圓鋼感應(yīng)加熱設(shè)備快速熱處理的基本原理

圓鋼感應(yīng)加熱設(shè)備快速熱處理的基本原理包括:圓鋼快速加熱的物理原理和圓鋼快速加熱時(shí)的金屬原理。這兩個(gè)基本原理分別介紹如下。

圓鋼感應(yīng)加熱設(shè)備的物理原理。

感應(yīng)加熱是金屬快速加熱的方法之一。它可以使用高能流密度，使鋼迅速加熱到熱處理溫度。該加熱方法熱能利用率高，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。最近在鋼材快速熱處理領(lǐng)域發(fā)展迅速。

圓鋼感應(yīng)加熱的基本電路、磁、電、熱能的轉(zhuǎn)換和基本電路實(shí)現(xiàn)了圓鋼感應(yīng)加熱。感應(yīng)加熱的基本電路由交流電源G、電容器C、感應(yīng)線圈L和加熱圓鋼M組成。可以認(rèn)為是由電感和電容組成的振蕩電路，加熱圓鋼消耗的能量由交流電源補(bǔ)償。加熱后的金屬放置在感應(yīng)線圈中，將交流電流送入線圈后，感應(yīng)線圈中會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。金屬導(dǎo)體在交變磁場(chǎng)中切割磁力線，在金屬中產(chǎn)生感應(yīng)電流。由于克服其電阻，感應(yīng)電流在金屬內(nèi)部流動(dòng)，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，從而加熱金屬。這是磁、電、熱能的轉(zhuǎn)換過程，即感應(yīng)加熱過程。

感應(yīng)加熱的整個(gè)過程包括三次能量轉(zhuǎn)換:一是交變電源提供的電能通過感應(yīng)線圈和電容組成的電路轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能量；然后，磁線切割金屬導(dǎo)體，產(chǎn)生感應(yīng)電流，將磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)化為電能；之后電能克服了金屬內(nèi)部電阻，轉(zhuǎn)化為熱能，實(shí)現(xiàn)了金屬的加熱。這說明在三次能量轉(zhuǎn)換過程中都會(huì)產(chǎn)生能量損失。為減少轉(zhuǎn)換過程中的能量損失，提高感應(yīng)加熱系統(tǒng)的熱效率，應(yīng)深入了解以下問題。

以下問題是圓鋼感應(yīng)加熱物理原理的重要組成部分。

(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其定律；

(2)電流的熱效應(yīng)及其定律；

(3)金屬中感應(yīng)電流的分布特性；

(4)金屬內(nèi)部導(dǎo)熱和溫度的均勻化；

(5)圓鋼感應(yīng)加熱加熱過程的特點(diǎn)。