Нагревательная печь с индукцией заготовки

Категории: , , Теги: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

Бренд:

Описание

Печь непрерывного нагрева заготовок с индукционным нагревом заготовок из меди / алюминия / железной стали перед горячей формовкой

Описание товара:

Для нагрева стержней из различных материалов: стали и железа, бронзы, латуни, алюминиевых сплавов и т. Д.

Картинка только для справки, цвет меняется с разной мощностью.

Функции и специальные спецификации, адаптированные к требованиям заказчика.индукционная печь для нагрева прутковых заготовок

Особенности и преимущества:

1.Автоматический: автоматическая подача, автоматический выбор заготовки, хорошее или плохое, автоматическое измерение температуры, автоматическая разгрузка.
2. Интегрированная конструкция: экономия времени, затрат и места на установке.
3. Встроенная панель управления отображает рабочие состояния машины для облегчения диагностики неисправностей.

 ОсобенностиXNUMX
1Отопление быстро и стабильноэкономия электроэнергии 20% - 30% по сравнению с традиционным способом;

Высокая эффективность и низкое потребление энергии

2Маленький по размеруПростота установки, эксплуатации и ремонта
3Безопасная и надежнаяНет высокого напряжения, очень безопасно для ваших работников.
4Система циркуляции охлажденияВозможность непрерывной работы 24 часа
5полная самозащита
функция
много типов сигнальных ламп:
перегрузки по току, перенапряжения, перегрева, нехватки воды и т. д. Эти лампы могут контролировать и защищать машину.
6Охрана окружающей средыПочти нет оксидного слоя,
не производится ни выхлоп, ни сточные воды
7Тип IGBTИзбегайте прерывания несвязанной электрической сети;
Обеспечьте долгий срок службы машины.

индукционная кузнечная печь для горячей штамповки меди / латуни / алюминия / чугуна

Параметр печи нагрева заготовки:

DW-MF-200DW-MF-250DW-MF-300DW-MF-400DW-MF-500DW-MF-600
Входное напряжение3phases, 380V / 410V / 440V, 50 / 60Hz
Максимальный входной ток320A400A480A640A800A960A
Частота колебаний0.5KHz ^ 20KHz (Частота колебаний будет настраиваться в зависимости от размера нагревательных элементов)
Загрузка рабочего цикла100%, 24h постоянно работают
Охлаждение воды Желания0.1 МПа
РазмерыХозяин1000X800X1500mm1500X800X2800mm850X1700X1900mm
Расширениерасширение будет настроено в соответствии с материалом и размером нагревательных элементов
Вес110кг150кг160кг170кг200кг220кг
Зависит от размера расширения

В индукционной нагревательной печи для заготовок нагревается вся заготовка или заготовка. Обычно для коротких заготовок или пробок используется бункер или чаша для автоматического выставления заготовок в линию для зажима роликов, цепных тягачей или, в некоторых случаях, пневматических толкателей. Заготовки затем пропускаются через катушку друг за другом по рельсам с водяным охлаждением, или через отверстие в катушке используются керамические вкладыши, которые уменьшают трение и предотвращают износ. Длина катушки является функцией необходимого времени выдержки, времени цикла для каждого компонента и длины заготовки. При работе с большими объемами поперечного сечения весьма обычно иметь последовательно соединенные катушки 4 или 5, чтобы получить 5 м (16 фут) катушки или более.

принцип индукционного кузнечного нагревателя

В этой статье рассматриваются комплексные технические аспекты индукционных нагревательных печей для различных металлов, включая сталь, медь, латунь, алюминий, титан и т. д. Мы рассмотрим основные принципы, компоненты системы, технические параметры, эксплуатационные соображения и конкретные применения для различных металлов.

Почему индукционный нагрев используется для алюминиевых, медных и стальных прутков?

Каждый материал стержня — алюминий, медь и сталь — имеет различные тепловые и электрические свойства, влияющие на его поведение при нагревании. Вот как индукционный нагрев выделяется для каждого материала:

  • Алюминиевые стержни: Известные своей высокой теплопроводностью и низкой плотностью, алюминиевые прутки требуют меньше циклов нагрева. Индукционный нагрев обеспечивает точный контроль температуры без перегрева или деформации чувствительных алюминиевых сплавов.
  • Медные слитки: Обладая исключительно высокой тепло- и электропроводностью, медь быстро нагревается под воздействием индукции. Равномерный нагрев предотвращает термическое напряжение и оптимизирует эффективность.
  • Стальные стержни: Сталь идеально подходит для индукционного нагрева из-за ее относительно низкой проводимости и магнитных свойств. Индукционные печи безупречно справляются с нагревом стали для таких процессов, как поверхностная закалка и ковка.

