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KR20090027575A - 불균일한 길이방향의 온도 분포를 가진 레일 헤드의 전기 유도가열장치 및 방법 - Google Patents

불균일한 길이방향의 온도 분포를 가진 레일 헤드의 전기 유도가열장치 및 방법 Download PDF

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KR20090027575A
KR20090027575A KR1020080086171A KR20080086171A KR20090027575A KR 20090027575 A KR20090027575 A KR 20090027575A KR 1020080086171 A KR1020080086171 A KR 1020080086171A KR 20080086171 A KR20080086171 A KR 20080086171A KR 20090027575 A KR20090027575 A KR 20090027575A
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KR
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inductor
skirt
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skirt inductor
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KR1020080086171A
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KR101641935B1 (ko
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폴 에프 스코트
피터 딕슨
Original Assignee
인덕터썸코포레이션
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Publication date
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Abstract

레일 헤드가 균일하지 않은 길이방향의 온도 분포를 가질 때 레일의 헤드와 같은 길이방향으로 배열된 공작물의 구근모양의 단부의 길이방향의 온도 분포를 대체로 균일하게 만드는 장치 및 방법을 제공한다. 레일의 헤드의 불균일하게 가열된 구역에 필요한 크라운 전기 인덕터와 스커트 전기 인덕터의 하나 이상의 조합을 통과하는 전류에 의해 발생된 자기장 세기를 조절함으로써 대체로 균일한 온도 분포를 얻기 위하여 크라운 전기 인덕터 및 스커트 전기 인덕터의 조합이 사용된다.
레일 헤드, 크라운 인덕터, 스커트 인덕터, 유도가열 처리, 열간 압연기, 냉각/이동 스테이션, 스케일 제거 스테이션, 유도가열 스테이션

Description

불균일한 길이방향의 온도 분포를 가진 레일 헤드의 전기 유도가열장치 및 방법{ELECTRIC INDUCTION HEATING OF A RAIL HEAD WITH NON-UNIFORM LONGITUDINAL TEMPERATURE DISTRIBUTION}
본 발명은 레일 헤드가 불균일한 길이방향의 온도 분포를 가지는 경우 전기 유도가열에 의해 철도 레일의 길이를 따라 대체로 균일한 레일 헤드 온도를 만드는 것에 관한 것이다.
철도 트랙의 건설에 사용되는 레일은 통상적인 사용에 있어서의 금속학적인 고장(metallurgical failure)을 방지하기 위해 열처리를 요한다. 도　1(a) 및 도　1(b)는 헤드(90a), 웨브(90b) 및 푸트(90c)로 이루어진 전형적인 편평한 바닥의 레일(90)을 도시하고 있다. 열처리, 또는 금속학상의 경화처리(metallurgical hardening)는 종종 레일의 헤드에 대해 집중적으로 행해지는 데, 그 이유는 웨브(web)는 지지하는 하중을 철도침목(sleeper)과 레일 아래의 노반(bed)으로 분산시키기 위해 헤드를 푸트(foot)에 연결시키는 반면에, 헤드는 철도 차량의 바퀴와 접촉하는 구역이기 때문이다. 도　1(c)는 헤드의 근접한 여러 구역을 지칭하기 위해 사용되는 전형적인 용어를 나타내고 있다. 상부(crown), 또는 주행면은 바퀴의 림(rim)과 접촉하는 구역이고, 바퀴의 플랜지는 대체로 헤드의 한쪽 측면과 접촉한다. 하부 턱부(jaw) 구역은 헤드를 웨브(90b)에 연결하는 헤드의 구역을 의미한다. 현대의 철도 설계는 비교적 긴 길이의 연속 레일, 예를 들면, 20　미터를 넘는 레일을 필요로 할 수 있다. 레일은 고온의 긴 레일을 만들어 내는 열간 압연기로 제조될 수 있다. 레일의 열처리는 레일이 압연기로부터 배출되는 즉시 예를 들면, 공기 및/또는 물과 같은 유체로 레일의 스케일 제거와 담금질을 하는 것에 의해 수행될 수 있다. 레일의 헤드의 만족스러운 열처리는 헤드의 단면 온도 프로파일(cross sectional temperature profile)이 헤드의 길이방향의(longitudinal) 전체 길이(Lr)에 걸쳐서 대체로 동일할 때 수행되어야 한다. 한 가지 방법은 레일이 열간 압연기로부터 배출된 후에 레일의 전체 길이(즉, 헤드, 웨브 및 푸트)를 동일한 단면 온도로 가열하는 것이다. 그러나 이러한 방법은 레일의 헤드의 효과적인 열처리를 위해서는 웨브와 푸트의 단면 온도 균일성을 필요로 하지 않기 때문에 에너지를 낭비하게 된다.
본 발명의 한 가지 목적은 레일이 열간 압연기로부터 배출된 후 레일이 담금질 처리를 받기 전에 전기 유도가열에 의해 레일의 헤드의 단면 온도를 레일의 전체 길이에 걸쳐 대체로 동일하게 만드는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
레일의 길이에 대해 단면 온도가 불균일할 때 레일의 전체 길이에 대해 레일의 헤드의 단면 온도를 대체로 균일하게 만드는 장치 및 방법이 제공된다. 레일의 헤드의 여러 부분을 유도가열하여 레일의 전체 길이에 대해 대체로 균일한 단면 온도를 만들기 위해 인덕터의 조합이 사용된다. 하나 이상의 인덕터의 조합을 통과하는 전류에 의해 발생되는 자기장 세기를 조절함으로써, 레일의 길이방향의 길이를 따라 헤드의 여러 구역내의 온도에 영향을 미쳐서 대체로 균일한 단면 온도를 이루게 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서는 적어도 하나의 크라운 인덕터(crown inductor)와 적어도 하나의 스커트 인덕터(skirt inductor)를 포함하는 레일 헤드 전기 유도가열장치가 제공된다. 크라운 인덕터는 중심의 길이방향의 섹션과 우측 및 좌측 플랭크 길이방향의 섹션을 가지고 있다. 이 우측 및 좌측 플랭크 길이방향의 섹션은 각각 중심의 길이방향의 섹션의 길이보다 짧은 길이를 가지고 있고, 중심의 길이방향의 섹션의 양 측면에 배치되어 있다. 중심의 길이방향의 섹션과 우측 및 좌측 플랭크 길이방향의 섹션은 상이한 형상으로 서로 연결되어 크라운 인 덕터를 형성한다. 스커트 인덕터는 대향하는 우측 및 좌측 스커트 인덕터 섹션을 포함하고 있다. 이 우측 및 좌측 스커트 인덕터 섹션은 상이한 형상으로 서로 연결되어 스커트 인덕터를 형성한다.
