ES2578157T3

ES2578157T3 - Aparato de calentamiento por resistencia directa y un método de calentamiento por resistencia directa

Info

Publication number: ES2578157T3
Application number: ES12809868.8T
Authority: ES
Inventors: Kunihiro Kobayashi; Hironori OOYAMA; Tokio Sekigawa
Original assignee: Neturen Co Ltd
Current assignee: Neturen Co Ltd
Priority date: 2011-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2016-07-21
Anticipated expiration: 2032-11-29
Also published as: EP2786636B1; WO2013081180A1; CN104025703B; US20140339210A1; EP2786636A1; CN104025703A

Abstract

Un aparato (10, 20, 40, 50) de calentamiento por resistencia directa que comprende: un par de electrodos (13, 43, 53a, 53b) adaptados para ser eléctricamente acoplados a una unidad (1) de suministro de potencia, el par de electrodos (13, 43, 53a, 53b) que comprende un primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y un segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b); y un mecanismo (15, 25, 44, 45, 56a, 56b) de movimiento configurado para mover al menos uno del primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) para cambiar una distancia entre el primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b), caracterizado porque el mecanismo (15, 25, 44, 45, 56a, 56b) de movimiento mueve el al menos uno del primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) con el primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) ambos contactando una pieza de trabajo (W) y con una corriente eléctrica siendo aplicada desde la unidad (1) de suministro de potencia a la pieza de trabajo (W) a través del par de electrodos (13, 43, 53a, 53b), en donde el al menos uno del primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) es configurado para rodar o para deslizarse sobre la región objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo (W) mientras se contacta con la región objetivo de calentamiento.

Description

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DESCRIPCION

Aparato de calentamiento por resistencia directa y un metodo de calentamiento por resistencia directa Campo tecnico

La presente invencion hace relacion a un aparato de calentamiento por resistencia directa y a un metodo de calentamiento por resistencia directa en el cual una corriente electrica es aplicada a una pieza de trabajo tal como un bloque de acero.

Antecedentes del Arte

El tratamiento de calor es aplicado a, por ejemplo, estructuras vehiculares tales como pilares centrales y un refuerzo para asegurar fuerza. El tratamiento de calor puede ser clasificado en dos tipos, concretamente, calentamiento directo y calentamiento indirecto. Un ejemplo de calentamiento indirecto es un horno calentador en el cual una pieza de trabajo es colocada adentro del horno y la temperatura del horno es controlada para para calentar la pieza de trabajo. Los ejemplos de calentamiento directo incluyen calentamiento por induccion en el cual una corriente torbellino es aplicada a una pieza de trabajo para calentar la pieza de trabajo, y una resistencia de calentamiento directa (tambien llamado como un calentamiento directo de conduccion electrica) en el cual una corriente electrica es aplicada directamente a una pieza de trabajo para calentar la pieza de trabajo.

De acuerdo con un primer arte relacionado, un bloque de metal es calentado por calentamiento por induccion o por calentamiento por resistencia directa previo a ser sujeto a una conformacion plastica por medios de conformacion. Por ejemplo, los medios de calentamiento teniendo rodillos de electrodos o una bobina de induccion es dispuesta por encima de los medios de conformacion que tienen una maquina cortadora, y el metal virgen es calentado mientras constantemente esta siendo transportado (vease por ejemplo, JP06-079389A).

De acuerdo con un segundo arte relacionado, para calentar una placa de acero que tiene un ancho sustancialmente constante a lo largo de la direccion longitudinal de la placa de acero por calentamiento por resistencia directa, los electrodos son dispuestos en las porciones extremas respectivas de la placa de acero en una direccion longitudinal, y un voltaje es aplicado entre los electrodos. En este caso, debido a que una corriente electrica fluye uniformemente a traves de la placa de acero, una cantidad de calor generado es uniforme sobre toda la placa de acero. Por otra parte, para calentar una placa de acero que tiene un ancho variable a lo largo de la direccion longitudinal de la placa de acero, un conjunto de multiples electrodos es dispuesto lado a lado en un lado de la placa de acero en la direccion transversal, y otro conjunto de multiples electrodos es dispuesto lado a lado en el otro lado de la placa en la direccion transversal, tal que los electrodos dispuestos en los respectivos lados de la placa de acero en la direccion transversal formen multiples pares de electrodos. En este caso, una corriente electrica igual es aplicada entre cada par de electrodos, para que la placa de acero sea calentada de manera uniforme (vease por ejemplo, el documento JP3587501B2).

De acuerdo con un tercer arte relacionado, un primer electrodo es fijado a un extremo de una barra de acero, y un segundo electrodo del tipo de sujecion es suministrado para sostener la frontera entre una porcion de la barra de acero a ser calentada y una porcion de la barra de acero que no debe ser calentada, para que la barra de acero sea parcialmente calentada (vease por ejemplo, el documento JP53-007517A).

El documento US 4,473,738A describe un metodo y un aparato para el formado caliente de una cabeza poligonal en una barra de conexion a presion y ensena a aplicar una corriente entre electrodos para calentar la barra, y para mover el electrodo para presionar la barra dentro de una cavidad, por lo tanto formando una cabeza poligonal.

El documento US 5,515,705A describe un aparato y un metodo para deformar una pieza de trabajo y ensena a mover un troquel suministrado con electrodos para deformar la pieza de trabajo mientras se calienta la pieza de trabajo a traves de calentamiento por resistencia directa.

Cuando se esta calentando una pieza de trabajo, en particular, una pieza de trabajo que tiene un ancho variable a lo largo de la direccion longitudinal de la pieza de trabajo, es preferible que una cantidad de calor aplicado por unidad de volumen sea la misma sobre toda la pieza de trabajo, como en el horno calentador. Sin embargo, un horno calentador requiere de un equipo de gran escala, y un control de la temperatura del horno es diflcil.

En consecuencia, en terminos de coste produccion, es preferible el calentamiento por resistencia directa. Sin embargo, cuando una pluralidad de pares de electrodos es suministrada como en el segundo arte relacionado, una cantidad de corriente electrica a ser aplicada es controlada para cada par de electrodos, lo que incremente el coste de instalacion. Ademas, la disposicion de una pluralidad de pares de electrodos con respecto a una pieza de trabajo

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reduce la productividad.

Resumen de la invencion

Es un objeto de la presente invencion suministrar un aparato de calentamiento por resistencia directa y un metodo de calentamiento por resistencia directa que requiera un menor numero de electrodos para calentar uniformemente una pieza de trabajo o calentar una pieza de trabajo para tener una distribucion deseada de temperatura.

De acuerdo con un aspecto de la presente invencion, un aparato de calentamiento por resistencia directa incluye un par de electrodos adaptados para ser acoplados a una unidad de suministro de potencia y tener un primer electrodo y un segundo electrodo, y un mecanismo de movimiento configurado para mover al menos uno del primer electrodo y del segundo electrodo para cambiar una distancia entre el primer electrodo y el segundo electrodo, en donde el mecanismo de movimiento mueve al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo con el primer electrodo y el segundo electrodo ambos contactando una pieza de trabajo y con una corriente electrica siendo aplicada desde la unidad de suministro de potencia a la pieza de trabajo a traves del par de electrodos, en donde al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo es configurado para rodar o deslizarse en la region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo mientras contacta la region objetivo de calentamiento de la pieza.

Cada uno del primer electrodo y el segundo electrodo puede tener una longitud que se extiende a traves de la region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo.

El mecanismo de movimiento puede incluir una unidad de ajuste configurada para controlar una velocidad de movimiento de al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo, y un mecanismo de accionamiento configurado para mover al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo de acuerdo con la unidad de ajuste.

