[发明专利]一种金属带材横向感应加热实验装置及方法

说明书

一种金属带材横向感应加热实验装置及方法，装置包括基架、导辊组、横向感应加热机构、控制器、导辊调速器、数据采集器及感应加热电源；导辊组安装在基架内，环状带材套装于导辊组上，横向感应加热机构安装在基架内，环状带材穿行于横向感应加热机构；导辊组内包括主动导辊、张紧导辊及两个从动导辊；横向感应加热机构由上下半感应加热器组成，通过上下半感应加热器对带材进行加热，横向感应加热机构出入口侧设有测温仪。方法为：安装并张紧环状带材；调整上下半感应加热器高度，使上下半感应加热器与环状带材表面距离相等；启动导辊驱动电机使环状带材按设定线速度运动；启动横向感应加热机构，在设定输出电压及频率下对带材进行加热，采集数据。

技术领域

本发明属于金属材料热处理技术领域，特别是涉及一种金属带材横向感应加热实验装置及方法。

背景技术

感应加热是金属材料加热的常用手段之一，根据工作方式的不同，可以分为纵向磁通感应加热和横向磁通感应加热。纵向磁通感应加热是指被加热金属件的轴心与感应磁通方向一致，横向磁通感应加热是指被加热金属件的轴心与感应磁通方向垂直。

针对柱状金属件和厚金属板来说，纵向磁通感应加热能够产生良好的加热效果，但是对于厚度较薄的金属板来说，特别是金属带材，纵向磁通感应加热方式会产生严重的漏磁现象，从而造成加热效率极低。反而横向磁通感应加热方式更加适合金属带材的加热，其能够极大限度的减少漏磁现象。

但是，现阶段针对横向磁通感应加热的研究课题非常少，特别是能够用于研究金属带材横向感应加热规律的实验设备更是鲜有报道，因此有必要研发一套能够满足研究需要的实验设备。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种金属带材横向感应加热实验装置及方法，能够满足不同材质、不同厚度、不同宽度的金属带材的横向感应加热，能够按照实验需要对电源频率、输出电压、金属带材移动速度进行调整，能够实现对金属带材加热温度的控制，完善了金属带材横向感应加热规律的研究内容。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种金属带材横向感应加热实验装置，包括基架、导辊组、横向感应加热机构、控制器、导辊调速器、数据采集器及感应加热电源；所述导辊组安装在基架内，导辊组上套装有环状带材；所述横向感应加热机构安装在基架内，环状带材穿行于横向感应加热机构，横向感应加热机构由感应加热电源进行供电；所述控制器、导辊调速器、数据采集器及感应加热电源均安装在基架顶部；所述数据采集器用于采集温度、转速、输出电流、输出电压及输出频率数据。

所述导辊组内包括四个导辊，分别为主动导辊、张紧导辊、第一从动导辊及第二从动导辊；所述主动导辊和张紧导辊位于基架下部，第一从动导辊和第二从动导辊位于基架上部，所述横向感应加热机构位于第一从动导辊与第二从动导辊之间；所述主动导辊连接有导辊驱动电机，导辊驱动电机的控制端通过控制器与导辊调速器相连，由导辊调速器对导辊驱动电机的转速进行调节。

所述主动导辊、第一从动导辊及第二从动导辊均通过轴承座安装在基架上；在所述张紧导辊下方的基架上设置有滑轨，在滑轨上设有滑块，张紧导辊通过轴承座安装在滑块上；在所述张紧导辊侧部的基架上设置有张紧驱动缸，张紧驱动缸的活塞杆端部与张紧导辊的轴承座相固连；所述张紧驱动缸的控制端与控制器相连，张紧驱动缸的活塞杆伸缩动作由控制器进行控制。

所述横向感应加热机构包括上半感应加热器和下半感应加热器，环状带材在上半感应加热器和下半感应加热器之间穿行，上半感应加热器和下半感应加热器结构相同，均包括铁芯和线圈，线圈在铁芯上的布线方式基于交变磁场，交变磁场的感应磁力线垂直通过环状带材表面，使环状带材上产生交变电流，且交变电流的感应电力线在环状带材所处的平面内形成涡流。

所述上半感应加热器与基架之间、下半感应加热器与基架之间均通过高度调节缸相连，通过高度调节缸对上半感应加热器和下半感应加热器的高度位置进行调整，以改变环状带材表面与上半感应加热器和下半感应加热器之间的距离。