《钢坯加热炉》PPT课件

1、钢坯加热炉,目录,钢坯加热炉原理,01,钢坯加热炉技术,02,钢坯加热炉应用,04,钢坯加热炉案例,05,钢坯加热炉发展,03,3,1.2钢坯加热炉原理,随着现代科学技术的发展，对机械零件的性能和可靠性要求越来越高，金属零件的性能和质量除材料成分特新外，更与其加热技术密不可分。例如，加热速度的快慢不仅影响生产效率而且影响产品的氧化程度，局部温度过冷或过热可能导致产品变形甚至损坏等。由于感应加热具有热效率高，便于控制等优点，目前在金属材料加工，处理等方面得到广泛应用。 钢坯加热炉应用感应加热原理，是将工频50HZ交流电转变为中频的电源成套设备。例如，把一根金属圆柱体放在有交变中频电流的感应圈里，

2、金属圆柱体没有与感应线圈直接接触，通电线圈自身温度已很低，但是圆柱体外表被加热到发红，乃至熔化，并且这种发红和熔化的速度只需调理频率巨细和电流的强弱就能完成。假如圆柱体放在线圈基地，那么圆柱体周边的温度是相同的，圆柱体加热和熔化也没有发生有害气体、强光污染环境。在感应圈中发生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中发生很大的涡流,4,1.1钢坯加热炉原理,传统的轧钢工艺为炼钢炼出的钢坯经堆垛冷却后，运至轧钢厂，再经加热炉进行加热后轧制成钢材。 钢坯经加热炉加热后，钢坯表面由于氧化损失达1.5%左右。轧钢车间节能减排采用蓄热式加热炉加热仍存在缺陷；钢坯从炼钢连铸机拉出后在冷床上

3、有700-900的温度，钢坯潜热没有得到有效利用,5,2.2钢坯加热炉技术,钢坯从连铸机拉出后，外表有750850的温度，内部温度甚至高达9501000,而感应加热的根本原理之一集肤效应，即是热能是由外表加热逐步向内传导，事实上，钢坯内部三分之一不需求提温的，依据不相同钢坯截面尺度，挑选不相同的频率，即可得到最佳加热功率。钢坯中频加热炉加热技术准则包含加热温度、加热速度、加热时刻、加热准则等,钢坯连铸连轧生产示意图,6,2.3钢坯加热炉技术,钢的加热速度一般是指钢在加热时，单位时刻内其外表温度升高的度数，单位为/h。有时也用加热单位厚度钢坯所需的时刻（min/cm）；或单位时刻内加热钢坯的厚度

4、（cm/min）来表示。钢的加热速度和加热温度相同重要。在操作中常常因为加热速度操控不当，构成钢的表里温差过大，钢的内部发作较大的热应力，从而使钢呈现裂纹或开裂。加热速度愈大，炉子的单位出产率愈高，钢坯的氧化、脱碳愈少，单位燃料耗费量也愈低。所以疾速加热是进步炉子各项指标的重要措施。可是，进步加热速度遭到一些要素的约束，对厚料来说，不只受炉子给热才能的约束，并且还遭到技术上钢坯自身所答应的加热速度的约束，这种约束可归纳为在加热前期断面上温差的约束，在加热晚期断面上烧透程度的约束和因炉温过高构成加热缺点的约束,7,2.4钢坯加热炉技术,在加热前期，钢坯外表与中间发作温度差。外表的温度高，热胀大较

5、大，中间的温度低，热胀大较小。而外表与中间是一块不可分割的金属全体，所以胀大较小的中间有些将约束外表的胀大，使钢坯外表有些遭到压应力；一同，胀大较大的外表有些将强迫中间有些和它一同胀大，使中间遭到拉应力。这种应力叫做“温度应力”或“热应力”。明显，从断面上的应力散布来看，外表与中间处的温度应力都是最大的，而在外表与中间之间的某层金属则既不遭到压应力也不遭到拉应力。能够证实，钢坯加热时的温度应力曲线与温度曲线相同，也是呈抛物线散布,8,2.5钢坯加热炉技术,加热速度愈大，表里温差愈大，发作的温度应力也愈大。当温度应力在钢的弹性极限以内时，对钢的质量没有影响，因为跟着温度差的减小和消除，应力会天然

