中頻爐加熱棒料的粘連問題

       中頻爐加熱棒料的粘連問題，是個由來已久的問題，常見于大直徑棒料加熱或者大功率加熱上，所謂“粘料”就是加熱的坯料前后粘在一起。當坯料加熱快速提出感應器時，將下一根料一起帶出。

      粘料的產生多數倒還不至于是金屬熔化，而是坯料表面的氧化鐵皮熔化。在坯料加熱過程中某一段表面溫度過高，達到或超過氧化鐵皮的熔點（1300—1350℃），氧化鐵皮開始熔化，并流入到坯料之間的縫隙中。當它從加熱段進入升溫段時，由于溫度降低，氧化鐵皮凝固，便產生了“粘料”。

      有的時候沒有“粘料”，并不能說明中間一段溫度沒有過高，而是位于感應器中間的兩組夾輥進料機的作用使其沒有粘連而已（由PLC控制夾輥的速度，使坯料前后產生速度差，將相鄰的兩個坯料脫開，產生幾個毫米的間隙，以防止坯料粘連。

      “     粘料”不是正常狀態，而是一種故障態，必須加以避免。

        我們通過對國內多條8000t以上生產線感應加熱設備產生粘料問題的考察，發現產生“粘料”主要有以下幾個原因：

       1、感應線圈總體設計不合理。

       以XX公司16000t為例，單條線2300Kw帶5節1.25m感應器，285Kw帶2節1.25m感應器，一共7臺感應器。坯料從第2節感應器出來，表面溫度就達到了1050℃，功率出到了1300Kw（2300Kw電源最終只出到1624Kw）。這說明表面溫度過早超過900℃，高溫時間過長，造成氧化鐵皮厚度增加，如果在出爐時發生“粘料”更說明溫度至少超過了1300—1350℃，否則氧化鐵皮不會熔化掉。

       氧化鐵皮的厚度一定程度反映了坯料加熱時的氧化程度。12500t生產線若按年產370萬噸計，如果能使氧化燒損減少0.1-0.3%，一年將節省鋼材約37.0—111.1噸。

      2、升溫速度過快，使坯料產生加熱缺陷。

      普通碳素鋼采用過快的升溫速度，問題還不太明顯，但高碳鋼和合金鋼，尤其是含Cr的鋼種，如42CrMo（4140）等坯料，這些鋼種在800℃以下熱導率很低，熱傳導慢，只是在800℃以上才與普通碳素鋼的熱導率相近。過快的升溫，坯料表面與中心形成溫度差。表面溫度高，熱膨脹大，中心溫度低，熱膨脹小，使坯料中心受到拉應力，表面受到壓應力，這種應力又叫溫度應力。

      內外誤差越大，產生的溫度應力也越大，當這種應力超過金屬的彈性極限時，金屬將產生塑性變形，甚至破裂。這種溫度應力對坯料的中心危害更大，因為中心受到的是拉應力，一般金屬的抗拉強度遠低于其抗壓強度，所以中心的溫度應力易造成內裂。上述這種情況，如果是大截面尺寸坯料，例Ф140—Ф200，對合金鋼，如42CrMo，其危害更大。

XX公司的幾條8000t以上線加熱后普遍存在氧化嚴重、“粘料”等弊病，甚至發生坯料加熱后在冷卻工程中自行開裂的嚴重情況。

       3、8000t以上生產線中中頻設備電流頻率選擇普遍過高，也加劇了加熱氧化和“粘料”。

選擇電流頻率主要取決于較短的加熱時間和較高的電效率。以這次12500t生產線坯料Ф140-Ф200為例，選頻一般應按Ф140坯料來選，合理的頻率在150Hz-300Hz之間，大于Ф140的坯料頻率應更低。綜合考慮，這條線的頻率以300Hz為佳，不能高于300Hz。但國內8000t以上的線，頻率都選擇過高，實在讓人不好理解。

坯料在低溫段（居里點以下）的相對磁導率較高（幾十到幾百），電阻率很低，此時高的頻率使坯料的電流透入深度很淺，這時再加上高的功率密度，短的加熱時間，以及合金鋼低的熱導率，這些因素疊加在一起就會造成災難性的后果。

XXXX總廠十多年前引進的瑞士哈特貝爾AMP-30高速鐓鍛機配某國感應加熱設備，用了十幾年，沒人說有問題，但在今年出口美國時，經檢查因軸承內有裂紋全部退貨，我們在現場對原進口設備進行了解，發現升溫速度過快，GCr15加熱產生應力在鐓鍛時使內部開裂。我們對這條線已經進行了徹底改造——重新設計、制造了新的設備。

總之，“粘料”不是不可避免的，我們生產的設備就是不“粘料”的。在大氣中感應加熱設備都會氧化，也都會產生氧化鐵皮，但程度有輕有重，我們生產的設備就屬于“少氧化設備”。我們為XXXX有限公司500KJ對擊錘生產線提供的加熱設備，同樣是Ф185坯料，同樣是合金鋼（20SiMn2MoV,鉤尾框用鋼）也不粘料。

另外，“粘料”是不當的高溫造成的，這個高出來的溫度是靠電能消耗來實現的，這個電能是由業主買單的，生產電爐的廠家不會代替業主出這筆電費。

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