Tungku Pemanas Billet Induksi Untuk Pabrik Penggilingan dan Batang Batang Billet Logam Ekstrusi
Deskripsi
Sebuah tungku pemanas billet induksi adalah solusi yang sangat efisien dan serbaguna untuk memanaskan billet, batangan, dan batang logam sebelum penggulungan, ekstrusi, atau operasi pembentukan lainnya. Teknologi ini menggunakan induksi elektromagnetik untuk menghasilkan panas secara langsung di dalam benda kerja logam, menawarkan alternatif yang lebih bersih, lebih cepat, dan lebih hemat energi daripada tungku berbasis pembakaran tradisional.
Deskripsi Produk
Untuk memanaskan berbagai bahan batangan: seperti baja & besi, perunggu, kuningan, paduan aluminium, dll.
Gambar hanya untuk referensi, warna dapat berubah dengan daya yang berbeda.
Fungsi dan spesifikasi khusus yang disesuaikan dengan kebutuhan pelanggan.
Fitur dan Keunggulan:
1. Otomatis: Pengumpanan otomatis, pemilihan otomatis benda kerja baik atau buruk, pengukuran suhu otomatis, pelepasan otomatis.
2. Desain terintegrasi: Menghemat waktu, biaya, dan ruang pemasangan.
3. Panel operasi yang tertanam menampilkan status pengoperasian alat berat, untuk memudahkan diagnosis kesalahan.
| Fitur | Detail | |
| 1 | Pemanasan cepat dan stabil | menghemat energi listrik 20% - 30% daripada cara tradisional; Efisiensi tinggi dan konsumsi energi yang rendah |
| 2 | Berukuran kecil | Mudah dipasang, dioperasikan, dan diperbaiki |
| 3 | Aman dan andal | Tanpa tegangan tinggi, sangat aman bagi pekerja Anda. |
| 4 | Sistem sirkulasi pendingin | Mampu beroperasi terus menerus selama 24 jam |
| 5 | perlindungan diri yang lengkap fungsi | banyak jenis lampu alarm: arus berlebih, tegangan berlebih, panas berlebih, kekurangan air, dll. Lampu-lampu ini dapat mengontrol dan melindungi mesin. |
| 6 | Perlindungan lingkungan | Hampir tidak ada lapisan oksida, tidak menghasilkan knalpot, tidak ada air limbah |
| 7 | Jenis IGBT | Hindari gangguan pada jaringan listrik yang tidak terkait; Memastikan masa pakai mesin yang panjang. |
Parameter tungku pemanas billet:
| DW-MF-200 | DW-MF-250 | DW-MF-300 | DW-MF-400 | DW-MF-500 | DW-MF-600 | ||
| Tegangan Input | 3 fase, 380V / 410V / 440V, 50/60Hz | ||||||
| Arus Masukan Maks | 320A | 400A | 480A | 640A | 800A | 960A | |
| Frekuensi berosilasi | 0.5KHz ^ 20KHz (Frekuensi berosilasi akan disesuaikan dengan ukuran bagian pemanas) | ||||||
| Pemuatan Siklus Tugas | 100%, 24 jam terus menerus bekerja | ||||||
| Keinginan Air Pendingin | 0.1MPa <Tekanan Air <0.3MPa, Kesadahan air <50 | ||||||
| Dimensi | Tuan rumah | 1000X800X1500mm | 1500X800X2800mm | 850X1700X1900mm | |||
| Perpanjangan | ekstensi akan disesuaikan sesuai dengan bahan dan ukuran bagian pemanas | ||||||
| Berat | 110kg | 150kg | 160kg | 170kg | 200kg | 220kg | |
| Tergantung pada dimensi ekstensi | |||||||
Dalam tungku pemanas billet induksi, seluruh billet atau siput dipanaskan. Biasanya untuk billet atau siput pendek, hopper atau mangkuk digunakan untuk secara otomatis menyajikan billet sesuai dengan rol penjepit, unit traktor yang digerakkan rantai atau dalam beberapa kasus pendorong pneumatik. Billet kemudian digerakkan melalui koil satu di belakang yang lain pada rel berpendingin air atau lapisan keramik digunakan melalui lubang koil yang mengurangi gesekan dan mencegah keausan. Panjang koil adalah fungsi dari waktu rendam yang diperlukan, waktu siklus per komponen dan panjang billet. Dalam pekerjaan penampang besar dengan volume tinggi, bukan hal yang aneh untuk memiliki 4 atau 5 kumparan secara seri untuk menghasilkan kumparan sepanjang 5 m (16 kaki) atau lebih.
