感應(yīng)加熱的加熱線圈與被加熱物（鋼管/無縫鋼管/精密鋼管等）的關(guān)系就如同變壓器的1次側(cè)、2次側(cè)線圈的關(guān)系一樣。如圖所示，由加熱線圈通高頻電流產(chǎn)生的磁力線集中在被加熱物上、由電磁的感應(yīng)作用，產(chǎn)生渦旋電流，將被加熱物加熱。在這個時候，根據(jù)鋼材的種類和形狀選擇適當(dāng)?shù)慕涣麟娏鞯念l率、功率、加熱時間、保持時間、線圈的形狀等，就能使各種鋼材得到適當(dāng)?shù)钠焚|(zhì)特性。
其熱效率為95％，感應(yīng)加熱，是把三相工頻交流電，整流后變成直流電，再把直流電變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)的中頻電流，供給由電容和感應(yīng)線圈里流過的中頻交變電流，在感應(yīng)圈中產(chǎn)生高密度的磁力線，并切割感應(yīng)圈里盛放的金屬材料，在金屬材料中產(chǎn)生很大的渦流。工件依靠這些電流的焦耳熱達(dá)到預(yù)計溫度。如果圓柱體放在線圈中心，那么圓柱體周邊的溫度是一樣的，圓柱體加熱過程中也不會產(chǎn)生有害氣體、強光污染環(huán)境等。正因為感應(yīng)加熱有以上的優(yōu)點，在鋼管生產(chǎn)行業(yè)得到了廣泛推廣使用。
主要技術(shù)參數(shù)：
●電源組成：整套系統(tǒng)由四臺電源組合而成；整體淬火500KW-3200KW/1000HZ，淬火墩粗部分補溫：120KW-500KW/1000HZ ，整體回火200KW-1600KW/500HZ,回火墩粗部分補溫：80KW-300KW/500HZ。
●適用范圍：Φ25mm~Φ120mm；Φ60.3mm×4.83mm×9.9mm；Φ73.02mm×5.51mm×9.9mm；Φ88.9mm×6.45mm×9.9mm；Φ114mm-139.7mm；Φ188.28mm~Φ219.08mm；
●小時產(chǎn)量：1.5-10噸
●輸送輥道：輥道軸線與工件軸線成夾角18~21°，工件一邊自傳，一邊勻速前進，使加熱更均勻。爐體間輥道采用304無磁不銹鋼并水冷。
●送料系統(tǒng)：每軸獨立電機減速機驅(qū)動，獨立變頻器控制；靈活設(shè)計速差輸出，分段控制運行速度。
●墩頭補溫系統(tǒng)：針對墩頭直徑不同于套管中間部分，設(shè)計了專門的墩頭補溫系統(tǒng)，補溫感應(yīng)爐在線追蹤墩頭精確補溫，保證墩頭和中間部分溫差控制在20℃以內(nèi)
●配方管理功能：強大的配方管理系統(tǒng)，輸入待生產(chǎn)的鋼種、外徑、壁厚參數(shù)后，自動調(diào)用相關(guān)參數(shù)，不用再手動記錄、查閱、輸入各種工件所需的參數(shù)值。
●多路閉環(huán)功能： 針對不發(fā)達(dá)地區(qū)和國家供電系統(tǒng)的極不穩(wěn)定， 設(shè)計了高等級的溫度、電壓等多路閉環(huán)系統(tǒng)。在供電電壓高達(dá)20 % 的波動、間歇利用發(fā)電機組工作等惡劣情況下，仍能保證產(chǎn)品工藝的高度一致性。
●工控機系統(tǒng)：實時顯示當(dāng)時工作參數(shù)的狀態(tài)，工件參數(shù)記憶、存儲、打印、故障顯示、報警等功能。
▲ 能量轉(zhuǎn)換：采用淬火+回火方式，噸耗電450～550度。
●根據(jù)用戶需要提供帶觸摸屏或者工控機系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作臺。
●專門定制的人機界面，高度人性化的操作指示。
●全數(shù)字、高深度的可調(diào)節(jié)參數(shù)，讓您對設(shè)備的控制得心應(yīng)手。
●嚴(yán)格的等級管理制度，完善的一鍵還原系統(tǒng)。
●根據(jù)不同國家和地區(qū)提供相應(yīng)的語言切換。
配方管理功能：
