钢管感应热处理技术及设备选择
由于环保要求的提高及电力电子技术的进步,感应热处理在技术实现广谱化后遍地开花。
热处理作为钢管及铁制品生产中的必要工艺,直接关系着产品的硬度,韧性,机械加工性能等重要指标,热处理设备作为钢铁制品工艺的核心环节向来受到企业的严格管控。
目前主流的热处理方式包括燃料式热处理设备和感应式热处理。燃料式热处理从根本上往复了千年锻铁的基本理念,但工业电炉感应热处理的概念有所不同,它所继承的是磁感效应,通过高功率达到把铁加热到非常高的温度,并且可以通过传感器和计算机串联,对温度执行精确控制,实施淬火,退火和调质,是非常灵活精准的一种热处理手段。
感应热处理的技术优势
感应热处理最大的优势就是设备简单易维护,投入生产快,产能形成迅速,用在曲轴等机械部件的加工上再合适不过了。尤其是在小批次,多种类产品的热处理方面,可以很大程度上解决燃料炉那样大规模的消耗,是定制化生产的良方。
另外最明显的优势就是低排放,由于加热过程完全可控加上以电力为载体,所以排放很少,环保压力较小,对环境相对友好,处理后的马氏体晶相颗粒度更加细腻,淬火后的氧化皮也很少,且在淬火的液体喷淋过程中不易产生裂纹,甚至本身还具备一定的防腐性能。、
钢管中频加热的技术优点对比
来源:北京钢铁设计研究院
随着近年来严格的环保政策,燃料热处理面临更多环保法规的制约,感应热处理在行业内有逐渐扩大的趋势。
国内外主流设备企业
当然感应热处理也有其缺点,由于局部加热淬火深度较浅,加热均匀程度较燃料式高温炉稍差,但随着近年来国内外厂商的不懈努力,这些缺点有了明显改善。
高频感应加热技术多用于高附加值的小型零部件和淬火机床。而用在管材上的感应热处理技术基本上以中频500-10000赫兹为主,淬火温度控制在930℃,回火在650℃附近,已经有大量的厂商技术及设备覆盖了这个领域。
钢管中频感应生产线示意图
来源:西安石油大学
目前感应热处理行业内著名的国际品牌包括应达,易孚迪,艾玛应泰EMA,皕赫,西马克艾洛特姆,萨伊特,SMS,富士等。
国内品牌包括天津天高、万领高频、上海恒精、郑州科创、山东荣泰、杭州帝森等。
除了成套设备以外,上述厂商还涉足包括感应电源等核心部件,以及利用感应加热技术实现钢管的焊接,退火和调质工艺等。
感应技术广谱化DSP+IGBT能源管理数字化
目前感应热处理技术在国内外都已经呈现出广谱化的趋势,感应线设计一般以DSP+IGBT结合实现功率的精确控制,以计算机软件实现成套设备的能源数字化管理,达成产能效率和环保控制的齐头并进。
目前国外厂商主打电源等核心部件和技术解决方案,国内主推成套设备,相同设备国内国外价格相差一倍左右,服务于不同的用户画像。当然,企业上设备最主要的还是要考虑自身规模,感应热处理设备占地都比较小,场地成本可以忽略不计,ASTM标准管材产品的电耗和产能效率是主要成本。
目前国内的全自动管材热处理线从几万块到十几万不等,基本全部实现了Labview等软件实施的自动化控制,所以采购时主要参考的是感应电源等核心部件,或其内部的IGBT等核心元器件作为主要参考依据,一般头部企业的产品质量相对更加可靠,能效标准也更加合理。
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