Artikel ini membahas aspek teknis komprehensif dari tungku pemanas batang induksi untuk berbagai logam termasuk baja, tembaga, kuningan, aluminium, titanium, dan banyak lagi. Kami akan memeriksa prinsip-prinsip dasar, komponen sistem, parameter teknis, pertimbangan operasional, dan aplikasi spesifik di berbagai logam.
Mengapa Pemanasan Induksi untuk Batang Aluminium, Tembaga, dan Baja?
Setiap bahan batang-aluminium, tembaga, dan baja-memiliki sifat termal dan listrik yang berbeda, yang memengaruhi perilaku pemanasannya. Berikut ini adalah cara pemanasan induksi yang menonjol untuk setiap bahan:
- Batang Aluminium: Dikenal dengan konduktivitas termal yang tinggi dan kepadatan yang rendah, batang aluminium membutuhkan siklus pemanasan yang lebih rendah. Pemanasan induksi memastikan kontrol suhu yang tepat tanpa membuat paduan aluminium yang sensitif menjadi terlalu panas atau melengkung.
- Batang Tembaga: Dengan konduktivitas termal dan listrik yang sangat tinggi, tembaga memanas dengan cepat di bawah induksi. Pemanasan yang seragam mencegah tekanan termal dan mengoptimalkan efisiensi.
- Batang Baja: Baja sangat ideal untuk pemanasan induksi karena konduktivitas dan sifat magnetiknya yang relatif lebih rendah. Tungku induksi menangani pemanasan baja tanpa cela untuk proses seperti pengerasan dan penempaan permukaan.
Prinsip Dasar Pemanasan Induksi
Pemanasan induksi beroperasi berdasarkan prinsip-prinsip induksi elektromagnetik dan pemanasan Joule.
- Medan Elektromagnetik: Arus bolak-balik frekuensi tinggi (AC) mengalir melalui kumparan induksi (induktor) yang dirancang khusus.
- Arus yang Diinduksi: Arus ini menghasilkan medan magnet yang kuat dan bergantian dengan cepat di sekitar dan di dalam kumparan. Ketika batang logam konduktif ditempatkan di dalam medan ini, fluks magnetik yang berubah-ubah menginduksi arus listrik yang bersirkulasi di dalam batang, yang dikenal sebagai arus pusar.
- Pemanasan Joule: Karena hambatan listrik dari batang logam, arus pusar ini membuang energi dalam bentuk panas (kerugian I²R, di mana I adalah arus dan R adalah hambatan).
- Pemanasan Histeresis (untuk Bahan Magnetik): Untuk bahan feromagnetik seperti baja di bawah suhu Curie (sekitar 770°C), panas tambahan dihasilkan oleh kerugian histeresis karena domain magnetik di dalam bahan menahan pembalikan medan magnet yang cepat.
