorstehend beschriebene Referenzebene vorteilhaft bezogen sein . The second geometry profile can also advantageously be related to the reference plane already described above.
Die vorliegende Induktionshei zeinrichtung kann mit einem besonders vorteilhaften elektrischen Wirkungsgrad betrieben werden, wenn der minimale Abstand, insbesondere der erste minimale Abstand und/oder der zweite minimale Abstand, entlang des metallischen Gutes , insbesondere auch in dem mittleren Bereich des metallischen Gutes , kleiner oder gleich 50 mm ist , bevorzugt kleiner oder gleich 40 mm und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 30 mm ist . I st der minimale Abstand kleiner oder gleich 20 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 15 mm und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 10 mm, kann die Induktionshei zeinrichtung noch ef fektiver betrieben werden . Insofern kann hierdurch eine besonders ef fiziente Erwärmung des metallischen Gutes erzielt werden, was unter anderem an dem noch geringen Luftspalt zwischen der Spule und dem metallischen Gut liegt . The present induction heating device can be operated with a particularly advantageous electrical efficiency if the minimum distance, in particular the first minimum distance and/or the second minimum distance, along the metallic material, in particular also in the middle region of the metallic material, is less than or equal to 50 mm, preferably less than or equal to 40 mm and particularly preferably less than or equal to 30 mm. If the minimum distance is less than or equal to 20 mm, preferably less than or equal to 15 mm and particularly preferably less than or equal to 10 mm, the induction heating device can be operated even more effectively. In this way, particularly efficient heating of the metallic material can be achieved, which is due, among other things, to the still small air gap between the coil and the metallic material.
Darüber hinaus ist es besonders günstig, wenn der minimale Abstand, insbesondere der erste minimale Abstand und/oder der zweite minimale Abstand, entlang des metallischen Gutes , insbesondere in dem mittleren Bereich des metallischen Gutes , größer als 0 mm ist , bevorzugt größer oder gleich 2 mm und besonders bevorzugt größer oder gleich 5 mm . Hierdurch kann letztlich die Sicherheit der Induktionshei zvorrichtung gegenüber Kollisionen mit dem metallischen Gut gewährleistet werden, wobei eine größere Sicherheit durch einen entsprechend größer eingestellten minimalen Abstand auch stets mit einem geringeren elektri schen Wirkungsgrad einhergeht . Furthermore, it is particularly favorable if the minimum distance, in particular the first minimum distance and/or the second minimum distance, along the metallic item, in particular in the middle region of the metallic item, is greater than 0 mm, preferably greater than or equal to 2 mm and particularly preferably greater than or equal to 5 mm. This ultimately makes it possible to ensure the safety of the induction heating device against collisions with the metallic item, whereby greater safety through a correspondingly larger minimum distance is always accompanied by a lower electrical efficiency.
Unterscheiden sich der erste minimale Abstand und der zweite minimale Abstand um weniger oder gleich 5 mm, bevorzugt um weniger oder gleich 3 mm und besonders bevorzugt um weniger oder gleich 1 mm, kann eine besonders homogene Erwärmung des metallischen Gutes erreicht werden . If the first minimum distance and the second minimum distance differ by less than or equal to 5 mm, preferably by less than or equal to 3 mm and particularly preferably by less than or equal to 1 mm, a particularly homogeneous heating of the metallic material can be achieved.
Dies liegt im Wesentlichen daran, dass vorteilhafterweise beidseitig des metallischen Gutes im Wesentlichen gleiche minimale Abstände einstellbar sind, wodurch beidseits des metallischen Gutes vergleichbare Magnetfelder auf das metallische Gut einwirken können, sodass beidseitig auch vergleichbare Erwärmungen an dem metallischen Gut erzielt werden können . Des Weiteren ist es vorteilhaft , wenn die erste Spule zur Erwärmung des metallischen Gutes mittels Querf eldinduktion eingerichtet ist , und/oder die erste Spule und die zweite Spule zur Erwärmung des metallischen Gutes mittels Querf eldinduktion und/oder Längs f eldinduktion eingerichtet sind . This is essentially due to the fact that essentially the same minimum distances can advantageously be set on both sides of the metallic item, whereby comparable magnetic fields can act on the metallic item on both sides, so that comparable heating can be achieved on the metallic item on both sides. Furthermore, it is advantageous if the first coil is designed to heat the metallic material by means of transverse field induction, and/or the first coil and the second coil are designed to heat the metallic material by means of transverse field induction and/or longitudinal field induction.
Bei einer einzigen ersten Spule , welche lediglich an einer Seite des metallischen Gutes angeordnet ist , kann die Induktionshei zvorrichtung kompakter gebaut werden . Jedoch ist hierbei nur eine Querf eldinduktion realisierbar . With a single first coil, which is arranged only on one side of the metallic material, the induction heating device can be built more compactly. However, only transverse field induction can be achieved in this case.
Bei einem Einsatz von zwei Spulen können sowohl eine Querfeldinduktion als auch eine Längs f eldinduktion bzw . eine Mischform erreicht werden, beispielsweise indem die erste Spule und die zweite Spule mit einem Phasenversatz von 0 ° bis 180 ° zueinander schwingen . Dies kann bevorzugt über eine Phasenverschiebung von 180 ° erfolgen . When using two coils, both a transverse field induction and a longitudinal field induction or a mixed form can be achieved, for example by having the first coil and the second coil oscillate with a phase offset of 0° to 180° relative to each other. This can preferably be achieved via a phase shift of 180°.
Eine bevorzugte Aus führungsvariante sieht vor, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, in dem Kopfbereich ( des metallischen Gutes einen minimalen Kopfabstand, insbesondere einen ersten minimalen Kopf abstand und/oder einen zweiten minimalen Kopfabstand, zwischen dem metalli schen Gut und einer Spule , insbesondere der ersten Spule und/oder der zweiten Spule , einzustellen . A preferred embodiment provides that the control device is designed to set a minimum head distance, in particular a first minimum head distance and/or a second minimum head distance, between the metallic material and a coil, in particular the first coil and/or the second coil, in the head region (of the metallic material).
