CN209234081U - 一种用于合金板棒材的往复式感应加热设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于合金板棒材的往复式感应加热设备，包括中频电源、补偿系统模块、感应线圈和上位机控制系统。所述的上位机控制系统与中频电源连接，中频电源与补偿系统模块连接，补偿系统模块与多个感应线圈连接。中频电源与感应加热器连接，感应加热器靠近感应线圈设置。本实用新型解决了现有传统电阻炉加热和燃气炉加热，通过空气传热存在的加热设备效率低、加热及保温时间过长，合金材料表面严重氧化、材料成材率低、造成制造成本高和产品质量问题，特别是对加热时间比较敏感的合金材料。提高生产效率；提高产品质量，降低能耗。减少固定用电成本；特别适用于合金金属板棒材的加热。

Description

一种用于合金板棒材的往复式感应加热设备

技术领域

本实用新型涉及一种合金材料加工领域，具体是一种用于合金板棒材的往复式感应加热设备。

背景技术

合金材料，如钛/钛合金是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金。钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。另外，钛/钛合金的冷加工工艺性能差，切削加工困难；在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质；还有抗磨性差，生产工艺复杂。现有的合金加工大部分使用电阻炉加热设备，一部分使用燃气炉加热。他们都是通过空气传热，效率低；加热保温时间过长导致板钛材表面严重氧化，材料成材率低，且加热保温过程长易造成合金晶粒长大；不仅提高制造成本，还影响产品质量。此外，电阻丝加热炉，经常因电阻丝高温使用时间长，使用寿命不可控，易在加热时造成断裂，影响电阻丝炉的正常使用。这就可能造成在炉内的钛/钛合金棒料不能再按原先设定的加热工艺进行加热，不得不中断加热，给现场生产带来很大的麻烦。这也不可避免地增加了生产成本。燃气炉加热，也是通过空气传热，加热时间长，效率低；特别对加热时间长比较敏感的合金材料，同样存在电阻丝加热的质量不可控等问题。此外，燃气炉的需要比较频繁的维护保养，维护成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于合金板棒材的往复式感应加热设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于合金板棒料的往复式感应加热设备系统，包括中频电源、补偿系统模块、感应线圈和上位机控制系统，所述的上位机控制系统与中频电源连接，中频电源与补偿系统模块连接，补偿系统模块与多个感应线圈连接，中频电源与感应加热器连接，感应加热器靠近感应线圈设置。

作为本实用新型进一步的方案：所述的感应加热采用往复摆动加热方式进行加热。

作为本实用新型进一步的方案：感应线圈为加热区，加热区两端分别为上料区和出料区。

作为本实用新型再进一步的方案：所述的上料区、加热区及出料区内都设有辊道。

作为本实用新型再进一步的方案：所述的辊道为中空不锈钢制成。

作为本实用新型再进一步的方案：所述的中频电源、补偿系统模块都与冷却系统连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型往复式感应加热设备用电感应，即开即用，不需要烘炉和预热，大大提高生产效率；同时感应加热快，时间短，加热温差小，板棒材表面氧化层少，与电阻炉相比，不仅提高产品质量，还可降低能耗。此外，这种特别的往复式运行的加热，占地面积小，电源功率配置小，设备使用非常稳定可靠，设备维护非常少。本实用新型解决了现有传统电阻炉加热和燃气炉加热，通过空气传热存在的加热设备效率低、加热及保温时间过长，合金材料表面严重氧化、材料成材率低、造成制造成本高和产品质量问题，特别是对加热时间比较敏感的合金材料。本发明的感应加热设备系统用电感应加热，即开即用，不需要烘炉及预热，提高生产效率；提高产品质量，降低能耗。同时，这种特别的往复式加热布置，特别紧凑，还可最大限度减少设备对场地的空间要求；还可大幅降低用电总量配置，减少固定用电成本；特别适用于合金金属板棒材的加热：如钛/钛合金板棒加热，为合金板棒材的热加工工业的发展提供更加节能，高效，可靠，高质的加热解决方案。