Parameter utama yang memengaruhi pemanasan induksi meliputi:
- Frekuensi: Menentukan kedalaman penetrasi pemanasan
- Kepadatan daya: Mengontrol laju pemanasan
- Sifat material: Resistivitas listrik dan permeabilitas magnetik
- Jarak kopling: Celah antara induktor dan benda kerja
- Waktu tinggal: Durasi pemaparan ke bidang induksi
Komponen Inti dari Sistem Pemanas Bilah Induksi
Tungku pemanas batang induksi tipikal terdiri dari komponen-komponen berikut:
- Catu daya: Mengonversi frekuensi saluran standar (50/60 Hz) ke frekuensi menengah atau tinggi (500 Hz hingga 400 kHz)
- Kumparan induksi: Menciptakan medan elektromagnetik untuk memanaskan benda kerja
- Sistem penanganan material: Mengumpankan batang melalui zona pemanasan
- Sistem pendingin: Mempertahankan suhu operasional komponen
- Sistem kontrol: Memantau dan mengatur parameter pemanasan
- Perangkat pengukuran suhu: Pirometer atau termokopel untuk kontrol umpan balik
- Sistem atmosfer pelindung: Untuk bahan sensitif seperti titanium
Parameter Teknis untuk Aplikasi Logam yang Berbeda
Parameter Pemanasan Batang Baja
| Parameter | Baja Karbon Rendah | Baja Karbon Sedang | Baja Karbon Tinggi | Baja Paduan |
|---|---|---|---|---|
| Suhu Tempa Optimal (°C) | 1150-1250 | 1100-1200 | 1050-1150 | 1050-1200 |
| Laju Pemanasan (°C/menit) | 300-600 | 250-500 | 200-400 | 200-450 |
| Kepadatan Daya (kW/kg) | 1.0-1.8 | 0.9-1.6 | 0.8-1.4 | 0.8-1.5 |
| Rentang Frekuensi (kHz) | 0.5-10 | 0.5-10 | 1-10 | 1-10 |
| Efisiensi Umum (%) | 70-85 | 70-85 | 65-80 | 65-80 |
| Persyaratan Suasana | Udara/Nitrogen | Udara/Nitrogen | Atmosfer yang terkendali | Atmosfer yang terkendali |
Parameter Pemanasan Batang Logam Non-Besi
| Parameter | Tembaga | Kuningan | Aluminium | Titanium |
|---|---|---|---|---|
| Suhu Tempa Optimal (°C) | 750-900 | 650-850 | 400-500 | 900-950 |
| Laju Pemanasan (°C/menit) | 150-300 | 180-350 | 250-450 | 100-200 |
| Kepadatan Daya (kW/kg) | 0.6-1.2 | 0.5-1.0 | 0.4-0.8 | 0.7-1.2 |
| Rentang Frekuensi (kHz) | 2-10 | 2-10 | 3-15 | 3-15 |
| Efisiensi Umum (%) | 55-70 | 60-75 | 65-80 | 60-75 |
| Persyaratan Suasana | Inert / Mengurangi | Inert / Mengurangi | Udara/Nitrogen | Argon/Vakum |
Parameter Konfigurasi Sistem berdasarkan Diameter Batang
| Diameter Batang (mm) | Frekuensi yang Direkomendasikan (kHz) | Rentang Daya Khas (kW) | Throughput Maksimum (kg/jam) | Keseragaman Suhu (±°C) |
|---|---|---|---|---|
| 10-25 | 8-15 | 50-200 | 100-500 | 5-10 |
| 25-50 | 4-8 | 150-400 | 300-1000 | 8-15 |
| 50-100 | 1-4 | 300-800 | 800-2500 | 10-20 |
| 100-200 | 0.5-2 | 600-1500 | 1500-5000 | 15-25 |
| >200 | 0.3-1 | 1000-3000 | 3000-10000 | 20-30 |
Analisis Efisiensi Termal
Pemanasan induksi menawarkan keuntungan efisiensi yang signifikan dibandingkan dengan metode pemanasan konvensional:
| Metode Pemanasan | Efisiensi Termal (%) | Konsumsi Energi (kWh/ton) | Emisi CO₂ (kg/ton) |
|---|---|---|---|
| Pemanasan Induksi | 70-90 | 350-450 | 175-225 |
| Tungku Berbahan Bakar Gas | 20-45 | 800-1100 | 400-550 |
| Tungku Berbahan Bakar Minyak | 20-40 | 850-1200 | 600-850 |
| Hambatan Listrik | 45-70 | 500-650 | 250-325 |
Pertimbangan dan Aplikasi Khusus Material
Tungku Pemanas Batang Baja
Sifat magnetik baja (hingga mencapai suhu Curie) membuatnya ideal untuk pemanasan induksi, sehingga menghasilkan efisiensi yang tinggi.
