厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱作為一門(mén)新興學(xué)科，在過(guò)去的30年里得到了真正的應(yīng)用。在能源短缺的今天，其重要性尤為突出，技術(shù)正在迅速改進(jìn)，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。我國(guó)改革開(kāi)放以后，厚壁無(wú)縫鋼管開(kāi)始發(fā)展感應(yīng)加熱技術(shù)，應(yīng)用前景非常廣闊。

　　1.厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱特性。

　?。?）加熱溫度高，是非接觸式加熱。

　?。?）加熱效率高。

　?。?）加熱速度快。

　?。?）溫度易于控制。

　?。?）可局部加熱。

　　（6）易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

　?。?）工作環(huán)境好，幾乎沒(méi)有噪音和灰塵。

　　（8）工作面積小，生產(chǎn)效率高。

　　（9）加熱形狀復(fù)雜的工件。

　?。?0）工件加熱均勻，產(chǎn)品質(zhì)量好。

　　（11）熔化過(guò)程中的溶液具有電磁攪拌作用。金屬液成分可均勻調(diào)節(jié)，溶液溫度均勻，無(wú)局部高溫。金屬燒損較少，這對(duì)熔化稀有金屬更為重要。

　　2.厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱的優(yōu)點(diǎn)。

　　首先是能耗低。電感式、感應(yīng)式電爐的實(shí)際加熱效率可達(dá)65%~75%，而火焰爐及各種類型電爐約占30%左右。

　　第二，這種爐型不需要煤爐。燃?xì)鉅t、電阻爐等必要的預(yù)熱工藝使用方便，操作簡(jiǎn)單。它可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，也可以根據(jù)需要隨時(shí)打開(kāi)或停止工作。它可以手動(dòng)或半自動(dòng)工作，在生產(chǎn)調(diào)度中具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

　　第三，不需要對(duì)工件進(jìn)行整體加熱，可以選擇局部加熱，因此功耗低，工件變形小，加熱速度快，可以使工件在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到所需的溫度，從而將工件表面氧化脫碳等加熱缺陷降低到很低的水平。也可用于化學(xué)活性強(qiáng)的鋁、鈦、鋯、鈮的加熱或熱處理。

　　四是可以將厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱設(shè)備安裝在生產(chǎn)線上，容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的自動(dòng)化、機(jī)械化，方便管理，有效降低運(yùn)輸，節(jié)省人力，提高生產(chǎn)率。

　　五是厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱還有電能利用率高、環(huán)保節(jié)能、安全可靠、工作環(huán)境好等優(yōu)點(diǎn)。

　　基于上述優(yōu)勢(shì)，在電能取代煤、油、氣等不可再生能源逐漸成為加熱領(lǐng)域的主導(dǎo)能源的今天，厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱在熔煉、加熱等領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。電加熱，特別是厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱，具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　3.應(yīng)用于汽車制造。

　　汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展給汽車零部件行業(yè)帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱技術(shù)也越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域。

　　鑄造是一種易成型的金屬加工方法。鑄造方法可以在汽車上制造各種尺寸和形狀復(fù)雜的零件。在汽車工業(yè)的發(fā)展中，幾乎每一種鑄造工藝都能應(yīng)用于汽車行業(yè)。目前，國(guó)內(nèi)外汽車鑄件熔煉工藝主要有沖天爐熔煉法、中頻感應(yīng)電爐熔煉法、中頻感應(yīng)電爐雙熔煉法等，因其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在鑄造工業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。

　　關(guān)于加熱方面，據(jù)統(tǒng)計(jì)，前蘇聯(lián)汽車行業(yè)感應(yīng)熱處理零件占熱處理件的40%~45%。厚壁管感應(yīng)加熱技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展不言而喻。

　　厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱技術(shù)主要應(yīng)用于汽車領(lǐng)域：

　?。?）金屬熔煉。

　?。?）鍛造毛坯的加熱。

　　（3）汽車零件熱處理。

　　（4）汽車零部件粘接后的厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱固化。

　?。?）厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱半固態(tài)成型。

　　（6）厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱裝配。

　?。?）厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱釬焊。

　　4.國(guó)外厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱現(xiàn)狀。

　　隨著電力半導(dǎo)體器件的發(fā)展和電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱裝置的外觀日新月異，尤其是體積、質(zhì)量和性能的變化。舉例來(lái)說(shuō)，與電子管變頻裝置相比，具有同頻率、同容量的晶體管變頻設(shè)備體積減少2/3，重量減少2/3，冷卻水節(jié)省1/2，能耗節(jié)省1/3，效率提高35%，使用壽命更長(zhǎng)，安全可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，本發(fā)明有助于提高熱效率及品質(zhì)，減少維修工作量，可隨時(shí)開(kāi)啟使用。