La unidad de ajuste puede ser configurada para obtener la velocidad de movimiento basada en los datos de la forma y el tamano de la pieza de trabajo, de tal manera que el mecanismo de accionamiento mueve el al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo a la velocidad de movimiento obtenida por la unidad de ajuste.

Cada uno del primer electrodo y el segundo electrodo puede incluir una porcion de electrodo principal, una porcion de electrodo auxiliar, y una porcion de plomo conectada a la unidad de suministro de potencia para aplicar la corriente electrica a la porcion de electrodo principal. La porcion de electrodo principal y la porcion de electrodo auxiliar pueden ser dispuestas para sostener la pieza de trabajo desde arriba y debajo de la pieza de trabajo.

El mecanismo de movimiento puede ser configurado para mover unicamente uno del primer electrodo y el segundo electrodo. Alternativamente, el mecanismo de movimiento puede ser configurado para mover ambos el primer electrodo y el segundo electrodo.

El al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo puede ser configurado para rodar o para deslizar en la region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo mientras se contacta la region objetivo de calentamiento.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invencion, un metodo de resistencia directa por calentamiento incluye pasos de suministro de una pieza de trabajo que tiene una region objetivo de calentamiento, una resistencia de la cual por unidad de longitud en una direccion del mismo variando a lo largo de una direccion, colocando un primer electrodo y un segundo electrodo tal que el espacio suministrado entre el primer electrodo y el segundo electrodo y tal que cada uno del primer electrodo y el segundo electrodo se extiende a traves de la region objetivo de calentamiento, y se mueva al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo con una corriente electrica siendo aplicada a la region objetivo de calentamiento tal que el al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo ruede o deslice en la region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo mientras se contacta la region objetivo de calentamiento y tal que un tiempo durante el cual la corriente electrica es aplicada a cada parte de la region objetivo de calentamiento es ajustada de acuerdo con el cambio de la resistencia por unidad de longitud, por lo tanto calentando la pieza de trabajo tal que cada parte de la region objetivo de calentamiento sea calentada a una temperatura dentro del rango objetivo de temperatura.

La corriente electrica aplicada desde una unidad de suministro de potencia al primer electrodo y al segundo electrodo puede ser constante.

La region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo puede ser configurada tal que un area transversal de la region objetivo de calentamiento sea reducida en una direccion, y el al menos uno del primer electrodo y el segundo electrodo sea movido de acuerdo con una reduccion del area transversal.

De acuerdo con uno o mas aspectos de la presente invencion, cuando la region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo es virtualmente dividida en una pluralidad de subregiones a lo largo de la direccion de movimiento del electrodo en un patron a rayas, es posible reducir la cantidad de calor a ser aplicada a la respectiva subregion a lo largo de la direccion de movimiento del electrodo.

5 En consecuencia, primero, en un caso en donde la resistencia por unidad de longitud a lo largo de una direccion de la region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo cambia a lo largo de la direccion longitudinal, por ejemplo, un area transversal incrementa o disminuye a lo largo de una direccion el primer electrodo y el segundo electrodo pueden ser dispuestos en ambos lados en la direccion longitudinal, y en un estado en el cual la electricidad esta siendo aplicada, al menos un electrodo se mueve en una direccion en la cual la resistencia por unidad de longitud a 10 lo largo de una direccion disminuye. Ademas, de acuerdo con la disminucion de la resistencia por unidad de longitud a lo largo de la una direccion, la velocidad de movimiento del electrodo es ajustada. Por lo tanto, la cantidad de electricidad en cada una de las subregiones, dentro de la cual la region objetivo de calentamiento es virtualmente dividida en un patron a rayas a lo largo de la direccion de movimiento, no depende de la localizacion de la subregion y cae dentro del mismo rango. Como resultado, hasta en un caso en donde la resistencia por unidad 15 de longitud a lo largo de una direccion cambie, es posible igualar las cantidades de calor a ser aplicadas a las subregiones y para calentar la region objetivo de calentamiento casi uniformemente sin disponer de una pluralidad de pares de electrodos.

Segundo, en un caso en donde una region objetivo de calentamiento de una pieza de trabajo es calentada por resistencia directa por calentamiento para tener una distribucion de temperatura diferente, por ejemplo, en un caso 20 en donde una region objetivo de calentamiento tiene un area transversal substancialmente constante y es calentada por resistencia directa por calentamiento tener una distribucion de temperatura en la cual la temperatura disminuye de una alta temperatura a una baja temperatura en una direccion, al menos un electrodo es movido en la una direccion, en la cual la cantidad de electricidad en las respectivas subregiones, en la cual la region objetivo de calentamiento es virtualmente dividida en un patron a rayas a lo largo de la direccion de movimiento, son hechos 25 diferente dependiendo en la localizacion de las subregiones, de ese modo habilitando el calentar la pieza de trabajo con una distribucion de temperatura deseada.

Breve descripcion de los dibujos

La FIG. 1A es una vista plana de un aparato de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con una primera realizacion de la presente invencion, que ilustra un estado antes de la conduccion electrica;

30 LA FIG. 1B es una vista frontal de un aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG. 1A, que ilustra el estado antes de la conduccion electrica;

La FIG. 1C es una vista plana de un aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG. 1A, que ilustra un estado despues de la conduccion electrica;

La FIG. 1D es una vista plana que ilustra el aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG. 1A, que 35 ilustra el estado despues de la conduccion electrica;

LA FIG. 2 es un diagrama para explicar una expresion racional relativa a la conduccion electrica directa;

La FIG. 3 es una vista frontal de un ejemplo de una configuracion detalladas del aparato de calentamiento por resistencia directa de las FIGURAS 1A a 1D.

La FIG. 4 es una vista lateral izquierda de la configuracion detallada del aparato de calentamiento por resistencia 40 directa de la FIG.3;

La FIG. 5 es una vista plana de una porcion de la configuracion detallada del aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG.3;

La FIG. 6 es una vista lateral derecha de la configuracion detallada del aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG.3;

45 La FIG. 7A es una vista plana de un aparato de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con una segunda realizacion de la presente invencion, que ilustra un estado antes de la conduccion electrica;

LA FIG. 7B es una vista frontal de un aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG. 7A, que ilustra el

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estado antes de la conduccion electrica;

La FIG. 7C es una vista plana de un aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG. 7A, que ilustra un estado despues de la conduccion electrica;

La FIG. 7D es una vista plana que ilustra el aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG. 7A, que ilustra el estado despues de la conduccion electrica;

La FIG. 8A es una vista plana de un aparato de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con una tercera realizacion de la presente invencion, que ilustra un estado antes de la conduccion electrica;

LA FIG. 8B es una vista frontal de un aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG. 8A, que ilustra el estado antes de la conduccion electrica;

La FIG. 8C es una vista plana de un aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG. 8A, que ilustra un estado cuando la electricidad esta siendo aplicada;

La FIG. 8D es una vista plana que ilustra el aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG. 8A, que ilustra el estado cuando la electricidad esta siendo aplicada;

La FIG. 8E es una vista plana de un aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG. 8A, que ilustra un estado despues de la conduccion electrica;

La FIG. 8F es una vista frontal de un aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG. 8A, que ilustra el estado despues de la conduccion electrica;

La FIG. 9A es una vista plana de un aparato de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con una cuarta realizacion de la presente invencion, que ilustra un estado antes de la conduccion electrica;

LA FIG. 9B es una vista frontal de un aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG. 9A, que ilustra el estado antes de la conduccion electrica;

La FIG. 9C es una vista plana de un aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG. 9A, que ilustra un estado despues de la conduccion electrica;

La FIG. 9D es una vista plana que ilustra el aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG. 9A, que ilustra el estado despues de la conduccion electrica;

