專利名稱：金屬板帶的連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶的端部加熱、連接之后，進(jìn)行連續(xù)的熱精軋，能夠采用連續(xù)熱軋的金屬板帶的連接方法，以及直接使用這一方法的連接裝置。
以往，在金屬板帶(例如，鋼、鋁或銅等)的熱軋加工線上，由于每次只從加熱爐中抽出一根坯料來進(jìn)行軋制，特別在精軋工序中會(huì)產(chǎn)生下列各種缺陷1)金屬板帶前端部分的咬合不良。
2)金屬板帶后端折痕(薄金屬板帶后端的角部折疊起來的現(xiàn)象)。
3)金屬板帶的前端部分在輸出輥道上移動(dòng)時(shí)的劃傷。
4)金屬板帶的前端和后端的尺寸不精確。
作為上述這些問題的解決方案，提出了在精軋時(shí)預(yù)先把正在軋制的金屬板帶的后端與后一條金屬板帶的前端重疊在一起，連續(xù)地送進(jìn)，進(jìn)行軋制，即所謂無端部軋制的方案。
與此有關(guān)的現(xiàn)有文獻(xiàn)已經(jīng)有很多了，例如特開昭60-244401號(hào)公報(bào)、特開昭61-144203號(hào)公報(bào)、特開昭62-234679號(hào)公報(bào)、特開平4-89109號(hào)公報(bào)、特開平4-89115號(hào)公報(bào)、以及特開平4-89110號(hào)公報(bào)。
在實(shí)施無端部軋制時(shí)，一般都是先在軋制設(shè)備的進(jìn)口一側(cè)，把走在前面的金屬板帶和后面的金屬板帶在它們的端部開一個(gè)小的開口，使它們大致平行地相對(duì)，同時(shí)用夾子把各金屬板帶端部附近的區(qū)域夾持住，然后用加熱裝置把作為預(yù)定要連接的金屬板帶各相對(duì)的端部區(qū)域加熱，把這兩片金屬板帶互相壓緊，使它們連接在一起。經(jīng)過這樣的工序連接起來的金屬板帶中，還殘留有以下所述的種種缺陷需要改進(jìn)。這樣缺陷包括(1)當(dāng)采用這種連接形式時(shí)，要布置具有一對(duì)上下夾著金屬板帶預(yù)定連接部分的磁極的感應(yīng)器，在這里施加穿過金屬板帶的板厚方向的交變磁場(chǎng)，借助于此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流，集中加熱預(yù)定連接部分的，特別是緊挨著的表面的表層，但是這種感應(yīng)電流很難流到金屬板帶前端、后端的角部去，所以預(yù)定連接部分的加熱溫度越靠近端部越低，在壓緊金屬板帶的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生不能把預(yù)定連接部分的全部寬度都連接上的缺點(diǎn)。
這樣，如果預(yù)定連接部分的溫度達(dá)不到目標(biāo)加熱溫度，那么在壓緊金屬板帶的時(shí)候，由于寬度的端部溫度低，變形阻力大，除了必須設(shè)置超過必需的能力的壓緊裝置之外，還不能確保充分的連接強(qiáng)度，在以后進(jìn)行軋制時(shí)，這一部分會(huì)分離開來，有造成板材斷裂那樣的重大事故的危險(xiǎn)。
要解決上述問題，雖然最有效的措施是繼續(xù)加熱，一直到金屬板帶的角部達(dá)到目標(biāo)溫度，但是，這樣不但除了角部以外的區(qū)域(寬度方向的中央?yún)^(qū)域)會(huì)達(dá)到熔融的溫度而完全熔化掉，不能獲得良好的連接部分，并且也會(huì)成為板材的連接部分及其附近在這次軋制后的表面質(zhì)量惡化的原因，而且電力消耗增加也是不合算的。
(2)使用感應(yīng)器的感應(yīng)加熱法，磁力線的變化率(磁力線根數(shù)的變化率)和所感應(yīng)的電流之間是有比例關(guān)系的，在流過感應(yīng)器的線圈里的交變電流為峰值時(shí)，穿過金屬板帶的磁力線的根數(shù)多，因而其變化率就大，所以感應(yīng)電流也大。此外，在由感應(yīng)器所產(chǎn)生的磁力線中，只有垂直于金屬板帶表面的垂直分量才對(duì)產(chǎn)生感應(yīng)電流有效，所以越是在垂直方向靠近穿過金屬板帶的磁力線，所得到的感應(yīng)電流就越大。
可是，在適合于用這種感應(yīng)加熱方法的金屬板帶的加熱、連接中，感應(yīng)器與各金屬板帶的端部之間的關(guān)系(特別是感應(yīng)器在金屬板帶長(zhǎng)度方向的位置上)不恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候，不但穿過金屬板帶的磁力線的數(shù)量不夠，而且磁力線的垂直分量也變少了，這是不利的。因此，在上面所述的特開昭62-234679號(hào)公報(bào)所公開的以往的方法中，由于沒有考慮到這一點(diǎn)，就不能根據(jù)感應(yīng)器與金屬板帶之間的位置關(guān)系獲得各種滿意的加熱速度，因此存在著不但加熱時(shí)間長(zhǎng)，而且走在前面的金屬板帶與走在后面的金屬板帶上的加熱不均勻，難以實(shí)現(xiàn)良好的連接等問題。
(3)在金屬板帶加熱的時(shí)候，當(dāng)走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶的初始溫度不同，或者板的厚度不同，或者作為連接對(duì)象的金屬板帶的熔點(diǎn)不同時(shí)，就不能按照各種金屬板帶進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜幔荒苁菇饘侔鍘еg具有很好的連接強(qiáng)度。此時(shí)，就有在軋制過程中發(fā)生板材從連接部分?jǐn)嚅_的重大事故的危險(xiǎn)。
(4)在走在前面和走在后面的金屬板帶之間拉開間隔的狀態(tài)下進(jìn)行感應(yīng)加熱，然后再加壓連接起來，即，提出了利用所謂非接觸式加熱的連接方法(特開昭60-244401號(hào)公報(bào))，按照這種方法，必須在金屬板帶的整個(gè)寬度上給以均勻的磁場(chǎng)，但是，主要在感應(yīng)器的電源部分的制造方面，要能產(chǎn)生這種均勻的磁場(chǎng)，其最寬的限度是1000mm，大于這個(gè)限度，例如當(dāng)寬度為1900mm時(shí)，至少需要兩組感應(yīng)器(一個(gè)感應(yīng)器中的功率的限度是2000-3000KW，要制造能與1900mm的寬度相對(duì)應(yīng)的4000KW以上感應(yīng)器，實(shí)際上是很困難的)，這樣就很難使金屬板帶的整個(gè)寬度上具有均勻的磁場(chǎng)。
(5)在比較短的時(shí)間內(nèi)將走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶加熱后連接的方法，有特開昭60-244401號(hào)公報(bào)中的感應(yīng)加熱壓接法，它的加熱裝置是采用空心型的線圈，把走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部進(jìn)行感應(yīng)加熱之后，使各金屬板帶的兩個(gè)端部互相壓緊而連接在一起。這種方法因?yàn)橐研枰B接的金屬板帶插進(jìn)該線圈里面去進(jìn)行加熱，所以，不能用于比線圈內(nèi)側(cè)尺寸大的金屬板帶，另一方面，在加熱尺寸特別小的寬度窄的金屬板帶時(shí)，雖然不存在上述問題，但是有一部分磁力線并沒有對(duì)金屬板帶進(jìn)行加熱，與所投入的電力相比，熱效率很差。此外，與上述第(4)點(diǎn)有關(guān)，當(dāng)用多個(gè)感應(yīng)器加熱金屬板帶的時(shí)候，在相鄰的感應(yīng)器之間要隔開相當(dāng)?shù)拈g隔，不能產(chǎn)生磁力線，所以在局部上穿過金屬板帶的磁力線減少了，這一部分的升溫就不充分。雖然極力縮小這種布置的間隔是很重要的，但是由于設(shè)備的互相妨礙，感應(yīng)器的布置間隔不能再小了，所以不可避免地使金屬板帶在寬度方向的溫度分布不能均勻。
(6)金屬板帶的對(duì)接面(端面)上最適宜的溫度通常是1350-1400℃左右，在這樣的溫度下連接起來的金屬板帶，用后面的由若干臺(tái)軋機(jī)組成的精軋機(jī)，以大于10的壓縮比進(jìn)行軋制時(shí)，對(duì)于所有的鋼鐘來說，都不可能在軋制完成之前使連接部分不斷裂。
而在金屬板帶的無端部軋制的情況下，必須使金屬板帶的連接過程與軋制工序在時(shí)間上同步，因此通常都把配置在精軋機(jī)組進(jìn)口處的連接裝置做成移動(dòng)式的，能跟著金屬板帶移動(dòng)，或者在連接裝置與軋制設(shè)備之間設(shè)置具有時(shí)間緩沖功能的活套之類的機(jī)構(gòu)，這樣一來，不可避免地必須延長(zhǎng)生產(chǎn)線，必須設(shè)置新的機(jī)構(gòu)，使設(shè)備費(fèi)用增加。不過對(duì)于這一缺點(diǎn)已經(jīng)在特開平4-89120號(hào)公報(bào)所提出的方案中改進(jìn)了。
本發(fā)明能達(dá)到下述各項(xiàng)目的(1)在熱精軋?jiān)O(shè)備的進(jìn)口一側(cè)，在走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶的寬度方向進(jìn)行全面而均勻的加熱，在金屬板帶互相壓緊的過程中，能使之獲得充分的連接強(qiáng)度(確保在軋制過程中板材不會(huì)斷裂的強(qiáng)度)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的軋制工序。
(2)不論要連接的兩塊金屬板帶的溫度、板厚和板材的種類如何，都能使兩塊金屬板帶加熱到適宜的溫度區(qū)域，在具有充分強(qiáng)度的狀態(tài)下連接在一起。
(3)即使在使用多個(gè)產(chǎn)生磁場(chǎng)的感應(yīng)器時(shí)，借助于使供給各感應(yīng)器的電流的相位互相一致，也能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的加熱和連接。
(4)不論金屬板帶的尺寸，特別是寬度的尺寸如何不同，都能高效地只用很短的時(shí)間就把金屬板帶加熱連接起來。
(5)不論要連接的金屬板帶是什么種類的，由于是在良好的條件下加熱，在以后精軋時(shí)，不會(huì)發(fā)生板材斷裂等事故，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的連接。
本發(fā)明由于采用了如下的措施，成功地解決了上面所記述的各種問題。這些措施為(1)采用這樣的金屬板帶的連接方法在熱精軋之前，在加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接的時(shí)候，使走在前面的金屬板帶的后端部與走在后面的金屬板帶的前端部隔開一個(gè)間隔互相相對(duì)，并使得在金屬板帶的互相相對(duì)的端部區(qū)域上產(chǎn)生穿過金屬板帶的厚度方向的交變磁場(chǎng)而進(jìn)行加熱，同時(shí)，借助于在金屬板帶互相相對(duì)的端部區(qū)域上，以及在金屬板帶所占據(jù)的區(qū)域內(nèi)和金屬板帶寬度之外(金屬板帶寬度端部的外側(cè))的區(qū)域內(nèi)的某些局部上，產(chǎn)生與上述交變磁場(chǎng)的方向相反的逆交變磁場(chǎng)，用以調(diào)整上述兩金屬板帶互相相對(duì)的端部區(qū)域的寬度方向的溫度分布。
(2)采用這樣的金屬板帶的連接方法在熱精軋之前，在加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接的時(shí)候，使走在前面的金屬板帶的后端部與走在后面的金屬板帶的前端部隔開一個(gè)間隔互相相對(duì)，并使得在金屬板帶的互相相對(duì)的端部區(qū)域上產(chǎn)生穿過金屬板帶的厚度方向的交變磁場(chǎng)而進(jìn)行加熱的時(shí)候，在各金屬板帶互相相對(duì)的端部區(qū)域上，沿著該區(qū)域的寬度方向，并排地布置著具有逆磁場(chǎng)產(chǎn)生部分和與該逆磁場(chǎng)產(chǎn)生部分相連的開關(guān)的，若干個(gè)產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的回路的逆磁場(chǎng)產(chǎn)生部分，借助于控制各個(gè)產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的回路的開關(guān)的通斷，在金屬板帶所占據(jù)的區(qū)域內(nèi)和金屬板帶寬度之外的區(qū)域內(nèi)的某些局部上，產(chǎn)生與上述交變磁場(chǎng)的方向相反的逆交變磁場(chǎng)，用以調(diào)整上述兩金屬板帶互相相對(duì)的端部區(qū)域的寬度方向的溫度分布。
(3)希望讓它產(chǎn)生逆交變磁場(chǎng)的區(qū)域是在金屬板帶的寬度方向上比其他區(qū)域能更快地到達(dá)目標(biāo)加熱溫度的區(qū)域，或者說，最好是金屬板帶寬度方向的中央?yún)^(qū)域和金屬板帶寬度端部的外側(cè)區(qū)域中至少一處。
(4)采用這樣的金屬板帶的連接方法在熱精軋之前，在加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接的時(shí)候，使走在前面的金屬板帶的后端部與走在后面的金屬板帶的前端部隔開一個(gè)間隔互相相對(duì)，并使得在金屬板帶的互相相對(duì)的端部區(qū)域上產(chǎn)生穿過金屬板帶的厚度方向的交變磁場(chǎng)而進(jìn)行加熱的時(shí)候，至少在走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部的一方的兩個(gè)端部上，設(shè)置與金屬板帶隔開縫隙的導(dǎo)電部件，借助于該部件來提高金屬板帶寬度的端部的加熱效率。
(5)上述(4)中的導(dǎo)電部件最好設(shè)置成跨過走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶。
(6)采用這樣的金屬板帶的連接方法在熱精軋之前，在加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接的時(shí)候，使走在前面的金屬板帶的后端部與走在后面的金屬板帶的前端部隔開一個(gè)間隔互相相對(duì)，并使得在金屬板帶的互相相對(duì)的端部區(qū)域上產(chǎn)生穿過金屬板帶的厚度方向的交變磁場(chǎng)而進(jìn)行加熱的時(shí)候，至少在走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部的一方的兩個(gè)端部上，讓導(dǎo)電部件與這兩端接觸，借助于該部件來提高金屬板帶寬度的端部的加熱效率。