Tabel: Spesifikasi Teknis untuk Tungku Induksi Batang Baja
| Parameter | Kapasitas Kecil | Kapasitas Sedang | Kapasitas besar |
|---|---|---|---|
| Peringkat Daya (kW) | 100-300 | 350-800 | 900-3000 |
| Rentang Frekuensi (kHz) | 1-5 | 0.5-3 | 0.2-1 |
| Maks. Diameter Batang (mm) | 25-80 | 80-150 | 150-300 |
| Kapasitas Pemanasan (kg/jam) | 200-600 | 600-1500 | 1500-5000 |
| Kisaran Suhu (°C) | 500-1250 | 500-1250 | 500-1250 |
| Konsumsi Energi (kWh/t) | 280-340 | 250-310 | 230-290 |
Tabel: Data Kinerja untuk Pemanasan Batang Baja
| Diameter Batang (mm) | Waktu Pemanasan hingga 1200°C (menit) | Konsumsi Daya (kWh) | Keseragaman Suhu (±°C) |
|---|---|---|---|
| 30 | 2-3 | 15-22 | ±8 |
| 60 | 4-7 | 40-55 | ±10 |
| 120 | 8-12 | 100-140 | ±15 |
| 250 | 15-22 | 300-380 | ±20 |
Baja tetap menjadi bahan yang paling umum dipanaskan dalam tungku induksi. Titik Curie (sekitar 760°C) secara signifikan berdampak pada proses pemanasan, karena sifat magnetik berubah di atas suhu ini.
Untuk batang baja, tersedia pemanas induksi:
- Pemanasan yang konsisten untuk struktur mikro yang homogen
- Pembentukan kerak minimal (0,3-0,8% kehilangan material vs. 2-3% pada tungku konvensional)
- Kontrol suhu yang tepat untuk paduan kritis
Contoh Aplikasi: Produksi poros engkol otomotif membutuhkan pemanasan batang baja paduan berdiameter 60mm hingga 1180 ° C dengan keseragaman ± 10 ° C. Sistem induksi modern mencapai hal ini dengan input daya 450kW pada frekuensi 3kHz, memproses 1.200 kg/jam dengan efisiensi 78%.
Tungku Pemanas Batang Tembaga
Konduktivitas listrik tembaga yang sangat baik membuatnya menantang untuk pemanasan induksi, sehingga membutuhkan peralatan khusus.
Tabel: Spesifikasi Teknis untuk Tungku Induksi Batang Tembaga
| Parameter | Kapasitas Kecil | Kapasitas Sedang | Kapasitas besar |
|---|---|---|---|
| Peringkat Daya (kW) | 75-200 | 250-600 | 700-2000 |
| Rentang Frekuensi (kHz) | 3-10 | 2-6 | 1-4 |
| Maks. Diameter Batang (mm) | 15-50 | 50-100 | 100-200 |
| Kapasitas Pemanasan (kg/jam) | 150-400 | 400-1000 | 1000-3500 |
| Kisaran Suhu (°C) | 400-1000 | 400-1000 | 400-1000 |
| Konsumsi Energi (kWh/t) | 290-350 | 260-320 | 240-300 |
Tabel: Data Kinerja untuk Pemanasan Batang Tembaga
| Diameter Batang (mm) | Waktu Pemanasan hingga 800°C (menit) | Konsumsi Daya (kWh) | Keseragaman Suhu (±°C) |
|---|---|---|---|
| 20 | 2-4 | 12-18 | ±4 |
| 40 | 4-8 | 30-40 | ±6 |
| 80 | 9-14 | 80-110 | ±9 |
| 150 | 18-25 | 200-260 | ±12 |
Konduktivitas termal tembaga yang tinggi menghadirkan tantangan untuk pemanasan yang seragam. Frekuensi yang lebih tinggi (3-10 kHz) biasanya digunakan untuk mengoptimalkan efek kulit dan memastikan distribusi panas yang merata.
