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CN101707908A - 金属板的感应加热装置和感应加热方法 - Google Patents

金属板的感应加热装置和感应加热方法 Download PDF

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CN101707908A CN200880020476A CN200880020476A CN101707908A CN 101707908 A CN101707908 A CN 101707908A CN 200880020476 A CN200880020476 A CN 200880020476A CN 200880020476 A CN200880020476 A CN 200880020476A CN 101707908 A CN101707908 A CN 101707908A
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Abstract

本发明提供一种金属板的感应加热装置和感应加热方法。该感应加热装置是对通过感应线圈的内侧的金属板进行感应加热的装置，其特征在于，在上述金属板的纵向以相邻方式配置2组以上的上述感应线圈，在将上述金属板的表面侧和背面侧的构成感应线圈的导体分别向上述金属板垂直投影时的垂直投影像中，在上述2组以上的感应线圈各自之中的上述金属板的中央部，上述表面侧和背面侧的导体以相对于上述金属板的纵向相互不重叠的方式错开地配置，而且，在上述表面侧的导体彼此接近的同时，上述背面侧的导体彼此被配置成间隔比其大，或者，在上述背面侧的导体彼此接近的同时，上述表面侧的导体彼此被配置成间隔比其大。即使是薄的金属板，不论是磁性还是非磁性都可控制加热温度分布，特别是可以控制金属板端部的温度。

Description

金属板的感应加热装置和感应加热方法
技术领域
本发明涉及铁和铝等的铁和有色金属板的感应加热装置和感应加热方法。特别是涉及在不论金属板是薄板还是厚板，即使在非磁性状态下也能高效率地加热金属板的感应加热装置中，特别是可精密控制金属板的温度进行加热的感应加热装置和感应加热方法。
背景技术
金属的利用高频电流的感应加热，为了进行以淬火为首的热处理已被广泛应用。对于钢板和铝板等的铁、有色金属的薄板，出于在制造过程中控制材质的目的，以及出于提高加热速度从而提高生产率、自如地调整生产量的目的等，已作为代替现有的由气体加热、电加热进行的间接加热的加热方式来使用。
对金属板进行感应加热的情况大致有两种方式。一种是使高频电流在包围金属板的周围的感应线圈中流动，产生的磁通贯穿金属板的纵向(长度方向)，使金属板的截面内产生感应电流从而进行加热的被称为所谓的LF(纵向磁通加热)方式的感应加热方式，另一种是将金属板配置在卷绕了一次线圈的被称为电感器的良磁性体之间，使电流通过一次线圈而产生的磁通通过电感器，由此，使在电感器间流动的磁通以横穿金属板的方式通过，由此在金属板的平面产生电流从而进行感应加热的TF(横向磁通加热方式)方式。
LF方式的感应加热，虽然温度分布的均匀性好，但是存在如下课题：产生的感应电流在板截面内循环，从电流浸透深度的关系来看，在板厚度薄的情况下，若不提高电源的频率，则不能产生感应电流，而且，非磁性材料或在磁性材料中超过居里点温度的材料由于电流的浸透深度变深因此板厚度薄的材料不能进行加热。
另一方面，TF方式的感应加热有如下特征：由于磁通贯穿金属板的平面，因此可以不区别板厚、磁性、非磁性而进行加热；通过使用磁阻小的电感器能够减少漏磁通，能够使磁通集中于与金属板的表面和背面相对的电感器之间，因此加热效率高。
其另一方面存在如下问题：容易产生温度分布的不均匀；在金属板不处在相对的电感器的中心的情况下，对于磁性材料而言，被某个电感器吸引，从而变得更容易产生温度偏差。而且，在TF方式的感应加热的情况下，存在如下缺点：难以应对金属板的板宽变更、在连续通板线上蜿蜒行进的情况。
为了解决这些课题，在日本特开2002-43042号公报中公开了：在行进方向错开地配置带板的行进方向的表面、背面的单匝线圈。另外，在日本特开2002-151245号公报中提出了：面向被加热材料的感应加热线圈的长轴向被加热材料的横向(宽度方向)弯曲那样的菱形形状的感应线圈。另外，在日本特开2005-209608号公报中由本发明者们提出了：使在横向环绕金属带板的感应线圈在金属板的表面侧和背面侧沿行进方向错开的感应线圈。
发明内容
图1是表示以往的LF方式的感应加热的示意图.由与高频电源11连接的感应线圈2包围作为被加热材料的金属板1的横向的周围，流通一次电流5，由此磁通4贯穿金属板1的内部，在磁通4的周围产生感应电流，由产生的感应电流对金属板1进行加热.图2是表示在金属板1的截面内产生感应电流的情况的剖面示意图.
利用贯穿金属板1的磁通4，在金属板1的截面中，沿与在感应线圈2中流动的一次电流5相反的方向流动感应电流6a、6b。该感应电流6a、6b集中于金属板1的表面至用式(1)表示的电流浸透深度δ的范围而流动。
δ[mm]＝5.03×105(ρ/μrf)0.5                    (1)
在此，ρ：电阻率[Ωm]、μr：相对磁导率[-]、f：加热频率[Hz]。
产生的感应电流6a、6b如图2所示在板截面的表面背面逆向流动，因此，若电流浸透深度δ变深，则板表面背面的感应电流相互抵消的结果，在板截面内没有电流流动。
由于金属的ρ随着温度的上升而上升，因此δ也随着温度上升而变深。另外，强磁性、普通磁性的磁性材料随着温度上升接近于居里点，μr减少，当超过居里点时，μr变为1。另外，非磁性材料的μr也为1。若μr变小，则根据式(1)，在为非磁性材料、或磁性材料的情况下从居里点紧前超过居里点的温度区域，电流浸透深度δ变深，对于板厚度薄的被加热材料而言不能进行加热。
例如，加热频率为10[kHz]的情况下，在常温下各种金属的电流浸透深度δ，非磁性的铝为约1[mm]，SUS304为约4.4[mm]，磁性材料的钢为约0.2[mm]，与此相对，作为磁性材料的钢在超过居里点的750℃下电流浸透深度δ为约5[mm]。
为了使在板内产生的表面背面电流不相互抵消，板厚度最低需要为10[mm]以上，为了高效地输入功率，板厚必需为15[mm]左右。一般地，热处理是以从十几μm的箔那样的薄板到超过100mm那样的厚板的各种厚度的板为对象。
例如，作为使用量多的金属板的代表性的材料的用于汽车、家电品的钢板，通常大多为完成冷轧之后的薄于3[mm]左右的板厚，特别是大多为2[mm]以下的情况。为了用LF方式对这些材料进行加热，需要将加热频率提高为数百[kHz]以上，但是，在大容量且高频率的电源制作等方面存在硬件上的极限，大多情况难以在工业规模下实现。
在日本特开2002-43042号公报的方法中，考虑在板的上下配置了感应线圈的一种TF方式，认为：在金属板的行进方向产生的磁通交替反向产生，但由于上下线圈错开，因此在上下线圈产生的磁通相互抵消的区域和磁通斜向横穿带板的区域交替产生，可防止磁通集中。
因此认为在以往的TF方式中呈现下述效果：缓和磁通在边缘部集中，边缘部过加热的问题，但是存在如下问题：产生磁通相互抵消的区域；由于是单匝，因此为了向带板输入功率提高电场强度就必须增大流向线圈的电流值，线圈的铜损增加等等，因此存在效率容易降低的问题。
另外，为了提高效率，如在该公报的实施例中所公开的那样，需要使上下的单匝线圈接近于带板，但由于进行着通板的带板产生形状变形或振动，因此一边在宽范围且长的区间通板一边加热存在困难。
另外，日本特开2002-151245号公报的方法是：以与金属基材的面相对的方式在金属基材的输送方向具有在横向中央最宽的感应加热线圈，使沿金属基材的输送方向的感应线圈宽度的合计量实质上均一的方法，由于该方法为利用来自与金属基材相对的感应线圈的漏磁通进行加热的方法，因此若与感应线圈的距离远离开，则不能保证磁通贯穿金属基材，若不接近金属基材就难以进行加热，另外在金属基材的形状差且与感应线圈的距离变化的情况下，产生大的温度偏差.
