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中频感应加热钢管及热处理的发展概况

发布日期:2017-04-06 作者:华锐电磁 点击:

20世纪70年代,国外感应加热热处理炉在钢管尤其是石油钢管的强化和调质热处理中得到了应用与发展。美国LONGSTAR隆斯塔钢铁公司、无限制管公司以及日本川崎钢铁公司都用中频感应热处理炉,对石油套管进行调质处理。在法国和日本的许多工厂均采用中频感应加热炉对焊管进行热处理。苏联采用感应加热对钢管进行热处理也比较普遍,如塔干罗格冶金厂有一条石油套管和加厚钻杆的中频感应加热调质热处理线;伏尔加钢管厂有一条口径(φ1020mm)焊管整体调质热处理线,产品用作北极寒冷地区油、气输送管线。 

最近,美国阿肯色州希克曼的泰迪瑞斯-希克曼设备公司已能供应成套关于区域Ⅱ-奥氏体化生产线,美国石油协会标准螺旋轴端即非螺旋轴管道。感应加热设备可以进行淬火、回火、正火及应力释放操作,当进行淬火即回火操作时,管道被奥氏体化,在激冷环中水淬后,在感应加热的作用下,其温度上升至约950-1000℃(1742-1832℃)。淬火后,管道被装至一个燃气回火炉(760-510℃)之后在室温、无风条件下冷却。

采用变频中频感应加热石油专用管热处理与以往用燃气加热和燃油加热相比有以下优点:

1、 启动快。燃气炉和燃油炉由于炉衬耐火材料积蓄热和辐射等因素,热损失大,炉温升温速度慢;而采用中频感应加热启动快,即开即出产品。 

2、 加热速度快。由于感应加热运用电磁的感应作用,在工件内部产生涡旋电流加热工件,属于金属内部直接加热,升温速度很快,加热时间仅2-3min,而燃气,燃油炉是靠炉内温度传导、辐射从工件外表传到工件内部,所以升温速度很慢,在炉内加热要一个多小时。 

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3、 温度很容易控制。感应加热的热处理自动线,采用双色红外测温仪并反馈给中频电源自动调节中频电源功率,组成闭环温控系统,并做到工件中心和表面温度的一致性和长度上温度分布的一致性。  

4、 加热效率高。由于感应加热速度快,辐射散热损失小,并可以随时开机出产品和随时关机,热量损失很少,属节能加热,能耗少。 

5、 质量稳定,变形小。感应加热是属快速加热,产品氧化层很少,表面质量好。

根据现场实测,圆钢在斜底燃气炉内加热氧化皮损耗不小于2%,而采用感应加热氧化皮不到2%。  

6、 质量稳定,变形小。感应加热是属快速加热,加热时间短,使晶粒细化、小颗粒碳化物均匀分布在细晶粒索氏体中,这种组织有利于抗腐蚀。晶粒细化提高韧性。这种加热方法能消除热轧中夹杂物引起的带状组织使纵向横向性能一致,变形很小,因此还为用户节省矫直机。 

7、 环保。感应加热无有害气体排放,而燃气加热有大量的CO2气体排放,造成环境温室效应;另外,燃气炉有大量辐射热,操作工人劳动环境差,而感应加热大大改善了劳动环境,使环境安静、清洁。 

8、 设备占地面积小,投资节省且生产成本低。  通过上述分析,中频感应加热是一种更经济、环保、快速和优质低成本的绿色加热方法。  目前,钢管感应加热时有两种变频电源:一种是晶闸管变频电源(SCR);另一种是晶体管模块变频电源(IGBT),他们各自特点不同。


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