[实用新型]钢轨工频感应加热装置

说明书

本实用新型属于钢轨热处理的一种工频感应加热装置。

钢轨热处理用电感应加热时，一般分两段进行，即用一组装置将钢轨预热到某一温度，然后再用另一组装置将钢轨加热到淬火温度。预热温度一般在700℃以下。现有用于钢轨热处理的电感应加热装置，无论是高于或低于居里点A₂（～700℃）温度，都是采用中频（1000～2500Hz）加热装置。用中频装置对钢轨进行预热有以下不足：①透热深度较浅，②所用设备多，易出故障，维护工作量大，③投资大，④大多数厂家仅对轨头进行加热，使钢轨各部位温差大，导致钢轨全长热处理后变形较大，如12 5m钢轨用中频感应加热装置预热，热处理后的钢轨变形量达600mm以上。

本实用新型的任务是提供一种频率为50Hz或60Hz的工频加热装置，用该装置对钢轨进行预热时，可以做到①透热深度较大，②设备量少且价廉，③对轨头和轨底同时预热，使钢轨热处理后变形量小。

为了实现本实用新型的目的，其具体设计方案是，这种频率为50Hz或60Hz的工频感应加热装置是由双层或单层多匝线圈和沿其线圈周围布置的导磁体所组成。线圈为筒状的，筒的横截面为梯形，准确的说，线圈的上下两部分是互相平行的。筒内可以让钢轨自由通过。导磁体制成凹槽形，将线圈镶嵌在凹槽内。线圈匝数为10～60匝，电压为40～380V，电流为1000～4500A。线圈由中空的铜管绕制而成；铜管的断面积按电流大小选定。例如电流为1500～2500A时，最好选用20×20／12×12mm的方铜管。线圈的上部和下部各装一个导磁体，这两个导磁体是分别与钢轨的顶面（即踏面）和底面相对应的。两侧的导磁体可以根据需要布置，最好是每侧（相应于梯形的两腰）各装一个，侧面导磁体的安装位置在靠近线圈上部处。线圈与导磁体之间要垫绝缘材料。为了延长工频加热装置的使用寿命，避免其打火损坏，而将其线圈与轨底两侧边缘处相对应部位的间隙尺寸适当加大，一般为10～40mm。通过改变线圈的尺寸和匝数以及周围导磁体的分布等来调节钢轨各部位温度及其分布。导磁体为软磁材料制成。

采用本装置后，经生产运行考核可达到如下效果：

1、加热速度达3～10℃／s

2、钢轨预热到如下温度：轨头450～700℃，轨底350～650℃，并使轨头与轨底之间保持20～120℃的温度差，使钢轨全长热处理后的变形量减小为：12.5m钢轨0～40mm，25m钢轨0～100mm。

3、本装置与中频预热装置相比，投资省、运行可靠。

本装置适用于不同型号的钢轨热处理，如75kg／m，60kg／m，50kg／m和43kg／m钢轨。

以下结合附图对本实用新型进一步叙述。

图1是与本装置有关的钢轨淬火机组部分示意图。

图2是工频感应加热装置横断面图。

图1：钢轨3以一定的速度运行，经工频感应加热装置1预热，再经中频感应加热装置2加热至要求温度，然后进行淬火冷却。

图2：工频感应加热装置主要由线圈4和导磁体5、8及9组成。线圈上下两部分是互相平行的。导磁体5、8及9的一侧制成凹槽形，凹槽的宽度与线圈的长度相适应，以便线圈4能镶嵌在凹槽内。导磁体5装在线圈上部，导磁体8装在线圈下部，导磁体9装在线圈两侧，并且与导磁体5的距离较近。线圈4上设有与电源相连接的接线装置，还设有冷却介质入口管7和出口管6，该管与冷却系统相连，管内通入冷却介质以带走线圈上的热量，用于保护线圈等不被烧坏。