CN104694732A - 钢丝感应加热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢丝感应加热装置，包括工作台、若干个由空心铜管绕成的圆柱形感应线圈，所述工作台上可拆卸安装有若干支撑板，每个感应线圈固定安装在一个支撑板上，感应线圈间同轴串联，每个感应线圈内部设有绝缘管，待加热圆型钢丝置于绝缘管内，所述绝缘管的壁厚为2-3mm，感应线圈的内壁与绝缘管的外壁之间距离为3-4mm，绝缘管的内壁与待加热钢丝的外壁之间的距离为2-3mm。与现有技术相比，本发明设计合理、使用灵活并且安全可靠，能够适应多种加工需求，并且对钢丝直径与感应线圈内径的尺寸进行合理的匹配，缩小了钢丝与感应线圈的距离，从而提高了钢丝的加热效率和热处理质量。

Description

钢丝感应加热装置
技术领域
本发明涉及一种钢丝感应加热装置，属于钢丝热加工技术领域。
背景技术
在特钢加工过程中，需要对钢材进行淬火处理，即将钢材加热到临界温度以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷进行马氏体或贝氏体转变，以提高钢的硬度和耐磨性。目前，生产线上主要采用感应器对钢丝进行加热，感应加热是通过感应器的交变磁场产生的钢丝中的涡流对钢丝进行整体加热，达到整个钢丝的芯部和表面温度大致相等。现有生产线上感应线圈直径尺寸较大，更换不便，不能适配不同直径尺寸的钢丝加热，造成加热效率低下，加热时钢丝芯部和表面温差较大，淬火时钢丝芯表硬度相差较大，不能满足某些场合下产品的质量指标要求。因此，如何提高钢丝的感应加热效率，并改善加热均匀性，以提高生产效率和产品的热处理质量是本发明需要研究的课题。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种钢丝感应加热装置，合理匹配钢丝直径与感应线圈直径的尺寸大小，以提高钢丝的加热效率，使得加热更均匀，从而提高生产效率和产品热处理质量。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种钢丝感应加热装置，包括工作台、若干个由空心铜管绕成的圆柱形感应线圈，所述工作台上可拆卸安装有若干支撑板，每个感应线圈固定安装在一个支撑板上，所述感应线圈的两端分别设有管脚，相邻两个感应线圈的相邻两个管脚上分别焊接有一铜排，多个感应线圈串联，每个感应线圈内部设有绝缘管，待加热圆型钢丝置于绝缘管内，所述绝缘管的壁厚为2-3mm，感应线圈的内壁与绝缘管的外壁之间距离为2-3mm，绝缘管的内壁与待加热钢丝的外壁之间的距离为2-3mm。
进一步地，所述铜排上设有螺孔，相邻两个管脚上的铜排通过导电金属板连接或者两端焊有导电金属板的空心导电金属管连接，导电金属板与铜排间通过螺丝固定。
进一步地，所述空心铜管为方形空心铜管、圆形空心铜管或半圆形空心铜管。
进一步地，所述空心铜管外表面覆有绝缘漆层。
进一步地，所述导电金属板或空心导电金属管外表面附有绝缘漆层或者裹有绝缘胶布。
进一步地，每个感应线圈设有两个或四个管脚，每个管脚末端连接用于输送冷却液的胶管，通过卡箍固定。
进一步地，所述空心导电金属管的两端各有一管脚，管脚末端连接用于输送冷却液的胶管，通过卡箍固定。
进一步地，还包括设在两个感应线圈之间的高度可以调节的导向轮。
