Большой вертикальный среднечастотный индукционный нагревательный станок для закалки с опорным роликом представляет собой новый тип станка, разработанный в соответствии с новой концепцией для замены газовой, масляной печи и печи с дифференциальной температурой опорных роликов. Его подъем, нагрев, работа и режим закалки впрыском отличаются от традиционных поддерживающих роликовых печей с дифференциальной температурой. Конструктивная концепция станка нового типа направлена на устранение недостатков газовой дифференциально-температурной печи в производственном процессе (длительное время нагрева, высокое энергопотребление, неудобный подъем и т. д.) и конструкции. Таким образом, новый станок в эффективности производства, режиме нагрева, режиме закалки впрыском, себестоимости, безопасности труда, трудоемкости, адаптируемости заготовки, качестве заготовки и настройках процесса показал сильное преимущество.
Общеизвестно, что повышение качества, точности, срока службы и сокращение цикла обработки опорного валка является важной темой исследований в области сталепроката. Коэффициент использования материалов можно эффективно повысить, изучив новую технологию производства опорных роликов. Срок службы опорного ролика тесно связан с твердостью поверхности и глубиной закалочного слоя, а также износостойкостью ролика. В то же время улучшение исходного метода производства и выбор лучшего материала опорного ролика являются основными мерами по улучшению характеристик опорного ролика.
Объем обрабатываемых заготовок: общая длина опорного ролика 6000 мм, диаметр 800~1680 мм, длина ролика 780~2500 мм, качество ≤ 60T, глубина закалочного слоя 30~118 мм.
1. Конструктивная концепция индукционного нагрева опорных роликов
Технология индукционного нагрева широко используется в механической обработке, но применение низкочастотного и мощного источника питания при термообработке используется редко. Это применение низкочастотного и мощного нагрева в качестве индукционного нагрева поддерживающих валков является крупным прорывом в технологии индукционной термообработки, который обеспечивает новую техническую платформу для индукционной термообработки.
С помощью пакета программ Visual Basic ANSYS в сочетании с изменением параметров индукционного нагрева опорного ролика было смоделировано и проанализировано температурное поле. Температурное поле индукционного нагрева материала опорного ролика численно смоделировано, и получены соответствующие данные процесса нагрева опорного ролика, включая конструкцию датчика, формулировку процесса нагрева, напряженность магнитного поля и распределение магнитного поля.
2. Конструктивные и технологические характеристики станков
Этот метод индукционной термообработки и закалки распылением опорного ролика является новой концепцией.
(1) Станок для индукционной закалки при перепаде температур с вертикальными опорными роликами может быть выполнен на станции подачи, нагрева, закалки распылением.
(2) Большая подвесная заготовка для плавного вращения и движения вверх и вниз.
(3) Низкочастотный и мощный встроенный индукционный нагрев и контроль температуры.
(4) Станция закалки распылением, распыление воды, распыление, впрыск воздуха в соответствии с процессом могут быть автоматически преобразованы.
Станок для закалки с индукционным нагревом опорного ролика в целом, у меня есть последние исследования и разработки самого современного оборудования для термообработки опорных роликов, он имеет низкий уровень углерода, защиту окружающей среды, энергосбережение, низкую стоимость использования, качество продукции и преимущества ультра -глубокий слой закалки, более 30% энергии, чем традиционное оборудование для термообработки опорных валков, и значительно снижает трудоемкость операторов, является идеальным оборудованием для термообработки опорных валков.
(1) Станки
Конструкция и производство станков основаны на принципе нагрева и закалки всей вертикальной заготовки. Станки должны обладать несущей способностью, устойчивостью, сейсмостойкостью, устойчивостью и надежностью безопасности. Основной корпус станка (см. рис. 1) представляет собой портальную конструкцию с вогнутой верхней частью. Подвижная балка на станке поднимает опорный ролик через специальный зажим. Верхняя подвижная балка может проходить вверх и вниз через ходовой винт. Рабочее положение включает в себя подачу, нагрев, распыление и закалку. Скорость опускания верхнего движущегося луча регулируется преобразованием частоты; Нижний луч регулируется вверх и вниз с помощью световой планки, которая выполняет функцию нейтрализации и блокировки заготовки. Станок оснащен гидравлическим противовесом, который уравновешивает силу станка, повышает его устойчивость и продлевает срок его службы.
