专利名称：取向性电磁钢板的制造作业线及感应加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造取向性电磁钢板的制造作业线和用于对金属材料进行感应加热的感应加热装置。
背景技术：
图8是表示现有的热轧作业线的主要部分的图。在图8中，符号21是粗轧工序，符号22是带卷箱(coil box)，符号23是精轧工序。钢坯24a(被轧制基材)在加热炉26(图8中未图示)中被加热并均热至1250°C左右之后，并在粗轧工序21中进行轧制加工。钢坯24a通过进行粗轧工序21，其厚度从一百多[mm] 两百多[mm]左右变为二十几[mm] 四十几[mm]左右。
带卷箱22设置在粗轧工序21与精轧工序23之间。带卷箱22具有如下功能将在粗乳工序21中完成了所有乳制加工后的被乳制基材(输送棒材24b)卷绕成中心部中空的圆筒状带卷。此外，带卷箱22还具有如下功能在精轧工序23侧将卷绕完的输送棒材24b开卷(送出)。带卷箱22是以对输送棒材24b进行均热及保温为目的而设置的。粗轧工序21之后的精轧工序23中对被轧制基材进行加工的时间要相对长几分钟左右。此外，被轧制基材(输送棒材24b)的热能主要通过辐射散失。通过利用带卷箱22将输送棒材24b卷绕成圆筒状，从而与呈板状时相比，能大幅地减少被轧制基材与外部气体接触的表面积。通过设置带卷箱22，能将欲进入精轧工序23的输送棒材24b的温度保持成高温且均匀。图9是表示现有的取向性电磁钢板的制造作业线的主要部分的图。图9相当于在上述现有的热轧作业线中增加了中间加热炉25。符号26是加热炉。取向性电磁钢板是将铁结晶的易磁化轴取向为特定方向的钢板。取向性电磁钢板因能降低铁损而可使用于例如变压器等电气设备的铁心。作为取向性电磁钢板的现有技术，例如有下述专利文献I所记载的内容。为了制造作为取向性电磁钢板的原材料的钢坯24a，首先，将纯铁加热至熔点以上而变成液体。接着，在纯铁中添加几[% ]的硅等杂质并进行搅拌，之后，进行铸造并使其固化。上述固化后的物质是钢坯24a。钢坯24a是将杂质的固溶极限很高的面心立方晶格、几乎不固溶杂质的体心立方晶格等各种结晶混合而成的多结晶体。将上述状态称为固溶体。此外，将构成铸造后的钢坯24a的多结晶的主成分称为母相结晶。从加热炉26抽出的钢坯24a在图9所示的热轧作业线中经由轧制加工工序和取向控制工序，形成热带卷。另外，取向性电磁钢板的制造作业线由热轧作业线和冷轧及热处理作业线构成。图9仅表示处于冷轧及热处理作业线的上游工序的热轧作业线。在热轧作业线中，一边进行尽可能使铁结晶的易磁化轴朝一个方向归拢这样的取向控制，一边使被轧制基材变薄。接着，在热轧作业线的工序结束之后，被轧制基材被送至下游工序的冷轧及热处理作业线。主要在热处理作业线中，对通过热轧作用线制造出的半成品即热带卷进行称为“蚕食”的工艺。在这种蚕食工艺中，具有相同取向的易磁化轴的结晶会使周围除其之外的结晶向结构与自身结构相同的结晶移位。藉此，能得到最终产品即铁损较少的取向性电磁钢板。具体来说，从加热炉26抽出的钢坯24a首先在热轧作业线的粗轧工序21中进行轧制加工。一旦钢坯24a通过轧制加工而产生厚度方向上的压缩变形，则结晶会朝钢坯24a的长度方向移位，并被细粒化。若将产生压缩变形的钢坯24a长时间放置，则通过再结晶化和经时效应，母相结晶会成长。此时，若适宜地调整钢坯24a的温度，则能使含有很多达到固溶极限的添加杂质的结晶结构析出在成长后的母相结晶周围，藉此，能有选择地使具有相同取向的易磁化轴的结晶成长。将这种工序称为取向控制工序(或仅称为取向控制)。取向控制工序在中间加热炉25中进行。中间加热炉25设置在粗轧工序21中途、例如粗轧工序21中所具有的第一台轧机27与第二台轧机27之间，以能进行取向控制。从 加热炉26抽出的钢坯24a在完成了粗轧工序21中由第一台轧机27进行的加工之后，被搬运至中间加热炉25。另外，将在取向控制工序之前进行的轧制加工称为预备轧制加工(将其工序称为预备轧制工序)。在取向控制工序中，钢坯24a在中间加热炉25内停留比较长的时间(例如数十分钟)。因此，中间加热炉25多设置在图8所示的热轧作业线的外侧。只要是上述结构，则在中间加热炉25中进行钢坯24a的加热及保温的期间，能在粗轧工序21及精轧工序23中进行取向性电磁钢板之外的品种(例如普通钢等)的制造。