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中频感应加热炉装置在金属工件的锻造、热冲压、挤压、热轧和弯管(热弯曲)中的应用

发布时间 : 2017-04-18
来源:http://www.zzckdz.com/news/57.html
    关于整套感应加热设备的整机、中频电源(超音频电源)、感应加热器等的效率问题,与其存在的某些关联。

    在加热过程中,使整个工件的内部温度和表面温度大致相等,叫做透热。透热主要用在锻造、热冲压、挤压、热轧和弯管等加工前的加热及带材、管材和线材的退火等。感应加热用于透热的主要优点是:

    1.改善工人劳动条件。

    2.加热效率高,速度快。

    3.金属烧损少。

    4.便于温度控制,保证加热质量。

    5.易于组成自动生产线等,因此得到越来越广泛的应用。

    在感应加热装置上,当线圈通电后,将冷工件连续的送入炉膛内进行感应加热,只要控制送料速度(节拍或连续)就可以实现对温度的粗略控制,如若实现更为精准的温度控制,则需配置红外线温度感知系统。

    下面阐明透热加热的频率、功率及加热时间对感应器的效率、工件的感应加热温度和工件温度的均匀分布等的关系。感应加热时,中频或超音频电源频率对感应器的效率有很大影响。感应加热器的效率η由电效率ηe和热效率ηr组成,西安宜恩感应加热设备,送入感应加热器的电功率P可分为两部分:

    感应线圈中,使感应线圈发热,热量又被冷却水带走,这部分功率是无用的。

    第二部分功率P2在工件的直接加热层中转化成热,P2与P之比就是电效率η。

    ηe=P2/P

    P=P1+P2

    直接加热层的热功率P2又可分为两部分:

    第一部分P3用来提高这一层的感应加热温度及传导到工件内部以提高工件的内部温度,这是有用的。

    第二部分P4以传导和辐射的等方式散到周围空间,P3与P2的比就是热效率ηr:

    ηr=P3/P2

    P=P3+P4

    感应加热器的总效率等于P3与P之比,因此:

    η= P3/P= ηeηe

    感应器的结构设计的合理,效率就高,感应器设计的不合理,效率就要降低。

    为了提高同样的加热效果,可把电源频率F提高,线圈中的电流I1及铜管损耗P1就可以减小,电效率ηe就可以提高。频率提高使工件的透热深度减小,圆钢工件的直径d与“热态”透热深度△k之比就增大。

    感应加热器的热效率ηr与感应加热器中选用的隔热材料(即炉衬)决定了热损失的大小。又因为频率越高,直接感应加热层就越浅,要是工件表面的芯部获得接近的温度,只能靠长时间的热传导,西安宜恩,但热传导时间过长,热量在周围介质中损失P4就过多,以导致热效率ηr降低,而且达不到快速透热的效果。

    感应加热频率太高会使工件加热不均匀。这是直接感应加热层太浅,工件外表面温度很高,甚至开熔化。而内部尚未达到所需温度。减少每个工件的加热频率,并延长每个工件的加热时间可以解决这个问题。

    另外,为了缩短加热时间,可以采用快速加热的方法,即加大单位面积功率,使表面温度快速的达到所需要的温度,然后再降低单位面积的功率,维持表面温度不变,使温度能够快速向芯部传导,这样就可以缩短感应加热的时间。
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