一种板坯感应加热装置及系统的制作方法

本发明属于电磁感应加热技术领域，特别涉及一种板坯感应加热装置及系统。

背景技术：

电磁感应加热设备因其加热速度快，电能转换效率高，而获得广泛应用，其工作原理是通过感应加热器产生的交变感应磁场，作用在导电的被加热材料上，在被加热材料中产生感应电流，电流的热效应使材料加热。

目前应用在冶金轧钢技术领域有一种利用电磁感应加热设备加热板坯技术，所谓板坯电磁感应加热设备一般至少包括两个产生磁场的感应加热器，两个感应加热器分别装设于待加热板坯的上方和下方，感应加热器中的线圈通电产生感应磁场并经导磁体(磁路)导磁后再作用在板坯上使板坯加热，但是存在加热效果不好的技术问题。

技术实现要素：

本发明提供一种板坯感应加热装置及系统，用于解决现有技术中的感应加热设备存在对板坯的加热效果不好的技术问题。

本发明通过下述技术方案实现：一种板坯感应加热装置，包括正对设置的上加热器和下加热器，所述上加热器和所述下加热器分别设置有上总磁路和下总磁路，所述上总磁路由若干段上磁路单元以及上支撑块叠压而成，所述下总磁路由若干段下磁路单元叠压以及下支撑块而成；

所述上总磁路中的所述上磁路单元的设置方式为若干段所述上磁路单元中的至少一段的长度大于或者小于其余段的长度；和/或，

所述下总磁路中的所述下磁路单元的设置方式为若干段所述下磁路单元中的至少一段的长度大于或者小于其余段的长度。

进一步地，为了更好的实现本发明，相邻两段所述上磁路单元的长度不同；和/或，

相邻两段所述下磁路单元的长度不同。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述上磁路单元的堆叠方向和所述下磁路单元的堆叠方向同向，各段所述上磁路单元的长度和各段所述下磁路单元的长度沿所述堆叠方向呈线性变化，并且各段所述上磁路单元的长度变化与各段所述下磁路单元的长度变化为负相关关系。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述上磁路单元的堆叠方向和所述下磁路单元的堆叠方向同向，并且，各段所述上磁路单元的长度在所述堆叠方向上自所述上总磁路的中部朝所述上总磁路的两端逐渐增长，各段所述下磁路单元的长度在所述堆叠方向上自所述下总磁路的中部朝所述下总磁路的两端逐渐缩短。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述上磁路单元的堆叠方向和所述下磁路单元的堆叠方向同向，并且，各段所述上磁路单元的长度在所述堆叠方向上自所述上总磁路的中部朝所述上总磁路的两端逐渐缩短，各段所述下磁路单元的长度在所述堆叠方向上自所述下总磁路的中部朝所述下总磁路的两端逐渐增长。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述上总磁路的长度等于所述下总磁路的长度，并且，所述上总磁路中的所述上磁路单元的数量和所述下总磁路中的所述下磁路单元的数量相同。

本发明还提供一种板坯感应加热系统，包括若干个上述板坯感应加热装置，若干个所述板坯感应加热装置沿第一方向并排设置，若干个所述板坯感应加热装置中的各个所述上磁路单元和各个所述下磁路单元的堆叠方向相同，并且，相邻两个所述板坯感应加热装置中的所述上磁路单元的所述设置方式不同，相邻两个所述板坯感应加热装置中的所述下磁路单元的所述设置方式不同，所述第一方向为与所述堆叠方向垂直的方向。

进一步地，为了更好地实现本发明，若干个所述板坯感应加热装置中的每相邻四个上述板坯感应加热装置组成第一分组，所述第一分组中的四个所述板坯感应加热装置沿所述第一方向分别为第一感应加热装置、第二感应加热装置、第三感应加热装置和第四感应加热装置；

所述第一感应加热装置的各段所述上磁路单元的长度沿所述堆叠方向逐渐增长，所述第一感应加热装置的各段所述下磁路单元的长度沿所述堆叠方向逐渐缩短；

所述第二感应加热装置的各段所述上磁路单元的长度沿所述堆叠方向逐渐缩短，所述第二感应加热装置的各段所述下磁路单元的长度沿所述堆叠方向逐渐增长；

所述第三感应加热装置的各段所述上磁路单元的长度在所述堆叠方向上自所述上总磁路的中部朝所述上总磁路的两端逐渐增长，所述第二感应加热装置的各段所述下磁路单元的长度在所述堆叠方向上自所述下总磁路的中部朝所述下总磁路的两端逐渐缩短；

