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中頻感應鍛造爐(透熱爐)如何正確選擇呢?

幾乎在所有的機器制造領(lǐng)域,透熱鍛造特別是模鍛、精鍛,都是一種重要的熱加工工藝。

感應加熱技術(shù)由熔煉、熱處理擴展到鍛造領(lǐng)域,給鍛造業(yè)帶來革命性變化。鍛造感應加熱為感應透熱爐主要應用之一。感應透熱裝置主要用于金屬熱塑加工(鍛造、擠壓及軋制等)前的加熱和各種型材的整體熱處理。

由于工藝要求的不同,鍛造用感應爐(透熱爐)也有多種多樣的形式,且多為非標產(chǎn)品。其中實心圓柱形爐料,特別是鋼材的加熱所占比重最大,

一、鍛造用感應加熱設備大致分類

(1)從加熱方式上分  分為周期式,順序式和連續(xù)式三類:

①周期式。爐中每次放置一根爐料,加熱完成出爐后再放下一個冷料。

②順序式。爐中同時存在多根爐料,進口端送進一根新料時,出口端給出一個達到溫度要求的熱料,按一定節(jié)拍順序進行加熱。

③連續(xù)式。爐料按一定速度恒速通過爐子,達到加熱要求。

(2)從爐料材質(zhì)上分  分為非磁性材料加熱和磁性材料加熱:

①非磁性材料加熱,如鋁的擠壓前加熱,銅的鍛前加熱及鋼材經(jīng)燃料爐加熱至居里點以上后的感應加熱等。

②磁性材料加熱,主要為鐵、鎳、鈷為主的合金材料,以鋼的溫度在居里點以下的加熱為常見,如鋼的蘭脆下料,表面防氧化處理,材料及機器零件的感應退火(低溫)和回火等。

由磁性到非磁性的整個加熱過程,主要指鋼材從常溫到鍛造溫度或淬火溫度的加熱時,大功率爐分段加熱的低溫段及鋼在采用雙頻加熱時的低溫加熱段(在居里點以下的相對低頻段)等。

(3)從爐料形狀上分  分為圓柱形、矩形截面、空心、板、帶材、型材等各種結(jié)構(gòu)和形狀。

(4)從爐體結(jié)構(gòu)上分  分為立式爐和臥式爐,立式爐多用于大重型爐料的加熱,一般多為周期式。

(5)從電源上分為高頻加熱設備、中頻感應加熱設備和工頻加熱,目前以中頻感應鍛造加熱爐居多。由于電源開發(fā),頻段增多,為提高加熱的合理性,現(xiàn)在采用雙頻和三頻電源加熱開始得到推廣。

(6)從加熱方式可分為常規(guī)加熱(等匝距線圈)和快速加熱(變匝距線圈)。

二、感應透熱爐與火焰爐相比的主要優(yōu)勢

(1)節(jié)省能源。一般感應加熱爐的總效率(鋼)多在60%以上,局部加熱時,與其他各爐種加熱相比效果會更加明顯。

(2)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量好,且均勻一致。感應加熱由于升溫速度快,晶粒細化,氧化脫碳輕,故質(zhì)量好。又因易于實現(xiàn)機械化、自動化生產(chǎn),故產(chǎn)品性能保持一致,重復性好。有一個明顯的例子,在20世紀我國某兵工廠從歐洲某先進國家進口一臺高速精鍛設備,對方建議同時配一臺感應透熱爐,可以一次鍛出成品。我方人員由于技術(shù)生疏,認為加熱到千多度的爐子很簡單,為節(jié)省有限的外匯就拒絕了,回國后自已配了一臺火焰爐。結(jié)果由于加熱時間太長,氧化燒損嚴重,鍛后不但要經(jīng)過磨削等機加工,還須進行酸洗。增加了材料的預留量、加工工時和生產(chǎn)成本。先進鍛機的能力發(fā)揮不到20%。直到后來認識到問題的關(guān)鍵,研發(fā)了相應的感應加熱爐才得以很好的解決。

(3)材料予留加工量小,節(jié)省原材料;加熱性能好,可提高模具使用壽命。

(4)設備的機械化、自動化水平高,體積小,占地少,故易于上流水線和自動線。

(5)為清潔能源,勞動條件好,基本無高溫和少環(huán)境污染。

(6)起動,停止快,使用和維護方便。

據(jù)一些企業(yè)初步統(tǒng)計,采用感應加熱可以在生產(chǎn)總時間上節(jié)省約70%,氧化皮為火焰爐1/2~1/4,模鍛時模具壽命提高20%,節(jié)省金屬為10%~15%。

三、正確選用和設計、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的感應鍛造爐

這當然首先要滿足用戶的生產(chǎn)和工藝要求。主要是生產(chǎn)率,其主要決定于變頻電源的功率,然后是節(jié)能,這取決于電源的頻率和感應器設計的合理性,工藝要求上主要是加熱溫度、溫度分布等,要靠感應器設計阻抗與電源的匹配及機械化、自動化水平等,則要根據(jù)用戶要求進行協(xié)商;其次是產(chǎn)品質(zhì)量要好;設備的技術(shù)經(jīng)濟指標先進,如能耗低、材料省、運行費用低、勞動條件好等;設備可靠性要高;使用、維護方便,操作安全可靠。

FIL474

中頻感應透熱鍛造爐工作現(xiàn)場 

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