专利名称：具有非均匀纵向温度分布的轨头的电感应加热的制作方法
技术领域：
本发明涉及在轨头初始具有非均匀纵向温度分布的情况下，通过 电感应加热沿铁轨的长度实现大致均匀的轨头温度。
背景技术：
在构建铁轨中使用的铁轨需要热处理以在正常使用时经受住冶 金学损坏。图l (a)和图l (b)示出了典型的平底铁轨90，其包括 轨头90a、轨腰90b和轨底90c。热处理或冶金学硬化有时集中在轨 头上，因为轨头是与机车车辆的轮子接触的区域，而轨腰连接轨头和 轨底以将支承负载分配给枕木及铁轨下面的底座。图1 (c)示出了 用于描述轨头的近似区域的典型术语。冠部或作用表面是与轮缘接触 的区域，而轮子的凸缘通常与轨头的一侧表面接触。下颌区形成连接 轨头和轨腰90b的轨头区域。现代铁路设计需要相对长长度的连续铁 轨，如超过20米长的铁轨。铁轨可在热轧厂制造，其通过锻造产生 铁轨的热长度。铁轨的热处理可在离开热轧厂时立即完成，其通过使 用例如液体介质如空气和/或水对铁轨进行适当的除鳞和淬火实现。 当轨头的截面温度曲线沿轨头的整个纵向长度Lr大致一样时必须进 行良好的轨头热处理。 一种方法是在铁轨从热轧厂出来时将铁轨的整 个长度(即轨头、轨腰和轨底)加热到相同的截面温度。然而，这样 的方法浪费能源，因为对于有效的轨头热处理，并不要求轨腰和轨底 截面温度一致性。
本发明的目的之一在于提供在铁轨从热轧厂出来之后但在铁轨 经历淬火处理之前通过电感应加热使整个长度的铁轨的轨头截面温 度大致一样的装置和方法。
发明内容
本发明提供了在铁轨长度的截面温度不均匀时使整个长度的铁 轨的轨头截面温度大致一样的装置和方法。感应器组合用于感应加热 轨头的各个部分并沿铁轨的整个长度实现大致一致的截面温度。通过 调节通过流过感应器组合中的一个或多个感应器的电流产生的磁场 强度，可影响沿铁轨纵向长度的轨头区域内的温度以实现大致一致的 截面温度。
另一方面，本发明为轨头电感应加热装置，其包括至少一冠部感 应器和至少一裙边感应器。冠部感应器具有中央纵向部分及右侧和左 侧纵向部分。所述右侧和左侧纵向部分中的每一部分的长度比所述中 央纵向部分的长度短，所述右侧和左侧纵向部分位于中央纵向部分的 两侧。所述中央纵向部分及所述右侧和左侧纵向部分按不同的结构互 相连接以形成冠部感应器。裙边感应器包括方向相对的右侧和左侧裙 边感应器部分。右侧和左侧裙边感应器部分按不同的结构互相连接以 形成裙边感应器。
另一方面，本发明为电感应加热纵向定向的工件的球形端部的方 法，所述球形端部如轨头，其中至少工件的所述球形端部导电。在本 发明的一电感应加热方法中，使工件通过至少一冠部感应器和至少一 裙边感应器，所述球形端部定向在所述冠部感应器的下面及所述裙边 感应器之间。所述冠部感应器包括中央纵向部分及右侧和左侧纵向部 分，所述球形端部的顶部在所述这些中心部分的下方通过，所述球形 端部的侧面在所述右侧和左侧纵向部分内通过。所述裙边感应器包括 方向相对的右侧和左侧裙边感应器部分，所述球形端部的侧面邻近地 通过所述右侧和左侧裙边感应器部分。向所述冠部感应器和所述裙边 感应器施加交流功率以在至少一冠部和裙边感应器周围产生磁场，使
得磁通量与导电球形端部耦合从而通过涡流进行感应加热。在本发明 的另一电感应加热方法中，工件可保持静止不动，而冠部和裙边感应 器在所述工件的球形端部侧面的上方和周围移动。在本发明的另一电 感应加热方法中，可使用工件和冠部或裙边感应器的组合移动。
本发明的上述及其它方面在本说明书及所附权利要求中提出。
如下简要说明的附图用于示例性地理解本发明，而非向本发明限 制为本说明书进一步提出的内容
图1 (a)和图1 (b)分别为典型铁轨的一个例子的立体图和截 面图。
图l (C)为典型铁轨的轨头部分的各个区域的典型命名。
图2为铁轨热处理过程的一个例子的简化图解布局，其中使用了