6、不见。当温度应力超越钢的弹性极限时，则钢坯将发作塑性变形，在温度差消除后所发作的应力将不能彻底不见，即生成所谓残存应力。假如温度应力再大，超越了钢的强度极限时，则在加热进程中就会决裂。这时温度应力关于钢坯中间的危害性更大，因为中间受的是拉应力，一般钢的抗拉强度远低于其抗压强度，所以中间的温度应力易构成内裂,9,2.6钢坯加热炉技术,假如钢的塑性极好，即便在加热进程中构成很大的表里温差，也只能致使塑性变形，以恣意速度加热，都不会因温度应力而致使钢坯开裂。假如钢的导热性好（或导热系数高），则在加热进程中构成的表里温差就小，因而加热时温度应力所致使的塑性变形或开裂的也许性较小。低碳钢的导热系数大，高

7、碳钢和合金钢的导热系数小，因而高碳钢和合金钢在加热时简单构成较大的表里温差，并且这些钢在低温时塑性差、硬而脆，所以它们在刚入炉加热时，简单发作因温度应力而致使的开裂。假如被加热坯料的断面尺度较小，则加热时构成的表里温差也较小；断面尺度大的钢坯，因加热时构成较大的表里温差，简单因温度应力而致使钢坯变形或开裂,10,2.7钢坯加热炉技术,综上所述，归纳定论如下： （1）在加热前期，约束加热速度的实质是削减温度应力。加热速度愈快，外表与中间的温度差愈大，温度应力愈大，这种应力也许超越钢的强度极限，而构成钢坯的决裂。 （2）关于塑性好的金属，温度应力只能致使塑性变形，危害不大。因而，关于软钢温度在50

8、0600以上时能够不思考温度应力的影响。 （3）答应的加热速度还与金属的物理性质（格外是导热性）、几许形状和尺度有关，因而，对大的高碳钢和合金钢加热要格外当心，而对薄材则能够恣意速度加热而不致发作开裂的风险,11,2.8钢坯加热炉技术,在加热晚期，钢坯断面相同具有温度差。加热速度愈大，则构成的表里温度差愈大。这种温度差愈大，也许超越所需求的烧透程度，而构成压力加工上的艰难。因而，所需求的烧透程度一般约束了钢坯加热晚期的加热速度。 可是，实践和理论都说明，为了确保所需求的终究温度差而下降全部加热进程的加热速度是不合算的。因而，一般是在对比快的速度加热今后，为了削减这一温差而下降它的加热速度或履行

9、均热，以求得表里温度均匀。这个进程叫做“均热进程,12,2.9钢坯加热炉技术,钢坯外表的温度是和炉温相联系的。炉温过高给准确地操控钢坯外表温度带来艰难。格外是当发作待轧时，将因炉温过高而构成严峻氧化、脱碳、粘钢、过烧等。这在接连加热炉上常是约束疾速加热的首要要素。 上述的两个温度差（加热前期为防止裂纹和开裂所答应的表里温差和加热晚期因烧透程度的需求表里温差）都对加热速度有所约束，以及准确地操控钢坯到达所需求的加热温度所需求的加热时刻，这三个要素构成了拟定加热准则的首要根底。 一般低碳钢大都能够进行疾速加热而不会给商品质量带来啥影响。可是，加热高碳钢和合金钢时，其加热速度就要遭到一些约束，高碳钢

10、和合金钢坯在500600以下时易发作裂纹，所以加热速度的约束是很重要的,13,2.10钢坯加热炉技术,为了保证精度和高机械性能 , 除合理的生产工艺外 , 对钢坯的加热质量提出了严格要求。 (1) 钢坯温差 : 要求出炉钢坯断面心表温差 30 。钢坯头尾温差 : 由于轧件的头部经受水冷失温较多 , 轧件尾部进入粗轧第一架轧机大大滞后于头部 , 失温较多 , 为补偿钢坯的热量损失 , 要求出炉钢坯头、尾部温度高于中部约30 。 (2) 脱碳 : 为保证产品机械性能 , 对诸如高碳钢和弹簧钢等钢种加热 , 应尽量防止和减少其脱碳 , 要求氧化层下部脱碳厚度 0 1 5mm 。 (3) 氧化烧损 :

11、 为提高成材率 , 应尽量减少钢坯加热过程中的氧化烧损 , 要求氧化烧损率不大于 0 1 7% 。 (4) 钢坯加热温度 : (950 1100 ) 20 ,低温轧制时为 (920 1050 ) +20,14,2.11钢坯加热炉技术,钢坯在线加热软开关技能变频电源要额外地增加辅佐的谐振电感和用来操控谐振发作和停止的辅佐开关（功率器件）以及有关的操控电路，但是关于大功率的变频电源，还能够省掉一些元器件（比方每个桥臂上原有的吸收电路及有关的输出滤波设备等）。别的跟着电力电子功率器件方案和制造技能的展开，电力电子功率器件的报价也越来越低。所以，关于悉数软开关技能变频电源来说，其制造本钱不会有明显的增

