Cel i metoda kucia na gorąco

Celem nagrzewania metalowego półfabrykatu przed kuciem jest poprawa plastyczności metalu, zmniejszenie odporności na odkształcenia, ułatwienie płynięcia i formowania oraz uzyskanie dobrej mikrostruktury po kuciu. Dlatego ogrzewanie przed kuciem ma bezpośredni wpływ na poprawę wydajności kucia, zapewnienie jakości kucia i oszczędność zużycia energii. W zależności od różnych źródeł ciepła metody ogrzewania metalowych półfabrykatów można podzielić na ogrzewanie płomieniowe i ogrzewanie elektryczne.

Ogrzewanie płomieniem

Ogrzewanie płomieniowe polega na wykorzystaniu paliwa (węgla, koksu, oleju ciężkiego, oleju napędowego i gazu) do spalania w płomieniowym piecu grzewczym w celu wytworzenia gazu o wysokiej temperaturze (płomienia) zawierającego dużą ilość energii cieplnej. Energia cieplna jest przekazywana do powierzchni półfabrykatu poprzez konwekcję i promieniowanie, a następnie powierzchnia jest przekazywana do środka, aby ogrzać metalowy półfabrykat.

Gdy temperatura ogrzewania jest niższa niż 600 ~ 700 stopni, kęs jest ogrzewany głównie przez konwekcyjne przenoszenie ciepła. Tak zwane konwekcyjne przenoszenie ciepła odnosi się do ciągłego przepływu płomienia wokół półfabrykatu i przenoszenia energii cieplnej do półfabrykatu metalowego poprzez wymianę ciepła między gazem o wysokiej temperaturze a powierzchnią półfabrykatu. Gdy temperatura ogrzewania przekracza 700 ~ 800 stopni, ogrzewanie półfabrykatu polega głównie na przenoszeniu ciepła przez promieniowanie. Tak zwane promieniowanie ciepła polega na zamianie energii cieplnej na energię promieniowania za pomocą wysokotemperaturowego gazu i pieca. Po tym, jak energia promieniowania przekazywana przez mikrofale elektryczne zostanie pochłonięta przez metalowy półfabrykat, energia promieniowania jest przekształcana w energię cieplną w celu podgrzania półfabrykatu. Gdy zwykły piec kuźniczy jest ogrzewany w wysokiej temperaturze, przenoszenie ciepła przez promieniowanie wynosi ponad 90 procent, a przenoszenie ciepła przez konwekcję tylko od 8 do 10 procent.

Metoda nagrzewania płomieniowego ma zalety wygodnego źródła paliwa, prostej konstrukcji pieca, niskich kosztów ogrzewania i szerokiego zakresu zastosowania półfabrykatów. Jednak warunki pracy są złe, prędkość ogrzewania jest niska, wydajność jest niska, a jakość ogrzewania jest trudna do kontrolowania. Ta metoda ogrzewania jest szeroko stosowana do ogrzewania różnych półfabrykatów.

Ogrzewanie elektryczne

Ogrzewanie elektryczne polega na podgrzewaniu metalowych półfabrykatów poprzez zamianę energii elektrycznej na energię cieplną. Istnieje indukcyjne ogrzewanie elektryczne, kontaktowe ogrzewanie elektryczne, ogrzewanie pieca oporowego i ogrzewanie pieca solnego.

1. Ogrzewanie indukcyjne

Pod wpływem zmiennego pola magnetycznego generowanego przez prąd zmienny podawany do cewki indukcyjnej, wewnątrz metalowego półfabrykatu generowany jest zmienny prąd wirowy. Dzięki prądowi wirowemu i nagrzewaniu magnetyzacji (poniżej magnetycznego punktu przejścia) metalowy półfabrykat jest bezpośrednio podgrzewany.

Gdy półfabrykat jest nagrzewany przez nagrzewanie indukcyjne, gęstość prądu generowanego wewnątrz jest nierówna wzdłuż przekroju. Gęstość prądu centralnego jest mała, a gęstość prądu powierzchniowego jest duża. Zjawisko to nazywa się efektem skóry. Tak więc metal powierzchniowy jest ogrzewany głównie przez przepływ prądu, a metalowy rdzeń jest ogrzewany przez ciepło warstwy zewnętrznej. W przypadku półfabrykatów o dużej średnicy, w celu poprawy szybkości nagrzewania, należy wybrać niższą częstotliwość prądu, aby zwiększyć głębokość penetracji prądu; W przypadku półfabrykatów o małej średnicy, ze względu na mały przekrój poprzeczny, można zastosować wyższą częstotliwość prądu, co może poprawić sprawność elektryczną.

2. Skontaktuj się z ogrzewaniem elektrycznym

Zasada kontaktowego ogrzewania elektrycznego polega na tym, że duży prąd o niskim napięciu jest bezpośrednio podłączony do metalowego wykroju. Ponieważ metal ma pewną rezystancję, prąd będzie przez niego generował ciepło, dzięki czemu można go ogrzać.

W przypadku półfabrykatu o określonym rozmiarze, musi on wytworzyć określoną ilość ciepła, aby został podgrzany do określonej temperatury. Jednak wartość rezystancji metalu ogólnego jest stosunkowo niewielka. W celu poprawy wydajności i skrócenia czasu nagrzewania konieczne jest doprowadzenie dużego prądu do półfabrykatu. Aby uniknąć zwarcia, często stosuje się metodę redukcji napięcia, aby uzyskać niskie napięcie i duży prąd. Dlatego napięcie bez obciążenia zacisku pomocniczego transformatora do elektrycznego ogrzewania stykowego wynosi tylko 2-15v.

Kontaktowe ogrzewanie elektryczne charakteryzuje się dużą szybkością nagrzewania, mniejszymi stratami przy spalaniu metalu, nieograniczonym zakresem temperatur ogrzewania, wysoką sprawnością cieplną, niskim zużyciem energii, niskimi kosztami, prostym wyposażeniem i wygodną obsługą. Jednak chropowatość powierzchni oraz kształt i rozmiar półfabrykatu są ściśle wymagane, zwłaszcza koniec półfabrykatu musi być regularny bez zniekształceń. Ponadto trudno jest mierzyć i kontrolować temperaturę ogrzewania. Nadaje się do całego lub miejscowego ogrzewania długich półfabrykatów.