本发明的感应加热处理。
图3为在从热轧厂出来之后制造过程期间沿铁轨的纵向长度的
温度梯度的典型图示。
图4 (a)和图4 (b)分别示出了在本发明的感应加热处理过程 中使用的冠部感应器的一个例子的立体图和俯视平面图。
图4 (c)和图4 (d)分别为图4 (a)中所示冠部感应器沿线A-A 和B-B的截面图。
图4 (e)为在本发明的感应加热处理过程中使用的冠部感应器 的另一例子的俯视平面图。
图5 (a)和图5 (b)分别为在本发明的感应加热处理过程中使
用的裙边感应器的一个例子的立体图和俯视平面图。
图5 (c)为图5 (a)中所示裙边感应器沿线C-C的截面图。 图5 (d)为在本发明的感应加热处理过程中使用的裙边感应器
的另一例子的俯视平面图。
图6为感应加热站的一个例子的简化图解布局，其中使用了本发
明的感应加热处理过程。
图7 (a)、图7 (b)和图7 (c)分别为与本发明的感应加热处 理过程的一个例子一起使用的感应器传送装置的简化侧视、后视和俯 视图。
图8为从感应加热站处理之后的铁轨的截面等温线的一个非限 制性例子，所述感应加热站中使用了本发明的感应加热处理过程。
具体实施例方式
图2示出了铁轨制造过程的一个非限制性例子，其中使用了本发 明的感应加热处理过程。在热轧厂80形成的热铁轨90从热轧厂出来 并移到除鳞站82，铁轨的前(头)端90'之后是后(尾)端90〃。热 铁轨在冷却/平移站84中的台上移动(平移)，同时在其表面上形成 受控氧化铁皮。由于铁轨的前端90'先离开热轧厂且铁轨的长度可观， 随着铁轨前进通过除鳞及冷却/平移站，在前端处的轨头截面温度低 于后端处的轨头截面温度。这在图3中图示，其中曲线d表示铁轨 90已到达图2中的位置P0SJ寸图1 (b)中的典型点p,沿铁轨长度L 的温度。如图3中所示，该点Pi的温度在铁轨的后端和前端之间相差 大约35°C。曲线C2表示在位置POSi处图1 (b)的轨头的典型点p2 沿铁轨长度L的温度，在铁轨后端和前端之间的温差大约为25°C。 这些曲线和温度是普遍的并说明下述事实对于相当热的铁轨，更靠 近轨头表面的轨头区域将比更深的轨头内部区域更快速地向周围环 境辐射热量。
在本发明的该非限制性例子中，由于物理布局，铁轨90移到感 应加热站86，其后端90"先于前端90'移到感应加热站。感应加热站 包括感应器组合，当沿其整个长度具有非均匀温度的铁轨进入感应加 热站时，所述感应加热站用于将轨头截面沿整个长度感应加热到均匀 温度，如下面进一步所述。
在附图中，仅仅为了简便，正交空间由X、 Y和Z轴定义，如附 图中简图所示，其并不意于限制本发明。
图4 (a)到图4 (d)示出了在本发明的感应加热处理过程中使 用的冠部感应器的一个非限制性例子。冠部感应器的中央部分12a置 于轨头冠部的纵向长度L上方。通常，如果轨头截面对称，则中央部 分12a居中置于铁轨冠部上方。由流过中央部分12a的交流电流(ac) 建立的磁通量通常与冠部的顶部中央区耦合以感应加热该区域。冠部 感应器的右侧部分12b置于所述中央区的右边(相当于在感应器下面 移动的铁轨的方向(+X))，其接触面12b'与冠部表平面91成角a,。 类似地，冠部感应器的左侧部分12c置于所述中央部分的左边，在本 发明的该非限制性例子中，其接触面12c'与冠部表平面91成角。由 流过冠部感应器的右侧和左侧部分的ac电流建立的磁通量通常与轨 头的凸缘转角区域耦合。通常，右侧和左侧感应器中的每一个大约为 冠部感应器的中央部分的长度L的一半。在图4 (a)到图4 (d)所 示的本发明的非限制性例子中，中央ac功率经电导体或冒口 92a和 92b馈给冠部感应器12。所述冒口适当地连接到ac功率源，或直接 连接或经中间电路元件如变压器。因此，与电冒口方向相对的右侧和 左侧部分的端部分别经连接段12d和12e连接到中央部分12a的两 端，以在冠部及凸缘转角处的冠部外缘上方保持对称的磁场分布。