另外，以使感应线圈的宽度在行进方向为与金属基材实质相同的宽度的方式制成了菱形形状的感应线圈，但是在该形状下在金属基材的板宽发生变化时无法应对。虽然在感应线圈上设置了旋转机构，但在使其旋转的情况下，在行进方向加热时间不会相同，因此难以达到均匀的温度，在工业规模下实现流过大电流的加热装置的旋转机构伴随有极大的困难。
上述的两个专利文献都不是感应线圈包围金属材料的闭环内的加热，因此不能保证磁通切实贯穿金属材料，容易受到与感应线圈的距离的影响，并且由于不能改变感应线圈的匝数，因此难以控制磁通密度。
与此相对，在日本特开2005-209608号公报中示出了：为了消除上述加热装置的缺点，通过在金属板的行进方向错开沿横向包围金属板的感应线圈，在面向金属板表面背面的感应线圈的正下方的金属板内，以由表面背面的感应线圈产生的感应电流相互不干涉的方式产生独立的电流，由此，不论是电流的浸透深度以下的板厚的金属板还是非磁性的金属板都可进行加热。
另外，还存在如下实用上的大的优点：由于感应线圈封闭环绕金属板，因此磁通必定与金属板交链，因此即使感应线圈和金属板比较远离也能够容易地加热。
然而存在如下问题：在金属板的中央部产生的感应电流在金属板的端部流动时，电流集中，容易变成高电流密度；因使表面背面的感应线圈在行进方向分离，从而在端部流动的感应电流的流动的时间变长，因此金属板端部容易过加热，用于得到温度偏差小的分布的条件(表面背面感应线圈的错开量、感应线圈的宽度等)极窄。
虽然上述3种方式都可以进行非磁性加热，但难以精密地控制加热温度分布，在考虑了金属板的变形、在设置于已有炉的途中的情况等等时的绝热材料的厚度、通板性的情况下，难以缩小金属板和感应线圈的间隔。
另外，曾提出了控制流动的电流密度、加热时间的方法，并且提出了应对蜿蜒行进、板宽改变的方法。在WO2006/088067号公报和WO2006/088068号公报以及日本特开2007-95651号公报的方法中，与上述的3种方式相比，虽然可以大幅度地进行温度分布控制，但是也存在根据条件不能充分消除金属板端部和中央部的温度偏差的情况。
本发明是解决这些以往的LF方式、TF方式中所存在的金属板的感应加热的课题的发明，其课题是提供一种感应加热装置和感应加热方法，其中，使用感应线圈，不限于磁性材料，对于非磁性材料或非磁性区域也可充分保障金属板和感应线圈的间隙，并且温度控制性优于上述WO2006/088067号公报和WO2006/088068号公报中记载的感应加热装置，且可有效地应对宽度改变和蜿蜒行进等，能够高效率地加热。
本发明是为了解决上述课题而完成的，其要旨如下。
(1)一种金属板的感应加热装置，是具有以与金属板的表面之间具有间隙并沿金属板的横向环绕的方式连接金属板的表面侧的导体和背面侧的导体而形成的感应线圈，对通过该环绕的感应线圈的内侧的金属板进行感应加热的装置，其特征在于，在上述金属板的纵向相邻地配置2组以上的上述感应线圈，在将上述金属板的表面侧和背面侧的构成感应线圈的导体分别向上述金属板垂直投影时的垂直投影像中，在上述2组以上的感应线圈各自之中的上述金属板的中央部，上述表面侧的导体和背面侧的导体以相对于上述金属板的纵向相互不重叠的方式具有间隔地配置，而且，在上述相邻的2组以上的感应线圈中，在上述表面侧的导体彼此在金属板的纵向接近的同时，上述背面侧的导体彼此被配置成具有比上述表面侧的导体彼此接近的间隔大的沿金属板纵向的间隔，或者，在上述背面侧的导体彼此在金属板的纵向接近的同时，上述表面侧的导体彼此被配置成具有比上述背面侧的导体彼此接近的间隔大的沿金属板纵向的间隔.
(2)一种金属板的感应加热装置，是具有以与金属板的表面之间具有间隙并沿金属板的横向环绕的方式连接金属板的表面侧的导体和背面侧的导体而形成的感应线圈，对通过该环绕的感应线圈的内侧的金属板进行感应加热的装置，其特征在于，在上述金属板的纵向相邻地配置2组以上的上述感应线圈，在将上述金属板的表面侧和背面侧的构成感应线圈的导体分别向上述金属板垂直投影时的垂直投影像中，在上述2组以上的感应线圈各自之中的上述金属板的中央部，上述表面侧的导体和背面侧的导体以相对于上述金属板的纵向相互不重叠的方式具有间隔地配置，上述2组以上的感应线圈各自之中的上述表面侧和背面侧的导体的至少某一方具有朝向上述金属板的至少某个横向端部相对于横向倾斜的部分，
而且，在上述相邻的2组以上的感应线圈中，在上述表面侧的导体彼此在金属板的纵向接近的同时，上述背面侧的导体彼此被配置成具有比上述表面侧的导体彼此接近的间隔大的沿金属板纵向的间隔，或者，在上述背面侧的导体彼此在金属板的纵向接近的同时，上述表面侧的导体彼此被配置成具有比上述背面侧的导体彼此接近的间隔大的沿金属板纵向的间隔。
(3)根据(1)或(2)所述的金属板的感应加热装置，其特征在于，装置被构成为在对上述感应线圈通交流电时，在上述接近的导体彼此中流动相同方向的同相电流。
(4)根据(2)或(3)所述的金属板的感应加热方法，其特征在于，至少配置在上述金属板的纵向的最外侧的感应线圈的上述表面侧和背面侧的导体的至少某一方，被配置成具有朝向上述金属板的至少某个横向端部相对于横向倾斜的部分，在配置在该最外侧的具有倾斜的导体的倾斜部分的外侧，以覆盖上述金属板的至少横向端部的方式具有从上述金属板的表面侧到背面侧的磁性体芯。
(5)根据(4)所述的金属板的感应加热装置，其特征在于，上述磁性体芯具有沿水平方向移动的机构，能够改变从金属板的端部起的覆盖量。
(6)根据(2)～(5)的任一项所述的金属板的感应加热装置，其特征在于，上述感应线圈的表面侧的导体和背面侧的导体的至少一方具有能够沿金属板的横向移动的机构，能够改变以具有相对于横向倾斜的部分的方式配置的导体的倾斜部的相对于上述金属板的沿横向的位置。
(7)一种金属板的感应加热方法，是使用了(2)～(6)的任一项所述的金属板的感应加热装置的感应加热方法，其特征在于，使金属板通过上述感应加热装置的感应线圈的内侧，对上述感应线圈通交流电，使上述感应线圈的接近的导体彼此中流动相同方向的同相电流，由此，在使上述金属板的内部产生主感应电流的同时，在上述表面侧和背面侧的导体的向上述金属板的垂直投影像中，在以相对于上述金属板的横向具有倾斜的方式配置的上述导体的倾斜部分的外侧、且由上述相邻的感应线圈夹着的区域，以方向相反的方式产生由上述相邻的感应线圈的一方产生的副感应电流的副回路的副感应电流和由另一方产生的副感应电流的副回路的感应电流，从而将彼此的副回路抵消，防止副感应电流的产生，并对金属板进行加热，所述主感应电流是与在上述感应加热装置的上述2组以上的感应线圈各自之中的上述表面侧和背面侧的导体的向上述金属板的垂直投影像大致相同的形状、且与通过上述通电而在上述表面侧和背面侧的导体中流动的交流的方向相反的主感应电流.
