防爆電加熱器的金屬感應熱處理

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 防爆電加熱器的金屬感應熱處理中的加熱目標是將金屬加熱到特定溫度分布，比如熱軋，不僅要求表面達到一定的溫度，而且要求工件加熱溫度均勻，即工件徑向與軸向溫差小。在此特定溫度下進(jìn)行軋制既能保證能源的合理利用，又能使軋制力在正常范圍內以方便軋制。又如在淬火加熱中，除了表面溫度要求外，對加熱層厚度也有不同要求。所有這些都要求加熱功率、加熱時(shí)間等工藝參數選擇合理。而在實(shí)際生產(chǎn)中，生產(chǎn)過(guò)程的復雜性以及人工控制的不精確性和隨機性，可能就會(huì )產(chǎn)生兩種不希望出現的情況：一是加熱功率過(guò)大，加熱時(shí)間過(guò)短。雖然鋼坯的表面溫度已達到要求，但鋼坯內部卻沒(méi)達到工藝溫度分布要求，將會(huì )影響后續工藝。如在軋制過(guò)程中，如果鋼坯沒(méi)被加熱透，硬度較大，不僅對熱成型的成品、半成品的質(zhì)量造成很大影響，損壞產(chǎn)品信譽(yù)，而且會(huì )使軋制鋼坯的軋錕逐漸產(chǎn)生裂紋，嚴重縮短軋錕的壽命，導致軋錕僅在短短數月甚至是一個(gè)月左右就不能再用。而軋錕成本一般比較高，會(huì )給工廠(chǎng)造成較大的損失；二是加熱功率過(guò)小，加熱時(shí)間過(guò)長(cháng)。這種情況不僅會(huì )增加氧化皮含量，而且浪費能源。在能源價(jià)格日益上漲和能源危機日趨嚴重情況下，應盡可能避免這種現象發(fā)生，以節約能源，造福后世。同時(shí)加熱時(shí)間過(guò)長(cháng)也會(huì )降低工廠(chǎng)的生產(chǎn)率，增加產(chǎn)品的成本。     總而言之，加熱爐內的加熱溫度，一方面影響加熱爐的能耗和工件燒損，另一方面又影響后續工藝。將工件溫度控制在合理的范圍內，既可保證產(chǎn)品的性能，又可使加熱爐和后續設備的總能耗最低。因此，如何在復雜的生產(chǎn)過(guò)程中有效地控制加熱溫度是當前迫切需要解決的問(wèn)題。要有效地控制加熱溫度， 其中最關(guān)鍵的是在確定鋼坯表面溫度的同時(shí)，也確定鋼坯的芯部溫度，然而就目前的測溫技術(shù)而言，很難用儀器直接測量出被加熱鋼坯的芯部溫度。目前的做法是熱處理完畢之后，在室溫狀態(tài)下通過(guò)解剖方法測定組織狀態(tài)和殘留應力分布情況下來(lái)進(jìn)行估算。這種算法不僅耗費大量人力、物力、和時(shí)間，而且所得的僅是某一零件、某一具體工藝條件下的最后情況，很難獲得直接推廣應用的規律性成果。故目前感應加熱熱處理工藝大多數還是建立在定性分析基礎上，憑經(jīng)驗制定的，生產(chǎn)力迅速發(fā)展要求的高質(zhì)量、低成本相去甚遠。  1.2 感應加熱的優(yōu)點(diǎn)  1）加熱速度快：用電磁感應加熱時(shí)，溫度上升的速度遠比用石油或煤氣加熱的速度快得多； 2）鐵屑損耗少：快速加熱能有效地降低材料損耗。而用煤氣為燃料的裝置，加熱速度慢，損耗很大；  3)防爆電加熱器啟動(dòng)快：在有些加熱裝置中，有很多耐火材料，加熱啟動(dòng)時(shí)它們吸收熱量，即裝置的熱慣性大。感應加熱不存在這類(lèi)問(wèn)題，因而啟動(dòng)快； 4)節能：不工作時(shí)感應加熱電源可以關(guān)閉，因為感應加熱啟動(dòng)快的特點(diǎn)，而對其他裝置來(lái)說(shuō)，由于啟動(dòng)慢，不工作時(shí)，也必須維持一定的加熱溫度；  5）生產(chǎn)效率高：由于加熱時(shí)間短，感應加熱可以提高生產(chǎn)效率，降低成本。除此之外，感應加熱還有便于控制、易于實(shí)現自動(dòng)化、減少設備占地面積、工作環(huán)境安靜、安全、潔凈、維護簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)感應電源按頻率范圍可分為以下等級：500Hz以下為低頻，1-10KHz為中頻；20KHz以上為超音頻和高頻。防爆電加熱器感應加熱電源發(fā)展與電力電子器件的發(fā)展密切相關(guān)。1970年浙大研制成功國內第一臺100KW/1KHz晶閘管中頻電源以來(lái)，國產(chǎn)KGPS系列中頻電源已覆蓋了中頻機組的全部型號。在超音頻電源方面，日本在1986年就利用SITH研制出100KW/60KHz的超音頻電源，此后日本和西班牙又在1991年相繼研制出500KW/50KHz和200KW/50KHz的IGBT超音頻電源。國內在超音頻領(lǐng)域與國外還有一定差距，但發(fā)展很快，1995年浙大研制出50KW/50KHz的IGBT超音頻電源，北京有色金屬研究總院和本溪高頻電源設備廠(chǎng)在1996年聯(lián)合研制出100KW/20KHz的IGBT電源。在高頻這一頻段可供選擇的全控型器件只有靜電感應晶閘管（SITH）和功率場(chǎng)效應晶閘管（MOSFET），前者是日本研制的3KW～200KW，20KHz～300KHz系列高頻電源,后者由歐美采用MOSFET研制成功輸出頻率為200～300KHz,輸出功率為100～400KW的高頻電源。與國外相比，國內導體高頻電源存在較大差距，鐵嶺高頻設備廠(chǎng)1993年研制成功80KW/150KHz的SIT高頻電源，但由于SIT很少進(jìn)入國際化流通渠道，整機價(jià)格偏高，并沒(méi)有投入商業(yè)運行。

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本文由防爆電加熱器的金屬感應熱處理生產(chǎn)廠(chǎng)家鎮江市滬揚電器成套有限公司于2018/5/30 9:25:11整理發(fā)布。
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