Parameter Teknis untuk Ekstrusi Batang Tembaga:
- Suhu pemanasan optimal: 750-850°C
- Kepadatan daya: 0,8-1,0 kW/kg
- Waktu pemanasan untuk batang 50mm: 2-3 menit
- Pemilihan frekuensi: 4-8 kHz
- Atmosfer: Nitrogen atau atmosfer pereduksi untuk mencegah oksidasi
Tungku Pemanas Batang Aluminium
Konduktivitas termal aluminium yang tinggi dan resistivitas listrik yang rendah menghadirkan tantangan unik untuk pemanasan induksi.
Tabel: Spesifikasi Teknis untuk Tungku Induksi Batang Aluminium
| Parameter | Kapasitas Kecil | Kapasitas Sedang | Kapasitas besar |
|---|---|---|---|
| Peringkat Daya (kW) | 50-150 | 200-500 | 600-1500 |
| Rentang Frekuensi (kHz) | 2-8 | 1-4 | 0.5-3 |
| Maks. Diameter Batang (mm) | 20-60 | 60-120 | 120-250 |
| Kapasitas Pemanasan (kg/jam) | 100-300 | 300-800 | 800-3000 |
| Kisaran Suhu (°C) | 300-650 | 300-650 | 300-650 |
| Konsumsi Energi (kWh/t) | 320-380 | 280-340 | 260-310 |
Tabel: Data Kinerja untuk Pemanasan Batang Aluminium
| Diameter Batang (mm) | Waktu Pemanasan hingga 550°C (menit) | Konsumsi Daya (kWh) | Keseragaman Suhu (±°C) |
|---|---|---|---|
| 25 | 3-5 | 15-20 | ±5 |
| 50 | 6-10 | 35-45 | ±7 |
| 100 | 12-18 | 90-120 | ±10 |
| 200 | 25-35 | 250-320 | ±15 |
Konduktivitas listrik yang tinggi dan titik leleh yang rendah dari aluminium memerlukan kontrol yang cermat:
Parameter Kritis untuk Pemanasan Billet Aluminium:
- Kontrol suhu yang tepat (±5°C) untuk menghindari pelelehan sebagian
- Frekuensi yang lebih tinggi (5-15 kHz) untuk mengatasi konduktivitas tinggi
- Kepadatan daya tipikal: 0,4-0,7 kW/kg
- Kontrol laju kenaikan suhu: 250-400°C/menit
- Sistem pengeluaran otomatis untuk mencegah panas berlebih
Pengolahan Titanium
Reaktivitas titanium dengan oksigen memerlukan atmosfer pelindung:
Persyaratan Khusus untuk Pemanasan Titanium:
- Perlindungan gas argon atau lingkungan vakum
- Keseragaman suhu dalam ±8°C
- Suhu pengoperasian yang umum: 900-950°C
- Kepadatan daya sedang: 0,7-1,0 kW/kg
- Sistem pemantauan yang ditingkatkan untuk mencegah titik panas
Fitur Desain dan Kontrol Sistem Tingkat Lanjut
Teknologi Catu Daya
Sistem pemanas batang induksi modern menggunakan catu daya solid-state dengan spesifikasi sebagai berikut:
| Jenis Catu Daya | Rentang Frekuensi | Faktor Daya | Efisiensi | Akurasi Kontrol |
|---|---|---|---|---|
| Inverter IGBT | 0,5-10 kHz | >0.95 | 92-97% | ± 1% |
| Inverter MOSFET | 5-400 kHz | >0.93 | 90-95% | ± 1% |
| Konverter SCR | 0,05-3 kHz | >0.90 | 85-92% | ± 2% |
Sistem Kontrol Suhu
| Metode Kontrol | Akurasi | Waktu Tanggapan | Aplikasi |
|---|---|---|---|
| Pirometri Optik | ±5°C | 10-50ms | Suhu permukaan |
| Termokopel Multipoint | ±3°C | 100-500ms | Pemantauan profil |
| Pencitraan Termal | ±7°C | 30-100ms | Analisis permukaan penuh |
| Pemodelan Matematika | ±10°C | Waktu nyata | Estimasi suhu inti |
Analisis Konsumsi Energi
Data berikut ini menunjukkan pola konsumsi energi yang umum untuk aplikasi pemanas batang:
| Jenis Logam | Diameter Batang (mm) | Energi yang Dibutuhkan (kWh/ton) | Pengurangan CO₂ vs Gas (%) |
|---|---|---|---|