본 발명의 다른 실시형태에서는 레일의 헤드와 같은 길이방향으로 배열된 공작물의 구근모양의 단부를 전기 유도가열하는 방법을 제공하는데, 이때 적어도 이 공작물의 구근모양의 단부는 전기적으로 전도성이다. 본 발명의 한 가지 전기 유도가열 프로세스에서는, 공작물은 구근모양의 단부가 크라운 인덕터의 아래쪽으로 향하고 스커트 인덕터 사이에 있는 상태로 적어도 하나의 크라운 인덕터와 적어도 하나의 스커트 인덕터를 통과한다. 크라운 인덕터는 중심의 길이방향의 섹션과, 우측 및 좌측 플랭크 길이방향의 섹션을 포함하고 있고, 중심의 길이방향의 섹션 아래로 구근모양의 단부의 최상부가 통과하고, 우측 플랭크 길이방향의 섹션과 좌측 플랭크 길이방향의 섹션 사이로 구근모양의 단부의 플랭크가 통과한다. 스커트 인덕터는 구근모양의 단부의 측면이 인접하여 통과하는 대향하는 우측 및 좌측 스커트 인덕터 섹션를 포함하고 있다. 교류 전류가 크라운 인덕터 및 스커트 인덕터에 가해지면 적어도 하나의 크라운 인덕터와 스커트 인덕터 주위에 자기장이 발생되어 자속(magnetic flux)이 전기적으로 전도성인 구근모양의 단부와 상호작용하여 와전류(eddy current)에 의해 유도가열된다. 본 발명의 다른 전기 유도가열 프로세스에서는, 크라운 인덕터와 스커트 인덕터가 공작물의 구근모양의 단부의 측면 위와 둘레로 이동하는 동안 공작물은 고정상태로 유지될 수 있다. 본 발명의 또 다른 전기 유도가열 프로세스에서는, 공작물과 적어도 하나의 크라운 인덕터 또는 스커트 인덕터의 이동 결합이 이용될 수 있다.
본 발명의 상기한 실시형태 및 다른 실시형태는 본 명세서와 첨부된 청구항에 개시되어 있다.
본 발명의 상기와 같은 구성에 의하면, 전기 유도가열에 의해 레일의 헤드의 단면 온도를 레일의 전체 길이에 걸쳐 대체로 동일하게 만들 수 있다.
도　2는 본 발명의 유도가열 처리 프로세스가 사용되는 레일 제조 프로세스의 한 예를 나타내고 있다. 열간 압연기(80)에서 형성된 고온의 레일(90)이 열간 압연기로부터 배출되어 레일의 선행(헤드) 단부(90')에 이어서 후행(테일) 단부(90")가 뒤따르는 상태로 스케일제거 스테이션(82)으로 이동한다. 고온의 레일은 표면에 제어된 스케일을 형성하면서 냉각/이동 스테이션(84)의 테이블 상에서 이동(병진이동)한다. 레일의 선행 단부(90')가 먼저 압연기로부터 빠져나오고 레일의 길이가 상당히 길 수 있으므로, 레일이 스케일제거 스테이션 및 냉각/이동 스테이션을 통하여 진행함에 따라 선행 단부에서의 레일의 헤드의 단면 온도는 후행 단부에서보다 상당히 낮아질 수 있다. 이러한 사실은 도　3에서 그래프로 도시되어 있는데, 도 3에서 곡선 C1은 레일(90)이 도 2에서의 위치 POS1에 도달할 때 레일의 길이 Lr 를 따라서 도　1(b)의 대표적인 지점　p1의 온도를 나타낸다. 도　3에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 지점 p1에 대한 온도는 레일의 후행 단부와 선행 단부 사이에서 약 35℃ 만큼 다를 수 있다. 곡선 C2는, 레일의 후행 단부와 선행 단부 사이에서 약 25℃의 온도 차이를 가진 상태에서, 위치 POS1에서 레일의 길이 Lr 를 따라서 헤드의 도　1(b)의 대표적인 지점　p2의 온도를 나타낸다. 이러한 곡선과 온도는 일반화되어 비교적 고온의 레일이 헤드의 내부의 깊숙한 구역으로부터 보다는 헤드의 표면에 가까운 레일의 헤드의 구역으로부터 더 신속하게 주위로 열을 방사한다는 사실을 나타낸다.
본 발명의 상기 예에서는, 물리적인 배치관계 때문에, 레일의 후행 단부(90")가 레일의 선행 단부(90')에 앞선 상태로 레일(90)이 유도가열 스테이션(86)으로 이동한다. 유도가열 스테이션은, 아래에서 설명하는 바와 같이, 레일이 레일의 전체 길이에 걸쳐서 불균일한 온도를 가진 채로 유도가열 스테이션으로 들어갈 때 레일의 헤드의 단면을 레일의 전체 길이에 걸쳐서 균일한 온도로 유도가열하기 위해 사용되는 인덕터의 조합을 포함한다.
도면에서는, 직교 공간이 편의상 도면에 도시된 바와 같이 X축, Y축 및 Z축에 의해서 형성되어 있지만, 이것에만 본 발명이 제한되는 것은 아니다.
도　4(a) 내지 도　4(d)는 본 발명의 유도가열 처리 프로세스에 사용되는 크라운 인덕터(12)의 한 예를 나타내고 있다. 크라운 인덕터의 중심 섹션(12a)은 레일의 헤드의 상부의 길이방향의 길이 L1에 걸쳐서 배치되어 있다. 일반적으로, 헤드가 단면상으로 대칭이면, 중심 섹션(12a)은 레일의 상부의 중심에 배치된다. 중심 섹션(12a)을 통과하여 흐르는 교류 전류에 의해 발생된 자속은 대체로 레일 상부의 최상부 중심 구역과 상호작용하여 이 구역을 유도가열한다. 크라운 인덕터의 우측 플랭크 섹션(12b)은 우측 플랭크 섹션의 대향면(12b')이 상부 평면(91)에 대해 a1의 각도로 경사진 상태로 중심 구역의 우측(크라운 인덕터 아래로 이동하는 레일의 이동방향(+X)에 대하여)에 배치되어 있다. 마찬가지로 본 발명의 상기 예에서 크라운 인덕터의 좌측 플랭크 섹션(12c)은 좌측 플랭크 섹션의 대향면(12c')이 상부 평면(91)에 대해 경사진 상태로 중심 구역의 좌측에 배치되어 있다. 크라운 인덕터의 우측 및 좌측 플랭크 섹션을 통과하여 흐르는 교류 전류에 의해 발생된 자속은 대체로 레일의 헤드의 플랜지 코너 구역과 상호작용한다. 대체로 우측 플랭크 인덕터와 좌측 플랭크 인덕터 양자 모두는 각각 크라운 인덕터의 중심 섹션의 길이 L1의 대략 1/2의 길이를 가진다. 도　4(a) 내지 도　4(d)에 도시된 본 발명의 예에서는, 전기 컨덕터인 수직도관(92a 및　92b)을 통하여 크라운 인덕터(12)로 교류 전력 공급이 이루어진다. 상기 수직도관(riser)은 직접 또는 변압기(transformer)와 같은 중개 회로 요소를 통하여 교류 전원에 적절하게 연결된다.
