專利名稱：感應加熱過程工件端部磁場增強裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種感應加熱工件磁場控制裝置，尤其涉及一種感應加熱過程中工件端部磁場增強裝置。
背景技術：
在金屬熱處理過程中，經(jīng)常采用感應加熱的方法對工件進行加熱。工件在感應加熱中，初始溫度、加熱線圈的位置及匝數(shù)等參數(shù)條件對其加熱效果都有顯著的影響，對端部的影響尤為顯著。工件端部溫度的控制存在諸多困難和不便，而端部溫度的控制精度可能對工件后續(xù)質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。目前通常采用在工件端部安裝聚磁體來增強該處磁場，進而提高端部加熱效率。 聚磁體一般由硅鋼片或其它鐵氧體導磁材料制成，具有較高的磁導率，因此聚磁體的存在可顯著提高該區(qū)域的磁場強度，而聚磁體的形狀和大小也決定了磁場的分布狀況。在實際生產(chǎn)中，聚磁體一旦制作完畢，其形狀和尺寸就已確定，當加熱工件的形狀和尺寸變化時需制作新的聚磁體來配合使用，如工件存在多個尺寸，則聚磁體也要有多種規(guī)格，這樣會造成聚磁體種類和數(shù)量繁多，占用的堆放和維修區(qū)域較大，而且管理上也存在一定難度。中國專利200810180088. 4和200810180357. 7公開了聚磁體方法和聚磁體，該聚磁體是將永磁體或?qū)Т朋w做成帶凹槽狀的聚磁面，從而達到聚磁目的。采用該方法設計的聚磁體為整體式，能滿足在一定條件下的聚磁功能，可應用于變壓器、發(fā)電機和電動機。但是聚磁體結(jié)構(gòu)為一個整體，不能根據(jù)實際情況進行靈活調(diào)節(jié)和變更，對生產(chǎn)工藝的操作帶來了較大難度，無法滿足異形坯的磁場調(diào)節(jié)要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種感應加熱過程工件端部磁場增強裝置，該磁場增強裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝、拆卸方便，能有效控制感應加熱工件端部溫度。為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型采用了如下技術方案—種感應加熱過程工件端部磁場增強裝置，包括機械傳動件、連接板和導磁組合體，機械傳動件經(jīng)連接板與導磁組合體聯(lián)接；所述導磁組合體包括頂部和底部固定鋼板、若干導磁體分塊和連接桿，若干導磁體分塊由連接桿和螺母固定成一組，多組導磁體分塊的底部和頂部裝有固定鋼板后組成一個導磁組合體。所述導磁組合體為方形；其導磁組合體的導磁體分塊為矩形。所述導磁組合體為圓形；其導磁組合體的導磁體分塊為圓環(huán)形。所述導磁組合體為十字形、六邊形或星形。本實用新型的磁場增強裝置能根據(jù)加熱工件的實際情況，合理選擇導磁體分塊進行優(yōu)化組合，從而得到綜合性能較好的磁場增強裝置，可有效控制加熱工件的端部磁場，進而調(diào)節(jié)工件端部的加熱效果。同時，當加熱工件的規(guī)格發(fā)生變化時，通過簡單的拆卸或裝配即可實現(xiàn)導磁組合體的改造。因此，該磁場增強裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝、拆卸方便，適用工件形狀和尺寸范圍廣，既可優(yōu)化工件的加熱，又可節(jié)約磁場增強裝置的成本，易于實現(xiàn)工業(yè)化應用。

圖I為本實用新型感應加熱過程工件端部磁場增強裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的導磁組合體結(jié)構(gòu)示意圖(方形)；圖3為本實用新型的圓形導磁組合體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4 (a)為圓形導磁組合體縱截面剖面圖，圖4 (b)為圓形導磁組合體內(nèi)部結(jié)構(gòu)俯視不意圖；圖5為兩種結(jié)構(gòu)的導磁體分塊，其中圖5 (a)為矩形導磁體分塊示意圖，圖5 (b)為圓環(huán)形導磁體分塊示意圖；圖6為本實用新型位于感應加熱線圈內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實用新型和坯料之間位置及結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為其它類型的導磁組合體結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖8 (a)為十字形導磁組合體一組示意圖，圖8 (b)為六邊形導磁組合體一組示意圖，圖8 (C)為星形導磁組合體一組示意圖。