一种用于金属棒挤压前加热的变频感应梯度加热系统技术方案

一种用于金属棒挤压前加热的变频感应梯度加热系统，变频电源控制柜由变频电源供电，变频电源控制柜控制变频感应线圈，变频感应线圈分为三段线圈，分为A段感应线圈、B段感应线圈、C段感应线圈，金属棒进入梯度加热炉，炉体中非均匀缠绕的感应线圈，在金属棒不同部位输入不同的能量，使加热后的金属棒呈头部温度低，逐渐向尾部温度升高，这样的具有温度梯度的金属棒，在进入挤压机挤压成型过程中，当挤压到金属棒中后端时，由于金属棒散热等于金属棒后端温度梯度升高的温度，进入模具每段温度相同，这样就保证了挤压出的金属材温度一致，保证了成品金属材的质量，由于温度梯度可弥补散热降低的温度，提高成品率，提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于金属棒挤压前加热的变频感应梯度加热系统
本技术属于金属加工
，具体涉及一种用于金属棒挤压前加热的变频感应梯度加热系统。
技术介绍
目前用于金属棒挤压前加热的设备，主要为燃气加热炉，和工频加热炉。燃气加热炉加热的金属棒头尾温度一致，没有温度梯度，挤压加工时，由于挤压机摩擦发热，金属棒温度逐渐升高，进入模具的金属棒温度升高，挤压出的铝型材温度逐渐升高，造成铝型材产品机械性能和外形尺寸变化，影响产品质量、降低了成品率。工频加热炉大部分也没有梯度加热功能，极少部分可梯度加热，但设备结构复杂，造价高、耗能高。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本技术的目的是提供一种用于金属棒挤压前加热的变频感应梯度加热系统，利用感应线圈的设计使加热后的金属具有稳定的温度梯度。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种用于金属棒挤压前加热的变频感应梯度加热系统，包括变频电源控制柜，变频电源控制柜由变频电源供电，变频电源控制柜控制变频感应线圈，变频感应线圈分为三段线圈，分为A段感应线圈、B段感应线圈、C段感应线圈。所述的变频感应线圈固定于加热炉壳体中，加热炉壳体根据实际情况设计，加热炉壳体具有输送、保温、保护功能。本技术的有益效果是：经该专利产品加热后的金属棒，由于具有温度梯度，对于铝、镁等低温挤压金属材料，梯度加热棒前部温度高，后部温度低，挤压摩擦力使后部温度升高，弥补梯度温差，使挤压型材温度一致。对于铜、金、银等高温挤压材料，使金属棒呈头部温度低，逐渐向尾部温度升高，这样的具有温度梯度的金属棒，在进入挤压机挤压成型过程中，金属棒散热降低的温度，正好由金属棒梯度温度弥补，挤压出的金属材保证了温度一致，保证了成品金属材的机械性能稳定，外形尺寸一致，提高了金属型材的质量，同时可适当加长金属棒长度在压余相等的情况下，提高了成品率，提高了生产效率。该专利产品目前已应用在金属材加工行业，经该专利产品加热后挤压成型的金属材已以用于航空，交通，新能源汽车，电力等多个领域域。附图说明图1为本技术原理示意图。其中，1为变频电源控制柜；2为变频电源；3为变频感应线圈；31为A段感应线圈；32为B段感应线圈；33为C段感应线圈。具体实施方式以下结合附图对本技术进一步叙述。如图1所示，一种用于金属棒挤压前加热的变频感应梯度加热系统，包括变频电源控制柜1，变频电源控制柜1由变频电源2供电，变频电源控制柜1控制变频感应线圈3，变频感应线圈3分为三段线圈，分为A段感应线圈31、B段感应线圈32、C段感应线圈33。所述的变频感应线圈3固定于加热炉壳体中，加热炉壳体根据实际情况设计，加热炉壳体具有输送、保温、保护功能。本技术的工作原理是：按以下步骤：1）将感应加热线圈分为A段感应线圈31、B段感应线圈32、C段感应线圈33三个区域，每个区域线圈绕组匝数不同，在加热过程中能量输入不同，使加热后的金属棒具有温度梯度，线圈绕组匝数计算方法如下：1）设金属棒加热后温度为T，温度梯度为t，即加热后，金属棒A段温度为T,B段温度为T-t/2,C段温度为T-t。2）取N为按常规计算出的感应线圈总匝数，由于A段感应线圈31温度高于B段感应线圈32温度，C段感应线圈33温度低于B段温度，取B段感应线圈32匝数为N/3,A段匝数即为N/3+X,C段匝数即为N/3-X，X为匝数差；3）由于加热中温度差异是能量输入差异决定，能量又取决于线圈密度，故单位长度不同的线圈匝数与加热温度成正比，根据以下公式可得出匝数差X，从而得出A段感应线圈31、B段感应线圈32、C段感应线圈33的感应器线圈匝数；有以下两种方法获得：①由：C段温度/B段温度=C段匝数/B段匝数得到：（T-t）/(T-t/2)=(N/3-X)/N/3；得：X=tN/(6T-3t)；②由：A段温度/B段温度=A段匝数/B段匝数得到：T/(T+t/2)=(N/3-X)/N/3；得：X=tN/(6T+3t)；4）根据实际需求，选择步骤3）中一种得到匝数差X的方法，最终得到A段感应线圈31、B段感应线圈32、C段感应线圈33的感应器线圈匝数，从而控制温度。实施例，铜、金、银棒加热采用步骤3）的方法②是实现，铝、镁棒采用步骤3）的方法①实现。利用交变电磁场感应加热；将变频电源产生的交变电流，输入变频感应梯度加热炉感应线圈，感应线圈中产生交变磁场，被加热的金属棒位于交变磁场中，金属棒中的电子在交变磁场作用下定向运动产生感应电流，该感应电流使铝棒发热。能量守恒原理：被加热的物体升高的温度与吸收的能量成正比。感应加热的能量靠感应线圈产生交变磁场，故单位长度的线圈密度与加热温度成正比。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于金属棒挤压前加热的变频感应梯度加热系统，包括变频电源控制柜（1），其特征在于，变频电源控制柜（1）由变频电源（2）供电，变频电源控制柜（1）控制变频感应线圈（3），变频感应线圈（3）分为三段线圈，分为A段感应线圈（31）、B段感应线圈（32）、C段感应线圈（33）。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于金属棒挤压前加热的变频感应梯度加热系统，包括变频电源控制柜（1），其特征在于，变频电源控制柜（1）由变频电源（2）供电，变频电源控制柜（1）控制变频感应线圈（3），变频感应线圈（3）分为三段线圈，分为A段感应线圈（31）、B段感应线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙向军，舒畅，
申请(专利权)人：西安威特电力电子设备研究所，
类型：新型
国别省市：陕西;61