(7)采用這樣的金屬板帶的連接方法在熱精軋之前，在加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接的時(shí)候，使走在前面的金屬板帶的后端部與走在后面的金屬板帶的前端部隔開一個(gè)間隔互相相對(duì)，并在金屬板帶的互相相對(duì)的端部區(qū)域上，借助于感應(yīng)器產(chǎn)生穿過金屬板帶的厚度方向的交變磁場(chǎng)而進(jìn)行加熱的時(shí)候，在金屬板帶與感應(yīng)器之間的縫隙中，以及在從金屬板帶寬度的端部向里，用下列公式表示的感應(yīng)電流滲透深度d#＜0十倍以內(nèi)的范圍內(nèi)，設(shè)置寬度為滲透深度d#＜0的2-10倍的，用導(dǎo)磁體制成的部件，借助于該部件增加交變磁場(chǎng)磁力線的密度，提高金屬板帶寬度端部的加熱效率。
公式d0＝[ρ×107/(μ×f)]1/2/2πd0感應(yīng)電流的滲透深度(m)f交變磁場(chǎng)的頻率(Hz)ρ電阻(Ω·m)μ比磁導(dǎo)率(8)采用這樣的金屬板帶的連接方法在熱精軋之前，在加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接的時(shí)候，使走在前面的金屬板帶的后端部與走在后面的金屬板帶的前端部隔開一個(gè)間隔互相相對(duì)，并在各金屬板帶的互相相對(duì)的端部區(qū)域上，借助于感應(yīng)器產(chǎn)生穿過金屬板帶的厚度方向的交變磁場(chǎng)而進(jìn)行加熱的時(shí)候，分別調(diào)整各金屬板帶與在各金屬板帶長(zhǎng)度方向上的感應(yīng)器的磁極之間的重疊量L(m)，使其滿足下列公式
公式L≥2·d0D0感應(yīng)電流的滲透深度(m)D0＝[ρ×107/(μ×f)]1/2/2πf交變磁場(chǎng)的頻率(Hz)ρ電阻(Ω·m)μ比磁導(dǎo)率(9)采用這樣的金屬板帶的連接方法在熱精軋之前，在加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接的時(shí)候，使走在前面的金屬板帶的后端部與走在后面的金屬板帶的前端部隔開一個(gè)間隔互相相對(duì)，并在該互相相對(duì)的端部區(qū)域上，借助于感應(yīng)器產(chǎn)生穿過金屬板帶的厚度方向的交變磁場(chǎng)而進(jìn)行加熱的時(shí)候，改變感應(yīng)器的磁極與各金屬板帶在長(zhǎng)度方向上的相對(duì)位置，以調(diào)整上述交變磁場(chǎng)穿過每一片金屬板帶的磁通量。
(10)采用這樣的金屬板帶的連接方法在熱精軋之前，在加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接的時(shí)候，使走在前面的金屬板帶的后端部與走在后面的金屬板帶的前端部隔開一個(gè)間隔互相相對(duì)，并在該互相相對(duì)的端部區(qū)域上，借助于設(shè)置在金屬板帶寬度方向上的若干個(gè)感應(yīng)器，產(chǎn)生穿過金屬板帶的厚度方向的交變磁場(chǎng)而進(jìn)行加熱的時(shí)候，同步控制各感應(yīng)器的線圈中的相位，使在各線圈中流過的電流同相。
(11)采用這樣的金屬板帶的連接方法在熱精軋之前，在加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接的時(shí)候，使走在前面的金屬板帶的后端部與走在后面的金屬板帶的前端部隔開一個(gè)間隔互相相對(duì)，并在該互相相對(duì)的端部區(qū)域上，借助于設(shè)置在金屬板帶寬度方向上的若干個(gè)感應(yīng)器，產(chǎn)生穿過金屬板帶的厚度方向的交變磁場(chǎng)而進(jìn)行加熱的時(shí)候，把相鄰感應(yīng)器的磁極之間的間隔定在用下列公式表示的感應(yīng)電流滲透深度d0的5倍以下。
公式d0＝[ρ×107(μ×f)]1/2/2πd0感應(yīng)電流的滲透深度(m)f交變磁場(chǎng)的頻率(Hz)ρ金屬板帶的電阻(Ω·m)μ金屬板帶的比磁導(dǎo)率(12)采用這樣的金屬板帶的連接方法在熱精軋之前，在加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接的時(shí)候，走在前面的金屬板帶與走在后面的金屬板帶的加熱區(qū)域的溫度T(℃)在下列公式的范圍內(nèi)調(diào)整。
公式TS≤T≤(TS+TL)/2TS金屬板帶的固相線溫度(℃)TL金屬板帶的液相線溫度(℃)(13)采用這樣的金屬板帶的連接方法在熱精軋之前，在加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接的時(shí)候，走在前面的金屬板帶與走在后面的金屬板帶的加熱區(qū)域的溫度T(℃)在下列公式的范圍內(nèi)調(diào)整。
公式當(dāng)TC≤TS(TC+TS)/2≤T≤(TS+TL)/2當(dāng)TC＞TS時(shí)TS≤T≤(TS+TL)/2
式中TS金屬板帶的固相線溫度(℃)TL金屬板帶的液相線溫度(℃)TC氧化鐵皮的熔化溫度(℃)(14)采用這樣的金屬板帶的連接裝置，它配備至少具有一對(duì)磁極的感應(yīng)器，這一對(duì)磁極把金屬板帶夾在中間，并且在金屬板帶的厚度方向上與金屬板帶之間留有間隙，在上述感應(yīng)器的兩個(gè)磁極之間，設(shè)置具有能產(chǎn)生與該感應(yīng)器所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)方向相反的交變磁場(chǎng)的電路的產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的部件。
(15)采用這樣的金屬板帶的連接裝置，它配備至少具有一對(duì)磁極的感應(yīng)器，這一對(duì)磁極把金屬板帶夾在中間，并且在金屬板帶的厚度方向上與金屬板帶之間留有間隙；并且在上述感應(yīng)器的兩個(gè)磁極之間配備分別從上下兩面夾住走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶，并使之保持固定的夾鉗，并且，上述夾鉗從金屬板帶保持固定的區(qū)域向著金屬板帶的端部突出的同時(shí)，在金屬板帶的寬度方向有許多隔開間隔的梳齒狀缺口，在這樣缺口中設(shè)置具有能產(chǎn)生與該感應(yīng)器所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)方向相反的交變磁場(chǎng)的電路的產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的部件。
(16)產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的部件最好在沿著感應(yīng)器的寬度方向設(shè)置很多個(gè)。此外，產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的部件是由繞一圈或者多圈的線圈或U字形的導(dǎo)電部件做成，最好還具有用磁性材料制成的部件。
(17)產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的電路最好具有使該電路斷通用的開關(guān)和可變電阻器。
(18)采用這樣的金屬板帶的連接裝置，它配備至少具有一對(duì)磁極的感應(yīng)器，這一對(duì)磁極把金屬板帶夾在中間，并且在金屬板帶的厚度方向上與金屬板帶之間留有間隙，該裝置具有產(chǎn)生與感應(yīng)器的交變磁場(chǎng)方向相反的交變磁場(chǎng)的產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的部件、開關(guān)、與該開關(guān)及產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的部件連接的導(dǎo)線、以及由使開關(guān)斷通的開關(guān)控制器組成的產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的電路。
(19)采用這樣的金屬板帶的連接裝置，它配備至少具有一對(duì)磁極的感應(yīng)器，這一對(duì)磁極把金屬板帶夾在中間，并且在金屬板帶的厚度方向上與金屬板帶之間留有間隙，該裝置具有由布置在磁極的間隔中，使得由該感應(yīng)器所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)磁力線的密度在金屬板帶寬度的端部增大的磁性材料制成的部件。
(20)采用這樣的金屬板帶的連接裝置，它配備至少具有一對(duì)磁極的感應(yīng)器，這一對(duì)磁極把金屬板帶夾在中間，并且在金屬板帶的厚度方向上與金屬板帶之間留有間隙，該裝置具有布置在磁極的間隔中，并且與金屬板帶寬度方向的端部外側(cè)隔開間隔，或者接觸的導(dǎo)電部件。
(21)采用這樣的金屬板帶的連接裝置，它配備至少具有一對(duì)磁極的感應(yīng)器，這一對(duì)磁極把金屬板帶夾在中間，并且在金屬板帶的厚度方向上與金屬板帶之間留有間隙，該裝置具有能使感應(yīng)器在金屬板帶的長(zhǎng)度方向移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。
(22)采用這樣的金屬板帶的連接裝置，它配備至少兩組具有一對(duì)把金屬板帶夾在中間的磁極的感應(yīng)器，并且這對(duì)磁極在金屬板帶的厚度方向上與金屬板帶之間留有間隙，在各感應(yīng)器中設(shè)置導(dǎo)入電力用的變壓器，而把各個(gè)導(dǎo)入電力用的變壓器與控制相位用的電路連接。
(23)采用這樣的金屬板帶的連接裝置，它配備至少兩組具有一對(duì)把金屬板帶夾在中間的磁極的感應(yīng)器，并且這對(duì)磁極在金屬板帶的厚度方向上與金屬板帶之間留有間隙，在感應(yīng)器的磁極的相鄰的表面上具有使該兩相鄰表面互相接觸，或者使其相互之間的間隙變窄的凸起。


圖1是說明按照本發(fā)明的加熱要點(diǎn)的說明圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的加熱要點(diǎn)的說明圖3是金屬板帶加熱狀況的說明圖；圖4是在金屬板帶的連接部分產(chǎn)生龜裂的情況的說明圖；圖5是示范表示電路的構(gòu)成圖；圖6是實(shí)施本發(fā)明的適當(dāng)?shù)难b置的構(gòu)成圖；圖7是表示金屬板帶連接狀態(tài)的圖；圖8是已經(jīng)連接好的金屬板帶的斷裂情況的說明圖；圖9是表示按照本發(fā)明的裝置的構(gòu)成的圖；圖10是表示按照本發(fā)明的裝置的主要部分的圖；圖11是按照本發(fā)明的連接金屬板帶的要點(diǎn)的說明圖；圖12是按照本發(fā)明的連接金屬板帶的要點(diǎn)的說明圖；圖13是表示導(dǎo)電部件的例子的圖；圖14是表示由磁性材料制成的部件的例子的圖；圖15是表示由磁性材料制成的部件的例子的圖；圖16是表示由磁性材料制成的部件的例子的圖；圖17是表示由磁性材料制成的部件的例子的圖；圖18是表示電路的產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的部分的圖；圖19是表示電路的產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的部分的圖；圖20是表示連續(xù)熱軋金屬板帶的設(shè)備的構(gòu)成圖；圖21是表示按照本發(fā)明的連接裝置主要部分的構(gòu)成圖；圖22是金屬板帶加熱狀況的說明圖；圖23是表示按照本發(fā)明的連接裝置主要部分的構(gòu)成圖；圖24是連接不同寬度的金屬板帶的說明圖；圖25(a)(b)(c)是按照本發(fā)明的加熱以及連接金屬板帶的情形的說明圖；圖26(a)(b)(c)是按照本發(fā)明的加熱以及連接金屬板帶的情形的說明圖；圖27是按照本發(fā)明的連接金屬板帶的要點(diǎn)的說明圖；圖28是使用單獨(dú)一個(gè)感應(yīng)器加熱金屬板帶的例子的圖29是使用單獨(dú)一個(gè)感應(yīng)器加熱金屬板帶的例子的圖；圖30是表示在金屬板帶寬度方向的端部，升溫速度的分布圖；圖31(a)(b)是表示設(shè)置用磁性材料制成的部件加熱和連接金屬板帶時(shí)的示例圖；圖32是表示設(shè)置用磁性材料制成的部件加熱和連接金屬板帶時(shí)的示例圖；圖33是表示用磁性材料制成的部件的寬度尺寸/感應(yīng)電流的滲透深度與連接不良的長(zhǎng)度之間的關(guān)系圖；圖34是設(shè)置有用磁性材料制成的部件的連接裝置的主要部分的構(gòu)成圖；圖35是用磁性材料制成的部件的移動(dòng)要點(diǎn)的說明圖；圖36(a)(b)(c)是感應(yīng)器構(gòu)成的示例圖；圖37(a)(b)(c)是感應(yīng)器構(gòu)成的示例圖；圖38(a)(b)是感應(yīng)器構(gòu)成的示例圖；圖39是表示磁力線的分布狀況的圖；圖40是表示磁力線的分布狀況的圖；圖41是表示L/d0與升溫速度比的關(guān)系曲線圖；圖42是金屬板帶加熱狀況的說明圖；圖43是調(diào)整磁通量的情況的說明圖；圖44是調(diào)整磁通量的情況的說明圖；圖45是升溫速度比與L/d#＜0(間隔g)的關(guān)系圖；圖46是表示感應(yīng)器的移動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成圖；圖47是表示感應(yīng)器的移動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成圖；圖48是表示感應(yīng)器的移動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成圖；圖49(a)(b)是金屬板帶加熱、連接的要點(diǎn)的說明圖；圖50是表示感應(yīng)器的布置狀況的圖；圖51(a)(b)是表示使用多臺(tái)感應(yīng)器時(shí)感應(yīng)器的構(gòu)成圖；圖52是按照本發(fā)明的感應(yīng)器的控制系統(tǒng)的方框圖53是表示使用多臺(tái)感應(yīng)器時(shí)感應(yīng)器的構(gòu)成圖；圖54是表示金屬板帶的連接裝置的構(gòu)成圖；圖55是表示金屬板帶的加熱狀況的圖；圖56是表示感應(yīng)器布置狀況的圖；圖57是表示W(wǎng)1/d0與升溫速度在90％以下的長(zhǎng)度之間的關(guān)系，以及與升溫速度比例之間的關(guān)系的圖；圖58是按照本發(fā)明的裝置的特殊感應(yīng)器的圖；圖59是表示含碳量與加熱溫度之間的關(guān)系的曲線圖；圖60是表示含碳量與加熱溫度之間的關(guān)系的曲線圖；圖61是表示切斷機(jī)切斷的金屬板帶端部的斷面圖；圖62是表示電路的構(gòu)成圖；圖63是表示板寬與連接面溫度的關(guān)系的曲線圖；圖64是表示板寬與升溫速度比的關(guān)系的曲線圖；圖65是表示離開板端部的距離與升溫速度比之間的關(guān)系的曲線圖；圖66是表示金屬板帶寬度方向的距離與連接面溫度之間的關(guān)系的曲線圖；圖67是表示金屬板帶寬度方向的距離與連接面溫度之間的關(guān)系的曲線圖；圖68是表示金屬板帶寬度方向的距離與連接面發(fā)熱量比之間的關(guān)系的曲線圖；圖69是表示感應(yīng)器布置狀況的圖；圖70是表示標(biāo)準(zhǔn)的感應(yīng)器的圖；圖71是表示金屬板帶的寬度尺寸與加熱熱量的比例之間的關(guān)系的曲線圖；圖72是表示金屬板帶的寬度方向的長(zhǎng)度與加熱熱量的比例之間的關(guān)系的曲線圖；圖73是表示實(shí)施本發(fā)明時(shí)所采用的最佳感應(yīng)器的一個(gè)例子的圖。
