正确选用优质的感应锻造炉

　　正确选用和设计、生产优 质的感应锻造炉

　　这当然首先要满足用户的生产和工艺要求。主要是生产率，其主要决定于变频电源的功率，然后是节能，这取决于电源的频率和感应器设计的合理性，工艺要求上主要是加热温度、温度分布等，要靠感应器设计阻抗与电源的匹配及机械化、自动化水平等，则要根据用户要求进行协商；其次是产品质量要好；设备的技术经济指标先进，如能耗低、材料省、运行费用低、劳动条件好等；设备可靠性要高；使用、维护方便，操作安 全可靠。

　　感应透热炉的主要缺点是通用性差，如果炉料的规格、尺寸相差悬殊，则需分组设计多台感应器。为此，对多规格加热的炉子往往需要提出代表品种，作为设计和产品验收的主要依据。

　　（1）选择电源的频率 加热用频率合理与否，直接关系到加热器的电效率和加工工艺质量，电源频率的选用，主要考虑两个因素。

　　第 一、从保证电效率考虑，第 二、从提高截面温度均匀性考虑。

　　由此可看出，进一步降低频率已不能加深加热层，反而会影响电效率。进一步均温只有靠炉料自身的热传导。所以0.4R2是在该频率下的大加热深度。

　　在此范围内应向高 端选取频率。当然也应根据具体情况灵活处理，如在加热速度较慢（单位功率小）时，可选高一些的频率，靠传热来弥补加热层浅的不足，对导热系数高的材料，也可选用偏高些的频率等。在用户经济投资允许时，对较大型透热炉，可建议采用在技术上更为合理的双频或三频率加热，即分成低温段（磁性，低频），高温段（非磁性，高频率）均温段（也可不用）。

　　（2）确定电源容量 感应器平均加热功率的估算。一般情况下，取电源功率Py＞Pg，尽量采用标准系列中给定的值，对磁性材料周期式加热时，如果没有自动控制功能，为防止加热初期的峰值，需加大电源容量，使Py≈（1.5~1.7）Pg，非磁性材料周期式加热时，Py≈（1.05~1.10）Pg即可。这样，我们知道了电源功率和频率，就可结合用户和制造厂的具体条件和需求来合理地选定电源。

　　（3）加热炉核心部件感应器规模的确定 求出感应器几何尺寸，即可大致估计炉体的大小。第 一、求感应线圈长度a1。锻造加热炉（包括全部透热炉），当然希望心表温差△T越小越好。为保证△T所需短加热时间tk以便通过该值确定线圈总长度a1（连续式）或炉内装料数n（顺序式）或炉子台数n（周期式）。

　　透热炉当然希望心表温差越小越好，但从上面论述已知，感应加热虽然是自身加热，但其有效加热层仅为ξ≤0.4R2，其余部分仍需靠传热来均温，电效率ηd。线圈内径取值的合适，确保了炉子的效率和其工作可靠性。直径太大，增加了漏磁，会降低电效率；而取得过小，将使炉衬太薄，不但降低其热效率，也会影响炉衬强度，如间隙太小还会妨碍炉料的运行。原则上存在一个zui佳的D1/D2值。

　　从上面讨论可知，电效率与两个因素有关：相对频率m2和线圈与炉料之间的气隙，即他们直径比D1/D2。这从图1和图4上可清楚看出，电效率随频率急剧上升而提高，经过拐点后升速变缓，慢慢趋于极限值。就气隙而言，当然是气隙越小，电磁耦合越好，漏磁少而电效率越高。从图4可看出，当D1/D2由1增大至2时，电效率大约从95%下降至76%。

　　（3）综合上述两点，其总效率可定性做出曲线。

　　两曲线交点即为选定的耐火和保温材料时取值的zui佳点。对主要加热对象的钢材锻造加热而言，从电热效率综合考虑，建议取D1/D2=1.4～1.8，但取D1/D2≈1.2～2.0也可以接受。直径大时取偏小值，直径小时取偏大值。如果D2过粗或太细时，有可能超出此范围。D1的zui终确定应以实用为主，应考虑以下诸多因素

　　D1=D2+△D1.1+△D1.2+△D1.3+△D1.4+△D1.5

　　式中△D1.1—炉料在炉中运行时必 须的间隙（mm）；

　　△D1.2—炉衬耐火层的厚度（mm）；

　　△D1.3—炉衬保温层的厚度（mm）；

　　△D1.4—炉料热膨胀尺寸（mm）；

　　△D1.5—加工公差（mm）。

　　从以上估算中，我们知道了设备所需电源的功率和频率，也就选定了电源，我们又知道了感应线圈的规模，考虑其工作高度给出安装方式和外壳及框架对炉体的用材也基本心中有数，水冷用水量则可从表1的总效率得知炉子能耗，即需要用水带走的热量，从而也可进行初步的估算。

　　（4）炉子的机电成套 我国现有的一些感应电热设备主要生产厂家，均有根据用户工艺需求提供不同技术层次机电配套要求的能力。根据和用户商定的机械化、自动化要求，进行与主机连接，本身的上下料机械化和操作系统的自动化，可提出一个技术经济合理的方案，并据此精心设计和生产出物美价廉，经久耐用的产品。