Во время работы верхняя подвижная балка подвешивает заготовку и спускается к центру нижней балки и блокирует нижнюю балку, так что верхняя и нижняя балка и заготовка соединяются в грузоприемное тело. Заготовка вращается в индукционной печи для нагрева. После нагрева кузов груза опускается в положение закалки распылением для закалки распылением. Вернитесь в нейтральное положение после закалки распылением, разблокируйте и поднимите в положение подачи. Поэтому он призван выполнять работы по загрузке, нагреву и закалке на одной и той же станции. Дизайн каждой конструкции основан на точном расчете и демонстрации эксперта. Машина имеет строгую структуру, короткое расстояние, широкий спектр применения и стабильную работу.
(а) Фотографии вертикальных индукционных станков с опорными роликами
(b) Принципиальная схема вертикального станка с опорными роликами
рис. 1
(2) Источник питания
Использование источника питания с преобразованием частоты SCR, высокая эффективность, небольшой объем, легкий вес, простота в эксплуатации, гибкость при запуске. Частота источника питания 36 ~ 60 Гц. Согласно эмпирической формуле глубина проникновения тока в сталь при температуре 900 ℃ составляет:
Дельта =500/ F1 /2 (f - частота сети)
Как видно из приведенного уравнения, чем ниже частота, тем глубже глубина проникновения тока, а глубина диатермии, температура диатермии и время выдержки определяют глубину аустенизации. При условии определенной глубины диатермии продолжительность выдержки определяет глубину аустенизации после глубины диатермии. Поскольку глубину аустенизации можно контролировать, скорость нагрева увеличивается, что экономит время и энергию.
Нагрев в индукционной печи запускается с нагрузкой, поэтому источник питания средней частоты и корпус печи могут выдерживать удары большой мощности и низкочастотную вибрацию, успешный запуск мощности составляет 100%. Поскольку заготовка вращается во время нагрева, явление неравномерного нагрева, вызванного эксцентриситетом заготовки, может быть преодолено.
Система измерения температуры индукционной печи ИСПОЛЬЗУЕТ инфракрасное измерение температуры с замкнутым контуром, процесс с замкнутым контуром - это температура заготовки - инфракрасное измерение температуры - выходной сигнал управления компьютером ПЛК для среднечастотного источника питания и контроль выходной мощности индукционной печи, температура заготовки , таким образом, обеспечить заданную температуру заготовки в пределах плюс-минус 10 ℃ при нагреве, а также реализовать равномерную аустенизацию поверхности валка.
(3) Распылительная закалка
После нагрева заготовка опускается в позицию закалки распылением для закалки распылением. Механизм распылительной закалки состоит из многоканального корпуса смешанной закалки распылением, и во время закалки распылением на поверхности заготовки формируется несколько закалочных лент. Поскольку во время закалки распылением заготовка вращается, многоканальные ленты закалки распылением могут покрыть все поверхности опорного ролика за 3 с. Рабочий режим механизма закалки распылением имеет состояние воды, состояние тумана, газ 3 вида, в каждом случае пропорция размера количества распыления может быть отрегулирована, чтобы сформировать более полную цепочку процесса закалки, размер, способ и время закалки распылением контролируется компьютером, может адаптироваться к различным спецификациям процесса закалки поддерживающих валков.
Впрыскивающая и закалочная часть общей конструкции принимает механическое движение в соответствии с размером внешнего диаметра опорного ролика в любое время, чтобы отрегулировать расстояние впрыска и закалки, чтобы поверхностное давление и плотность различных характеристик ролика одинаковы, чтобы обеспечить единство качества заготовки.