Hierdurch kann eine homogene Erwärmung des Kopfbereiches des metallischen Gutes nochmals verbes sert werden in Bezug auf restliche Bereiche des metallischen Gutes , wodurch eine konstantere Qualität des aus dem metallischen Gut gefertigten Produkts erzielt werden kann . Insbesondere kann somit auch eine Ausschussquote signi fikant verringert werden . This allows a homogeneous heating of the head area of the metallic product to be further improved in relation to the remaining areas of the metallic product, whereby a more consistent quality of the product made from the metallic product can be achieved. In particular, this also allows a significant reduction in the reject rate.
Ähnlich wie auch in einem Fußbereich des metallischen Gutes gibt es im Kopfbereich des metalli schen Gutes nahezu immer größere erwartbare Verformungsabweichungen, etwa durch das Abschneiden des Gießstranges mittels einer Schneideinrichtung, oder dergleichen . Similar to the foot area of the metallic goods, there are almost always larger expected deformation deviations, for example due to cutting of the cast strand by means of a cutting device, or the like.
Dies ist insbesondere bei diskontinuierlichen Produktionen, wie etwa in einem Batch-Betrieb meistens der Fall , in welchem intermittierend ein metallisches Gut behandelt wird, insbesondere thermisch behandelt , und Letzteres dann die Induktionsvorrichtung entsprechend batchweise passiert . This is particularly the case with discontinuous production, such as in a batch operation, in which a metallic product is intermittently treated, in particular thermally treated, and the latter then passes the induction device accordingly in batches.
Kritische Verformungsabweichungen können j edoch auch durch andere Verformungsbilder bedingt sein, wie beispielsweide Ski- Verformungen im Kopf- bzw . Fußbereich des metallischen Gutes und/oder Wellen-Verf ormungen insbesondere im mittleren Bereich des metallischen Gutes . However, critical deformation deviations can also be caused by other deformation patterns, such as ski deformations in the head or foot area of the metallic item and/or wave deformations, particularly in the middle area of the metallic item.
Ebenso ist es vorteilhaft , wenn die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist , in dem Fußbereich des metallischen Gutes einen minimalen Fußabstand, insbesondere einen ersten minimalen Fußabstand und/oder einen zweiten minimalen Fußabstand, zwischen dem metallischen Gut und einer Spule , insbesondere der ersten Spule und/oder der zweiten Spule , einzustellen . It is also advantageous if the control device is designed to set a minimum foot distance, in particular a first minimum foot distance and/or a second minimum foot distance, between the metallic item and a coil, in particular the first coil and/or the second coil, in the foot region of the metallic item.
Hierdurch kann eine homogenere Erwärmung auch des Fußbereiches des metallischen Gutes verbessert werden in Bezug auf restliche Bereiche des metallischen Gutes , wodurch eine konstantere Qualität des aus dem metallischen Gut gefertigten Produkts erzielt werden kann . Insbesondere kann somit auch eine Ausschussquote signi fikant verringert werden . This can improve the homogeneous heating of the base area of the metallic item in relation to the remaining areas of the metallic item, which can result in a more consistent quality of the product made from the metallic item. In particular, this can also significantly reduce the scrap rate.
Auch die Kollisionssicherheit hinsichtlich der vorliegenden Induktionshei zeinrichtung kann nochmals verbessert werden, wenn der minimale Kopfabstand, insbesondere der erste minimale Kopfabstand und/oder der zweite minimale Kopf abstand, in dem Kopfbereich und/oder der minimale Fußabstand, insbesondere der erste minimale Fußabstand und/oder der zweite minimale Fußabstand, in dem Fußbereich des metallischen Gutes um einen Faktor von 1 , 1 größer ist als der minimale Abstand, insbesondere der erste minimale Abstand und/oder der zweite minimale Abstand, in dem mittleren Bereich des metallischen Gutes , bevorzugt um einem Faktor 1 , 2 und besonders bevorzugt um den Faktor 1 , 3 . The collision safety with regard to the present induction heating device can also be further improved if the minimum head distance, in particular the first minimum head distance and/or the second minimum head distance, in the head area and/or the minimum foot distance, in particular the first minimum foot distance and/or the second minimum foot distance in the foot region of the metallic material is greater by a factor of 1.1 than the minimum distance, in particular the first minimum distance and/or the second minimum distance, in the middle region of the metallic material, preferably by a factor of 1.2 and particularly preferably by a factor of 1.3.
Ein derartig gewählter Faktor ist besonders vorteilhaft , da insbesondere in dem Kopfbereich und in dem Fußbereich größere Geometrieprofilabweichungen erwartbar sind als in einem dazwischen liegenden mittleren Bereich des metallischen Gutes . Mithin kann hierdurch eine höhere Produktionsverfügbarkeit erreicht werden . A factor selected in this way is particularly advantageous since larger geometric profile deviations are to be expected in the head region and the foot region in particular than in a middle region of the metallic material lying between them. This means that a higher production availability can be achieved.
Eine nochmals verbesserte Kollisionssicherheit kann mit höheren Faktorwerten, wie etwa 1 , 4 oder 1 , 5 oder 1 , 75 erzielt werden, was j edoch zu Lasten eines gleichmäßig erzielbaren elektrischen Wirkungsgrads entlang des metallischen Gutes geht . A further improved collision safety can be achieved with higher factor values, such as 1.4 or 1.5 or 1.75, which, however, comes at the expense of a uniformly achievable electrical efficiency along the metallic material.
Eine gleichmäßigere homogene Erwärmung des metallischen Gutes kann günstig beeinflusst werden, wenn der Kopfbereich kleiner oder gleich 15 % einer Längserstreckung des metallischen Gutes umfasst , bevorzugt kleiner oder gleich 10 % und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 7 , 5 % . A more uniform, homogeneous heating of the metallic material can be favorably influenced if the head region comprises less than or equal to 15% of a longitudinal extension of the metallic material, preferably less than or equal to 10% and particularly preferably less than or equal to 7.5%.