中 央部分12a的冠部感应器接触面12a'最好成形为使得感应器接触面 和相对的轨头冠部表面之间的截面距离山最小，如图4 (c)和图4 (d)中所示。在本发明的该非限制性例子中，如图4 (a)到图4 (d) 中所示，冠部感应器12包括中空矩形形状的电导体，例如由铜形成 的电导体。在该例子中，冠部感应器可由通过感应器的中空通道的液 态介质流冷却，例如但不限于水。根据特定应用中的轨头形状，冠部 感应器可以是其它形状。接触面12b'和12c'可以是弯曲形状或其它 构造，以有助于将磁通量引导到轨头的凸缘转角区域。如图4 (c) 和图4 (d)中所示，通量集中器13 (以虚线轮廓示出)可提供在冠 部感应器的整个或部分长度周围以将冠部感应器中的ac电流产生的 磁通量引向轨头。冠部感应器的另一非限制性例子如图4 (e)中所 示，其中使用两个分开的U形感应器22和24，其具有如箭头所示的
相对瞬间ac电流流动。在该结构中，由感应器22和24的组合形成 的冠部感应器的中央部分包括局部中央部分22a和24a，具有右侧部 分22b和左侧部分24c及连接段22d和24e。 一个或多个ac功率源 可连接在终端92a'、 92b'、 92a〃和92b〃之间以实现所希望的瞬时电 流。
图5 (a)到图5 (c)示出了在本发明的感应加热处理过程中使 用的裙边感应器14的一个非限制性例子。裙边感应器的右侧部分包 括分部14a和14b，裙边感应器的左侧部分包括分部14c和14d。裙 边感应器的右侧和左侧部分沿轨头的两侧表面布置纵向长度U。在本 发明的一例子中，分部14a、 14b、 14c和14d中的每一个大约为长度 L2的一半。在轨头两侧上的分部14a和14c的邻近端及分部14b和14d 的邻近端分别通过连接段14e和14f连接在一起，以在轨头冠部的顶 部上方保持对称的磁场分布。裙边感应器的交叉段14g连接轨头两侧 上的分部14b和14c的邻近端。裙边感应器的分部的这种结构使中央 ac功率能经轨头两侧上的分部14a和14d的邻近端处的电导体或冒 口 92c和92d馈给感应器。所述冒口适当地连接到ac功率源，或直 接连接或经中间电路元件如变压器。在本发明的该例子中，裙边感应 器接触面14a' 、 14b' 、 14c'和14d'与轨头侧表面成相同角度a2 (图 5 (c))(相互远离)。侧部的裙边感应器接触面14a' 、 14b' 、 14c' 和14d'最好成形为使得感应器接触面和相对的轨头侧表面之间的截 面距离d2最小，如图5 (c)中所示。由流过裙边感应器14的右侧和 左侧部分的ac电流建立的磁通量通常与轨头的侧面区域耦合以感应 加热这些区域。在本发明的该非限制性例子中，如图5 (a)到5 (d) 中所示，裙边感应器14包括中空矩形形状的电导体，例如由铜形成 的电导体。在该例子中，裙边感应器可由通过感应器的中空通道的液 态介质流冷却，例如但不限于水。根据特定应用中的轨头形状，裙边 感应器可以是其它形状。接触面14a' 、 14b' 、 14c'和14d'中的一个 或多个可以是弯曲形状以有助于将磁通量引向轨头的侧面区域。如图 5 (c)中所示，通量集中器15 (以虚线轮廓示出)可提供在裙边感
应器的整个或部分长度周围以将裙边感应器中的ac电流产生的磁通 量引向轨头。裙边感应器的另一非限制性例子如图5 (d)中所示。 裙边感应器26包括邻近轨头两侧定位的两侧部26a和26b，所述侧 部在邻近的相对端处由连接段26c连接在一起。侧部26a和26b的相 对端连接到电冒口 92c'和92d'以向感应器提供ac功率。
