電磁加熱金屬材料熱處理的方案和計(jì)算式

發(fā)布時(shí)間：2022-08-02  新聞來(lái)源：深圳喆能電子技術(shù)有限公司

大型金屬構(gòu)件、管道、軸承等的熱處理及焊接預(yù)熱（PWHT），在之前的文章中已經(jīng)說(shuō)明應(yīng)用電磁加熱器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的傳遞式加熱方式，對(duì)不銹鋼或者鐵合金材料的諸多優(yōu)點(diǎn)。比如：功率密度大使得加熱速度更快，主動(dòng)式發(fā)熱因而使用更節(jié)能，無(wú)明火和加熱介質(zhì)使得操作更潔凈和安全，全數(shù)字控制系統(tǒng)保證溫度控制更精準(zhǔn)更智能。

本文主要介紹金屬材料熱處理的電磁感應(yīng)加熱方案和計(jì)算式

基本參數(shù)：需要加熱的管體重量約50KG，比熱容是C=0.46×103J/（㎏·℃），要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（3分鐘）從常溫加熱到300度。假設(shè)常溫t1為20℃，則溫升△t為280℃。

1.根據(jù)吸收的熱量公式Q=cm△t當(dāng)中Q表示吸收的熱量，C表示比熱容，m表示質(zhì)量，△t表示溫差。根據(jù)公式來(lái)算Q=0.46×103J/（㎏·℃）*50KG*280℃=6440KJ。

2.功率需求計(jì)算：要求3分鐘內(nèi)將管體從常溫20℃加熱到300℃，功率P=Q/S=38KW。

3.電源功率選型：考慮整個(gè)熱處理的過(guò)程的熱能損耗，建議選用一臺(tái)50KW的電源，根據(jù)上式計(jì)算可以滿足加熱要求。

4.加熱線圈定制：35mm2定制高溫線單股繞，根據(jù)我們已經(jīng)使用的經(jīng)驗(yàn)，線盤距離筒體的外壁3CM，實(shí)際帶載感量約200uH，用線長(zhǎng)度約40米。

5.為了保證外殼不被加熱，需要將感應(yīng)線圈做屏蔽處理以保證外殼不會(huì)被加熱。同時(shí)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要考慮適合經(jīng)常安裝和拆卸，反復(fù)頻繁使用。

6.線圈的引線、電源柜的供電線路需要做好絕緣和防水處理，并將設(shè)備的控制電源柜需要接地。

7.使用前將相應(yīng)的線圈安裝到需要加熱的區(qū)域并臨時(shí)固定，連接好線纜并設(shè)定好所需要的加熱溫度，開(kāi)機(jī)即可自動(dòng)運(yùn)行。長(zhǎng)時(shí)間不使用時(shí)需要切斷供電開(kāi)關(guān)。

8.設(shè)備的控制方式需要根據(jù)控溫精度，測(cè)溫點(diǎn)的布置等條件來(lái)確定。

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