本發(fā)明是為使在金屬板帶的厚度方向產(chǎn)生貫穿的交變磁場(chǎng)，使它們連接起來的加熱過程中，在金屬板帶的某一區(qū)域，或者在其寬度端部以外區(qū)域的某一部分，產(chǎn)生與上述交變磁場(chǎng)方向相反的交變磁場(chǎng)，來調(diào)整寬度方向的溫度分布，下面，參照附圖詳細(xì)說明。
圖1是在加熱連接金屬板帶時(shí)，調(diào)整其端部寬度方向溫度分布的適用的連接裝置的構(gòu)成。圖中的標(biāo)號(hào)1是在前面輸送的金屬板帶(以下稱為前面的金屬板帶)，2是在前面的金屬板帶后接著輸送的金屬板帶(以下稱為后面的金屬板帶)，3是至少一對(duì)加熱用的感應(yīng)器，由線圈C和鐵芯t組成，它把前面的金屬板帶1和后面的金屬板帶2夾在中間，并在厚度方向留出間隙D(但這一間隙D既可以是空隙，也可以在間隙中設(shè)置電絕緣物)，由該感應(yīng)器產(chǎn)生穿過金屬板帶厚度方向的交變磁場(chǎng)，將相對(duì)兩側(cè)的端部加熱升溫到預(yù)定的溫度。
此外，4是感應(yīng)器3的電源，5是產(chǎn)生逆磁場(chǎng)電路的產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的部件，在環(huán)形逆磁場(chǎng)產(chǎn)生部件5的兩端連接有導(dǎo)線5a，形成包括該逆磁場(chǎng)產(chǎn)生部件5在內(nèi)的封閉回路，當(dāng)用感應(yīng)器3加熱時(shí)，借助于在該部件內(nèi)流動(dòng)的感應(yīng)電流，或者主動(dòng)地從另一個(gè)電源通入電流，使它產(chǎn)生與感應(yīng)器3的交變磁場(chǎng)反向的交變磁場(chǎng)。6是帶有通斷控制器r的開關(guān)，7是可變電阻。
如圖2所示，將前面的金屬板帶1與后面的金屬板帶2相對(duì)地設(shè)置，中間隔開間隔g(間隔可從幾毫米到幾十毫米，這個(gè)間隔可以是空隙，也可以在其中放置電絕緣物)，用感應(yīng)器3產(chǎn)生穿過板厚方向的交變磁場(chǎng)，于是，在預(yù)定連接的金屬板帶兩相對(duì)的端部區(qū)域內(nèi)，由交變磁場(chǎng)感應(yīng)出如圖3所示的電流e，借助于此時(shí)所產(chǎn)生的熱量，可在極短時(shí)間內(nèi)將該部位加熱。
可是，這一電流e很難流到金屬板帶1、2的角部f上去，所以該部位的升溫程度很低，如果要讓它升溫到能夠連接的程度，那么板材寬度方向的中央?yún)^(qū)域就有溶化的危險(xiǎn)，另一方面，如果只讓金屬板帶的中央?yún)^(qū)域連接起來，則寬度端部的連接強(qiáng)度就很差，在軋制過程中，如圖4所示那樣的裂紋就會(huì)發(fā)展起來，使板材斷裂，不能繼續(xù)進(jìn)行軋制。
按照本發(fā)明，一方面用感應(yīng)器3加熱預(yù)定連接的部分，另一方面，在溫度升高快的區(qū)域(在金屬板帶的寬度方向上比其它區(qū)域更快地達(dá)到目標(biāo)加熱溫度的區(qū)域)，特別是升溫快的板寬方向的中央?yún)^(qū)域，利用圖5所示的產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的回路，使其產(chǎn)生與感應(yīng)器3所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)d方向相反的交變磁場(chǎng)(或者因感應(yīng)器3的主磁力線在該回路中感應(yīng)出來的電流，或者主動(dòng)向該回路通入產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的電流)，由于該部位的磁場(chǎng)強(qiáng)度減弱了，就能抑制該部位的過熱。
在產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的狀態(tài)下加熱，雖然多少會(huì)延長(zhǎng)加熱的時(shí)間，但不必?fù)?dān)心板寬度中央?yún)^(qū)域的熔化了，能使難以升溫的金屬板帶的角部也能加熱到規(guī)定的加熱溫度范圍，結(jié)果，寬度方向上的溫度分布大致均勻了，能確保十分滿意的連接強(qiáng)度。
調(diào)節(jié)溫度用的裝置的具體結(jié)構(gòu)如圖6所示，沿金屬板帶1、2的寬度方向預(yù)先設(shè)置若干個(gè)逆磁場(chǎng)產(chǎn)生部件5，在加熱時(shí)，把與設(shè)在需要抑制升溫的區(qū)域內(nèi)的逆磁場(chǎng)產(chǎn)生部件5連接的開關(guān)6接通，使它產(chǎn)生逆磁場(chǎng)，就可以了。
此外，借助于調(diào)整圖1中的可變電阻器7，改變產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的回路上流過的電流，就能調(diào)整逆磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，進(jìn)一步正確地調(diào)節(jié)溫度。當(dāng)設(shè)置多個(gè)產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的回路時(shí)，為了調(diào)整各回路的阻抗，在各回路上設(shè)置可變電阻器7是有效的，但也可以設(shè)置線圈或者電容器之類，利用其中的至少一種來調(diào)整產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的回路中的阻抗。如果用可變電阻器7使各產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的回路具有所需要的阻抗，能使逆磁場(chǎng)達(dá)到所要求的強(qiáng)度，并且能使各回路的相位趨于一致，能比較自由地調(diào)節(jié)金屬板帶寬度方向上的溫度。
在圖6所示的配置情況下，把逆磁場(chǎng)產(chǎn)生部件5布置在金屬板帶寬度方向比較靠外的部位，接通該產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的回路，由于流過感應(yīng)電流，能使金屬板帶角部f上比較靠近寬度外側(cè)的磁力線收斂，所以對(duì)于提高該部位的加熱效率極為有利。
金屬板帶互相壓緊的操作(可以一邊加熱一邊壓緊，或者加熱之后再壓緊)是伴隨著金屬板帶的加熱過程進(jìn)行的，此時(shí)，前面的金屬板帶1和后面的金屬板帶2有時(shí)會(huì)象圖7所示的那樣，在厚度方向互相錯(cuò)位的狀態(tài)下連接起來(下面稱之為錯(cuò)位)，當(dāng)這種錯(cuò)位的部分被咬入軋輥之中時(shí)，一側(cè)的金屬板帶端部便倒向另一側(cè)的端部，如圖8所示，隨著軋制道數(shù)的增加，錯(cuò)位越來越深地陷進(jìn)成為成品的部分中去，形成局部的較薄部分，另一方面，由于軋制過程中機(jī)架之間拉力的變化，板材會(huì)斷裂，軋制有不能再繼續(xù)下去的危險(xiǎn)。
因此，在本發(fā)明中設(shè)置了沿金屬板帶1、2的寬度方向有隔開間隔的缺口的，如圖9那樣的，帶有前端開口的缺口部分u的錯(cuò)位防止板8，用來進(jìn)行金屬板帶的連接。
圖9中，把錯(cuò)位防止板8和具有確定金屬板帶1、2的位置的功能的夾鉗9連接在一起，以防止在壓緊金屬板帶1、2時(shí)容易發(fā)生的上下高度的變動(dòng)，把錯(cuò)位限制在最小限度。
為了避免錯(cuò)位防止板8在加熱金屬板帶1、2時(shí)自己的溫度也上升，并確保作為壓板用的強(qiáng)度，所以設(shè)置了缺口部分u，把產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的部分5配在該缺口部分u內(nèi)，借助于包含該產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的部件所在的產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的回路產(chǎn)生適當(dāng)?shù)哪娲艌?chǎng)，就能使金屬板帶預(yù)定連接部分的整個(gè)區(qū)域內(nèi)大致均勻地加熱。
在錯(cuò)位防止板8中設(shè)置產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的部件5的狀態(tài)的主要部分如圖10所示。圖10中，把想要抑制其加熱的位置上的開關(guān)6接通，形成回路后，借助于電磁感應(yīng)作用，而在逆磁場(chǎng)的部件5和導(dǎo)線5a中流過可產(chǎn)生與主磁力線的反方向磁力線(逆向磁力線)的電流e′。由于這種逆向磁力線減弱了主磁力線，就抑制了開關(guān)6接通部分的金屬板帶的升溫。
此外，圖11中表示在使金屬板帶1、2寬度中央?yún)^(qū)域的升溫程度減小的同時(shí)，又使比較靠近金屬板帶寬度端部的磁力線收斂到角部f上去的裝置的構(gòu)成，圖12則表示只使金屬板帶1、2寬度中央?yún)^(qū)域的升溫程度減少的裝置的構(gòu)成。
上述錯(cuò)位防止板可以使用SUS304之類的材料，也可以使用鈦、鎢等具有高溫強(qiáng)度的材料。
本發(fā)明中，作為產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的回路中的產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的部件5，舉出了U形導(dǎo)電材料(用銅制成)作為例子，但也可以使用圖13所示的線圈狀部件，此時(shí)，匝數(shù)越多效率越高，對(duì)于匝數(shù)并沒有限制。
為了不附加多余的設(shè)備而又能使流過產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的回路的電流更大些，按照本發(fā)明，如圖14或圖15所示，可以在產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的部件5的內(nèi)側(cè)設(shè)置用磁性材料(硅鋼片等)制成的部件M。
此外，為了防止上述部件M被加熱，可以象圖16、圖17那樣部件M用中間絕緣膜隔開的許多片磁性材料重疊起來制成。
在如圖17所示的具有線圈狀產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的部件5的產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的回路中，也可以用如圖16中所示的板狀層疊體(磁性體)來代替圓筒狀的層疊體(磁性體)。
把這種用磁性材料制成的部件M組裝在產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的回路中的產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的部件5中的例子，分別示于圖18、圖19。
圖20表示用于金屬板帶連續(xù)熱軋的設(shè)備，為實(shí)施本發(fā)明的合適的連接裝置布置在金屬板帶切斷裝置(剪切機(jī)之類)的出口側(cè)夾送輥11、12之間。
圖20中，標(biāo)號(hào)13是把成卷的金屬板帶松開的開卷機(jī)，14是夾送輥，15是平板機(jī)，16是除氧化鐵皮機(jī)，17是精軋機(jī)組；當(dāng)在該設(shè)備中的連接裝置是固定式時(shí)，在除氧化鐵皮機(jī)16的入口側(cè)設(shè)置了活套。
用產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的部件5構(gòu)成的產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的回路，既可以從加熱金屬板帶的開始階段就用開關(guān)控制器使其接通(開關(guān)6接通)，也可以在加熱中間階段接通，對(duì)于該回路的使用次序沒有特別的規(guī)定。
以上所說的是對(duì)于在加熱金屬板帶的過程中局部溫度升高得太高的區(qū)域，抑制其升溫程度的情況，但也可以借助于在另一條回路中產(chǎn)生與感應(yīng)器3所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)方向相同的交變磁場(chǎng)(此時(shí)要主動(dòng)向該回路中輸入電流)，使升溫程度低的部位的溫度優(yōu)先上升。
下面，說明在采用如圖21所示的裝置時(shí)，改善金屬板帶寬度端部的加熱效率的情況。
圖21中，標(biāo)號(hào)18是以平板為例的導(dǎo)電部件，這個(gè)部件18與感應(yīng)器3的磁極之間有間隔，并且與金屬板帶1、2的寬度方向端部外側(cè)之間也設(shè)置了間隔t1。此間隔t1可以是空隙，也可以在其間設(shè)置電絕緣體。
在前面金屬板帶1和后面的金屬板帶2互相相對(duì)的端部之間隔開間隔g，即隔開一條小縫的狀態(tài)下，分別用夾鉗19、20將它們夾持住，用從上、下將金屬板帶夾在中間的、具有一對(duì)磁極的感應(yīng)器3，在這兩塊金屬板帶的厚度方向產(chǎn)生貫穿的交變磁場(chǎng)，使金屬板帶加熱，此時(shí)，在導(dǎo)電部件18中也有因交變磁場(chǎng)而感應(yīng)的電流流動(dòng)，使得難以升溫的金屬板帶的角部也以與中央?yún)^(qū)域同樣的速度升溫。