图6示出了感应加热站86中的冠部和裙边感应器的一种非限制 性安排，其可用于均匀加热沿其长度初始具有非均匀温度的轨头的纵 向长度L，例如，如上所述及如图3中所示。铁轨90按如箭头所示 的+X方向移过感应加热站。在所述感应加热站中，从铁轨进入到退 出，感应器按这样的顺序排列冠部感应器CRh冠部感应器CR,、裙 边感应器SId和裙边感应器SK2。冠部或裙边感应器的典型但非限制性 长度为l米。使用该非限制性的感应器结构，所述冠部感应器为上述 及图4 (a)中所示的感应器，裙边感应器为上述及图5 (a)中所示 的感应器，轨头的感应加热按下面的顺序相继完成冠部右侧、冠部 左侧(冠部感应器CR》；冠部右侧、冠部左侧(冠部感应器CR》； 裙边(裙边感应器SK》；及裙边(裙边感应器SK》。在特定应用中 使用的冠部和裙边感应器的数量和排列(例如感应器之间的间隔)将 变化。通常，直接感应加热受感应磁场透入轨头区域的深度的限制。 随着铁轨前进通过感应加热站，感应的热量导入轨头的内部(称为热 "浸透")。因此，完成的铁轨截面加热基于感应加热和浸透的结合， 所述浸透可在感应加热站中的感应器之间出现。当从感应加热站出来 时，沿铁轨的整个长度，轨头将具有实质上均匀的截面温度，例如， 如图3中分别针对图1 (b)中的点Pi和P2的曲线d和C'2所示。图 8为从感应加热站出来之后实质上均匀加热的轨头的截面等温线(由 虚线指示的IO。 K间隔)的一个非限制性例子。
从一个或多个适当的电源向感应加热站中的每一感应器提供ac 功率。按照特定应用的要求，每一感应器可从单独的电源获取功率， 或者一组感应器可从单一电源获取功率。功率可从电源直接提供，或 经中间电路元件如压降变压器或功率匹配变压器。从电源到感应器的
输出功率(电压)的大小在感应加热过程期间可保持恒定不变也可变 化。从电源到感应器的输出的电频率在感应加热过程期间可保持恒定 不变，也可变化以改变磁通量透入轨头各区域的深度。
当铁轨(轨头)前进通过感应器包括感应加热站时，多种类型的 控制系统可用于控制一个或多个电源的输出参数(例如功率(电压) 和/或频率)。例如， 一个或多个轨头温度读数(例如用高温计)可 在铁轨进入感应加热站之前完成。这些读数可与计算机处理系统中保 存的数据进行比较，其分析所述读数并持续调节一个或多个电源的所 需输出参数。计算机分析及所保存的数据可基于对不同尺寸的铁轨预 先进行的试验及可实现轨头的所需均匀温度的输出参数值。
在本发明的其它例子中，在铁轨相继移向淬火站的+X方向获得 非均匀轨头温度曲线可通过在铁轨移过图2中所示的除鳞、冷却/平 移、和/或感应加热站中的一个或多个中的一个或多个温度检测器如
高温计81、 83和/或85时对铁轨进行扫描实现。或者， 一个或多个 温度检测器可沿X方向静止的铁轨的X方向移动以在冷却铁轨时扫描 铁轨。这些检测器中的一个或多个可测量整个轨头温度，或可单独测 量轨头的冠部、裙边和/或下颌区的温度。
所获得的温度读数(数据)可保存在适当的存储装置中并在计算 装置(如计算机处理器)中的算法(由软件执行)中使用。所述算法 的输出可用于在获得温度数据之后或在其期间在铁轨通过感应器时 调节因所使用冠部和裙边感应器中的电流提供的磁场强度，或单独地 或组合地。例如，如果在沿铁轨长度L的冠部、裙边或下颌区中的点 获得(或测量)的温度低于在淬火期间进行最佳冶金学变化所需要的 温度，所述算法将计算在所述点通过相应的冠部和/或裙边感应器时 磁场强度的所需增加。该磁场强度增加对消除图3中所示的非均匀温 度曲线有作用。相反，如果在沿铁轨长度L的冠部、裙边或下颌区中 的点获得(或测量)的温度高于在淬火期间进行最佳冶金学变化所需 要的温度，所述算法将计算在所述点通过相应的冠部和/或裙边感应
器时磁场强度的所需减少。所述算法还代理轨头在所述点的冷却，其 在温度扫描(获取)和所述点到达相应感应器之间发生。
在本发明的其它例子中， 一个或多个温度检测装置可沿感应加热 站的长度安装以动态检测轨头的温度，使得一个或多个电源的输出参 数可随着轨头前进通过感应加热站进行调节。
