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钢管采用中频加热机进行感应加热调质处理时的单位能耗

钢管采用中频加热机进行感应加热调质处理时的单位能耗

有人说中频加热机对钢管进行调质热处理非常的节能,因此,很多厂家都在用。那么事实是否真的如此呢?大家看看钢管感应加热调质处理时的单位能耗就明白了。

钢管感应加热主要是采用中频加热机进行淬火与回火的调质处理。和棒、条钢材相似,影响其单位能耗的主要因素是加热温度、加热速度和电源系统的电效率。

在生产条件下,钢管感应加热调质处理时的单位能耗列于下表中。有关大口径钢管感应加热调质处理单位能耗的数据很少发表。表中所列数据仅供参考。从中可以看出,随生产率的增加单位能耗明显下降。大型钢管感应加热调质处理生产线上,油井钢管的单位能耗可以达到1000-1100MJ.t-1的水平。小型高强度钢管感应加热调质处理生产线上,钢管的单位能耗应在1200-1400MJ.t-1的水平。

钢管感应加热与快速加热调质处理的单位能耗

钢管尺寸(直径X壁厚)/mm 生产率/t.h-1 电源频率/KHz 加热功率 热处理温度 单位能耗/MJ.t-1
淬火 回火 淬火 回火
51X6 0.5 2.5 2.5 200 930 710 1425
88.9X6.45 12.0 1.0 1.0 4600 950 650 1379
139.7X7.7 12.6 1.0 1.0 3700 900 650 1087
168.3X7.3 17.5 快速加热炉 天然气 900 610 1900

我们对直径为50-76mm的高强度钢管在感应加热调质处理时,影响单位能耗的因素进行了研究,并得到以下结果。

(1)感应加热温度与单位能耗的关系  根据感应加热碳素钢、低合金钢管加热速度为30-40℃.S-1,电源直接感应器时淬火、回火加热时的加热温度与单位能耗的关系可知,加热温度与单位能耗成正比例直线关系。

(2)加热速度与单位能耗的关系  根据碳素钢、低合金钢管在淬火与回火温度时,加热速度与单位能耗的关系可知,当加热速度达到一定值之后,继续增大加热速度时,单位能耗的下降不明显,而且趋于稳定。这是由于在相应淬火温度(900-920℃)和回火温度(700-710℃)时,分别接近于单位能耗的理论值。

(3)感应器的结构与单位能耗的关系 感应器有无绝热衬套对热能损失有较大的影响,而且直接关系到单位能耗。根据实验可知,随加热温度的升高,绝热衬套的作用增大,高温下辐射热损失造成的热量散失是严重的。900℃温度时有无绝热衬套的单位能耗相差约200MJ.t-1,占平均单位能耗的25%左右。因此,钢管(包括钢棒)感应加热至700℃以上热处理时,对感应器必须增加绝热衬套,以减少辐射热损失。

综上所述,通过对影响钢管感应加热单位能耗因素的分析可知,要想降低单位能耗,我们必须尽量低控制加热温度,选用合理的加热速度以及绝热性能良好的感应器。

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