強大的配方管理系統(tǒng)，輸入待生產(chǎn)的鋼種、管徑、壁厚參數(shù)后，自動調(diào)用相關(guān)參數(shù)，不用再手動記錄、查閱、輸入各種工件所需的參數(shù)值。
歷史曲線功能：
可追溯的工藝歷史曲線（ 工控機系統(tǒng)標(biāo)配）， 精確至0 . 1 秒的記錄精度，形象、準(zhǔn)確的再現(xiàn)單支產(chǎn)品的處理溫度趨勢圖。高達(dá)1T 的容量儲存空間，永久保存數(shù)十年內(nèi)的所有產(chǎn)品工藝記錄。
歷史記錄：
可追溯的工藝數(shù)據(jù)表格，可以在每支產(chǎn)品上取出多組采樣點， 準(zhǔn)確的再現(xiàn)單支產(chǎn)品各段的處理溫度值。觸摸屏系統(tǒng)中可儲存約3 萬條工藝記錄， 可以U盤或者網(wǎng)絡(luò)備份； 工控機系統(tǒng)中則完全不受儲存空間限制，永久保存數(shù)十年內(nèi)的所有產(chǎn)品工藝記錄。
長桿類鋼管鋼棒感應(yīng)加熱熱處理優(yōu)勢：
長桿類中碳低合金鋼管鋼棒，其熱處理加熱方式為燃?xì)饧訜帷㈦娮锠t加熱和感應(yīng)加熱三種。燃?xì)饧訜帷㈦娮锠t加熱對于長桿類鋼棒鋼管的熱處理，其關(guān)鍵點之一就是整體均勻并且高效的加熱、淬火較難實現(xiàn)，這是造成長桿類工件的變形、調(diào)質(zhì)后硬度不均勻難以控制的原因之一，而感應(yīng)加熱熱處理較為經(jīng)濟合理，通過感應(yīng)加熱熱處理調(diào)質(zhì)線，對產(chǎn)品進行調(diào)質(zhì)以提升鋼材性能。感應(yīng)加熱熱處理調(diào)質(zhì)的主要特點是加熱速度快、表面氧化少、旋轉(zhuǎn)加熱過程中實現(xiàn)淬、回火過程，調(diào)質(zhì)后鋼材直線度好、不彎曲。感應(yīng)調(diào)質(zhì)熱處理在生產(chǎn)這類長材產(chǎn)品熱處理時應(yīng)用較為廣泛。國外在加熱方式上選用較多的也是感應(yīng)加熱。
長桿類鋼管鋼棒感應(yīng)加熱熱處理調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線特點：
我們設(shè)計的鋼棒鋼管感應(yīng)熱處理線，在傳動設(shè)計上采用斜放布置的V型輥，減小徑向的跳動。使工件產(chǎn)生自旋轉(zhuǎn)運動，采用壓力噴射冷卻技術(shù)，冷卻介質(zhì)從壓力噴嘴中以一定壓力噴出呈紊流狀態(tài)的連續(xù)水流，利用液流破碎前的連續(xù)噴流沖擊鋼棒而冷卻。穿透性好，適用于水汽膜較厚的環(huán)境，冷卻效率高。當(dāng)冷卻水接觸到熾熱的鋼棒時，產(chǎn)生汽化并形成汽膜，由于連續(xù)水流沖擊在表面，該表面很難形成穩(wěn)定的蒸汽膜。表面溫度迅速下降，此時核沸騰為主要的換熱方式。核沸騰一開始，熱流密度q就急劇增加，當(dāng)鋼棒鋼管表面溫度降到低于氣泡沸騰的溫度下限時，沸騰停止，熱流密度下降。
射流的正下方存在一個單相對流換熱區(qū)域，隨著距駐點的半徑增大，將出現(xiàn)核沸騰和膜沸騰區(qū)。單相對流時換熱系數(shù)的影響因素為射流速度和冷卻水溫度，完全核沸騰時自由流體的溫度和速度對換熱系數(shù)影響不大。核沸騰出現(xiàn)的半徑由射流速度和過冷度決定，一定位置熱流密度最大的時刻即為出現(xiàn)核沸騰的時刻。在生產(chǎn)中的噴水淬火情況下，淬火烈度H可達(dá)到3～4，在高速冷卻下，鋼棒在幾秒鐘內(nèi)就全部冷卻到馬氏體轉(zhuǎn)變點以下。芯部基本上也完全轉(zhuǎn)變成均勻細(xì)小的馬氏體，工件的整個橫截面上組織趨于一致，使得鋼材的性能得到充分的發(fā)揮。淬火過程中的噴水冷卻階段，冷卻水從環(huán)形的噴水裝置中噴出后，匯聚到工件表面，出水壓力最高達(dá)0. 3MPa。充分將工件表面的蒸汽膜破壞掉，使得淬火效率和產(chǎn)品質(zhì)量大大提高。基體組織就基本上轉(zhuǎn)變成馬氏體，組織較為均勻，有利于回火后強度和韌性的提高。
