Производительность и характеристики индукционного нагрева
По сравнению с традиционными методами нагрева, такими как нагрев пламенем, индукционный нагрев имеет следующие эксплуатационные характеристики: точная глубина и площадь нагрева, а также простота управления; Легко достичь высокой плотности мощности, быстрой скорости нагрева, высокой эффективности и низкого энергопотребления; Высокая температура нагрева, легко контролировать температуру нагрева; Температура нагрева передается или проникает от поверхности заготовки внутрь; При использовании бесконтактного метода нагрева в процессе нагрева нелегко вносить примеси; Материал заготовки имеет минимальные ожоговые повреждения и меньшее образование оксидной окалины.
Принцип
Метод индукционного нагрева заключается в передаче электрической энергии нагретой металлической заготовке через индукционную катушку, а затем преобразовании электрической энергии в тепловую энергию внутри металлической заготовки. Индукционная катушка не находится в прямом контакте с металлической заготовкой, а энергия передается посредством электромагнитной индукции. Поэтому мы называем этот метод нагрева индукционным нагревом.
Основными принципами индукционного нагрева являются электромагнитная индукция, скин-эффект и теплопроводность. Чтобы нагреть металлическую заготовку до определенной температуры, необходимо, чтобы наведенный ток в заготовке был как можно больше. Увеличение тока в индукционной катушке может увеличить переменный магнитный поток в металлической заготовке, тем самым увеличивая индуцированный ток в заготовке. Еще одним эффективным способом увеличения наведенного тока в заготовке является увеличение частоты тока в индукционной катушке. По мере увеличения частоты в заготовке магнитный поток меняется быстрее, наведенный потенциал увеличивается, а также увеличивается наведенный ток в заготовке. Для того же эффекта нагрева, чем выше частота, тем меньше ток в индукционной катушке, что может уменьшить потери мощности в катушке и повысить электрический КПД оборудования.
В процессе индукционного нагрева температура в различных точках внутри металлической заготовки постоянно меняется. Чем выше мощность индукционного нагрева и чем короче время нагрева, тем выше температура поверхности металлической заготовки и ниже температура в центре заготовки. Если время индукционного нагрева длительное, температура на поверхности и в центре металлической заготовки имеет тенденцию быть однородной за счет теплопроводности.
Выбор оборудования для индукционного нагрева определяется исходя из требований процесса и размера нагреваемой заготовки. На основе материала, размера, площади нагрева, глубины нагрева, температуры нагрева, времени нагрева и других технологических требований к нагретой детали проводятся комплексные расчеты и анализ для определения технических параметров, таких как мощность, частота и индукционная катушка оборудования индукционного нагрева.
Гибкое керамическое электрическое отопление
Гибкое керамическое электронагревательное оборудование состоит из гибкого керамического электронагревательного оборудования, а также оборудования для измерения и контроля температуры. Это устройство, которое использует электрическую энергию для возбуждения энергии излучения и нагревания. Когда керамический материал (включая покрытие) гибкого керамического электронагревателя имеет высокие характеристики излучения в дальнем инфракрасном диапазоне и может полностью использовать характеристики радиационного нагрева, его называют электронагревателем в дальнем инфракрасном диапазоне.
Принцип резистивного нагрева гибких керамических листов заключается в использовании для нагрева дальнего инфракрасного излучения. При использовании этого метода термообработки толстостенных труб источник тепла сначала излучает тепло от нагревательного элемента к внешней стенке трубы, а затем проводит тепло от поверхности внешней стенки к внутренней стенке. Из-за передачи и рассеивания тепла по длине трубы между внутренней и внешней стенками образуется большая разница температур. Температура на той части трубы, которая находится в радиальном направлении от центра источника нагрева (корня сварного шва), существенно отличается от температуры поверхности трубы.
В процессе термообработки трубы Р22 размерами 420×70 мм и длиной 680 мм использовался гибкий керамический нагреватель для нагрева при температуре 770 ℃ в течение 4 часов с шириной нагрева 500 мм. Было обнаружено, что разница температур между внутренней и внешней стенками в положении плоской сварки составляла 50 ℃, а разница температур между внутренней и внешней стенками в положении сварки сверху составляла 30 ℃. Такая большая разница температур между внутренней и внешней стенками затрудняет обеспечение соответствия внутренней температуры термообработки стали технологическим требованиям.
Электромагнитный индукционный нагрев отличается от гибких керамических нагревательных элементов (где источник тепла расположен за пределами стенки трубы и полностью излучается). Центр источника тепла индукционного нагрева расположен внутри стенки трубы с небольшим температурным градиентом. Горячая область находится под поверхностью заготовки, и тепло может быстро передаваться внутрь металла, эффективно передавая тепло глубже в направлении толщины стенки, благодаря чему температура внутренней и внешней стенок становится однородной.
Глубина проникновения тока разных частот в сталь различна. Чем выше частота, тем меньше глубина проникновения, а чем ниже частота, тем больше глубина проникновения. Особенно глубина проникновения тока в горячем состоянии напрямую влияет на эффективность нагрева и закалочный эффект заготовки. Формулу можно использовать для расчета текущей глубины термического проникновения высоко- и среднечастотного оборудования при нагреве стальных заготовок.
Из-за ограниченной формы сварного шва для локального нагрева сварного шва можно использовать только плоский нагревательный датчик. В это время эффективная катушка создает поперечное магнитное поле, то есть силовые линии магнитного поля перпендикулярны поверхности нагрева. При использовании поперечного магнитного поля электрический КПД индуктора остается высоким, когда отношение толщины стальной пластины к глубине проникновения тока в горячем состоянии (800 ℃) менее 3,5. (При использовании круглого индуктора для нагрева круглых прутков или плит электрический КПД индуктора может быть высоким только в том случае, если толщина пластины превышает 3,5).
Конструкция датчика
В датчиках сварного шва обычно используются плоские датчики нагрева, которые имеют три конструктивные формы:
(1) Тип разделенного возврата, эффективная часть — это средняя секция A, а две параллельные ветви B и C — это ответвления тока, которые могут быть спроектированы в верхней или нижней части секции A.
(2) Петлевой тип представляет собой трубчатую конструкцию прямоугольного сечения, эффективная часть которой оснащена магнитопроводом, а верхняя и нижняя медные трубки имеют одинаковое поперечное сечение.
(3) Тип широкой задней петли. Поперечное сечение ответвленного трубопровода значительно расширено, что снижает потери датчика. Наша продукция применяется в различных областях, таких как индукционная пайка, индукционная закалка, загрузка и разгрузка индукционным нагревом, индукционная термокоррекция, индукционный отпуск/отжиг, нагрев трубопроводов, термообработка и т. д. Мы уделяем больше внимания деталям, используем ведущие мировые технологии, первоклассное качество, безупречный сервис и высокое мастерство, чтобы предоставить клиентам комплексное решение для индукционного нагрева, решая ваши проблемы с промышленным нагревом.
