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中频炉--锻造生产中的感应加热
作者:海山中频电炉网[www.sxhaishan.com]2011-11-20 12:53:08

  感应加热炉的感应线圈的内径大约为被加热坯料直径的1.2~1.3倍,矩形感应加热器的内空间也是比坯料只大少许,以便于坯料通过为宜。因此,加热的空间甚小,不需要火焰炉所必须的厚厚的绝热层。因加热快,也不需要一炉装很多坯料,因此,感应加热炉具有如下的明显特点:中频炉中频电炉
(1)热效率高,加热快。不需要一般火焰炉开炉前缓慢的逐级升温的预热过程。一般只要短时间加热3~5个坯料后(返回炉前)即可正常运行。
(2)与火焰炉相比金属氧化层薄,金属损耗少。
(3)不需要很厚的绝热层,炉体小,炉体自身的热容量低,加热效率高。
(4)炉体体积小,占地面积小。
(5)不产生燃烧废气,有利于环保。
(6)易实现自动化运行,与其他加热炉相比操作人员最少。
当然,还可以在设备的成本、维修方便等方面比较,这要涉及具体情况,但感应加热在大多数情况下占有明显的优势。其不足之处是不适用于金属坯料加热的所有情况,要依据具体情况分析、论证才能选用。
        在钢铁厂中,焦炉、高炉煤气充足,加热大型锻坯,应以焦炉、高炉煤气的火焰炉为首选;在天然气充足的地方,选用以天然气为燃料的加热炉无疑是最为经济的。对于大型、超大型锻件,几乎毫无例外的选用燃气加热炉。因此,在较大的机械制造企业,往往要建设自用的煤气站,以便作为热源。目前焦炭加热炉一般只用于小工厂的手工锻造在用,在大型企业已完全被淘汰。目前,大型感应加热炉多用于有色金属挤压坯料的加热,而且是采用的工频,使电源设备大为简化。具体讲,用于铝及铝合金、铜及铜合金的挤压坯料加热。主要原因是感应加热时,由于感应电流的集肤效应,使加热锭坯表层先热。坯料的中心的温度升高,是靠热传导实现的。铝、铜及其合金具有良好的热传导性能,因此热透性好,外部表层和中心的温度短时即可趋于均衡。反之,钢的导热性较差,外表和中心的温度必须经过较长的时间传递,采用感应加热的方法就无法发挥感应加热快速的特点。而且钢坯料中心达到工艺要求的温度时,坯料的表面可能已经过烧。钢的加热必须有一个缓慢的均化过程。
       对于大批量的小型锻件,包括黑色和有色金属的坯料,则考虑小型的感应加热炉或几台加热炉组成的加热炉组更为适宜。选择加热方法及设备,任何时候都要多方面进行分析、比较,但最基本的是使用性能,技术的可靠性,是否先进,在此前提下,考虑经济性、热能来源,以及维护是否方便等因素。当然要经得起环保方面的严格审查。
       (1)中频感应加热炉的设计、制造,从技术方面讲,可以说已经完全成熟。用于小规格钢坯锻压坯料加热,因其便于实现自动化、连续化已经被普遍采用;用于有色金属挤压坯料的加热,即使是大规格的锭坯,也有趋于采用工频感应加热的明显趋势。
       (2)在国内,有色金属挤压坯料工频感应加热炉的最大加热坯料规格为~b560mm×1750mm的铝锭,加热功率约在3000kW左右,基本上是当前世界上同类设备的“老大”。该设备用于100MN铝及铝合金挤压机配套。200MN挤压机目前只在俄罗斯有一台,是前苏联乌拉尔重机厂1951年建造的,当时由于感应加热技术尚不十分成熟,肯定不是采用感应加热炉与挤压机配套。从理论上讲,加热q~800mm X 2000mm的铝锭感应加热炉在技术上是可能的,其功率约达5000kW,但未见有明确的向更大功率发展的可能。
       (3)低(工频)、中、高频的感应加热炉的适用范围不会发生重大的改变。中、高频的感应加热设备主要用于金属的热处理(如表面淬火)领域,以及金属的熔炼、合金生产过程。未见中、高频用于钢及有色金属锻造坯料的加热领域的报导。主要是中、高频加热瞬时能量释放过快,而向坯料中心热量传导缓慢。将依靠变频元件的进步,进一步降低中、高频变频电源设备成本,提高运行的可靠性。
(4)感应加热设备电源部分的发展,中、高频感应炉,主要涉及变流环节的结构和固体化元件的进步;工频感应炉的设计将更注意三相的平衡技术(尤其是单相的感应加热炉),并要致力于将功率因数控制在电网允许范围之内(0.85~0.9),以达到减少电网损失,节约能源的目的。
        (5)在锻压领域,不论任何感应加热设备,加热设备与主设备计算机集中控制、集中显示、故障警报、协调运行的能力将会有进一步提高。通过计算机将主机(如模锻、挤压设备)和加热设备,当然也包括机组的其他辅助设备,将运行控制在最佳状态,无疑是工业技术发展的重要目标。

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