Виды нагревательных устройств в кузнечно-штамповочном производстве

Подвод тепла к металлу делится на:

1. Подвод из вне. Нагрев обеспечивается лучеиспусканием кладки, конвекцией печных газов и теплопроводностью самого металла. Это происходит в камерных печах с пламенным нагревом, методическим - с зонным нагревом, крупнокамерных с выдвижным подом, шахтных, кольцевых. Тепло получают при сгорании природного газа или мазута. В камерных электрических печах сопротивления (в том числе в карусельных с секционным нагревом) тепло обеспечивают электрические нагреватели. КПД камерных печей 0,25; методических 0,25.

2. Генерацию тепла непосредственно в самой заготовки, т.н. электрический нагрев - тепло генерируется либо пропусканием тока (контактный нагрев), либо возбуждением в заготовке вихревых токов (индукционный нагрев, рис.34).

Рис. 34. Индукционный нагреватель: 1-загрузочное устройство, 2-заготовки, 3-индуктор, 4-кривошипный толкатель

Индуктор должен обеспечивать сквозной прогрев заготовки, минимальное значение частоты тока f_min = (5,8·10⁶ / D²_заг)·F_ц .

Для крупных сечений более 150 мм, f = 50Гц, а для меньших f = 500÷8000Гц.

На величину угара влияет расположение индуктора (если горизонтально, угар < 0,5%).

Ускоренный нагрев в индукторе достигается за счет переменного шага витков (в начале плотно, затем редко).

Возможен нагрев круглых, квадратных и полосовых прутков.

Электроконтактный нагрев. Преимущественно применяется для нагрева заготовок постоянного круглого сечения (под штамповку), Ø 75мм и менее. Скорость нагрева зависит от величины тока и сопротивления заготовки. Для нагрева используют силовой трансформатор: ≈50Гц. Первичная обмотка секционирована для регулирования тока, вторичная обмотка - одновитковая. Напряжение на зажимах заготовки U=2…12В; I=200кА.

Недостаток: Q = 0,24·I²·R∙t; Неравномерное распределение температур по сечению и длине заготовки, однако - высокая скорость нагрева (табл.15).

Таблица 15

Время нагрева заготовок

D_заг, мм	τ, с

Если сравнивать с индукционным нагревом, то контактный более универсальный (табл.16).

Таблица16

Показатели способов электронагрева

Способ нагрева	Эффективность	КПД	Минимальный расход электроэнергии кВт·ч/т
Затраты на единицу
На установку	Энергия на нагрев
Индукционный			0,4÷0,65
Контактный	0,45	0,8	0,6÷0,7

Особое место в электронагреве занимает электроместный нагрев в солевых ваннах.