결과적으로, 상기 수직도관에 대향하는 우측 플랭크 섹션의 단부와 좌측 플랭크 섹션의 단부는 각각 연결 세그먼트(12d 및 12e)를 통하여 중심 섹션(12a)의 대향하는 단부에 연결되어, 플랜지 코너의 상부와 플랜지 코너 상부의 주위 가장자리부에 걸쳐서 대칭적인 자기장 분포를 유지한다. 중심 섹션(12a)의 크라운 인덕터 대향면(12a')은 이 인덕터 대향면과 레일의 헤드의 대향하는 상부면 사이의 도　4(c)와 도　4(d)에서의 단면 거리 d1을 최소화하도록 형성되는 것이 바람직하다. 도　4(a) 내지 도　4(d)에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 상기 실시예에서는, 크라운 인덕터(12)가, 예를 들면, 구리로 형성된 직사각형 형상의 중공형 전기 컨덕터를 포함하고 있다. 본 실시예에서는, 크라운 인덕터가 인덕터의 중공 통로를 통하여 물과 같은 유체를 유동시킴으로써 냉각될 수 있다. 특정 사용처에서는 레일 헤드의 형상에 따라, 크라운 인덕터가 다른 형상으로 될 수 있다. 대향면(12b' 및 12c')은 레일의 헤드의 플랜지 코너 구역으로 자속이 향하도록 하기 위해서 만곡된 형상이나, 다른 형상으로 될 수 있다. 도　4(c) 및 도　4(d)에 도시되어 있는 바와 같이, 크라운 인덕터에서의 교류 전류의 흐름에 의해 발생된 자속을 레일의 헤드쪽으로 향하게 하기 위해 자속 집중장치(flux concentrator:13)(윤곽이 점선으로 도시된)가 크라운 인덕터의 길이의 전체 또는 일부분에 제공될 수 있다. 크라운 인덕터의 대체 실시형태가 도　4(e)에 도시되어 있는데, 상기 대체 실시형태에서는 2 개의 분리된 U자형상의 인덕터(22 및　24)가 화살표로 표시되어 있는 바와 같이 동시에 교류 전류가 흐르는 상태로 사용되고 있다. 이러한 배치상태에서는, 인덕터(22)와 인덕터(24)의 조합에 의해서 형성된 크라운 인덕터의 중심 섹션은 부분적인 중심 섹션(22a 및　24a)으로 이루어져 있고, 크라운 인덕터는 또한 우측 플랭크 섹션(22b) 및 좌측 플랭크 섹션(24c)과 연결 세그먼트(22d 및　24e)를 포함하고 있다. 필요로 하는 동시적인 전류 흐름을 생성하기 위해서 하나 이상의 교류 전원이 단자(92a', 92b', 92a" 및 92b") 사이에 연결될 수 있다.
도　5(a) 내지 도　5(c)는 본 발명의 유도가열 처리 프로세스에 사용되는 스커트 인덕터(14)의 한 예를 나타내고 있다. 스커트 인덕터의 우측 섹션은 서브섹 션(14a)과 서브섹션(14b)으로 이루어져 있고, 스커트 인덕터의 좌측 섹션은 서브섹션(14c)와 서브섹션(14d)으로 이루어져 있다. 스커트 인덕터의 우측 섹션과 좌측 섹션은 길이방향의 길이 L2에 걸쳐서 레일의 헤드의 대향하는 측면을 따라서 배치되어 있다. 본 발명의 한 예에서는, 서브섹션(14a), 서브섹션(14b), 서브섹션(14c) 및 서브섹션(14d)은 각각 길이방향의 길이 L2의 대략 1/2의 길이를 가지고 있다. 레일 헤드의 상부에서 대칭적인 자기장 분포을 유지하기 위해서, 레일의 헤드의 대향하는 양 측면에 있는 서브섹션(14a)과 서브섹션(14c)의 인접 단부와, 서브섹션(14b)과 서브섹션(14d)의 인접 단부는 각각 연결 세그먼트(14e)와 연결 세그먼트(14f)에 의해 서로 연결되어 있다. 스커트 인덕터의 크로스오버 세그먼트(14g)는 레일의 헤드의 대향하는 양 측면에 있는 서브섹션(14b)과 서브섹션(14c)의 인접 단부를 연결시킨다. 스커트 인덕터의 서브섹션의 이러한 배치관계로 인해 레일의 헤드의 대향하는 양 측면에 있는 서브섹션(14a)과 서브섹션(14d)의 인접 단부의 전기 컨덕터인 수직도관(92c 및　92d)을 통해서 스커트 인덕터로 교류 전력을 공급할 수 있다. 상기 수직도관은 직접 또는 변압기와 같은 중개 회로 요소를 통하여 적절하게 교류 전원에 연결되어 있다. 본 발명의 상기 예에서는, 스커트 인덕터의 대향면(14a', 14b', 14c' 및 14d')이 레일의 헤드의 측면에 대해 동일한 각도 a2로 수직으로부터(서로 멀어지게) 기울어져 있다(도　5(c) 참고). 스커트 인덕터의 측면 섹션의 대향면(14a', 14b', 14c' 및 14d')은 인덕터 대향면과 레일의 헤드의 대향하는 측면 사이의 도　5(c)에서의 단면 거리 d2를 최소화하도록 형성되는 것이 바 람직하다. 스커트 인덕터(14)의 우측 섹션과 좌측 섹션을 통하여 흐르는 교류 전류에 의해서 발생된 자속은 대체로 레일의 헤드의 측면과 상호작용하여 이 구역을 유도가열한다. 본 발명의 상기 예에서는, 도　5(a) 내지 도　5(c)에 도시되어 있는 바와 같이, 스커트 인덕터(14)는, 예를 들면, 구리로 형성된 직사각형 형상의 중공형 전기 컨덕터로 이루어져 있다. 상기 예에서, 스커트 인덕터는 인덕터의 중공 통로를 통하여 물과 같은 유체를 유동시킴으로써 냉각될 수 있다. 특정 사용처에서는 레일 헤드의 형상에 따라, 스커트 인덕터가 다른 형상으로 될 수 있다. 대향면(14a', 14b', 14c' 및 14d')의 하나 이상은 레일의 헤드의 측면 구역으로 자속이 향하도록 하기 위해서 만곡된 형상으로 될 수 있다. 도　5(c)에 도시되어 있는 바와 같이, 스커트 인덕터에서의 교류 전류의 흐름에 의해 발생된 자속을 레일의 헤드쪽으로 향하게 하기 위해 자속 집중장치(15)(윤곽이 점선으로 도시된)가 스커트 인덕터의 길이의 전체 또는 일부분에 제공될 수 있다. 스커트 인덕터의 대체 실시형태가 도　5(d)에 도시되어 있다. 스커트 인덕터(26)는 레일의 헤드의 대향하는 양 측면에 인접하여 배치되어 있으며 인접하는 양 단부에서 연결 세그먼트(26c)에 의해 연결되어 있는 대향하는 양 측면 섹션(26a 및　26b)을 포함하고 있다. 측면 섹션(26a 및　26b)의 대향하는 양 단부는 스커트 인덕터에 교류 전력을 공급하기 위한 전기 수직도관(92c' 및 92d')에 연결되어 있다.