此外，加热炉26的炉温设定为适于制造取向性电磁钢板之外的品种的温度，例如设为1250[°C ]左右。藉此，可提高作业线的利用率。另一方面，适于取向控制工序的温度是1300[°C ]以上。因此，取向性电磁钢板用的钢坯24a在加热炉26中被加热至1250 [°C ]左右，并在粗轧工序21的一部分中进行了预备轧制加工(产生了压缩变形)之后，在中间加热炉25中进行再加热，从而能保持在1300[°C ]以上的所希望的温度。在取向控制工序结束之后，钢坯24从中间加热炉25回到粗轧工序21，并轧制加工粗轧工序21的轧制方案中剩余的道数。图10是图9所示的中间加热炉的结构图。中间加热炉25在钢坯24a处于粗轧工序21中途的状态、即呈板状的状态下对其进行加热及保温。图10所示的中间加热炉25是通过感应加热对钢坯24a进行加热的方式的炉。中间加热炉25例如由加热保温容器28、螺线管线圈29、高频电转换器30、装入机31、炉台32构成其主要部分。加热保温容器28是用于将钢坯24a收容在内部的构件。加热保温容器28设于炉台32的上方。炉台32被装入机31支承成能在上下方向上自由移动，并构成加热保温容器28的底盖。即，若炉台32被装入机31朝上方移动，并从下方安装于加热保温容器28，则可使加热保温容器28的内部空间密闭，并可确保规定的气密性。螺线管线圈29卷在加热保温容器28的周围。高频电转换器30与螺线管线圈29连接。在完成预备轧制加工之后，钢坯24a被搬运至上述结构的中间加热炉25，并以立在炉台32的上表面上的状态载置。在中间加热炉25中，在将钢坯24a载置在炉台32上时，通过装入机31使炉台32朝上方移动，从而将钢坯24a装入加热保温容器28的内部。一旦加热保温容器28的下表面侧被炉台32封闭，则加热保温容器28的内部可确保规定的气密性。当钢坯24a被收纳在加热保温容器28的内部时，在中间加热炉25中，利用高频电转换器30使螺线管线圈29励磁而产生交变磁场，从而在钢坯24a中产生涡电流。藉此，钢坯24a在加热保温容器28的内部被加热。为了在钢坯24a中高效地产生涡电流，最好是交变磁场的频率较高。但是，若频率过高，则磁通会因集肤效应而无法进入钢坯24a的内部，因此，高频电流设定为300 [Hz]左右。此外，在对钢坯24a进行加热时，用惰性气体或还原性气体充满加热保温容器28的内部，从而能防止在钢坯24a的表面形成氧化皮膜(水垢)。在下述专利文献2中公开了中间加热炉的现有技术。
在结束取向控制工序之后，钢坯24a回到粗轧工序21中，并在粗轧工序21中进行剩余的轧制方案。在结束了粗轧工序21中所有的粗轧加工之后，被轧制基材(输送棒材24b)通过带卷箱22卷绕成中心部为中空的圆筒状。此后，被轧制基材在带卷箱22中开卷，并被供给至精轧工序23侧。在精轧工序23中，被轧制基材通过由四至七个机架构成的连续精轧机33在短时间内一下子进行精轧加工。藉此，被轧制基材的结晶的易磁化轴被朝一个方向移位、定向。在结束精轧工序23之后，在合适地控制冷却速度的同时对被轧制基材进行水冷，从而使易磁化轴朝一个方向固定。专利文献I :日本专利特开2006-265685号公报专利文献2 :日本专利特开平6-17131号公报在图9所示的热轧作业线中，粗轧工序21的轧制方案一般是五至七道左右。若增加预备轧制加工的道数，则能减少在取向控制工序之后进行的道数。但是，由于钢坯24a在进行轧制加工过程中变长，因此，如果增加预备轧制加工的道数，则存在必须建造较长的中间加热炉25这样的问题。在现实中，很难制造高气密性的较长的加热保温容器28和较长的螺线管线圈29。因此，以往，将加热保温容器28的炉长设为15 [m]左右，并将装入加热保温容器28的钢坯24a的长度最大设为ll[m]左右。另外，只要缩短从加热炉26抽出时的钢坯24a的长度，就能增加预备轧制加工的道数，并减少在取向控制工序之后进行的道数。但是，若缩短从加热炉26抽出时的钢坯24a的长度，则一个钢坯24a所能制造的半成品(热带卷)的长度变短。而且，即便缩短从加热炉26抽出时的钢坯24a的长度，也几乎不会缩短粗轧工序21所需要的时间，会使热轧作业线的生产率大幅降低。因此，以往，尽可能增加从加热炉26抽出时的钢坯24a的长度，并限制预备轧制工序的道数(例如限制到一道左右)。因此，以往，会存在在取向控制工序中被恰当地取向的结晶的易磁化轴会因之后的粗轧加工而再次朝任意方向移位的情况。即，在上述现有的制造方法中，存在很难制造铁损较少的取向性电磁钢板这样的问题