圖中1機械傳動件，2連接板(連接鋼板)，3導磁組合體，4固定鋼板，5導磁體分塊，5-1為矩形導磁體分塊,5-2為圓環(huán)形導磁體分塊,6連接桿,7感應加熱線圈,8工件( 料)，9磁場增強裝置。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。參見圖I、圖2，一種感應加熱過程工件端部磁場增強裝置，包括機械傳動件I、連接板2和導磁組合體3，機械傳動件I經(jīng)連接板2與導磁組合體3聯(lián)接；所述導磁組合體3包括頂部和底部固定鋼板4、若干導磁體分塊5和連接桿6，若干導磁體分塊5由連接桿6和螺母固定成一組，多組導磁體分塊5的底部和頂部裝有固定鋼板4后通過連接桿和螺母(圖中未示出)固定組成一個導磁組合體3。所述導磁組合體3為方形或圓形，參見圖2和圖3。方形導磁組合體由矩形導磁體分塊5-1裝配而成，圓形導磁組合體由圓環(huán)形導磁體分塊5-2裝配而成,參見圖5。圓形導磁組合體的結(jié)構(gòu)示意圖可參見圖4 (a)和圖4 (b)，其中，圖4 (a)為圓形導磁組合體縱截面剖面圖，圖4 (b)為圓形導磁組合體內(nèi)部結(jié)構(gòu)俯視示意圖。所述導磁體分塊5由多層娃鋼片薄片疊加而成,薄片疊加厚度為20 100mm,可根據(jù)加熱工件端部尺寸而定。硅鋼片形狀為矩形或圓環(huán)形，視加熱工件的形狀而定；硅鋼片高度為50 150mm,寬度為150 600mm (矩形)或圓環(huán)薄片直徑為150 600mm,具體尺寸根據(jù)被加熱工件而定，厚度為0. I 0. 3mm。當感應加熱線圈7加熱頻率高于3000Hz時，則導磁體分塊5用鐵氧體材料加工制成。所述連接板2和固定鋼板4采用不銹鋼板。固定鋼板4既可保護導磁體分塊5，也可實現(xiàn)導磁組合體3與外部裝置的連接和固定作用。導磁組合體3與機械傳動件I通過連接板2連接，機械傳動件I可在加熱前將導磁組合體3送至工件8端部，加熱結(jié)束后再將其移開。本實用新型裝置不僅可實現(xiàn)方坯、圓坯以及多邊形坯料端部加熱，對于特殊形狀的坯料同樣適用。本實用新型控制感應加熱過程工件端部磁場增強裝置的工作過程是工件加熱前，根據(jù)工件的初始溫度來確定導磁體分塊的數(shù)量以均勻加熱工件為例，若工件整體溫度偏低，則可適當增加導磁體分塊的數(shù)量；若工件整體溫度偏高，則導磁體分塊數(shù)量可酌情減少；若工件端部左右不對稱，可增加溫度偏低側(cè)的分塊數(shù)量，同時，相應地減少溫度較高側(cè)的分塊數(shù)量。導磁體分塊5數(shù)量確定后通過連接桿6將導磁體分塊5固定并通過底部和頂部固定鋼板4固定后組成導磁組合體3，并經(jīng)連接板2固定機械傳動件1，通過機械傳動件I送至工件8端部，然后開啟感應加熱設備進行加熱。本實用新型的磁場增強裝置在工件加熱過程中可控制工件端部磁場，使得溫度偏低部分磁力線密度增大，進而產(chǎn)生較大的渦流，最終提高該部分工件的加熱效率，有利于工件溫度的均勻。工件加熱至目標溫度后，關閉感應加熱設備，通過機械傳動件I將磁場增強裝置從工件端部移出，這樣完成了工件的熱處理工藝。 在上述工件感應加熱工藝中，若加熱要求不同，則可通過不同的組合來實現(xiàn)?？筛鶕?jù)工藝要求，在要求加熱溫度較高側(cè)增加導磁體分塊5的數(shù)量，這樣組成特定的導磁組合體3來實現(xiàn)特殊加熱工藝的要求。同時，可根據(jù)加熱工件端部形狀、尺寸和加熱要求選用不同形狀的導磁組合體3，如方形和圓形導磁組合體，參見圖2和圖3，這兩種導磁組合體分別由矩形導磁體分塊5-1和圓環(huán)形導磁體分塊5-2裝配而成，參見圖5，并且這兩種形狀的導磁體分塊5的尺寸規(guī)格有多種，可進行靈活組合，以適應不同工件的加熱要求。圖6為本實用新型位于感應加熱線圈內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7為本實用新型和坯料之間位置及結(jié)構(gòu)示意圖；感應加熱線圈7、圓形坯料8和本實用新型的磁場增強裝置9為主要部件組成了感應加熱裝置。