열간 성형 강철 빌릿-구리 바 및 알루미늄 막대용 유도 단조로
설명
강철 빌릿, 구리 바 및 알루미늄 막대를 열간 성형하는 유도 단조로
인덕션 단조로 는 현대의 제조 및 금속 가공 공정에서 필수적인 요소입니다. 이러한 용광로는 전자기 유도를 활용하여 강철 빌릿, 구리 바, 알루미늄 봉을 단조 및 성형 작업에 탁월한 정밀도와 효율성으로 가열합니다. 유도 가열 기술은 높은 에너지 효율, 빠른 가열 주기, 다양한 야금 공정에 필요한 목표 온도를 정밀하게 제어할 수 있는 능력으로 인해 금속 가공 산업에 혁명을 일으켰습니다. 이 문서에서는 80kW~1000kW의 전력 범위로 강철, 구리 및 알루미늄 열간 성형용으로 설계된 유도 단조로의 작동 원리, 응용 분야, 기술 파라미터 및 이점에 대해 자세히 설명합니다.
인덕션 단조 용광로의 작동 원리
인덕션 단조로 는 전자기 유도 원리를 기반으로 작동합니다. 고주파 교류(AC)가 구리 인덕터 코일을 통해 흐르면서 자기장을 생성합니다. 이 자기장 안에 금속 빌렛, 바 또는 막대를 놓으면 재료 내부에 와전류가 유도되어 빠르게 가열됩니다. 이 비접촉식 균일 가열 방식은 야금 특성을 유지하면서 재료가 원하는 온도에 도달하도록 보장하므로 단조, 압출, 압연과 같은 열간 성형 공정에 이상적입니다.
인덕션 단조로의 응용 분야
인덕션 단조로 를 비롯한 다양한 산업 분야에서 활용도가 높고 널리 사용되고 있습니다:
- 철강 산업: 자동차 부품, 공구 및 구조 부품으로 단조하기 전에 강철 빌릿을 예열하는 데 사용됩니다.
- 구리 처리: 압출 공정, 전기 애플리케이션 또는 배관 부품을 위한 구리 바를 가열하는 데 사용됩니다.
- 알루미늄 산업: 항공 우주, 건설 및 운송에 사용되는 압출 또는 단조 용도의 알루미늄 막대를 가열하는 데 이상적입니다.
인덕션 포지로에서 지원하는 주요 공정:
- 업셋 단조
- 폐쇄 다이 단조
- 오픈 다이 단조
- 코인과 프레스
- 압출
- 피어싱 및 제목
인덕션 단조로의 장점
- 높은 효율성: 공작물을 직접 가열하여 에너지 손실을 최소화합니다.
- 빠른 시작: 인스턴트 온 기능으로 다운타임과 에너지 소비를 줄입니다.
- 정밀한 온도 제어: 인덕션 가열은 제어되고 일관된 가열을 가능하게 하여 균일성을 보장하고 불량률을 최소화합니다.
- 환경 친화적: 유해 가스를 배출하지 않아 친환경 난방 솔루션입니다.
- 비용 절감: 높은 효율성으로 시간이 지남에 따라 운영 및 에너지 비용이 절감됩니다.
- 향상된 머티리얼 속성: 균일한 가열로 단조 중 균열, 고르지 않은 경도 및 기타 결함을 방지합니다.