噴射的水流在工件表面形成更加均勻接觸的核沸騰，使其橫截面的溫度場分布更加合理，抑制了整體的變形。冷卻水流噴至工件表面后沿工件前進方向形成一個包絡(luò)住工件表面的水柱，保證冷卻水和工件充分接觸，提高了偏心運動的工件均勻淬透。連續(xù)冷卻方式為鋼棒在通過控制冷卻裝置時，邊前進邊冷卻，使之從頭至尾漸次達(dá)冷卻到規(guī)定的終冷溫度，這是目前采用最多的冷卻方式，被廣泛應(yīng)用于長桿管件淬火中。由于生產(chǎn)線為連續(xù)不間斷工作模式，整條生產(chǎn)線的控制采用PLC與人機交互系統(tǒng)，傳動采用變頻式對整條生產(chǎn)線進行調(diào)度調(diào)節(jié)，控制精度高、調(diào)節(jié)范圍廣、運行更加平穩(wěn)。同時在電源配置上留有一定的富余量，以保證一定的加熱速度:在配套熱處理工藝中使用了相對Ac3高出很多的淬火溫度，讓工件芯部在足夠高的溫度進行奧氏體化。生產(chǎn)線溫度檢測采用高精度非接觸紅外線測溫儀，確保了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。紅外實時測溫系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳至操作臺的無紙記錄儀中，方便工作人員的遠(yuǎn)端監(jiān)控和生產(chǎn)關(guān)鍵參數(shù)的回溯。
成套設(shè)備組成及主要元器件廠家：
1）淬火雙頻感應(yīng)加熱電源：
2）回火雙頻感應(yīng)加熱電源：
3）淬火感應(yīng)加熱爐體
4）回火感應(yīng)加熱爐體
5）儲料架
6）輸送架
7）淬火爐體柜(含不銹鋼管道、雙頻電容器柜組、輸送托輥)
8）淬火水箱（含不銹鋼噴水圈，流量計及變頻托輥）
9）回火爐柜體(含不銹鋼管道、雙頻電容器柜組、變頻拖動）
10）回火水箱（含不銹鋼噴水圈，流量計及變頻托輥）
11）寸動涼料裝置
12）收料架
13）PLC總控制臺
14）變頻器控制柜
15）氧化皮過濾箱
16）紅外測溫自動控溫系統(tǒng)
主要元器件廠家及零部件材質(zhì)
設(shè)備機械系統(tǒng)工作過程：
本成套設(shè)備機械動作采用PLC控制，只需人工將棒料置于儲料架，其余動作均由PLC控制下的系統(tǒng)自動完成。可根據(jù)用戶的每個產(chǎn)品規(guī)格設(shè)定一套程序，工作時只需在觸摸屏上點擊需要生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格一切動作均有PLC程序自動完成。
天車吊料→儲料平臺→自動續(xù)料機構(gòu)→進料輥道→淬火感應(yīng)加熱→紅外線測溫→出料輥道→噴淋淬火→淬火完成→回火輸送機構(gòu)→回火感應(yīng)加熱→紅外線測溫→噴淋→出料輥道→涼料機構(gòu)→收料架
先進的自動化變頻感應(yīng)加熱熱處理生產(chǎn)線，集成了電力電子、機械、自動化控制、工業(yè)計算機、智能化技術(shù)、感應(yīng)加熱工藝等機電一體化技術(shù)，構(gòu)成系統(tǒng)化解決方案。遠(yuǎn)拓可以針對用戶不同需求，提供定制化變頻感應(yīng)加熱熱處理調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線解決方案。
感應(yīng)加熱熱處理調(diào)質(zhì)技術(shù)用于管材/棒材/板材的熱處理調(diào)質(zhì)有諸多優(yōu)點，主要如下：
●直線度好：采用遠(yuǎn)拓感應(yīng)加熱熱處理生產(chǎn)線，熱處理過程中均設(shè)計校直功能，管/棒/板材在熱處理調(diào)質(zhì)后能獲得非常好的直線度
●氧化脫碳少：由于熱量在被加熱工件內(nèi)部產(chǎn)生，因此升溫速度快、效率高、工件表面氧化脫碳少，節(jié)省原材料。