(8)根据(7)所述的金属板的感应加热方法，是使用了(5)或(6)所述的金属板的感应加热装置的感应加热方法，其特征在于，通过改变上述磁性体芯的从金属板的端部起的覆盖量，来改变金属板端部的温度分布。
(9)根据(7)所述的金属板的感应加热方法，是使用了(6)所述的金属板的感应加热装置的感应加热方法，其特征在于，使上述感应线圈的表面侧的导体和背面侧的导体的至少一方沿金属板的横向移动，调整上述导体的倾斜部的相对于金属板的位置，从而调整上述金属板的温度分布。
另外，本发明中提到的“金属板的纵向”是指金属板的通过方向(与输送线同一方向)。另外，本发明中提到的“LF方式”是指在非加热物的轴方向施加交变磁场的以往的Longitudinal Flux(纵向磁通加热)方式。
通过使用本发明的感应加热装置和感应加热方法，不仅能够对板厚厚的材料、磁性区的薄板进行加热，而且使不可能用以往的感应加热方法进行的板厚度薄且电阻率小的非磁性的铝和铜等有色金属板的加热、以及铁等磁性材料的居里点以上的温度的非磁性区的加热成为可能。
而且，通过使金属板中央部的温度上升，并控制金属板端部的温度上升，可控制整个金属板的温度分布，可以抑制或防止金属板端部的过加热。
另外，考虑从本感应加热装置的前工序带入的金属板的温度偏差的消除、在后工序中的金属板的温度特性，附带期望的温度分布来进行加热等，在符合所要求的冶金特性的加热速度、温度分布下进行加热，由此稳定地制作高品质的制品，并且可消除由作业变动对品质所产生的影响。
另外，因为不存在气体加热的炉中成为问题的热惯性的影响，所以即使在由于金属板的板厚、板宽、材料的种类的改变而必须改变炉的温度时，也可自如地控制加热速度，因此也不需要改变通板(板通过)速度。因此，不仅不需要在气体加热的炉中通常从改变炉温时到炉稳定的期间所必要的连接材料，而且，可不降低通板速度地连续生产，因此，可以避免生产率的降低并且大幅度提高作业计划的自由度。
另外，本发明的感应加热装置不仅可以应对金属板的板厚、板宽的变更，而且还可灵活应对蜿蜒(曲折)行进等变动要因，不仅可得到期望的温度分布，而且还可不需要多个相应于板宽的感应线圈的组件，因此可以使设备费用廉价。
附图说明
图1是表示以往的LF式感应加热的示意图。
图2是说明在以往的LF式感应加热的金属薄板的截面流动的感应电流的剖面示意图。
图3是说明错开地配置感应线圈的表面背面的导体的感应加热的俯视示意图。
图4是说明图3的A-A截面的电流的产生方式的剖面示意图。
图5是说明在图3的感应加热中在金属板中产生的感应电流的俯视示意图。
图6是使平行的2组感应线圈相邻，错开地配置感应线圈的表面背面的导体进行感应加热的本发明的感应加热装置例的俯视示意图。
图7是说明在中央错开感应线圈的表面背面的导体，在金属板端部侧附近使感应线圈的导体倾斜的感应加热方式的例子的俯视示意图。
图8是表示在图7的线圈配置下在金属板中产生的感应电流的情况的俯视示意图。
图9(a)是说明本发明的感应加热装置例的俯视示意图，表示串联连接2组感应线圈的情况。
图9(b)是说明本发明的感应加热装置的俯视示意图，表示并联连接2组感应线圈的情况。
图10是说明由图9(a)的本发明的感应加热装置在金属板中产生的感应电流分布的俯视示意图。
图11是表示在本发明的感应加热装置中使2组的图7的感应线圈相邻，并通过并联连接而配置的例子的俯视示意图。
图12是表示在本发明的感应加热装置中使2组的图9的2T的感应线圈相邻，并通过并联连接而配置的例子的俯视示意图。
图13是说明在图9(a)的本发明的感应加热装置上设置磁性体芯的例子的俯视示意图。
图14是说明磁性体芯的功能的剖面示意图。
图15是说明与图14反相的情况下的磁性体芯的功能的剖面示意图。
图16是说明在图11的感应加热装置上设置磁性体芯的例子的俯视示意图。
图17是说明在图12的感应加热装置上设置磁性体芯的例子的俯视示意图。
图18(a)是表示具有倾斜的导体部分的感应线圈与金属板端部通过位置的关系的示意图。
图18(b)是表示金属板端部通过图18(a)的A线时的在金属板中产生的感应电流的示意图。
图18(c)是表示金属板端部通过图18(a)的B线时的在金属板中产生的感应电流的示意图。
图18(d)是表示金属板端部通过图18(a)的C线时的在金属板中产生的感应电流的示意图。
图19是表示图12的各感应线圈的倾斜部与金属板端部的位置关系不同的情况的例子的俯视示意图。
图20是说明由磁性体芯进行的加热温度控制的功能的剖面示意图。
图21是说明由磁性体芯进行加热温度控制的机构的例子的剖面示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明.为了使说明简单，使用附图对作为2组的感应线圈的2T(匝)的情况(1组1匝)进行说明，但不限于2T，也可以是多T或1T的并联连接.
