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中頻感應加熱爐工作原理及在鋁材廠應用

   日期:2016-10-18     來源:網絡    瀏覽:2891    評論:0    

感應加熱具有加熱效率高、速度快、可控性好及易于實現自動化等優點,廣泛應用于金屬熔煉、透熱、熱處理和焊接等工業生產過程中,成為冶金、國防、機械加工等部門及鑄、鍛和船舶、飛機、汽車制造業等不可缺少的技術手段。

由于中頻感應加熱的原理為電磁感應,其熱量在工件內自身產生,普通工人用中頻電爐上班后十分鐘即可進行鍛造任務的連續工作,不需燒爐專業工人提前進行燒爐和封爐工作。由于該加熱方式升溫速度快,所以氧化極少,中頻加熱鍛件的氧化燒 損僅為0.5%,煤氣爐加熱的氧化燒損為2%,燃煤爐達到3%,中頻加熱工藝節材,每噸鍛件和燒煤爐相比至少節約鋼材原材料20-50千克。其材料利用率可達95%。由于該加熱方式加熱均勻,芯表溫差極小,所以在鍛造方面還大大的增加了鍛模的壽命,鍛件表面的粗糙度也小于50um工藝節能,中頻加熱比重油加熱節能31.5%~ 54.3%,比煤氣加熱節能5%~40%。加熱質量好,可降低廢品率1.5%,提高生產 率10%~30%,延長鋁材擠壓模具壽命10%~15%。

中頻感應加熱爐的特點:

鋁材廠模具加熱爐

加熱速度快、生產效率高、氧化脫炭少、節省材料與成本、延長鋁材廠模具壽命

中頻感應加熱爐是一種將工頻50HZ交流電轉變為中頻(300HZ以上至20K HZ)的電源裝置,把三相工頻交流電,整流后變成直流電,再把直流電變為可調節的中頻電流,供給由電容和感應線圈里流過的中頻交變電流,在感應圈中產生高密度的磁力線,并切割感應圈里盛放的金屬材料,在金屬材料中產生很大的渦流。這種渦流同樣具有中頻電流的一些性質,即,金屬自身的自由電子在有電阻的金屬體里流動要產生熱量。例如,把一根金屬圓柱體放在有交變中頻電流的感應圈里,金屬圓柱體沒有與感應線圈直接接觸,通電線圈本身溫度已很低,可是圓柱體表面被加熱到發紅,甚至熔化,而且這種發紅和熔化的速度只要調節頻率大小和電流的強弱就能實現。如果圓柱體放在線圈中心,那么圓柱體周邊的溫度是一樣的,圓柱體加熱和熔化也沒有產生有害氣體、強光污染環境。中頻電爐廣泛用于有色金屬的熔煉,主要用在熔煉鋼、合金鋼、特種鋼、鑄鐵等黑色金屬材料以及不銹鋼、鋅等有色金屬材料的熔煉,也可用于銅、鋁等有色金屬的熔煉和升溫,保溫,并能和高爐進行雙聯運行。鍛造加熱用于棒料、圓鋼,方鋼,鋼板的透熱,補溫,蘭淬下料在線加熱,局部加熱,金屬材料在線鍛造(如齒輪、半軸連桿、軸承等精鍛)、擠壓、熱軋、剪切前的加熱、噴涂加熱、熱裝配以及金屬材料整體的調質、退火、回火等。熱處理主要供軸類(直軸、變徑軸,凸輪軸、曲軸、齒輪軸等);齒輪類;套、圈、盤類;機床絲杠;導軌;平面;球頭;五金工具等多種機械(汽車、摩托車)零件的表面熱處理及金屬材料整體的調質、退火、回火等。

中頻感應加熱爐是一種將工頻50HZ交流電轉變為中頻(300HZ以上至1000HZ)的電源裝置,由于中頻感應加熱的原理為電磁感應,其熱量在工件內自身產生,普通工人用中頻電爐上班后十分鐘即可進行鍛造任務的連續工作,不需燒爐專業工人提前進行燒爐和封爐工作。由于該加熱方式升溫速度快,所以氧化極少,中頻加熱鍛件的氧化燒 損僅為0.5%,煤氣爐加熱的氧化燒損為2%,燃煤爐達到3%,中頻加熱工藝節材,每噸鍛件和燒煤爐相比至少節約鋼材原材料20-50千克。

    1 、設備保護齊全

    整機設有水溫、水壓、缺相、過壓、過流、限壓 / 限流、啟動過流、恒流和緩沖啟動,使設備啟動平穩,保護可靠迅速, 運行穩定;

    2 、加熱速度快 氧化脫碳少

    由于中頻透熱爐加熱的原理為電磁感應,其熱量是由于工件自身產生,該加熱方式升溫速度快,氧化極少,加熱效率高, 工藝重復性好,金屬表面只有很輕微脫色,輕微拋光就可使表面恢復鏡面光亮,從而有效獲得恒定一致的材料性能;