La FIG. 10A es una vista plana de un aparato de calentamiento por resistencia directa de realizacion de la presente invencion, que ilustra un estado antes de la conduccion electrica;

LA FIG. 10B es una vista frontal de un aparato de calentamiento por resistencia directa de el estado antes de la conduccion electrica;

La FIG. 10C es una vista plana de un aparato de calentamiento por resistencia directa de un estado despues de la conduccion electrica;

La FIG. 10D es una vista plana que ilustra el aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG. 10A, que ilustra el estado despues de la conduccion electrica;

La FIG. 11A es una vista plana de un aparato de calentamiento por resistencia directa de realizacion de la presente invencion, que ilustra un estado antes de la conduccion electrica;

LA FIG. 11B es una vista frontal de un aparato de calentamiento por resistencia directa de el estado antes de la conduccion electrica;

La FIG. 11C es una vista plana de un aparato de calentamiento por resistencia directa de un estado despues de la conduccion electrica;

La FIG. 11D es una vista plana que ilustra el aparato de calentamiento por resistencia directa de la FIG. 11A, que

acuerdo con una quinta la FIG. 11A, que ilustra la FIG. 11A, que ilustra

acuerdo con una quinta la FIG. 10A, que ilustra la FIG. 10A, que ilustra

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ilustra el estado despues de la conduccion electrica;

Descripcion de las realizaciones

En adelante, las realizaciones de la presente invencion seran descritas en detalle con referencia a los dibujos. Un aparato de calentamiento por resistencia directa y un metodo de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con una o mas realizaciones de la presente invencion puede ser aplicados, no solo a una pieza de trabajo que tenga un grosor uniforme y un ancho constante a lo largo de la direccion longitudinal de la pieza de trabajo, pero tambien a una pieza de trabajo que tenga una region de la pieza de trabajo a ser calentada (en adelante, “region objetivo de calentamiento”) cuyo ancho y/o grosor cambio a lo largo de la direccion longitudinal de la region objetivo de calentamiento para que el area transversal de la region objetivo de calentamiento sea reducida a lo largo de la direccion longitudinal de la region objetivo de calentamiento, y tambien para que una pieza de trabajo que tenga una region objetivo de calentamiento formada con un orificio o una muesca para que el area transversal de la region objetivo de calentamiento sea reducida a lo largo de la direccion longitudinal de la region objetivo de calentamiento. La pieza de trabajo es, por ejemplo, un lingote de acero que puede ser calentado aplicando una corriente electrica. La pieza de trabajo puede ser un miembro singular, o puede incluir una pluralidad de miembros que tengan resistividades diferentes y sean formados en una estructura de una pieza por soldadura o similares. Ademas, una pieza de trabajo puede incluir no solo una pero mas regiones objetivo de calentamiento. Cuando la pieza de trabajo tenga una o mas regiones objetivo de calentamiento, las regiones objetivo de calentamiento pueden ser contiguas o estar separadas.

Primera realizacion

Un aparato 10 de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con una primera realizacion de la presente invencion sera descrito con referencia a las FIGURAS 1A a 1D.

El aparato 10 de calentamiento por resistencia directa incluye un par de electrodos 13 electricamente acoplados a una unidad 1 de suministro de potencia y teniendo un primer electrodo 11 y un segundo electrodo 12, y un mecanismo 15 de movimiento configurado para mover al menos uno del primer electrodo 11 y el segundo electrodo 12.

En este ejemplo, con el primer electrodo 11 y el segundo electrodo 12 ambos contactando una pieza de trabajo w y una corriente electrica siendo aplicada desde la unidad 1 de suministro de potencia a la pieza de trabajo w a traves del par de electrodos 13, el mecanismo 15 de movimiento mueve primero el electrodo 11, para cambiar una distancia entre el primer electro 11 y el segundo electrodo 12.

Eso es, el primer electrodo 11 es un electrodo en movimiento que es movido por el mecanismo 15 de movimiento, y el segundo electrodo 12 es un electrodo fijo solo contactando con la pieza de trabajo w. En otro ejemplo, el segundo electrodo 12 puede ser configurado como un electrodo en movimiento y el primer electrodo 11 puede ser configurado como un electrodo fijo. En otro ejemplo, ambos el primer electrodo 11 y el segundo electrodo 12 pueden ser configurados como electrodos en movimiento.

Desde cuando la electricidad empieza a ser aplicada desde la unidad 1 de suministro de potencia al par de electrodos 13 y hasta que el suministro de electricidad para, el electrodo en movimiento (el primer electrodo 11) es movido a lo largo de la region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo w tal que la cantidad de calor es controlada para cada una de las subregiones dentro de las cuales la region objetivo de calentamiento es virtualmente dividida en un patron a rayas a lo largo de la direccion de movimiento del electrodo.

En este ejemplo, la region objetivo de calentamiento es la region completa de la pieza de trabajo w, y tiene un ancho que gradualmente se estrecha a lo largo de la direccion de movimiento del electrodo. Mientras se aplica una corriente constante desde la unidad 1 de suministro de potencia a la pieza de trabajo w a traves de un par de electrodos 13, la velocidad de movimiento del primer electrodo 11 es ajustada para controlar la cantidad de calor para cada una de las subregiones.

El mecanismo 15 de movimiento incluye una unidad 15a de ajuste configurada a la velocidad de movimiento de uno del primer electrodo 11 y el segundo electrodo 12, y un mecanismo 15b de accionamiento configurado para mover el electrodo en movimiento de acuerdo con la unidad 15a de ajuste. La unidad 15a de ajuste obtiene la velocidad de movimiento del electrodo en movimiento de los datos de la figura y el tamano de la pieza de trabajo w, y el mecanismo 15b de accionamiento mueve el electrodo en movimiento a la velocidad de movimiento obtenida. La velocidad de movimiento la cual es obtenida por la unidad 15a de ajuste sera descrita abajo.

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Un aumento de temperatura 00 como resultado de aplicar una corriente I por un periodo de tiempo (segundos) a un area transversal A0 de una unidad de longitud como se muestra en la FIG.2 puede ser obtenida de la siguiente ecuacion:

00 (°C) = pe/ (p c) x (I2 X t0)/A02 ... Ecuacion 1

en donde pe es la resistividad (Wm), p es una densidad (kg/m3), y c es un calor especlfico (J/kg°C).

Un aumento de temperatura 0n como resultado de aplicar una corriente I por un periodo de tiempo tn (segundos) a un area transversal de una unidad de longitud puede ser obtenida de la siguiente ecuacion.

0n (°C) = pe/ (pc) x (I2 X tn)/An2... Ecuacion 2

Aqul, asumiendo que la corriente I es constante, y que el aumento de la temperatura 00 es igual al aumento de la temperatura 0n, la siguiente relacion es establecida.

t0/A02 = tn/An2 ... Ecuacion 3

Por lo tanto, un periodo de tiempo para aplicar una corriente constante tal que las diferentes secciones transversales sean calentadas a la misma temperatura es proporcional al cuadrado del radio de las areas transversales.

La velocidad DV del electrodo en movimiento puede ser configurada como sigue:

DV = DL / (tc - tn). Ecuacion 4

en donde DL es la longitud de la pieza de trabajo w en la direccion longitudinal de la pieza de trabajo w.

Por lo tanto, la unidad 15a de ajuste puede obtener la velocidad de movimiento de los datos de la forma y el tamano de la pieza de trabajo w tal como un lingote de acero, una cantidad de corriente suministrada desde la unidad 1 de suministro de potencia, y una temperatura objetivo de calentamiento.