在本发明的其它例子中，所述系统可自适应调节，其通过在离 开感应加热站之后在沿轨头长度的一个或多个位置测量温度、确定非 均匀温度读数的任何区域、及调节一个或多个电源的输出参数以校正 进入感应加热站而将被感应加热的下一铁轨的非均匀温度。
每一感应器可气冷，或通过循环流过感应器(例如，如果感应器 具有中空通道)或感应器周围的冷却介质如液体或气体进行冷却。感 应器可封装在封闭容器中，但用于铁轨或轨头的进入和离开通道除 外，冷却介质可通过封闭容器循环。
在本发明的其它例子中，感应器可以是组合冠部和裙边感应器， 例如，其可包括冠部感应器中央部分和裙边感应器的一个或多个侧部 的组合、或者冠部感应器的中央和侧部与裙边感应器的一个或多个侧 部的组合。
在本发明的一些例子中，当铁轨前进通过感应加热站时，冠部和 /或裙边感应器可永久位于轨头上方及附近。在本发明的其它例子中， 一个或多个冠部和/或裙边感应器可移动，例如通过将一个或多个感
应器安装在如图7 (a)、图7 (b)和图7 (c)中所示的托架30上。 该特定的非限制性托架结构使感应器I,能移动，其在Y和Z方向安 装在托架上，使得感应器I,可向后移动(-Y方向)，例如以适应铁 轨处理，及向上移动(+Z方向)以适应冠部感应器下方的反常轨头 高度，及在完成向后移动(-Y方向)之前使裙边感应器脱离轨头。 本发明的其它例子可包括感应器移动装置，其可在X、 Y或Z方向中 的一个或多个方向移动感应器。
图7 (a)、图7 (b)和图7 (c)中的托架30安装在轮32上， 所述轮在铁轨34上滚动以使能在Y方向移动托架和安装的感应器。
可提供托架驱动装置(例如电动机及链轮链驱动)以在+Y和-Y方向 移动托架。纵向结构件36对感应器I^所连接的可移动(Z方向)悬 臂结构件38提供支撑。纵向驱动装置(在图中未示出)例如液压或 电/链驱动用于提升和降低悬臂结构件38及所连接感应器。如果需 要， 一个或多个电元件如压降变压器40可安装在托架30上。电导体 42 (例如柔软线缆或固定汇流条)从适当的电源44向感应器乙,,提供 功率。通常，但非限制，电源44可以是整流器和逆变器的组合，其 将输入功率(例如，电力公司功率)整流为dc，然后将所述dc逆变 为所需ac输出功率级和频率。
可选地，托架30可与图6所示结构中标识的每一感应器一起使 用，其通过将托架及每一感应器的相关联元件置于虚线所包括及由元 件号28所指示的空间中进行。
传感器可被适当地定位以确定靠近感应器I,的铁轨的物理结构 是否将与感应器异常接触，如果其被允许从目前位置的感应器下面通 过的话。如果确定将异常接触，则纵向驱动装置可用于提升感应器并 消除即将出现的异常接触。
在本发明的上述例子中，在感应器保持在适当位置(相对于X方 向)的同时铁轨移过感应加热站(X方向)。在本发明的其它例子中， 铁轨可保持不动，而构成感应加热站的感应器可在轨头上方和附近移 动(X方向)；或者，可使用铁轨和构成感应加热站的一个或多个感 应器的协调移动以感应加热轨头。
在本发明的上述例子使从热轧厂出来之后轨头的截面温度在铁 轨的整个长度均大致相同的同时，本发明可用于使在本发明的感应加 热处理过程之前沿整个长度具有非均匀截面温度的轨头或类似构造 的工件的截面温度沿工件的整个长度均大致一样。
类似构造的工件可以是纵向定向的工件，其具有类似于轨头所具 有的球形端。对于本发明的应用，只有工件的球形端需要导电。
本发明的上述例子只是为了解释本发明而提供的，绝不意图限制 本发明。尽管己经结合多个实施例描述了本发明，但是这里所使用的
措辞是说明性和例示性的措辞，而不是限制性的措辞。尽管在此结合 特定的装置、材料和实施例描述了本发明，但是本发明不局限于这里 所公开的细节；相反，本发明延伸到所附权利要求范围内的所有功能