图9(a)是表示本发明的感应加热装置的一例子的俯视示意图。图10是表示在图9(a)中在金属板1中产生的感应电流的示意图。
在以下的本发明的说明中所使用的感应线圈，作为采用由电的良导体构成的管、线材、板等以与作为被加热材料的金属板的表面之间具有间隙地沿金属板的横向环绕金属板的周围一周以上的导体所形成的线圈的总称使用，包围被加热材料的形状即可以是矩形也可以是圆形，没有特别限定。在卷绕2周以上的情况下，各匝(T)的导体彼此以相邻的方式进行设置。
另外，各匝包含：如后述那样表面侧的导体和背面侧的导体在被加热材料(金属板)的横向端部的外侧由连接导体或导电部件连接，以环绕的方式形成的结构。
导体的材质优选是铜、铝等导电性良好的材质。另外，本发明中所提到的感应线圈1组是指表面背面感应线圈绕金属板一圈构成感应线圈的最小单位，2组表示该表面背面感应线圈对为2对。
另外，在以下的图7、图9(a)、图9(b)、图11、图12、图16和图17中，箭头表示线圈电流的方向，粗线表示金属板表面侧的感应线圈导体，虚线表示金属板背面的感应线圈导体。另外，在以下的图8和图10中，箭头表示在金属板内部产生的感应电流的方向。
以下使用附图对本发明的金属板的感应加热的原理进行说明。
在本发明中，首先如图3所示，以使在通过感应线圈2的内侧的金属板1的表面侧和背面侧的构成感应线圈的导体2a和2b分别向该金属板垂直投影时，表面侧和背面侧的该导体的垂直投影像相对于金属板的纵向相互具有间隔(错开)的方式配置该导体。
然后，如图4的侧剖面图所示(为了简单，仅用导体2a进行说明)，磁通4斜向贯穿金属板1，由该磁通产生感应电流6a。
因此，即使由于电流通道斜向扩大而产生的感应电流6a的浸透深度(渗透深度)δ比板厚t厚，也流动感应电流。
在金属板行进方向隔着间隔(错开)地配置感应线圈2的导体2a和2b，因此由感应线圈2的导体2a和2b产生的感应电流6a和6b不产生干涉地在整个金属板1中产生如图5所示的环形电流，即使金属板1为非磁性材料，也可对其进行加热。
然而，为了减小在金属板端部(金属板的横向的端部，以下相同)中流动的电流与在连接表面背面的感应线圈2的导体2a和2b的连接导体8或连接表面背面的感应线圈2的导体2a和2b和电源的导电部件7中流动的一次电流之间的电抗，使其靠近金属板的端部从而使得电流通路变窄，由在导电部件7和连接导体8中流动的一次电流产生的磁通集中性地贯穿距离最短的金属板端部，金属板端部与中央部相比加热时间多出d3的距离量而被加热，因此金属板端部容易过加热。
另外，在感应线圈为1组的情况下，在金属板中央部磁通容易从感应线圈向外扩展，因此，感应电流的电流密度也降低，因此，中央部的温度难以上升，金属板中央部和金属板端部的温度偏差容易扩大。
因此，在本发明中，使用2组以上的感应线圈，并在金属板的纵向以相邻的方式配置.即，如图6所示以使感应线圈的导体2a和2b接近的方式进行配置且流过同相的一次电流，因此由于中央部的线圈导体而使磁通为2倍，电流密度上升.
另外，由接近的2个感应线圈的导体2b、2b产生的磁通与隔着间隔(错开)配置的线圈的导体2a、3a产生的磁通方向相反，因此不会受到由2a、3a产生的磁通干涉，且磁通不会扩展，容易集中于感应线圈导体2b、3b的附近，金属板中央的温度容易上升。
但是，感应线圈的导体2a、3a的外侧(金属板的纵向的端部侧，即图6中2a的上侧和3a的下侧)没有对抗的磁通，从而将扩展到感应线圈的外侧，因此磁通难以集中，在金属板中产生的感应电流的密度也难以提高，升温量与相邻的感应线圈导体相比少。
因此，在如图6那样与金属板的纵向平行地配置由与横向大致水平的即在横向没有倾斜的导体形成的感应线圈的情况下，越增加相邻的感应线圈数(导体数)，则金属板中央部的温度越容易上升，从而消除与金属板端部的温度偏差。
但是，如用图3～图5说明的那样，在纵向平行地错开配置感应线圈的情况下，由在金属板端部流动的电流的影响而导致金属板端部的过加热没有消除，因此，为了进一步消除加热了的金属板的温度偏差，在本发明中如图7所示，朝向金属板的横向的至少某个端部，感应线圈的表面背面(表面侧和背面侧)的导体的至少1个形成为具有相对于金属板的横向倾斜地横穿的部分的形状。
导体的倾斜部分的横向的范围没有特别限定，但使导体在横向的至少一方的金属板横向端部的附近具有倾斜部。
图7示出了感应线圈的表面背面的导体都在金属板两端部附近具有对横向倾斜的部分的例子(感应线圈1组的例子)。若形成为这样的感应线圈形状，则在金属板1中可形成如图8中粗线所示的环形感应电流通路6，产生箭头方向的感应电流。
这与前面说明的图5的情况相比，在金属板端部电流通路难以变窄，因此电流密度难以变高，另外，感应线圈的表面背面的导体在金属板端部附近交叉，因此可以缩短由在金属板端部流动的感应电流进行加热的时间，因此，与如图3那样仅是与纵向平行地错开感应线圈的表面背面的导体的情况相比，可以避免金属板端部的过加热。
然而，通过实验和分析明确了以下情况：虽然主感应电流如图8所示为与表面侧和背面侧的导体的垂直投影像大致相同的形状、并且与在表面侧和背面侧的导体中流动的感应电流(一次电流)的方向相反地在用图中的粗粗线包围的部分流动；但是，一部分的副感应电流在金属板端部反向流动、产生在如图8中的附图标记9所示的以相对于金属板的横向具有倾斜的方式配置的上述导体的外侧区域的感应电流的副回路。
因此，在要求必须严格管理温度偏差的加热的情况下，有时不能忽视该副回路9的电流，有时产生由电流在金属板端部绕流所导致的金属板端部的温度上升所引起的过加热问题。
因此，在本发明中，如图11和图9(a)那样以相邻的方式使用2组以上的上述的具有对横向倾斜的部分的导体的感应线圈。图9(a)为如下例子：在2组感应线圈各自之中，在金属板1的纵向错开(隔着间隔)配置了的表面侧导体和背面侧的导体的、以在金属板1的纵向串联地相邻配置了具有导体2a和2b的1组感应线圈和具有导体3a和3b的另1组感应线圈共计2组线圈。
而且，在本发明中，在相邻的感应线圈的表面侧的导体彼此以在金属板的纵向接近的方式配置的同时，背面侧的导体彼此比表面侧的导体彼此的间隔大，即被配置成具有比表面侧的导体彼此接近的间隔大的沿金属板纵向的间隔.
