Chauffage par induction depuis 2000

Comment sélectionner, concevoir et produire correctement un four de forgeage par induction de haute qualité ?

  Bien sûr, cela doit d'abord répondre aux exigences de production et de processus du client. Est principalement la productivité, sa principale est décidée par la puissance de l'alimentation à fréquence variable, puis l'économie d'énergie, cela dépend de la fréquence d'alimentation et de la rationalité de la conception du capteur, la principale est la température de chauffage sur l'exigence du processus, distribution de température, etc., veulent s'appuyer sur l'adaptation d'impédance avec la puissance de la conception du capteur et le niveau de mécanisation et d'automatisation, selon les besoins des utilisateurs en consultation ; La seconde est la bonne qualité du produit; Indicateurs techniques et économiques avancés de l'équipement, tels que faible consommation d'énergie, économie de matériaux, faibles coûts d'exploitation, bonnes conditions de travail, etc. ; Haute fiabilité des équipements ; Facile à utiliser et à entretenir, sûr et fiable à utiliser.

  Le principal inconvénient du four de diathermie à induction est sa faible généralité. Si la taille et la spécification de la charge varient considérablement, plusieurs capteurs doivent être conçus en groupes. Par conséquent, il est nécessaire de proposer des variétés représentatives pour le four de chauffage multi-spécifications comme base principale pour la conception et l'acceptation du produit.

(1) Le fait que la fréquence de chauffage soit raisonnable ou non est directement lié à l'efficacité électrique et à la qualité de traitement de l'appareil de chauffage. La sélection de la fréquence d'alimentation prend principalement en compte deux facteurs.

Premièrement, pour assurer l'efficacité électrique, et deuxièmement, pour améliorer l'uniformité de la température de la section.

On peut voir qu'une réduction supplémentaire de la fréquence n'approfondira pas la couche chauffante, mais affectera le rendement électrique. Une uniformisation supplémentaire ne dépend que de la conduction thermique de la charge elle-même. Donc 0.4R2 est la profondeur de chauffe maximale à cette fréquence.

Les fréquences doivent être sélectionnées au maximum dans cette plage. Bien sûr, devrait également être flexible en fonction de la situation spécifique, comme dans le cas où la vitesse de chauffage est plus lente (petite puissance unitaire), peut choisir une fréquence plus élevée, le transfert de chaleur pour compenser le manque de couche chauffante peu profonde, la conductivité thermique élevée du matériau peut également choisir une fréquence plus élevée, etc. Lorsque l'investissement économique de l'utilisateur le permet, pour le plus grand four de diathermie, il est suggéré d'adopter un chauffage à double fréquence ou à trois fréquences plus raisonnable dans la technologie, à savoir divisé en basse température section (magnétique, basse fréquence), section haute température (non magnétique, haute fréquence) même section température (ou non).

(2) Déterminez l'estimation de la puissance de chauffage moyenne de l'inductance de capacité de puissance. En général, prenez la puissance Py > Pg, et essayez d'utiliser la valeur donnée dans la série standard. Dans le cas d'un chauffage périodique de matériaux magnétiques, s'il n'y a pas de fonction de contrôle automatique, la capacité de puissance doit être augmentée pour faire Py≈ (1.5-1.7) Pg, et dans le cas d'un chauffage périodique de matériaux non magnétiques, Py≈ (1.05~1.10) P. De cette façon, nous connaissons la puissance et la fréquence de l'alimentation, nous pouvons combiner les conditions et exigences spécifiques de l'utilisateur et du fabricant pour sélectionner l'alimentation de manière raisonnable.

(3) La détermination de l'échelle de l'inducteur des composants du noyau du four de chauffage pour connaître la taille géométrique de l'inducteur, vous pouvez estimer approximativement la taille du four. Tout d'abord, découvrez la longueur de la bobine d'induction A1. Forger le four de chauffage (y compris tous les fours de diathermie), bien sûr, espérons que le delta T de température de la table cardiaque sera plus petit, mieux ce sera. Le temps de chauffage minimum tK est nécessaire pour assurer △T afin de déterminer la longueur totale de la bobine a1 (continu) ou le nombre de charge du four n (séquentiel) ou le nombre de table du four N (périodique).