Ähnlich verhält es sich, wenn der Kopfbereich kleiner oder gleich 12 , 5 % einer Längserstreckung des metallischen Gutes umfasst , bevorzugt kleiner oder gleich 5 % und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 2 , 5 % ist . The situation is similar if the head region comprises less than or equal to 12.5% of a longitudinal extent of the metallic material, preferably less than or equal to 5% and particularly preferably less than or equal to 2.5%.
Genauso vorteilhaft ist es , wenn der Fußbereich kleiner oder gleich 15 % einer Längserstreckung des metallischen Gutes umfasst , bevorzugt kleiner oder gleich 10 % und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 7 , 5 % . Ähnlich verhält es sich, wenn der Fußbereich kleiner oder gleich 12 , 5 % einer Längserstreckung des metallischen Gutes umfasst , bevorzugt kleiner oder gleich 5 % und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 2 , 5 % ist . It is equally advantageous if the foot region comprises less than or equal to 15 % of a longitudinal extent of the metallic material , preferably less than or equal to 10 % and particularly preferably less than or equal to 7.5 % . The situation is similar if the foot region comprises less than or equal to 12.5% of a longitudinal extension of the metallic material, preferably less than or equal to 5% and particularly preferably less than or equal to 2.5%.
Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung auch von einem Betriebsverfahren zum Betrieb einer Induktionshei zvorrichtung zur Erwärmung eines metallischen Gutes , insbesondere eines Halbzeugs und/oder eines Vorprodukts und/oder eines Zwischenprodukts und/oder eines Produkts aus Eisen- , Stahl- und/oder einem Nichteisenmetall-Werkstof f , mittels einer Spule , insbesondere mittels einer ersten Spule , insbesondere einer Induktionsheizvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung gelöst , welches die nachfolgenden Schritte aufweist : The object of the invention is also achieved according to a second aspect of the invention by an operating method for operating an induction heating device for heating a metallic product, in particular a semi-finished product and/or a preliminary product and/or an intermediate product and/or a product made of iron, steel and/or a non-ferrous metal material, by means of a coil, in particular by means of a first coil, in particular an induction heating device according to the first aspect of the invention, which has the following steps:
• Bestimmung eines Geometrieprofils des metallischen Gutes , insbesondere eines ersten Geometrieprofils , mit einer Sensoreinrichtung, insbesondere mit einer ersten Sensoreinrichtung, an einer mit der Spule korrespondierenden Seite des metallischen Gutes , insbesondere Bestimmung eines Geometrieprofils des metallischen Gutes gegenüber einer Referenzebene , insbesondere gegenüber einer Referenzebene einer Fördereinrichtung zur Förderung des metallischen Gutes , insbesondere Bestimmung einer Solldicke des metallischen Gutes , wobei ein Wirkbereich, insbesondere ein erster Wirkbereich, der Sensoreinrichtung bezogen auf eine Förderrichtung des metallischen Gutes vor der Spule angeordnet ist , und • Determination of a geometric profile of the metallic material, in particular a first geometric profile, with a sensor device, in particular with a first sensor device, on a side of the metallic material corresponding to the coil, in particular determination of a geometric profile of the metallic material relative to a reference plane, in particular relative to a reference plane of a conveying device for conveying the metallic material, in particular determination of a target thickness of the metallic material, wherein an effective range, in particular a first effective range, of the sensor device is arranged in front of the coil with respect to a conveying direction of the metallic material, and
• Verstellung, insbesondere kontinuierliche Verstellung, einer Lage der Spule , insbesondere einer Lage der ersten Spule , entlang einer vertikalen Richtung, mit einer Verstelleinrichtung, insbesondere einer ersten Verstelleinrichtung, insbesondere in einem mittleren Bereich zwischen einem Kopfbereich und einem Fußbereich des metallischen Gutes , unter Berücksichtigung des Geometrieprofils des metallischen Gutes zur Einstellung eines minimalen Abstands , insbesondere eines ersten minimalen Abstands , zwischen dem metallischen Gut und der Spule . • Adjustment, in particular continuous adjustment, of a position of the coil, in particular a position of the first coil, along a vertical direction, with an adjustment device, in particular a first adjustment device, in particular in a middle area between a head area and a foot area of the metallic material, taking into account the geometric profile of the metallic material for setting a minimum distance, in particular a first minimum distance between the metallic material and the coil.
Durch das hier beschrieben Verfahren kann die Ausbringleistung an Gutteilen bzw . Gutmaterial hinsichtlich eines durch eine Induktionshei zvorrichtung induktiv wärmebehandelten metallischen Gutes signi fikant verbessert werden, wie vorstehend bereits hinreichend beschrieben ist . By means of the method described here, the output of good parts or good material with regard to a metallic product inductively heat-treated by an induction heating device can be significantly improved, as has already been sufficiently described above.
Insbesondere kann der minimale Abstand auch gleich dem optimalen Abstand zur Erzielung eines aus Sicht des elektrischen Wirkungsgrades optimalen Ergebnisses sein . In particular, the minimum distance may also be equal to the optimal distance to achieve an optimal result from the point of view of electrical efficiency.
Besonders vorteilhaft ist es , dass der minimale Abstand gegenüber dem metallischen Gut, insbesondere gegenüber dem Kopfbereich bzw . dem Fußbereich des metalli schen Gutes , bereits vor und/oder während des Einlaufens des metallischen Gutes , insbesondere dessen Kopfbereichs , an der Spule eingestellt wird . Hierdurch ist gewährleistet , dass auch der Kopfbereich mit einem optimalen elektrischen Wirkungsgrad beaufschlagt werden kann . It is particularly advantageous that the minimum distance from the metallic item, in particular from the head area or the foot area of the metallic item, is set before and/or during the entry of the metallic item, in particular its head area, into the coil. This ensures that the head area can also be supplied with optimum electrical efficiency.