Por ejemplo, como se muestra en las FIGURAS 1A a 1D, en un caso en el cual la pieza de trabajo w tiene una forma de trapezoide isosceles, un grosor constante, y un ancho variable en la direccion longitudinal de la pieza de trabajo w, la resistencia por unidad de longitud cambia a lo largo de una direccion, esto es, la direccion longitudinal de la pieza de trabajo w. En este ejemplo la region completa de la pieza de trabajo w es la region objetiva de calentamiento. El primer electrodo 11 y el segundo electrodo 12 son posicionados tal que un espacio es suministrado entre el primer electrodo 11 y el segundo electrodo 12 y tal que estos se extiendan a traves de la region objetiva de calentamiento en una direccion perpendicular a la direccion en la cual el mecanismo de movimiento mueve al menos uno del primer electrodo 11 y el segundo electrodo 12, y en un estado en el cual una corriente electrica esta siendo aplicada desde la unidad 1 de suministro de potencia, el al menos uno del primer electrodo 11 y el segundo electrodo 12 es movido. Por ejemplo, la velocidad de movimiento del primer electrodo 11 puede ser ajustada de acuerdo con un cambio en el ancho de la pieza de trabajo w, esto es, un cambio en la resistencia por unidad de longitud, a lo largo de la direccion de movimiento del electrodo, de ese modo ajustando un tiempo durante el cual una corriente electrica es aplicada a cada parte de la region objetiva de calentamiento.

Ajustando la corriente electrica aplicando el tiempo en la manera descrita arriba, cuando la pieza de trabajo w es virtualmente dividida en subregiones a lo largo de la direccion de movimiento del electrodo en un patron a rayas, es posible suministrar una cantidad apropiada de corriente proporcional con la resistencia a cada una de las subregiones, para que la region objetiva de calentamiento completa de la pieza de trabajo w pueda ser calentada a una temperatura dentro del rango objetivo de temperatura.

Por ejemplo, cuando la pieza de trabajo w tiene una forma plana de placa que tiene un ancho estrechandose hacia un extremo en su direccion longitudinal como se muestra en las FIGURAS 1A a 1D, la velocidad del movimiento del electrodo en movimiento es ajustada de acuerdo con el cambio en el ancho de la region objetiva de calentamiento de la pieza de trabajo w en contacto con el electrodo en movimiento. Basado en la Ecuacion 4 precedente, la velocidad del movimiento es definida por una funcion proporcional al cuadrado del cambio de la rata del area transversal.

La unidad 1 de suministro de potencia puede ser una fuente de potencia de corriente directa o una fuente de potencia de corriente alterna. Cuando la unidad 1 de suministro de potencia es una fuente de potencia de corriente

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alterna, una corriente promedio en un periodo de tiempo dado puede ser mantenida constante. En el otro caso, cuando se calienta una pieza de trabajo w teniendo un area transversal variable, ajustando la corriente aplicada aplicando el tiempo a cada parte de la region objetiva de calentamiento completa de la pieza de trabajo w, es posible mantener el aumento de la temperatura dentro del mismo rango en cada parte de la region objetiva de calentamiento completa de la pieza de trabajo w. Cada uno de los electrodos tiene un tamano que se extiende a traves de la region objetiva de calentamiento completa de la pieza de trabajo w. Esto es que, cada uno de los electrodos es dispuesto para extenderse a traves de la subregion con forma de raya virtualmente dividida, para que a misma cantidad de electricidad pueda ser suministrada a cada una de las subregiones con forma de raya para realizar un calentamiento uniforme.

Como es descrito arriba, de acuerdo con el aparato 10 de calentamiento por resistencia directa, en un caso en donde el ancho de la pieza de trabajo w cambia en la direccion longitudinal, al menos el primer electrodo 11 del par de electrodos 13 es movido, en el cual es posible uniformemente calentar la pieza de trabajo w. A diferencia del arte relacionado, es innecesario disponer los electrodos en ambas porciones extremas de la region objetiva de calentamiento completa de la pieza de trabajo w enfrentandose la una a la otra tal que los electrodos formen una pluralidad de pares, y controlen una cantidad suministrada tal que la corriente electrica fluya sin importar la pluralidad de pares de electrodos.

Tambien es posible calentar la region objetiva de calentamiento completa de la pieza de trabajo w por resistencia por calentamiento directa tal que la region objetiva de calentamiento tenga una distribucion de temperatura no uniforme. Por ejemplo, calentar la region objetiva de calentamiento teniendo un ancho constante a lo largo de la direccion longitudinal por resistencia por calentamiento directa tal que la region objetivo de calentamiento tenga una distri bucion de temperatura en la cual la temperatura cambia de una temperatura alta a una temperatura baja en la direccion longitudinal, el mecanismo 13 de movimiento simplemente mueve el primer electrodo 11 mientras se aplica una corriente electrica desde la unidad 1 de suministro de potencia al par de electrodos 13.

Las FIGURAS 3 a 6 ilustran un aparato 20 de calentamiento por resistencia directa como un ejemplo de una configuracion detallada del aparato 10 de calentamiento por resistencia directa de las FIGURAS 1A a 1D. Como se muestra en las FIGURAS 3 a 6, el aparato 20 de calentamiento por resistencia directa tiene un electrodo 21 en movimiento y un electrodo 22 fijo. El electrodo 21 tiene una porcion 21a de electrodo principal y una porcion 22b de electrodo auxiliar que estan dispuestas para sostener la pieza de trabajo w desde arriba y desde abajo la pieza de trabajo w. El electrodo 22 tiene una porcion 22a de electrodo principal y una porcion 22b de electrodo auxiliar que estan dispuestas para sostener la pieza de trabajo w desde arriba y desde debajo de la pieza de trabajo w.

En la FIG.3, el electrodo 21 en movimiento esta dispuesto en el lado izquierdo, y el electrodo 22 fijo esta dispuesto en el lado derecho. El electrodo 21 en movimiento tiene un par de porciones 21c de plomo, la porcion 21a de electrodo principal que contacta la pieza de trabajo w, y la porcion 21 b de electrodo auxiliar que presiona la pieza de trabajo w contra la porcion 21a de electrodo principal. Similarmente, el electrodo 22 fijo tiene un par de porciones 22c de plomo, la porcion 22a de electrodo principal que contacta la pieza de trabajo w, y la porcion 22b de electrodo auxiliar que presiona la pieza de trabajo w contra la porcion 22a de electrodo principal.

Como se muestra en la FIG. 3, un mecanismo 25 de movimiento incluye un carril 25a de gula extendiendose en una direccion longitudinal, una barra 25b de control de movimiento, por ejemplo, un eje roscado, dispuesto encima del carril 25a de gula tal que se extienda en la direccion longitudinal, un deslizador 25c configurado para deslizar sobre el carril 25a de gula y atornillar sobre la barra 25b de control de movimiento, y un motor 25d de paso. Cuando la barra 25b de control de movimiento es rotada a una velocidad ajustada por el motor 25d de paso, el deslizador 25c se mueve en una direccion longitudinal.

La porcion 21c de plomo es dispuesta en el deslizador 25c por medio de una placa 21d aislante. Un cableado 2a es acoplado electricamente a la unidad 1 de suministro de potencia, y es fijado a una porcion extrema de la porcion 21c de plomo. La porcion 21a de electrodo principal es fijada a la otra porcion extrema de la porcion 21c de plomo. La porcion 21b de electrodo auxiliar es adherida a un mecanismo 26 de suspension tal que la porcion 21b de electrodo auxiliar sea movible verticalmente.