上等同的结构、方法和用途。受益于本说明书的教导的本领域的技术 人员可以实现对它的多种修改，并且在各方面不偏离本发明的范围的 情况下可以进行改变。
权利要求
1、轨头电感应加热装置，包括冠部感应器，其具有中央纵向部分、右侧纵向部分和左侧纵向部分；所述右侧和左侧纵向部分中的每一部分的长度比所述中央纵向部分的长度短，所述右侧和左侧纵向部分位于中央纵向部分的两侧；裙边感应器，其包括方向相对的右侧和左侧裙边感应器部分；及连到所述冠部感应器和裙边感应器的至少一交流电源。
2、 根据权利要求l的轨头电感应加热装置，其中所述中央纵向 部分具有方向相对的第一和第二中央部分端部，所述右侧纵向部分具 有方向相对的第一和第二右侧部分端部，所述左侧纵向部分具有方向 相对的第一和第二左侧部分端部；所述第一右侧部分端部通过第一连 接段连接到所述第一中央部分端部，所述第一左侧部分端部通过第二 连接段连接到所述第二中央部分端部，所述至少一交流电源连接在所 述第二右和左侧部分端部之间。
3、 根据权利要求2的轨头电感应加热装置，其中所述右侧和左 侧纵向部分中的每一部分的长度是所述中央纵向部分的长度的一半。
4、 根据权利要求1-3任一所述的轨头电感应加热装置，其中所 述中央纵向部分、所述右侧纵向部分和所述左侧纵向部分被形成为矩 形感应器；所述中央纵向部分、所述右侧纵向部分和所述左侧纵向部 分中的每一个具有接触面，所述右和左侧纵向部分的接触面朝向所述 中央纵向部分的接触面成角。
5、 根据权利要求l的轨头电感应加热装置，其中所述中央纵向 部分包括具有方向相对的第一和第二端的第一局部中央部分及具有 方向相对的第一和第二端的第二局部中央部分，所述右侧纵向部分具 有方向相对的第一和第二端，所述左侧纵向部分具有方向相对的第一 和第二端，所述第一局部中央纵向部分的第一端连接到所述右侧部分 的第一端，所述第二局部中央部分的第一端连接到所述左侧部分的第 一端，所述第一和第二局部中央部分的第二端相互靠近定位，所述至 少一交流电源连接在所述右侧部分和第二局部中央部分的第二端与所述左侧部分和所述第一局部中央部分的第二端之间，使得瞬时电流 或通过所述右侧部分然后通过所述第一局部中央部分及通过第二局 部中央部分然后通过所述左侧部分，或者通过第一局部中央部分然后 通过所述右侧部分及通过所述左侧部分然后通过所述第二局部中央 部分。
6、 根据权利要求l、 2、 3或5任一所述的轨头电感应加热装置， 其中右侧裙边感应器部分包括第一和第二局部部分，及左侧裙边感应器部分包括第一和第二局部部分；所述右侧裙边感应器部分的第一局 部部分具有方向相对的第一和第二端，所述右侧裙边感应器部分的第 二局部部分具有方向相对的第一和第二端，所述左侧裙边感应器部分 的第一局部部分具有方向相对的第一和第二端，所述左侧裙边感应器 部分的第二局部部分具有方向相对的第一和第二端；所述右侧和左侧 裙边感应器部分的第一局部部分的第一端通过第一连接段连接在一 起，所述右侧和左侧裙边感应器部分的第二局部部分的第一端通过第 二连接段连接在一起，所述右侧裙边感应器部分的第一和第二局部部 分的第二端相互靠近，所述左侧裙边感应器部分的第一和第二局部部 分的第二端相互靠近，交叉部分连接所述右侧裙边感应器部分的第二 局部部分的第二端和所述左侧裙边感应器部分的第一局部部分的第 二端，所述至少一交流电源连接在所述右侧裙边感应器部分的第一局 部部分的第二端和所述左侧裙边感应器部分的第二局部部分的第二 端之间。
7、 根据权利要求6的轨头电感应加热装置，其中所述右侧和左 侧裙边感应器部分的第一和第二局部部分中的每一个具有相同长度。
8、 根据权利要求7的轨头电感应加热装置，其中所述右侧和左 侧裙边感应器部分的第一和第二局部部分被形成为矩形感应器；所述 右侧和左侧裙边感应器部分的第一和第二局部部分中的每一个具有 接触面，所述右侧和左侧裙边感应器部分的第一和第二局部部分的接 触面偏离纵向成角并相互远离地面对。