●加熱溫度均勻、溫控精度高、溫差小、無污染：遠(yuǎn)拓串聯(lián)變頻電源容易直接、精確檢測負(fù)載電流變化、從而實現(xiàn)輸出功率的閉環(huán)控制，即使外部電壓波動，也能維持輸出功率恒定和溫度穩(wěn)定。產(chǎn)品加熱溫度控制精度極高而且芯表溫差低，生產(chǎn)過程中不會出現(xiàn)有害氣體、煙塵、強光等污染環(huán)境。
●機械化和自動化程度高：具有電源智能化程度高、溫度調(diào)整精確、變頻自動跟蹤、變載自適應(yīng)、功率自動調(diào)節(jié)等智能化優(yōu)點，為“一鍵式”操作，即在生產(chǎn)前將電流、電壓、速度等預(yù)設(shè)參數(shù)錄入至智能化控制系統(tǒng)，一鍵啟動后，自動完成加熱工作，不需要人員值守，真正實現(xiàn)自動化智能化感應(yīng)加熱。
●連續(xù)運行的可靠性極強：遠(yuǎn)拓IGBT變頻電源，用于感應(yīng)加熱熱處理生產(chǎn)線， 24小時不停機連續(xù)運行一年以上，期間多次不停機變載（重載/輕載反復(fù)切換）未發(fā)生任何故障。
●適應(yīng)連續(xù)自動化生產(chǎn)線的柔性化生產(chǎn)：頻繁更換不同規(guī)格品種的鋼材，適應(yīng)不同的生產(chǎn)工藝，變頻變載后無需人員調(diào)整，整線清空和工藝調(diào)整簡單快捷，滿足中大批量生產(chǎn)需求。
●溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)：紅外線測溫儀測量感應(yīng)加熱爐出口坯料的加熱溫度，監(jiān)測是否存在過熱或加熱不完全。溫度監(jiān)測后最終將信號反饋給感應(yīng)加熱的工作主機—遠(yuǎn)拓變頻電源的控制系統(tǒng)，電源根據(jù)設(shè)定之工藝要求進行自動識別，當(dāng)坯料溫度超出目標(biāo)溫度范圍時，控制系統(tǒng)會在該設(shè)定值的基礎(chǔ)上自動調(diào)節(jié)輸出功率，對電源功率進行修正，以控制坯料溫度在目標(biāo)范圍之內(nèi)。減少了不合格品的產(chǎn)生，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。
●定制化的坯料加熱工藝選擇系統(tǒng)：用戶可以根據(jù)所加工的不同鋼坯品類，通過工藝調(diào)試，獲取并存儲相應(yīng)的加工工藝參數(shù)，并且可以預(yù)設(shè)相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)以備后用。標(biāo)準(zhǔn)存儲數(shù)據(jù)量為50組工藝，采用遠(yuǎn)拓智能化控制系統(tǒng)可擁有無限數(shù)據(jù)存儲能力。確定鋼坯規(guī)格后，選擇預(yù)設(shè)的相應(yīng)工藝參數(shù)開機運行，將人工調(diào)整降至最低，此功能與遠(yuǎn)拓溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)相配合，即可獲得質(zhì)量一致性高的加熱鋼坯。
●啟動成功率100%可靠性高：任何負(fù)載(空載/滿載)、任何溫度下（冷態(tài)/熱態(tài)）0.2秒快速啟動，100%啟動成功率，重復(fù)精度0.1%，具有連續(xù)快速穩(wěn)定運行、溫控精度高、均溫性好、生產(chǎn)效率高、智能保護及故障診斷完善、產(chǎn)品品質(zhì)一致性好、運行成本低、調(diào)試維護及備件方便快捷的綜合優(yōu)勢，更適合滿足國內(nèi)用戶對高端感應(yīng)加熱設(shè)備的需求。
●智能化控制系統(tǒng)：以遠(yuǎn)拓智能化平臺設(shè)計為基礎(chǔ)的智能化、定制化的操作監(jiān)控系統(tǒng)。基于對感應(yīng)加熱熱處理行業(yè)高耗能的精細(xì)化管理，遠(yuǎn)拓專門開發(fā)的電能管理系統(tǒng)，可以監(jiān)測記錄每爐能耗及批量總能耗，能有效計算、控制生產(chǎn)成本。質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)及質(zhì)量可追溯功能 ; 運行狀態(tài)實時監(jiān)控/遠(yuǎn)程控制 ; 故障自診斷功能/在線顯示及處理 ; 工藝定制及工藝參數(shù)控制。