所述第四感应加热装置的各段所述上磁路单元的长度在所述堆叠方向上自所述上总磁路的中部朝所述上总磁路的两端逐渐缩短，所述第二感应加热装置的各段所述下磁路单元的长度在所述堆叠方向上自所述下总磁路的中部朝所述下总磁路的两端逐渐增长。

进一步地，为了更好地实现本发明，若干个所述板坯感应加热装置中的每相邻两个所述板坯感应加热装置组成第二分组，第二分组中的两个所述板坯感应加热装置沿所述第一方向分别为第五感应加热装置和第六感应加热装置；

所述第五感应加热装置的各段所述上磁路单元的长度沿所述堆叠方向逐渐增长，所述第五感应加热装置的各段所述下磁路单元的长度沿所述堆叠方向逐渐缩短；

所述第六感应加热装置的各段所述上磁路单元的长度沿所述堆叠方向逐渐缩短，所述第六感应加热装置的各段所述下磁路单元的长度沿所述堆叠方向逐渐增长。

进一步地，为了更好地实现本发明，若干个所述板坯感应加热装置中的每相邻两个所述板坯噶应加热装置组成第三分组，第三分组中的两个所述板坯感应加热装置沿所述第一方向分别为第七感应加热装置和第八感应加热装置；

所述第七感应加热装置的各段所述上磁路单元的长度在所述堆叠方向上自所述上总磁路的中部朝所述上总磁路的两端逐渐增长，所述第七感应加热装置的各段所述下磁路单元的长度在所述堆叠方向上自所述下总磁路的中部朝所述下总磁路的两端逐渐缩短；

所述第八感应加热装置的各段所述上磁路单元的长度在所述堆叠方向上自所述上总磁路的中部朝所述上总磁路的两端逐渐缩短，所述第八感应加热装置的各段所述下磁路单元的长度在所述堆叠方向上自所述下总磁路的中部朝所述下总磁路的两端逐渐增长。

本发明相较于现有技术具有以下有益效果：

本发明提供的板坯感应加热装置包括正对设置的上加热器和下加热器，上加热器设置有上总磁路，下加热器设置有下总磁路，上总磁路由若干段上磁路单元以及上支撑块叠压而成，下总磁路由若干段下磁路单元叠压以及下支撑块而成，若干上磁路单元中的至少一段的长度大于或者小于其余段的长度，和/或，若干下磁路单元中的至少一段的长度大于或者小于其余段的长度。通过上述结构，上加热器中至少有一段上磁路单元的长度与其余上磁路单元的长度不同，和/或，下加热器中至少有一段下磁路单元的长度与其余下磁路单元的长度不同，这样，在该感应加热装置用于加热板坯时，由于至少上加热器和/或下加热器中具有长度与其他磁路单元不同的一磁路单元，故而至少有一组相邻的上支撑块和/或一组相邻的下支撑块之间的距离与其余相邻的上支撑块和/或相邻的下支撑块之间的距离不同，减少上下支撑块重叠几率，故而可有效避免上下磁场分段不均匀的加强效应，因此，在整个加热过程中，对板坯的加热效果得以提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的加热器的磁力线分布示意图；