进一步地，所述绝缘管的长度大于感应线圈的长度，在超出感应线圈的部分用耐温布料系于感应线圈的管脚上。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：1、将不同钢丝直径尺寸与感应线圈内径尺寸的配比进行了优化，缩小了加热时钢丝与感应线圈之间的距离，提高了钢丝的加热效率并使得加热更均匀，从而提高了生产效率和产品的热处理质量。2、由多个感应线圈组成的加热装置可以灵活组装，并且便于拆卸，能够适应不同生产规模和钢丝尺寸的加工需求。3、本发明的钢丝感应加热装置设计合理、设备制造方便并且安全可靠。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1中感应线圈A-A截面的结构示意图；
图3为本发明实施例的相邻感应线圈的连接示意图（一）；
图4为本发明实施例的相邻感应线圈的连接示意图（二）；
图5为本发明实施例优选的绕成感应线圈的空心铜管的截面示意图；
图6为本发明实施例中支撑板与工作台安装示意图；
图中，1：工作台，2：支撑板，3：感应线圈，4：绝缘管，5、钢丝，6、感应线圈管脚，7、铜排，8、导电金属板，9、导电金属管，10、导电金属管管脚，11、胶管，12、通孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示，本发明实施例公开的一种钢丝感应加热装置，包括工作台1，工作台1上安装有若干支撑板2，每个支撑板2上固定一感应线圈3，工作台1的上表面和支撑板2可由环氧树脂板制成，感应线圈3由空心铜管绕成，支撑板2和感应线圈3的具体数量可根据实际生产线规模设定，多个感应线圈3沿直线串联，保证轴线在一条直线上，以使矫直后的钢丝5能在多个感应线圈3中直线运动。支撑板2可拆卸安装在工作台1上，如图6所示，可分别在支撑板上和工作台上设安装通孔，采用两面分别设有条状槽的L型直角钢板连接支撑板2和工作台1，更换时，可通过调节固定螺丝的位置，来调节支撑板2在水平或垂直方向的位置，以对准多个支撑板2上感应线圈3。当然，此处仅示出一种较为简单的方式，本领域技术人员可以采用其他便于调整的安装方式。感应线圈3的两端分别设有管脚6，两端的管脚6平行设置，可以将两端的管脚6固定在支撑板3的顶面或侧面，也可以在感应线圈3上焊接其他连接部以便固定安装在支撑板上。为了防止感应线圈3和钢丝5接触短路，在感应线圈3和钢丝5之间设有耐温绝缘管4。为了使钢丝能高效均匀加热，经过多次实验后，得到感应线圈3、绝缘管4和钢丝5之间较佳的距离设置，如图2所示，绝缘管4的壁厚b为2-3mm，感应线圈3的内壁与绝缘管4的外壁之间距离a为3-4mm，绝缘管4的内壁与钢丝5的外壁之间的距离c为2-3mm。具体的，针对不同直径尺寸的钢丝，感应线圈的内径尺寸可参照表1：
表1感应线圈尺寸对比表
由上表可以看出，随着钢丝直径尺寸的变大，钢丝与绝缘管，绝缘管与感应线圈之间的距离在可选范围内适当偏大，同时在加热效率和尺寸类型上做适当权衡。
如图1、3、4所示，感应线圈3的管脚6上焊接有用于串联连接的铜排7，距离较近的相邻两个感应线圈3的管脚6可以通过条状导电金属板8连接（如图3），距离较远的相邻两个感应线圈3的管脚6可以通过两端焊有导电金属板的空心导电金属管9连接（如图4），导电金属板与铜排7上设有螺孔，导电金属板与铜排7通过螺丝紧固，便于拆卸更换不同尺寸的感应线圈3。感应线圈3的管脚6和导电金属管9的管脚10的末端连接胶管11，通过胶管11向感应线圈3的空心铜管和导电金属管9内循环输送冷却液，以降低加热时感应线圈3和导电金属管9及周围环境的温度。在工作台1的表面设有通孔12，胶管11从工作台下方穿过通孔12连接到相应的感应线圈管脚6或导电金属管管脚9，通过卡箍固定在管脚上，保证密封性并便于拆卸。为了增强冷却效果，可以在感应线圈3的中部再引出两个管脚与胶管连接。
