CN201674686U - 细线材感应加热设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种细线材感应加热设备，它包括相连接的感应加热电源和感应加热装置，在感应加热装置的放线端设置放线导向轮，在感应加热装置的收线端设置收线导向轮，在放线导向轮和收线导向轮中间设置进线金属轮和出线金属轮，在进线金属轮和出线金属轮之间设置感应器，感应器通过匹配变压器和谐振电容连接感应加热电源。采用上述技术方案的本实用新型，在线材加热时，线材经过金属轮后穿在感应器内的石英管中，高频电流通过感应器在线材周围产生高频磁场，在高频磁场的作用下线材内部产生感生电流，感生电流加热线材，因此加热效率高，能耗低，感应器的漏磁通大幅度减少。

Description

细线材感应加热设备

技术领域

本实用新型属于感应加热领域，具体地说是涉及一种针对于细线材的感应加热技术。

背景技术

目前国内线材热处理所用的加热炉还是以50年代仿苏的“老三样炉”一一马弗炉、井式炉、箱式炉、台车炉为主，这些加热炉以烧煤或电阻加热作为加热手段，存在着密封条件差、蓄热量大、升温速度慢等缺点，致使炉体热量散失较大，造成大量的能量浪费。试验测试数据证明，采用传统电阻炉热处理方式，耗电量为1000-1200度电/吨材。采用燃煤作为加热手段，污染较大，并且加热温度曲线控制不好，影响线材热处理的质量。

现代感应加热技术(设备)在金属热处理，透热成型和熔炼等方面有着广泛的应用。但在细线材(￠6以下)感应加热应用方面却不能达到理想加热效果，传统上采用单一感应线圈加热线材方式效率很低，线材加热速度慢，加热不到理想温度，设备达不到额定功率(设备输出功率调不出来)，加热效率低(耗电量大)。目前国内外众多专业厂家和科研单位正致力于此技术方面的研究，但至今均未见到理想方案出台。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种加热效率高，能耗低的细线材感应加热设备。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型包括相连接的感应加热电源和感应加热装置，在感应加热装置的放线端设置放线导向轮，在感应加热装置的收线端设置收线导向轮，在放线导向轮和收线导向轮中间设置进线金属轮和出线金属轮，在进线金属轮和出线金属轮之间设置感应器，感应器通过匹配变压器和谐振电容连接感应加热电源。

所述的感应器包括感应线圈和感应线圈里面的石英管。

在所述的进线金属轮和出线金属轮上设有石墨碳刷，石墨碳刷与感应器相连接。

所述的感应加热电源包括依次相连接的整流电路、斩波电路、滤波电路和逆变电路。

所述的斩波电路还通过滤波电路与逆变电路相连接。

所述的感应加热电源还与采样电路相连接，采样电路与监控系统相连接。

采用上述技术方案的本实用新型，在线材加热时，线材经过金属轮后穿在感应器内的石英管中，高频电流通过感应器在线材周围产生高频磁场，在高频磁场的作用下线材内部产生感生电流，感生电流加热线材，因此加热效率高，能耗低，感应器的漏磁通大幅度减少。另外，使用石英管可以避免线材在运动中误碰感应器造成感应器匝间短路或线材与感应器间放电。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中感应加热电源的原理框图；

图3为本实用新型中感应加热电源的电路图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括相连接的感应加热电源8和感应加热装置，在感应加热装置的放线端设置放线导向轮1和进线金属轮2，由放线导向轮1连接放线机构12。在感应加热装置的收线端设置收线导向轮3和出线金属轮4，由收线导向轮3连接收线机构13。在实施时，待加热的细线材14盘成圆盘放在放线机构12上，线材加热过程中从放线机构12中陆续放出。收线机构13在线材加热时将加热过的线材盘成圆盘，供后续使用。在出线金属轮4和收线导向轮3之间放置冷却介质19，用于冷却加热后的线材，完成细线材的热处理工艺。冷却介质可以采用水或者其它液体。需要说明的是，放线导向轮1和收线导向轮3可以在线材运动时将线材紧密压在各自的金属轮上，使线材与金属轮接触良好，避免线材与金属轮之间由于接触不好而产生放电现象，造成线材表明伤痕。

在进线金属轮2和出线金属轮4之间设置感应器5，感应器5内装有石英管9，石英管9上缠绕感应线圈10。感应器5通过匹配变压器6和谐振电容7连接感应加热电源8。其中，谐振电容7和匹配变压器6组成谐振电路，感应器5接在匹配变压器输出端。