图2是本发明实施例1中的各段上磁路单元的长度沿堆叠方向逐渐增长且各段下磁路单元的长度沿堆叠方向逐渐缩短的板坯感应加热装置的结构示意图；

图3是本发明实施例1中的各段上磁路单元的长度沿堆叠方向逐渐缩短且各段下磁路单元的长度沿堆叠方向逐渐增长的板坯感应加热装置的结构示意图；

图4是本发明实施例1中的各段上磁路单元的长度在堆叠方向自中部朝两端逐渐缩短且各段下磁路单元的长度沿堆叠方向自中部朝两端逐渐增长的板坯感应加热装置的结构示意图；

图5是本发明实施例1中的各段上磁路单元的长度在堆叠方向自中部朝两端逐渐增长且各段下磁路单元的长度沿堆叠方向自中部朝两端逐渐缩短的板坯感应加热装置的结构示意图；

图6是本发明实施例2的第一类型实施方式提供的板坯感应加热系统的结构示意图；

图7是本发明实施例2的第二类型实施方式提供的板坯感应加热系统的结构示意图；

图8是本发明实施例2的第三类型实施方式提供的板坯感应加热系统的结构示意图。

图中：

1-上加热器；11-上磁路单元；12-上支撑块；

2-下加热器；21-下磁路单元；22-下支撑块；

3-板坯；

100-第一感应加热装置；

200-第二感应加热装置；

300-第三感应加热装置；

400-第四感应加热装置；

500-第五感应加热装置；

600-第六感应加热装置；

700-第七感应加热装置；

800-第八感应加热装置；

1000-加热器；1100-磁路单元；1200-支撑块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

本实施例提供一种感应加热器，用于解决现有技术中的板坯感应加热设备对板坯的加热效果不好的技术问题。具体地，现有技术中的板坯感应加热设备包括至少两个一上一下正对设置在待加热板坯两侧的加热器1000，每个加热器1000内部均设置有总磁路，总磁路由多段磁路单元1100叠压而成，出于结构设计的考虑，相邻的磁路单元1100之间设置绝缘的支撑块1200。现有技术的该类型感应加热器1000加热板坯时，由于上下总磁路分段模式以及单个磁路单元1100长度相同，故而在很多情况下上下加热器1000的磁场分段分布的模式趋同，在上下支撑块1200正对时，还会使得磁场分段不均匀得到强化，最终造成被加热板坯的加热温度分布不均匀，故而导致加热效果不好的技术问题。

本实施例提供的板坯感应加热装置，通过将若干上加热器1的若干上磁路单元11中的至少一段的长度设置得与其余段的长度不同，和/或，将下加热器2的若干下磁路单元21中的至少一段的长度设置得与其余段的长度不同，以减少上下支撑块重叠的次数，进而改善对板坯3的加热效果。

本实施例提供的板坯感应加热装置包括正对设置的上加热器1和下加热器2，上加热器1设置有上总磁路，下加热器2设置有下总磁路，值得注意的是，此处所述的正对设置为在加热器的宽度方向上上下正对设置，上总磁路由若干段上磁路单元11以及上支撑块12叠压而成，下总磁路由若干段下磁路单元21叠压以及下支撑块22而成，值得注意的是，本实施例中的若干上磁路单元11以及上支撑块12交错设置并叠压在一起，若干下磁路单元21和下支撑块22也是交错设置并叠压在一起，叠压方式和现有技术一样，故而在此不再对其进行详尽的赘述。值得注意的是，本实施例中的上总磁路的长度等于下总磁路的长度，并且，上总磁路中的上磁路单元11的数量和下总磁路中的下磁路单元21的数量相同。

和现有技术不同的是，上总磁路中的上磁路单元11的设置方式为若干上磁路单元11中的至少一段的长度大于或者小于其余段的长度，和/或，下总磁路中的下磁路单元21的设置方式为若干下磁路单元21中的至少一段的长度大于或者小于其余段的长度。此实施例包含三种实施方式，第一种为：若干上磁路单元11中的至少一段的长度大于或者小于其余段的长度，也即若干段上磁路单元11中的至少一段的长度与其余段上磁路单元11的长度不同，而各段下磁路单元21的长度相同；第二种为：若干下磁路单元21中的至少一段的长度大于或者小于其余段的长度，也即若干段下磁路单元21中的至少一段的长度与其余段下磁路单元21的长度不同，而各段上磁路单元11的长度相同；第三种为：若干段上磁路单元11中的至少一段的长度大于或者小于其余段上磁路单元11的长度，并且若干段下磁路单元21中的至少一段的长度大于或者小于其余段下磁路单元21的长度。本实施例的最佳实施方式为上述第三种实施方式。

通过上述结构，上加热器1中至少有一段上磁路单元11的长度与其余上磁路单元11的长度不同，和/或，下加热器2中至少有一段下磁路单元21的长度与其余下磁路单元21的长度不同，这样，在该感应加热装置用于加热板坯3时，由于至少上加热器1和/或下加热器2中具有长度与其他磁路单元不同的一磁路单元，故而至少有一组相邻的上支撑块12和/或一组相邻的下支撑块22之间的距离与其余相邻的上支撑块12和/或相邻的下支撑块22之间的距离不同，也即至少有一个上支撑块12和下支撑块22将会错位，因此若干个上支撑块12和若干个下支撑块22同时重叠的次数则更少，降低上下磁场分段不均匀的加强效应发生的几率，在整个加热过程中，对板坯3的加热效果得以提高。值得注意的是，上支撑块12和下支撑块22均是绝缘的块体结构，用于对上总磁路以及下总磁路进行支撑，此和现有技术一样，故而在此不再对其进行详尽的赘述。对于现有技术的板坯3电磁感应加热器而言，技术原理是磁通穿过被加热板坯3。本发明所设计的板坯感应加热装置避免上、下加热器2因磁路分段模式完全相同，从而降低磁路分隔部位重叠次数，进而缓解板坯3断面温度分布分段不均匀的情况。

作为本实施例的一种实施方式，本实施例中，上磁路单元11的设置方式为相邻两端上磁路单元11的长度不同；和/或，下磁路单元21的设置方式为相邻两段下磁路单元21的长度不同。这样，可进一步减少若干上支撑块12和若干下支撑块重叠的次数，降低上下磁场分段不均匀的加强效应发生的几率，进一步提高对板坯3的加热效率。