| Baja Karbon | 50 | 380-420 | 55-65 |
| Baja tahan karat | 50 | 400-450 | 50-60 |
| Tembaga | 50 | 200-250 | 60-70 |
| Aluminium | 50 | 160-200 | 65-75 |
| Titanium | 50 | 450-500 | 45-55 |
Studi Kasus: Sistem Induksi yang Dioptimalkan untuk Pemrosesan Multi-Logam
Sistem pemanas batang induksi modern yang dirancang untuk produksi yang fleksibel menunjukkan keserbagunaan teknologi saat ini:
Spesifikasi Sistem:
- Kapasitas daya: 800 kW
- Rentang frekuensi: 0,5-10 kHz (disesuaikan secara otomatis)
- Kisaran diameter batang: 30-120 mm
- Hasil maksimum: 3.000 kg/jam (baja)
- Kisaran suhu: 400-1300°C
- Kontrol atmosfer: Dapat disesuaikan dari oksidasi hingga lembam
- Sistem pemulihan energi: pemulihan daya 15-20%
Data Performa berdasarkan Material:
| Bahan | Ukuran Batang (mm) | Throughput (kg/jam) | Konsumsi Energi (kWh/ton) | Keseragaman Suhu (±°C) |
|---|---|---|---|---|
| Baja Karbon | 80 | 2,800 | 390 | 12 |
| Baja Paduan | 80 | 2,600 | 410 | 14 |
| Baja tahan karat | 80 | 2,400 | 430 | 15 |
| Tembaga | 80 | 3,200 | 220 | 8 |
| Kuningan | 80 | 3,000 | 210 | 10 |
| Aluminium | 80 | 2,200 | 180 | 7 |
| Titanium | 80 | 1,800 | 470 | 9 |
Tren dan Inovasi Masa Depan
The pemanasan batang induksi Industri ini terus berkembang dengan beberapa tren teknologi utama:
- Teknologi kembar digital: Model simulasi waktu nyata yang memprediksi distribusi suhu di seluruh batang
- Kontrol adaptif bertenaga AI: Sistem pengoptimalan mandiri yang menyesuaikan parameter berdasarkan variasi material
- Sistem pemanas hibrida: Pemanasan induksi dan konduksi gabungan untuk penggunaan energi yang optimal
- Elektronika daya yang ditingkatkan: Semikonduktor celah pita lebar (SiC, GaN) yang memungkinkan efisiensi yang lebih tinggi
- Insulasi termal tingkat lanjut: Bahan nano-keramik mengurangi kehilangan panas sebesar 15-25%
Kesimpulan
Sistem pemanas batang logam induksi mengirimkan teknologi yang canggih dan serbaguna untuk aplikasi pemrosesan logam. Kemampuan untuk mengontrol parameter pemanasan secara tepat, mencapai keseragaman suhu yang sangat baik, dan secara signifikan mengurangi konsumsi energi membuat sistem ini ideal untuk operasi pemrosesan logam bernilai tinggi.
Pemilihan parameter teknis yang tepat-frekuensi, kepadatan daya, waktu pemanasan, dan kontrol atmosfer-harus secara hati-hati disesuaikan dengan bahan tertentu dan persyaratan aplikasi. Sistem modern menawarkan tingkat kontrol, efisiensi, dan fleksibilitas yang belum pernah ada sebelumnya, sehingga memungkinkan produsen untuk memproses berbagai macam bahan dengan hasil yang optimal.
Tungku pemanas batang induksi sangat diperlukan untuk memanaskan aluminium, tembaga, dan batang baja, menawarkan efisiensi, keseragaman, dan keberlanjutan yang tak tertandingi. Baik Anda bertujuan untuk merampingkan operasi penempaan atau mencapai kontrol suhu yang tepat untuk perlakuan panas, teknologi ini memastikan hasil yang optimal di berbagai industri. Dengan parameter yang dapat disesuaikan dan kemampuan canggihnya, tungku induksi membentuk masa depan proses pemanasan logam.