도　6은, 예를 들면, 위에서 설명하였고 도　3에 그래프로 도시되어 있는 바와 같이, 처음에 레일의 길이에 걸쳐서 불균일한 온도를 가지고 있는 레일의 헤드의 길이방향의 길이 Lr를 균일하게 가열하기 위해서 사용될 수 있는 유도가열 스테이션(86) 내의 크라운 인덕터 및 스커트 인덕터의 한 가지 배치상태를 나타내고 있다. 레일(90)은 유도가열 스테이션을 통하여 화살표로 표시된 바와 같이 +X 방향으로 이동한다. 유도가열 스테이션에서의 인덕터들의 배열은, 레일의 진입으로부터 레일의 배출까지, 차례로 크라운 인덕터(CR1), 크라운 인덕터(CR2), 스커트 인덕터(SK1), 그리고 스커트 인덕터(SK2)이다. 반드시 이에 국한되는 것은 아니지만, 전형적인 크라운 인덕터 또는 스커트 인덕터의 길이는 1미터로 될 수 있다. 위에서 설명하고 도　4(a)에 도시한 크라운 인덕터와 위에서 설명하고 도　5(a)에 도시한 스커트 인덕터를 가진 인덕터의 구성을 이용하면, 레일의 헤드의 유도가열은 다음과 같은 순서: 즉, 상부 우측 플랭크, 상부 좌측 플랭크(크라운 인덕터(CR1)); 상부 우측 플랭크, 상부 좌측 플랭크(크라운 인덕터(CR2)); 가장자리(스커트 인덕터(SK2)); 그리고 가장자리(스커트 인덕터(SK2))의 순서대로 연속적으로 수행된다. 특정 사용처에 사용되는 크라운 인덕터와 스커트 인덕터의 갯수와 배치(예를 들면, 인덕터들 사이의 간격)는 변경될 수 있다. 대체로 직접 유도가열은 유도된 자기장이 레일의 헤드의 구역속으로 침투하는 깊이에 의해서 제한된다. 유도가열은 레일이 유도가열 스테이션을 통하여 진행함에 따라 헤드의 내부로 전도된다(열흡수(heat soaking)하고 함). 따라서 완료된 레일의 단면 가열은 유도가열 스테이션내에서의 인덕터들 사이에서 발생할 수 있는 유도가열과 열흡수의 조합에 따라 좌 우된다. 유도가열 스테이션으로부터 배출된 직후, 레일의 헤드는, 예를 들면, 도　1(b)에서의 지점 p1과 p2에 대한 도 3에서의 곡선 C'1와 C'2에 의해 도시된 바와 같이 레일의 전체 길이에 걸쳐서 대체로 균일한 단면 온도를 가지게 된다. 도　8은 유도가열 스테이션을 빠져나온 후의 대체로 균일하게 가열된 레일 헤드에 대한 단면 등온선(점선으로 10°K 간격으로 도시되어 있음)의 한 예를 나타내고 있다.
유도가열 스테이션내의 각 인덕터는 하나 이상의 적절한 전원으로부터 교류 전력을 공급받는다. 특정의 사용처의 필요에 따라, 각 인덕터가 하나의 독립된 전원으로부터 전력을 공급받거나, 한 그룹의 인덕터가 단일 전원으로부터 전력을 공급받을 수 있다. 전력은 전원으로부터 직접 공급되거나, 전압 강하 변압기(voltage drop transformer) 또는 전력 정합 변압기(power matching transformer)와 같은 중개 회로 요소를 통하여 공급될 수 있다. 전원으로부터 인덕터로 출력되는 전력(전압)의 크기는 유도가열 프로세스 동안 일정하게 유지되거나 변화될 수 있다. 전원으로부터 인덕터로 출력되는 전기 주파수는 유도가열 프로세스 동안 일정하게 유지되거나, 예를 들면, 자속이 레일의 헤드의 구역 속으로 침투하는 깊이를 변화시키기 위해서 변화될 수 있다.
레일(레일의 헤드)이 유도가열 스테이션을 구성하는 인덕터들을 통과하여 진행할 때 하나 이상의 전원의 출력 파라미터(예를 들면, 전력(전압) 및/또는 주파수)를 제어하기 위해 다양한 타입의 제어 시스템이 사용될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 레일 헤드의 온도 표시도수(예컨대 고온계(pyrometer)에 의한)는 레일 이 유도가열 스테이션으로 들어가지 전에 수행될 수 있다. 이러한 온도 표시도수는 상기 온도 표시도수를 분석하고 하나 이상의 전원의 필요한 출력 파라미터를 연속적으로 조정하는 컴퓨터 프로세싱 시스템내에 저장된 데이터와 비교될 수 있다. 컴퓨터 분석 및 저장된 데이터는 상이한 치수의 레일과 레일 헤드의 바람직한 균일한 온도를 얻는 출력 파라미터의 값에 대한 사전의 시험 운행에 기초할 수 있다.
본 발명의 다른 예에서는, 담금질 스테이션으로 연속적으로 이동하는 레일의 +X 방향에서의 균일한 레일 헤드 온도 프로파일을 얻는 것은 레일이 도 2에 도시된 스케일제거 스테이션, 냉각/이동 스테이션 및/또는 유도가열 스테이션 중의 하나 이상에서의 고온계(81, 83 및/또는　85)와 같은 하나 이상의 온도 검출기를 지나서 이동할 때 레일을 스캐닝하는 것에 의해 이루어질 수 있다. 대체 실시형태로서, 레일이 냉각될 때 레일을 스캐닝하기 위해서 하나 이상의 온도 검출기가 X축 방향으로 고정된 레일을 따라서 X축 방향으로 이동할 수 있다. 하나 이상의 이러한 검출기는 전체 레일 헤드의 온도를 측정하거나, 레일 헤드의 상부, 가장자리 및/또는 하부 턱부(jaw) 구역의 온도를 측정할 수 있다.