El mecanismo 26 de suspension provee un marco que tiene una etapa 26a, porciones 26b, 26c de pared, una porcion 26d de puente. Mas especlficamente, el mecanismo 26 de suspension incluye el par de porciones 26b, 26c de paredes suministradas en una porcion extrema de la etapa 26a tal que estas estan separadas en direccion a lo ancho, la porcion 26d de puente que puentea los extremos superiores de las porciones 26b, 26c de pared, una barra 26e cillndrica adherida a la porcion 26d de puente en el eje de la porcion 26d de puente, una porcion 26f de sujecion adherida a la porcion de extremo distal de la barra 26e cillndrica, y una placa 26g de sostenimiento que sostiene la porcion 21b auxiliar del electrodo en una manera aislada. El extremo distal de la barra 26e cillndrica es

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fijado al extremo superior de la porcion 26f de sujecion, y las porciones 26i de soporte son suministradas en superficies opuestas de las porciones 26b, 26c de pared, y la placa 26g de sostenimiento es guiada en un estado en el cual la placa 26g de sostenimiento es movible en una direccion oscilante alrededor del eje 26h de conexion. De acuerdo con el movimiento vertical de la barra 26e cillndrica, la porcion 26f de sujecion, el eje 26h de conexion, la placa 26g de suspension, y la porcion 21b de electrodo auxiliar se mueve verticalmente. La porcion 21a de electrodo principal y la porcion 21b se extienden a traves de la region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo w, y la placa 26g de sostenimiento puede moverse en una direccion oscilante alrededor del eje 26h de conexion, para que la superficie superior completa de la porcion 21a de electrodo principal y la superficie inferior completa de la porcion 21 b de electrodo auxiliar son presionados contra la pieza de trabajo w.

Con el fin de que la porcion 21a de electrodo principal y la porcion 21b de electrodo auxiliar sostengan la pieza de trabajo w en forma de placa en un estado en el cual la porcion 21a de electrodo principal y la porcion 21b de electrodo auxiliar ambas contacten la pieza de trabajo w mientras que el mecanismo 26 de suspension y la porcion 21c de plomo son movidos en una direccion longitudinal por el mecanismo 25 de movimiento, los rodillos 27a, 27b rotatorios son suministrados para que la porcion 21a de electrodo principal y la porcion 21b de electrodo auxiliar, respectivamente, tal que estos se extiendan a traves de la pieza de trabajo w en la direccion a lo ancho de la pieza de trabajo w. El rodillo 27a rotatorio es soportado giratoriamente por un par de rodamientos 28a, y el rodillo 27b rotatorio es soportado giratoriamente por un par de rodamientos 28b. Durante el movimiento de la porcion 21a de electrodo principal y la porcion 21b de electrodo auxiliar por el mecanismo 25 de movimiento, una corriente electrica puede ser aplicada continuamente a la pieza de trabajo w a traves de los rodamientos 28a, 28b y el rodillo 27a rotatorio. El electrodo en movimiento es suministrado con medios para rodar o deslizarse sobre la region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo mientras se contacta con la region objetivo de calentamiento, y los rodillos 27a, 27b son ejemplos de esto.

En el otro lado del aparato 20 de calentamiento por resistencia directa, esta dispuesto el electrodo 22 fijo. Como se muestra en la FIG. 3, un mecanismo de extraccion 29 es dispuesto en una etapa 29a. la porcion 22c de plomo es dispuesta en el mecanismo 29 de extraccion por medio de una placa 29b de aislamiento. Un cableado 2b es acoplado electricamente a la unidad 1 de suministro de energla, y esta fijado a una porcion extrema de la porcion 22c de plomo. La porcion 22a de electrodo principal es fijada a la otra porcion extrema de la porcion 22c de plomo. La porcion 22b de electrodo auxiliar es adherida a un mecanismo 31 de suspension tal que la porcion 22b de electrodo auxiliar sea movible verticalmente. El mecanismo 31 de suspension es dispuesto para cubrir la porcion 22a de electrodo principal.

El mecanismo 29 de extraccion incluye un medio 29c de movimiento conectado a la superficie inferior de la placa 29b de aislamiento para mover el escenario 29a en una direccion longitudinal, los deslizadores 29d, 29e configurados para deslizar directamente la placa 29b de aislamiento en una direccion longitudinal, y los carriles 29f de gula dispuestos para guiar los deslizadores 29d, 29e, y utilizan el medio 29c de movimiento para deslizar una porcion 22b de electrodo auxiliar, la porcion 22a de electrodo principal, y las porciones 22c de plomo en la direccion longitudinal, por lo tanto ajustando sus posiciones. Dado que el aparato 20 de calentamiento por resistencia directa incluye un mecanismo 29 de extraccion, aun cuando la pieza de trabajo w se expande por calentamiento por resistencia directa, este puede ser aplanado.

El mecanismo 31 de suspension incluye un par de porciones 31b, 31c de pared suministradas de una manera parada en una porcion extrema de una etapa 31a de tal manera que estan sean separadas en la direccion a lo ancho, una porcion 31d de puente uniendo los extremos superiores de las porciones 31b, 31c de pared, una barra 31e cillndrica adherida a la porcion 31d de puente en el eje de la porcion 31d de puente, una porcion 31f de sujecion adherida a la porcion extrema distal de la barra 31e cillndrica, y una placa 31g de sostenimiento que sostiene la porcion 22b de electrodo auxiliar de manera aislada. La placa 31g de sostenimiento es sostenida por la porcion 31f de sujecion a traves de un eje 31h de conexion. El extremo distal de la barra 31e cillndrica es fijado al extremo superior de la porcion 31f de sujecion, y como en el mecanismo 26 de suspension, la placa 31g de sostenimiento es soportada por las porciones de soporte suministradas en superficies opuestas de las porciones 31b, 31c de pared de tal manera que la placa 31g de sostenimiento es movible en una direccion oscilante. De acuerdo con el movimiento vertical de la barra 31e cillndrica, la porcion 31f de sujecion, el eje 31h de conexion, la placa 31g de sostenimiento, y la porcion 22b de electrodo auxiliar se mueven verticalmente. La porcion 22a de electrodo principal y la porcion 22b de electrodo auxiliar se extienden a traves de la region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo w, y la placa 31g de sostenimiento puede moverse en una direccion oscilante alrededor del eje 31h de conexion, de tal manera que la superficie superior completa de la porcion 22a de electrodo principal y la superficie inferior completa de la porcion 22b de electrodo auxiliar son presionadas contra la pieza de trabajo w.

En un estado en el cual la pieza de trabajo w es soportada horizontalmente por medios de soportes horizontales, la pieza de trabajo w es sostenida en una manera fija entre la porcion 22a de electrodo principal y la porcion 22b de electrodo auxiliar del electrodo 22 fijo, y es tambien sostenida entre la porcion 21a de electrodo principal y la porcion

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21b de electrodo auxiliar del electrodo 21 en movimiento, y despues, el mecanismo 25 de movimiento mueve el electrodo 21 en movimiento. El mecanismo 25 de movimiento mueve el electrodo 21 en movimiento a una velocidad de movimiento controlada por la unidad 15a de ajuste. La unidad 15a de ajuste ajusta la velocidad de movimiento del electrodo 21 en movimiento de acuerdo con la forma de la pieza de trabajo w tal que la region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo w es calentada uniformemente o para tener una distribucion de temperatura en la cual la temperatura cambia suavemente desde una temperatura alta a una temperatura baja.