Eine vorteilhafte Verfahrensvariante sieht ein Betriebsverfahren zum Betrieb einer Induktionshei zvorrichtung zur Erwärmung eines metallischen Gutes vor, wobei die Induktionshei zvorrichtung eine zweite Spule aufweist , bei welchem das alternative Betriebsverfahren die folgenden Schritte aufweist : An advantageous method variant provides an operating method for operating an induction heating device for heating a metallic material, wherein the induction heating device has a second coil, in which the alternative operating method has the following steps:
• Bestimmung eines zweiten Geometrieprofils des metallischen Gutes mit einer Sensoreinrichtung, insbesondere mit einer zweiten Sensoreinrichtung, an einer mit der zweiten Spule korrespondierenden Seite des metalli schen Gutes , insbesondere Bestimmung eines zweiten Geometrieprof ils des metallischen Gutes gegenüber einer Referenzebene , insbesondere gegenüber der Referenzebene der Fördereinrichtung zur Förderung des metallischen Gutes , wobei ein zweiter Wirkbereich der Sensoreinrichtung bezogen auf eine Förderrichtung des metallischen Gutes vor der zweiten Spule angeordnet ist ,• Determination of a second geometric profile of the metallic material with a sensor device, in particular with a second sensor device, on a side of the metallic material corresponding to the second coil, in particular determination of a second geometric profile of the metallic material relative to a reference plane, in particular relative to the reference plane of the conveyor device for conveying the metallic material, wherein a second effective range the sensor device is arranged in front of the second coil with respect to a conveying direction of the metallic material,
• Verstellung, insbesondere kontinuierliche Verstellung, einer Lage der zweiten Spule entlang einer vertikalen Richtung, mit einer Verstelleinrichtung, insbesondere einer zweiten Verstelleinrichtung, insbesondere in dem mittleren Bereich des metallischen Gutes , unter Berücksichtigung des zweiten Geometrieprofils des metallischen Gutes zur Einstellung eines zweiten minimalen Abstands zwischen dem metallischen Gut und der zweiten Spule . • Adjustment, in particular continuous adjustment, of a position of the second coil along a vertical direction, with an adjustment device, in particular a second adjustment device, in particular in the middle region of the metallic material, taking into account the second geometric profile of the metallic material for setting a second minimum distance between the metallic material and the second coil.
Mittels dieser Verfahrensvariante kann das metallische Gut noch vorteilhafter erwärmt werden, insbesondere noch homogener wärmebehandelt werden . By means of this process variant, the metallic material can be heated even more advantageously, in particular it can be heat-treated even more homogeneously.
Insbesondere bei einem Einsatz von zwei Spulen können sowohl eine Querf eldinduktion als auch eine Längs f eldinduktion vorgenommen werden, beispielsweise indem die erste Spule und die zweite Spule mit einem Phasenversatz zueinander schwingen, insbesondere mit einem Phasenversatz von 180 ° . In particular, when using two coils, both a transverse field induction and a longitudinal field induction can be carried out, for example by the first coil and the second coil oscillating with a phase offset to each other, in particular with a phase offset of 180 °.
Ein im Sinne der vorliegenden Erfindung vorteilhafter minimaler Abstand kann verfahrenstechnisch einfach und präzise an dem Kopfbereich eingestellt werden, wenn sich das vorliegende Betriebsverfahren ferner noch durch folgenden Verfahrensschritt aus zeichnet : A minimum distance which is advantageous in the sense of the present invention can be set in the head region in a simple and precise manner if the present operating method is further characterized by the following method step:
• Verstellung, insbesondere kontinuierliche Verstellung, einer Lage der ersten Spule und/oder der zweiten Spule entlang einer vertikalen Richtung, mit einer Verstelleinrichtung, insbesondere einer ersten Verstelleinrichtung und/oder einer zweiten Verstelleinrichtung, in dem Kopfbereich des metallischen Gutes unter Berücksichtigung des ersten Geometrieprofils und/oder des zweiten Geometrieprofils des metallischen Gutes zur Einstel lung eines minimalen Kopfabstandes , insbesondere eines ersten minimalen Kopf abstandes und/oder eines zweiten minimalen Kopf abstandes . • Adjustment, in particular continuous adjustment, of a position of the first coil and/or the second coil along a vertical direction, with an adjustment device, in particular a first adjustment device and/or a second adjustment device, in the head region of the metallic material, taking into account the first geometric profile and/or the second geometric profile of the metallic material for setting a minimum head distance, in particular a first minimum head distance and/or a second minimum head distance.
Ebenso vorteilhaft ist es , wenn sich das vorliegende Betriebsverfahren noch durch folgenden weiteren Verfahrensschritt auszeichnet : It is also advantageous if the present operating method is characterized by the following additional process step:
• Verstellung, insbesondere kontinuierliche Verstellung, einer Lage der ersten Spule und/oder der zweiten Spule entlang einer vertikalen Richtung, mit einer Verstelleinrichtung, insbesondere einer ersten Verstelleinrichtung und/oder einer zweiten Verstelleinrichtung, in dem Fußbereich des metallischen Gutes unter Berücksichtigung des ersten Geometrieprofils und/oder des zweiten Geometrieprofils des metallischen Gutes zur Einstellung eines minimalen Fußabstandes , insbesondere eines ersten minimalen Fußabstandes und/oder eines zweiten minimalen Fußabstandes . • Adjustment, in particular continuous adjustment, of a position of the first coil and/or the second coil along a vertical direction, with an adjustment device, in particular a first adjustment device and/or a second adjustment device, in the foot region of the metallic material, taking into account the first geometric profile and/or the second geometric profile of the metallic material for setting a minimum foot distance, in particular a first minimum foot distance and/or a second minimum foot distance.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des zweiten Aspekts mit dem Gegenstand des vorstehenden Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ . It should be expressly pointed out that the subject matter of the second aspect can be advantageously combined with the subject matter of the preceding aspect of the invention, either individually or cumulatively in any combination.