구한 온도 표시도수(데이터)는 적절한 메모리 장치에 저장되어 (컴퓨터 프로세서와 같은)컴퓨터 장치 내의 (소프트웨어에 의해 수행되는)알고리즘에 이용될 수 있다. 상기 알고리즘의 출력은 온도 데이터를 얻는 동안이나 그 후에 레일이 인덕터를 통과할 때, 개별적으로나 조합적으로 사용된 크라운 인덕터와 스커트 인덕터내에서의 전류 흐름에 의해 발생된 자기장 세기를 조절하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어 상부, 가장자리 또는 하부 턱부 구역에서 레일의 길이 Lr를 따라 놓인 한 지점에서 얻은(측정한) 온도가 담금질하는 동안 최적의 금속학적인 변화를 위해 필요한 온도보다 낮다면, 상기 알고리즘은 상기 지점이 각각의 크라운 인덕터 및/또는 스커트 인덕터 아래를 통과할 때 자기장 세기의 필요한 증가분을 산출한다. 이러한 자기장 세기의 증가분은, 예를 들면, 도　3에 도시되어 있는 바와 같이 불균일한 온도 프로파일을 제거하는 효과를 가진다. 반대로, 상부, 가장자리 또는 하부 턱부 구역에서 레일의 길이 Lr를 따라 놓인 한 지점에서 얻은(측정한) 온도가 담금질하는 동안 최적의 금속학적인 변화를 위해 필요한 온도보다 높다면, 상기 알고리즘은 상기 지점이 각각의 크라운 인덕터 및/또는 스커트 인덕터 아래를 통과할 때 자기장 세기의 필요한 감소분을 산출한다. 이 알고리즘은 온도 스캐닝(온도 포착)의 시간과 상기 지점이 각각의 인덕터 아래에 도달하는 시간 사이에 발생하는 상기 지점에서의 레일 헤드의 냉각도 고려하고 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 레일의 헤드가 유도가열 스테이션을 통과하여 진행할 때 하나 이상의 전원의 출력 파라미터가 조정될 수 있도록 레일 헤드의 온도를 감지하기 위해 하나 이상의 온도 감지 장치가 유도가열 스테이션의 길이를 따라 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 유도가열 스테이션을 빠져나온 후 레일의 헤드의 길이를 따라 하나 이상의 위치에서 온도를 측정하고, 불균일한 온도 표시도수의 구역을 확인하고, 유도가열되도록 유도가열 스테이션으로 들어오는 이웃하는 레 일에 대한 불균일한 온도를 보정하기 위해 하나 이상의 전원의 출력 파라미터를 조정함으로써 시스템이 적응할 수 있게 조정될 수 있다.
각각의 인덕터는, 액체나 가스와 같은 냉각 매체를 인덕터를 통과시키거나(예를 들면, 인덕터가 중공형 통로를 가지는 경우) 또는 인덕터 둘레로 순환시킴으로써 냉각될 수 있다. 인덕터는 레일 또는 레일 헤드가 출입하는 통로를 제외하고는 폐쇄된 컨테이너로 둘러싸여 있을 수 있고, 냉각 매체는 상기 폐쇄된 컨테이너을 통하여 순환될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 인덕터가 크라운 인덕터와 스커트 인덕터의 조합으로 될 수 있고, 이 조합은, 예를 들면, 크라운 인덕터의 중심 섹션과 스커트 인덕터의 하나 이상의 측면 섹션의 조합이나, 크라운 인덕터의 중심 섹션 및 플랭크 섹션과 스커트 인덕터의 하나 이상의 측면 섹션의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 몇 가지 실시예에서, 레일이 유도가열 스테이션을 통과하여 진행할 때 크라운 인덕터 및/또는 스커트 인덕터가 레일의 헤드 상부나 둘레에 고정적으로 배치될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는, 하나 이상의 크라운 인덕터 및/또는 스커트 인덕터가, 예를 들면, 도　7(a), 도　7(b) 및 도　7(c)에 도시되어 있는 바와 같이 캐리지(30) 상에 하나 이상의 인덕터를 장착하는 것에 의해 이동될 수 있다. 이러한 캐리지 장치로 인해, 캐리지에 장착되어 있는 인덕터(Icar)가 Y 방향과 Z 방향으로 이동할 수 있기 때문에, 캐리지에 장착되어 있는 인덕터(Icar)는 예를 들면, 레일 조종 장치를 수용하여 상방으로(+ Z 방향으로) 이동시키고, 크라 운 인덕터 아래의 레일의 헤드의 높이에 있어서의 예외적인 경우를 조절하고, 후방으로(- Y 방향으로)의 이동이 완료되기 전에 스커트 인덕터를 레일의 헤드로부터 제거하도록 후방으로(- Y 방향으로) 이동될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예는 X 방향, Y 방향 또는 Z 방향 중의 하나 이상의 방향으로 인덕터를 이동시킬 수 있는 인덕터 이동 장치를 포함할 수 있다.
도　7(a), 도　7(b) 및 도　7(c)에서의 캐리지(30)는 레일(34) 위에서 회전하는 휠(32)에 장착되어 있어서 캐리지와 장착된 인덕터가 Y 방향으로 이동할 수 있다. 캐리지 구동 장치(예를 들면, 전기 모터 및 스프로킷 체인 구동장치)가 캐리지를 +Y 방향과 -Y 방향으로 이동시키기 위해서 설치될 수 있다. 수직방향의 구조 부재(36)는 캐리지에 장착되어 있는 인덕터(Icar)가 부착되어 있는 이동가능한(Z 방향으로) 캔틸레버식 구조 부재(38)에 대한 지지부를 제공한다. 예를 들면, 유압식 구동장치 또는 전기/체인 구동장치인 수직방향의 구동 장치(도면에 도시되어 있지 않음)가 캔틸레버식 구조 부재(38)와 부착된 인덕터를 상승 및 하강시키기 위해 사용된다. 필요에 따라, 전압 스텝 다운 변압기(voltage step down transformer)(40)와 같은 하나 이상의 전기적인 요소가 캐리지(30) 상에 장착될 수 있다. 전기 컨덕터(42)(예를 들면, 가요성 케이블 또는 고정식 버스웨이(fixed busway))는 적절한 전원(44)으로부터 캐리지에 장착되어 있는 인덕터(Icar)에 전력을 공급한다. 전원(44)은 대체로, 교류 입력 전력(예를 들면, 상용 전력)을 직류 전력으로 정류한 다음, 이 직류 전력을 원하는 교류 출력 전압 레벨 및 주파수로 변환시키는 정류기(rectifier)와 인버터(inverter)의 조합형태로 될 수 있지만, 이러한 형태에만 국한되는 것은 아니다.
선택적으로는, 캐리지와 각각의 인덕터의 결합 요소를 부재 번호　28로 표시되고 점선으로 윤곽이 도시된 공간내에 배치시킴으로써 캐리지(30)는 각각의 인덕터와 함께 도　6에 도시된 장치구성에 사용될 수 있다.
