小直徑鍛坯中頻感應透熱的多通道爐膛襯套的製作方法
2023-05-04 21:56:01 2
專利名稱：小直徑鍛坯中頻感應透熱的多通道爐膛襯套的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在處理工藝中使用的感應透熱爐的改進。
感應透熱爐加熱金屬坯料時，坯料的直徑(D、矩形截面坯的當量直徑為其厚度)、電流頻率(f)、坯料加熱所需有效功率(Px)和加熱時間(t)之間，存在著如下近似的比例關係f
1／D2，Px
f2，Px
1／t。一般選擇感應爐時，D是已知的，t是生產率所要求的。電源功率是配套的必備條件，受供電條件的制約。如何選好f，使與既定的其他參數作到合理的或最佳的匹配，可使電爐發揮較為理想的效率。但頻率越高，電流的集膚效應越顯著，加熱的不均勻性越大，透熱時間反要得長，可能要多臺透熱裝置才能滿足生產率的要求；頻率越高，設備造價越貴，對電源裝置的綜合性能(啟動、調節、保護、效率等)的穩定性要求也越高，因而，國內現有可控矽變頻裝置系列目前只能以8000HZ為上限(即中頻系列)。
在既定電源功率條件下，能應用國內定型生產、性能比較穩定的1000HZ和2500HZ兩個系列的中頻電源來加熱，本應要求更高頻率的小直徑金屬坯料，作到既降低電源頻率，又不讓電效率明顯下降，使感應電流作工件所作的功基本不變，就是本實用新型所要解決的問題。
本實用新型是一種由非導電導磁材料或耐熱不鏽鋼製成的，可使被加熱坯料互相隔離，又互相絕緣的多通道爐膛襯套，設置於爐體的隔熱耐火纖維氈裡層，該襯套可根據被加熱坯料形狀製成任意形狀。
使用本實用新型可增大爐料的當量直徑，使傳統的坯料由在單通道爐內加熱要求較高的頻率匹配變為在較低條件下單體多通道爐內加熱，可達到既節省設備費用又滿足生產要求的效果。
以下結合附圖詳述本實用新型。
圖1為本實用新型結構示意圖。
圖2為本實用新型變通結構圖。
以用預先訂購的250KW－2500HZ中頻感應透熱爐加熱矩形斷面為厚×寬×長×重＝1.6cm×9cm×15cm×1.65kg的45鋼坯，透熱溫度1200－50℃，出爐節拍6－7件／min的生產實踐為例，將感應爐爐襯中的耐火層(俗稱爐膛襯套)設計為斷面 如
圖1所示形狀。
感應電流對坯料所作的功與坯料直徑的立方成正比，與電流頻率的平方成正比，在電源功率、坯料材質和磁路飽和的確定條件下，電流頻率的降低，可以用增大爐內坯料的當量直徑加以調節，仍能使感應電流對坯料所作的功變化不大，電效率在較佳值域內。坯料當量直徑應為3.5cm＜D＜4.9cm，將爐膛襯套設計為雙通道型，即人為地將爐膛中的坯料(5)當量直徑增加到3.2cm，坯料側立平行地參差入、出爐。
由非導電導磁材料製成的襯套(4)，中間凸緣起到使兩件坯相互隔離又相互絕緣的作用，避免了兩件坯之間的短接和熔粘，保證了坯料以均衡節拍單件順利出爐。
某一額定頻率有一個加熱坯料的當量直徑範圍，是否能按其上限值設計兩道以上的襯套，實用上考慮的主要因素，是隨坯料形狀、安排道數與位置而定的感應圈截面形狀所固有的磁場強度分布規律，設計應能使各通道內坯料加熱的表裡溫差差異在鍛造工藝允許的範圍內，方能使坯料出、入爐節拍均衡，操作才簡單易行。
本實用新型結構上有使坯料相互隔離的凸緣或隔層，防止各通道坯料間的接觸，避免坯料相互熔粘。製作材料可以有多種選擇，但以碳化矽材質的整體結構為最佳，其耐火性、荷重軟化開始點、耐急熱急冷性、導熱係數等綜合耐火指標都較理想；熱穩定性和耐熔性好，襯套壽命較長；高溫下的二次輻射率較高，有利於坯料的升溫和均熱。可選用某種具有高溫強度和絕緣性能的粘接塗料，對襯套定性燒結中產生的細微裂紋和使用中的斷裂，有填充和粘接作用，能延長襯套使用壽命。
爐膛襯套，用耐熱不鏽鋼皮作坯料運行導軌(6)，導軌壓裝在襯套(4)上，可避免坯料直接接觸襯套底面因急劇熔耗導致襯套荷重強度的下降而斷裂失效；鋼對鋼的摩擦係數比鋼對碳化矽小，坯料推送順暢省力。裝配時與感應圈(1)道採用端面夾持固定支承，構成可拆式活動型爐體，其各部份的裝拆、更換較為方便省時。
爐膛襯套的頻率允許的通道數及其布置的設計，應視感應卷內磁場強度的分布規律而定，以各通道內坯料加熱的表裡溫差在鍛造工藝允許範圍內為原則。
權利要求1.一種由非導電導磁材料或耐熱不鏽鋼製成的，可使被加熱坯料互相絕緣的多通道爐膛襯套，其特徵是該襯套(4)設置於爐體的隔熱耐火纖維氈(3)裡層，該襯套可根據被加熱坯料形狀製成任意形狀。
2.如權利要求1所述的爐膛襯套，其特徵是襯套上裝設有耐熱不鏽鋼導軌(6)，裝配時與感應圈(1)一道採用端面夾持固定支承。
3.如權利要求1所述的爐膛襯套，其特徵是襯套上有使被加工坯料相互隔離的凸緣或隔層。
專利摘要小直徑鍛坯中頻感應透熱的多通道爐膛襯套。本實用新型是一種由非導電導磁材料或耐熱不鏽鋼製成的可使被加熱坯料互相隔離又互相絕緣的多通道爐膛襯套，設置於爐體的隔熱耐火纖維氈裡層。使用本實用新型可增大爐料的當量直徑，使傳統的坯料由在單通道爐內加熱要求較高的頻率匹配，變為在較低條件下單體多通道爐內加熱，可達到既節省設備費用又滿足生產要求的效果。
文檔編號F27D1/10GK2074896SQ9021825
公開日1991年4月10日 申請日期1990年8月17日 優先權日1990年8月17日
發明者楊慰農, 周明生, 董克謹 申請人:昆明市鍛造廠