Die Aufgabe der Erfindung wird nach einem dritten Aspekt der Erfindung auch noch von einer Induktionshei zvorrichtung zur Erwärmung eines metallischen Gutes , insbesondere eines Halbzeugs und/oder eines Vorprodukts und/oder eines Zwischenprodukts und/oder eines Produkts aus Eisen- , Stahl- und/oder einem Nichteisenmetall-Werkstof f , gelöst , The object of the invention is also achieved according to a third aspect of the invention by an induction heating device for heating a metallic product, in particular a semi-finished product and/or a preliminary product and/or an intermediate product and/or a product made of iron, steel and/or a non-ferrous metal material,
• wobei die Induktionshei zvorrichtung einen Schwingreis zur Erzeugung eines Magnetfeldes zur Erwärmung des metallischen Gutes aufweist , • wherein the induction heating device has an oscillating circuit for generating a magnetic field for heating the metallic material,
• wobei der Schwingkreis eine Kondensatoreinrichtung und eine Spule aufweist , • wobei die Induktionshei zvorrichtung eine Energieversorgungseinrichtung zur Versorgung des Schwingkreises mit elektrischer Energie aufweist , • wherein the resonant circuit comprises a capacitor device and a coil, • wherein the induction heating device comprises a power supply device for supplying the oscillating circuit with electrical energy,
• wobei die Induktionshei zvorrichtung eine Verstelleinrichtung zur Verstellung einer Lage der Spule entlang der vertikalen Richtung aufweist , • wherein the induction heating device has an adjusting device for adjusting a position of the coil along the vertical direction,
• wobei die Induktionshei zvorrichtung eine Sensoreinrichtung zur Erfassung eines Geometrieprofils des metallischen Gutes aufweist , • wherein the induction heating device has a sensor device for detecting a geometric profile of the metallic material,
• wobei die Induktionshei zvorrichtung eine Steuereinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer vertikalen Lage der Spule aufweist , wobei die Steuereinrichtung mit der Sensoreinrichtung datenverbunden ist , wobei die Steuereinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer vertikalen Lage der Spule eingerichtet ist , • wherein the induction heating device has a control device for controlling and/or regulating a vertical position of the coil, wherein the control device is data-connected to the sensor device, wherein the control device is designed to control and/or regulating a vertical position of the coil,
• wobei die Induktionshei zvorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung eingerichtet ist . • wherein the induction heating device is adapted to carry out a method according to the second aspect of the invention.
Mittels einer derartigen vorteilhaften Induktionshei zvorrichtung können die eingangs beschriebenen Ef fekte und Vorteile ebenfalls erzielt werden . By means of such an advantageous induction heating device, the effects and advantages described above can also be achieved.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des dritten Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ . It should be expressly pointed out that the subject matter of the third aspect can be advantageously combined with the subject matters of the preceding aspects of the invention, either individually or cumulatively in any combination.
Die Aufgabe der Erfindung wird darüber hinaus gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung auch von einer Produktionslinie zur Herstellung und/oder Verarbeitung eines metallischen Gutes , insbesondere eines Halbzeugs und/oder eines Vorprodukts und/oder eines Zwischenprodukts und/oder eines Produkts aus Eisen- , Stahl- und/oder einem Nichteisenmetall-Werkstof f , gelöst , aufweisend die erfindungsgemäße Induktionshei zvorrichtung gemäß dem ersten und/oder dem dritten Aspekt der Erfindung . The object of the invention is furthermore achieved according to a fourth aspect of the invention by a production line for the manufacture and/or processing of a metallic good, in particular a semi-finished product and/or a preliminary product and/or an intermediate product and/or a product made of iron, Steel and/or a non-ferrous metal material, comprising the induction heating device according to the invention according to the first and/or the third aspect of the invention.
An einer mit der vorliegenden Induktionshei zvorrichtung ausgestatteten Produktionslinie können metallische Güter signi fikant homogener wärmebehandelt werden, und zwar über die gesamte Länge des j eweiligen metallischen Gutes . On a production line equipped with the present induction heating device, metallic goods can be heat treated significantly more homogeneously, over the entire length of the respective metallic goods.
Es versteht sich, dass an der vorliegenden Produktionslinie eine das metallische Gut mechanisch bearbeitende Bearbeitungsvorrichtung vorgesehen sein kann, oder aber mehrere gleich oder unterschiedlich arbeitende Bearbeitungsvorrichtungen . It is understood that the present production line may be provided with a processing device that mechanically processes the metallic goods, or with several processing devices that operate in the same or different ways.
Hierzu wird das metallische Gut entlang einer Transports trecke der Produktionslinie bzw . eines entsprechend eingerichteten Rollgangs transportiert . For this purpose, the metallic goods are transported along a transport route of the production line or a suitably equipped roller conveyor.
Es versteht sich, dass die Produktionslinie noch weitere Behand- lungs- bzw . Bearbeitungsvorrichtungen, wie etwa Trennvorrichtungen, Wickelvorrichtungen, Vereinzelungsvorrichtungen oder dergleichen aufweisen kann . It is understood that the production line may also comprise further treatment or processing devices, such as separating devices, winding devices, separating devices or the like.
Die Vorteile einer Induktionsvorrichtung gemäß dem ersten und/oder dem dritten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, erstrecken sich auf eine Produktionslinie aufweisend eine Induktionsvorrichtung nach dem ersten und/oder dem zweiten Aspekt der Erfindung . The advantages of an induction device according to the first and/or the third aspect of the invention, as described above, extend to a production line comprising an induction device according to the first and/or the second aspect of the invention.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des dritten Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ . Die Aufgabe der Erfindung wird nach einem fünften Aspekt der Erfindung auch noch von einer Verwendung der der Erfindung zugrunde liegenden Induktionshei zvorrichtung nach einem der hier beschriebenen Merkmale und/oder des hier beschriebenen Betriebsverfahrens , und/oder der hier beschriebenen Produktionslinie gelöst . It should be expressly pointed out that the subject matter of the third aspect can be advantageously combined with the subject matters of the preceding aspects of the invention, either individually or cumulatively in any combination. According to a fifth aspect of the invention, the object of the invention is also achieved by using the induction heating device underlying the invention according to one of the features described here and/or the operating method described here, and/or the production line described here.