12、加。 钢坯加热炉在中频段首要选用晶闸管，在超音频频段首要选用IGBT，而在高频段除日本选用SIT外，世界各国一般选用MOSFET作为功率器件。这首要是由于SIT不只导通损耗高，需要比较大的散热器，并且关断电压与其通态电流有关。跟着新功率器件的高频、大容量化，钢坯连轧出产线 高频化的需要日益火急。而电路拓扑、功率器件的软开关完结及整机安顿等技能也就成为钢坯连轧出产线 高频化的要害,15,3.1钢坯加热炉发展,随着科学技术的发展，钢坯加热炉得到了广泛的应用。迄今为止 , 在我国投产的钢坯加热炉有 30 多套 , 适用于机械化大生产，可通过计算机控制实现无人操作。绝大多数采用步进式。绿色环保已是大势

13、所趋，而作为能耗较高的钢坯加热炉，在节能方面的技术参数也越来越为人所重视,16,3.2钢坯加热炉发展,传统的轧钢技能为炼钢炼出的钢坯经堆垛冷却后，运至轧钢厂，再经加热炉进行加热后轧制成钢材。跟着感应热处理出产线自动化操控程度及对电源可靠性需要的前进，钢坯连轧出产线 正向智能化方向展开,17,3.3钢坯加热炉发展,经过钢坯在线加热炉后，保证钢坯的温度均匀性好于加热前的天然状况；每套两台置于3只夹送辊之间，辊间距2.6米，进口朝来坯方向需设置两组夹送辊，辊间距为1.6米，辊径约200mm。有用感应器长度约1米，感应器总长度为1.2米；感应加热炉内部空间：钢坯为150150方坯，感应器内部也为圆角方

14、孔，标准为280280，耐火材料厚度20mm，钢坯附近与耐火材料净空间为45mm； 沿加热炉辊道中心线应计划氧化皮冲洗沟，深度大于电缆沟，并单向放坡，在坡底拐弯引出辊道，进入氧化皮沉积坑，定期打捞。钢坯在中速传动区的速度，必须满意从中速减至慢速的10米安全间隔。保证钢坯在进入感应炉时速度现已降至慢速匀速状况,18,4.1钢坯加热炉应用,连铸钢坯加热炉生产原理是：钢坯从连铸机拉出后，表面有750850的温度，内部温度甚至高达9501000,而感应加热的基本原理之一集肤效应，就是热能是由表面加热逐步向内传导，事实上，钢坯内部三分之一不需要提温的，依据不同钢坯截面尺寸，选择不同的频率，即可得到最佳加

15、热效率,19,4.2钢坯加热炉应用,用于把碳钢、合金钢、滚珠轴承钢包括铁素体钢和奥氏体钢加热到最大的挤压温度1250C。钢坯在“加热”炉加热到1250后，在穿孔机上穿孔，由于钢坯温度的降低须在“再加热”炉中加热，然后进行挤压。该工频感应加热炉能处理4种不同直径的钢坯，从一种直径的钢坯换成另一种直径的钢坯，须对炉子进行一些调整，而且需更换感应器,20,4.3钢坯加热炉应用,感应加热炉是立式的，用液压传动，便于自动控制。感应器的线圈是用异型纯铜管绕制的，单层排列，通水冷却，有导磁体，在线圈内有一个耐高温材料的开口的管子，在线圈与耐热管之间有一个保护筒。钢坯端头温度的补偿：钢坯在感应器中固定加热，由

16、于端头效应，使钢坯两头的温度较低。为了增强线圈两端的功率，在线圈两端各接上可调单相干式变压器与可变电容器组,21,4.4钢坯加热炉应用,线圈冷却水的压力和温度控制：为了保证感应器正常工作，线圈中通水冷却，水压约3105Pa进水温度不超过35，但为避免凝结，进水温度也不应低于周围温度，出水温度不超过65。钢坯温度的测量：在加热过程中，钢坯表面温度是通过一个侧面的线圈孔道来进行测量的。光学温度测量头通过这个孔道而对着钢坯的表面,22,4.5钢坯加热炉应用,感应加热炉的操作：对于容易产生裂纹的磁性钢坯，在低于居里点温度加热时，其加热速度很快，为了防止在钢坯里产生裂纹，只能用低功率进行操作。当加热温度超过居里点温度后，感应器的功率下降，钢坯的加热速度很慢，必须提高感应器上的电压，用大功率把钢坯加热到挤压温度,23,4.6钢坯加热炉应用,24,感应加热应用领域,恒远感应加热技术飞速发展,25,5.1钢坯加热炉案例,随着市场对产品质量的需求