　　德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、日本、意大利、西班牙、比利時(shí)、俄羅斯等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱裝置的技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用處于世界前列。

　　5.國(guó)內(nèi)發(fā)展及現(xiàn)狀。

　　厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用始于20世紀(jì)50年代，主要用于改革開(kāi)放后的機(jī)床、汽車、拖拉機(jī)等制造業(yè)。厚壁管感應(yīng)加熱集中于工件表面淬火，極少采用熔融、透熱工藝。幾乎所有的厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱技術(shù)都來(lái)自前蘇聯(lián)和捷克共和國(guó)。20世紀(jì)80年代，浙江大學(xué)獨(dú)立開(kāi)發(fā)了第一個(gè)并聯(lián)晶閘管中頻電源，并向全國(guó)推廣。

　　20世紀(jì)90年代，一些外國(guó)感應(yīng)電爐公司直接在中國(guó)經(jīng)營(yíng)工廠，如美國(guó)應(yīng)達(dá)厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱公司和彼勒公司，與國(guó)內(nèi)同行業(yè)的制造商競(jìng)爭(zhēng)。其產(chǎn)品技術(shù)含量高、功率大、品牌全、電爐大批量生產(chǎn)規(guī)模大，占有相當(dāng)大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額。只有他們的設(shè)備價(jià)格高（國(guó)內(nèi)同性能產(chǎn)品約為他們價(jià)格的1/5），國(guó)內(nèi)才有一定的市場(chǎng)發(fā)展空間。

　　國(guó)內(nèi)厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱在地域上也分為南派和北派技術(shù)和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)。南派的代表有振武、四達(dá)、兆力等公司；北派以Xi安厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱公司為代表，Xi安博達(dá)電爐有限公司、Xi安電爐研究所有限公司、Xi安鵬遠(yuǎn)重型電爐廠、Xi安機(jī)電研究所、陜西海意、Xi安自動(dòng)化、華立等。

　　6.厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱裝置的發(fā)展趨勢(shì)。

　　該厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱器包括兩部分，一部分為交流供電，一部分為交流電源，另一部分為感應(yīng)電源線，用于完成電磁感應(yīng)能量轉(zhuǎn)換，稱為電感爐。變頻電源可分為工頻、中頻和高頻。

　　（1）高頻加熱設(shè)備。

　　本設(shè)備一般采用電子管高頻發(fā)生器，將50Hz的工頻交流電轉(zhuǎn)換成高頻（70000~10,000Hz）Hz。

　?。?）中頻加熱設(shè)備。

　　此外，還包括一套將工頻50Hz轉(zhuǎn)換成中頻（500~10,000Hz）電能的設(shè)備，通常為中頻發(fā)電機(jī)（低功率因數(shù)）和晶閘管變頻器。

　　（3）工頻厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱設(shè)備。

　　傳感器的電源頻率與電網(wǎng)相同，即50Hz，因此可以直接從電網(wǎng)中吸收能量。缺點(diǎn)是功率因素太低。

　　厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱器的研制是隨著市場(chǎng)需求的發(fā)展，隨著電力電子器件的大規(guī)模應(yīng)用，電子設(shè)備的控制仿真已逐步走向數(shù)字化。自動(dòng)控制向智能化發(fā)展，厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱裝置的發(fā)展趨勢(shì)呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：

　　（1）電源趨于高頻大容量化。

　　可控硅主要用在厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱電源中，IGBT主要用于超音頻部分，而高頻頻帶原為SIT，目前主要開(kāi)發(fā)MOSFET電源。IGCT的電源也開(kāi)始出現(xiàn)。高頻率電源的需求催生了新型功率器件，進(jìn)而推動(dòng)了高頻電源的發(fā)展。厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱電源的大容量化，如幾十兆瓦、幾百兆瓦等。

　?。?）厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱裝置傾向于機(jī)械化和自動(dòng)化。

　　近年來(lái)，隨著機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)、信息與控制、設(shè)備自動(dòng)化、新材料、新工藝的快速發(fā)展，鑄造、鍛造、熱處理工藝趨于數(shù)字化、精密化。加熱需求趨勢(shì)如下：數(shù)字制造融入鑄造和鍛造工藝，包括加熱和熔化設(shè)備；鑄造和鍛造短工藝生產(chǎn)需要減少資源浪費(fèi)；大型鑄造和鍛造生產(chǎn)需要工業(yè)節(jié)能；自動(dòng)控制下的清潔生產(chǎn)。

　　因此，在其節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)下，厚壁無(wú)縫鋼管感應(yīng)加熱設(shè)備具有市場(chǎng)需求大規(guī)模化、自動(dòng)化和控制智能化的趨勢(shì)。

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