9、 根据权利要求l、 2、 3或5任一所述的轨头电感应加热装置， 其中所述右侧裙边感应器部分具有方向相对的第一和第二端，所述左 侧裙边感应器部分具有方向相对的第一和第二端，所述右侧和左侧裙 边感应器部分的第一端相互靠近定位，所述右侧和左侧裙边感应器部 分的第一端通过交叉部分连接在一起，所述至少一交流电源连接在所 述右侧和左侧裙边感应器部分的第二端之间。
10、 电感应加热纵向定向的工件的球形端的方法，其中至少所述球形端导电，所述方法包括步骤使纵向定向的工件交替通过至少一冠部感应器和至少一裙边感 应器，球形端定向在所述至少一冠部感应器的下面及所述至少一裙边 感应器之间，所述至少一冠部感应器包括中央纵向部分及右和左侧纵 向部分，球形端的顶部从所述中央纵向部分的下面通过，球形端的两 侧在所述右和左侧纵向部分内通过，所述至少一裙边感应器包括方向 相对的右和左侧裙边感应器部分，球形端的两侧通过所述右和左侧裙边感应器部分；及向所述至少一冠部感应器和所述至少一裙边感应器施加交流功 率以在所述至少一冠部和裙边感应器周围产生磁场，使得磁通量与导 电球形端耦合从而通过涡流感应加热。
11、 根据权利要求10的方法，还包括步骤在使纵向定向的工件交替通过所述至少一冠部感应器和所述至少一裙边感应器的同时 移动所述至少一冠部或裙边感应器中的至少一个。
12、 根据权利要求10或11的方法，其中在纵向定向的工件交替 通过所述至少一冠部感应器和所述至少一裙边感应器之前所述球形 端的截面温度沿所述纵向定向的工件的纵向长度非均匀，还包括步 骤当纵向定向的工件通过所述至少一冠部和裙边感应器时调节向所述至少一冠部感应器或所述至少一裙边感应器施加的交流功率，使得在纵向定向的工件离开至少一冠部感应器和至少一裙边感应器时所述球形端的截面温度沿其纵向长度均为一致的温度。
13、 根据权利要求12的方法，还包括步骤在使纵向定向的工 件交替通过所述至少一冠部感应器和所述至少一裙边感应器之前或 者在所述工件正通过所述至少一冠部感应器和所述至少一裙边感应 器时测量所述纵向定向的工件上的至少一点的温度，并响应于所述至 少一点的所测量温度通过调节向所述至少一冠部感应器或裙边感应 器施加的功率而调节磁场强度。
14、 电感应加热纵向定向的工件的球形端的方法，其中至少所述球形端导电，所述方法包括步骤在纵向定向的工件的球形端顶部的上方将至少一冠部感应器至 少移动所述工件的部分长度及在所述工件的球形端的侧面将至少一 裙边感应器至少移动所述工件的部分长度，所述至少一冠部感应器包 括中央纵向部分及右和左侧纵向部分，当所述至少一冠部感应器移动 时所述中央纵向部分位于所述球形端上方，当所述至少一冠部感应器 移动时所述球形端的两侧位于所述右和左侧纵向部分之间，所述至少 一裙边感应器包括方向相对的右和左侧裙边感应器部分，当所述至少 一裙边感应器移动时所述球形端的两侧位于所述右和左侧裙边感应 器部分之间；及向所述至少一冠部感应器和所述至少一裙边感应器施加交流功 率以在所述至少一冠部和裙边感应器周围产生磁场，使得磁通量与导 电球形端耦合从而通过涡流感应加热。
15、 根据权利要求14的方法，还包括步骤移动纵向定向的工件穿过所述至少一冠部感应器或所述至少一裙边感应器中的至少一水
全文摘要
本发明提供了在轨头具有非均匀纵向温度分布时使纵向定向的工件如轨头的球形端的纵向温度分布大致均匀的装置和方法。冠部和裙边电感应器的组合用于实现大致均匀的温度分布，其按轨头的非均匀加热区域的需要调节由流过冠部和裙边感应器组合中的一个或多个感应器的电流产生的磁场强度。
文档编号H05B6/02GK101394690SQ200810215619
公开日2009年3月25日 申请日期2008年9月8日 优先权日2007年9月12日
发明者P·F·斯科特, P·狄克森 申请人:应达公司