为实现高效率加热，本实用新型中，在进线金属轮2和出线金属轮4上设有石墨碳刷11，石墨碳刷11通过导线16与感应器5相连接。在细线材加热时，线材要经过进线金属轮2后穿在感应器5内的石英管9中，高频电流通过感应器5在线材周围产生高频磁场，在高频磁场的作用下线材内部产生感生电流，感生电流加热线材。另外，由于进线金属轮2、出线金属轮4和线材直接接触，从变压器端流出的高频电流可依次经过导线16、石墨碳刷11、进线金属轮2、线材、出线金属轮4、石墨碳刷11和导线16，经过线材的高频电流可以快速将线材加热。由于线材在加热过程中连续运动，进线金属轮2和出线金属轮4被线材带动转动，为使导线16和金属轮在电气上可靠连接，使石墨碳刷11紧紧压在两个金属轮上，在两个金属轮转动时，导线中的电流可以通过石墨碳刷11传到金属轮上并在线材中形成连续电流。在本实用新型中，使用石英管9可以避免线材在运动中误碰感应器造成感应器匝间短路或线材与感应器间放电。

另外，在细线材14的运行线路中，还可以设置多个导向套15。该导向套15能保证细线材14平稳运行。其中，位于放线机构12与放线导向轮1之间的导向套使线材能够可靠进入放线导向轮1的槽中，避免线材从放线导向轮1上脱落；位于进线金属轮2与感应器5之间的导向套，是避免线材在运动中误摆或从进线金属轮2上脱落而将石英管9碰裂或碰碎；位于收线导向轮3与收线机构13之间的导向套避免了线材从收线机构上脱落。

如图2所示，本实用新型中的感应加热电源8通过采用IGBT逆变技术将三相工频电源逆变为30KHZ-300KHZ的高频电源。具体地说，它包括依次相连接的整流电路、斩波电路、滤波电路和逆变电路。上述的斩波电路还通过控制保护电路与逆变电路相连接。

本实用新型中感应加热电源8的工作原理是：

如图3所示，三相整流电路将工频电源整流成直流电，斩波电路和滤波电路按照负载和输出功率的要求将直流电调制成合适电压输送给逆变电路，逆变电路生产高频电流供给感应加热装置。本电源采用三相工频供电，有完善的控制保护电路。控制保护电路包括电源缺相保护，电源过电压，欠电压保护，电源过电流保护，冷却水缺水和欠压保护，及逆变频率不适保护等，设备输出功率调节采用前级斩波器调功，有恒功率、恒流两种控制模式。另外设备输出功率和逆变中心频率可以根据细线材的加热速度和品种不同，灵活选用。设备输出功率可以在40KW-120KW内选择，逆变中心频率可以在30KHZ-300KHZ内选择。

另外，感应加热电源8还与采样电路相连接，该采样电路包括输出电压采样和输出电流采样，每个采样电路均与监控系统相连接。这样，就能自动控制加热温度。

Claims (6)

1.一种细线材感应加热设备，其特征在于：它包括相连接的感应加热电源(8)和感应加热装置，在感应加热装置的放线端设置放线导向轮(1)，在感应加热装置的收线端设置收线导向轮(3)，在放线导向轮(1)和收线导向轮(3)中间设置进线金属轮(2)和出线金属轮(4)，在进线金属轮(2)和出线金属轮(4)之间设置感应器(5)，感应器(5)通过匹配变压器(6)和谐振电容(7)连接感应加热电源(8)。

2.根据权利要求1所述的细线材感应加热设备，其特征在于：所述的感应器(5)包括感应线圈(10)和感应线圈(10)里面的石英管(9)。

3.根据权利要求2所述的细线材感应加热设备，其特征在于：在所述的进线金属轮(2)和出线金属轮(4)上设有石墨碳刷(11)，石墨碳刷(11)与感应器(5)相连接。

4.根据权利要求1所述的细线材感应加热设备，其特征在于：所述的感应加热电源(8)包括依次相连接的整流电路、斩波电路、滤波电路和逆变电路。

5.根据权利要求4所述的细线材感应加热设备，其特征在于：所述的斩波电路还通过滤波电路与逆变电路相连接。

6.根据权利要求5所述的细线材感应加热设备，其特征在于：所述的感应加热电源(8)还与采样电路相连接，采样电路与监控系统相连接。

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