或者，在背面侧的导体彼此以在金属板的纵向接近的方式配置的同时，表面侧的导体彼此比背面侧的导体彼此的间隔大，即被配置成具有比背面侧的导体彼此接近的间隔大的沿金属板纵向的间隔。而且其特征在于，在对感应线圈通交流电时，一次电流在接近的导体彼此中以同方向的同相的方式流动。
图9(a)、图9(b)表示感应线圈的导体在表面侧和背面侧相互在金属板的不同端部一侧具有倾斜(具有倾斜部分)的例子。
图9(a)是背面侧的导体彼此接近的例子，作为一次电流在感应线圈中流动的路线，从高频电源11通过连接导体7a以导体3a→连接导体7b→导体2b→端部连接导体8→导体2a→连接导体7c→导体3b→连接导体7d→高频电源11的路径流动，在相邻的背面侧的导体2b和3b中以相同方向流动同相的一次电流。
使该2组具有带有倾斜部分的导体的感应线圈相邻，且在接近的背面侧的导体彼此(或表面侧的导体彼此)中流过同相的一次电流的理由如下。
第1理由在于，如上述那样由于能够使由感应线圈产生的磁通集中，因此可提高加热效率。
第2理由是因为：如先前说明的那样，在为具有倾斜部分的导体的情况下，产生如图8所示的副回路9，由此，金属板端部的温度容易上升，与此相对，在以相邻方式配置2组感应线圈，将背面侧的导体彼此(或表面侧的导体彼此)接近地排列，并在它们中流过同相的一次电流的图11和图9(a)的情况下，如图10所示，在以相对于金属板的横向具有倾斜的方式配置的导体的外侧区域(倾斜部分的外侧的区域)，且在由上述相邻的感应线圈夹着的区域，由上述相邻的感应线圈的一方(图9(a)中为3b侧)产生的副感应电流的副回路10a、和由另一方(图9(b)中为2b侧)产生的副感应电流的副回路10b的感应电流的方向相反，将这两个副回路相互抵消，可以减小在副回路10中流动的副感应电流，抑制金属板端部的温度上升，可以实现加热温度分布的均匀化。
与图9(a)中对由导体2a和2b构成的1组感应线圈和由导体3a和3b构成的另1组感应线圈共计2组感应线圈进行了串联连接相对，图9(b)是并联连接的例子，即使并联连接也可得到与上述说明同样的效果。
图11是下述例子：构成感应线圈的各导体在金属板1的两端部附近在表面和背面都具有倾斜的部分，以相邻的方式配置2组具有上述各导体的感应线圈，将背面侧的导体2b和3b接近而配置，并与电源11并联连接，由此，在导体2b、3b中流过同相的一次电流。
在由导体2b和3b包围的金属板1的端部，由导体2b和3b产生的感应电流方向相反，且电流大小大致相同，因此，在以相对于金属板的横向具有倾斜的方式配置的导体2b、3b的外侧区域，且在由上述相邻的感应线圈夹着的区域，几乎没有感应电流流动，可以抑制副回路的产生。
如由上述原理可明确的那样，相邻的感应线圈的组不限于2组，组数越增加，则可使在金属板端部流动的副感应电流(副回路)的影响越小。
该相邻的感应线圈的连接既可以是如图9(a)所示的串联连接，也可以是如图9(b)、图11所示的并联连接，另外，还可以如图12所示组合串联连接和并联连接。
另外，图12是配置了4组感应线圈的例子，在由导体2b、3b夹着的金属板的两端部、由导体3a、2a’夹着的金属板的两端部、由导体2b’、3b’夹着的金属板的两端部的区域，几乎没有感应电流流动，可以抑制副回路的产生.
在相邻的感应线圈中，接近的背面侧的导体彼此(或表面侧的导体彼此)沿金属板的纵向的间隔没有特别限定，但是，若间隔过大则磁通集中的效果降低，因此，不太间隔开为好，优选该间隔为导体的在金属板纵向的1个宽度量以下。
另外，倾斜的导体的角度可根据加热的金属板的宽度和感应线圈的宽度通过电磁场解析和实验求出适当的角度α来决定即可。另外，组合的感应线圈的宽度、形状，若可能的话相同的一方为对称，容易控制温度分布，但是不特别做成相同形状，根据上述原理即使是不同形状也是没有问题的。
但是，即使是在图9(a)、图9(b)、图11和图12中，也依然残存：在没有同相的电流流过的、配置在金属板1中的最外侧(金属板的纵向的前方一侧或后方一侧，图的最上部或最下部)的具有倾斜的导体的倾斜部分的外侧产生的副感应电流(在位于纵向的端部(图的最上和最下)的导体的倾斜部的外侧产生的副回路)。
因此，在本发明中，为了减小该倾斜部的副感应电流，如图13所示，在配置在金属板1的最外侧的具有倾斜的导体的倾斜部分的外侧(不存在相邻导体的导体2a和导体3a的外侧)，在金属板1的端部以覆盖金属板的端部的方式设置从上述金属板的表面侧到背面侧的磁性体芯12a、12b。作为覆盖金属板的端部的形状，例如可以做成截面为
Figure G2008800204764D00161
字形的磁性体芯即可。
图14、图15是说明在图13的A-A截面该磁性体芯12a的功能的剖面示意图。
在图14中，由在线圈导体2a中流动的一次电流(在图中为从纸面的里面向表面流动的情况)，在线圈导体2a的周围根据右手螺旋法则产生磁通13，磁通的一部分进入与位于金属板1的表面侧的周围相比磁导率高且磁阻小的磁性体芯12a，从上部通过内部到达下部之后，从金属板1的背面朝向金属板1的端部贯穿金属板1作为磁通13b返回到磁性体芯12a的上部。
另一方面，虽然使磁通13a贯穿金属板1的端部，但被反向的磁通13b阻碍从而磁通13的残余的大部分偏移进入金属板1的中央侧。因此，由磁通13a绕金属板1的端部的副感应电流与由反相的磁通13b产生的感应电流相互抵消，因此可使得在金属板端部流动的副感应电流减少，能够抑制金属板端部的过加热。
图15是与图14反相的电流在导体2a中流动的情况的说明，在这种情况下，在金属板1的端部产生反相的感应电流13a和13b，由于两者相互抵消，由此副回路减少，抑制过加热。
图16表示在图11中所示的感应线圈的配置中，在配置在最外侧的感应线圈的导体的倾斜部分的外侧分别附加磁性体芯的例子，抑制4处由配置在最外侧的具有倾斜的导体的倾斜部分的外侧的副感应电流引起的金属板端部的过加热。
图17是在图12所示的感应线圈的配置中，将4组感应线圈以流动同相电流的方式相邻配置，可使副回路相互抵消，在配置在金属板1的最外侧的具有倾斜的导体的倾斜部分的外侧设置了磁性体芯的例子，可极为有效地进行端部的温度控制。
磁性体芯，只要适当选择使用层叠的电磁钢板、铁氧体、非晶等的相对磁导率高且难以发热的材质的材料即可。
另外，在说明中，用以从金属板端部侧垂直地朝向导体的倾斜部的方式配置磁性体芯来覆盖金属板的例子进行了说明，但是也可以以从金属板端部侧垂直地朝向金属板端部面的方式配置磁性体芯来覆盖金属板，不需要角度特别严格。
