感應加熱裝置的制造方法
【專利說明】感應加熱裝置
[0001]本申請以日本專利申請特愿2014-048800(申請日:2014年3月12日)為基礎，從該申請享受優先的利益。本申請因參照上述申請而包含上述申請的全部內容。
技術領域
[0002]本發明涉及一種C型電感式的感應加熱裝置。
【背景技術】
[0003]在鋼鐵用熱軋線上，在預先將被加熱件加熱到規定的溫度后，在連續地搬運被加熱件時，利用粗軋機將被加熱件成形為稱作粗制棒的狀態，再利用精軋機將被加熱件成形為具有期望的板厚和板寬的薄板。
[0004]在將被加熱件成形為薄板的過程中，存在被加熱件的寬度方向端部的溫度逐漸下降的問題。當溫度下降而以整體溫度不均勻的狀態進行軋制時，品質不恒定，寬度方向端部的硬度增高，產生被加熱件裂開等的問題。
[0005]為了解決該問題，針對被加熱件的寬度方向端部的溫度下降，以寬度方向端部的升溫為目的，導入了感應加熱裝置的一種、即邊緣加熱器。
[0006]邊緣加熱器的電感基本由C型鐵心和卷繞在該C型鐵心上的螺旋銅管形成。夾著C型鐵心的開口部在上下的鐵心腿部分別卷繞有螺旋銅管，使以粗制棒為代表的被加熱件的端部通過開口部，在被加熱件的端部產生基于渦流的焦耳熱，從而對被加熱件進行感應加熱，上述渦流利用上下貫穿開口部的磁通而感應生成。
[0007]使用了邊緣加熱器的電感的感應加熱裝置在磁路中不存在大的間隙，且在C型鐵心的內部形成有磁通通過的環路，因此加熱效率優異。
[0008]但是，在該結構的電感中，以粗制棒為代表的被加熱件是超過了居里點的非磁性體，因此在通過上下的鐵心腿部間的開口部的磁通的中間存在向外側大幅膨脹的傾向。
[0009]因此，在最需要加熱的被加熱件的端部通過的磁通量向外側膨脹，不通過被加熱件的端部而成為無效的磁通增加，結果成為加熱效率下降的原因。
[0010]為了解決該問題，作為改善方案，提出了對于在C型鐵心的夾著開口部的上下的鐵心腿部分別卷繞有加熱線圈而形成的電感，在該電感的上下的鐵心腿部的與供被加熱件通過的開口部相對的面的端部側，分別形成使開口部的間隔朝向C型鐵心的內側而擴大的傾斜面(例如參照日本實開平6-7193號公報)。由于開口部的間隔朝向C型鐵心的內側而擴大，因此形成為使大部分的磁通在上下的鐵心腿部的間隔狹窄的平行面間通過的結構，磁通不膨脹而是集中，能夠高效地對被加熱件端部進行加熱。
[0011]另外，也提出了對于在C型鐵心的夾著開口部的上下的鐵心腿部分別卷繞加熱線圈而形成的電感，以與該電感的供被加熱件的端部通過的上述開口部相對的方式，在C型鐵心的內側設置由非磁性材料形成的磁性屏蔽件(例如參照日本實開平6 - 7194號公報)。
[0012]在將利用磁性屏蔽件產生的渦流抵消的方向上，反向的電流流動，產生反向的磁通量，利用此現象將從上下的加熱線圈產生的漏磁通推回到開口部側的作用得到發揮，磁通量集中到被加熱件的端部而進行貫穿，能夠高效地對該部分進行局部加熱。
[0013]但是，僅是像上述那樣通過使磁通集中到被加熱件的端部而獲得加熱效率的提高，存在無法對如下情況進行完全抑制的問題，即，無法完全抑制因磁通向外部膨脹而以擦過的方式通過螺旋銅管從而發生的對螺旋銅管的加熱，以及成為銅損的原因的、磁通量的減少。
【發明內容】
[0014]本發明要解決的技術問題是，提供一種對螺旋銅管的加熱以及成為銅損的原因的、磁通量的減少進行抑制，且不會使被加熱件端部的加熱效率損失的感應加熱裝置。
[0015]實施方式的感應加熱裝置在被加熱件的寬度方向兩端部成對地配置有由C型鐵心結構物構成的固定式C型電感，其特征在于，上述C型電感由如下部分構成:主體鐵心部，該主體鐵心部沿被加熱件的搬運方向形成有供被加熱件通過的開口部；鐵心腿部，該鐵心腿部與上述開口部相連，夾著上述開口部在上下方形成；以及加熱線圈，該加熱線圈夾著上述開口部卷繞于上下的上述鐵心腿部，使被加熱件與磁通交鏈而對被加熱件進行加熱，上述加熱線圈以卷繞直徑朝向與上述開口部相對的面的端部側逐漸擴大的方式進行卷繞。
[0016]采用上述結構的感應加熱裝置，能夠對螺旋銅管的加熱以及成為銅損的原因的磁通量的減少進行抑制，且能對被加熱件端部的加熱效率進行保持。
【附圖說明】
[0017]圖1是表示本發明第一實施方式的感應加熱裝置的主視圖。
[0018]圖2是對距開口部最近部位的螺旋銅管及距開口部最遠部位的螺旋銅管進行說明的圖。
[0019]圖3是表示對螺旋銅管長度的組合與銅損的關系進行了解析的一例的曲線圖。
[0020]圖4是表示對螺旋銅管長度的組合與加熱效率的關系進行了解析的一例的曲線圖。
[0021]圖5是表示本發明第二實施方式的感應加熱裝置的主視圖。
【具體實施方式】
[0022]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。另外，在各圖中，對于相同的部位標注相同的符號。
[0023](第一實施方式)
[0024]圖1是表示本發明第一實施方式的感應加熱裝置的主視圖。如圖1所示，將電磁鋼板層疊而形成C型鐵心1，夾著該C型鐵心I的開口部3在上下的鐵心腿部4上分別卷繞螺旋銅管2，形成電感(inductor)。螺旋銅管2是加熱線圈，使被加熱件5的端部通過開口部3，利用上下貫穿在C型鐵心I的內部而形成環路的磁通6對被加熱件5進行感應加熱。
[0025]使用了 C型電感的感應加熱裝置在磁通6的通路中不存在大的氣隙，加熱效率優巳升。
[0026]由于被加熱件5是超過了居里點的非磁性體，因此C型電感在通過上下的鐵心腿部4間的開口部3的磁通6的中間，存在大幅膨脹的傾向。
[0027]為了解決該問題，在本實施方式的感應加熱裝置中，以所卷繞的螺旋銅管2的卷繞直徑向上下的鐵心腿部4的與供