線圈7內(nèi)徑為300mm，外徑348mm，共100匝。加熱坯料8的直徑為200mm，高度為1000mm。磁場增強裝置9有兩個，分別置于坯料8頂部和底部。磁場增強裝置9的導磁組合體3采用矩形導磁體分塊5裝配，其中五塊較大的導磁體分塊和六塊較小的導磁體分塊，五塊較大的導磁體分塊布于中間，六塊較小的導磁體分塊置于兩側(cè)，每側(cè)3塊。坯料8加熱前通過機械傳動件I將磁場增強裝置9送至坯料8端部，坯料8頂部與磁場增強裝置9的距離可通過機械傳動件I來調(diào)整，坯料8底部與磁場增強裝置9的距離可通過選用不同厚度的耐火材料來實現(xiàn)調(diào)節(jié)。開啟電源對感應加熱線圈7供電，從而加熱坯料8。加熱結(jié)束后，斷開電源，將磁場增強裝置9從坯料8端部移開。利用本實用新型的磁場增強裝置，不僅可實現(xiàn)方形、圓形坯料端部的磁場調(diào)節(jié)，而且可調(diào)節(jié)特殊形狀坯料端部磁場，如十字形、六邊形或星形等，導磁組合體示意圖如圖8(a)、圖8 (b)和圖8 (C)所示。本實用新型的磁場增強裝置將多塊導磁體分塊組成的導磁組合體安裝于工件端部，根據(jù)實際需要增加或減少導磁體分塊，可調(diào)節(jié)工件端部磁場作用寬度；也可通過機械傳動件改變磁場增強裝置與工件端部的距離，從而調(diào)整工件端部磁場的強度，根據(jù)工件的不同狀況來優(yōu)化端部加熱，達到較優(yōu)的溫度分布效果。以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍，因此，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種感應加熱過程工件端部磁場增強裝置，其特征是包括機械傳動件(I)、連接板(2 )和導磁組合體(3 )，機械傳動件(I)經(jīng)連接板(2 )與導磁組合體(3 )聯(lián)接；所述導磁組合體(3)包括頂部和底部固定鋼板(4)、若干導磁體分塊(5)和連接桿(6)，若干導磁體分塊(5)由連接桿(6)和螺母固定成一組，多組導磁體分塊(5)的底部和頂部裝有固定鋼板(4)后組成一個導磁組合體(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的感應加熱過程工件端部磁場增強裝置，其特征是所述導磁組合體(3)為方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的感應加熱過程工件端部磁場增強裝置，其特征是所述導磁組合體的導磁體分塊(5)為矩形。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的感應加熱過程工件端部磁場增強裝置，其特征是所述導磁組合體(3)為圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的感應加熱過程工件端部磁場增強裝置，其特征是所述導磁組合體的導磁體分塊(5)為圓環(huán)形。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的感應加熱過程工件端部磁場增強裝置，其特征是所述導磁組合體(3)為十字形、六邊形或星形。
專利摘要本實用新型涉及一種感應加熱工件磁場控制裝置，尤其涉及一種感應加熱過程中工件端部磁場增強裝置。一種感應加熱過程工件端部磁場增強裝置，包括機械傳動件(1)、連接板(2)和導磁組合體(3)，機械傳動件經(jīng)連接板與導磁組合體聯(lián)接；所述導磁組合體包括頂部和底部固定鋼板(4)、若干導磁體分塊(5)和連接桿(6)，若干導磁體分塊由連接桿和螺母固定成一組，多組導磁體分塊的底部和頂部裝有固定鋼板后組成一個導磁組合體。所述導磁組合體為方形或圓形。本實用新型的磁場增強裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝、拆卸方便，能有效控制感應加熱工件端部溫度。
文檔編號H05B6/02GK202799226SQ201220364830
公開日2013年3月13日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者周月明, 金小禮 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司