An dieser Stelle sei noch beansprucht , dass das hier beschriebene Verfahren auch noch durch weitere hier erläuterte technische Merkmale , insbesondere durch Merkmale der Vorrichtung, ergänzt werden kann, um das Verfahren vorteilhaft weiterzuentwickeln bzw . Verfahrensspezi fikationen noch präziser darstellen bzw . formulieren zu können, insbesondere hinsichtlich einer kontinuierlichen Anpassung des minimalen Abstands zwischen einer Spule und dem metallischen Gut , selbst bei gleichbleibender Dicke des metallischen Gutes . At this point, it should also be claimed that the method described here can also be supplemented by further technical features explained here, in particular by features of the device, in order to advantageously further develop the method or to be able to represent or formulate method specifications even more precisely, in particular with regard to a continuous adjustment of the minimum distance between a coil and the metallic material, even when the thickness of the metallic material remains the same.
Allgemein können die Merkmale der vorstehend bzw . in den Ansprüchen beschriebenen Lösungen auch kombiniert werden, um die vorliegend erzielbaren Vorteile und Ef fekte entsprechend kumuliert umsetzen zu können . In general, the features of the solutions described above or in the claims can also be combined in order to be able to implement the advantages and effects that can be achieved in a cumulative manner.
Ferner sei darauf hingewiesen, das s im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und unbestimmte Zahlenangaben wie „ein..." , „zwei..." usw . im Regel fall als mindestens- Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein..." , „mindestens zwei..." usw . , sofern sich nicht etwa aus dem Kontext oder dem konkreten Text einer bestimmten Stelle ergibt , das s etwa dort nur „genau ein..." , „genau zwei..." usw . gemeint sein soll . Furthermore, it should be noted that in the context of this patent application, indefinite articles and indefinite numerical expressions such as "one...", "two...", etc. are generally to be understood as at least-expressions, i.e. as "at least one...", "at least two...", etc., unless it emerges from the context or the concrete text of a particular passage that only "exactly one...", "exactly two...", etc. are meant there.
An dieser Stelle sei noch erwähnt , dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung der Ausdruck „insbesondere" immer so zu verstehen sei , dass mit diesem Ausdruck ein optionales , bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird . Der Ausdruck ist nicht als „und zwar" und nicht als „nämlich" zu verstehen . Weitere Vorteile , Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich zusätzlich aus den nachfolgend erläuterten Aus führungsbeispielen . At this point, it should be mentioned that in the context of this patent application, the expression "in particular" is always to be understood as introducing an optional, preferred feature. The expression is not to be understood as "and indeed" or "namely". Further advantages, details and features of the invention will become apparent from the embodiments explained below.
Komponenten, welche in den einzelnen Figuren wenigstens im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugs zeichen gekennzeichnet sein, wobei die Komponenten nicht in allen Figuren bezi f fert und erläutert sein müssen . Components which are at least essentially identical in terms of their function in the individual figures can be identified by the same reference symbols, whereby the components do not have to be numbered and explained in all figures.
In der Zeichnung zeigen : In the drawing show:
Figur 1 : schematisch eine erste Ansicht einer Induktionshei zvorrichtung zum Erwärmen eines metallischen Gutes , bei welcher das metallische Gut vor einem Einlaufen in die Induktionshei zvorrichtung dargestellt ist ; und Figure 1 : schematically shows a first view of an induction heating device for heating a metallic material, in which the metallic material is shown before entering the induction heating device; and
Figur 2 : schematisch eine weitere Ansicht der in der Figur 1 gezeigten Induktionshei zvorrichtung, bei welcher das metallische Gut während des Durchlaufens in die Induktionshei zvorrichtung dargestellt ist . Figure 2: schematically shows a further view of the induction heating device shown in Figure 1, in which the metallic material is shown as it passes through the induction heating device.
In der nun folgenden Beschreibung wird eine wiederholende Beschreibung vermieden . Ferner sind einzelne Merkmale , die in Zusammenhang mit einer Aus führungs form beschrieben wurden, auch separat in anderen Aus führungs formen verwendbar . In the following description, a repetitive description is avoided. Furthermore, individual features that were described in connection with one embodiment can also be used separately in other embodiments.
Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Induktionshei zvorrichtung 1 zur Erwärmung eines metalli schen Gutes 2 weist zwei Schwingkreise 3 und 4 zur Erzeugung eines Magnetfeldes (nicht gezeigt ) zur Erwärmung des metallischen Gutes 2 mit j eweils einer Spule 6 und 7 . Die beiden Schwingkreis 3 und 4 werden durch eine geeignete Energieversorgungseinrichtung 5 der Induktionshei zvorrichtung 1 mit elektrischer Energie versorgt . The induction heating device 1 shown in Figures 1 and 2 for heating a metallic material 2 has two oscillating circuits 3 and 4 for generating a magnetic field (not shown) for heating the metallic material 2, each with a coil 6 and 7. The two oscillating circuits 3 and 4 are supplied with electrical energy by a suitable energy supply device 5 of the induction heating device 1.
Der besseren Übersichtlichkeit halber sind sämtliche Kabelverbindungen an der Induktionshei zeinrichtung 1 , insbesondere auch hinsichtlich der Energieversorgung und Datenleitungen zwischen einzelnen Komponenten, nicht expli zit gezeigt . For the sake of better clarity, all cable connections on the induction heating device 1, in particular with regard to the power supply and data lines between individual components, are not shown explicitly.
