工频机虽然原理简单、结构简单,但是由于其工作频率极低,其内部的容性元件和感性元件的电容量和电感量均需要很大。对高频电流的趋肤效应、边缘效应的利用也极低。因此,它在成本、体积和效率上均不占有优势。所以工频机在实际应用中较少。不过,正是因为工频机在工作时被其加热的工件,受趋肤效应和边缘效应的影响极少,使得它在对工件的透热方面效果较好。所以,它在大型冶炼以及大型工件的加热等方面占有相当的优势。
工频感应加热的特点是:
1.电流穿透层较深,钢材失磁后可透入70mm,因而在大件表面可获得15mm以上的淬硬层;
2.直接使用工业电源,设备简单,输出功率只受到电源变压器容量的限制;
3.加热速度较低,不易过热,加热过程易控制。工频感应加热的缺点是:由于属感抗性电路,功率因数底(cosμ=0.2-0.4),需用大量的电容器来补偿。
工频感应器的供电可直接取自电源变压器。其加热时的输出功率取决于变压器的容量、电压及感应器的参数。工频电源可采用三相动力变压器、三相或单相电炉变压器。因此,工频感应器分单相和三相两种。单相感应器加热均匀,但在功率大时,会使电网载荷失去平衡,影响供电质量,此时采用平衡补偿线路,利用平衡补偿电抗和电容器来达到三相平衡。为了减少设备,对于功率太大的工频感应器可以采用三相供电。由于三相感应器的三相位彼此相差120o,使第一相与第三相的的磁力线相互消弱,故需把感应器接成倒三角形或倒Y型,以使三相变成彼此相差60°。尽管如此,三相感应器各向区的加热温度仍有差异。对连续加热感应器来说,这种差异对工件加热质量影响不大。
冷轧辊工频感应加热表面淬火方法有:
①工频高感应器整体表面加热淬火。
②工频连续加热表面淬火。
③工频双感应器连续加热表面淬火。
④双频连续加热表面淬火。
在实际工作中,我们可以采用两个不同频频率(一个工频一个中频)供电的双感应器连续加热,可以加深表面加热层的深度和延长表面加热层的奥氏体化时间,从而获得较深的淬硬层。采用工频双感应器连续加热淬火,亦可实现加深表面加热层的奥氏体化时间,获得较深的淬硬层,且只需单一的工频电源,设备投资小,热处理成本低。
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