感应线圈一般由空心铜管绕成，较常用的是方形的或圆形的空心铜管，考虑到圆形空心铜管绕制加工不便，方形空心铜管形成的线圈水阻较大，可以采用如图5所示的半圆形空心铜管绕成感应线圈，具备加工方便、水阻小的优点。制成感应线圈后，浸泡在绝缘器中，使线圈外表面均匀覆有绝缘漆层，另外考虑安全因素，在导电金属板或空心导电金属管外表面也覆有绝缘漆层或者裹有绝缘胶布。
考虑到较长的生产线，还可以间隔地在感应线圈3之间设有导向轮，导向轮底部固定安装在工作台1上，高度可以调节，以匹配不同直径尺寸钢丝的加工。此外，为了防止钢丝5在绝缘管4内移动时触碰到绝缘管4，绝缘管4的长度略大于感应线圈3的长度，在超出感应线圈3的部分用耐温布料系于感应线圈3的管脚6上。
本发明实施例公开的钢丝感应加热装置设计合理、使用灵活并且安全可靠，能够适应多种加工需求，并且进一步对钢丝直径与感应线圈内径的尺寸关系进行了合理的匹配，直接影响了钢丝加热效率和透热时间，从而提高了钢丝的加热效率和热处理质量。为了更直观说明优化的效果，将采用内径较大的感应线圈和优化尺寸的感应线圈的加热效果进行了对比。表2显示了在同一条生产线下，安装不同内径的感应线圈，加热相同直径钢丝，所得加热所需时间和淬火后芯表硬度数据对比结果：
表2 优化效果对比表
上表说明优化感应线圈内径尺寸后，生产线上可以调高钢丝运行速度，缩短加热所需时间，从而提高了钢丝的加热效率，缩短了钢丝的淬火时间，提高了生产效率。并且钢丝芯表加热均匀，淬火后钢丝的芯表硬度基本一致，产品热处理质量较高。

Claims (9)

1.一种钢丝感应加热装置，其特征在于，包括工作台、若干个由空心铜管绕成的圆柱形感应线圈，所述工作台上可拆卸安装有若干支撑板，每个感应线圈固定安装在一个支撑板上，所述感应线圈的两端分别设有管脚，相邻两个感应线圈的相邻两个管脚上分别焊接有一铜排，多个感应线圈串联，每个感应线圈内部设有绝缘管，待加热圆型钢丝置于绝缘管内，所述绝缘管的壁厚为2-3mm，感应线圈的内壁与绝缘管的外壁之间距离为3-4mm，绝缘管的内壁与待加热钢丝的外壁之间的距离为2-3mm。
2.根据权利要求1所述的钢丝感应加热装置，其特征在于，所述铜排上设有螺孔，相邻两个管脚上的铜排通过导电金属板连接或者两端焊有导电金属板的空心导电金属管连接，导电金属板与铜排间通过螺丝固定。
3.根据权利要求1所述的钢丝感应加热装置，其特征在于，所述空心铜管为方形空心铜管、圆形空心铜管或半圆形空心铜管。
4.根据权利要求1所述的钢丝感应加热装置，其特征在于，所述空心铜管外表面覆有绝缘漆层。
5.根据权利要求2所述的钢丝感应加热装置，其特征在于，所述导电金属板或空心导电金属管外表面附有绝缘漆层或者裹有绝缘胶布。
6.根据权利要求1所述的钢丝感应加热装置，其特征在于，每个感应线圈设有两个或四个管脚，每个管脚末端连接用于输送冷却液的胶管，通过卡箍固定。
7.根据权利要求2所述的钢丝感应加热装置，其特征在于，所述空心导电金属管的两端各有一管脚，管脚末端连接用于输送冷却液的胶管，通过卡箍固定。
8.根据权利要求1所述的钢丝感应加热装置，其特征在于，还包括设在两个感应线圈之间的高度可以调节的导向轮。
9.根据权利要求1所述的钢丝感应加热装置，其特征在于，所述绝缘管的长度大于感应线圈的长度，在超出感应线圈的部分用耐温布料系于感应线圈的管脚上。
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