Основные принципы индукционного нагрева

Индукционный нагрев работает по принципу электромагнитная индукция и джоулева нагрева.

  1. Электромагнитное поле: Высокочастотный переменный ток протекает через специально разработанную индукционную катушку (индуктор).
  2. Индуцированные токи: Этот ток создает сильное, быстропеременное магнитное поле вокруг и внутри катушки. Когда проводящий металлический стержень помещается внутрь этого поля, изменяющийся магнитный поток индуцирует циркулирующие электрические токи внутри стержня, известные как вихревые токи.
  3. Джоулевое тепло: Из-за электрического сопротивления металлического стержня эти вихревые токи рассеивают энергию в виде тепла (потери I²R, где I — ток, а R — сопротивление).
  4. Гистерезисный нагрев (для магнитных материалов): Для ферромагнитных материалов, таких как сталь, при температуре ниже их температуры Кюри (приблизительно 770°C) дополнительное тепло генерируется за счет потерь на гистерезис, поскольку магнитные домены внутри материала сопротивляются быстрым изменениям полярности магнитного поля.

К основным параметрам, влияющим на индукционный нагрев, относятся:

  1. частота: Определяет глубину проникновения нагрева
  2. Удельная мощность: Контролирует скорость нагрева
  3. Свойства материала: Удельное электрическое сопротивление и магнитная проницаемость
  4. Расстояние соединения: Зазор между индуктором и заготовкой
  5. Время жительства: Продолжительность воздействия индукционного поля

Основные компоненты системы индукционного нагрева стержня

Типичная индукционная нагревательная печь состоит из следующих компонентов:

  1. Источник питания: Преобразует стандартную частоту сети (50/60 Гц) в средние или высокие частоты (от 500 Гц до 400 кГц)
  2. Индукционная катушка: Создает электромагнитное поле для нагрева заготовки
  3. Система обработки материалов: Подает прутки через зону нагрева
  4. Система охлаждения: Поддерживает рабочие температуры компонентов
  5. Система контроля: Контролирует и регулирует параметры нагрева
  6. Приборы для измерения температуры: Пирометры или термопары для контроля с обратной связью
  7. Система защитной атмосферы: Для чувствительных материалов, таких как титан

Технические параметры для различных применений металла

Параметры нагрева стального прутка

ПараметрНизкоуглеродистая стальСредняя углеродистая стальВысокая Сталь углеродистаяЛегированная сталь
Оптимальная температура ковки (°C)1150-12501100-12001050-11501050-1200
Скорость нагрева (°C/мин)300-600250-500200-400200-450
Удельная мощность (кВт/кг)1.0-1.80.9-1.60.8-1.40.8-1.5
Диапазон частот (кГц)0.5-100.5-101-101-10
Типичная эффективность (%)70-8570-8565-8065-80
Требования к атмосфереВоздух/АзотВоздух/АзотУправляемая атмосфераУправляемая атмосфера

Параметры нагрева прутков цветных металлов

ПараметрМедьЛатуньАлюминийТитан
Оптимальная температура ковки (°C)750-900650-850400-500900-950
Скорость нагрева (°C/мин)150-300180-350250-450100-200
Удельная мощность (кВт/кг)0.6-1.20.5-1.00.4-0.80.7-1.2
Диапазон частот (кГц)2-102-103-153-15
Типичная эффективность (%)55-7060-7565-8060-75
Требования к атмосфереИнертный/ВосстанавливающийИнертный/ВосстанавливающийВоздух/АзотАргон/Вакуум

Параметры конфигурации системы по диаметру стержня

Диаметр стержня (мм)Рекомендуемая частота (кГц)Типичный диапазон мощности (кВт)Максимальная производительность (кг/час)Равномерность температуры (±°C)
10-258-1550-200100-5005-10
25-504-8150-400300-10008-15
50-1001-4300-800800-250010-20
100-2000.5-2600-15001500-500015-25
> 2000.3-11000-30003000-1000020-30

Анализ тепловой эффективности

Индукционный нагрев обеспечивает значительные преимущества в плане эффективности по сравнению с традиционными методами нагрева:

Способ нагреваТепловая эффективность (%)Потребление энергии (кВтч/тонну)Выбросы CO₂ (кг/тонну)
Индукционный нагрев70-90350-450175-225
Газовая печь20-45800-1100400-550
Масляная печь20-40850-1200600-850
Электрическое сопротивление45-70500-650250-325

Особенности и применение конкретных материалов

Печи для нагрева стальных прутков

Магнитные свойства стали (вплоть до достижения температуры Кюри) делают ее идеальной для индукционного нагрева, что обеспечивает высокую эффективность.

