用于挤压坯料感应加热的加热炉和再加热炉有立式和卧式之分。一般认为,当挤压生产的产品为高合金钢材料时,采用立式感应加热炉;而当挤压生产的产品为碳钢和低合金材料时,采用卧式感应加热炉。但实际情况是,这种以挤压产品材料的种类来选择坯料感应加热炉的形式并没有严格的界限,实际生产中更多的是根据不同形式感应加热炉的特点和生产现场的实际需要进行选择,也有在一个挤压车间内选择两者并用的形式。


一、卧式感应加热炉


  卧式感应加热炉分为放置一个坯料的、带有水冷封口和补偿磁场的卧式感应加热炉和可连续通过多个坯料的卧式感应加热炉两种。


  英国的工频感应加热炉制造公司,为大量生产碳素钢和低合金钢制品的31MN(3100t)挤压机生产线装备了2座卧式连续通过的坯料感应加热炉(图8-5),年产量达10万吨/年。每组感应加热炉装备2条平行的作业线,每条作业线上布置3个感应器,并在每个加热室内都带有防止坯料前端被冷却的硅合金加热器。


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  图8-6所示为放置一个坯料、带有专门的水冷塞子,以便补偿磁场的卧式感应器。这种感应器被认为是在工频感应加热炉中,可以消除加热坯料纵向不均匀成应加热炉。


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美国Amerex挤压不锈钢管厂,25MN(2500t)卧式挤压机生产的产品为不锈钢管和各种型材,年产量3万吨,采用的卧式工频感应加热炉和再加热炉的性能见表8-13.


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二、立式感应加热炉


  近代挤压车间中,穿孔机前和挤压机前坯料的加热和再加热,更多地选择了立式感应加热炉,而且普遍采用的都是工频感应加热炉和再加热炉。立式工频感应加热炉如图8-7所示。


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  但也有资料推荐,对于再加热炉应选择采用高频感应再加热炉更为合理。这是因为对直径相同的坯料,随着频率的增加,电热转换时的热效率提高。另外,坯料经穿孔后,空心坯内表面的温度要比外表面高出50~150℃,再加上坯料运输过程会造成内外表面温差加大;而感应线圈通电后在坯料表面产生的最大感应电流引起坯料加热的透热深度值与电流的频率成反比,即频率越高,透热深度越浅,从而达到了均衡坯料内外表面温差的目的。因此,对于穿孔后坯料的再加热采用高频加热更为有利。


下面将介绍几个挤压不锈钢管厂所配备的立式工频感应加热炉和再加热炉。


1. 尼科波尔南方不锈钢管厂再加热炉


  尼科波尔南方不锈钢管厂立式感应再加热炉性能见表8-14.


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  尼科波尔南方不锈钢管厂具有6座立式工频感应再加热炉,最大小时产量为80t/h,其也用于经预钻孔后空心坯从室温直接加热到设定的挤压温度。


 50MN(5000t)挤压机组配置的立式再加热炉用于碳钢、低合金钢和不锈钢空心坯的再加热,其技术特性如下:


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  图8-8所示为Пëви ЗHджиHPиHT 制造的带有立式感应器的工频感应加热炉示意图。


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感应器和坯料之间的间隙为100mm,平时用外罩盖上;当采用保护气体时,能够密封。


用改变坯料的运动速度或者周期性地接通、切断功率,来实现坯料在卧式或立式感应加热时加热温度的调整;用速度可调的液压顶钢机实现坯料在炉内的运动或定位。


对着感应器线匝线圈之间的孔内安装辐射高温计或光电高温计来测量坯料的温度。


20MN(2000t)管型材挤压机的挤压生产线上配置的卧式工频感应加热炉和立式工频感应再加热炉的技术特性列于表8-15.


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 卧式和立式感应炉用于加热和再加热碳钢、合金钢和不锈钢。卧式感应加热炉由3个依次放置的感应器和一个均热室组成。感应器之间50~75mm的距离由外壳密封,这样封闭了工作空间,并为采用保护气体提供了可能性。坯料由推钢机推过感应器。均热室采用电阻元件(硅合金)加热,功率为80kW,坯料的出炉采用专门的夹钳机构。


 立式工频感应再加热炉将坯料从900℃再加热到1250℃.空心坯沿分配辊道被送向感应器后被挡板停住,然后被推料机推到底板上,转到垂直位置并提升到感应器的线圈中,推料机从下部封闭感应器后接通电源。加热后推钢机与空心坯料一起下降,底板将空心坯转至水平位置,并将其抛到辊道上。


 在每一个感应器上都设有纵向的槽,用于使用专门的光学高温计测量坯料的温度,测量结果会被显示在控制台上,达到指定的温度时断开输入电压。


 为了改变加热制度,输入功率可以比额定电压减小50%。


2. 德国CG6689 工频感应加热炉


CG6689 工频感应加热炉的特点如下:


   a. 感应线圈有特殊结构的耐高温混凝土套筒炉衬保护(图8-9所示为CG6689工频感应加热炉感应器的断面结构)。


   b. 感应线圈上设置了辐射高温计测温装置,测量钢坯的表面温度,并能实现感应炉温度控制的自动化。


   c. 设计了使钢坯上下端温度接近一致的端头补偿装置。


   d. 线圈上设置了较灵敏的接地漏电继电器,保证了感应炉的正常通电运行。当整个线路上有漏电或短路时,能立即切断主电源,防止了接地漏电或线路短路而出现的故障。


   e. 控制线路上设置了无功功率继电器,使炉子的功率因数能自动的调节到1.0。


 CG6689 工频感应加热炉的横断面结构:CG6689工频感应加热炉与3150t卧式管棒型材挤压机相匹配,可加热4种规格的坯料(Φ350mm、Φ290mm、Φ254mm、φ214mm),相应的,该感应加热炉也有4个系列的感应器(表8-16)。从一种直径的坯料更换成另一种直径的坯料时,需对炉子进行调整,而且需要更换感应器。


  表8-16为CG6689工频感应加热炉的线圈系列及横断面结构尺寸。


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  图8-10所示为10MN(1000t)立式穿(扩)机配套的带有端部补偿的立式工频感应加热炉的电气原理,图8-11所示为31.5MN(3150t)卧式挤压机配套的带有端部补偿的立式工频感应再加热炉的电气原理。


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 从图8-10感应加热炉的供电系统图看出,为了增强线圈两端的功率,在线圈的两端各接上可调单相干式变压器的容量为105kV·A,可变电容器的容量为105kV·A;而图8-11感应再加热炉的供电系统中各接上可调单相干式变压器的容量为75kV·A,可变电容器的容量为75kV·A。


 工频感应加热炉和再加热炉的技术参数列于表8-17.


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