发明内容
本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种能在不使设备大型化的情况下，制造出铁损较少的取向性电磁钢板的制造作业线。此外，其它目的在于提供一种在取向性电磁钢板的制造作业线中能起到上述效果的感应加热装置。本发明的取向性电磁钢板的制造作业线用于制造取向性电磁钢板，包括带卷箱，该带卷箱设置在热轧作业线的粗轧工序及精轧工序之间，将输送棒材卷绕成中心部呈中空的圆筒状；以及感应加热装置，该感应加热装置对通过带卷箱成型的输送带卷在保持圆筒状的情况下进行加热。本发明的感应加热装置对卷绕成中心部呈中空的圆筒状的板状金属材料在保持圆筒状的情况下进行加热，其包括螺线管线圈，该螺线管线圈沿金属材料的宽度方向配置在金属材料的中空部及外侧；以及励磁元件，该励磁元件对螺线管线圈进行励磁，以对金属材料进行加热。根据本发明，在取向性电磁钢板的制造作业线中，能在不使设备大型化的情况下，·制造出铁损较少的取向性电磁钢板。
图I是表示本发明实施方式I的取向性电磁钢板的制造作业线的主要部分的图。图2是表示在图I的制造作业线中设置的感应加热装置的立体图。图3是表示在图I的制造作业线中设置的感应加热装置的侧视图。图4是表示在图I的制造作业线中设置的感应加热装置的后视图。图5是用于说明在图I的制造作业线中设置的感应加热装置的动作的图。图6是表示本发明实施方式2的取向性电磁钢板的制造作业线的主要部分的图。图7是用于说明本发明实施方式2的感应加热装置的功能的图。图8是表示现有的热轧作业线的主要部分的图。图9是表示现有的取向性电磁钢板的制造作业线的主要部分的图。图10是图9所示的中间加热炉的结构图。(符号说明)I、26 加热炉2、21粗轧工序3、22 带卷箱4感应加热装置5、23精轧工序6水冷装置7卷绕机8a、24a 钢坯8b输送带卷8c 端部9、27 轧机10、28加热保温容器
11搬运装置I Ia待机托卷辊及支承装置Ilb连接器12加热器13支承台14 导轨15、15a、15b、15c、15d 托卷棍16 车轮 17、29螺线管线圈17a导电体17b短路器18支承装置19、30高频电转换器20、33连续精轧机24b输送棒材25中间加热炉31装入机32 炉台
具体实施例方式参照附图，对本发明进行详细说明。在各图中，对相同或相当的部分标注相同的符号。在以下说明中，对重复的内容进行适当简化或省略。实施方式I图I是表示本发明实施方式I的取向性电磁钢板的制造作业线的主要部分的图。电磁钢板存在取向性电磁钢板和无取向性电磁钢板。图I表示用于制造取向性电磁钢板的热轧作业线。取向性电磁钢板是将铁结晶的易磁化轴取向为特定方向的钢板。取向性电磁钢板因能降低铁损而可使用于例如变压器等电气设备的铁心。取向性电磁钢板的制造作业线由上游侧的热轧作业线和下游侧的冷轧及热处理作业线构成。在本实施方式中，仅对热轧作业线进行说明，而省略有关冷轧及热处理作业线的说明。如图I所示，在热轧作业线中设有加热炉I、粗轧工序2、带卷箱3、感应加热装置4、精轧工序5、水冷装置6、卷绕机7。作为取向性电磁钢板的原材料的钢坯8a(被轧制基材)的制造方法与以往相同。即，为了制造钢坯8a，首先，将纯铁加热至熔点以上而成为液体。接着，在纯铁中添加几[% ]的硅等杂质并进行搅拌，之后，进行铸造并使其固化，并切断成几[m]至十几[m]。具体来说，钢坯8a整体被加热炉I加热并均热至1250 [°C ]左右，并被抽出到作业线(搬运机)上。从加热炉I中抽出的钢坯8a具有例如一百多[mm]至两百多[mm]左右的厚度。在粗轧工序2中设有一机架或多机架的轧机9。轧机9既可以是可逆式轧机，也可以是不可逆式轧机。在设有多机架(在图I所示的例子中为四机架)的轧机9的情况下，也可以将可逆式轧机与不可逆式轧机组合来构成粗轧工序2。钢坯8a在粗轧工序2中被轧制加工到轧制方案的最终道时，厚度变为二十几[mm]至四十几[mm]左右，长度变为几十[m]至一百几十[m]左右。