由于把導(dǎo)電部件18布置在靠近金屬板帶的側(cè)面，而使預(yù)定要連接部分的相對(duì)兩端部整個(gè)區(qū)域都能以同樣的速度加熱(全部寬度均勻加熱)的理由如下首先，在以往的不設(shè)置導(dǎo)電部件18的加熱、連接方式中，由于金屬板帶的預(yù)定連接部分寬度方向的端部的磁通量少，所以感應(yīng)電流e的流動(dòng)如圖22所示的那樣畫圓弧形，雖然在金屬板帶1、2的端部有感應(yīng)電流，會(huì)產(chǎn)生表面效應(yīng)，但感應(yīng)電流卻很難流到金屬板帶寬度方向的端部去，因而該處的溫度升高得不夠。結(jié)果是，即使前面的金屬板帶的后端部和后面的金屬板帶的前端部對(duì)接上了，在連接部分中，金屬板帶寬度方向端部的連接強(qiáng)度也很低，在以后的軋制過程中，在該部分開始產(chǎn)生的龜裂會(huì)傳播到寬度方向的中央部分，最終導(dǎo)致板材斷裂。
因此，按照本發(fā)明，當(dāng)如圖21所示，在前面的金屬板帶1與后面的金屬板帶2的至少一方的寬度兩端，隔開間隔t1設(shè)置導(dǎo)電部件18時(shí)，在感應(yīng)器3的磁極之間所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)，也穿過該導(dǎo)電部件18，在導(dǎo)電部件18中也產(chǎn)生了感應(yīng)電流。由于這一感應(yīng)電流在與金屬板帶1、2中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流在它們靠近的部位上流向相反，所以相互吸引，其結(jié)果是，金屬板帶中產(chǎn)生的感應(yīng)電流便流向更靠近寬度方向的端部，使金屬板帶寬度方向端部的升溫速度接近其中央部分，這樣就能使預(yù)定要連接部分的整個(gè)寬度方向都大致升溫到均勻的溫度，只要確保在使金屬板帶相互壓緊時(shí)有充分的壓緊力，就能使包括寬度方向的端部在內(nèi)的金屬板帶的整個(gè)寬度上完整地連接起來。
適用于本發(fā)明的導(dǎo)電部件并沒有特別的種類的限制，只要能產(chǎn)生規(guī)定大小的感應(yīng)電流，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)就可以。
不過，銅板因感應(yīng)電流而產(chǎn)生的熱量少，而且價(jià)格較低，所以比較適用。此外，也可以使用鎢板和石墨板之類的高熔點(diǎn)耐熱材料，更進(jìn)一步，在鋼板和鋁板上附加冷卻手段，也能夠長(zhǎng)期使用。
圖21中所示的是將導(dǎo)電部件18設(shè)置成跨過金屬板帶1、2的例子，但本發(fā)明并不只限于該圖的例子，象圖23那樣，分別在前面的金屬板帶的后端部和后面的金屬板帶的前端部設(shè)置各自的導(dǎo)電部件18a、18b，也能取得同樣的效果，這種方式特別適合于連接寬度不同的金屬板帶。
關(guān)于導(dǎo)電部件的寬度尺寸，如果寬度過窄，則即使感應(yīng)器所產(chǎn)生的磁力線能夠穿過，也很難產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以必須具有能產(chǎn)生感應(yīng)電流的寬度。在滿足上述條件的情況下，可以適當(dāng)變化導(dǎo)電部件的寬度。對(duì)于導(dǎo)電部件的厚度和長(zhǎng)度，則沒有特別的限制。
導(dǎo)電部件與金屬板帶之間的間隔t1，必須能使在金屬板帶中產(chǎn)生的感應(yīng)電流與導(dǎo)電部件中產(chǎn)生的感應(yīng)電流能夠互相吸引，具體說，雖然大于10mm也可以，但以3～5mm為佳。
圖24是寬度尺寸不同的金屬板帶在寬度中心對(duì)準(zhǔn)的狀態(tài)下連接的例子。由于感應(yīng)器3所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)穿過導(dǎo)電部件18，并在該部件18中感應(yīng)出感應(yīng)電流，這個(gè)感應(yīng)電流便與在金屬板帶中產(chǎn)生的感應(yīng)電流互相作用，使得在金屬板帶1、2中產(chǎn)生的感應(yīng)電流向金屬板帶寬度方向端部附近流去，從而使整個(gè)板的寬度方向能均勻加熱。
雖然導(dǎo)電部件18象圖23那樣設(shè)置在寬度狹窄的金屬板帶的端部寬度的兩側(cè)也能達(dá)到預(yù)期的目的，但如果象圖23中的虛線所示，把導(dǎo)電部件設(shè)置在寬度寬的金屬板帶的兩側(cè)，其效果將更增大。
以上述導(dǎo)電部件18的作用效果可知，在本發(fā)明中，由具有至少一對(duì)磁極的感應(yīng)器所產(chǎn)生的磁場(chǎng)必須穿過導(dǎo)電部件。即，導(dǎo)電部件18必須設(shè)置在感應(yīng)器3的磁極之間所產(chǎn)生的磁力線能夠穿過的區(qū)域。
從金屬板帶的寬度與感應(yīng)器的寬度之間的關(guān)系來看，在本發(fā)明中，感應(yīng)器是與金屬板帶的寬度重合的，可是，該感應(yīng)器應(yīng)設(shè)置成其中所產(chǎn)生的磁力線不僅要穿過金屬板帶，而且至少要穿過導(dǎo)電部件的一部分才好。具體地說，最好使用寬度比金屬板帶寬度大的感應(yīng)器(鐵芯)，使感應(yīng)器突出在金屬板帶寬度的端部，而該感應(yīng)器中相對(duì)的磁極，不僅要對(duì)著金屬板帶，而且要對(duì)著設(shè)置在金屬板帶寬度端部的導(dǎo)電部件。這樣就意味著金屬板帶是布置在磁通量少的寬度方向端部的里側(cè)，對(duì)于金屬板帶寬度方向上的均勻加熱極為有利。
當(dāng)要連接的金屬板帶的寬度尺寸比感應(yīng)器的寬度尺寸寬時(shí)，最好在金屬板帶的寬度方向布置多個(gè)感應(yīng)器，使其凸出于金屬板帶寬度的端部。
圖25(a)～(c)是從外部主動(dòng)地將與金屬板帶中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大致相等的電流流入導(dǎo)電部件的例子。
圖25(a)表示前面的金屬板帶的后端部和后面的金屬板帶的前端部互相相對(duì)區(qū)域的平面圖；圖25(b)是圖25(a)中的A-A斷面圖；圖25(c)是圖25(a)中的B-B斷面圖。
圖25中的感應(yīng)器3是由在一對(duì)中間夾著金屬板帶的構(gòu)成磁極的鐵芯t上卷繞了線圈C而成的，而且其寬度要比金屬板帶1、2的寬度更寬。使用這種構(gòu)造的感應(yīng)器，由于金屬板帶寬度方向的全部區(qū)域都處在兩個(gè)磁極的中間位置，所以感應(yīng)器3所產(chǎn)生的磁場(chǎng)能有效地作用在金屬板帶上。上面所描述的感應(yīng)器公開在特開平4-89109號(hào)公報(bào)上。
圖25中，當(dāng)從外部電源22向?qū)щ姴考?8供入相位與感應(yīng)電流的相同而方向相反的電流(交流)時(shí)，在金屬板帶中回流的感應(yīng)電流就能流到金屬板帶寬度的端部去，使寬度方向的全部區(qū)域都能被加熱。
圖26(a)～(c)與上述圖25一樣，表示從外部向?qū)щ姴考?8供入電流后，使金屬板帶寬度方向的全部區(qū)域都均勻地進(jìn)行加熱的例子。
圖26是加熱并連接寬度比感應(yīng)器3寬的金屬板帶的例子。在該例中，準(zhǔn)備了兩組如圖25所示的感應(yīng)器3，將這兩組感應(yīng)器布置在金屬板帶的寬度方向，進(jìn)行加熱。
圖26(a)是加熱裝置的平面圖；圖26(b)是圖26(a)的A-A斷面圖；圖26(c)是圖26(a)的B-B斷面圖。
圖26中所示的例子也是把與圖25中的相同的、具有大致呈C形的鐵芯t的感應(yīng)器3設(shè)置在打算連接的金屬板帶的端部，在金屬板帶寬度的兩端則設(shè)置了隔開間隔的導(dǎo)電部件18，同時(shí)，由外部電源22向該導(dǎo)電部件18供入與金屬板帶中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流相位相同的電流。
在上述圖25、圖26中，說明了使用尺寸比要連接的金屬板帶的寬度尺寸還大的感應(yīng)器，或者使用至少兩組感應(yīng)器，來加熱金屬板帶的情形，但本發(fā)明并不限定于這兩個(gè)圖所示的例子。
因?yàn)閺耐獠侩娫聪驅(qū)щ姴考┤腚娏鞯拇笮∈菦]有限制的，所以就有可能在導(dǎo)電部件中流過為使金屬板帶端部整個(gè)寬度方向區(qū)域均勻加熱的足夠大的電流，而沒有使用寬度比金屬板帶的寬度窄的感應(yīng)器時(shí)所發(fā)生的那些問題。
在本發(fā)明中，按照上述要點(diǎn)就能加熱和連接金屬板帶，其組合方式可以是將前面的金屬板帶的后端部和后面的金屬板帶的前端部隔開間隔(小的縫隙)靠近布置后，將此處加熱到目標(biāo)溫度之后，停止向感應(yīng)器供電，而進(jìn)行壓緊的方法，或者采用在預(yù)定連接部分的溫度到達(dá)目標(biāo)溫度時(shí)，減少供入的電力到不致產(chǎn)生火花的程度繼續(xù)加熱，并在這樣的狀態(tài)下開始?jí)壕o的方法。
下面，說明使導(dǎo)電部件與在前面的金屬板帶的后端部和在后面的金屬板帶的前端部中至少一方的寬度的兩端接觸，借助于該部件來改善金屬板帶寬度端部的加熱效率的情況。
如圖27所示，在加熱前面的金屬板帶1和后面的金屬板帶2時(shí)，當(dāng)把導(dǎo)電部件23壓緊在至少一方的金屬板帶端部的寬度的兩端上時(shí)，在金屬板帶1、2中產(chǎn)生的感應(yīng)電流就會(huì)流向該部件23中去，借助于此時(shí)的焦耳熱，使得金屬板帶寬度的兩端，即角部以與其它區(qū)域同樣的速度升溫，消除了因連接不良的部分，或者因加熱得不好的部分阻力大而造成連接強(qiáng)度差等情況。
圖27中所示的導(dǎo)電部件23，如果其熔點(diǎn)與金屬板帶相同，或者比金屬板帶還低的話，那么，在金屬板帶加熱時(shí)，部件23就有熔化和熔接起來的危險(xiǎn)，所以要用熔點(diǎn)比金屬板帶高的材料，例如鎢或碳等。
此外，關(guān)于導(dǎo)電部件的尺寸，其厚度最好與要連接的金屬板帶相同，其寬度要使得在設(shè)有導(dǎo)電部件時(shí)金屬板帶寬度方向端部的升溫不足部分消失，而長(zhǎng)度則要長(zhǎng)于從平面上看蓋過感應(yīng)器的鐵芯和被加熱的金屬板帶的長(zhǎng)度。
在金屬板帶加熱的過程中，還要考慮到導(dǎo)電部件與金屬板帶之間產(chǎn)生電火花的情形，所以導(dǎo)電部件壓向金屬板帶的單位壓力最好超過2kg/mm2。
圖27表示使用兩組感應(yīng)器加熱金屬板帶的例子，但，不言而喻，使用圖28那樣的單獨(dú)一個(gè)感應(yīng)器加熱，也能取得同樣的效果。
圖30表示采用圖29中的具有尺寸為240mm×1000mm的鐵芯的感應(yīng)器，加熱兩塊厚30mm的用SUS304不銹鋼制成的金屬板帶時(shí)(金屬板帶與鐵芯的距離上方90mm，下方90mm，通入的電力980KW)，板材寬度方向上升溫度速度的分布情況(在離開端面1.5mm處的板厚方向的中央點(diǎn)上測(cè)得)，其中，特別是金屬板帶的角部比其它區(qū)域的升溫程度低，因此，如果用具有這樣的加熱特性的感應(yīng)器，在金屬板帶連接起來后進(jìn)行連續(xù)軋制時(shí)，連接部分上的龜裂會(huì)隨著軋制的進(jìn)程而發(fā)展，接著，會(huì)不可避免地使連接部分整個(gè)寬度上都斷裂。
下面，利用圖31(a)、(b)和圖32，說明在加熱金屬板帶時(shí)，借助于在金屬板帶與感應(yīng)器之間的間隙中設(shè)置用磁性材料制成的部件，以提高交變磁場(chǎng)的磁力線密度，改進(jìn)金屬板帶寬度端部的加熱效率，使整個(gè)寬度方向的區(qū)域都能均勻加熱的情況。
在用感應(yīng)器3加熱金屬板帶時(shí)，在升溫程度低的角部設(shè)置用磁性材料制成的部件24，借助于該部件24，提高該部位的磁力線密度，而使感應(yīng)電流流近該部位，就能使加熱的程度增高，從而能在不使板寬中央?yún)^(qū)域有熔化的危險(xiǎn)的條件下，確保寬度兩端十分滿意的連接強(qiáng)度。
本發(fā)明中的用磁性材料制成的部件24，必須布置在離開金屬板帶寬度的端部的距離在感應(yīng)電流的滲透深度d0的10倍以內(nèi)的位置上，其理由是這一區(qū)域是導(dǎo)致升溫不足的部分，如果把用磁性材料制成的部件布置在這一部分的內(nèi)側(cè)，那么這一區(qū)域的金屬板帶的升溫程度就過高了，會(huì)發(fā)生熔化之類的問題。
部件24的寬度尺寸W可定為滲透深度d0的2～10倍。其理由是，如不足滲透深度d0的2倍，加熱與升溫程度能增大的范圍狹窄，設(shè)置磁性體的效果就不大，另一方面，如果超過10倍的話，那么超過部分的升溫速度就太高了，會(huì)產(chǎn)生熔化的部分。為了使金屬板帶的寬度方向都獲得與中央?yún)^(qū)域同樣的升溫速度，使整個(gè)寬度方向在加熱時(shí)溫度分布基本上均勻，本發(fā)明的用磁性材料制成的部件24的寬度W限定在滲透深度d0的2～10倍范圍內(nèi)。
圖33中表示了用磁性材料制成的部件24的寬度尺寸/滲透深度d0與連接不良的長(zhǎng)度之間的關(guān)系。
圖20中所示的，設(shè)置在夾送輥之間，使成卷的金屬板帶開卷時(shí)間的安排與軋制工序的時(shí)間安排相符，以便能夠連接金屬板帶的設(shè)備，可以作為裝有上述圖31所示構(gòu)成的連接裝置的連續(xù)熱軋?jiān)O(shè)備的例子。
由磁性材料制成的部件24沿金屬板帶長(zhǎng)度方向的尺寸Lm，當(dāng)連接金屬板帶時(shí)最初形式的相互之間的間隔為g時(shí)，可以定為2d0+g+α(α為富余量，可定為100～200mm)。
此外，在加熱金屬板帶1、2的過程中，為了防止用磁性材料制成的部件24的溫度升高，可以用若干塊涂有絕緣層的薄板重疊起來制成該部件。制造部件24的材料，除了硅鋼之外，可以采用純鐵、鎳、鈷等單獨(dú)一種元素，或者它們的合金，或者非晶體材料。
圖34表示，在配備具有缺口部分u的錯(cuò)位防止板的連接裝置中，該缺口部分u中適配一個(gè)用磁性材料制成的部件24的例子。
在這種結(jié)構(gòu)的裝置中，不但金屬板帶整個(gè)寬度方向的區(qū)域內(nèi)能夠基本上均勻地加熱，而且對(duì)于徹底防止金屬板帶1、2在壓緊時(shí)容易產(chǎn)生上下平面高度的變動(dòng)極為有利。
此外，在圖34所示的具有錯(cuò)位防止板8的情況下，可以象圖35所示的那樣，把用磁性材料做成的部件24從缺口部分u中抽出來，借助于這種結(jié)構(gòu)，在連接不同寬度的金屬板帶時(shí)，就能夠很容易地與金屬板帶的寬度相適應(yīng)，高效地實(shí)施連續(xù)熱軋。