Bei der ersten Spule 6 handelt es sich um eine obere Spule (nicht nochmals bezi f fert ) , welche insofern oberhalb einer Referenzebene 9 angeordnet ist , und bei der zweiten Spule 7 handelt es sich um eine untere Spule (nicht nochmals bezi f fert ) , welche dementsprechend unterhalb der Referenzebene 9 angeordnet ist . The first coil 6 is an upper coil (not numbered again), which is arranged above a reference plane 9, and the second coil 7 is a lower coil (not numbered again), which is accordingly arranged below the reference plane 9.
Die Referenzebene 9 ist zwischen den beiden Spulen 6 und 7 angeordnet und entlang dieser Referenzebene 9 wird das metalli sche Gut 2 in Transportrichtung bzw . Förderrichtung 10 durch die Induktionshei zvorrichtung 1 vorwärts transportiert , gemäß den Figuren 1 und 2 also von links nach rechts . The reference plane 9 is arranged between the two coils 6 and 7 and along this reference plane 9 the metallic material 2 is transported forward in the transport direction or conveying direction 10 through the induction heating device 1, i.e. from left to right according to Figures 1 and 2.
Die Referenzebene 9 ist hierbei durch die Arbeitsebene (nicht nochmals bezi f fert ) der Induktionshei zeinrichtung 1 definiert , wobei die Referenzebene 9 alternativ auch durch eine Rollgangsebene (nicht gezeigt ) eines ebenfalls nicht gezeigten Rollgangs , oder durch eine Fördereinrichtung ( ebenfalls nicht gezeigt ) zum Fördern des metallischen Gutes 2 einer hier nicht näher illustrierten Produktionslinie 12 definiert sein kann . The reference plane 9 is defined by the working plane (not numbered again) of the induction heating device 1, wherein the reference plane 9 can alternatively also be defined by a roller table plane (not shown) of a roller table, also not shown, or by a conveyor device (also not shown) for conveying the metallic material 2 of a production line 12, not illustrated in detail here.
Die Referenzebene 9 verläuft bei der hier gezeigten beispielhaften Aus führungs form exemplarisch entlang der Mittellinie des metallischen Gutes 2 . Abhängig von einem metallischen Gut 2 kann die Lage der Referenzebene 9 aber auch anders verortet sein . Die Spulen 6 und 7 sind j eweils unabhängig voneinander in vertikaler Richtung 14 verschieblich gelagert und somit höhenverstellbar . In the exemplary embodiment shown here, the reference plane 9 runs along the center line of the metallic item 2. Depending on a metallic item 2, the position of the reference plane 9 can also be located differently. The coils 6 and 7 are each independently displaceable in the vertical direction 14 and thus height-adjustable.
Zur Höhenverstellung der Spulen 6 und 7 weist die Induktionshei zvorrichtung 1 Verstelleinrichtungen 16 auf . The induction heating device 1 has adjustment devices 16 for adjusting the height of the coils 6 and 7.
Das metallische Gut 2 weist in diesem beispielhaft dargestellten Aus führungsbeispiel eine normale Solldicke 2A sowie ein unstetiges Geometrieprofil 18 mit Formabweichungen 19 im Kopfbereich 21 des metallischen Gutes 2 einerseits und mit einer weiteren Formabweichung 22 im mittleren Bereich 24 des metallischen Gutes 2 andererseits auf , welcher sich dem Kopfbereich 21 anschließt . In this exemplary embodiment, the metallic material 2 has a normal nominal thickness 2A and a discontinuous geometric profile 18 with shape deviations 19 in the head region 21 of the metallic material 2 on the one hand and with a further shape deviation 22 in the middle region 24 of the metallic material 2 on the other hand, which adjoins the head region 21.
Die Induktionshei zvorrichtung 1 weist zudem noch Sensoreinrichtungen 26 auf , welche in Transportrichtung 10 gesehen vor der j eweiligen Spule 6 bzw . 7 platziert sind . The induction heating device 1 also has sensor devices 26 which are placed in front of the respective coil 6 or 7 as seen in the transport direction 10.
Insofern kann mit diesen Sensoreinrichtungen 26 das Geometrieprofil 18 des metallischen Guts 2 an dessen Oberflächenseite 28 und 30 zuverlässig detektieren, und zwar noch vor dem Einlaufen des metallischen Guts 2 mit seinem Kopfbereich 21 in den Spulenbereich der Spulen 6 und 7 . In this respect, these sensor devices 26 can reliably detect the geometric profile 18 of the metallic material 2 on its surface side 28 and 30, even before the metallic material 2 enters the coil area of the coils 6 and 7 with its head region 21.
Hierzu können die Sensoreinrichtungen 26 mit ihren j eweiligen Wirkbereichen 32 und 33 die j eweils hiermit korrespondierende Oberflächenseiten 28 bzw . 30 „abtasten" und hierbei das Geometrieprofil 18 des metallischen Gutes 2 mit allen Höhendi f ferenzen 34 exakt erfassen . For this purpose, the sensor devices 26 with their respective effective areas 32 and 33 can "scan" the corresponding surface sides 28 and 30 and in doing so can precisely record the geometric profile 18 of the metallic material 2 with all height differences 34.
Vorteilhafterweise weist die Induktionshei zvorrichtung 1 eine Steuereinrichtung 40 zur Steuerung und/oder Regelung vertikaler Lagen der Spulen 6 bzw . 7 auf , wobei die Steuereinrichtung 40 mit der Sensoreinrichtung 26 datenverbunden ist , um Daten zu dem Geometrieprofil 18 des metallischen Gutes 2 zu erhalten . Die Steuereinrichtung 40 ist hierbei dazu eingerichtet , entlang des metallischen Gutes 2 unter Berücksichtigung des Geometrieprofils 18 des metalli schen Gutes 2 einen möglichst minimalen Abstand 42 zwischen dem metallischen Gut 2 und der j eweiligen Spule 6 bzw . 7 einzustellen . Advantageously, the induction heating device 1 has a control device 40 for controlling and/or regulating vertical positions of the coils 6 and 7, respectively, wherein the control device 40 is data-connected to the sensor device 26 in order to obtain data on the geometric profile 18 of the metallic material 2. The control device 40 is designed to set the smallest possible distance 42 between the metallic material 2 and the respective coil 6 or 7 along the metallic material 2, taking into account the geometric profile 18 of the metallic material 2.