此外，在粗轧工序2中被轧制加工到最终道时，被轧制基材的温度降低到例如1000[°C ]至1100[°C ]左右。将在粗轧工序2中被轧制加工到最终道的状态的被轧制基材称为输送棒材。带卷箱3设置在粗轧工序2与精轧工序5之间。带卷箱3具有如下功能将输送棒材卷绕成中心部呈中空的圆筒状带卷。此外，带卷箱3还具有如下功能在精轧工序5侧将卷绕完的输送棒材开卷(送出)。带卷箱3是为了对结束了粗轧工序2中的加工后的被轧制基材(输送棒材)进行均热及保温而设置的。在带卷箱3中没有设置用于卷绕输送棒材的心轴(芯棒)等。带卷箱3在使板状的输送棒材适当旋转的同时将其卷绕成中心部呈中空的圆筒状。因此，在被带卷箱3卷绕成圆筒状的被轧制基材(输送棒材)的中心部形成有在轴向(输送棒材的轴 向)上不存在被轧制基材的空间(中空部)。将该中空部称为卷眼(日文- O 7 ^ )。将被带卷箱3卷绕成中心部呈中空的圆筒状的被轧制基材(输送棒材)称为输送带卷8b ο感应加热装置4是用于对通过带卷箱3成型的输送带卷Sb在保持圆筒状的情况下进行加热及保温的装置。在感应加热装置4中，通过感应加热将输送带卷Sb保持在1350°C至1400°C左右，从而使所希望的结晶在输送带卷8b内成长。即，在本热轧作业线中，在感应加热装置4中进行取向控制工序。以下，参照图2至图4，对感应加热装置4的结构进行具体说明。图2是表示在图I的制造作业线中设置的感应加热装置的立体图，图3是其侧视图，图4是其后视图。在感应加热装置4中设有加热保温容器10、搬运装置11、加热器12。加热保温容器10是用于将输送带卷Sb收容在内部的构件。在加热保温容器10上形成有供输送带卷8b进出的出入口(未图示)。此外，在加热保温容器10中设有用于开闭上述出入口的气密门(未图示)。在恰当地关闭了气密门之后，加热保温容器10的内部可确保规定的气密性。在恰当关闭了气密门的状态下，输送带卷8b在加热保温容器10的内部被加热及保温。在感应加热装置4中设置有用于将加热保温容器10的内部保持成规定气氛的元件(气氛保持元件未图示)。气氛保持元件是用于防止在对输送带卷8b进行加热及保温时在输送带卷8b的表面形成氧化皮膜(水垢)的元件。在对输送带卷Sb进行加热及保温时，气氛保持元件通过例如将加热保温容器10的内部形成真空、或是用高温的惰性气体(例如氮气)或还原气体(例如氢气)充满加热保温容器10的内部等方法，来防止在输送带卷8b的表面形成水垢。搬运装置11是用于将通过带卷箱3成型的输送带卷Sb在保持圆筒状的情况下从带卷箱3搬运至加热保温容器10的装置。搬运装置11例如由支承台13、导轨14、托卷辊15来构成其主要部分。支承台13是用于对输送带卷8b进行支承的构件。在支承台13的下表面上能自由旋转地设有可在导轨14上滚动的车轮16。S卩，支承台13构成为能在对输送带卷Sb予以支承的状态下沿着导轨14移动。导轨14铺设在带卷箱3与加热保温容器10之间。在本实施方式中，还将导轨14铺设在加热保温容器10的内部。因此，在本实施方式中，支承台13在带卷箱3与加热保温容器10内部之间沿着导轨14移动。此外,输送带卷8b在被支承台13支承的状态下受到加热及保温。在支承台13对输送带卷8b予以支承时，托卷辊15构成实际承载输送带卷8b的部分。托卷辊15在支承台13上设置成能自由旋转。在本实施方式中，一对托卷辊15在支承台13的上表面上以空开规定间隔的方式水平且平行地设置在相同的高度上。如图2至图4所示，在具有采用上述结构的托卷辊15的搬运装置11中，输送带卷Sb以轴向(图3中的左右方向)与托卷辊15的轴向一致的方式配置。此外，输送带卷Sb以最下部配置在托卷辊15之间的方式均等地承载在两边的托卷辊15上。搬运装置11设有用于对托卷辊15进行驱动的驱动装置(未图示)。在对输送带卷8b进行加热时，驱动装置使托卷辊15驱动(旋转)，以使输送带卷Sb旋转。输送带卷Sb以轴向与托卷辊15的轴向一致、且其外周面与托卷辊15的外周面接触的方式承载在托 卷辊15上。因此，通过托卷辊15的旋转，输送带卷8b以其中空部为中心朝与托卷辊15的旋转方向与相反的方向旋转。加热器12是用于在加热保温容器10的内部在输送带卷Sb承载于搬运装置11的托卷辊15上的状态下进行加热及保温的装置。加热器12由螺线管线圈17、支承装置18、高频电转换器19(励磁元件)构成其主要部分。