作为本实施例的一种实施方式，本实施方式中，上磁路单元11的堆叠方向和下磁路单元21的堆叠方向同向，这样，上磁路单元11和下磁路单元21则平行地以上一下进行设置，各段上磁路单元11的长度和各段下磁路单元21的长度沿堆叠方向呈线性变化，并且各段上磁路单元11的长度与各段下磁路单元21的长度变化为负相关关系。作为本实施例的的一种具体实施方式，上磁路单元11的设置方式为各段上磁路单元11的长度沿堆叠方向逐渐增长，而下磁路单元21的设置方式为各段下磁路单元21的长度沿堆叠方向则逐渐缩短。作为本实施例的另一种实施方式，上磁路单元11的设置方式为各段上磁路端元的长度沿堆叠方向逐渐缩短，而下磁路单元21的设置方式为各段下磁路单元21的长度沿堆叠方向逐渐缩短。这样，可进一步减少若干上支撑块12和若干下支撑块22重叠的次数，降低上下磁场分段不均匀的加强效应发生的几率，进一步提高对板坯3的加热效率。最佳地，相邻段上磁路单元11之间的差值相同，相邻段下磁路单元21之间的差值也相同。

作为本实施例的另一种实施方式，本实施方式中，上磁路单元11的堆叠方向和下磁路单元21的堆叠方向同向，实际上磁路单元11的堆叠方向为上总磁路的长度方向，上磁路单元11的设置方式为各段上磁路单元11的长度在堆叠方向上自上总磁路的中部朝上总磁路的两端逐渐增长，下磁路单元21的堆叠方向为下总磁路的长度方向，下磁路单元21的设置方式为各段下磁路单元21的长度在堆叠方向上自下总磁路的中部朝下总磁路的两端逐渐缩短。这样，同样可进一步减少若干上支撑块12和若干下支撑块22重叠的次数，降低上下磁场分段不均匀的加强效应发生的几率，进一步提高对板坯3的加热效率。最佳地，相邻段上磁路单元11之间的差值相同，相邻段下磁路单元21之间的差值也相同。

作为本实施例的还有一种实施方式，本实施方式中，上磁路单元11的堆叠方向和下磁路单元21的堆叠方向同向，并且，上磁路单元11的设置方式为各段上磁路单元11的长度在堆叠方向上自上总磁路的中部朝上总磁路的两端逐渐缩短，下磁路单元21的设置方式为各段下磁路单元21的长度在所述堆叠方向上自下总磁路的中部朝下总磁路的两端逐渐增长。这样，同样可进一步减少若干上支撑块12和若干下支撑块22重叠的次数，降低上下磁场分段不均匀的加强效应发生的几率，进一步提高对板坯3的加热效率。最佳地，相邻段上磁路单元11之间的差值相同，相邻段下磁路单元21之间的差值也相同。

当然，作为本实施例的一种简单实施方式，本实施例中，也可以只是将若干段上磁路单元11中的其中一段的长度设置为与其余段不同，而其余段上磁路单元11的长度相同，所有下磁路单元21的长度均相同。

实施例2：

本实施例提供一种板坯感应加热系统，该板坯感应加热系统包括若干实施例1提供的感应加热装置，各段上磁路单元11和各段下磁路单元21的堆叠方式相同，若干个感应加热装置沿第一方向并排设置，而该第一方向为与堆叠垂直的方向。并且，相邻两个上磁路单元11的设置方式不同，相邻两个下磁路单元21的设置方式也不同。这样，依据电磁原理分析，上、下加热器产生的磁通并非全部穿过被加热板坯3，磁通的一部分未穿过板坯3而仅作用于板坯3的表层，因此上加热器1磁路单元分段造成磁场分布影响板坯3上表面温度分布，下加热器2磁路单元分段造成的磁场分布影响板坯3下表面温度分布，本实施例提供的板坯感应加热系统中，相邻上感应加热装置磁路单元的设置方式不同，同样，相邻下加热器2磁路分布模式亦不同，和现有技术一样，加热时，板坯3将相对于感应加热系统平移，此使，在多组感应加热装置共同作用下，譬如板坯3在第一时间点对应的第一位置，其上某个部位由于上支撑块12和下支撑块22重叠而未被加热至理想温度，但是在第二时间点对应的第二位置，上述未被加热至理想温度的部位将平移至上支撑块12和下支撑块22未重叠的位置，由此而使得板坯3不同温度均能在不同时间点得以加热至理想温度，从而解决现有技术中的该类型板坯3感应加热系对板坯3的加热效果不均匀的技术问题。而且在加热时，上下磁场分段不均匀的加强效应发生的更低，从而对板坯3的加热效果更好。