附图说明

图1为用于合金板棒材的往复式感应加热设备的原理框图。

图2为用于合金板棒材的往复式感应加热设备的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例一：请参阅图1-2，一种用于合金板棒的往复式感应加热设备系统，包括中频电源、补偿系统模块、感应线圈和上位机控制系统。所述的上位机控制系统与中频电源连接，中频电源与补偿系统模块连接，补偿系统模块与多个感应线圈连接。中频电源与感应加热器连接，感应加热器靠近感应线圈设置。感应线圈上方为加热区，加热区两端分别为上料区和出料区，上料区、加热区及出料区内都设有辊道，辊道采用不锈钢中空设计。

冷料坯通过上料区添加，在加热区感应加热电源加热，保证加热效率，料坯在辊道上往复运动，方便加热；通过补偿系统模块对料坯进行温度检测，到达加热温度后坯料排出，没有到达加热温度时进行补偿加热，通过变频电机带动料坯再次往复运动，通过中频电源控制感应加热器再次告知加热，保证加热效果。坯料由上料区分批进入加热区，往复通过与辊道交替布置的通电感应线圈来实现加热，加热完成的棒料自动移入出料区后可移入轧机辊道。所有的辊道电机由变频器控制，并具备正/反转功能，辊道电机带编码器实现速度的闭环控制，确保棒料加热过程中的位置跟踪在精度允许范围之内。上位机控制系统控制各个模块工作。

合金板棒材往复式感应加热系统具备高度的适应性、卓越的加热产品质量效果以及其他设备所不具备的加热工艺可重复性的特点。该系统可完全适合于特别适合于场地有限轧制线改造升级和新厂科学合理的布置安排，最大程度的保证棒料在加热之后芯部温度及表面温度的一致性，头尾温度的一致性；同时，对于不同牌号，不同尺寸及长度的合金板棒加热需求，都可以配有相适应的加热工艺，从而确保适合各种合同材料产品的加热需求。

设备系统包括一套感应加热器，电源设计频率(100Hz-3000Hz)根据棒料的尺寸范围(直径100mm-160mm)和材料的最佳加热深度选择，保证加热效率。加热电源功率(4000kW)基于轧机设备产能(6吨/小时)和棒料加热温度(20℃至1200℃)要求，并通过有限元分析软件验证，完全能够满足轧机的满负荷工作。

实施例二：在实施例一的基础上冷却系统分别与中频电源、补偿系统模块连接，冷却系统对各个模块通水冷却，避免温度太高引起安全隐患，提高稳定安全可靠性。

需要特别说明的是，通过往复式运行，合金板棒材来回通过固定的感应加热线圈、来实现对板棒材的快速、控制加热为本申请的创新点。其有效解决了烘炉需要预热，生产效率低下；加热时间长，芯表温差大，板棒材表面氧化层多等制造成本高和质量问题。特别适合于产品质量对加热时间长的较敏感和加热升温控制要求比较高的合金材料的板棒材加热。这种布置和运行，整个加热设备系统紧凑，占地面积小，用电配置小，投资少，制造成本低。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种用于合金板棒材的往复式感应加热设备，包括中频电源、补偿系统模块、感应线圈和上位机控制系统，其特征在于，所述的上位机控制系统与中频电源连接，中频电源与补偿系统模块连接，补偿系统模块与多个感应线圈连接，中频电源与感应加热器连接，感应加热器靠近感应线圈设置。

2.根据权利要求1所述的用于合金板棒材的往复式感应加热设备，其特征在于，整套设备系统使用特别的往复摆动的通过固定的感应加热的运行模式，实现对合金板棒材的加热。

3.根据权利要求1所述的用于合金板棒材的往复式感应加热设备，其特征在于，所述的感应线圈上方为加热区，加热区两端分别为上料区和出料区。

4.根据权利要求3所述的用于合金板棒材的往复式感应加热设备，其特征在于，所述的上料区、加热区及出料区内都设有辊道。

5.根据权利要求4所述的用于合金板棒材的往复式感应加热设备，其特征在于，所述的辊道是中空水冷却的，由不导磁锈钢制成。

6.根据权利要求1所述的用于合金板棒材的往复式感应加热设备，其特征在于，所述的中频电源、补偿系统模块都与冷却系统连接。