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电磁感应加热技术在铝棒预加热领域的应用

2017-11-17
    引言

  大家都知道,电磁感应加热来源于电磁感应现象,交变的电流在导体中产生感应电流,从而导致导体发热。此技术已在模具加热领域大面积推广,相较于传统加热技术,电磁感应加热效率高,速度快,温度容易控制,环保,由此,我们是否可以把此技术应用到铝加工行业的另一个领域-----铝棒预加热领域呢?答案是肯定的。

  传统棒炉的特点及背景技术

  环保特点:传统棒炉无论是燃煤,燃油,燃气,采用的是平铺式结构,炉膛为方形,体积庞大,通过燃烧方式由热空气传递热量,不可避免有热量散失和产生二次污染,燃煤会有硫化氢产生,对设备腐蚀性强,有粉尘;燃油特别是柴油废气中含有氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、醛类和不完全燃烧时的大量黑烟。黑烟中有未经燃烧的油雾、碳粒,一些高沸点的杂环和芳烃物质,并有些致癌物如3.4-苯并芘。车间环境不那么好。

  对铝产品质量影响:传统的燃气,燃油棒炉由于火焰温度高,加热出来的棒坯表面都有不同程度的氧化,燃煤炉更存在煤灰覆盖于铝棒表面的现象。对于层叠式结构,炉膛里放置一排排铝棒,更存在着温度内外差别大的问题。

  那么如何克服以上种种问题呢?这就涉及到电磁感应加热技术如何运用到铝棒加热之中。

  电磁感应加热理论基础

  电磁感应加热是一项成熟并且运用广泛的加热技术,根据电磁感应定律,当通过导体回路的磁通量随时间发生变化时,回路中会产生感应电动势,从而产生感应电流,这种电流呈涡旋状,因为金属电阻小,不大的感应电动势便可产生较强电流,从而在金属内产生大量热量,电磁感应加热系统由感应控制器、电磁感应线圈两部份组成;

  其原理是:通过先进的控制系统发出高频电流至感应线圈、在被加热的金属筒内部产生高频磁场、使被加热的金属筒内部产生高频电子碰撞,从而使金属料筒自身快速发热,由于是高频感应加热,高频线圈不和被加热金属直接接触,所以系统本身热辐射温度接近环境温度,人体完全可以触摸。它以热效高、发热快、省电节能、安全可靠等诸多优点,这种方式从根本上解决了通过热传导方式加热的效率低下的问题。

  电磁感应棒炉的结构

  由以上的理论基础,我们设计了一种旋转式电磁加热炉,包括一卧式旋转炉体,炉体周壁上固定有若干可轴向穿装铝棒的管体,炉外壳设有保温层,电磁感应线圈缠绕在保温层外周壁,电磁感应产生的热量会留存在金属外壳内,炉体热量得到充分综合利用,提升了发热效能,生产时炉体转动,壳体和线圈不动。可以这样说,此棒炉对传统棒炉进行了革命性的创新。

  电磁感应棒炉的优势

  热散失低  本棒炉采用了当今世界上在绝热材料领域的一系列最新应用成果。在炉体的隔热方面采用了航天材料----气相二氧化硅,令到炉体即使在500°C-600°C的高温,外面的温升也很低,这直接导致棒炉的热散失处于一个比较低的状态,进而节约能源。

  可以满足对环保更高的要求  棒炉采用电加热,与化石燃料最大的区别是不会产生二次污染,尤其在日益重视环保的今天,车间环境得到极大改善,温度不高,工人工作环境质量明显提高。

  对铝棒质量的影响 由于加热方式的改变,原来燃烧方式产生的表面氧化不再存在,降低氧化直接导致模具较以往耐用。由于炉体经过旋转一圈,棒体达到规定温度,温度均匀且金相排列更能满足挤压工艺的要求。

  维护简单,操作简便 由于采用非燃烧的加热方式,炉体更耐用,日常基本不用维护,顶棒机构只是很简单的链条传动机构,操作简单。本棒炉还有一个传统棒炉没有的优势,就是长短棒皆可。

  成本效益   成本是企业的生命线,一个产品能给用户带来实实在在的利益就是好产品。传统棒炉受限于资源稀缺及能源价格的不断上涨,确实需要新的思路。通过用户使用我厂棒炉所反馈的数据,其中松岗一间铝材厂加热直径150mm铝棒,每班加热棒坯6-7吨,每吨棒胚的加热成本在150-160元之间,成本效益是显而易见的。
  又如长沙一铝材厂,购买我厂棒炉GYBL1245,加热直径120mm的铝棒,每班加热棒坯5-6吨,每小时耗电85度,比原来电阻丝加热节能30%。

  结语

  电磁感应加热技术在铝棒加热领域的应用符合当今世界的潮流,其优点----节能减碳,环保,必将被越来越多的用户所熟知,青山绿水要为子孙谋这一时代旋律必将更深入人心。


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