센서는 캐리지에 장착되어 있는 인덕터(Icar)로 접근하는 레일의 물리적인 형상이 인덕터와 비정상적으로 접촉할 것인지 여부를 결정하도록 적절하게 위치될 수 있다. 이러한 결정이 이루어지면, 상기 수직방향의 구동 장치가 인덕터를 상승시켜서 임박한 비정상적인 접촉이 일어나지 않도록 하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 상기한 실시예에서는, 인덕터가 (X 방향에 대하여)제위치에 유지되어 있는 상태에서 레일이 유도가열 스테이션을 통하여 (X 방향으로)이동되었다. 본 발명의 다른 실시예에서는, 레일이 고정상태로 유지되고 유도가열 스테이션을 구성하는 인덕터는 레일의 헤드 상부 및 주위로(X 방향으로) 이동할 수 있고, 대체 실시형태로서 레일과 유도가열 스테이션을 구성하는 인덕터의 하나 이상의 결합된 이동이 레일의 헤드를 유도가열하기 위해 이용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예가 레일이 열간 압연기로부터 배출된 후 레일 헤드의 단면 온도를 레일의 전체 길이에 대하여 대체로 동일하게 만드는 한, 본 발명은 유용하고, 본 발명의 유도가열 처리 프로세스 이전에 레일 헤드 또는 이와 비슷하게 형성된 공작물의 전체 길이에 걸쳐서 상기 단면 온도가 불균일할 때 레일 헤드 또 는 이와 비슷하게 형성된 공작물의 단면 온도를 레일 헤드 또는 이와 비슷하게 형성된 공작물의 전체 길이에 대해서 대체로 동일하게 만들기 위해서 사용될 수 있다.
레일 헤드와 비슷하게 형성된 공작물은 레일 헤드의 구근모양의 단부와 유사한 구근모양의 단부를 가진 길이방향으로 배열된 공작물이 될 수 있다. 본 발명을 적용하기 위해서는 이 공작물의 구근모양의 단부만이 전기적으로 전도성을 가질 필요가 있다.
본 발명의 상기한 실시예들은 단지 예시적인 목적으로 제시된 것이므로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 않된다. 본 발명은 다양한 실시예와 관련하여 설명하였지만, 본 명세서에 사용된 용어는 본 발명을 설명하기 위한 것으로서 예시적인 것이지, 용어를 제한하기 위한 것은 아니다. 본 명세서에서 본 발명은 특정 수단, 특정 재료 및 특정 실시예와 관련하여 설명하였지만, 본 발명은 본 명세서에 개시된 특정 수단, 특정 재료 및 특정 실시예로만 제한되는 것은 아니고, 오히려, 본 발명은 기능적으로 균등한 모든 구조, 방법 및 사용으로 확장된다. 본 명세서의 개시내용의 장점을 이해하고 있는 당업자라면, 본 발명의 기술영역으로부터 벗어나지 않고서 본 발명에 대해 다양한 수정과 변경을 가할 수 있다.
첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공된 것이며, 본 명세서에 도시된 대로 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
도　1(a) 및 도　1(b)는 각각 전형적인 철도 레일의 한 예를 사시도 및 단면도로 나타내고 있다.
도　1(c)는 전형적인 철도 레일의 헤드 부분의 다양한 구역에 대한 대표적인 명칭을 나타내고 있다.
도　2는 본 발명의 유도가열 처리가 사용되는 레일 가열 처리 프로세스의 한 예의 개략적인 배치도이다.
도　3은 열간 압연기로부터 배출된 후의 제조 프로세스 동안 레일의 길이방향의 길이에 따른 온도 구배의 전형적인 그래프이다.
도　4(a) 및 도　4(b)는 각각 본 발명의 유도가열 처리 프로세스에 사용된 크라운 인덕터의 한 예의 사시도 및 평면도를 나타내고 있다.
도　4(c) 및 도　4(d)는 각각 도　4(a)의 라인 A-A 및 B-B를 따라 도시된 크라운 인덕터의 단면도이다.
도　4(e)는 본 발명의 유도가열 처리 프로세스에 사용된 크라운 인덕터의 다른 예의 평면도를 나타내고 있다.
도　5(a) 및 도　5(b)는 각각 본 발명의 유도가열 처리 프로세스에 사용된 스커트 인덕터의 한 예의 사시도 및 평면도를 나타내고 있다.
도　5(c)는 도　5(a)의 라인 C-C를 따라서 도시된 스커트 인덕터의 단면도이다.
도　5(d)는 본 발명의 유도가열 처리 프로세스에 사용된 스커트 인덕터의 다른 예의 평면도를 나타내고 있다.
도　6은 본 발명의 유도가열 처리 프로세스가 사용되는 유도가열 스테이션의 한 예의 개략적인 배치도이다.
도　7(a), 도　7(b) 및 도　7(c)는 각각 본 발명의 유도가열 처리 프로세스의 한 예와 함께 사용된 인덕터 운반 장치를 측면도, 배면도 및 평면도로 나타내고 있다.
도　8은 본 발명의 유도가열 처리 프로세스가 사용되는 유도가열 스테이션으로부터 배출된 후의 레일에 대한 단면 등온선의 한 예를 나타내고 있다.

Claims (15)

  1. 레일 헤드 전기 유도가열장치로서,
    중심의 길이방향의 섹션, 우측 플랭크 길이방향의 섹션 및 좌측 플랭크 길이방향의 섹션을 포함하고 있는 크라운 인덕터;
    대향하는 우측 스커트 인덕터 섹션 및 좌측 스커트 인덕터 섹션을 포함하는 스커트 인덕터; 그리고
    크라운 인덕터 및 스커트 인덕터와 연결된 적어도 하나의 교류 전원을 포함하고 있고;
    상기 우측 플랭크 길이방향의 섹션 및 좌측 플랭크 길이방향의 섹션은 각각 중심의 길이방향의 섹션의 길이보다 짧은 길이를 가지고 있으며 중심의 길이방향의 섹션의 대향하는 양 측면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 레일 헤드 전기 유도가열장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 중심의 길이방향의 섹션은 대향하는 제 1 중심 섹션 단부 및 제 2 중심 섹션 단부를 가지고 있고, 우측 플랭크 길이방향의 섹션은 대향하는 제 1 우측 플랭크 섹션 단부 및 제 2 우측 플랭크 섹션 단부를 가지고 있고, 좌측 플랭크 길이방향의 섹션은 대향하는 제 1 좌측 플랭크 섹션 단부 및 제 2 좌측 플랭크 섹션 단부를 가지고 있고;