    3、自動化程度高

    可實現全自動無人操作, 提高勞動生產率;

    4、能耗低無污染 加熱效率高

    與其他加熱方式相比,有效地降低了能耗,勞動生產率高、無污染、設備符合環保要求;

    5、溫度控制精度高 加熱均勻

    保證加熱芯表溫差小,通過溫度控制系統可對溫度進行精確控制,保證產品重復精度;

    6、中頻透熱爐爐體的更換簡便

    根據加工工件尺寸的不同,需配置不同規格的感應爐體,各爐體均設計有水電快換接頭,使爐體更換簡便、快速、方便。

中頻感應加熱爐系列熔煉爐特點
(1)熔化效率高節電效果好,結構緊湊、過載能力強
(2)爐子周圍溫度低、煙塵少、作業環境好。
(3)操作工藝簡單、熔煉運行可靠。
(4)金屬成分均勻。
(5)熔化升溫快、爐溫容易控制、生產效率高。
(6)爐子利用率高、更換品種方便。
(7)長弧形磁軛屏蔽漏磁和減少外部磁阻、有屏蔽線圈兩端的漏磁、磁軛截面是弧形的內側于外 壁無縫緊貼增加了有效的導磁率面積、使下圈獲得了更好的支撐。獨特的正反旋線圈極大的提高了系統的效率。

中頻感應加熱爐系列透熱爐特點
中頻爐系列透熱爐特點:加熱速度快、生產效率高、氧化脫炭少、節省材料與鍛模成本由于中頻感應加熱的原理為電磁感應,其熱量在工件內自身產生,普通工人用中頻電爐上班后十分鐘即可進行鍛造任務的連續工作,不需燒爐專業工人提前進行燒爐和封爐工作。不必擔心由于停電或設備故障引起的煤爐已加熱坯料的浪費現象。由于該加熱方式升溫速度快,所以氧化極少,每噸鍛件和燒煤爐相比至少節約鋼材原材料20-50千克,其材料利用率可達95%。由于該加熱方式加熱均勻,芯表溫差極小,所以在鍛造方面還大大的增加了鍛模的壽命,鍛件表面的粗糙度也小于50um。

工作環境優越、提高工人勞動環境和公司形象、無污染、低耗能感應加熱爐與煤爐相比,,工人不會再受炎炎烈日下煤爐的烘烤與煙熏,更可達到環保部門的各項指標要求,同時樹立公司外在形象與鍛造業未來的發展趨勢。感應加熱是電加熱爐中最節能的加熱方式由室溫加熱到1100℃的噸鍛件耗電量小于360度。

加熱均勻,芯表溫差極小,溫控精度高感應加熱其熱量在工件內自身產生所以加熱均勻,芯表溫差極小。應用溫控系統可實現對溫度的精確控制提高產品質量和合格率。
中頻電爐加熱裝置具有體積小,重量輕、效率高、熱加工質量優及有利環境等優點正迅速淘汰燃煤爐、燃氣爐、燃油爐及普通電阻爐,是新一代的金屬加熱設備。
中頻電爐是鑄造鍛造及熱處理車間的主要設備, 其工作的穩定性、可靠性及安全性是流水作業的鑄造鍛造及熱處理生產線正常穩定工作的保證。

隨著功率器件的發展,感應加熱電源的頻率也逐步提高,經歷了中頻、超音頻、高頻幾個階段。在感應加熱電源的應用中,淬火、焊管、焊接等工藝都要求高頻率高功率的電源。功率MOSFET雖然可以實現高頻工作,但其電壓、電流容量等級低,大功率電源需采用串、并聯技術,影響了電源運行的可靠性。絕緣柵雙極晶體管(IGBT)比較容易實現電源高功率化,但在高頻情況下,其開關損耗,尤其是IGBT關斷時存在的尾部電流,會限制工作頻率的進一步提高。 本文論述的中頻感應加熱電源采用功率自關斷功率器件IGBT,負載頻率是開關管工作頻率的二倍,間接拓寬了IGBT的使用頻率;功率管工作于零電流開關狀態,徹底消除了尾部電流引起的關斷損耗,理論上可實現零開關損耗;同時采用死區控制策略后,可實現負載阻抗調節。以往一般采用晶閘管來實現逆變電路,但是晶閘管關斷期反壓太低,參數匹配麻煩,輸出頻率仍然偏低;而采用IGBT后,并讓電路工作在電流斷續狀態下,這些問題都得到很好地解決。 為滿足中小工件加熱的需要,研制了一種新型線效的中頻感應加熱電源。該電源具有輸出電壓低圈匝數少、不需要中頻變壓器降壓、結構簡單、效率高。

 
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