作为本实施例的第一类型实施方式，本实施方式中，若干个感应加热装置中的每相邻四个组成第一分组，第一分组中的四个感应加热装置沿上述第一方向分别为第一感应加热装置100、第二感应加热装置200、第三感应加热装置300和第四感应加热装置400；

第一感应加热装置100的各段上磁路单元11的长度沿堆叠方向逐渐增长，第一感应加热装置100的各段下磁路单元21的长度沿堆叠方向逐渐缩短；

第二感应加热装置200的各段上磁路单元11的长度沿堆叠方向逐渐缩短，第二感应加热装置200的各段下磁路单元21的长度沿堆叠方向逐渐增长；

第三感应加热装置300的各段上磁路单元11的长度在堆叠方向上自上总磁路的中部朝上总磁路的两端逐渐增长，第二感应加热装置200的各段下磁路单元21的长度在堆叠方向上自下总磁路的中部朝下总磁路的两端逐渐缩短；

第四感应加热装置400的各段上磁路单元11的长度在堆叠方向上自上总磁路的中部朝上总磁路的两端逐渐缩短，第二感应加热装置200的各段下磁路单元21的长度在堆叠方向上自下总磁路的中部朝下总磁路的两端逐渐增长。

值得注意的是，本实施方式中，板坯感应加热装置的数量大于等于4。实际上，本实施方式中的感应加热系统可理解若干个板坯感应加热装置在第一方向上的排布方式如下：第一感应加热装置100、第二感应加热装置200、第三感应加热装置300、第四感应加热装置400、第一感应加热装置100、第二感应加热装置200、第三感应加热装置300、第四感应加热装置400……，以此类推。

作为本实施例的第二类型实施方式，本实施方式中，若干个感应加热装置中的每相邻两个组成第二分组，第二分组中的两个感应加热装置沿第一方向分别为第五感应加热装置500和第六感应加热装置600；

第五感应加热装置500的各段上磁路单元11的长度沿堆叠方向逐渐增长，第五感应加热装置500的各段下磁路单元21的长度沿堆叠方向逐渐缩短；

第六感应加热装置600的各段上磁路单元11的长度沿堆叠方向逐渐缩短，第六感应加热装置的各段下磁路单元21的长度沿堆叠方向逐渐增长。

值得注意的是，本实施方式中，板坯感应加热装置的数量大于等于2。实际上，本实施方式中的感应加热系统可理解若干个板坯感应加热装置在第一方向上的排布方式如下：第五感应加热装置500、第六感应加热装置600、第五感应加热装置500、第六感应加热装置600、第五感应加热装置500、第六感应加热装置600……，以此类推。

作为本实施例的第三类型实施方式，本实施方式中，若干个板坯感应加热装置中的每相邻两个组成第三分组，第三分组中的两个板坯感应加热装置沿第一方向分别为第七感应加热装置700和第八感应加热装置800；

第七感应加热装置700的各段上磁路单元11的长度在堆叠方向上自上总磁路的中部朝上总磁路的两端逐渐增长，第七感应加热装置700的各段下磁路单元21的长度在堆叠方向上自下总磁路的中部朝总磁路的两端逐渐缩短；

第八感应加热装置800的各段上磁路单元11的长度在堆叠方向上自上总磁路的中部朝上总磁路的两端逐渐缩短，第八感应加热装置800的各段下磁路单元21的长度在堆叠方向上自下总磁路的中部朝下总磁路的两端逐渐增长。

值得注意的是，本实施方式中，板坯感应加热装置的数量大于等于2。实际上，本实施方式中的感应加热系统可理解若干个板坯感应加热装置在第一方向上的排布方式如下：第七感应加热装置700、第八感应加热装置800、第七感应加热装置700、第八感应加热装置800、第七感应加热装置700、第八感应加热装置800……，以此类推。

可以理解的是，本实施例中，还可以具有其余实施方式，譬如，若干个感应加热装置在第一方向上的排布方式如下：

第一感应加热装置100、第三感应加热装置300、第二感应加热装置200、第四感应加热装置400、第一感应加热装置100、第三感应加热装置300、第二感应加热装置200、第四感应加热装置400……，以此类推；

或者，第一感应加热装置100、第四感应加热装置400、第三感应加热装置300、第二感应加热装置200、第一感应加热装置100、第四感应加热装置400、第三感应加热装置300、第二感应加热装置200……，以此类推。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明记载的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。