如图2所示，在对输送带卷Sb进行加热及保温时，螺线管线圈17以围住配置在输送带卷Sb上侧的部分的周围的方式配置。具体来说，螺线管线圈17以其一部分贯穿在输送带卷Sb的轴中心形成的中空部(卷眼)的方式沿输送带卷8b的宽度方向水平地配置于上述中空部。此外，螺线管线圈17在输送带卷8b的两侧从上述一部分朝上方侧配置，并在输送带卷8b的上方以朝向输送带卷8b侧的方式再次水平配置。S卩，螺线管线圈17的另一部分以与输送带卷Sb的外周面之间形成规定间隙的方式沿输送带卷8b的宽度方向水平配置在输送带卷Sb的外周部外侧。螺线管线圈17被分割成导电体17a和短路器17b。如图3所示，导电体17例如形成侧视呈-字形(横U字形)，并在一侧开口。短路器17b用于将形成于导电体17a的端部之间连接。通过将短路器17b与导电体17a的端部之间恰当连接，从而使导电体17a及短路器17b形成为连续的螺旋状。即，形成为该连续的螺旋状的构件是螺线管线圈17。螺线管线圈17(导电体17a、短路器17b)被支承装置18支承。支承装置18将导电体17a及短路器17b的至少一方支承成能相对于承载于托卷辊15的状态下的输送带卷8b在宽度方向上自由移动。高频电转换器19是用于对螺线管线圈17进行励磁来对输送带卷Sb进行加热的
>J-U ρ α装直。接着，对具有上述结构的感应加热装置4的动作进行说明。由带卷箱3成型的输送带卷Sb在设置于带卷箱3内的搬运装置11的托卷辊15上被卷绕。在输送带卷8b承载在托卷辊15上时，支承台13在导轨14上移动，以将输送带卷Sb搬运至加热保温容器10的内部。在将输送带卷Sb搬运至加热保温容器10内部之后，关闭气密门，并将例如高温的氮气送入加热保温容器10的内部。
在装设有输送带卷8b的支承台13停止在加热保温容器10内部的规定位置上时，由导电体17a和短路器17b形成螺线管线圈17。具体来说，输送带卷Sb以从一端面侧靠近被支承装置18固定的导电体17a的方式移动。最终，导电体17a配置成其口字形的下边部分贯穿输送带卷Sb的中空部，其上边部分穿过输送带卷8b的上方。此外，通过支承装置18使短路器17b以从输送带卷Sb的另一端面侧靠近输送带卷8b的方式移动，并使其与导电体17a的各端部之间连接。藉此，能以围住配置在输送带卷8b上侧的部分的周围的方式形成螺线管线圈17，从而形成闭合的电路。在导电体17a被短路器17b恰当地短路、且加热保温容器10的内部充满高温的氮气时，通过高频电转换器19，以例如几百[Hz]左右的高频电对作为上述闭合电路的螺线管线圈17进行励磁。藉此，在输送带卷Sb的圆周方向(图4所示的箭头A方向)上产生交变磁场，并在输送带卷8b内产生润电流来对输送带卷8b进行加热。在对输送带卷Sb进行加热时，驱动装置对托卷辊15进行驱动，以使输送带卷Sb在托卷辊15上旋转。另外，由于输送带卷Sb被均等地承载在一对托卷辊15上，且在螺线管线圈17与输送带卷Sb之间形成有足够的间隙，因此，即便使输送带卷Sb在托卷辊15上·旋转，输送带卷8b也不会与螺线管线圈17接触。此外，在上述状态下将输送带卷Sb保持在适当的温度，从而使具有相同取向的易磁化轴的结晶在输送带卷8b内有选择地成长。在开始输送带卷Sb的加热之后经过了规定时间，结束加热及保温工序(即取向控制工序)时，使短路器17b脱离导电体17a。接着，利用支承台13将输送带卷8b从加热保温容器10搬运至带卷箱3。一旦输送带卷8b回到带卷箱3的规定位置,则在带卷箱3内，利用规定的开卷(uncoiling)机构使输送带卷8b开卷。然后,将被轧制基材供给至精轧工序5。另外，图5是用于说明在图I的制造作业线中设置的感应加热装置的动作的图。在图5中，符号Ila是通过连接器Ilb连接至搬运装置11的待机托卷辊及支承装置。图5表示输送带卷8b的加热过程(图5(a))及卷绕过程(图5(b))的状态。在精轧工序5中设有例如由四至七个机架构成的连续精轧机20。此外，水冷装置6设置在精轧工序5的下游侧。从带卷箱3供给出的被轧制基材被连续精轧机20在短时间内一下子轧制成所希望的板厚。此外，利用水冷装置6在恰当控制冷却速度的同时对进行了精轧加工的被轧制基材进行水冷，从而可使结晶的易磁化轴固定。用卷绕机7对被水冷装置6适当冷却的被轧制基材进行卷绕，之后，将其朝下游的冷轧及热处理作业线搬运。若是上述结构的制造作业线，则能在不使热轧作业线中的设备大型化的情况下，制造出铁损较少的取向性电磁钢板。S卩，若是上述结构的感应加热装置4，由于能在保持圆筒状的情况下对输送带卷8b进行加热，并保持在适于取向控制的温度，因此，能在粗轧工序2的轧制方案完全结束之后进行取向控制工序。因此，不会像以往那样因之后的粗轧加工而使已在取向控制工序中恰当地进行了取向控制的结晶的易磁化轴再次朝任意方向移位，使得制造出铁损较少的取向性电磁钢板成为可能。