●PLC總操作控制系統(tǒng)
良好的人機對話窗口，可實時檢測整個系統(tǒng)設(shè)備的運行狀態(tài)。方便快捷的操作方式轉(zhuǎn)換，在自控運行狀態(tài)可實現(xiàn)人工參與對電源功率或運行速度的調(diào)整，對人工參與的調(diào)整數(shù)據(jù)系統(tǒng)將進行實時記錄。
實時檢測加熱過程溫度變化趨勢能自動分辨出加熱溫度的高低并報警。通過測溫儀可對工件在加熱過程中各段的升溫情況進行檢測。
實時采集、記錄、存儲過程控制的數(shù)據(jù)并具有相應(yīng)的分類檢索、查詢、打印功能。過程數(shù)據(jù)可按年月日詳細(xì)記錄、查詢、打印。 （工控機）對過程加熱設(shè)定參數(shù)可自動形成數(shù)據(jù)庫并可儲存至少半年，數(shù)據(jù)能夠拷貝，以備隨時抽查。（工控機）自動記錄所采集到的加熱溫度，自動生成加熱溫度時間曲線，并能查詢。（工控機）集成VGA+DVI顯示接口，4PCI，6COM口，6USB，1PCIEX1，1PCIEX16，2個千兆網(wǎng)卡，功能強大的研華IPC-610L/EBC-MB06/I5-2400/4G/1T 工控機。
由于生產(chǎn)線為連續(xù)不間斷運行，故電機與電源的自動控制顯得尤為重要，并且將直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。電機傳動部分SIEMENS 變頻調(diào)速電源來控制傳送線的運行速度。利用集控臺，通過SIEMENS PLC 及工控機人機界面等控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)下述功能：
1）.生產(chǎn)線啟動時，能自動完成傳動機構(gòu)及各電源的啟動，并自動實現(xiàn)速度與功率上升的合理匹配。自動調(diào)節(jié)加熱電源功率，盡量減少溫度波動。
2）.控制系統(tǒng)具有50套工藝參數(shù)的設(shè)定、存儲、調(diào)節(jié)、修改、統(tǒng)計、等功能。
3）.系統(tǒng)具有溫度、電流、電壓等閉環(huán)功能，確保生產(chǎn)線按最佳工藝參數(shù)運行，保證產(chǎn)品質(zhì)量不受人工及環(huán)境因素的影響。
4）.人機界面中文圖形文本（觸摸屏）可設(shè)定及實時顯示以下參數(shù)：
a.電源電壓、功率
b.線速度、直徑、重量
c.電源工作狀態(tài)
d.故障信息顯示，10組歷史故障存儲
e.生產(chǎn)線工作狀態(tài)信息顯示
5）.同時可實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時記錄、存檔、查詢、打印等功能（包括實時顯示生產(chǎn)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)效率、工件溫度及電源運行參數(shù)等）根據(jù)技術(shù)要求，自動記錄和分析參數(shù)變化，自動預(yù)測故障和報警，設(shè)備遠(yuǎn)程集中控制，自動生成各種報表實現(xiàn)生產(chǎn)過程的可追溯性。
電氣控制主要完成對整個生產(chǎn)線的過程控制和調(diào)節(jié)，完成生產(chǎn)線相關(guān)設(shè)備及其各個相關(guān)專業(yè)之間的工藝聯(lián)結(jié)、連鎖，以保證整個生產(chǎn)線設(shè)備能夠按照生產(chǎn)和工藝要求，正常、正確、準(zhǔn)確地進行相應(yīng)的有序動作。各動作過程設(shè)有調(diào)整、手動、自動等操作方式。
PLC總操作控制臺
人機界面/PLC總操作控制臺