다양한 금속에 대한 기술 파라미터
스틸 빌릿 가열 매개변수
| 매개변수 | 소규모 시스템(80-250kW) | 중간 시스템(250-500kW) | 대규모 시스템(500-1000kW) |
|---|---|---|---|
| 작동 빈도 | 500-3000Hz | 300-1000Hz | 150-600Hz |
| 난방 용량 | 100-300kg/시간 | 300-800kg/시간 | 800-2500kg/시간 |
| 온도 범위 | 900-1250°C | 900-1250°C | 900-1250°C |
| 일반적인 빌렛 크기 | Ø30-100mm | Ø80-180mm | Ø150-300mm |
| 전력 밀도 | 2-4 kW/kg | 1.5-3 kW/kg | 1-2.5 kW/kg |
| 난방 시간 | 1~5분 | 3-8분 | 5~15분 |
| 에너지 소비량 | 350-450kWh/톤 | 300-400kWh/톤 | 280-380kWh/톤 |
| 냉각수 요구 사항 | 15-40m³/hr | 40-80m³/hr | 80-160 m³/hr |
구리 바 가열 매개변수
| 매개변수 | 소규모 시스템(80-250kW) | 중간 시스템(250-500kW) | 대규모 시스템(500-1000kW) |
|---|---|---|---|
| 작동 빈도 | 800-5000Hz | 500-2000Hz | 300-1000Hz |
| 난방 용량 | 150-400kg/시간 | 400-1000kg/시간 | 1000-3000kg/h |
| 온도 범위 | 700-950°C | 700-950°C | 700-950°C |
| 일반적인 막대 크기 | Ø20-80mm | Ø60-150mm | Ø120-250mm |
| 전력 밀도 | 1.5-3 kW/kg | 1.2-2.5 kW/kg | 1-2kW/kg |
| 난방 시간 | 0.8-3분 | 2~6분 | 4-10분 |
| 에너지 소비량 | 280-380kWh/톤 | 250-350kWh/톤 | 230-320kWh/톤 |
| 냉각수 요구 사항 | 15-40m³/hr | 40-80m³/hr | 80-160 m³/hr |
알루미늄 막대 가열 매개변수
| 매개변수 | 소규모 시스템(80-250kW) | 중간 시스템(250-500kW) | 대규모 시스템(500-1000kW) |
|---|---|---|---|
| 작동 빈도 | 1000-8000Hz | 800-3000Hz | 500-2000Hz |
| 난방 용량 | 180-500kg/시간 | 500-1200kg/시간 | 1200-3500 kg/시간 |
| 온도 범위 | 400-550°C | 400-550°C | 400-550°C |
| 일반적인 로드 크기 | Ø20-80mm | Ø60-150mm | Ø120-250mm |
| 전력 밀도 | 1.2-2.5 kW/kg | 1-2kW/kg | 0.8-1.8 kW/kg |
| 난방 시간 | 0.5-2분 | 1.5-4분 | 3-8분 |
| 에너지 소비량 | 220-300kWh/톤 | 200-280kWh/톤 | 180-260kWh/톤 |
| 냉각수 요구 사항 | 15-40m³/hr | 40-80m³/hr | 80-160 m³/hr |
시스템 구성 요소 및 기술 사양
전원 공급 시스템
| 구성 요소 | 사양 | 참고 |
|---|---|---|
| 입력 전압 | 380-480V, 3상 | 대규모 시스템을 위한 더 높은 전압 제공 |
| 입력 빈도 | 50/60Hz | 그리드 표준 |
| 역률 | 0.92-0.98 | 역률 보정 사용 |
| 효율성 | 85-95% | 전환 효율 |
| 냉각 방법 | 수냉식 | 폐쇄 루프 탈이온수 시스템 |
| 제어 인터페이스 | HMI 터치스크린이 있는 PLC | 인더스트리 4.0 호환 |
| 보호 등급 | IP54(제어 캐비닛) | 더 높은 수준의 보호 기능 제공 |
인덕션 코일 사양
| 매개변수 | 스틸 빌릿 | 구리 바 | 알루미늄 막대 |
|---|---|---|---|
