中頻感應(yīng)加熱從室溫到熔化的兩個階段分析

  中頻爐在加熱時金屬爐料依靠由電磁感應(yīng)現(xiàn)象所產(chǎn)生的感應(yīng)電流來進(jìn)行自身的加熱。在金屬爐料吸收磁場能量并使其轉(zhuǎn)化為熱能進(jìn)行自身加熱的過程中，金屬爐料本身的物理性能，如磁導(dǎo)率、電阻率等的變化對加熱速度有著顯著的影響。

  中頻爐在加熱金屬吸收功率的變化又影響到金屬爐料的升溫速度。在生產(chǎn)實(shí)際中都希望金屬爐料能盡快地被加熱熔化。這就要求金屬爐料吸收的功率越大越好。因此，研究這些物理量在加熱時的變化與金屬爐料吸收功率之間的關(guān)系對中頻電爐的供電操作具有現(xiàn)實(shí)意義。中頻感應(yīng)加熱從室溫到熔化可分為兩個階段，現(xiàn)分述如下：

1、居里點(diǎn)以下的加熱階段

  材料按其磁導(dǎo)率與溫度的關(guān)系分為導(dǎo)磁性材料和非導(dǎo)磁性材料兩種。非導(dǎo)磁性材料的磁導(dǎo)率不隨溫度變化，從室溫到熔化溫度mu=1，如奧氏體鋼、銅、鋁等。導(dǎo)磁性材料的磁導(dǎo)率隨溫度升高而變化，當(dāng)溫度由室溫升至居里點(diǎn)時，mu值由大變小；溫度高于居里點(diǎn)直至熔化溫度，則mu=1，如碳素鋼、低合金鋼等。mu值等于1的溫度稱為居里點(diǎn)。一般導(dǎo)磁性鋼材的居里點(diǎn)隨金相組織、化學(xué)成分不同而異，通常在720~780℃之間。

在居里點(diǎn)以下加熱時，金屬爐料的mu值由大變小，而軟化點(diǎn)值隨溫度升高而增大。因此電流透入深度也不斷增加，加之金屬爐料之間的接觸情況的改善，金屬爐料吸收的功率逐漸增大。這時供電的功率可依次增大。但是，在此階段由于金屬料之間接觸不良造成系統(tǒng)阻抗較大，加上rho值的影響，限制了加熱效率的增加。因此，只有通過調(diào)節(jié)感應(yīng)線圈匝數(shù)和減少系統(tǒng)阻抗的方法才能增加中頻加熱效率。

2、居里點(diǎn)以上的加熱階段

  當(dāng)溫度超過居里點(diǎn)以后，盡管mu=1，但rho值會繼續(xù)增大。當(dāng)溫度達(dá)到850~900℃時，各種材料的rho值大體相等，rho=10-4Ocm。繼續(xù)升溫時，rho和mu值對吸收功率的影響不明顯。由于電流透入深度的增加，金屬爐料間開始焊合接觸更加良好，系統(tǒng)的阻抗下降，加熱功率可以逐步加大。此時金屬爐料的升溫速度加快。當(dāng)金屬爐料開始熔化時，供電參數(shù)進(jìn)入最佳狀態(tài)直到熔化完畢。

 總之，通過中頻感應(yīng)加熱從室溫到熔化的兩個階段分析，弄清了金屬爐料在加熱過程中物理性能的變化情況，這對于了解爐料熔化特點(diǎn)對掌握供電制度是非常重要的。

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