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圓鋼感應加熱設備快速熱處理的基本原理包括:圓鋼快速加熱的物理原理和圓鋼快速加熱時的金屬學原理兩部分?,F(xiàn)將這兩個基本原理分別介紹如下。
圓鋼感應加熱設備的物理原理
感應加熱是金屬快速加熱的方法之一。它能夠使用很高的能流 密度,使鋼材迅速加熱到熱處理溫度。這種加熱方法具有很高的熱 能利用率,在工業(yè)生產(chǎn)中得到比較廣泛地應用。近期在鋼材快速熱處理領域得到快速發(fā)展。
圓鋼感應加熱的基本電路與磁、電、熱能的轉化,基本電路來實現(xiàn)對圓鋼的感應加熱。感應加熱的基本電路由交流電源G、電容器C、感應線圈L和被加熱的圓鋼M等部分組成??梢哉J為,它是一個由電感和電容組成的振蕩電路,加熱圓鋼所消耗的能量由交流電源進行補償。被加熱的金屬放置于感應線圈中,向線圈送入交流電流后,感應線圈內會產(chǎn)生交變磁場。處于交變磁場中的金屬導體切割磁力線,在金屬內部產(chǎn)生感應電流。感應電流在金屬內部流動,因克服其電阻將電能轉化為熱能,從而使金屬加熱。這*是磁、電、熱能的轉化過程,也*是感應加熱過程。
感應加熱整個過程包括三次能量轉換:*初,由交變電源供給的電能,通過感應線圈與電容器組成的回路轉變?yōu)榇艌瞿芰?;然后,磁力線切割金屬導體,產(chǎn)生感應電流而將磁場能量又轉化為電能;*后,電能克服金屬內部電阻又轉化為熱能,實現(xiàn)對金屬的加熱。由此可見,在三次能量轉化過程中均會產(chǎn)生能量的損失。為了減少轉化過程中的能量損失,提高感應加熱系統(tǒng)的熱效率,應當對下列問題做深入的了解。
以下問題是圓鋼感應加熱物理原理中的重要組成部分。
(1)電磁感應現(xiàn)象及其定律;
(2)電流的熱效應及其定律;
(3)感應電流在金屬內部的分布特點;
(4)金屬內部熱傳導與溫度的均勻化;
(5)圓鋼感應加熱升溫過程的特點。