(4) Электрический контроль
Электронное управление закалочной машиной с индукционным нагревом с вертикальным опорным роликом состоит из работы машины, промежуточного нагрева, охлаждения оборудования, охлаждения распылением, контроля температуры с обратной связью, ПЛК и компьютерной системы. Работа оборудования может осуществляться не только в автоматическом режиме с помощью главного управляющего компьютера, но также может управляться шаг за шагом независимо.
В онлайн-режиме параметры процесса передаются с компьютера на ПЛК, ПЛК отправляет инструкции для управления запуском и остановкой и работой каждой части, и каждый параметр, состояние и температура в операции отображаются на дисплее компьютера, и данные операции будут сохранены в компьютере в течение длительного времени. Часть управления имеет полную систему обнаружения и записи информации и оснащена системой контроллера интерфейса для управления сетью с компьютером второго уровня, логическим управлением и системой определения состояния электрической системы и приборов в системе.
3. Практический эффект применения
(1) Процесс термической обработки при перепаде температур
Опорный ролик должен быть предварительно нагрет до 350~500 ℃ в камерной печи перед быстрым индукционным дифференциальным нагревом (предварительный нагрев может сделать температуру внутри и снаружи ролика одинаковой). После предварительного нагрева путем быстрого индукционного нагрева на поверхности ролика образуется слой нагрева 810~940 ℃ на глубину слоя 190 мм, что вызывает разницу температур внутри и снаружи заготовки и, таким образом, снижает тепловое напряжение. вызванное нагревом.
После предварительного нагрева опорный ролик переносится в индукционную дифференциальную температурную печь, проходя три этапа:
(1) Быстро нагрейте температуру предварительного нагрева до заданной температуры процесса от поверхности рулона до глубины 70 мм и одновременно нагрейте электромагнитной индукцией, чтобы сформировать поверхностный высокотемпературный слой накопления энергии, чтобы обеспечить тепловую мощность для температуры к внутренней проводимости.
После прохождения поверхностным слоем нагрева точки Кюри мощность увеличивается и начинается сохранение тепла. В настоящее время область накопления энергии увеличена до 90 мм. Между тем, тепло высокотемпературного слоя накопления энергии передается внутрь, а время сохранения тепла определяет необходимую глубину аустенитизированного слоя.
(3) после сохранения тепла заготовки опуститься в положение закалки распылением для сильной закалки струей воды; При снижении температуры поверхностного слоя заготовки до первой переходной точки процесса режим сильного распыления воды трансформируется в режим сильного распыления. При достижении второй переходной точки процесса режим сильного распыления меняется на режим слабого распыления. Можно сделать заготовку, чтобы получить лучший эффект закалки.
Примечание: продолжительность времени сохранения тепла определяется в зависимости от диаметра валка, требований к глубине закалочного слоя и фактической скорости повышения температуры. Слишком длительное время сохранения тепла приведет к тому, что температура сердцевины рулона будет слишком высокой, а процесс контролирует температуру сердцевины рулона <600 ℃.
Глубина аустенитизированного слоя не менее чем в 2 раза превышает требуемый упрочненный слой, чтобы упрочненный слой, полученный после закалки, имел достаточное пространство для распределения пологого переходного слоя, упрочненный слой и переходный слой в зоне сжимающих напряжений, а пик растягивающих напряжений до интерьер, так что поверхностный слой имеет и значительно улучшить характеристики против усталости.
Вертикальный станок с индукционным перепадом температур отличается очевидным энергосбережением и высоким качеством продукции. В то же время, обычное печное масло с перепадом температур или природный газ более или менее загрязняют окружающую среду, в то время как вертикальный станок с индукционным нагревом загрязняет окружающую среду, низкоуглеродистая защита окружающей среды. Кроме того, на рис. 5 можно интуитивно увидеть, что использование вертикального станка с индукционным перепадом температуры может значительно сократить время нагрева опорного ролика, снизить трудоемкость рабочих и повысить эффективность производства.