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Induktion durch Erhitzen, Abschrecken und Anlassen

  Der Stahlstab wird durch Induktionserwärmung abgeschreckt und dann durch Induktionserwärmung bei hohen Temperaturen angelassen. Der Prozess der Induktion durch Erhitzen, Abschrecken und Anlassen kann in einer kontinuierlichen Produktionslinie durchgeführt werden. Dieses Abschreck- und Anlassverfahren mit Induktions- und Durchdringungserwärmung eignet sich für alle Arten von Stählen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, Stangen aus niedriglegiertem Stahl, Rohre und Wellenteile. Inländische Erdölmaschinenunternehmen Φ 280 x 9000 ~ 12000 mm Rundstahl-Konditionierungsbehandlung wird auf dem Gerät durchgeführt. Diese Art von Ausrüstung zeichnet sich durch hohe Produktionseffizienz, geringen Energieverbrauch pro Einheit, geringe Verformung des Werkstücks, weniger Oxidation und Entkohlung, keine Verschmutzung, einfache Automatisierung, geringe Bodenfläche usw. aus und ist besonders für die Massenproduktion geeignet.

Stabinduktions-Materialtemperierungs-Produktionslinie Feldbild

▲ Feldbild der Stabinduktionsmaterialtemperierung Produktionslinie

1. Auswahl der Induktionsdurchdringungsheizfrequenz

Unter der Bedingung der Induktionserwärmung ist die effektive Eindringtiefe des induzierten Stroms h

640 (10)

In der Formel:

640 (11)

Wenn das Verhältnis des erhitzten Rundstabdurchmessers D zur Stromeindringtiefe H 4:1 beträgt, wird die entsprechende Netzstromfrequenz als kritische Frequenz bezeichnet. Wenn die Gerätefrequenz niedriger als die kritische Frequenz ist, fällt die Effizienz der Induktionsheizung stark ab; Wenn die Gerätefrequenz höher als die kritische Frequenz ist, erhöht sich der elektrische Wirkungsgrad nicht sehr, aber die Gerätekosten steigen offensichtlich.

Die Beziehung zwischen der effektiven kritischen Frequenz verschiedener Materialien und der Werkstückgröße ist in Abbildung 1 dargestellt. Die Frequenz der induktiven Diathermie-Stromversorgung sollte so weit wie möglich nahe der kritischen Frequenz liegen.

Zusammenhang zwischen der kritischen Frequenz der effektiven Erwärmung mehrerer Materialien und der Werkstückgröße

▲ ABB. 1 Zusammenhang zwischen der kritischen Frequenz der effektiven Erwärmung verschiedener Materialien und der Werkstückgröße

2. Auswahl der Leistung der Induktionsdurchdringungsheizung

Bei der induktiven Durchdringungserwärmung wird die Diathermie des Werkstückabschnitts durch Wärmeleitung von der Außenschicht zur Innenschicht realisiert, und es ist ein geeigneter Temperaturgradient erforderlich, um eine Überhitzung des Abschnitts zu verhindern. Daher sollte die Energiedichte nicht zu hoch gewählt werden, eine zu niedrige verringert die Heizeffizienz erheblich. Tabelle 1 zeigt die erforderliche Leistungsdichte für Stahl durch Erwärmung.

▼ Tabelle 1 Erforderliche Leistungsdichte für Stahldurchwärmung (kW/in)

Erforderliche Leistungsdichte für Stahl durch Erwärmung

Bei Abschreckmitteln mit kontinuierlicher Induktionserwärmung sollte die von der Durchdringungsheizenergieversorgungsausrüstung verbrauchte Leistung im Hinblick auf die Produktionskapazität berücksichtigt werden. An dieser Stelle kann die Leistung P durch die folgende Formel ausgedrückt werden:

P=ηGQ

In der Formel:

η — Heizwirkungsgrad

G — Kapazität pro Stunde (kg/h)

Q — Erforderliche Energie zum Erhitzen des Werkstücks pro Gewichtseinheit

(kW•h/kg oder kW•h/t) ist in Abbildung 2 dargestellt.

Heiztemperatur und Energieverbrauch eines Einzelgewichts für die Induktionsdiathermie des Werkstücks

▲ ABB. 2 Heiztemperatur und Energieverbrauch des Einzelgewichts für die Induktionsdiathermie des Werkstücks

Der Diathermieprozess hängt mit der Wärmeleitfähigkeit des Metalls (W/ (mm•℃)) und dem Induktionswärmekoeffizienten KT (W/ (mm•℃)) zusammen. Die Beziehung zwischen dem d/H-Wert (Verhältnis Durchmesser zu direkter Wärmetiefe) des kreisförmigen Stabs, KT, und der Wärmeleitfähigkeit ist in Fig. 3 gezeigt. XNUMX.