此外，若是上述结构的感应加热装置4，由于能在保持圆筒状的情况下对输送带卷8b进行加热，因此，即便增长从加热炉I抽出时的钢坯8a的长度，也不需要使加热保温容器10变大。因此，能在不影响热轧作业线的生产率的前提下使感应加热装置4小型化。在图10所示的现有的中间加热炉25 (感应加热装置)中，螺线管线圈29以围住加热保温容器28的周围的方式配置。在上述结构中，若利用高频电转换器30对螺线管线圈29进行励磁，则会产生穿过钢坯24a、炉台32、外部气体中的磁通。由于空气中的磁阻较大，因此，磁通的一部分会泄漏至无限远，或是穿过周围的其它金属中，而对它们进行加热。因此，在现有的中间加热炉25中，存在无法高效地对钢坯24a进行加热这样的问题。此外，在现有的中间加热炉25中，为了防止炉台25被涡电流加热，炉台32必须由非磁性且耐热性高的材料、且具有即便承载重量很大的钢坯24a也不会弯曲这样强度的特殊材质构成。而且，在现有的中间加热炉25中，必须以完全围住钢坯24a四周的方式配置螺线管线圈29，因而还存在需要很大的螺线管线圈29这样的问题。 若是上述结构的感应加热装置4，就能解决上述各种问题。即，在感应加热装置4中，螺线管线圈17以围住配置在输送带卷Sb上侧的部分的周围的方式配置。因此，在利用高频电转换器19对螺线管线圈17进行励磁时，磁通会在输送带卷Sb的圆周方向(图4所示的箭头A方向)上产生，从而能由磁阻较小的金属来形成闭合的磁回路。即，若是上述结构的感应加热装置4，能使漏磁通降低，从而能高效地对输送带卷Sb进行加热。此外，由于磁通的大部分穿过输送带卷Sb的内部，因此，即便利用高频电转换器19对螺线管线圈17进行励磁，在托卷辊15中也几乎不会产生涡电流。因此，托卷辊15不需要由特殊材质构成，从而能廉价地形成感应加热装置4。而且，由于不会像以往那样在呈板状的被轧制基材周围配置螺线管线圈17，因此，也不会使螺线管线圈17大型化。即便是较小的螺线管线圈17，也能容易地提高耐绝缘性。在上述结构的感应加热装置4中，通过托卷辊15，在使输送带卷Sb旋转的同时进行加热及保温。因此，能均等地对输送带卷8b整体进行加热，不会在输送带卷Sb上出现温
度偏差。另外，在现有的中间加热炉25中，将钢坯24a承载在炉台32上，并在使钢坯24a立起的状态下进行加热。如上所述，由于炉台32由特殊材质构成，因此，在对钢坯24a进行加热时，炉台32也被保持在较低的温度。因此，在现有的中间加热炉25中，钢坯24a的热会从与钢坯24a接触的炉台32逃走，从而存在钢坯24a在宽度方向上的温度分布不均匀这样的问题。若不对钢坯24a进行均等地加热，便无法实施恰当的取向控制。若是上述结构的感应加热装置4，则不会出现这样的问题。即，在感应加热装置4中，由于通过托卷辊15，在使输送带卷Sb旋转的同时进行加热及保温，因此，无论在输送带卷8b的宽度方向还是长度方向(输送棒材的长度方向)上，均能使温度分布相同。在本实施方式中，对在搬运装置11的支承台13上对输送带卷8b进行加热及均热的情况进行了说明。但是，这仅表示一例，也可以在加热保温容器10的内部将输送带卷Sb从支承台13移动至加热用的固定台(支承台)。在这种情况下，上述托卷辊15在上述加热用的固定台上设置成能自由旋转，并能被驱动装置驱动。