接着，对采用本发明的感应加热方法控制金属板的加热温度分布的方法进行说明。
图18(a)是取出构成感应线圈的倾斜部分的导体和金属板端部部分，表示金属板端部与导体的位置关系的示意图，图中的A线表示金属板端部通过倾斜的导体的途中的情况，B线表示金属板端部通过倾斜的导体与背面的导体重叠且再次开始与金属板垂直地向金属板的端部外侧延伸的附近的情况，C线表示金属板端部通过倾斜的表面侧的导体在金属板端部的内侧与背面的导体重叠且表面背面导体完全重叠且与金属板垂直地向金属板的端部外侧延伸的途中的情况。
图18(b)是表示金属板端部通过A线时的在金属板中产生的感应电流的示意图。图中的斜线部分表示由感应线圈产生的主电流的流动的范围，箭头线表示形成副回路的副感应电流。
在金属板端部通过感应线圈的倾斜的导体的倾斜途中的情况下，金属板端部在大约La的距离中副感应电流流动，并且感应电流沿本来倾斜的感应线圈流动，但是由于从金属板端部往外没有电流通路，因此感应电流沿金属板端部流动，在金属板端部流动的感应电流密度变高，金属板端部的温度容易变高。
如图18(c)那样，金属板端部通过在倾斜的导体的倾斜的终端附近表面背面导体重叠的附近的B线的情况下，在比上述La短的Lb的距离中感应电流流动，在金属板端部，表面背面导体局部重叠，因此，在金属板端部感应电流的产生被抑制，因此端部温度难以上升。
即，在本发明中，以使感应线圈的倾斜的导体朝向金属板的端部且在金属板端部的外侧感应线圈的表面背面的导体重叠的方式配置，这是因为若感应线圈的表面背面的导体以重叠的方式配置，则该部分成为与所谓的LF加热相同的磁通分布，在金属板中不会如上述那样产生感应电流，主电流在比金属板端部靠内侧流动，因此金属板端部的升温量减少。
另外，在如图18(d)那样金属板端部通过C线的情况下，完全通过感应线圈的表面背面的导体重叠的位置，因此在金属板端部不会产生感应电流，感应电流的主电流在从金属板端部往内侧的地方流动。
因此，金属板端部的温度变为比中央部低。在图18(a)中示出了感应线圈的表面背面的导体大致重叠的状态，但即使金属板端部附近的感应线圈的表面背面的导体不完全重叠，只要不错开感应线圈1个宽度量以上，就可大致抑制在金属板端部产生的感应电流。
如上所述，当采用本发明的加热方法时，通过调整倾斜的导体的与金属板的相对位置，可控制金属板的加热温度分布。
而且，如图19那样，使用多组感应线圈(图中为4组)，分别调整各感应线圈的导体的倾斜部与金属板端部的位置关系，由此可精密控制加热温度分布。
图19是对串联连接感应线圈导体2a、2b、3a、3b制成2T(匝)的组件(set)和串联连接感应线圈导体2a’、2b’、3a’、3b’制成2T的组件进行并联连接的图，在按各感应线圈导体的每个来改变感应线圈导体2a，2b对、3a，3b对、2a’，2b’对、3a’，3b’对的与金属板端部的位置关系的例子中，示出进行配置使得在感应线圈导体的倾斜部的结束的位置(从倾斜变为水平的位置)随着从图中的上侧的感应线圈变为下侧的感应线圈，从金属板内部逐渐朝向金属板端部向外侧移动的例子.
在这种情况下，越是下侧的感应线圈的配置越具有促进金属板端部的加热的功能。若这样分别组合感应线圈的位置控制，可以自由地将加热温度分布控制为金属板端部的温度比金属板中央部的温度高、低或两者均等。另外还可控制特定的地方的温度分布。
而且，若能够使各感应线圈组件在板横向自由移动，则即使在金属板蜿蜒行进或金属板的宽度发生改变的情况下也可自由跟随，从而容易地应对作业变动。
将上述感应线圈组件装载在可在金属板的横向移动的台车，使台车沿横向移动，由此可调整感应线圈的导体的倾斜部的位置与金属板端部的位置的关系。
另外，根据需要在台车上装载多个感应线圈组件，并使其在横向上移动，由此还可在宽范围调整感应线圈的导体的倾斜部的位置与金属板端部的位置的关系。
另外，在各感应线圈的组件中，在倾斜部的外侧(非倾斜部)相互地或者一方相对于另一方在横向可移动地连接表面侧的导体和背面侧的导体，由此在各组件中也可调整感应线圈的导体的倾斜部的位置与金属板端部的位置的关系。
另外，本发明的感应加热装置还可由磁性体芯控制加热温度分布。即，在金属板1的输入侧和输出侧的由感应线圈的倾斜部产生的副感应电流的影响大的情况下，如图20所示，为了抑制在金属板端部流动的电流，只要用磁性体芯12b改变由线圈导体3h产生的磁通的补充量或者改变补充的磁通返回的地方、密度即可。
图20是用于说明将具有倾斜部分的感应线圈3h配置在金属板1上，如何配置磁性体芯12b的局部俯视示意图。为了改变由磁性体芯12b补充的磁通量，可通过改变磁性体芯12b的磁通进入的截面的面积(磁性体芯的宽度与厚度)的方法，或者改变磁性体芯12b和感应线圈的线圈导体3h的距离(图20中的L)、改变磁性体芯12b覆盖线圈导体3h的外侧的金属板1的面积(与图20中的d和w的积成比例)等，从而改变进入磁性体芯12b内的磁通的量。
另外，作为由进入磁性体芯12b内的磁通的向金属板的返回方式进行的控制加热温度分布的方法，通过增减与感应线圈相反一侧的磁性体芯12b的面积(与图20中d和w的积成比例：表面和背面的d和w并不一定需要一样)、改变磁性体芯12b的与金属板端部的位置(图20中的L)、改变磁性体芯12b与金属板1的距离等，可以由磁性体芯12b控制由返回的磁通产生的反向的感应电流的大小，从而可以改变在金属板端部的发热分布。
图21表示连续性地控制磁性体芯12b与金属板端部的水平距离(图20中的L)的例子，在设置在导轨15上的台座14上装载磁性体芯12b，用气动缸或电动缸等驱动装置16使台座14移动，则可使磁性体芯12b自如地移动，从而可自如地控制磁性体芯12b覆盖金属板1的面积。
因此，若在本感应加热装置的后段设置温度测量装置进行感应加热，则可控制为期望的温度分布。即，若加热后的金属板端部的温度分布高，则可以将磁性体芯12b向金属板内侧一方推入以使得增加由磁性体芯覆盖金属板端部的面积，相反地，若金属板端部的温度低，则可以将磁性体芯12b向与金属板端部远离的方向拉出。
另外，图21的机构，例如在金属板1蜿蜒行进时也成为用于在适当的位置配置磁性体芯12b的方法，若移动距离能够增长，则在板宽被改变时也可设置于适当的位置。