| 코일 재질 | 구리 튜브 | 구리 튜브 | 구리 튜브 |
| 코일 냉각 | 가압수 | 가압수 | 가압수 |
| 코일 디자인 | 멀티턴 헬리컬 | 멀티턴 헬리컬 | 멀티턴 헬리컬 |
| 절연 | 세라믹/내화 | 세라믹/내화 | 세라믹/내화 |
| 코일 수명 | 8,000~15,000시간 | 10,000~18,000시간 | 12,000~20,000시간 |
| 커플링 효율성 | 70-85% | 75-90% | 80-92% |
냉각 시스템 요구 사항
| 전력 등급 | 물 유량 | 열교환기 용량 | 펌프 파워 | 수질 |
|---|---|---|---|---|
| 80-250kW | 15-40m³/hr | 70-220kW | 3-7.5kW | <20μS/cm 전도도 |
| 250-500kW | 40-80m³/hr | 220-450kW | 7.5-15kW | <20μS/cm 전도도 |
| 500-1000kW | 80-160 m³/hr | 450-900kW | 15-30kW | <20μS/cm 전도도 |
자료별 고려 사항
스틸 빌릿 가공
스틸 빌릿은 일반적으로 열간 성형 작업 시 1200~1250°C에 이르는 일반적인 금속 중 가장 높은 가공 온도를 필요로 합니다. 퀴리점(약 768°C) 이하의 강철의 자기적 특성은 유도 가열 공정에 큰 영향을 미칩니다:
- 초기 가열 단계: 자성 특성으로 인한 낮은 효율
- 퀴리점 이상: 강철이 비자성이 되면서 효율성이 향상됨
- 온도 균일성: 성형 제품의 결함 방지를 위한 필수 요소
- 일반적인 애플리케이션: 단조, 압연, 압출 및 와이어 드로잉
구리 바 가공
구리의 높은 전기 전도도는 유도가열에 고유한 문제를 야기합니다:
- 강철에 비해 효과적인 가열에 필요한 더 높은 주파수
- 뛰어난 열전도율로 온도 균일성 유지
- 일반적인 처리 온도: 합금 조성에 따라 700~950°C
- 보호 분위기 또는 신속한 처리를 통해 산화물 형성을 최소화해야 합니다.
- 일반적인 애플리케이션: 전기 부품의 압출, 압연 및 단조 분야
알루미늄 로드 가공
알루미늄은 녹는점이 상대적으로 낮기 때문에 신중한 온도 관리가 필요합니다:
- 용융 방지를 위한 정밀한 온도 제어 필수(순수 알루미늄의 경우 660°C)
- 일반적인 처리 온도: 400-550°C
- 알루미늄의 전기 전도성으로 인해 더 높은 주파수가 필요함
- 낮은 열 함량 요구 사항으로 빠른 가열 가능
- 애플리케이션: 자동차 및 항공우주 부품의 압출, 단조 및 드로잉
제어 시스템 및 자동화
최신 인덕션 빌렛 히터에는 정교한 제어 시스템이 통합되어 있습니다:
- 터치스크린 HMI 인터페이스를 통한 PLC 기반 제어
- 고온계 기반 온도 측정 및 피드백 제어
- 재료 특성 및 크기에 따른 자동 전력 조정
- 다양한 합금 및 제품 치수를 위한 레시피 관리
- 데이터 로깅 및 품질 보증 보고
- 원격 모니터링 및 플랜트 관리 시스템과의 통합
- 예측 유지 관리 기능
에너지 효율성 고려 사항
| 시스템 크기 | 전력 소비량 | 에너지 효율성 | CO₂ 감축 대 가스 난방 |
|---|---|---|---|
| 80-250kW | 70~225kW 유효 | 75-85% | 30-40% |
| 250-500kW | 225-450kW 유효 | 80-88% | 35-45% |
| 500-1000kW | 450-900kW 유효 | 82-90% | 40-50% |
결론
인덕션 단조로는 열간 성형 분야에서 강철 빌릿, 구리 바, 알루미늄 봉을 빠르고 깨끗하며 에너지 효율적으로 가열합니다. 80kW에서 1,000kW에 이르는 넓은 출력 범위는 소규모 작업장과 대규모 산업 시설을 모두 지원하므로 사용자는 처리량과 재료 요구 사항에 정확히 맞는 솔루션을 찾을 수 있습니다. 빠른 가열 속도, 탁월한 온도 제어 및 산화 감소와 같은 상당한 이점을 제공합니다, 인덕션 단조 용광로 는 광범위한 산업 분야에서 제조 생산성과 최종 제품 품질을 개선하는 데 없어서는 안 될 필수 요소입니다.