Como es descrito arriba, de acuerdo con el aparato 20 de calentamiento por resistencia directa, la porcion 21a de electrodo principal y la porcion 21b de electrodo auxiliar estan dispuestas para sostener la pieza de trabajo w desde arriba y desde debajo de la pieza de trabajo w. La porcion 21a solida de electrodo principal configurada para extenderse a traves de la region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo w esta dispuesta para extenderse a traves del par de porciones 21c de plomo (por ejemplo, barras colectoras) suministradas a lo largo de la direccion de movimiento del electrodo. La porcion 21a de electrodo principal, la porcion 21b de electrodo auxiliar, y el par de porciones 21c de plomo son adheridas a una estructura la cual se mueve a lo largo de la direccion de movimiento del electrodo por el mecanismo 25 de movimiento. Al menos una de la porcion 21a de electrodo principal y la porcion 21b de electrodo auxiliar es movida verticalmente por la barra 26e cillndrica sirviendo como medio de presion para sostener la pieza de trabajo w entre la porcion 21a de electrodo principal y la porcion 21b de electrodo auxiliar, y en esta condicion, la porcion 21a de electrodo principal y la porcion 21b de electrodo auxiliar son movidas para pasar sobre la pieza de trabajo w con una corriente electrica siendo aplicada desde la porcion 21a de electrodo principal a la pieza de trabajo w a traves de las barras colectoras 21c.

El ejemplo ilustrado en las FIGURAS 3 a 6 puede ser modificado tal que, por ejemplo, al menos una de la porcion 21a de electrodo principal y la porcion 21b de electrodo auxiliar sea movida verticalmente por la barra 26e cillndrica para sostener la pieza de trabajo w entre la porcion 21a de electrodo principal y la porcion 21b de electrodo auxiliar, y en esta condicion, la porcion 21a de electrodo principal es movida para pasar sobre el par de barras colectoras con una corriente electrica siendo aplicada desde la porcion 21a de electrodo principal a la pieza de trabajo w a traves de las barras colectoras.

Segunda Realizacion

Un aparato 40 de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con una segunda realizacion de la presente invencion sera descrito con referencia a las FIGURAS 7A a 7D.

El aparato 40 de calentamiento por resistencia directa incluye un par de electrodos 43 electricamente acoplados a una unidad 1 de suministro de potencia y teniendo un primer electrodo 41 y un segundo electrodo 42, y unos mecanismos 44, 45 de movimiento configurados para mover el primer electrodo 41 y el segundo electrodo 42, respectivamente.

Con el primer electrodo 41 y el segundo electrodo 42 ambos contactando una pieza de trabajo w y una corriente electrica siendo aplicada desde la unidad 1 de suministro de potencia a la pieza de trabajo w a traves del par de electrodos 43, los mecanismos 44, 45 de movimiento mueven primero el electrodo 41 y el segundo electrodo 42 que estan dispuestos para que no se contacten el uno con el otro, respectivamente, por lo tanto ampliando la distancia entre el primer electrodo 41 y el segundo electrodo 42.

La pieza de trabajo w tiene una forma romboide en una vista plana, tal que el ancho es el mas largo en la posicion central y gradualmente se estrecha hacia ambas porciones extremas en una direccion longitudinal. Para calentar uniformemente esta pieza de trabajo w a una temperatura dentro del rango objetivo de temperatura, el primer electrodo 41 y el segundo electrodo 42 estan localizados en la posicion central de la pieza de trabajo w tal que un pequeno espacio sea suministrado entre el primer electrodo 41 y el segundo electrodo 42 y tal que el primer electrodo 41 y el segundo electrodo 42 se extiendan a traves de la pieza de trabajo w, y el primer electrodo 41 y el segundo electrodo 42 sean movidos a la misma velocidad de movimiento en direcciones opuestas mientras se aplica una corriente constante desde la unidad 1 de suministro de potencia.

Una configuracion detallada del aparato 40 de calentamiento por resistencia directa puede ser obtenida al suministrar la estructura del electrodo en movimiento de la primera realizacion ilustrada en el lado izquierdo de las FIGURAS 3 en ambos lados del aparato 40 de calentamiento por resistencia.

Tercera Realizacion

Un aparato 50 de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con una tercera realizacion de la presente invencion sera descrito con referencia a las FIGURAS 8A a 8E.

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Una pieza de trabajo w puede ser virtualmente dividida entre dos regiones trapezoides isosceles que son asimetricas la una a la otra en una vista plana. Cada una de las regiones trapezoides isosceles tiene lados paralelos, y los lados largos de las regiones trapezoides isosceles estan dispuestos en el lado externo y los lados cortos de las regiones trapezoides isosceles estan conectados el uno al otro. En otras palabras, la pieza de trabajo w tiene una forma similar a la forma obtenida tras conectar dos de las piezas de trabajo w como se muestra en la FIG. 1A. En este ejemplo, el aparato 10 de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con la primera realizacion se puede modificar como sigue.

El aparato 50 de calentamiento por resistencia directa incluye una unidad 50a de aplicacion de corriente dispuesta en un lado de la direccion longitudinal y otra unidad 50b de aplicacion de corriente dispuesto en el otro lado de la direccion longitudinal. La unidad 50a de aplicacion de corriente tiene un par de electrodos 53a y un mecanismo 56a de movimiento. La unidad 50b de aplicacion de corriente tiene un par de electrodos 53b y un mecanismo 56b de movimiento. El par de electrodos 53a estan dispuestos en el lado izquierdo en la vista plana de la pieza de trabajo w tiene un primer electrodo 51a y un segundo electrodo 52a.

En la unidad 50a de aplicacion de corriente en el lado izquierdo, el primer electrodo 51a es suministrado como un electrodo fijo en la porcion extrema izquierda de la pieza de trabajo w en la vista plana. El segundo electrodo 52a es suministrado como un electrodo en movimiento en el lado derecho del primer electrodo 51a en la vista plana con un pequeno espacio siendo suministrado entre el primer electrodo 51a y el segundo electrodo 52a, y es movido por el mecanismo 56a de movimiento.

En la unidad 50b de aplicacion de corriente en el lado derecho, el primer electrodo 51b es suministrado como un electrodo fijo en la porcion extrema derecha de la pieza de trabajo w en la vista plana. El segundo electrodo 52b es suministrado como un electrodo en movimiento en el lado izquierdo del primer electrodo 51a en la vista plana con un pequeno espacio siendo suministrado entre el primer electrodo 51b y el segundo electrodo 52b, y es movido por el mecanismo 56b de movimiento.

Como en la primera realizacion y en la segunda realizacion, los mecanismos 56a, 56b de movimiento incluyen unidades 54a, 54b de ajuste configuradas para controlar las velocidades de movimiento de los electrodos en movimiento, y los mecanismos 55a, 55b de accionamiento configurados para mover los electrodos en movimiento de acuerdo con las unidades 54a, 54b de ajuste. Las unidades 54a, 54b de ajuste obtienen los datos de las velocidades de movimiento de los electrodos en movimiento de la forma y el tamano de la pieza de trabajo w, y los mecanismos 55a, 55b de accionamiento mueven los electrodos en movimiento a las velocidades de movimiento obtenidas.

Los electrodos estan dispuestos como se muestra en las FIGURAS 8A y 8B, y en un estado en el cual una corriente electrica esta siendo aplicada desde la unidad 1 de suministro de potencia a la pieza de trabajo w a traves del par de electrodos 53a, 53b, los segundos electrodos 52a, 52b son movidos por los mecanismos 56a, 56b de movimiento tal que los segundos electrodos 52a, 52b se muevan lejos de los primeros electrodos 51a y 51b, respectivamente, como se muestra en las FIGURAS 8C y 8D. Despues, como se muestra en las FIGURAS 8E y 8F, ambos de los segundos electrodos 52a, 52b son movidos verticalmente tal que los segundos electrodos 52a, 52b son separados de la pieza de trabajo w. La corriente desde la unidad 1 de suministro de potencia al par de los electrodos 53a, 53b es temporalmente parada, y el interruptor es utilizado para cambiar un circuito, y despues la unidad 1 de suministro de potencia vuelve a empezar para aplicar una corriente electrica entre el primer electrodo 51a y el primer electrodo 51b. En este sentido, una porcion de la pieza de trabajo w entre el segundo electrodo 52a y el segundo electrodo 52b puede ser calentada por conduccion electrica.