Bien sûr, le four à diathermie préfère un différentiel de température à cœur plus petit, mais d'après la discussion ci-dessus, on sait que bien que le chauffage par induction soit auto-échauffant, sa couche chauffante effective n'est que de 0.4 ≤ 0.4r2, et le reste doit encore être uniforme. température par transfert de chaleur avec un rendement électrique d. La bonne valeur du diamètre intérieur de la bobine assure l'efficacité et la fiabilité du four. Un diamètre trop grand, augmente la fuite de flux magnétique, réduira l'efficacité électrique ; Et devenir trop petit, rendra la doublure trop mince, non seulement réduira son efficacité thermique, mais affectera également la résistance de la doublure, comme un dégagement trop petit qui entravera le fonctionnement de la charge. En principe, il existe une valeur optimale de D1/D2.

De la discussion ci-dessus, on peut voir que le rendement électrique est lié à deux facteurs : la fréquence relative m2 et l'entrefer entre la bobine et la charge, c'est-à-dire leur rapport de diamètre D1/D2. 1 et la fig. 4 que le rendement électrique augmente avec l'augmentation rapide de la fréquence, et après le point d'inflexion, le taux de montée devient lent et se rapproche progressivement de la valeur limite. En ce qui concerne l'entrefer, bien sûr, plus l'entrefer est petit, meilleur est le couplage électromagnétique, moins il y a de fuite de flux magnétique et plus le rendement électrique est élevé. Comme on peut le voir sur la Fig. 4, lorsque D1/D2 augmente de 1 à 2, le rendement électrique diminue de 95 % à 76 %.

(4) En combinant les trois points ci-dessus, son efficacité totale peut qualitativement faire une courbe.

Le point d'intersection des deux courbes est le point optimal pour la sélection des matériaux réfractaires et d'isolation thermique. Pour le chauffage de l'acier forgé de l'objet chauffant principal, à partir de la prise en compte globale de l'efficacité électrothermique, il est suggéré de prendre D1/D2=1.4 ~ 1.8, mais D1/D2≈1.2 ~ 2.0 est également acceptable. Lorsque le diamètre est grand, la valeur est légèrement petite ; lorsque le diamètre est petit, la valeur est légèrement grande. Si D2 est trop épais ou trop mince, il peut dépasser cette plage. La détermination finale de D1 doit être basée sur des aspects pratiques et les facteurs suivants doivent être pris en compte

D1, D2 = + delta D1.1 + delta D1.2 + delta D1.3 + delta D1.4 + delta D1.5

Ici △D1.1 — l'écart (mm) nécessaire pour que la charge circule dans le four ;

D1.2 — Épaisseur du revêtement réfractaire (mm) ;

D1.3 — Épaisseur de la couche isolante du revêtement du four (mm) ;

D1.4 - taille de la dilatation thermique de charge (mm);

D1.5 — tolérance d'usinage (mm).

À partir des estimations ci-dessus, nous connaissons la puissance et la fréquence de l'équipement nécessaire pour alimenter, a sélectionné la puissance, nous connaissons la taille de la bobine d'induction, compte tenu de sa méthode d'installation en hauteur de travail est donnée et la coque et le matériau du cadre est la base idée du corps du four, l'eau de refroidissement de l'eau peut être apprise du tableau 1 l'efficacité totale du poêle et la consommation d'énergie, qui ont besoin d'emporter l'eau chauffée, ainsi peut également effectuer une estimation préliminaire.

Certains des principaux fabricants chinois d'équipements de chauffage par induction ont la capacité de fournir différents niveaux techniques d'exigences d'adaptation mécaniques et électriques en fonction des besoins du processus de l'utilisateur. Selon les exigences de mécanisation et d'automatisation convenues avec l'utilisateur, la connexion avec la machine principale, la mécanisation de sa propre alimentation et l'automatisation du système d'exploitation, peuvent présenter un plan technique et économique raisonnable, et selon la conception et la production élaborées de produits bon marché et durables.

Quelques commentaires supplémentaires

(1) la formule principale de la charge de section rectangulaire d'abord, la formule de sélection de fréquence, la deuxième, l'estimation de puissance, troisièmement, pour assurer le temps de chauffage le plus court △T. Acier au carbone du chauffage à température ambiante à 1200 ~ 1300℃, le quatrième, la détermination de la taille de la bobine. Hauteur de la cavité de la bobine de ligne D1.Lorsque l'ébauche rectangulaire (b2/D2 > 1) est chauffée, la hauteur de la bouche d'alimentation a peu d'influence sur l'efficacité électrique, donc D1/D2=1.25 ~ 3.0. Lorsque la charge est importante et que la température de chauffage est faible, prenez une petite valeur. En revanche, elle prend une valeur plus grande. Bien sûr, vous le souhaitez également via un arrangement pratique et le composé peut tout simplement. Les autres points sont les mêmes que la charge cylindrique. Largeur de la cavité de la bobine de ligne B1

Lorsque b2/D2 est inférieur ou égal à 5, b1 est égal à B2 plus (d1-D2).

