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感应加热设备热轧钢坯补温提温之感应器设计注

日期: 2018-12-25 10:30

感应加热设备热轧钢坯补温提温之感应器设计注意要点:
1、 极宽的确定
        H·z (x )、E·y (x )或 D·y (x )表达式中含有 ep x的项为直波, 含有 e- p x项为回波。对 x ≥0 部分, 直波最大幅值发生于 x = a 处, 而回波发生于 x = 0 处, 两者之比为 ekaöe- ka, 当 a= 3d时, 直波将比回波大 e2aöd= e6= 403 倍, 可见,在分析时, 如 a≥3d , 则分析 x ≥0 部分回波可不予考虑, 这样, 当平面电磁波自表面透入到 3d 处时, 场量 E·y 和H·z 已衰减以 e- 3= 0.05, 而有功功率按电场量的平方衰减到e- 6=0. 0025, 可以认为此时波已全部衰竭, 此处钢坯中损耗已为零, 因此, 从电磁能转化为钢坯中热能程度来讲, 磁极宽度宜取 2×3d , 即所能直接加热的最有效范围为宽 6d 的钢坯带。
2、 钢坯导磁及导电特性
        热轧钢坯其导磁性及导电性与温度有很大关系。常温下, 钢板为铁磁性材料, 随温度上升, 磁化强度下降, 导磁率降低, 当升到居里温度(即磁转变温度, 如铁为 769℃时, 钢
板由铁磁性转变为顺磁性, 其导磁率突降为空气导磁率 L0。钢板的导电性也随着温度上升而恶化。所需均温加热的热轧钢坯温度在1000℃左右, 假设其为 1000℃, 则此时钢坯磁导率 L= L0, R= 8. 33×105(1ö8 ·m )。
3、关于铁心与绕组及隔热
        由 于 待 加 热 的 热 轧 钢 坯 温 度 高 达1000℃, 为使导磁铁心励磁绕组不致因钢坯的热辐射而处于温度过高的状况, 热轧钢坯与感应磁极(铁心与绕组)之间应放置良好的隔热层, 采取绝热措施还可减少热轧钢坯通·38· 《电工电能新技术》过周围空气热辐射和热传导造成的热损失。因为导磁铁心和励磁绕组所处环境温度很高, 所选材料必须考虑其应有耐高温特性。励磁绕组线间绝缘应为耐高温度绝缘材料, 感应导体应选用耐高温复合导电材料, 并制成空心管状以便能通冷却水。另外还应设法减少自身产生的热量, 如可考虑是否采用换位导线, 以消除循环电流产生损耗及减小涡流损耗, 为减小导磁铁心中损耗, 应用硅钢片叠装而成, 并尽可能减小硅钢片厚度。


 4、决定极长因素
        平板钢坯在热轧过程中是用辊道移动的, 因此感应器的磁极只能安装于输送带相邻的两只辊道之间。为使钢坯在通过磁极这段时间内加热到所需温度, 磁极长度的确定必须考虑钢坯的移动速度, 在磁极结构确定,同时如固定励磁绕组电压或电流即保持加热器恒定的电参数后, 钢坯的移动速度直接影响加热升温程度, 一旦根据加热温度要求确定后, 就应保持严格不变, 否则会引起加热不足或过度。
5、加热温度及其控制
        感应加热较别的加热法最突出的优点之一就是具有十分精确的加热温度, 用高温计检测钢坯的温度后就可精确控制供给钢坯的功率, 避免加热不足或过度。由图 5 所示的感应透热装置在钢坯中产生涡流损耗功率分布可知, 在钢坯中直接加热具有指数规律的不均性, 这恰好弥补原来钢坯的不均匀温度梯度(如图 1) , 从而能够使整块钢坯在极短的时间内均匀温度, 满足轧制要求。
6、关于切割电势及其涡流
        时变磁场穿过导电媒质时, 在其中感应变压器电势并产生涡流, 这在前面已作了分析, 但由于钢坯的运动, 使得磁场与导电媒质之间还存在有由于两者之间相对运动所产生的切割电势及其涡流。切割电势 E = B m ·a·vö 2 , 如钢坯传输速度v 不大, 切割电势将很小, 热轧钢坯在 1000℃时电阻率约为常温时的 12 倍, 由切割电势产生涡流将更小, 所以此时可不考虑切割电势及其涡流的影响。