下面，說明能調(diào)整走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶與感應(yīng)器的磁極在金屬板帶長(zhǎng)度方向的重合量，以改進(jìn)預(yù)定連接部分上加熱效率的例子。
圖36到圖38中所示的結(jié)構(gòu)是連接金屬板帶時(shí)使用的感應(yīng)器的有代表性的結(jié)構(gòu)，在向這種感應(yīng)器輸入電力而產(chǎn)生磁力線時(shí)，其磁力線的分布狀況如圖39或40所示。
圖39、40可知，在磁極之間產(chǎn)生的磁力線與感應(yīng)器構(gòu)造的不同無關(guān)，大致可分為以下三種(1)從上到下穿過金屬板帶的磁力線(區(qū)域(I))。
(2)通過走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶之間的間隙的磁力線(區(qū)域(II))。
(3)不穿過金屬板帶也不穿過它們之間的間隙而散失的磁力線(區(qū)域(III))。
在這些磁力線中，對(duì)于金屬板帶加熱有用的磁力線是上述區(qū)域(I)，而且都是垂直的磁力線。因此，對(duì)于這種加熱方法(感應(yīng)加熱法)來說，確保區(qū)域(I)上有更多的磁力線是很重要的。
從上下方向穿過金屬板帶的磁力線，即穿過厚度方向的磁力線所產(chǎn)生的感應(yīng)電流，集中在金屬板帶的端部上形成表面效應(yīng)，是公知的事實(shí)，上述感應(yīng)電流所流過的區(qū)域中從金屬板帶端部向內(nèi)部深入的距離(深度)，一般用所謂滲透深度d0來定義，可用下式表示d0＝{ρ×107/(μ×f)}1/2/2πd0感應(yīng)電流的滲透深度(m)f交變磁場(chǎng)的頻率(Hz)ρ電阻率(Ω·m)μ比導(dǎo)磁率(-)此處，檢測(cè)了決定于交變磁場(chǎng)的頻率的滲透深度，和各金屬板帶長(zhǎng)度方向上與感應(yīng)器磁極的重疊量L(圖36～36中L1、L2中尺寸小的)，對(duì)于加熱的影響，當(dāng)使用圖36所示的感應(yīng)器時(shí)，把厚30mm的SUS304金屬板帶以5mm的間隔相對(duì)地放置，并使金屬板帶與感應(yīng)器磁極之間的間隙D固定下來，改變磁極與金屬板帶之間的重疊量L，進(jìn)行加熱實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)其升溫速度的變化。
其結(jié)果如圖41所示。圖41是以從金屬板帶的前端、后端，沿其長(zhǎng)度方向以3mm的節(jié)距埋設(shè)多個(gè)大型有殼的溫度計(jì)，求出用各種交變磁場(chǎng)的頻率(100Hz～10KHz)向感應(yīng)器的線圈通入電流3秒鐘時(shí)的升溫速度，以L/d0＝4.0的情況作為標(biāo)準(zhǔn)的升溫速度比(以頻率為100Hz，500Hz，1KHz，10KHz測(cè)得的結(jié)果的平均值表示之)折算而成的曲線。附帶說明一下，滲透深度在100Hz下是49mm，在500Hz下是22mm，在1KHz下是15mm，而在10KHz下是5mm左右。
由圖41可知，重疊量L與感應(yīng)電流的滲透深度d0之比在2.0時(shí)為界，比值小于此值時(shí)，加熱效率大大地下降。
其理由是，當(dāng)重疊量L小于滲透深度d0的兩倍時(shí)，在金屬板帶中感應(yīng)的電流中，流過端部的電流與在比端部更靠?jī)?nèi)側(cè)處流動(dòng)的電流方向相反，所以它們互相抵消了。此外，與金屬板帶加熱無關(guān)的那一部分磁力線(III)的比例增大了，有效磁力線(I)相對(duì)減少也是理由之一。
另一方面，當(dāng)重疊量L是滲透深度d0的2.0倍以上時(shí)，在任何情況下幾乎都能得到同樣的升溫速度，所以本發(fā)明的重疊量L與滲透深度d0之間的關(guān)系，要滿足L≥2.0·d0，更好一些，應(yīng)滿足L≥3.0·d0。
如上所述，在金屬板帶加熱、連接的過程中，使各金屬板帶的后端部、前端部與在金屬板帶長(zhǎng)度方向上感應(yīng)器的磁極的重疊量L(m)，與感應(yīng)電流的滲透深度d0(m)之間的關(guān)系滿足L≥2.0·d0的關(guān)系式，就能進(jìn)行高效率的加熱。
當(dāng)如圖42所示，把前面的金屬板帶1與后面的金屬板帶2隔開間隔g相對(duì)的放置，并把具有一對(duì)從上、下兩側(cè)把金屬板帶夾在中間的磁極的兩組感應(yīng)器3設(shè)置在金屬板帶的寬度方向，使其產(chǎn)生穿過金屬板帶厚度方向的交變磁場(chǎng)，在各金屬板帶1、2的端部流過感應(yīng)電流，借助于由此而產(chǎn)生的熱量，加熱作為預(yù)定連接部分的相對(duì)兩側(cè)的端部區(qū)域，使其升溫。如果這時(shí)的金屬板帶1與2之間存在著溫度差，由于兩者都以大致相同的速度加熱升溫，溫度差不會(huì)消失，于是在某一方尚未達(dá)到作為目標(biāo)的連接溫度區(qū)域時(shí)，壓緊就開始了，或者與此相反，某一方也可能因加熱過度而造成熔化或熔融，就不能獲得良好的連接部分了。
此外，當(dāng)前面的金屬板帶1和后面的金屬板帶2的板厚不同時(shí)，即使讓穿過兩塊金屬板帶厚度方向的磁力線相等，也是板厚的一方升溫速度比較慢，板薄的一方比較快，這時(shí)的情況和上面所說的一樣，也不能獲得良好的連接狀態(tài)。
因此，在本發(fā)明中，使前面的金屬板帶1，和后面的金屬板帶2的端部分別加熱升溫。首先，測(cè)定兩塊金屬板帶的溫度，掌握其溫度差，如圖43中所示，用調(diào)整金屬板帶1、2和感應(yīng)器3的位置(調(diào)整間隔g或者調(diào)整金屬板帶長(zhǎng)度方向的位置)來調(diào)整交變磁場(chǎng)的磁通量，使得在同樣的加熱時(shí)間內(nèi)達(dá)到同樣的溫度范圍。然后，在該狀態(tài)下使感應(yīng)器產(chǎn)生穿過金屬板帶厚度的交變磁場(chǎng)，進(jìn)行感應(yīng)加熱的同時(shí)，或者在加熱結(jié)束之后，用夾鉗9使一側(cè)的金屬板帶靠近另一側(cè)的金屬板帶，把兩塊金屬板帶1、2互相壓緊，使之連接。
由于在使前面金屬板帶的后端與后面金屬板帶的前端接近時(shí)，產(chǎn)生穿過其厚度方向的交變磁場(chǎng)進(jìn)行感應(yīng)加熱的過程中，能夠分別調(diào)整和控制各金屬板帶中的磁通量和加熱升溫的速度，所以在兩塊金屬板帶溫度不同的情況下，或者板厚或鋼種的熔點(diǎn)不同的情況下，也能使兩塊金屬板帶在同樣的時(shí)間內(nèi)加熱升溫到適合于連接的溫度范圍，因而使連接部分具有足夠的強(qiáng)度，在軋制過程中板材不會(huì)斷裂。
在使用圖42所示的感應(yīng)器3的情況下，這種感應(yīng)器所產(chǎn)生的磁力線密度幾乎是不變的，該磁力線密度與感應(yīng)器的鐵芯在金屬板帶上覆蓋的面積(由感應(yīng)器3a、3b的布置位置和間隔g求出)的積，就能求出穿過各金屬板帶的磁通量。
例如，圖43中感應(yīng)器鐵芯的面積為76mm×300mm＝0.0228m2，由該感應(yīng)器產(chǎn)生交變磁場(chǎng)時(shí)的磁力線密度為0.5T，在感應(yīng)器上、下的磁極之間的距離為150mm，前面金屬板帶1(板厚25mm，C0.004wt％的低碳鋼)與后面金屬板帶2(板厚28mm，C0.004wt％的低碳鋼)之間隔g為5mm，磁極覆蓋前面金屬板帶1的面積a為0.01065m2，磁極覆蓋后面金屬板帶2的面積b為0.01065m2，交變磁場(chǎng)電源頻率為1000Hz，在這樣的條件下進(jìn)行加熱時(shí)，各金屬板帶的升溫速度都是70℃/sec。
如圖44所示，使前面的金屬板帶1與感應(yīng)器3固定不動(dòng)，加熱時(shí)使后面的金屬板帶2后退，使金屬板帶1與金屬板帶2之間的間隙g從0變化到30mm(即改變感應(yīng)器的覆蓋面積)時(shí)與金屬的升溫速度比具有如圖45那樣的關(guān)系，如果預(yù)先掌握了這種關(guān)系，就能根據(jù)要連接的金屬板帶的溫度差別和鋼種的差別，確定適當(dāng)?shù)拇磐?。此外，可以認(rèn)為金屬板帶的升溫程度與其板厚成反比，在前面的金屬板帶1與后面的金屬板帶2的板厚不同時(shí)，可以把這一層關(guān)系考慮進(jìn)去，進(jìn)行加熱和升溫。
在本發(fā)明中，雖然借助于移動(dòng)金屬板帶或者移動(dòng)感應(yīng)器調(diào)整各金屬板帶中的磁通量，也能夠調(diào)整各金屬板帶上個(gè)別感應(yīng)器的布置，從而調(diào)整交變磁場(chǎng)的磁力線密度本身，但是，更實(shí)際的是使兩金屬板帶之間的間隔g保持不變，用金屬板帶或感應(yīng)器的相對(duì)移動(dòng)來調(diào)整磁通量。
具有移動(dòng)感應(yīng)器而調(diào)整磁通量的移動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝置的具體例子示于圖46～48。
圖46～48中的標(biāo)號(hào)25是能沿著金屬板帶1、2的長(zhǎng)度方向移動(dòng)的框架，26是支承金屬板帶1、2的輸送輥，27、28是在框架25內(nèi)能沿著金屬板帶的寬度方向移動(dòng)的小框架，29、30是設(shè)置在小框架27、28上分別夾持住金屬板帶1、2的夾鉗，31是懸掛支承著裝有C型鐵芯的感應(yīng)器5，使它能沿著軸向移動(dòng)，同時(shí)又能和感應(yīng)器5一起在沿著金屬板帶寬度方向設(shè)置的軌道L上移動(dòng)的桿，32是使感應(yīng)器5和框架25單獨(dú)地沿金屬板帶長(zhǎng)度方向移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，該移動(dòng)機(jī)構(gòu)32的主要部分的平面布置如圖47中所示，由固定在感應(yīng)器5的懸掛支承部分上的固定楔塊32a、32b，和帶有液壓缸32c、32d，使固定楔塊32a、32b和軌道L的相對(duì)位置發(fā)生變化的移動(dòng)楔塊32e、32f組成。
這種結(jié)構(gòu)的連接裝置，在維修和緊急事故時(shí)，能很容易把它們從金屬板帶的輸送線上移開，并且能夠借助于移動(dòng)機(jī)構(gòu)32在金屬板帶的長(zhǎng)度方向適當(dāng)移動(dòng)感應(yīng)器5，調(diào)整磁通量，以便進(jìn)行正確的加熱。
感應(yīng)器5的主要部分示于圖47、48，首先，借助于液壓缸32c、32d分別使移動(dòng)楔塊32e、32f作相向的移動(dòng)，使感應(yīng)器5移位。此時(shí)，懸掛支承部分和軌道便移動(dòng)，借此便能調(diào)整感應(yīng)器5在金屬板帶長(zhǎng)度方向的位置。
在圖46～48中，雖然說明的是使用移動(dòng)機(jī)構(gòu)32的移動(dòng)楔塊32e、32f使感應(yīng)器移動(dòng)的例子，但是也可以用彈簧，或者具有和彈簧同樣功能的平衡缸來代替移動(dòng)楔塊。此外，也能用液壓缸直接推動(dòng)感應(yīng)器5來代替楔塊，或者也可以使軌道L本身沿金屬板帶的長(zhǎng)度方向移動(dòng)，而使感應(yīng)器5移動(dòng)。
在本發(fā)明中，雖然只描述了配置一組能覆蓋兩塊金屬板帶的全寬、具有一對(duì)從上、下夾著金屬板帶的磁極的感應(yīng)器來進(jìn)行加熱、升溫的情況，在作為加工對(duì)象的金屬板帶的寬度比感應(yīng)器的寬度大得多的情形下，可以在各金屬板帶寬度方向分別設(shè)置兩組，共計(jì)四組感應(yīng)器來進(jìn)行加熱和升溫，而且，加熱手段的形式并沒有特別的限制。此外，壓緊金屬板帶所用的裝置可以用夾鉗，也可以用夾緊輥。
下面，描述使用多個(gè)感應(yīng)器來加熱、連接金屬板帶的情形。
將前面的金屬板帶1和后面的金屬板帶2隔開間隔互相相對(duì)，按圖49(a)、(b)所示的那樣加熱、升溫并進(jìn)行連接時(shí)，在借助于感應(yīng)器3的交變磁場(chǎng)在金屬板帶內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流e，分別對(duì)在前面的金屬板帶1的后端部和在后面的金屬板帶2的前端部進(jìn)行加熱之后，再在金屬板帶的長(zhǎng)度方向施加壓緊力，使金屬板帶互相連接。可是當(dāng)金屬板帶的寬度尺寸很大時(shí)，感應(yīng)電流流動(dòng)的范圍相對(duì)地少了，因而使端部的升溫效果減小。
作為解決此問題的對(duì)策，雖然可以考慮長(zhǎng)時(shí)間的通電，或者增加輸入的熱量，但延長(zhǎng)通電時(shí)間的話，處在感應(yīng)器正下方的部位由于長(zhǎng)時(shí)間加熱會(huì)發(fā)生因過熱而造成熔融；而增加輸入的熱量受到向1臺(tái)感應(yīng)器輸入電力的變壓器的限制，制造變壓器的最大功率是2000～3000Kw。
因此，要解決上述問題，必須象圖50所示的那樣，沿金屬板帶的預(yù)定連接部分設(shè)置若干臺(tái)感應(yīng)器，例如，在作業(yè)側(cè)(WS)和驅(qū)動(dòng)側(cè)(DS)設(shè)置兩臺(tái)感應(yīng)器。
可是，因?yàn)樽鳛楦袘?yīng)器的電源，其振蕩頻率依賴于變壓器一方所加的負(fù)載阻抗，即大多采用自控式變壓器，從變壓器一方來看的負(fù)載阻抗在WS與DS上不一樣的話，振蕩頻率就會(huì)改變。
在實(shí)際的連接作業(yè)中，WS與DS的連接狀態(tài)不同的情形很多。負(fù)載阻抗由于連接的狀態(tài)而變化時(shí)(實(shí)際上，產(chǎn)生電弧時(shí)頻率就變化)，變壓器的振蕩頻率在WS與DS中就不一樣。
當(dāng)在WS與DS中變壓器的振蕩頻率不同時(shí)，WS與DS的相位便反向(例如，當(dāng)為500Hz與510Hz時(shí)，大約0.98秒后相位便反向)，有時(shí)會(huì)使金屬板帶中感應(yīng)出來的感應(yīng)電流相互抵消，結(jié)果，升溫效率降低，不能獲得預(yù)期的加熱性能。
本發(fā)明中，如圖51(a)、(b)所示，每臺(tái)使用的感應(yīng)器L10、L20都和專用的變壓器連接，而且同步控制其相位，使流入感應(yīng)器L10、L20中的電流同相，當(dāng)金屬板帶中感應(yīng)出來的環(huán)形電流L11、L21、L12、L22都同相時(shí)，就能用感應(yīng)電流實(shí)現(xiàn)高效率的加熱。
圖52是當(dāng)沿金屬板帶寬度方向設(shè)置兩臺(tái)產(chǎn)生磁場(chǎng)的感應(yīng)器3時(shí)的控制系統(tǒng)的框圖。
圖中，標(biāo)號(hào)33是電氣指令裝置，34、35是變壓器，而36是相位控制電路。