Ein besonders exakter elektrischer Wirkungsgrad bezüglich der Spulen 6 und 7 kann reali siert werden, wenn die Spulen 6 und 7 hierbei kontinuierlich eingestellt werden . A particularly precise electrical efficiency with respect to the coils 6 and 7 can be realized if the coils 6 and 7 are continuously adjusted.
Gemäß der Darstellung nach der Figur 1 sind die Spulen 6 und 7 mittels Daten zu der Solldicke 2A des metallischen Gutes 2 mit einem minimalen Abstand 42A gegenüber den Oberflächenseiten 28 bzw . 30 des metallischen Gutes 2 eingestellt , und zwar noch bevor das metallische Gut 2 mit seiner Kopfseite 21 in den Spulenbereich einläuft , sodass das metalli sche Gut 2 beidseits möglichst ef fektiv induktiv erwärmt werden kann . According to the illustration in Figure 1, the coils 6 and 7 are set using data on the target thickness 2A of the metallic material 2 with a minimum distance 42A from the surface sides 28 and 30 of the metallic material 2, respectively, before the metallic material 2 enters the coil area with its head side 21, so that the metallic material 2 can be inductively heated as effectively as possible on both sides.
Gemäß der Darstellung nach der Figur 2 s ind die Spulen 6 und 7 in Abhängigkeit von dem detektierten Geometrieprofil 18 , insbesondere aufgrund der Formabweichungen 19 im Kopfbereich 21 , bereits vertikal in Richtung 44 vom metallischen Gut ent fernend verlagert , also nach radial außen, um so mit einem minimalen Abstand 42B gegenüber den Formabweichungen 19 eingestellt werden zu können . According to the illustration in Figure 2s, the coils 6 and 7 are already displaced vertically in the direction 44 away from the metallic material, i.e. radially outwards, depending on the detected geometric profile 18, in particular due to the shape deviations 19 in the head region 21, in order to be able to be adjusted with a minimum distance 42B with respect to the shape deviations 19.
Während die ersten Spule 6 ihre Lagepos ition aufgrund der weiteren Formabweichung 22 im mittleren Bereich 24 wieder angepasst hat , verschiebt sich die untere Spule 7 gemäß einer an das metallische Gut 2 annähernd gerichtete Richtung 46 , also nach radial innen, in den weiteren minimalen Abstand 42B . Die erste Spule 6 wird ebenfalls wieder in den minimalen Abstand verlagert , sobald die weitere Formabweichung 22 die erste Spule 6 passiert hat . Insgesamt gelingt es hierdurch mit der Induktionshei zvorrichtung 1 eine besonders homogene Erwärmung des metallischen Gutes 2 über seine Gesamtlänge , wobei der Fußbereich des metallischen Gutes 2 hier nicht dargestellt ist . An dieser Stelle sei expli zit noch darauf hingewiesen, dass die Merkmale der vorstehend bzw . in den Ansprüchen und/oder Figuren beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert werden können, um die erläuterten Merkmale , Ef fekte und Vorteile entsprechend kumuliert umsetzen bzw . erzielen zu können . While the first coil 6 has readjusted its position due to the further shape deviation 22 in the middle region 24, the lower coil 7 is displaced in a direction 46 approximately directed towards the metallic material 2, i.e. radially inward, to the further minimum distance 42B. The first coil 6 is also moved back to the minimum distance as soon as the further shape deviation 22 has passed the first coil 6. Overall, the induction heating device 1 thus achieves particularly homogeneous heating of the metallic item 2 over its entire length, whereby the base area of the metallic item 2 is not shown here. At this point, it should be explicitly pointed out that the features of the solutions described above or in the claims and/or figures can also be combined if necessary in order to be able to implement or achieve the explained features, effects and advantages in a cumulative manner.
Bezugszeichenliste list of reference symbols
1 Induktionshei zvorrichtung 1 induction heating device
2 metallisches Gut 2 metallic goods
2A Solldicke 2A target thickness
3 erster ( oberer ) Schwingkreis 3 first (upper) oscillating circuit
4 zweiter (unterer ) Schwingkreis 4 second (lower) resonant circuit
5 Energieversorgungseinrichtung 5 Energy supply facility
6 erste ( obere ) Spule 6 first (upper) coil
7 zweite (untere ) Spule 7 second (lower) coil
9 Referenzebene 9 reference plane
10 Transportrichtung bzw . Förderrichtung 10 Transport direction or conveying direction
12 Produktionslinie 12 production lines
14 vertikale Richtung 14 vertical direction
16 Verstelleinrichtungen 16 adjustment devices
18 Geometrieprofile 18 geometry profiles
19 Formabweichungen 19 form deviations
21 Kopfbereich 21 head area
22 weitere Formabweichung 22 further form deviations
24 mittlerer Bereich 24 middle range
26 Sensoreinrichtungen 26 sensor devices
28 erste ( obere ) Oberflächenseite 28 first ( upper ) surface side
30 zweite (untere ) Oberflächenseite 30 second (lower) surface side
32 erster ( oberer ) Wirkbereich 32 first (upper) effective range
33 zweiter (unterer ) Wirkbereich 33 second (lower) effective range
34 Höhendi f ferenzen 34 height differences
40 Steuereinrichtung 40 control device
42A minimaler Abstand bzw . Betriebsabstand 42A minimum distance or operating distance
42B weiterer minimaler Abstand bzw . Betriebsabstand42B further minimum distance or operating distance
44 Richtung vom metallischen Gut entfernend 44 Direction away from the metallic goods
46 Richtung an das metallische Gut annähernd innen 46 Direction to the metallic goods approximately inside
Claims
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