    상기 제 1 우측 플랭크 섹션 단부는 제 1 연결 세그먼트에 의해 제 1 중심 섹션 단부에 연결되어 있고, 상기 제 1 좌측 플랭크 섹션 단부는 제 2 연결 세그먼트에 의해 제 2 중심 섹션 단부에 연결되어 있고, 적어도 하나의 교류 전원이 상기 제 2 우측 플랭크 섹션 단부와 제 2 좌측 플랭크 섹션 단부 사이에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 레일 헤드 전기 유도가열장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 우측 플랭크 길이방향의 섹션 및 좌측 플랭크 길이방향의 섹션은 각각 중심의 길이방향의 섹션의 길이의 대략 1/2의 길이를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 레일 헤드 전기 유도가열장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 중심의 길이방향의 섹션, 우측 플랭크 길이방향의 섹션 및 좌측 플랭크 길이방향의 섹션은 각각 직사각형 인덕터로서 형성되어 있고;
    중심의 길이방향의 섹션, 우측 플랭크 길이방향의 섹션 및 좌측 플랭크 길이방향의 섹션은 각각 대향면을 가지고 있으며, 우측 플랭크 길이방향의 섹션과 좌측 플랭크 길이방향의 섹션의 대향면은 중심의 길이방향의 섹션의 대향면에 대하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는 레일 헤드 전기 유도가열장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 중심의 길이방향의 섹션은 대향하는 제 1 단부 및 제 2 단부를 가지고 있는 제 1 부분적인 중심 섹션과 대향하는 제 1 단부 및 제 2 단부를 가지고 있는 제 2 부분적인 중심 섹션을 포함하고 있고, 우측 플랭크 길이방향 의 섹션은 대향하는 제 1 우측 플랭크 섹션 단부 및 제 2 우측 플랭크 섹션 단부를 가지고 있고, 좌측 플랭크 길이방향의 섹션은 대향하는 제 1 좌측 플랭크 섹션 단부 및 제 2 좌측 플랭크 섹션 단부를 가지고 있고, 상기 제 1 부분적인 중심 섹션의 제 1 단부는 우측 플랭크 섹션의 제 1 단부에 연결되어 있고, 상기 제 2 부분적인 중심 섹션의 제 1 단부는 좌측 플랭크 섹션의 제 1 단부에 연결되어 있고, 상기 제 1 부분적인 중심 섹션의 제 2 단부와 상기 제 2 부분적인 중심 섹션의 제 2 단부는 서로 인접하여 배치되어 있고, 적어도 하나의 교류 전원이 우측 플랭크 섹션의 제 2 단부와 제 2 부분적인 중심 섹션의 제 2 단부 사이와, 좌측 플랭크 섹션의 제 2 단부와 제 1 부분적인 중심 섹션의 제 2 단부 사이에 연결되어 있어서 동시적인 전류 흐름이 우측 플랭크 섹션을 통과한 다음 제 1 부분적인 중심 섹션을 통과하고, 제 2 부분적인 중심 섹션을 통과한 다음 좌측 플랭크 섹션을 통과하거나, 제 1 부분적인 중심 섹션을 통과한 다음 우측 플랭크 섹션을 통과하고, 좌측 플랭크 섹션을 통과한 다음 제 2 부분적인 중심 섹션을 통과하는 것을 특징으로 하는 레일 헤드 전기 유도가열장치.
  6. 제 1 항, 제 2 항, 제 3항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 우측 스커트 인덕터 섹션은 제 1 부분적인 우측 스커트 인덕터 섹션 및 제 2 부분적인 우측 스커트 인덕터 섹션을 포함하고 있고, 좌측 스커트 인덕터 섹션은 제 1 부분적인 좌측 스커트 인덕터 섹션 및 제 2 부분적인 좌측 스커트 인덕터 섹션을 포함하고 있고;
    상기 제 1 부분적인 우측 스커트 인덕터 섹션은 대향하는 제 1 단부 및 제 2 단부를 가지고 있고, 상기 제 2 부분적인 우측 스커트 인덕터 섹션은 대향하는 제 1 단부 및 제 2 단부를 가지고 있고, 상기 제 1 부분적인 좌측 스커트 인덕터 섹션은 제 1 단부 및 제 2 단부를 가지고 있고, 상기 제 2 부분적인 좌측 스커트 인덕터 섹션은 제 1 단부 및 제 2 단부를 가지고 있고, 상기 제 1 부분적인 우측 스커트 인덕터 섹션의 제 1 단부 및 상기 제 1 부분적인 좌측 스커트 인덕터 섹션의 제 1 단부는 제 1 연결 세그먼트에 의해 서로 연결되어 있고, 상기 제 2 부분적인 우측 스커트 인덕터 섹션의 제 1 단부 및 상기 제 2 부분적인 좌측 스커트 인덕터 섹션의 제 1 단부는 제 2 연결 세그먼트에 의해 서로 연결되어 있고, 제 1 부분적인 우측 스커트 인덕터 섹션의 제 2 단부와 제 2 부분적인 우측 스커트 인덕터 섹션의 제 2 단부는 서로 인접하여 배치되어 있고, 제 1 부분적인 좌측 스커트 인덕터 섹션의 제 2 단부와 제 2 부분적인 좌측 스커트 인덕터 섹션의 제 2 단부는 서로 인접하여 배치되어 있고, 크로스오버 섹션은 제 2 부분적인 우측 스커트 인덕터 섹션의 제 2 단부와 제 1 부분적인 좌측 스커트 인덕터 섹션의 제 2 단부를 연결시키고, 적어도 하나의 교류 전원이 제 1 부분적인 우측 스커트 인덕터 섹션의 제 2 단부와 제 2 부분적인 좌측 스커트 인덕터 섹션의 제 2 단부 사이에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 레일 헤드 전기 유도가열장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 제 1 우측 부분적인 스커트 인덕터 섹션과 제 1 좌측 부 분적인 스커트 인덕터 섹션 및 제 2 우측 부분적인 스커트 인덕터 섹션과 제 2 좌측 부분적인 스커트 인덕터 섹션은 대략 동일한 길이를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 레일 헤드 전기 유도가열장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 제 1 우측 부분적인 스커트 인덕터 섹션과 제 1 좌측 부분적인 스커트 인덕터 섹션 및 제 2 우측 부분적인 스커트 인덕터 섹션과 제 2 좌측 부분적인 스커트 인덕터 섹션은 각각 직사각형 인덕터로서 형성되어 있고; 상기 제 1 우측 부분적인 스커트 인덕터 섹션과 제 1 좌측 부분적인 스커트 인덕터 섹션 및 제 2 우측 부분적인 스커트 인덕터 섹션과 제 2 좌측 부분적인 스커트 인덕터 섹션은 각각 대향면을 가지고 있으며, 제 1 우측 부분적인 스커트 인덕터 섹션과 제 1 좌측 부분적인 스커트 인덕터 섹션 및 제 2 우측 부분적인 스커트 인덕터 섹션과 제 2 좌측 부분적인 스커트 인덕터 섹션의 대향면은 수직방향으로부터 멀어지게 서로로부터 멀어지게 경사져 있는 것을 특징으로 하는 레일 헤드 전기 유도가열장치.