在圖52所示的方框中，變壓器34是自控式的，其振蕩頻率由電路的常數(shù)決定(隨金屬板帶的連接長(zhǎng)度之類的連接狀態(tài)而變化)。此外，相位控制電路36具有檢測(cè)變壓器34的振蕩頻率和相位，產(chǎn)生通往變壓器35的點(diǎn)弧脈沖的功能。變壓器35是另一種制式的，它由相位控制電路36所給出的點(diǎn)弧脈沖來決定振蕩頻率。
圖51(b)中，如以電容器C在負(fù)載側(cè)所造成的電感為L(zhǎng)i，則變壓器以下式所表示的共振頻率fi進(jìn)行振蕩fi＝1/{2π(LiC)1/2}式中，Li決定于金屬板帶的形狀，感應(yīng)器與金屬板帶之間的距離，以及金屬板帶之間的間隔，根據(jù)圖51(a)、(b)中所示的感應(yīng)器的Li0，前面金屬板帶的Li1，后面金屬板帶Li2，感應(yīng)器與前、后金屬板帶之間的互感Mi1，Mi2(i＝1、2)，由下式?jīng)Q定Li＝Li0+(Mi12/Li1)+(Mi22/Li2)在此情況下，通電5秒鐘，振蕩頻率的差為0.1Hz，在實(shí)用上沒有問題。
為使WS與DS的變壓器的振蕩頻率與相位同步，可采用圖53所示那樣的組成。即，WS、DS的電源都是自控式變壓器，接在變壓器的次極上。這樣，變壓器所帶的阻抗是共同的，所以WS與DS的變壓器的振蕩頻率與相位都同步。
下面，說明與上述使用多個(gè)感應(yīng)器的情況相關(guān)的、布置各感應(yīng)器的要點(diǎn)。
要使前面的金屬板帶與后面的金屬板帶不白白耗費(fèi)能量，簡(jiǎn)便而快速地加熱、連接起來，把前面的金屬板帶與后面的金屬板帶相對(duì)放置，在它們的端部(前端、后端)之間留出幾毫米到幾十毫米的縫隙，再在這地方設(shè)置如圖54所示構(gòu)造的感應(yīng)器3，進(jìn)行加熱，即采用所謂橫向感應(yīng)加熱法是特別合適的。這樣，金屬板帶連接區(qū)域的平面圖就如圖55所示，各金屬板帶端部分別有感應(yīng)電流e流過，借助于該電流e所產(chǎn)生的熱量，使金屬板帶預(yù)定連接的表面優(yōu)先升溫，然后用壓緊操作就能簡(jiǎn)單地使用金屬板帶連接起來。對(duì)于感應(yīng)器磁極的寬度相對(duì)于金屬板帶的寬度很大的情況而言，使用這種連接方法是沒有任何問題的，可是當(dāng)連接的金屬板帶的寬度比磁極的寬度還寬時(shí)，穿過金屬板帶寬度端部的磁力線減少了，感應(yīng)電流不能流遍金屬板帶相對(duì)端部的整個(gè)區(qū)域，造成寬度方向的溫度分布不均勻，難以實(shí)現(xiàn)牢固的連接。可是，如果為了適應(yīng)金屬板帶的寬度而加大磁極的寬度，那末為了獲得足夠的穿過金屬板帶單位面積的磁力線，必須增大供給感應(yīng)器的電流，而這時(shí)又必須控制組成感應(yīng)器的線圈和鐵芯，特別是金屬板帶中央?yún)^(qū)域產(chǎn)生的焦耳熱，不使它們?nèi)刍?，通入感?yīng)器的電力也有限制，結(jié)果，即使磁極的寬度大了，單位面積上的磁通量在寬度方向上也是不均勻的，不可能使金屬板帶端部整個(gè)寬度都以相同的速度加熱。
為了解決這個(gè)問題，采用上述圖50中那樣的多個(gè)感應(yīng)器是非常有效的。
可是，如果只是在金屬板帶預(yù)定連接的部位沿其寬度方向設(shè)置多個(gè)感應(yīng)器，而相鄰感應(yīng)器的磁極的間隔很大時(shí)，與這個(gè)間隔相對(duì)應(yīng)部位的金屬板帶的升溫速度就比其它區(qū)域低，即使其它部位達(dá)到了目標(biāo)加熱溫度，也存在著這一部位的溫度比目標(biāo)加熱溫度低的缺點(diǎn)。
但，如果繼續(xù)加熱，一直到與磁極的間隔相對(duì)應(yīng)的升溫速度低的區(qū)域也達(dá)到能夠連接的溫度，則其他部分就會(huì)熔化了，給金屬板帶連接作業(yè)帶來困難。
要解決使用多個(gè)感應(yīng)器加熱金屬板帶時(shí)的上述問題，把上述間隔定在感應(yīng)電流的滲透深度d0(m)的5倍以下就可以了，d0可用下式表示d0＝{ρ×107/(μ×f)}1/2/2π(感應(yīng)器磁極之間沒有間隔，即間隔為0當(dāng)然好，但實(shí)際上感應(yīng)器上安裝有防護(hù)蓋之類，間隔不可能是零)。上式中f是交變磁場(chǎng)的頻率(Hz)，ρ是金屬板帶的電阻率(Ω·m)，μ是金屬板帶的比導(dǎo)磁率。
圖56表示在金屬板帶1、2的端部沿其寬度方向設(shè)置兩個(gè)感應(yīng)器3a、3b的例子。感應(yīng)器3a、3b布置如圖所示，相鄰磁極之間的間隔W1定在上述范圍內(nèi)，各感應(yīng)器3a、3b所產(chǎn)生的感應(yīng)電流總起來達(dá)到很大的數(shù)值，結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了寬度方向的全部區(qū)域內(nèi)均勻的加熱。
在金屬板帶寬度方向設(shè)置兩個(gè)感應(yīng)器，在只改變相鄰感應(yīng)器的磁極之間的間隔時(shí)，檢查間隔與滲透深度d0的比值對(duì)于以下兩點(diǎn)的影響(1)以預(yù)定連接部分上與磁極相對(duì)的部分的升溫速度為100％時(shí)，與磁極間隔相對(duì)應(yīng)部分的升溫速度所達(dá)到的百分比；(2)在預(yù)定連接部分的寬度方向，相對(duì)于與磁極對(duì)應(yīng)的部分，升溫速度不足90％的區(qū)域的長(zhǎng)度。此時(shí)的連接條件為金屬板帶寬1500mm，磁極寬1000mm×2，所用電力1000KW，交變磁場(chǎng)的頻率1KHz。
由圖57可知，當(dāng)磁極之間的間隔大于滲透深度5倍以上時(shí)，與間隔相對(duì)的部分的升溫速度，要低于與磁極相對(duì)應(yīng)部分的升溫速度的90％，在實(shí)際操作中會(huì)產(chǎn)生令人十分擔(dān)憂的問題，另一方面，升溫速度不足90％的區(qū)域也是從0開始逐漸增大的。因此，當(dāng)用多個(gè)感應(yīng)器加熱、升溫和連接金屬板帶時(shí)，相鄰磁極之間的間隔，在交變磁場(chǎng)的頻率一定的條件下，可以定為滲透深度d0的5倍以下。
為實(shí)施上述加熱方式的裝置的結(jié)構(gòu)示于圖58。
圖58是沿金屬板帶寬度方向設(shè)置兩個(gè)感應(yīng)器的例子，在各感應(yīng)器3a、3b相鄰磁極的鄰接面上設(shè)有凸臺(tái)37，以便使各感應(yīng)器3a、3b在鐵芯處互相接觸，或者，使其間隔縮小。
以上說明了在連接金屬板帶時(shí)如何使其整個(gè)寬度方向的區(qū)域都能均勻地加熱。即使?jié)M足了在此之前所提出的各種條件，當(dāng)把加熱到1350～1400℃并且連接起來的金屬板帶用多機(jī)架精軋機(jī)以10倍以上的壓下比進(jìn)行軋制時(shí)，還不能說所有的鋼種都能在軋制完成前連接部分不斷裂的狀態(tài)下完成軋制。
如果舉出具體的例子，則特別是SS400和含碳量100ppm以下的低碳鋼，在軋制過程中?？煽吹桨宀臄嗔训氖鹿?。
不管什么鋼種，都必須在以后精軋時(shí)不發(fā)生板材斷裂之類事故的條件下給予適當(dāng)加熱，下面，說明這種加熱條件。
為實(shí)現(xiàn)金屬板帶良好的連接，在連接時(shí)，必須使預(yù)定連接部分的升溫到能使表面的氧化鐵皮熔化而清除掉的溫度，或者至少把預(yù)定連接部分相對(duì)的端面加熱到母材的熔融狀態(tài)，這些都是使連接成功的條件。
本發(fā)明的發(fā)明人研究了含碳量1.3wt％～5ppm的各種碳素鋼的特別合適的加熱溫度范圍，其條件是連接后要能承受壓下率5倍以上的軋制。
連接是否良好，是以連接后精軋時(shí)板材是否斷裂，以及軋制后的連接狀態(tài)來判斷的。在判斷時(shí)，不用說，在精軋中要不發(fā)生任何問題，而且在軋制后雖然有一部分連接產(chǎn)生了裂紋，但實(shí)際上卻不妨礙時(shí)，才能說是良好的連接。
研究的結(jié)果示于圖59。
如圖59所示，合適的溫度范圍是隨含碳量的不同而變化的，含碳量少時(shí)，此溫度要比以往認(rèn)為良好的溫度1350～1400℃高得多，而含碳量多時(shí)，則溫度應(yīng)該低些。
這里，合適的溫度范圍可以很好地利用氧化鐵皮的熔化溫度，金屬板帶的固相溫度線和液相溫度線作為參數(shù)來進(jìn)行判斷。
圖60中示出金屬板帶的含碳量與其液相溫度線和固相溫度線之間的關(guān)系(此圖是利用丸善株式會(huì)社出版的“鋼鐵便覽”第3版第I編基礎(chǔ)編中第205頁上的公式畫出來的)。在圖60中還一并表示了氧化鐵皮的熔化溫度和用圖59得出的軋制狀態(tài)。
從比較圖59與圖60可知，隨含碳量變化的最佳加熱溫度范圍可以用金屬板帶的固相溫度線上的溫度(TS)和液相溫度線上的溫度(TL)作參數(shù)，適當(dāng)?shù)赜孟率絹肀硎绢A(yù)定連接部分的溫度(T)TS≤T≤(TS+TL)/2式中TS金屬板帶的固相線上的溫度(℃)TL金屬板帶的液相線上的溫度(℃)如果滿足上述溫度范圍，精軋時(shí)不會(huì)出現(xiàn)任何問題。
雖然上述溫度范圍是不會(huì)出現(xiàn)任何問題的最佳加熱溫度范圍，但不產(chǎn)生任何實(shí)際問題的合適的加熱溫度范圍可按下述方式表示即，研究表明，合適的加熱溫度范圍能確切地用上述金屬板帶的固相線上的溫度(TS)和液相線上的溫度(TL)，以及氧化鐵皮的熔化溫度(TC)作為參數(shù)來表示，當(dāng)金屬板帶的固相線上的溫度(TS)高于氧化鐵皮的熔化溫度(TC)時(shí)，預(yù)定連接部分的溫度(T)要比氧化鐵皮的熔化溫度(TC)和金屬板帶的固相線上的溫度(TS)的中間溫度高，并且要比金屬板帶的固相線上的溫度(TS)和液相線上的溫度(TL)的中間溫度低，即，要在下式所示的溫度范圍內(nèi)(TC+TS)/2≤T≤(TS+TL)/2另一方面，當(dāng)金屬板帶在固相線上的溫度(TS)低于氧化鐵皮的熔化溫度(TC)時(shí)，預(yù)定連接部分的溫度(T)要比金屬板帶在固相線上的溫度(TS)高，而要比金屬板帶在固相線上的溫度(TS)與液相線上的溫度(TL)的中間溫度低，即在下式所示的溫度范圍內(nèi)TS≤T≤(TS+TL)/2此外，(TS)、(TL)是隨著主要成分的變化而多少有些變化的，但無論什么鋼鐘，如能滿足上述溫度條件，已被證實(shí)都能實(shí)現(xiàn)良好的連接。
因此，在熱軋生產(chǎn)線上將前面金屬板帶的后端部與后面金屬板帶的前端部加熱、壓緊，使兩塊金屬板帶連接起來時(shí)，按照本發(fā)明，該預(yù)定連接部位的溫度T(℃)應(yīng)在滿足下式的條件下壓緊
TS≤T≤(TS+TL)/2或者在滿足下列條件下壓緊(1)當(dāng)TC≤TS時(shí)(TC+TS)/2≤T≤(TS+TL)/2(2)當(dāng)TC＞TS時(shí)TS≤T≤(TS+TL)/2。
關(guān)于在連接前面的金屬板帶和后面的金屬板帶時(shí)的壓緊量，它必須能確保充分的連接強(qiáng)度。當(dāng)用剪切機(jī)切斷時(shí)，金屬板帶長(zhǎng)度方向的垂直斷面如圖61所示，在用感應(yīng)加熱器加熱這種形狀斷面的金屬板帶時(shí)，要連接得牢固，最好保證有8～10mm的壓緊量。實(shí)施本發(fā)明的最佳形式第一類實(shí)施例實(shí)例(1)將寬1000mm，厚30mm，溫度為1000℃的薄板坯(低碳鋼)，使用上述圖20所示的設(shè)備(設(shè)置在連接裝置中的錯(cuò)位防止板是厚度為40mm的SUS304不銹鋼板，其缺口部分的尺寸為寬30mm，長(zhǎng)900mm(抑制板變形部分的寬度為20mm)，缺口的數(shù)量共計(jì)20個(gè)，精軋機(jī)組有7個(gè)機(jī)架)，按照下述條件進(jìn)行連接，并熱精軋成3mm厚的精軋板，檢測(cè)了連接完成時(shí)刻薄板坯寬度方向的溫度分布狀況和軋制過程中板材的斷裂狀況。
條件a.走在前面的薄板坯與走在后面的薄板坯之間的間隔5mmb.感應(yīng)器鐵芯的尺寸寬1000mm，沿著薄板坯長(zhǎng)度方向的尺寸240mmc.感應(yīng)器所使用的電力1000kw，頻率650Hzd.感應(yīng)器與薄板坯之間的間隙設(shè)置尺寸為a＝200mm，b＝2mm，c＝20mm(參見圖62)的10個(gè)構(gòu)成部件，它們沿板寬方向的間隔為50mm，將位于板寬方向中央部位的產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的回路(從寬度的端部向內(nèi)側(cè)250mm處的回路)接通，加熱、升溫12秒種e.壓緊力2kg/mm2(加熱、升溫之后壓緊)結(jié)果確認(rèn)，板寬方向的溫度分布改進(jìn)到如圖63所示，軋制過程中沒有發(fā)生板材斷裂，熱軋過程穩(wěn)定。
實(shí)例(2)將寬1000mm，厚30mm，溫度為1000℃的薄板坯(低碳鋼)，使用上述圖20所示的設(shè)備(設(shè)置在連接裝置中的錯(cuò)位防止板是厚度為40mm的SUS304不銹鋼板，其缺口部分的尺寸為寬30mm，長(zhǎng)900mm(抑制板變形部分的寬度為20mm)，缺口的數(shù)量共計(jì)20個(gè)，精軋機(jī)組有7個(gè)機(jī)架)，按照下述條件進(jìn)行連接，并熱精軋成1.2mm厚的精軋板，檢測(cè)了加熱過程中薄板坯寬度方向的升溫速度比和軋制過程中板材的斷裂狀況。
條件a.走在前面的薄板坯與走在后面的薄板坯之間的間隔5mmb.感應(yīng)器鐵芯的尺寸寬1000mm，沿著薄板坯長(zhǎng)度方向的尺寸240mmc.感應(yīng)器所使用的電力1060kw，電流6120A，頻率1000Hz磁力線密度0.21Td.感應(yīng)器與薄板坯之間的間隙中，把裝有磁性體(用70片涂有絕緣薄膜的硅鋼片重疊而成)，尺寸為a＝200mm，b＝1mm，c＝20mm如圖62所示的構(gòu)成部件布置在錯(cuò)位防止板的缺口部分中(參見圖11)，從開始加熱起8秒鐘時(shí)，將所有的產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的回路切斷進(jìn)行加熱，然后，將位于板寬方向中央部位的回路(從板寬端部向內(nèi)250mm處的回路)接通，加熱2秒鐘e.壓緊力50噸(加熱、升溫之后壓緊)圖64是比較升溫速率比的曲線圖，特別當(dāng)在構(gòu)成部件中設(shè)置用磁性體制成的部件的情況下，在高效率地加熱的同時(shí)，確認(rèn)在軋制過程中完全沒有板材斷裂的情況。第二類實(shí)施例實(shí)例(1)在熱軋?jiān)O(shè)備的入口側(cè)，使用如圖21的裝置，進(jìn)行連接寬度尺寸相同的兩塊金屬板帶的試驗(yàn)。走在前面的金屬板帶、走在后面的金屬板帶都是低碳鋼，其尺寸為厚30mm、寬800mm、長(zhǎng)6000mm。