Zusammenhang zwischen dem d H -Wert des Stahlstabs KT und der Wärmeleitfähigkeit

▲ ABB. 3 Zusammenhang zwischen d/ H-Wert des Stahlstabs, KT und Wärmeleitfähigkeit

Die Schritte zur Berechnung der Diathermieleistung anhand der obigen Abbildung sind wie folgt:

(1) Wählen Sie die Heizfrequenz und berechnen Sie den d/H-Wert des Stangenmaterials (D /h liegt zwischen 1 und 4).

(2) Die Wärmeleitfähigkeit und der D / H-Wert während des Erhitzens mit dem Metall, überprüfen Sie den entsprechenden Induktionswärmekoeffizienten K in Abbildung 3.

(3) Die vom Werkstück pro Längeneinheit benötigte Leistung PL wird nach folgender Formel ermittelt:

PL=KT (ts-tc)

In der Formel: ts — Oberflächentemperatur (℃)

tc – Zentraltemperatur (℃)

(4) Betrachten Sie die Effizienz η jeder Verlustleistung und dividieren Sie sie durch PL, um die Leistung zu erhalten, die zum Erhitzen des Werkstücks pro Längeneinheit benötigt wird.

3. Induktionserwärmung und Temperierung kontinuierlicher Produktionslinie

Abbildung 4 zeigt ein Beispiel für ein automatisches Vierkopf-Walzensystem mit Schrägverzahnung, das für die Online-Induktion und das Anlassen verwendet wird.

Induktionstemperieranlage mit vier Köpfen und spiralförmigem Antrieb

▲ ABB. 4 Induktionstemperieranlage mit vier Köpfen und Schrägverzahnung

Die automatische Induktionsheizlinie umfasst ein automatisches Verarbeitungssystem, eine programmierbare Steuerung und einen faseroptischen Sensor. Nachdem das Werkstück vom Übertragungssystem in den Warmarbeitsbereich geschickt wurde, wird es vom Vierkopf-Schwenktrommelsystem QHD bearbeitet. Der Rolltreiber ist mit der Kopfscheibe verbunden, so dass eine Seite des Werkstücks um die Achse rotiert und sich entlang der Achsenrichtung vorwärts bewegt. Sobald sich das Werkstück im System befindet, erkennt der Lichtleitersensor seine Position und beginnt mit der Austenitisierungserwärmung. Der Sensor kann auch abnormalen Betrieb erkennen, wie z. B. falsche Fütterung, Alarm und automatische Abschaltung.

Physikalisches Bild des Kipp- und Rollübertragungsgeräts

▲ Das physikalische Bild des Kipp- und Rollübertragungsgeräts

Erhitzen und Beschickungsprozess

▲ Aufheizendes Beschickungsverfahren

Die Induktionsfrequenz des HQD-Systems während des Abschreckens beträgt normalerweise 500 kHz oder 3 ~ 10 kHz. In jedem Fall überprüft ein Temperaturübertragungsregler automatisch die Temperatur des Werkstücks, um zu verhindern, dass ein falsch austenitisiertes Werkstück das System durchläuft. Das Werkstück wird nach dem Abschrecken des Rings auf etwa 95 ° C abgekühlt, und die Martensit-Umwandlung wird in der zurückgegebenen Schusswaffe abgeschlossen. Wenn das Werkstück zum Temperiersystem transportiert wird, erkennt der Lichtleitersensor das Werkstück und beginnt mit der Manipulation mit einem niederfrequenten (300 Hz) Strom. Die Temperatur liegt im Allgemeinen im Bereich von 400 bis 600 ℃ und der Temperprozess ist abgeschlossen.

Rohrinduktions-Diathermie- und Temperier-Produktionslinie

▲ ABB. 5 Rohrinduktions-Diathermie- und Temperier-Produktionslinie

Hinweis: Das Rohr tritt von der rechten Seite ein, nach dem Austenitisieren wird es abgeschreckt, ausgegeben und angelassen. Es wird dann zur Kühlung an die Maschine geschickt.

Stangentemperierung läuft

▲ Stangentemperierung läuft

ENDE

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