Tambien en la tercera realizacion, los mecanismos 56a, 56b de movimiento mueven los segundos electrodos 52a, 52b que sirven como electrodos en movimiento a velocidades de movimiento controladas basandose en la forma y el tamano de la pieza de trabajo w, una corriente electrica es aplicada por el par de electrodos 53a a una porcion de la pieza de trabajo w entre el primer electrodo 51a y el segundo electrodo 52a, una corriente electrica es aplicada por el par de electrodos 53b a una porcion de la pieza de trabajo w entre el primer electrodo 51b y el segundo electrodo 52b, en la cual la cantidad de calor es igualada para cada parte de la pieza de trabajo w para uniformemente calentar la pieza de trabajo w.

En cuando a la configuracion de cada una de las unidades 50a y 50b de aplicacion de corriente, es posible aplicar la misma configuracion como la de la primera realizacion, y una configuracion detallada puede ser la misma que la configuracion mostrada en las FIGURAS 3 a 6.

Cuarta Realizacion

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Un aparato 10 de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con una cuarta realizacion de la presente invencion sera descrito con referencia a las FIGURAS 9A a 9D.

La configuracion del aparato 10 de calentamiento por resistencia directa mostrado en la FIG. 9A es el mismo que ese aparato 10 de calentamiento por resistencia directa mostrado en la FIG. 1A. En otras palabras, el aparato 10 de calentamiento por resistencia directa incluye un par de electrodos 13 electricamente acoplados a una unidad 1 de suministro de potencia y teniendo un primer electrodo 11 y un segundo electrodo 12, y un mecanismo 15 de movimiento configurado para mover al menos uno del primer electrodo 11 y el segundo electrodo 12. Con el primer electrodo 11 y el segundo electrodo 12 ambos contactando una pieza de trabajo w y una corriente electrica siendo aplicada a la pieza de trabajo w a traves del par de electrodos 13, el mecanismo 15 de movimiento mueve primero el electrodo 11, para cambiar una distancia entre el primer electrodo 11 y el segundo electrodo 12.

La cuarta realizacion es diferente de la primera realizacion en la forma de la pieza de trabajo w. Esto es que, la pieza de trabajo w tiene un ancho constante a lo largo de la direccion longitudinal en una vista plana, pero el grosor de la pieza de trabajo w es reducido hacia un lado. Por lo tanto, el area de seccion transversal es reducida hacia un lado.

Tambien en la cuarta realizacion, desde cuando una corriente electrica empieza a ser aplicada desde la unidad 1 de suministro de potencia al par de electrodos 13 hasta cuando la aplicacion de la corriente para, el electrodo en movimiento, por ejemplo, el primer electrodo 11, es movido. Por lo tanto, es posible controlar la cantidad de calor para cada una de las subregiones dentro de las cuales la region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo w es dividida virtualmente en un patron a rayas a lo largo de la direccion de movimiento del electrodo.

Tambien cuando el grosor de la pieza de trabajo w es reducida hacia el lado izquierdo como se muestra, por ejemplo, en la FIG. 9B, la velocidad de movimiento es definida por una funcion proporcional al cuadrado de la rata de cambio del area en seccion transversal, basada en la Ecuacion 4 precedente.

Quinta Realizacion

Un aparato 10 de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con una quinta realizacion de la presente invencion sera descrito con referencia a las FIGURAS 10A a 10D.

La configuracion del aparato 10 de calentamiento por resistencia directa mostrado en la FIG. 10A es el mismo que ese aparato 10 de calentamiento por resistencia directa mostrado en la FIG. 1A. La quinta realizacion es diferente de la primera realizacion en que la region objetivo de calentamiento no es la pieza de trabajo w completa sino que es una region en un lado de la direccion longitudinal. En otras palabras, la region completa de la pieza de trabajo w es dividida en dos regiones, concretamente, una region w1 objetivo de calentamiento y una region w2 de no calentamiento. La pieza de trabajo w es formada haciendo una region w1 objetivo de calentamiento y una region w2 de no calentamiento de diferentes materiales y uniendo la region w1 objetivo de calentamiento y region w2 de no calentamiento por soldadura. Como un ejemplo del uso de este tipo de pieza de trabajo w, un miembro puede ser configurado para absorber un impacto por una region w2 de no calentamiento incrementando la dureza de una region w1 objetivo de calentamiento y haciendo la region w2 de no calentamiento facilmente deformable por un impacto. En este caso, el primer electrodo 11 y el segundo electrodo 12 estan dispuestos en un lado de la region w1 objetivo de calentamiento en donde el area de seccion transversal a lo largo de una direccion perpendicular es mas grande que a una direccion longitudinal, y el primer electrodo 11 es movido en una direccion en la cual el area de seccion transversal disminuye. La velocidad de movimiento puede ser configurada basandose en la Ecuacion 4. En consecuencia, tambien en la quinta realizacion, desde cuando una corriente electrica empieza a ser aplicada desde la unidad 1 de suministro de potencia al par de electrodos 13 hasta cuando la aplicacion de la corriente para, un electrodo en movimiento, esto es, el primer electrodo 11, es movido. Por lo tanto, es posible controlar la cantidad de calor para cada una de las subregiones dentro de las cuales la region w1 objetivo de calentamiento es virtualmente dividida en un patron a rayas a lo largo de la direccion de movimiento del electrodo.

Sexta Realizacion

Un aparato 40 de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con una sexta realizacion de la presente invencion sera descrito con referencia a las FIGURAS 11A a 11D.

El aparato 40 de calentamiento por resistencia directa mostrado en la FIG.11A tiene la misma configuracion que el aparato 40 de calentamiento por resistencia directa mostrado en la FIG. 7A. La sexta realizacion es diferente de la segunda realizacion en que un lado de la pieza de trabajo w en una direccion longitudinal es una region w1 para ser casi uniformemente calentada a una temperatura de trabajo en caliente, y el otro lado es una region w2 para ser

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calentada uniformemente a una temperatura de trabajo calida menor que la temperatura de enfriamiento. Esto es que, la region completa de la pieza de trabajo w tiene las regiones w1, w2 para ser calentadas a diferentes temperaturas, respectivamente. Como en la quinta realizacion, la pieza de trabajo w puede ser formada haciendo la region w1 y la region w2 de diferentes materiales, y uniendo la region w1 y la region w2 por soldadura. En este ejemplo, los mecanismos 44, 45 de movimiento mueven los electrodos 41, 42 de movimiento respectivamente. La region w1 izquierda es uniformemente calentada a una temperatura de trabajo en caliente, mientras que la region w2 derecha es calentada a una temperatura de trabajo calida, tal que la presion pueda ser facilmente realizada en el siguiente proceso. Para este extremo, mientras una corriente constante es aplicada entre los electrodos 41, 42 de movimiento, el mecanismo 44 de movimiento mueve el electrodo 41 en movimiento tal que la relacion de la Ecuacion 4 sea satisfecha, en la cual la region w1 es uniformemente calentada a una temperatura de trabajo en caliente, y el mecanismo 45 de movimiento mueve el electrodo 42 en movimiento tal que la region w2 sea calentada a una temperatura de trabajo calida. Los tiempos de inicio del movimiento y los tiempos de parada del movimiento de los electrodos 41,42 en movimiento pueden ser configurados de acuerdo con los tamanos de las regiones w1 y w2 en la direccion longitudinal, la temperatura de trabajo caliente objetivo, y la temperatura de trabajo calida objetivo.