將上述走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶互相相對(duì)，中間隔開5mm的間隔，并且，在其寬度兩端，在離開4mm間隙的近旁，設(shè)置用作導(dǎo)電部件的銅板，在向圖示的感應(yīng)器供應(yīng)交流電之后，就產(chǎn)生穿過金屬板帶厚度方向的交變磁場(chǎng)，對(duì)兩塊金屬板帶進(jìn)行加熱。
金屬板帶加熱之前的溫度為1000℃，跨過走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶的銅板的尺寸為厚30mm，寬200mm，長(zhǎng)600mm，感應(yīng)器的鐵芯在與金屬板帶平行的斷面上的尺寸為長(zhǎng)240mm，寬1000mm。
從金屬板帶到磁極之間的距離，上側(cè)90mm，下側(cè)90mm，交變磁場(chǎng)的頻率為1000Hz，通入的電力為900Kw。
在這樣的條件下進(jìn)行10秒鐘感應(yīng)加熱之后，用夾鉗把走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶以40噸的壓緊力互相相向地壓緊，完成連接。
作為比較的例子，除了在金屬板帶的兩側(cè)不設(shè)置銅板之外，以與上述實(shí)例同樣的條件進(jìn)行了金屬板帶的連接。
在上述實(shí)例和比較例中測(cè)定的結(jié)果示于圖65(溫度的測(cè)量是在從金屬板帶端部向其長(zhǎng)度方向的內(nèi)側(cè)1.5mm的位置上，埋設(shè)K形包殼的溫度計(jì)來進(jìn)行的)。
圖65是以金屬板帶寬度方向的中央部分的升溫速度為1來顯示寬度方向靠近端部處的升溫速度比的。
從圖65可以明了，按照本發(fā)明，在靠近金屬板帶的側(cè)面設(shè)置導(dǎo)電部件的情況下，寬度方向端部的升溫速度接近中央部分的升溫速度。這是因?yàn)橹苯釉诟袘?yīng)器的鐵芯的上方和下方所產(chǎn)生的感應(yīng)電流，一直流到寬度方向的端部的緣故，這樣，就能把金屬板帶寬度方向的端部加熱、軟化到能獲得具有充分強(qiáng)度的連接部分的溫度，而寬度方向的中央?yún)^(qū)域不會(huì)熔化。而且，在以后拿去軋制的時(shí)候，沒有從該連接部分發(fā)展起來的龜裂，以致斷裂，可以確認(rèn)，能夠順利地進(jìn)行軋制。
實(shí)例(2)如圖23所示，在靠近走在前面的金屬板帶寬度的兩端和走在后面的金屬板帶寬度的兩端分別設(shè)置了單獨(dú)的銅板。銅板的尺寸都是厚30mm，寬200mm，長(zhǎng)300mm，金屬板帶與銅板之間的間隙都是4mm。其他連接條件，例如走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶的鋼鐘、尺寸，感應(yīng)器的尺寸，通入的電力和頻率等，都和實(shí)例(1)相同。測(cè)定了加熱過程中靠近金屬板帶預(yù)定連接部分的升溫速度，在計(jì)算寬度兩端相對(duì)于寬度方向中央部分的升溫速度比時(shí)發(fā)現(xiàn)，其結(jié)果與實(shí)例(1)相同。在以后的軋制過程中，沒有產(chǎn)生和發(fā)展龜裂，軋出了優(yōu)質(zhì)的連續(xù)板材。
實(shí)例(3)本實(shí)例是研究從外部向?qū)щ姴考斎肱c感應(yīng)電流同相的電流時(shí)的情形的。
采用如圖25所示的感應(yīng)器，對(duì)寬度都是800mm的走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶進(jìn)行連接。在加熱的過程中，采用具有大致呈C形的鐵芯的感應(yīng)器(與金屬板帶平行的斷面尺寸長(zhǎng)1000mm，寬240mm)，導(dǎo)電部件銅板與感應(yīng)器磁極重疊布置。
走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶的鋼種是SUS304，加熱前的溫度是900℃，在靠近金屬板帶寬度的兩端，設(shè)置跨過走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部的銅板。
銅板的尺寸為厚30mm，寬200mm，長(zhǎng)600mm。此外，交變磁場(chǎng)的頻率在500Hz～10KHz之間的各種頻率中選定，例如500Hz，1KHz，和10KHz，通入的電力是780Kw。按照這樣的條件感應(yīng)加熱10秒鐘，然后，用夾鉗把走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶以40噸的壓緊力互相壓緊，完成連接。
測(cè)定了在各種頻率下的加熱過程中，靠近走在后面的金屬板帶的連接部分的升溫速度，以其平均值算出了寬度方向端部相對(duì)于寬度方向中央部分的升溫速度比。
其結(jié)果是，寬度方向端部的升溫速度比上述實(shí)例(1)更接近中央部分的升溫速度。
因此，走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶在整個(gè)寬度方向的區(qū)域內(nèi)都連接起來了，在以后的軋制過程中，沒有發(fā)生從該連接部分開始發(fā)展的龜裂，以致于斷裂。第三類實(shí)施例實(shí)例(1)對(duì)板厚、板寬都是30mm，800mm，材質(zhì)都是低碳鋼的走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶進(jìn)行連接，在圖28所示的狀態(tài)下加熱(加熱升溫的條件鐵芯的長(zhǎng)向尺寸為240mm，寬度尺寸為1000mm，上下磁極之間的間隔為210mm，通入電力200Kw，交變磁場(chǎng)的頻率為2000Hz，導(dǎo)電部件材質(zhì)是石墨，厚30mm，寬200mm，長(zhǎng)250mm，把該導(dǎo)電部件壓接在走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶寬度的兩個(gè)端部，共計(jì)四處)，壓緊(壓緊的條件壓緊力60噸)后，把兩塊金屬板帶連接在一起。然后，將該金屬板帶供給熱軋?jiān)O(shè)備進(jìn)行精軋，檢查了軋制后板材的斷裂情況。
結(jié)果，確認(rèn)完全沒有發(fā)現(xiàn)由于連接部分上的龜裂發(fā)展而造成板材的斷裂。第四類實(shí)施例實(shí)例(1)板寬1000mm，厚30mm的薄板坯(低碳鋼)，使用配備上述圖34所示那樣結(jié)構(gòu)的裝置的設(shè)備，按照下列條件連接起來之后，熱精軋成3mm厚的精軋板材，在軋制過程中檢查板是否斷裂，以及在薄板坯連接之后立即測(cè)定板寬方向的溫度分布。
薄板坯的連接條件a.精軋前的薄板坯的溫度大約是900～1000°，無論什么鋼種，在該溫度區(qū)域的電阻大約是120×10-8Ωm，所以在加上頻率500Hz的交變磁場(chǎng)時(shí)，滲透深度d0大約是25mm，把用磁性材料制成的部件(尺寸為寬100mm×長(zhǎng)150mm×高30mm)設(shè)置在離開板端部10～110mm的位置上。
b.走在前面的金屬板帶與走在后面的金屬板帶之間的間隔10mmc.感應(yīng)器的鐵芯的尺寸沿薄板坯寬度方向的尺寸為1000mm，沿其長(zhǎng)度方向的尺寸為240mmd.感應(yīng)器使用的電力1500kw，頻率500Hze.加熱時(shí)間10秒f.壓緊力3kg/mm2按照本發(fā)明把兩塊薄板坯加熱連接起來時(shí)，薄板坯寬度方向的溫度分布在加熱前后的比較示于圖66，而用通常的方法加熱時(shí)(比較用的例子不設(shè)置用磁性材料制作的部件時(shí))的溫度分布則示于圖67。
由圖66、圖67可以確認(rèn)，由于按照本發(fā)明加熱金屬板帶，使得造成留下沒有連接的原因的加熱不充分的部分非常短。
圖68表示薄板坯連接面的發(fā)熱量的比較。第五類實(shí)施例實(shí)例(1)將經(jīng)過熱粗軋的寬1000mm，厚40mm的低碳鋼(C＝20ppm)薄板坯(900℃)隔開5mm的間隔對(duì)置，在該對(duì)置的薄板坯的后端部和前端部上設(shè)置如圖37所示的感應(yīng)器(與薄板坯相對(duì)的磁極的寬240mm，長(zhǎng)1000mm)，感應(yīng)器與薄板坯之間的距離D120mm，薄板坯與磁極的重合量L70mm，使用的電力1350kw，頻率650Hz。借助于感應(yīng)器所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)進(jìn)行加熱。此時(shí)的滲透深度為22mm，升溫速度為70℃/s，到達(dá)目標(biāo)加熱溫度的時(shí)間大約10秒。
實(shí)例(2)將經(jīng)過熱粗軋的寬1000mm，厚30mm的高碳鋼(C＝0.75％.)薄板坯(950℃)隔開10mm的間隔對(duì)置，在該對(duì)置的薄板坯的后端部和前端部上設(shè)置如圖38所示的感應(yīng)器(與薄板坯相對(duì)的磁極的寬100mm，長(zhǎng)1200mm)，感應(yīng)器與薄板坯之間的距離D60mm，薄板坯與線圈的重合量L45mm，使用的電力1000kw，頻率650Hz。借助于感應(yīng)器所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)進(jìn)行加熱。此時(shí)的滲透深度為22mm，升溫速度為70℃/s，到達(dá)目標(biāo)加熱溫度的時(shí)間大約7.5秒。第六類實(shí)施例實(shí)例(1)連接寬600mm，厚28mm，熔點(diǎn)1532℃的走在前面的金屬板帶(鋼種含碳量0.002wt％的低碳鋼)和寬600mm，厚28mm，熔點(diǎn)1485℃的走在后面的金屬板帶(鋼種含碳量0.7wt％的碳鋼)，感應(yīng)器鐵芯的面積A76mm×300mm＝0.0228m2，交變磁場(chǎng)的磁力線密度0.5T，在感應(yīng)器上下的磁極之間的距離150mm，走在前面的金屬板帶開始加熱之前的溫度1000℃，走在后面的金屬板帶開始加熱之前的溫度1000℃，走在前面的金屬板帶與走在后面的金屬板帶之間的間隔g5mm，走在前面的金屬板帶上的磁極的覆蓋面積a0.01050m2，走在后面的金屬板帶上的磁極的覆蓋面積b0.01080m2，交變磁場(chǎng)的頻率1000Hz，感應(yīng)器的布置狀況準(zhǔn)備兩個(gè)感應(yīng)器布置在板寬的兩端，加熱時(shí)間6.5秒，壓緊力2kgf/mm2(面壓)，在加熱升溫之后，壓緊兩塊金屬板帶，使其連接，在完全冷卻后測(cè)定該部位的拉伸強(qiáng)度。
按照上述條件加熱金屬板帶時(shí)，走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶加熱后的溫度分別低于其熔點(diǎn)55℃，即到達(dá)1475℃，1430℃。結(jié)果，取得了良好的效果，連接部分的拉伸強(qiáng)度大約是走在前面的金屬板帶拉伸強(qiáng)度(31kgf/mm2)的90％，達(dá)到28kgf/mm2。第七類實(shí)施例實(shí)例(1)采用上述圖51所示的裝置，在金屬板帶的寬度方向設(shè)置兩個(gè)產(chǎn)生磁場(chǎng)的感應(yīng)器(感應(yīng)器鐵芯的尺寸長(zhǎng)240mm，寬1000mm)，每個(gè)感應(yīng)器所用的電力為1000kw，在控制其相位同步的同時(shí)，對(duì)寬1000mm，厚30mm的普通鋼金屬板帶進(jìn)行加熱(900℃)后，進(jìn)行連接操作工序。
結(jié)果，可以確認(rèn)，以往連接時(shí)，由于金屬板帶的寬度尺寸大，造成感應(yīng)電流被抵消，升溫效率低，不可能獲得所期望的加熱性能，而按照本發(fā)明，使兩個(gè)感應(yīng)器同步運(yùn)轉(zhuǎn)，即使金屬板帶的寬度再大，也不會(huì)使升溫效率降低，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的連接。第八類實(shí)施例實(shí)例(1)在圖20所示的熱軋生產(chǎn)線上，把寬1800mm，厚30mm的薄板坯(低碳鋼)作為走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶，以間隔10mm相對(duì)，然后用具有如圖58所示結(jié)構(gòu)的感應(yīng)器的連接裝置(磁極寬800，磁極長(zhǎng)250mm，相鄰磁極的間隔75mm)，在使用電力1500kw，頻率500Hz的條件下加熱10秒鐘，升溫到1500℃，接著用3kgf/mm2的力壓緊，完成兩塊薄板坯的連接。然后，在有7臺(tái)機(jī)架的熱精軋軋機(jī)上軋到板厚為3mm為止，在軋制過程中檢查連接區(qū)域是否有斷裂，結(jié)果是板材完全沒有斷裂現(xiàn)象，順利地實(shí)現(xiàn)了連續(xù)軋制。
與此相對(duì)應(yīng)，在使用配備如圖70所示的感應(yīng)器的連接裝置時(shí)，這種感應(yīng)器具有如圖69所示的C型鐵芯，在金屬板帶的寬度方向設(shè)置了兩個(gè)，其結(jié)果如下。
即，在金屬板帶連接時(shí)刻的溫度通常大約是900～1000℃，在此溫度范圍內(nèi)，金屬板帶的電阻率ρ與鋼種無關(guān)，大約是120×10-8Ω·m，所以在交變磁場(chǎng)的頻率為500Hz下進(jìn)行感應(yīng)加熱時(shí)，滲透深度d0大約可以按25mm計(jì)算。這里，在用圖70所示的裝置加熱時(shí)，鄰近的兩個(gè)感應(yīng)器的絕緣界限之間的磁極的空隙的極限是150mm(d0×6)，金屬板帶寬度方向的加熱的熱量的分布狀態(tài)如圖71所示，在磁極的空隙之間的加熱熱量達(dá)不到90％以上的與磁極相對(duì)的連接區(qū)域，結(jié)果該部位的連接就不牢固。
圖72是采用具有上述圖58中所示的感應(yīng)器的連接裝置時(shí)，加熱熱量的分布圖，很明顯，感應(yīng)器之間加熱熱量低落部分所占的比例要比圖70中的少得多。
此外，本實(shí)施例中，如果當(dāng)相鄰磁極的空隙(從凸起到凸起的尺寸)定為75mm時(shí)(通常，間隔定得無論怎樣窄，以150mm為極限)，也能確保所需要的加熱能力的話，那么它也能適用于這一間隔為0mm時(shí)，例如圖73那樣的情況。第九類實(shí)施例實(shí)例(1)在熱軋生產(chǎn)線的粗軋軋機(jī)的出口側(cè)和精軋軋機(jī)的入口側(cè)之間，設(shè)置利用感應(yīng)電流加熱的連接裝置，在該連接裝置的前段，用剪切機(jī)把走在前面的金屬板帶的后端和走在后面的金屬板帶的前端切成所要的端部形狀，用感應(yīng)電流加熱到各種不同溫度之后，使其壓緊連接，然后供入精軋軋機(jī)。
