14 Моделирование комбинированного нагрева индукционным и печным методом

Цель:Спроектировать процесс нагрева заготовок в индукторе, а затем в газовой печи до конечной температуры 1200 °С.

Таблица 22 – Параметры заготовки и индукционной системы

Заготовка

XInt., см

XExt., см

Длина, см

Ширина, см

Материал

T, °C

10

6,25

80

12,5

0,4 % С Steel

20

Индуктор

X1, см

W, витков

Длина, см

Ширина, см

ТрубкаT×A×d, см



0

44

100

20

1,5×1,5×0,2

0,8

Теплоизоляция

Layer 1

Layer 2

Refractory concrete 1,2 см

Refractory concrete 0,3 см

Процесс

f, Гц

Uind, В

t, с

Охлаждение

Стадия

Tmed, °C

50

300

60

Natural

1 – heating

20

-

-

50

Natural

1 – cooling

50

-

-

800

Natural

1 – cooling

1250

Рисунок 44 – Индукционная система нагрева стальной заготовки

Параметры индуктора и длительность процесса нагрева в индукторе задаём таким образом, чтобы нагрев был максимально эффективным. Для этого нам потребуется нагревать заготовку до температуры Кюри, далее нагревать заготовку в индукторе нецелесообразно, так как после потери у заготовки магнитных свойств КПД значительно снижается.

Как видно из рисунка 45 заготовка после нагрева индуктором имеет удовлетворительные значения температур. На поверхности заготовки Т = 890 °C, в середине — Т = 600°C.

Далее заготовка отправляется в газовую печь, где устраняется разность температур по сечению заготовки. Изделие в печи нагревается до необходимой температуры более равномерно (рисунок 48).

Рисунок 45 – Распределение температуры по радиусу заготовки после нагрева индуктором

Рисунок 46 – Распределение температуры заготовки в течение нагрева

Рисунок 47 – Цветовая карта температурного поля в заготовке после нагрева индуктором

Рисунок 48 – Цветовая карта температурного поля в заготовке после нагрева в печи

Рассмотренный метод нагрева применяется для нагрева заготовок большого сечения. Поскольку один индуктор не позволяет прогреть заготовку равномерно, а линия нагрева индукторами подразумевает большие затраты электроэнергии, целесообразно нагревать заготовку до температуры Кюри в индукторе, а затем поместить её в газовую печь.