这些用于移动磁性体芯12b的部件被置于强磁场中，因此优选由尽可能具有强度的树脂、陶瓷等非导电体构成，在不得已而使用金属的情况下，使用SUS304等的非磁性材料的金属，在担心发热的情况下需要冷却结构。
在金属板蜿蜒行进的情况下，由于相对于预先设置的感应线圈的位置发生偏移，由此产生金属板两端部的温度的过不足，在这样的情况下也可通过使磁性体芯12b与金属板1的蜿蜒行进相应地移动，来达到期望的加热温度分布。
为了进行该温度调整，在本感应装置的前后的某一处设置蜿蜒行进检测装置或监控装置，为了掌握准确的金属板的行进位置，并掌握加热温度分布得到期望的温度分布，至少在本装置的输出侧、可能的话还在本装置的输入侧设置测量温度分布的装置，进行磁性体芯的位置控制使得能够进行适当加热是有效的。
如以上说明，本加热装置和加热方法，不取决于板厚、板宽，也不管磁性和非磁性都可有效地进行加热。即，通过使用电，与以往的使用气体加热的方法相比几乎不存在热惯性，因此可以自由改变作业条件，可自由地加热到期望的温度，在通过辐射加热热量难以进入的高温部也可以以自由的加热速度进行加热，并且，基本不花费停止、起动所需的时间，因此大幅度增大作业的自由度。
另外，还可容易地应对板宽改变和板厚改变，因此，对生产计划与生产自身制约少，可进行灵活作业。
而且，设置空间与辐射加热相比也可大幅度缩小，从而还可降低建设成本。另外，使用的加热电源频率可以使用操作简便且电源价格便宜的比较低的频率，并且还可容易地避免在高频加热中成问题的线圈电压的高电压化等，可大幅度缓和硬件上的制约。
另外，本发明的感应加热装置和感应加热方法是具有下述以往所没有的特征的优异的金属板的加热装置和加热方法，上述特征为：不论尺寸、品种，用1台装置就在大范围下应对，并且在加热温度分布方面，能够进行防止在现有的感应加热装置中成问题的金属板端部的过加热的控制，可将温度分布精密地控制为目标温度分布。
实施例
(实施例之一)
为了确认本发明的效果，进行一边使0.5mm厚×600mm宽的非磁性钢SUS304通板一边加热的实验。
使用的电源为10kHz、max100KW的高频电源，使用于调整共振频率的耦合电容器与感应线圈的电感一致地增减容量，使其取得耦合。
使用的感应线圈为：在宽度150mm、板厚10mm的铜板上，将外径10mm、内径8mm的水冷铜管钎焊于与钢板相反的一侧(外侧)的水冷铜板制感应线圈。在本实施例中导体是指铜板和铜管二者。
在本发明的实施例1中，将被加热材料与感应线圈的间隙设为100mm，如图6所示，使2组感应线圈相邻并平行地在金属板的纵向错开150mm而配置，并流通同相的一次电流；在实施例2(未图示)中，感应线圈的数量为4组(各感应线圈在金属板纵向的错开量设为150mm)，将这些感应线圈串联连接从而构成为相邻配置，将成为2T的2组并联连接；在比较例1中，如图3那样单独使用1组感应线圈，在实施例1、实施例2、比较例1的情况下比较加热后的温度偏差.
另外，在实施例1、2中，在背面侧或表面侧接近的导体彼此之间的在金属板纵向的间隔设为20mm。一边使焊接有K热电偶的被加热材料以5m/分的速度行进，一边对其进行加热。热电偶安装在被加热材料的中央部和端部。
表1表示结果。表中的温度偏差比，由于升温温度在各实施例中不同，因此根据板内的温度分布中的最高升温量([加热后温度-加热前温度]的最大值)和最低升温量([加热后温度-加热前温度]的最小值)由温度偏差比＝最高升温量÷最低升温量来定义，从而能够用相同的尺度对升温温度分布的偏差情况进行比较。
表1
Figure G2008800204764D00231
在实施例1、2和比较例1中，都是金属板的中央部的温度低，端部的温度高。与用单一感应线圈进行加热的比较例1相比，在2组感应线圈相邻配置并流过同相的一次电流的本发明的实施例1中，温度偏差缩小为约1/3，在将4组感应线圈相邻配置的实施例2中，温度偏差进一步消除，改善至约1/6。
(实施例之二)
在本发明的实施例3中，将宽度150mm的水冷铜板制的具有倾斜部的2组感应线圈做成图(9)的配置，在钢板的表面背面沿钢板行进方向在中央错开200mm，并且将具有倾斜部的感应线圈的倾斜部的倾斜与金属板的端部构成的角度α设为20°；在实施例4中，按图12所示配置4组感应线圈(各感应线圈在钢板的表面背面沿钢板行进方向在中央错开量为200mm，倾斜部的倾斜与金属板端部构成的角度α设为20°。)，且使图12中的导体的倾斜终了的位置P为金属板端部从而进行加热；在作为比较例的比较例2中，用一组同样的感应线圈(未图示)进行加热；在实施例3、实施例4、比较例2中进行实验。
另外，在实施例3、4中，将在表面侧或背面侧接近的导体彼此之间的在金属板纵向的间隔设为15mm。金属板端部和构成感应线圈的导体的位置关系如图12所示配置成金属板端部通过倾斜部的终端部。一边使焊接有K热电偶的被加热材料通板一边对其进行加热，用升温温度进行评价。通板速度为5m/分。
表2表示结果。温度测定位置为与实施例之一相同的位置，表中的温度偏差比为与实施例之一同样的定义。
表2
在具有倾斜部而进行加热的情况下，即使在单一感应线圈的情况下，温度偏差也能减小，在比较例2的情况下为1.9，通过使用2组感应线圈，温度偏差进一步消除，减小到1.3。
此外，在使用4组感应线圈的情况下，温度偏差消除至1.1，并且，变为端部侧的温度比金属板中央部的温度低的加热。
(实施例之三)
使用在实施例之二中施行的4组感应线圈(图12的配置)，改变感应线圈的倾斜部的位置与金属板端部的位置进行实验。
在实施例5中，使图12的倾斜终了的位置P处于距金属板端部50mm内侧从而进行加热；在实施例6中，使图12的倾斜终了的位置P处于从金属板端部向外侧50mm的位置，对于实施例5、实施例6，与实施例2同样地进行加热。另外，使4组感应线圈与金属板的位置关系全部相同。
表3表示结果。在实施例5的情况下，金属板端部的温度上升小，金属板中央部的温度变高，温度偏差变大。与此相反，在实施例6的情况下，金属板的端部一侧的温度高，在上述实施例之二的实施例4中，虽然金属板端部的温度为稍稍低于金属板板中央部的温度，但为大致均匀的温度，证实了可利用金属板端部横穿感应线圈的倾斜部的位置来改变加热温度分布。
表3
Figure G2008800204764D00242
(实施例之四)
在实施例之二中施行的使用了2组感应线圈的实施例3中，如图13、图14那样改变
Figure G2008800204764D00251