Таблица: Технические характеристики индукционных печей для стальных прутков

ПараметрНебольшая емкостьСредняя емкостьБольшая емкость
Номинальная мощность (кВт)100-300350-800900-3000
Диапазон частот (кГц)1-50.5-30.2-1
Макс. диаметр прутка (мм)25-8080-150150-300
Теплопроизводительность (кг/ч)200-600600-15001500-5000
Диапазон температур (° C)500-1250500-1250500-1250
Потребление энергии (кВтч/т)280-340250-310230-290

Таблица: Данные по производительности нагрева стального прутка

Диаметр стержня (мм)Время нагрева до 1200°C (мин)Потребляемая мощность (кВтч)Равномерность температуры (±°C)
302-315-22± 8
604-740-55± 10
1208-12100-140± 15
25015-22300-380± 20

Сталь остается наиболее распространенным материалом, нагреваемым в индукционные печи. Точка Кюри (приблизительно 760°C) существенно влияет на процесс нагрева, поскольку магнитные свойства изменяются выше этой температуры.

Для стальных прутков индукционный нагрев обеспечивает:

  • Постоянный сквозной нагрев для однородной микроструктуры
  • Минимальное образование накипи (потери материала 0.3–0.8 % против 2–3 % в обычных печах)
  • Точный контроль температуры для критических сплавов

Пример применения: Производство автомобильных коленчатых валов требует нагрева прутков легированной стали диаметром 60 мм до 1180 ° C с равномерностью ±10 ° C. Современные индукционные системы достигают этого при входной мощности 450 кВт на частоте 3 кГц, обрабатывая 1,200 кг/ч с эффективностью 78%.медные заготовки / прутки / прутки куют горячего формования

Печи для нагрева медных прутков

Превосходная электропроводность меди затрудняет ее индукционный нагрев, требуя специального оборудования.

Таблица: Технические характеристики индукционных печей для медных стержней

ПараметрНебольшая емкостьСредняя емкостьБольшая емкость
Номинальная мощность (кВт)75-200250-600700-2000
Диапазон частот (кГц)3-102-61-4
Макс. диаметр прутка (мм)15-5050-100100-200
Теплопроизводительность (кг/ч)150-400400-10001000-3500
Диапазон температур (° C)400-1000400-1000400-1000
Потребление энергии (кВтч/т)290-350260-320240-300

Таблица: Данные по производительности нагрева медных стержней

Диаметр стержня (мм)Время нагрева до 800°C (мин)Потребляемая мощность (кВтч)Равномерность температуры (±°C)
202-412-18± 4
404-830-40± 6
809-1480-110± 9
15018-25200-260± 12

Высокая теплопроводность меди создает проблемы для равномерного нагрева. Более высокие частоты (3-10 кГц) обычно используются для оптимизации скин-эффекта и обеспечения равномерного распределения тепла.

Технические параметры для экструзии медных прутков:

  • Оптимальная температура нагрева: 750-850°C.
  • Удельная мощность: 0.8-1.0 кВт/кг
  • Время нагрева для прутка 50 мм: 2-3 минуты
  • Выбор частоты: 4-8 кГц
  • Атмосфера: Азот или восстановительная атмосфера для предотвращения окисления.

Печи для нагрева алюминиевых прутков

Высокая теплопроводность и низкое электрическое сопротивление алюминия создают особые проблемы для индукционного нагрева.

Таблица: Технические характеристики индукционных печей для плавки алюминия

ПараметрНебольшая емкостьСредняя емкостьБольшая емкость
Номинальная мощность (кВт)50-150200-500600-1500
Диапазон частот (кГц)2-81-40.5-3
Макс. диаметр прутка (мм)20-6060-120120-250
Теплопроизводительность (кг/ч)100-300300-800800-3000
Диапазон температур (° C)300-650300-650300-650
Потребление энергии (кВтч/т)320-380280-340260-310

Таблица: Данные по производительности нагрева алюминиевого прутка

Диаметр стержня (мм)Время нагрева до 550°C (мин)Потребляемая мощность (кВтч)Равномерность температуры (±°C)
253-515-20± 5
506-1035-45± 7
10012-1890-120± 10
20025-35250-320± 15

Высокая электропроводность и низкая температура плавления алюминия требуют тщательного контроля:

Критические параметры нагрева алюминиевых заготовок:

  • Точный контроль температуры (±5°C) для предотвращения частичного плавления
  • Более высокие частоты (5-15 кГц) для преодоления высокой проводимости
  • Типичная плотность мощности: 0.4-0.7 кВт/кг
  • Регулировка скорости изменения температуры: 250-400°C/мин
  • Автоматизированные системы выброса для предотвращения перегреваНагрев алюминиевых заготовок индукционным нагревателем

Обработка титана

Реакционная способность титана по отношению к кислороду требует использования защитной атмосферы:

Специальные требования к титановому нагреву:

  • Защита аргоновым газом или вакуумная среда
  • Равномерность температуры в пределах ±8°C
  • Типичные рабочие температуры: 900-950°C
  • Умеренная удельная мощность: 0.7-1.0 кВт/кг
  • Улучшенные системы мониторинга для предотвращения возникновения горячих точек

Расширенные возможности проектирования и управления системой

Технология электроснабжения

Современные индукционные нагревательные системы используют твердотельные источники питания со следующими характеристиками:

Тип блока питанияДиапазон частотФактор силыЭффективностьТочность управления
IGBT Инвертор0.5-10 кГц> 0.9592-97%± 1%
МОП-транзистор инвертора5-400 кГц> 0.9390-95%± 1%
SCR-преобразователь0.05-3 кГц> 0.9085-92%± 2%

индукционный нагреватель заготовок для горячей штамповки меди / алюминия / железной стали

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Системы контроля температуры

Метод управленияточностьВремя откликаЗаполнитель
Оптическая пирометрия± 5 ° C10-50msТемпература поверхности
Многоточечные термопары± 3 ° C100-500msМониторинг профиля
Тепловизионная± 7 ° C30-100msПолный анализ поверхности
Математическое моделирование± 10 ° CПереводыОценка температуры ядра

Анализ энергопотребления

Следующие данные отражают типичные модели потребления энергии при отоплении баров:

Металлический типДиаметр стержня (мм)Требуемая энергия (кВтч/тонна)Сокращение выбросов CO₂ по сравнению с газом (%)
Углеродистая сталь50380-42055-65
Нержавеющая сталь50400-45050-60
Медь50200-25060-70
Алюминий50160-20065-75
Титан50450-50045-55

Пример использования: Оптимизированная индукционная система для обработки нескольких металлов

Современная система индукционного нагрева стержней, разработанная для гибкого производства, демонстрирует универсальность современных технологий:

Технические характеристики системы:

  • Мощность: 800 кВт
  • Диапазон частот: 0.5-10 кГц (автоматическая настройка)
  • Диапазон диаметров прутка: 30-120 мм
  • Максимальная производительность: 3,000 кг/час (сталь)
  • Диапазон температур: 400-1300 ° C
  • Регулирование атмосферы: Регулируется от окислительной до инертной
  • Система рекуперации энергии: рекуперация 15-20% электроэнергииПечь для индукционной заготовки

Данные о производительности по материалу:

МатериалыРазмер прутка (мм)Производительность (кг/час)Потребление энергии (кВтч/тонну)Равномерность температуры (±°C)
Углеродистая сталь802,80039012
Легированная сталь802,60041014
Нержавеющая сталь802,40043015
Медь803,2002208
Латунь803,00021010
Алюминий802,2001807
Титан801,8004709

Будущие тенденции и инновации

Команда индукционный нагрев стержня Отрасль продолжает развиваться, в ней прослеживается несколько ключевых технологических тенденций:

  1. Технология цифровых двойников: Модели имитации в реальном времени, прогнозирующие распределение температуры по всему стержню
  2. Адаптивное управление на базе искусственного интеллекта: Самооптимизирующиеся системы, которые корректируют параметры на основе изменений материалов
  3. Гибридные системы отопления: Комбинированный индукционный и кондуктивный нагрев для оптимального использования энергии
  4. Улучшенная силовая электроника: Широкозонные полупроводники (SiC, GaN), обеспечивающие более высокую эффективность
  5. Улучшенная теплоизоляция: Нанокерамические материалы снижают потери тепла на 15-25%

Заключение

Индукционные системы нагрева металлических прутков отправил сложную и универсальную технологию для приложений обработки металла. Возможность точного управления параметрами нагрева, достижения превосходной однородности температуры и значительного снижения потребления энергии делает эти системы идеальными для операций по обработке металла с высокой стоимостью.

Выбор соответствующих технических параметров — частоты, плотности мощности, времени нагрева и контроля атмосферы — должен быть тщательно адаптирован к конкретным требованиям к материалу и применению. Современные системы предлагают беспрецедентные уровни контроля, эффективности и гибкости, позволяя производителям обрабатывать широкий спектр материалов с оптимальными результатами.

Индукционные нагревательные печи незаменимы для нагрева алюминиевых, медных и стальных прутков, предлагая непревзойденную эффективность, однородность и устойчивость. Независимо от того, стремитесь ли вы оптимизировать операции ковки или добиться точного контроля температуры для термообработки, эта технология обеспечивает оптимальные результаты в различных отраслях. Благодаря своим настраиваемым параметрам и расширенным возможностям индукционные печи формируют будущее процессов нагрева металлов.

 

 

 

 

 

=