升溫速度預(yù)先設(shè)定為100℃/s，供應(yīng)給連接裝置的粗軋后的薄板坯在加熱前的溫度，由加熱爐的出口溫度和粗軋速度等進(jìn)行調(diào)整，使其達(dá)到1000℃±20℃。
鋼種是含碳量20ppm～1.3wt％的碳素鋼。
軋制條件為粗軋后薄板坯寬700～1900mm，薄板坯厚25～50mm，7架精軋軋機(jī)組出口側(cè)的鋼板厚0.8～3.5mm。
產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的感應(yīng)器設(shè)有一對(duì)從上下把金屬板帶的前、后端部夾在中間的磁極，使得在整個(gè)預(yù)定連接的區(qū)域內(nèi)都有磁作用。上、下磁極由同一個(gè)交流電源供應(yīng)電力，供應(yīng)電力的最大容量為3000kw。
本實(shí)例中的加熱要從金屬板帶的成分求出固相線上的溫度(TS)和液相線上的溫度(TL)，其加熱后到達(dá)的溫度T要滿足下列條件TS≤T≤(TS+TL)/2。此外本實(shí)例中的氧化鐵皮的熔化溫度TC為1350℃。
所得到的結(jié)果示于表1。
從表1可知，當(dāng)在滿足最佳加熱溫度范圍的條件下進(jìn)行加熱和連接時(shí)，總是能順利地進(jìn)行精軋工序。
實(shí)例(2)鋼種與軋制條件與實(shí)例(1)相同。
從金屬板帶的成分求出氧化鐵皮的熔化溫度(TC)、固相線上的溫度(TS)及液相線上的溫度(TL)，在加熱條件滿足(TC+TS)/2≤T≤(TS+TL)/2時(shí)，加熱到溫度T。但，當(dāng)TC＞TS時(shí)，應(yīng)在滿足TS≤T≤(TS+TL)/2的條件下進(jìn)行加熱。
所得到的結(jié)果示于表2。
從表2可知，當(dāng)在滿足最佳加熱溫度范圍的條件下進(jìn)行加熱時(shí)，雖然有一部分的連接部有斷裂，但實(shí)際上所有的軋制都沒有發(fā)生具體的問題，能夠順利地進(jìn)行連續(xù)軋制。
比較例(1)鋼種和軋制條件與實(shí)例(1)相同。
從金屬板帶的成分求出氧化鐵皮的熔化溫度(TC)，固相線上的溫度(TS)和液相線上的溫度(TL)，在加熱到達(dá)的溫度T為(TC+TS)/2＞T的條件下進(jìn)行加熱。
所得到的結(jié)果示于表3
從表3可知，如果不根據(jù)本發(fā)明所公開的加熱條件進(jìn)行加熱、連接時(shí)，都未能順利地實(shí)行精軋。
在以上的實(shí)施例中，主要是以碳素鋼作為對(duì)象進(jìn)行說明的，但對(duì)于其他種類的鋼板，如硅鋼、高合金鋼等，可以認(rèn)為能取得同樣的效果。
此外，關(guān)于連接的順序，無論是加熱之后再壓緊，還是一邊加熱一邊壓緊，都能取得同樣的效果，更進(jìn)一步，關(guān)于加熱方式，即使是采用感應(yīng)加熱之外的任何一種公知的加熱方式，也能取得同樣良好的結(jié)果。
關(guān)于含碳量，雖然本發(fā)明中揭示的是20ppm以上的鋼，但是TS、TL這兩個(gè)溫度在20ppm附近幾乎都沒有什么變化，這是大家都知道的，所以，不言而喻，本發(fā)明對(duì)于C＜20ppm的鋼也是適用的。工業(yè)上的應(yīng)用性(1)由于在金屬板帶加熱、連接的過程中，在金屬板帶內(nèi)產(chǎn)生了與加熱的交變磁場(chǎng)方向相反的交變磁場(chǎng)，不必?fù)?dān)心板材寬度方向中央?yún)^(qū)域的熔化，而能使角部高效率地加熱，結(jié)果，由于整個(gè)寬度方向的區(qū)域都均勻地加熱，就能使成為軋制過程中板材斷裂的原因的沒有連接好的長(zhǎng)度減到非常的短，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的連續(xù)熱軋。特別是由于在連接裝置的產(chǎn)生逆磁場(chǎng)的回路中設(shè)置了開關(guān)，只要使這個(gè)開關(guān)接通或斷開就可以了，裝置的結(jié)構(gòu)和控制非常簡(jiǎn)單。
(2)由于把感應(yīng)器與設(shè)置在金屬板帶寬度端部的導(dǎo)電部件搭接起來，磁力線也能直接穿過導(dǎo)電部件而產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以能極大地提高金屬板帶端部的加熱效率。
(3)用外部電源主動(dòng)地向?qū)щ姴考斎肱c金屬板帶中產(chǎn)生的感應(yīng)電流同相的電流，就能使感應(yīng)電流向更接近金屬板帶角部的地方流動(dòng)，從而更能提高金屬板帶寬度端部的加熱效率。
(4)由于能正確調(diào)整感應(yīng)器(磁極)與金屬板帶之間的重疊量，在很短的時(shí)間，例如10秒鐘左右就能升溫到連接所需要的溫度。此外，借助于適當(dāng)?shù)卦O(shè)置金屬板帶與感應(yīng)加熱線圈之間的間隔，也能取得同樣的效果。由于這種效果，在避免加熱裝置過大的同時(shí)，還明確了要連接的金屬板帶端部與感應(yīng)器之間最適當(dāng)?shù)奈恢藐P(guān)系，因而加熱時(shí)溫度分布不均勻的程度非常小。
(5)在對(duì)金屬板帶進(jìn)行連續(xù)熱軋時(shí)，由于能分別調(diào)整走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶的要連接部分的升溫程度，再進(jìn)行加熱和升溫，所以，即使兩塊金屬板帶有溫差時(shí)，或者連接板厚不同或熔點(diǎn)不同的鋼種時(shí)，也能牢固地連接在一起，軋制過程中不會(huì)發(fā)生連接部分?jǐn)嗔?，使生產(chǎn)線停工的事情。
(6)由于可以控制設(shè)置在板寬方向若干臺(tái)產(chǎn)生磁場(chǎng)的感應(yīng)器的相位，即使金屬板帶的寬度變化時(shí)，也不會(huì)降低升溫效率，仍然能穩(wěn)定地連接金屬板帶。
(7)在借助于穿過金屬板帶厚度方向的磁力線對(duì)金屬板帶進(jìn)行感應(yīng)加熱的連接方法中，在金屬板帶的寬度方向布置若干個(gè)感應(yīng)加熱線圈，使它們之間的間隙在規(guī)定的范圍內(nèi)，即使是對(duì)很寬的金屬板帶進(jìn)行加熱和連接，也能把整個(gè)加熱部位加熱得很好，得到連接良好的連接部分，能穩(wěn)定地進(jìn)行連續(xù)熱精軋。
(8)由于是在預(yù)先設(shè)定的條件下對(duì)金屬板帶的要連接的部分進(jìn)行加熱的，所以不論什么鋼種都能牢固地連接，在此后的精軋過程中，板材斷裂之類的事故大大減少，能穩(wěn)定地進(jìn)行連續(xù)熱軋。
權(quán)利要求
1.一種金屬板帶的連接方法，它在熱精軋之前，加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接，其特征在于，使走在前面的金屬板帶的后端部與走在后面的金屬板帶的前端部隔開一個(gè)間隔互相相對(duì)，并使得在金屬板帶的互相相對(duì)的端部區(qū)域上產(chǎn)生穿過金屬板帶的厚度方向的交變磁場(chǎng)而進(jìn)行加熱的時(shí)候，至少在走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部的一方的兩個(gè)端部上，設(shè)置與金屬板帶隔開縫隙的導(dǎo)電部件，借助于該部件來提高金屬板帶寬度的端部的加熱效率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述導(dǎo)電部件最好設(shè)置成跨過走在前面的金屬板帶和走在后面的金屬板帶。
3.一種金屬板帶的連接方法，它在熱精軋之前，加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接，其特征在于，使走在前面的金屬板帶的后端部與走在后面的金屬板帶的前端部隔開一個(gè)間隔互相相對(duì)，并使得在金屬板帶互相相對(duì)的端部區(qū)域上產(chǎn)生穿過金屬板帶的厚度方向的交變磁場(chǎng)而進(jìn)行加熱的時(shí)候，至少在走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部的一方的兩個(gè)端部上，讓導(dǎo)電部件與這兩端接觸，借助于該部件來提高金屬板帶寬度的端部的加熱效率。
4.一種金屬板帶的連接方法，它在熱精軋之前，加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接，其特征在于，使走在前面的金屬板帶的后端部與走在后面的金屬板帶的前端部隔開一個(gè)間隔互相相對(duì)，并在金屬板帶的互相相對(duì)的端部區(qū)域上，借助于感應(yīng)器產(chǎn)生穿過金屬板帶的厚度方向的交變磁場(chǎng)而進(jìn)行加熱的時(shí)候，在金屬板帶與感應(yīng)器之間的縫隙中，以及在從金屬板帶寬度的端部向里，用下列公式表示的感應(yīng)電流滲透深度d0十倍以內(nèi)的范圍內(nèi)，設(shè)置寬度為滲透深度d0的2-10倍的，用導(dǎo)磁體制成的部件，借助于該部件增加交變磁場(chǎng)磁力線的密度，提高金屬板帶寬度端部的加熱效率；公式d0＝[ρ×107/(μ×f)]1/2/2πd0感應(yīng)電流的滲透深度(m)f交變磁場(chǎng)的頻率(Hz)ρ電阻(Ω·m)μ比磁導(dǎo)率。
5.一種金屬板帶的連接方法，它在熱精軋之前，加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接，其特征在于，使走在前面的金屬板帶的后端部與走在后面的金屬板帶的前端部隔開一個(gè)間隔互相相對(duì)，并在各金屬板帶的互相相對(duì)的端部區(qū)域上，借助于感應(yīng)器產(chǎn)生穿過金屬板帶的厚度方向的交變磁場(chǎng)而進(jìn)行加熱的時(shí)候，分別調(diào)整各金屬板帶與在各金屬板帶長(zhǎng)度方向上的感應(yīng)器的磁極之間的重疊量L(m)，使其滿足下列公式L≥2·d0d0感應(yīng)電流的滲透深度(m)(d0＝[ρ×107/(μ×f)]1/2/2π)f交變磁場(chǎng)的頻率(Hz)ρ電阻(Ω·m)μ比磁導(dǎo)率。
6.一種金屬板帶的連接方法，它在熱精軋之前，加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接，其特征在于，使走在前面的金屬板帶的后端部與走在后面的金屬板帶的前端部隔開一個(gè)間隔互相相對(duì)，并在該互相相對(duì)的端部區(qū)域上，借助于感應(yīng)器產(chǎn)生穿過金屬板帶的厚度方向的交變磁場(chǎng)而進(jìn)行加熱的時(shí)候，改變感應(yīng)器的磁極與各金屬板帶在長(zhǎng)度方向上的相對(duì)位置，以調(diào)整上述交變磁場(chǎng)穿過每一片金屬板帶的磁通量。
7.一種金屬板帶的連接方法，它在熱精軋之前，在加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接，其特征在于，使走在前面的金屬板帶的后端部與走在后面的金屬板帶的前端部隔開一個(gè)間隔互相相對(duì)，并在該互相相對(duì)的端部區(qū)域上，借助于設(shè)置在金屬板帶寬度方向上的若干個(gè)感應(yīng)器，產(chǎn)生穿過金屬板帶的厚度方向的交變磁場(chǎng)而進(jìn)行加熱的時(shí)候，同步控制各感應(yīng)器的線圈中的相位，使在各線圈中流過的電流同相。
8.一種金屬板帶的連接方法，它在熱精軋之前，加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接，其特征在于，使走在前面的金屬板帶的后端部與走在后面的金屬板帶的前端部隔開一個(gè)間隔互相相對(duì)，并在該互相相對(duì)的端部區(qū)域上，借助于設(shè)置在金屬板帶寬度方向的若干個(gè)感應(yīng)器，產(chǎn)生穿過金屬板帶的厚度方向的交變磁場(chǎng)而進(jìn)行加熱的時(shí)候，把相鄰感應(yīng)器的磁極之間的間隔定在用下列公式表示的感應(yīng)電流滲透深度d0的5倍以下d0＝[ρ×107/(μ×f)]1/2/2πd0感應(yīng)電流的滲透深度(m)f交變磁場(chǎng)的頻率(Hz)ρ金屬板帶的電阻(Ω·m)μ金屬板帶的比磁導(dǎo)率。
9.一種金屬板帶的連接方法，它在熱精軋之前，加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接，其特征在于，走在前面的金屬板帶與走在后面的金屬板帶的加熱區(qū)域的溫度T(℃)在下列公式的范圍內(nèi)調(diào)整TS≤T≤(TS+TL)/2TS金屬板帶的固相線溫度(℃)TL金屬板帶的液相線溫度(℃)。
10.一種金屬板帶的連接方法，它在熱精軋之前，加熱走在前面的金屬板帶的后端部和走在后面的金屬板帶的前端部，并將各金屬板帶互相壓緊使它們連接，其特征在于，走在前面的金屬板帶與走在后面的金屬板帶的加熱區(qū)域的溫度T(℃)在下列公式的范圍內(nèi)調(diào)整當(dāng)TC≤TS(TC+TS)/2≤T≤(TS+TL)/2當(dāng)TC＞TS時(shí)TS≤T≤(TS+TL)/2式中TS金屬板帶的固相線溫度(℃)TL金屬板帶的液相線溫度(℃)TC氧化鐵皮的熔化溫度(℃)。
全文摘要
本發(fā)明使得在金屬板帶的互相相對(duì)的端部區(qū)域上產(chǎn)生穿過金屬板帶的厚度方向的交變磁場(chǎng)而進(jìn)行加熱,同時(shí),借助于在金屬板帶互相相對(duì)的端部區(qū)域上,以及在金屬板帶所占據(jù)的區(qū)域內(nèi)和金屬板帶寬度之外的區(qū)域內(nèi)的某些局部上,產(chǎn)生與上述交變磁場(chǎng)的方向相反的逆交變磁場(chǎng),借此使該兩金屬板帶互相相對(duì)的端部區(qū)域的整個(gè)寬度方向加熱均勻,使其能牢固地連接在一起。
文檔編號(hào)B21B15/00GK1277896SQ0010227
公開日2000年12月27日 申請(qǐng)日期2000年2月18日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月16日
發(fā)明者磯山茂, 平林毅, 二階堂英幸, 天笠敏明, 田村望, 山崎孝博, 長(zhǎng)田雅史, 山田博右, 武智敏貞, 高島典生, 新田純?nèi)? 天沼修二, 林寬治, 黑田彰夫, 三登良紀(jì), 宮本邦雄, 森本和夫, 若元郁夫, 鶴崎一也, 坂本秀夫, 橋本學(xué)夫, 中野裕行, 江口俊信, 前田史裕 申請(qǐng)人:川崎制鐵株式會(huì)社, 三菱重工業(yè)株式會(huì)社, 三菱電機(jī)株式會(huì)社