字形的铁氧体芯(截面25mm×15mm，开口部开口170mm，高度220mm，进深120mm)相对于钢板端部的位置进行配置，进行与实施例2同样的加热实验。
在实施例7中，在使金属板端部与磁性体芯的端部(朝向金属板的中央部的端部)对齐的情况下，温度偏差比与没有磁性体芯的情况的实施例3相比稍稍降低。
此外，在使磁性体芯的端部位置从金属板端部进入20mm的实施例8中，温度偏差比进一步降低，变为1.23，在使磁性体芯的端部位置从金属板端部进入50mm的实施例9中，温度偏差比又进一步降低，变为1.18，证实了可利用磁性体芯覆盖金属板端部的位置来控制温度分布。
表4
Figure G2008800204764D00252
产业上的利用可能性
如以上说明所示，本加热装置和加热方法不论板厚、板宽的大小，也不管磁性和非磁性都可有效地进行加热。
即，由于使用电，与以往的使用气体加热的方法相比几乎不存在热惯性，因此可以自如地改变作业条件，可自由地加热到期望的温度，在通过辐射加热热量难以进入的高温部也可以以自由的加热速度进行加热，并且，还由于基本不花费停止、起动所需的时间，因此大幅度增加作业的自由度。另外，还可容易地应对板宽改变和板厚改变，因此，对生产计划与生产自身制约少，可实现灵活作业。
而且，设置空间与辐射加热相比也可大幅度缩小，从而还可降低建设成本。另外，使用的加热电源频率也可以使用容易操作且电源廉价的比较低的频率，并且还可容易地避免在高频加热中成问题的线圈电压的高电压化等，可大幅度缓和硬件上的制约。
因此，不论是钢铁产业还是有色金属产业，本发明在广泛的金属产业中应用可能性极高。

Claims (9)

1.一种金属板的感应加热装置，是具有以与金属板的表面之间具有间隙并沿金属板的横向环绕的方式连接金属板的表面侧的导体和背面侧的导体而形成的感应线圈，对通过该环绕的感应线圈的内侧的金属板进行感应加热的装置，其特征在于，在上述金属板的纵向相邻地配置2组以上的上述感应线圈，在将上述金属板的表面侧和背面侧的构成感应线圈的导体分别向上述金属板垂直投影时的垂直投影像中，在上述2组以上的感应线圈各自之中的上述金属板的中央部，上述表面侧的导体和背面侧的导体以相对于上述金属板的纵向相互不重叠的方式具有间隔地配置，而且，在上述相邻的2组以上的感应线圈中，在上述表面侧的导体彼此在金属板的纵向接近的同时，上述背面侧的导体彼此被配置成具有比上述表面侧的导体彼此接近的间隔大的沿金属板纵向的间隔，或者，在上述背面侧的导体彼此在金属板的纵向接近的同时，上述表面侧的导体彼此被配置成具有比上述背面侧的导体彼此接近的间隔大的沿金属板纵向的间隔。
2.一种金属板的感应加热装置，是具有以与金属板的表面之间具有间隙并沿金属板的横向环绕的方式连接金属板的表面侧的导体和背面侧的导体而形成的感应线圈，对通过该环绕的感应线圈的内侧的金属板进行感应加热的装置，其特征在于，在上述金属板的纵向相邻地配置2组以上的上述感应线圈，在将上述金属板的表面侧和背面侧的构成感应线圈的导体分别向上述金属板垂直投影时的垂直投影像中，在上述2组以上的感应线圈各自之中的上述金属板的中央部，上述表面侧的导体和背面侧的导体以相对于上述金属板的纵向相互不重叠的方式具有间隔地配置，上述2组以上的感应线圈各自之中的上述表面侧和背面侧的导体的至少某一方具有朝向上述金属板的至少某个横向端部相对于横向倾斜的部分，
而且，在上述相邻的2组以上的感应线圈中，在上述表面侧的导体彼此在金属板的纵向接近的同时，上述背面侧的导体彼此被配置成具有比上述表面侧的导体彼此接近的间隔大的沿金属板纵向的间隔，或者，在上述背面侧的导体彼此在金属板的纵向接近的同时，上述表面侧的导体彼此被配置成具有比上述背面侧的导体彼此接近的间隔大的沿金属板纵向的间隔。
3.根据权利要求1或2所述的金属板的感应加热装置，其特征在于，装置被构成为在对上述感应线圈通交流电时，在上述接近的导体彼此中流动相同方向的同相电流。
4.根据权利要求2或3所述的金属板的感应加热装置，其特征在于，至少配置在上述金属板的纵向的最外侧的感应线圈的上述表面侧和背面侧的导体的至少某一方，被配置成具有朝向上述金属板的至少某个横向端部相对于横向倾斜的部分，在配置在该最外侧的具有倾斜的导体的倾斜部分的外侧，以覆盖上述金属板的至少横向端部的方式具有从上述金属板的表面侧到背面侧的磁性体芯。
5.根据权利要求4所述的金属板的感应加热装置，其特征在于，上述磁性体芯具有沿水平方向移动的机构，能够改变从金属板的端部起的覆盖量。
6.根据权利要求2～5的任一项所述的金属板的感应加热装置，其特征在于，上述感应线圈的表面侧的导体和背面侧的导体的至少一方具有能够沿金属板的横向移动的机构，能够改变以具有相对于横向倾斜的部分的方式配置的导体的倾斜部的相对于上述金属板的沿横向的位置。
7.一种金属板的感应加热方法，是使用了权利要求2～6的任一项所述的金属板的感应加热装置的感应加热方法，其特征在于，使金属板通过上述感应加热装置的感应线圈的内侧，对上述感应线圈通交流电，使上述感应线圈的接近的导体彼此中流动相同方向的同相电流，由此，在使上述金属板的内部产生主感应电流的同时，在上述表面侧和背面侧的导体的向上述金属板的垂直投影像中，在以相对于上述金属板的横向具有倾斜的方式配置的上述导体的倾斜部分的外侧、且由上述相邻的感应线圈夹着的区域，以方向相反的方式产生由上述相邻的感应线圈的一方产生的副感应电流的副回路的感应电流和由另一方产生的副感应电流的副回路的感应电流，从而将彼此的副回路抵消，防止副感应电流的产生，并对金属板进行加热，所述主感应电流是与在上述感应加热装置的上述2组以上的感应线圈各自之中的上述表面侧和背面侧的导体的向上述金属板的垂直投影像大致相同的形状、且与通过上述通电而在上述表面侧和背面侧的导体中流动的交流的方向相反的主感应电流.
8.根据权利要求7所述的金属板的感应加热方法，是使用了权利要求5或6所述的金属板的感应加热装置的感应加热方法，其特征在于，通过改变上述磁性体芯的从金属板的端部起的覆盖量，来改变金属板端部的温度分布。
9.根据权利要求7所述的金属板的感应加热方法，是使用了权利要求6所述的金属板的感应加热装置的感应加热方法，其特征在于，使上述感应线圈的表面侧的导体和背面侧的导体的至少一方沿金属板的横向移动，调整上述导体的倾斜部的相对于金属板的位置，从而调整上述金属板的温度分布。
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