实施方式2图6是表示本发明实施方式2的取向性电磁钢板的制造作业线的主要部分的图。图6表示加热保温容器10的内部。如在实施方式I中所说明的那样，在粗轧工序2中被轧制加工到轧制方案的最终道的输送棒材的厚度变成二十几[_]至四十几[_]左右。若通过带卷箱3对输送棒材进行卷绕，则其端部8c (尾端部)配置在输送带卷Sb的外周部(最外部)。即，在通过带卷箱3成型成圆筒状的输送带卷Sb的外周部(靠上述端部Sc的位置)形成有与输送棒材的厚度相应的台阶。在本实施方式中，如图6所示，在搬运装置11的支承台13上能自由旋转地设有三个以上的托卷辊15。以下，作为一例，对在支承台13上设有四个托卷辊15a至15d的情况进行说明。 托卷辊15a至15d的功能本身与实施方式I相同。S卩，在支承台13对输送带卷Sb予以支承时，托卷辊15a至15d构成实际承载输送带卷8b的部分。托卷辊15a至15d水平且平行地配置在支承台13的上表面上。此外，内侧的一对托卷棍15b及15c配置成相同的高度,外侧的一对托卷棍15a及15d在比托卷棍15b及15c稍高的位置处配置成相同高度。如图6所示，在包括采用上述结构的托卷辊15a至15d的搬运装置11中，输送带卷8b配置成其轴向与托卷辊15a至15d的各轴向一致。此外，输送带卷Sb以最下部配置在托卷辊15b及15c之间的方式左右均等地承载在各托卷辊15a至15d上。另外，在端部8c配置在上方位置时,托卷棍15a至15d全部与输送带卷8b接触。在对输送带卷Sb进行加热时，搬运装置11中设置的驱动装置使托卷辊15a至15d驱动(旋转)，以使输送带卷8b旋转。输送带卷8b以轴向与托卷棍15a至15d的轴向一致、且其外周面与托卷辊15a至15d的外周面接触的方式承载在托卷辊15a至15d上。因此，通过托卷棍15a至15d的旋转,输送带卷8b以其中空部为中心朝与托卷棍15a至15d的旋转方向相反的方向旋转。此外，托卷辊15a至15d构成为能移动至与输送带卷Sb (的外周面)接触的位置和不接触的位置。在对输送带卷8b进行加热时，驱动装置以配置于输送带卷Sb外周部(被轧制基材)的端部8c不与托卷辊15a至15d接触的方式，对应于上述端部8c的位置，使托卷棍15a至15d离开输送带卷8b。图7是用于说明本发明实施方式2的感应加热装置的功能的图。如图7所示，在对输送带卷8b进行加热时，驱动装置例如通过使托卷辊15a至15d朝一侧(在图7中为顺时针)旋转，从而使输送带卷8b朝另一侧(在图7中为逆时针)旋转。—旦输送带卷8b旋转而使端部8c靠近托卷棍15a,则在端部8c到达托卷棍15a的位置之前，驱动装置使托卷辊15a朝外侧(下方侧)移动，来与输送带卷Sb分开(图7(a))。此时，托卷棍15b至15d与输送带卷8b接触,并使输送带卷8b旋转。此后，在端部Sc通过托卷辊15a的位置时，驱动装置使托卷辊15a朝内侧(上方侧)移动，以与输送带卷8b接触。藉此,托卷棍15a的旋转力便传递至输送带卷8b。托卷棍15b至15d也与上述相同。S卩，一旦输送带卷8b旋转而使端部8c靠近托卷棍15b,则在端部8c到达托卷棍15b的位置之前，驱动装置使托卷辊15b朝外侧移动，来与输送带卷8b分开(图7(b))。此时，托卷棍15a、15c、15d与输送带卷8b接触,并使输送带卷8b旋转。接着，在端部8c通过托卷辊15b的位置时，驱动装置使托卷辊15b朝内侧移动，以与输送带卷Sb接触。图7 (C)表示使托卷辊15c朝外侧移动来与输送带卷Sb分开的状态，图7(d)表示使托卷辊15d朝外侧移动来与输送带卷Sb分开的状态。由于输送带卷Sb具有非常大的重量，因此，若端部Sc例如在与托卷辊15a接触的情况下越过托卷辊15a，则托卷辊15a、螺线管线圈17、加热保温容器10等会承受很大的冲击。此外，还会损伤输送带卷Sb的外周部。若是上述结构的感应加热装置4，则能减少因端部8c产生的输送带卷8b的上下运动，并能使输送带卷8b的旋转稳定,从而能大幅降低感应加热装置4所承受的负载。 其它结构与实施方式I的结构相同。
权利要求
1.一种用于制造取向性电磁钢板的制造作业线，其特征在于，包括 带卷箱，该带卷箱设置在热轧作业线的粗轧工序及精轧工序之间，将输送棒材卷绕成中心部呈中空的圆筒状；以及 感应加热装置，该感应加热装置对通过所述带卷箱成型的输送带卷在保持圆筒状的情况下进行加热。
2.如权利要求I所述的取向性电磁钢板的制造作业线，其特征在于， 所述感应加热装置包括 螺线管线圈，该螺线管线圈沿所述输送带卷的宽度方向配置在所述输送带卷的中空部和外周部的外侧；以及 励磁元件，该励磁元件对所述螺线管线圈进行励磁，以对所述输送带卷进行加热。