  9. 제 1 항, 제 2 항, 제 3항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 우측 스커트 인덕터 섹션은 대향하는 제 1 및 제 2 우측 스커트 인덕터 단부를 가지고 있고, 상기 좌측 스커트 인덕터 섹션은 대향하는 제 1 및 제 2 좌측 스커트 인덕터 단부를 가지고 있고, 우측 스커트 인덕터 섹션의 제 1 단부와 좌측 스커트 인덕터 섹션의 제 1 단부는 서로 인접하여 배치되어 있고, 우측 스커트 인덕터 섹션의 제 1 단부와 좌측 스커트 인덕터 섹션의 제 1 단부는 크로스오버 섹션에 의해 서로 연결되어 있고, 적어도 하나의 교류 전원이 우측 스커트 인덕터 섹션의 제 2 단부와 좌측 스커트 인덕터 섹션의 제 2 단부 사이에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 레일 헤드 전기 유도가열장치.
  10. 길이방향으로 배열된 공작물의 전기 전도성인 구근모양의 단부를 전기 유도가열하는 방법으로서,
    상기 구근모양의 단부를 적어도 하나의 크라운 인덕터 아래로 그리고 적어도 하나의 스커트 인덕터 사이로 향하게 한 상태에서 상기 길이방향으로 배열된 공작물을 적어도 하나의 크라운 인덕터와 적어도 하나의 스커트 인덕터로 교호적으로 통과시키는 단계; 그리고
    적어도 하나의 크라운 인덕터와 적어도 하나의 스커트 인덕터에 교류 전력을 공급하여 적어도 하나의 크라운 인덕터와 적어도 하나의 스커트 인덕터 주위에 자기장를 발생시켜서 자속이 전기 전도성인 구근모양의 단부와 상호작용하여 와전류에 의해 상기 구근모양의 단부를 유도가열시키는 단계;
    를 포함하고 있고,
    상기 적어도 하나의 크라운 인덕터는 중심의 길이방향의 섹션, 우측 플랭크 길이방향의 섹션 및 좌측 플랭크 길이방향의 섹션을 포함하고 있고, 상기 중심의 길이방향의 섹션 아래로 구근모양의 단부의 최상부가 통과하고, 상기 우측 플랭크 길이방향의 섹션과 좌측 플랭크 길이방향의 섹션 사이로 구근모양의 단부의 플랭크 가 통과하며, 상기 적어도 하나의 스커트 인덕터는 상기 구근모양의 단부의 측면이 통과하는 대향하는 우측 스커트 인덕터 섹션 및 좌측 스커트 인덕터 섹션을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 길이방향으로 배열된 공작물의 전기 전도성인 구근모양의 단부를 전기 유도가열하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 길이방향으로 배열된 공작물을 적어도 하나의 크라운 인덕터와 적어도 하나의 스커트 인덕터로 교호적으로 통과시키는 동안 적어도 하나의 크라운 인덕터와 적어도 하나의 스커트 인덕터 중의 적어도 하나를 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 길이방향으로 배열된 공작물의 전기 전도성인 구근모양의 단부를 전기 유도가열하는 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 길이방향으로 배열된 공작물을 적어도 하나의 크라운 인덕터와 적어도 하나의 스커트 인덕터로 교호적으로 통과시키기 전에 구근모양의 섹션의 단면 온도 프로파일은 길이방향으로 배열된 공작물의 길이방향의 길이에 걸쳐서 불균일한 경우,
    상기 공작물이 적어도 하나의 크라운 인덕터와 적어도 하나의 스커트 인덕터를 빠져나올 때 구근모양의 섹션의 단면 온도 프로파일이 길이방향으로 배열된 공작물의 길이방향의 길이에 걸쳐서 대체로 균일하게 되도록 길이방향으로 배열된 공작물이 적어도 하나의 크라운 인덕터와 적어도 하나의 스커트 인덕터를 통과할 때 적어도 하나의 크라운 인덕터 또는 적어도 하나의 스커트 인덕터에 공급된 교류 전 력을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 길이방향으로 배열된 공작물의 전기 전도성인 구근모양의 단부를 전기 유도가열하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 길이방향으로 배열된 공작물을 적어도 하나의 크라운 인덕터와 적어도 하나의 스커트 인덕터로 교호적으로 통과시키기 전, 또는 길이방향으로 배열된 공작물이 적어도 하나의 크라운 인덕터와 적어도 하나의 스커트 인덕터를 통과하는 동안 길이방향으로 배열된 공작물의 적어도 한 지점의 온도를 측정하는 단계와, 상기 적어도 한 지점의 측정된 온도에 따라 적어도 하나의 크라운 인덕터 또는 적어도 하나의 스커트 인덕터로 공급된 전력을 조정함으로써 자기장의 세기를 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 길이방향으로 배열된 공작물의 전기 전도성인 구근모양의 단부를 전기 유도가열하는 방법.
  14. 길이방향으로 배열된 공작물의 전기 전도성인 구근모양의 단부를 전기 유도가열하는 방법으로서,
    적어도 하나의 크라운 인덕터를 상기 길이방향으로 배열된 공작물 길이의 적어도 일부분에 대해서 길이방향으로 배열된 공작물의 구근모양의 단부의 최상부 위로의 이동과, 적어도 하나의 스커트 인덕터를 상기 길이방향으로 배열된 공작물 길이의 적어도 일부분에 대해서 길이방향으로 배열된 공작물의 구근모양의 단부의 측면 둘레로의 이동으로 교호적으로 이동시키는 단계; 그리고
    적어도 하나의 크라운 인덕터와 적어도 하나의 스커트 인덕터에 교류 전력을 공급하여 적어도 하나의 크라운 인덕터와 적어도 하나의 스커트 인덕터 주위에 자기장를 발생시켜서 자속이 전기 전도성인 구근모양의 단부와 상호작용하여 와전류에 의해 상기 구근모양의 단부를 유도가열시키는 단계;
    를 포함하고 있고,
    상기 적어도 하나의 크라운 인덕터는 중심의 길이방향의 섹션, 우측 플랭크 길이방향의 섹션 및 좌측 플랭크 길이방향의 섹션을 포함하고 있고, 적어도 하나의 크라운 인덕터가 이동할 때 상기 중심의 길이방향의 섹션은 구근모양의 단부의 최상부 위에 위치되어 있고, 적어도 하나의 크라운 인덕터가 이동할 때 우측 플랭크 길이방향의 섹션과 좌측 플랭크 길이방향의 섹션의 사이에 구근모양의 단부의 플랭크가 사이에 위치되어 있고, 상기 적어도 하나의 스커트 인덕터는 대향하는 우측 스커트 인덕터 섹션 및 좌측 스커트 인덕터 섹션을 포함하고 있고, 상기 적어도 하나의 스커트 인덕터가 이동할 때 우측 스커트 인덕터 섹션과 좌측 스커트 인덕터 섹션의 사이에 구근모양의 단부의 측면이 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 길이방향으로 배열된 공작물의 전기 전도성인 구근모양의 단부를 전기 유도가열하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 길이방향으로 배열된 공작물을 적어도 하나의 크라운 인덕터와 적어도 하나의 스커트 인덕터 중의 적어도 하나를 통하여 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 길이방향으로 배열된 공작물의 전기 전도성인 구근모양의 단부를 전기 유도가열하는 방법.
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