Mientras que la invencion ha sido descrita con referencia a ciertas realizaciones de la misma, el alcance de la invencion no esta limitado a las realizaciones arriba mencionadas, y se entendera por aquellos con habilidades en el arte que diversos cambios y modificaciones pueden ser hechos aqul sin separarse del alcance de la invencion como es definido por las reivindicaciones adjuntas.

Por ejemplo, tales cambios y modificaciones pueden ser hechos de acuerdo con la forma y el tamano de una pieza de trabajo w. La pieza de trabajo w no esta limitada a aquellas ilustradas en los dibujos, y mientras que una pieza de trabajo incluya una region en donde la resistencia por unidad de longitud disminuya debido a, por ejemplo, una reduccion en el area de seccion transversal a lo largo de una direccion, la region puede ser uniformemente calentada por mover un electrodo en una direccion. Tambien, los lados laterales de una pieza de trabajo w conectando los respectivos extremos de la pieza de trabajo w en una direccion longitudinal necesitan no ser llneas rectas, y pueden ser curveadas, o pueden ser configuradas conectando una pluralidad de llneas rectas y/o llneas curveadas teniendo diferentes curvaturas.

Los ejemplos descritos arriba incluyen un caso en donde la pieza de trabajo w completa es una region objetivo de calentamiento, un caso en donde una porcion de la pieza de trabajo w es una region objetivo de calentamiento, y un caso en donde la pieza de trabajo w esta divida entre una pluralidad de regiones objetivo de calentamiento. De acuerdo con otro ejemplo, la region objetivo de calentamiento puede ser dividida entre una pluralidad de regiones objetivo de calentamiento en una direccion intersecando la direccion de movimiento de uno del primer electrodo y el segundo electrodo que estan dispuestos en la pieza de trabajo w con un espacio suministrado entre los mismos, que, no es en la direccion longitudinal de la pieza de trabajo w pero en la direccion a lo ancho de la pieza de trabajo w, y el electrodo en movimiento puede ser suministrado para cada una de las regiones objetivo de calentamiento. En este caso, las regiones objetivo de calentamiento pueden ser contiguas en la direccion a lo ancho, o pueden estar separadas en la direccion a lo ancho.

Como es descrito arriba, cambios y modificaciones pueden ser hechos tal que uno o mas electrodos en movimiento sean suministradas para calentar la pieza de trabajo w por conduccion electrica de acuerdo con la forma y el tamano de una pieza de trabajo w y una region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo w, y un uso de un electrodo fijo es opcional.

Aplicabilidad Industrial

Una o mas realizaciones de la invencion proveen un aparato de calentamiento por resistencia directa y un metodo de calentamiento por resistencia directa en el cual una corriente electrica es aplicada a una pieza de trabajo tal como un lingote de acero.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un aparato (10, 20, 40, 50) de calentamiento por resistencia directa que comprende:

un par de electrodos (13, 43, 53a, 53b) adaptados para ser electricamente acoplados a una unidad (1) de suministro de potencia, el par de electrodos (13, 43, 53a, 53b) que comprende un primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y un segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b); y

un mecanismo (15, 25, 44, 45, 56a, 56b) de movimiento configurado para mover al menos uno del primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) para cambiar una distancia entre el primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b),

caracterizado porque el mecanismo (15, 25, 44, 45, 56a, 56b) de movimiento mueve el al menos uno del primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) con el primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) ambos contactando una pieza de trabajo (W) y con una corriente electrica siendo aplicada desde la unidad (1) de suministro de potencia a la pieza de trabajo (W) a traves del par de electrodos (13, 43, 53a, 53b), en donde el al menos uno del primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) es configurado para rodar o para deslizarse sobre la region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo (W) mientras se contacta con la region objetivo de calentamiento.
2. El aparato (10, 20, 40, 50) de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde cada uno del primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) tiene una longitud que se extiende a traves de una region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo (W).
3. El aparato (10, 20, 40, 50) de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde el mecanismo (15, 25, 44, 45, 56a, 56b) de movimiento comprende:

una unidad (15a, 44a, 45a, 55a, 55b) de ajuste configurada para controlar una velocidad de movimiento del al menos uno del primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b); y

un mecanismo (15b, 44b, 45b, 54a, 54b) de accionamiento configurado para mover el al menos uno del primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) de acuerdo con la unidad (15a, 44a, 45a, 55a, 55b) de ajuste.
4. El aparato (10, 20, 40, 50) de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con la reivindicacion 3, en donde la unidad (15a, 44a, 45a, 55a, 55b) de ajuste esta configurada para obtener los datos de la velocidad del movimiento basandose en la forma y el tamano de la pieza de trabajo (W), y en donde el mecanismo (15b, 44b, 45b, 54a, 54b) de accionamiento mueve el al menos uno del primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) a la velocidad de movimiento obtenida por la unidad (15a,44a, 45a, 55a, 55b) de ajuste.
5. El aparato (20) de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde cada uno del primer electrodo (21) y del segundo electrodo (22) que comprende:

una porcion (21 a, 22a) de electrodo principal;

una porcion (22a, 22b) de electrodo auxiliar; y

una porcion (21c, 22c) de plomo conectada a una unidad (1) de suministro de potencia para aplicar la corriente electrica a la porcion (21a, 22a) de electrodo principal,

en donde la porcion (21a, 22a) de electrodo principal y la porcion (22a, 22b) de electrodo auxiliar estan dispuestas para sostener la pieza de trabajo (W) desde encima y desde debajo de la pieza de trabajo (W).
6. El aparato (10, 20, 50) de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde el mecanismo (15, 25, 56a, 56b) de movimiento esta configurado para mover unicamente uno del primer electrodo (11, 21, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 52a, 52b).
7. El aparato (40) de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde el mecanismo (44, 45) de movimiento esta configurado para mover el primer electrodo (41) y el segundo electrodo (42).

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8. Un metodo de calentamiento por resistencia directa que comprende:

suministrar una pieza de trabajo (W) que tiene una region objetivo de calentamiento, en donde una resistencia de la region objetivo de calentamiento por unidad de longitud en una direccion de la region objetivo de calentamiento cambia a lo largo de una direccion;

colocar un primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y un segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) tal que un espacio sea suministrado entre el primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) y de tal manera que cada uno del primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) se extiendan a traves de una region objetivo de calentamiento; y

mover al menos uno del primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) con una corriente electrica siendo aplicada a la region objetivo de calentamiento de tal manera que el al menos uno del primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) ruede o se deslice sobre la region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo (W) mientras que contacto con la region objetivo de calentamiento y de tal manera que un tiempo durante el cual se aplica la corriente electrica a cada parte de la region objetivo de calentamiento se ajusta de acuerdo con un cambio de la resistencia por unidad de longitud, calentando de este modo la pieza de trabajo (W) de tal manera que cada parte de la region objetivo de calentamiento se calienta a una temperatura dentro de un rango de temperatura objetivo
9. El metodo de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con la reivindicacion 8, en donde la corriente electrica aplicada desde una unidad (1) de suministro de potencia al primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) es constante.
10. El metodo de calentamiento por resistencia directa de acuerdo con la reivindicacion 8, en donde la region objetivo de calentamiento de la pieza de trabajo (W) es configurada tal que un area en seccion transversal de la region objetivo de calentamiento es reducida en una direccion, y el al menos uno del primer electrodo (11, 21, 41, 51a, 51b) y el segundo electrodo (12, 22, 42, 52a, 52b) es movido de acuerdo con una reduccion del area en seccion transversal.