3.如权利要求2所述的取向性电磁钢板的制造作业线，其特征在于， 所述感应加热装置包括对所述螺线管线圈予以支承的支承装置， 所述螺线管线圈包括 导电体，该导电体形成侧视呈-字形，并在一侧开口 ；以及 短路器，该短路器连接到所述导电体的端部之间，从而与所述导电体一起形成连续的螺旋状， 所述支承装置将所述导电体和所述短路器中的一方支承成能在所述输送带卷的宽度方向上移动。
4.如权利要求I至3中任一项所述的取向性电磁钢板的制造作业线，其特征在于， 所述感应加热装置包括 支承台； 托卷辊，该托卷辊能自由旋转地设于所述支承台，并能供所述输送带卷载置；以及 驱动装置，该驱动装置用于对所述托卷辊进行驱动， 在对所述输送带卷进行加热时，所述驱动装置对所述托卷辊进行驱动，以使所述输送带卷旋转。
5.如权利要求4所述的取向性电磁钢板的制造作业线，其特征在于， 在所述支承台上能自由旋转地设有多个所述托卷辊， 在对所述输送带卷进行加热时，所述驱动装置对所述托卷辊进行驱动，以使所述输送带卷旋转，并且以使配置于所述输送带卷的外周部的基材的端部不与所述托卷辊接触的方式，对应于所述端部的位置，使所述托卷辊离开所述输送带卷。
6.如权利要求I至3中任一项所述的取向性电磁钢板的制造作业线，其特征在于， 所述感应加热装置包括 加热保温容器，该加热保温容器能将所述输送带卷收容在内部；以及搬运装置，该搬运装置将所述输送带卷在保持圆筒状的情况下从所述带卷箱搬运至所述加热保温容器的内部。
7.如权利要求6所述的取向性电磁钢板的制造作业线，其特征在于， 所述搬运装置包括 支承台，该支承台在所述带卷箱与所述加热保温容器的内部之间移动； 托卷辊，该托卷辊能自由旋转地设于所述支承台，并能供所述输送带卷载置；以及驱动装置，该驱动装置用于对所述托卷辊进行驱动， 在对所述输送带卷进行加热时，所述驱动装置对所述托卷辊进行驱动，以使所述输送带卷旋转。
8.如权利要求6所述的取向性电磁钢板的制造作业线，其特征在于， 所述感应加热装置包括气氛保持元件,该气氛保持元件为防止在所述输送带卷的表面形成水垢而在对所述输送带卷进行加热时将所述加热保温容器的内部保持成规定的气氛。
9.一种感应加热装置，对卷绕成中心部呈中空的圆筒状的金属材料在保持圆筒状的情况下进行加热，其特征在于，包括 螺线管线圈，该螺线管线圈沿所述金属材料的宽度方向配置在所述金属材料的中空部和外周部的外侧；以及 励磁元件，该励磁元件对所述螺线管线圈进行励磁，以对所述金属材料进行加热。
10.如权利要求9所述的感应加热装置，其特征在于，所述感应加热装置包括支承装置，该支承装置对所述螺线管线圈予以支承， 所述螺线管线圈包括 导电体，该导电体形成侧视呈-字形，并在一侧开口 ；以及 短路器，该短路器连接到所述导电体的端部之间，从而与所述导电体一起形成连续的线圈状， 所述支承装置将所述导电体和所述短路器中的一方支承成能在所述金属材料的宽度方向上移动。
11.如权利要求9或10所述的感应加热装置，其特征在于，所述感应加热装置包括 支承台； 托卷辊，该托卷辊能自由旋转地设于所述支承台，并能供所述金属材料载置；以及 驱动装置，该驱动装置用于对所述托卷辊进行驱动， 在对所述金属材料进行加热时，所述驱动装置对所述托卷辊进行驱动，以使所述金属材料旋转。
12.如权利要求11所述的感应加热装置，其特征在于， 在所述支承台上能自由旋转地设有多个所述托卷辊， 在对所述金属材料进行加热时，所述驱动装置对所述托卷辊进行驱动，以使所述金属材料旋转，并且以使配置于外周部的所述金属材料的端部不与所述托卷辊接触的方式，对应于所述端部的位置，使所述托卷辊离开所述金属材料。
全文摘要
一种取向性电磁钢板的制造作业线及感应加热装置，能在不使设备大型化的情况下，制造出铁损较少的取向性电磁钢板。在用于制造取向性电磁钢板的制造作业线中，包括带卷箱(3)和感应加热装置(4)。带卷箱(3)设置在热轧作业线的粗轧工序(2)与精轧工序(5)之间。带卷箱(3)将输送棒材卷绕成中心部呈中空的圆筒状。感应加热装置(4)对通过带卷箱(3)成型的输送带卷(8b)在保持圆筒状的情况下进行加热。
文档编号B21B15/00GK102921727SQ20111044067
公开日2013年2月13日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年8月8日
发明者宫坂尚武 申请人:东芝三菱电机产业系统株式会社