Lorsque b2/D2 > 5, b1=b2+(1.05 ~ 1.15)(d1-d2)

(2) la formule principale du tuyau de chauffage dit tuyau, se réfère généralement au rapport du diamètre extérieur et de l'épaisseur de paroi, à savoir D2/ D2 > 5 et D2/ △2. Premièrement, la formule de sélection de fréquence K2≈ F (D2p/ A2), la courbe correspondante peut être consultée et la valeur K2≈0.8 ~ 0.9 peut être temporairement prise pour estimation. Il existe une valeur de fréquence optimale pour le chauffage des tuyaux : deuxièmement, l'estimation de la puissance, d'autres éléments peuvent être appelés chauffage de charge du four cylindrique.

(3) Chauffage à double fréquence Avec le développement et l'amélioration de l'alimentation à conversion de fréquence à semi-conducteur et la popularité de l'énergie électrique, selon la différence de chauffage par induction pour les matériaux magnétiques et non magnétiques, l'adoption d'une alimentation à double fréquence pour la segmentation le chauffage des pièces en acier de la température ambiante à la température de forgeage a été popularisé. L'alimentation électrique à basse fréquence était utilisée avant le point magnétique et le chauffage à fréquence relativement élevée était utilisé après le point de Curie. Son principal avantage est d'économiser de l'électricité. En raison de la configuration de fréquence de puissance raisonnable, la puissance peut être pleinement utilisée, peut généralement économiser 15% à 20% d'électricité. (2) pour gagner du temps. Dans le cas d'un chauffage à fréquence unique, la sélection de la fréquence est basée sur l'état chaud. Pour l'état froid, la fréquence est trop élevée, la couche chauffante est peu profonde et la puissance unitaire donnée est relativement faible, ce qui réduit la vitesse de chauffage et prolonge le temps de chauffage. Il augmente la consommation d'énergie et réduit la productivité.(3) Bonne qualité du produit. Comme le temps de chauffage est raccourci, la consommation d'énergie est réduite et l'oxydation est réduite. Pendant ce temps, la fréquence raisonnable assure également la faible différence de température, de sorte qu'une bonne qualité de chauffage peut être obtenue.

(4) Chauffage rapide (chauffage à rotation variable) C'est la raison pour laquelle le transfert de chaleur vers le centre est rapide lorsque la différence de température est importante et que le temps de chauffage est raccourci lorsque la même différence de température est garantie.

Pour le chauffage périodique, l'abscisse peut être considérée comme le temps de chauffage, et pour le chauffage continu et séquentiel, la longueur de la bobine d'induction. En fait, lorsque la surface vierge atteint la température finale, elle représente 10 % ~ 30 % du temps de chauffage total (ou 10 % ~ 30 % de la longueur totale à l'entrée du capteur), ce qui peut augmenter la vitesse de chauffage et raccourcir le temps de température moyenne. Cette spécification de chauffage est connue sous le nom de chauffage rapide (par impact).

(5) Chauffage énergétique complet En raison des conditions énergétiques différentes selon les régions, un chauffage complet bi-énergie doit être envisagé si nécessaire. Par exemple, le gaz naturel est abondant et bon marché dans une certaine région. Peut être considéré dans 700 ~ 800 ℃ ci-dessous avec le chauffage du four à gaz, après être entré dans le four de chauffage par induction rapide. De cette façon, il peut non seulement utiliser des sources d'air bon marché lorsque l'oxydation est légère dans la section de chauffage à basse température, mais également adopter un chauffage par induction rapide de haute qualité dans les zones à haute température. Cela a un sens à la fois économique et technologique. En résumé, la conception et la production d'équipements de chauffage par induction de haute qualité, à bas prix et à durabilité économique doivent être basées sur les conditions locales et tenir pleinement compte des besoins technologiques. En fin de compte, bien que le problème soit très petit, il est souvent ignoré par certaines personnes, ce qui entraîne de grosses erreurs. C'est-à-dire que lorsque vous utilisez la formule existante pour calculer, assurez-vous de faire attention à la quantité physique dans la formule doit utiliser la valeur moyenne intégrale du segment de température de chauffage, l'unité dans la formule doit être claire, mise dans l'unité correcte. En plus du forgeage du four de réchauffage, ces informations sont également applicables à d'autres types de fours de diathermie à induction.

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