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感应电炉 编辑

感应电炉是目前对金属材料加热效率最高、速度最快,低耗节能环保型的感应加热设备。感应电炉,又名高频加热机、高频感应加热设备、高频感应加热装置、高频加热电源、高频电源、高频电炉。高频焊接机、高周波感应加热机、高周波感应加热器(焊接器)等,另外还有中频感应加热设备、超高频感应加热设备等。应用范围十分广泛。

中文名 感应电炉

目录

1 工作原理

2 实际用途

3 基本分类

▪ 有心感应熔炼炉

▪ 感应熔炼炉

▪ 真空感应熔炼炉

▪ 感应淬火设备

▪ 感应加热设备

工作原理编辑

高频的高频大电流流向被绕制成环状或其它形状的加热线圈(通常是用紫铜管制作)。由此在线圈内产生极性瞬间变化的强磁束,将金属等被加热物体放置在线圈内,磁束就会贯通整个被加热物体,在被加热物体的内部与加热电流相反的方向,便会产生相对应的很大涡电流。由于被加热物体内存在着电阻,所以会产生很多的焦耳热,使物体自身的温度迅速上升。达到对所有金属材料加热的目的。

实际用途编辑

一、热处理:各种金属的局部或整体淬火、退火、回火、透热;

二、热 成 型 :整件锻打、局部锻打、热镦、热轧;

三、焊 接:各种金属制品钎焊、各种刀具刀片、锯片锯齿的焊接、钢管、铜管焊接、同种异种金属焊接;

四、金属熔炼:金、银、铜、铁、铝等金属的(真空)熔炼、铸造成型及蒸发镀膜;

五、高频加热机其它应用:半导体单晶生长、热配合、瓶口热封、牙膏皮热封、粉末涂装、金属植入塑料等。

基本分类编辑

感应电炉按电源频率可分为高频炉、中频炉和工频炉三类;按工艺目的可分为熔炼炉、加热炉、热处理设备和焊接设备等;按其结构形式、传动方式等也可进行分类。常用的感应电炉习惯上归纳为有心感应熔炼炉、无心感应熔炼炉、真空感应熔炼炉、感应淬火设备和感应头热设备等。

有心感应熔炼炉

有心炉以有穿过感应线圈的铁心而得名,又因热源是一环绕的金属沟槽,故又称为槽式炉。有心炉又可分为开槽式和闭槽式两类,开槽式已基本被淘汰。该炉型具有加热速度快,电、热效率高,功率因数高,金属烧损少,熔炼成本低,设备投资少(为无心炉的1/2~1/3),操作方便等一系列优点。但是,在开始使用时炉内要有起熔体,所以起炉和改换金属品种困难,故只适用于单一品种和大批量金属的连续熔炼和保温。

感应熔炼炉

熔炼炉的命名是相对有心炉而言,其金属液盛于一坩埚中,故又名坩埚炉。此种炉型主要用于特种钢、铸铁、有色金属及其合金的熔炼和保温。无心炉具有熔炼温度高、杂质污染少,合金成分均匀、劳动条件好等许多优点。与有心炉相比,无心炉起炉和改换金属品种比较容易,使用较灵活,但其电、热效率远比有心炉低。无心炉由于表面温度低,不利于要求高温造渣工艺的熔炼。

熔炼炉有高频、中频和工频之分。

(1)高频熔炼炉

高频炉容量一般在50公斤以下,适用于实验室和小规模生产中供熔炼特种钢和特种合金之用。

(2)中频熔炼炉

中频熔炼炉的容量和功率都比高频炉大。主要用于特种钢、磁性合金和铜合金等的熔炼。这种炉子由于需要昂贵的变频设备,所以在一些较大容量的场合已改用工频无心炉。但是,和工频炉相比,中频炉也有其独到之处。如对于同样容量的炉子,中频炉的输入功率比工频炉大,所以熔化速度比较快,中频炉在冷炉起熔时不需要起炉块,金属液可以全部倒出等,所以使用时比工频炉灵活方便;另外,中频熔炼炉溶液对坩埚冲刷轻些,对炉衬有利。因此,在发展了大功率廉价的中频电源之后,中频炉还是大有前途的。

(3)工频熔炼炉

工频熔炼炉是几种熔炼炉中出现最晚而发展最迅速的。主要用于铸铁和钢,特别是高强度铸铁和合金铸铁的熔炼以及铸铁溶液的升温、保温和成分调整等;另外也用于铜、铝等有色金属及其合金的熔炼。炉子容量小采用工频的不经济的,以铸铁为例,容量小于750公斤时电效率就显著下降。

真空感应熔炼炉

真空感应熔炼炉用来熔炼耐热合金、磁性合金、电工合金和高强度钢等。该炉型的特点是在熔炼过程中炉温、真空度和熔炼时间等的控制比较容易,所以炉料的脱气可以很充分。另外,合金料的添加量也可以精确控制,所以是熔炼含铝、钛等活泼元素的耐热合金和精密合金的较合适的炉子。

上述感应熔炼炉除具有电冶金的一般优点,如易于造成必须的气氛,便于调节温度规范,减少金属烧损、保证铸件质量、提高生产率和降低工人的劳动强度外,尚因金属液内产生的电磁搅拌作用,能确保合金成分的均匀。

感应淬火设备

感应淬火设备主要由电源、淬火控制设备(包括感应器)和淬火机床三部分组成。感应淬火方法是现代机器制造工业中的一种主要的表面淬火方法,具有质量好、速度快、氧化少、成本低、劳动条件好和易于实现机械化、自动化等一系列优点。根据工件的大小和淬硬层的深浅来确定合适的电源功率和频率(可以是工频、中频和高频)。感应器的形状和尺寸主要取决于工件外形和淬火工艺的要求。淬火机床也随工件的大小、形状和淬火工艺要求而有多种多样。对成批生产的零件,特别是在自动化生产线上,多采用专用机床。一般中、小工厂,由于工件批量多,数量少,多使用通用淬火机床。

感应加热设备

感应加热设备主要用于金属材料在锻造、冲压、挤压、轧制等热加工前的加热,它使整个工件里外都达到工艺要求的温度。这种设备主要由电源(一般采用中频或工频)、加热控制设备、感应加热炉和上、下料机构等组成。同其他各种加热方法相比,感应加热法有许多优点。首先,由于热量是在被加热材料的内部产生,所以加热速度可以提得很高,且在相同受热时间的条件下,径向温差比较小,故被加热工件不至于有显著的变形。其次,因为加热速度快,所以即使在大气里面加热,材料表面的氧化和脱碳也非常少(如钢坯的锻造加热为例,用感应加热方法,钢材的氧化损失可以控制在0.05~0.5%以下,而用燃烧炉加热,氧化损失一般达到2.5~3.0%),所以感应加热炉一般不需要气体保护。感应加热炉的主体就只有一个感应器,这种炉子不需要如燃烧炉那样有复杂的管路系统,也不需要燃烧炉、电阻炉那样有厚厚的炉墙,所以能很紧凑地组织在生产线中,甚至组合在其他的加工机械中。另外,在工作过程中,这种电炉不会产生如燃烧炉或保护气体电阻炉那种油污或有害气体,在炉子周围也没有那样大的辐射热,因此,劳动条件比其他炉子好得多。