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    大钢棒步进式感应加热炉

    热成型毛坯加热用的感应加热炉,按毛坯的送进方式可分为推送式和 步进式两种炉型。根据毛坯的尺寸、生产率与加热温度选择所用的炉型。一般 小钢棒采用推送式感应加热炉,大钢棒釆用步进式感应加热炉。

    1. 步进式机构的工作原理

      推送式感应加热炉在感应器里只有一对水冷导轨,毛坯放在导轨上,利用 液压、气动或机械的方式把毛坯一个顶着一个地从感应器一端推入,通过感应 器达到所要求的加热温度,然后从感应器的另一端推出。步进式感应加热炉在 感应器内有两对水冷导轨,一对导轨是固定不动的,在加热时用以承受毛坯的 质量;另一对导轨是活动的,用以把毛坯托起并向前送进一个料位的长度。步 进式机构的工作原理如图12-3所示。在正常加热时,毛坯K放置在固定导轨尸 上,当要求进料时,活动导轨网向上升起把毛坯托起离开固定导轨,然后向前 移动一个毛坯的长度,而后落下,把毛坯放在固定导轨上,并且向后水平移动, 回复到正常加热状态,即活动导轨完成一个四方形运动后,就完成了一次进料 任务,同时再装入一件毛坯,以备下次进料之用。

    2. 步进式感应加热炉的优缺点

      推送式感应加热炉由于毛坯的进料机构比较简单,便于制造与维护,感应 器的线圈与毛坯之间的间隙较小,感应器内只有一对水冷导轨,故加热效率较 高,但由于毛坯是一个顶着一个向前推进,当毛坯直径较大、加热温度较高时, 毛坯之间很容易出现粘接现象。同时,由于毛坯是向前推进的,毛坯与导轨之 间的摩擦,影响到导轨的使用寿命。另一个缺点是在停炉时,毛坯留在感应器 里而不能全部推出。因此,这种推送式感应加热炉适用于毛坯直径在60mm以下 而且加热温度低于1200V的毛坯加热。

      步进式感应加热炉由于有两对水冷导轨,一对活动导轨把毛坯托起来作水 平移动,这就使感应器线圈与毛坯之间的间隙加大,漏磁增多,降低了感应器 的加热效率,使功率消耗量比推送式感应加热炉增大5%~10%。由于毛坯是由 活动导轨托起来作水平移动,毛坯与导轨之间不存在摩擦,毛坯之间也不存在 挤压的问题,虽然加热温度较高,不会出现粘接的现象。要停炉时,可以把感 应器中的毛坯全部出尽。因此,步进式感应加热炉适用于毛坯直径大于80mm 上、加热温度大于1200以上的加热。

    3. 步进式感应加热炉的结构

      大钢棒加热用的步进式感应加热炉主要由感应器、步进机构、保温罩与均 温室等组成。

      感应器:用16mm x 16mm x3mm纯铜管绕制成三个较大内径的线圈。铜管 外包绝缘层,运行时通水冷却。各线圈内有一个耐热套,两者之间充填硅酸铝 纤维毡隔热,用绝缘端板和拉杆螺栓等组成整体。三个感应器并联供电,依次 布置,每个感应器内装4件钢棒,按Imin进一件料,钢棒总的加热时间为12min 两个感应器之间有两件钢棒长度的空间,安装步进机构,支撑活动导轨,并使 钢棒有4min均热时间。感应器间距较长,利于加热均温,但给设计布置步进机 构带来困难,活动导轨因承载较多钢棒容易弯曲,阻碍送料。第一个感应器匝 数较少,功率较高,将钢棒快速加热到900Y左右;第二、三个感应器匝数较 多,功率较低,将钢棒继续加热到1150Y出炉。这种循序式感应加热升温快, 效率高,有利于毛坯径向温差的减少。步进机构:两对固定、活动导轨用耐热不锈钢管制成,工作时通水冷却。 支撑架用型钢焊接而成。步进机构釆用液压传动,一个液压缸使活动导轨升降, 另一个液压缸使步进机构向前移动一个料距,由行程限位开关联锁控制。调整 开关位置,可送一定长度范围的毛坯。送料节拍时间由时间继电器控制,改变 其整定值,可调节毛坯加热温度和生产率。一件毛坯经16次步进送进,通过全 部感应器,完成加热。

      炉架:用型钢焊接制成,感应器、步进机构与操作控制器件安装其上,组成一个整体。

      保温罩与均温室:在两个感应器之间设置保温罩,减少毛坯在加热过程中 热量的散失。在第三个感应器的出料端设置均温室,用以减少毛坯的径向温差。 两者均用钢板制成外壳,内部衬有硅酸铝纤维毡。

    4. 感应加热炉主要参数

      大钢棒步进式感应加热炉的主要技术参数见表12-112-1步进式感应加热炉主要技术参数

    名 称

    数据

    备注

    名 称

    数据

    备注

    毛坯直径/mm

    长度/mm

    质量/kg

    加热温度/T

    节拍时间/min

    120

    165

    14.6

    1150

    1

    可调

    可调

    生产率/ (kg/h) 电源功率/kW 电压/V

    电流频率/Hz

    876

    400

    680

    700

    可调

    可调

    5.测温试验


    为了掌握加热炉的运行性能,对毛坯在加热过程中的温度变化和加热终了 的径向温度均匀性,以及水冷导轨对毛坯温度均匀性的影响程度,进行了测温 试验。在毛坯中部有代表性的同一截面上钻三个小孔,将三根巾6mm的镣铭镣 铝铠装热电偶头部钏1接在小孔内,见图12-5o用补偿导线与XWX-2042型温度 自动记录仪连接,进行测量。

     


    为便于热电偶和补偿导线随毛坯顺利通过感应器,拆除了活动导轨,毛坯 放在固定导轨上,用液压缸推送加热。在两感应器之间未设保温室和固定导轨 出水温度为60T的情况下,毛坯的加热温度曲线见图124

    曲线显示各感应器的功率配置合理,温度变化符合规律。毛坯加热终了的 温度分别为:= 1203T, t2 = 1109 , t3 = 1149 ,平均温度、=1156T ,到预期要求,适合一般锻造使用。表面和心部温差为40~94T,圆周表面温差 54Y,这是毛坯接触水冷导轨,加热、均温时间较短、电源频率较高等因素造成的。在正常生产中活动导轨投入运行,径向温差还将增大,可能出现局部 超温或偏低。在后续运送和热塑性加工过程中,虽有一定的均温作用,但在改善毛坯圆周温差上效果不大,因此,应用于冲压作业时,在制品的口部会出现 马蹄形,壁厚也不均匀,满足不了工艺要求,必须采取相应的措施缩小毛坯的 温差。所以在第三个感应器的出料端增设一个均温室,以求减少毛坯圆周上的温差。

     


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