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Inducción a través del proceso de enfriamiento y revenido de calentamiento

  La barra de acero se templa mediante calentamiento por inducción y luego se templa mediante calentamiento por inducción a altas temperaturas. La inducción a través del proceso de enfriamiento y revenido por calentamiento se puede completar en una línea de producción continua. Este proceso de temple y revenido por calentamiento por inducción y penetración es adecuado para todo tipo de acero al carbono medio, varillas de acero de baja aleación, tuberías y piezas de eje. Empresas nacionales de maquinaria petrolera Φ 280 x 9000 ~ 12000 mm tratamiento de acondicionamiento de acero redondo se lleva a cabo en el dispositivo. Este tipo de equipo tiene las características de alta eficiencia de producción, bajo consumo de energía por unidad, pequeña distorsión de la pieza de trabajo, menos oxidación y descarburación, sin contaminación, fácil automatización, área de piso pequeña, etc., especialmente adecuado para la producción en masa.

Imagen de campo de la línea de producción de templado de material de inducción de barras

▲ Imagen de campo de la línea de producción de templado de material de inducción de barras

1. Selección de la frecuencia de calentamiento por penetración de inducción

Bajo la condición de calentamiento por inducción, la profundidad de penetración efectiva de la corriente inducida h es

640 (10)

En la formula:

640 (11)

Cuando la relación entre el diámetro de la varilla redonda calentada D y la profundidad de penetración de la corriente H es de 4:1, la frecuencia de corriente de la fuente de alimentación correspondiente se denomina frecuencia crítica. Cuando la frecuencia del equipo es más baja que la frecuencia crítica, la eficiencia del calentamiento por inducción cae bruscamente; cuando la frecuencia del equipo es mayor que la frecuencia crítica, la eficiencia eléctrica no aumenta mucho, pero el costo del equipo aumenta obviamente.

La relación entre la frecuencia crítica efectiva de varios materiales y el tamaño de la pieza de trabajo se muestra en la Figura 1. La frecuencia de la fuente de alimentación de diatermia inductiva debe estar cerca de la frecuencia crítica en la medida de lo posible.

Relación entre la frecuencia crítica de calentamiento efectivo de varios materiales y el tamaño de la pieza de trabajo

▲ figura. 1 Relación entre la frecuencia crítica de calentamiento efectivo de varios materiales y el tamaño de la pieza de trabajo

2. Selección de la potencia del equipo de calentamiento por penetración de inducción

Durante el calentamiento por penetración por inducción, la diatermia de la sección de la pieza de trabajo se realiza mediante la conducción de calor desde la capa externa a la capa interna, y se necesita un gradiente de temperatura adecuado para evitar que la sección se sobrecaliente. Por lo tanto, la densidad de energía seleccionada no debe ser demasiado alta, y demasiado baja reducirá significativamente la eficiencia de calefacción. La Tabla 1 muestra la densidad de potencia requerida para el acero a través del calentamiento.

▼ Tabla 1 Densidad de potencia necesaria para acero mediante calentamiento (kW/in)

Densidad de potencia necesaria para el acero mediante calentamiento

En los extintores de calentamiento por inducción continua, la potencia utilizada por el equipo de suministro de energía de calentamiento por penetración debe considerarse en términos de capacidad de producción. En este punto, la potencia P se puede expresar mediante la siguiente fórmula:

P=ηGQ

En la formula:

η — Eficiencia de calentamiento

G — Capacidad por hora (kg/h)

Q — Energía requerida para calentar la pieza de trabajo por unidad de peso

(kW•h/kg, o kW•h/t) se muestra en la Figura 2.

Temperatura de calentamiento y consumo de energía de un solo peso para diatermia por inducción de la pieza de trabajo

▲ figura. 2 Temperatura de calentamiento y consumo de energía de un solo peso para diatermia por inducción de la pieza de trabajo

El proceso de diatermia está relacionado con la conductividad térmica del metal (W/ (mm•℃)) y el coeficiente térmico de inducción KT (W/ (mm•℃)). En la FIG. 3.

Relación entre el valor dH de la varilla de acero KT y la conductividad térmica

▲ figura. 3 Relación entre el valor d/H de la varilla de acero, KT y la conductividad térmica

Los pasos para calcular la potencia de diatermia utilizando la figura anterior son los siguientes:

(1) Seleccione la frecuencia de calentamiento y calcule el valor d/H del material de la barra (D/h está entre 1 y 4).

(2) La conductividad térmica y el valor D/H durante el calentamiento con el metal, verifique el coeficiente de calor de inducción K correspondiente en la Figura 3.

(3) La potencia PL requerida por la pieza de trabajo por unidad de longitud se determina mediante la siguiente fórmula:

PL=KT(ts-tc)

En la fórmula: ts — temperatura superficial (℃)

tc — Temperatura central (℃)

(4) Considere la eficiencia η de cada pérdida de potencia y divídalo por PL para obtener la potencia necesaria para calentar la pieza de trabajo por unidad de longitud.

3. Línea de producción continua de templado y calentamiento por inducción

La figura 4 muestra un ejemplo de un sistema automático de laminación helicoidal de cuatro cabezales utilizado para inducción y templado en línea.

Línea de producción de templado por inducción con sistema de laminación helicoidal de cuatro cabezales

▲ figura. 4 Línea de producción de templado por inducción con sistema de laminación helicoidal de cuatro cabezales

La línea de calentamiento por inducción automática incluye un sistema de procesamiento automático, un controlador programable y un sensor de fibra óptica. Después de ser enviada al área de trabajo en caliente por el sistema de transmisión, la pieza de trabajo es procesada por el sistema QHD de tambor basculante de cuatro cabezales. El impulsor rodante está conectado al disco principal de modo que un lado de la pieza de trabajo gira alrededor del eje y avanza a lo largo de la dirección del eje. Una vez que la pieza de trabajo está en el sistema, el sensor de fibra óptica detecta su posición y comienza el calentamiento de austenización. El sensor también puede detectar un funcionamiento anormal, como alimentación incorrecta, alarma y apagado automático.

Imagen física del dispositivo de transmisión basculante y rodante

▲ La imagen física del dispositivo de transmisión basculante y rodante

Proceso de alimentación final de calentamiento

▲ Proceso de alimentación final de calentamiento

La frecuencia de inducción del sistema HQD durante el enfriamiento suele ser de 500 kHz o 3~10 kHz. En cada caso, un controlador de transferencia de temperatura verifica automáticamente la temperatura de la pieza de trabajo para evitar que la pieza de trabajo austenizada incorrectamente pase por el sistema. La pieza de trabajo se enfría a aproximadamente 95 ℃ después de apagar el anillo y la transformación de martensita se completa en el arma de fuego devuelta. Cuando la pieza de trabajo se transporta al sistema de templado, el sensor de fibra óptica detecta la pieza de trabajo y comienza a manipularla con una corriente de baja frecuencia (300 Hz). La temperatura generalmente está en el rango de 400 ~ 600 ℃, y el proceso de templado se completa.

Línea de producción de templado y diatermia por inducción de tuberías

▲ figura. 5 Línea de producción de templado y diatermia por inducción de tuberías

Nota: La tubería ingresa por el lado derecho, después de calentar austenitizando, pasa por temple, salida y revenido. Luego se envía a la máquina para que se enfríe.

Calentamiento de templado de barra en curso

▲ Calentamiento de templado de barra en curso

FIN

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