一种加热系统及加热方法与流程

本发明涉及金属加工技术领域，尤其涉及一种加热系统及加热方法。

背景技术：

在金属挤压生产中，必须将金属锭坯加热到一定温度，使它具有一定的可塑性，然后才能进行挤压。目前，在挤压生产车间，为保证生产效率，感应加热已经得到了广泛的应用。感应炉利用电磁感应原理使加热金属表面迅速升温，热量由坯料表层透向芯部，在短时间内即可得到高温坯料。虽然感应炉加热可以满足使用要求，但也存在以下问题：

①测温不准确。目前对加热中的坯料通常使用热电偶或红外测温仪实时测量温度。当某些材质坯料升温到一定温度后，会迅速生成氧化层影响温度测量。例如普通碳钢在1000℃会生成蓬松的氧化铁皮，红外测温仪或热电偶测量到的温度实际上是坯料表面氧化皮的温度，此温度比实际坯料温度低100℃左右。

②坯料端面温度不均，感应加热由于端面效应，坯料的端面温度在轴向分布呈现非线性规律，影响挤压成品质量。

③加热控制困难，感应加热过程中，电流频率、磁导率和材料的温度呈现非线性关系，加热过程中很难精确把控升温过程，容易造成坯料整体温度不均匀。

技术实现要素：

本发明提供了一种加热系统，包括第一运输装置、感应加热装置、第一定位机构、第一举升机构、电阻炉，所述第一运输装置用于将金属坯料运输至所述第一定位机构，所述第一定位机构位于所述感应加热装置下方，所述第一定位机构用于将金属坯料的中心定位在所述感应加热装置的中心位置，所述第一举升机构位于所述第一定位机构下方，所述第一举升机构用于将所述第一定位机构举升至所述感应加热装置内部，所述感应加热装置用于快速加热金属坯料，加热完成后的金属坯料运送至所述电阻炉，所述电阻炉用于将加热完成后的金属坯料保温直至所需工艺温度。

作为本发明的进一步改进，该加热系统包括第二运输装置、第二定位机构、第二举升机构，所述第二运输装置用于将经过所述感应加热装置加热后的金属坯料运输至所述第二定位机构，所述第二定位机构位于所述电阻炉的下方，所述第二定位机构用于将金属坯料的中心定位在所述电阻炉的中心位置，所述第二举升机构位于所述第二定位机构的下方，所述第二举升机构用于将所述第二定位机构举升至所述电阻炉内部。

作为本发明的进一步改进，所述第一运输装置、所述第二运输装置分别设有横向运输功能和侧向转移功能。

作为本发明的进一步改进，该加热系统包括炉体安装平台，所述感应加热装置、所述电阻炉分别安装在所述炉体安装平台上，所述安装平台下方分别安装有所述第一运输装置、所述第一定位机构、所述第一举升机构、所述第二运输装置、所述第二定位机构、所述第二举升机构。

作为本发明的进一步改进，所述炉体安装平台包括固定板、第一立柱、第二立柱，所述固定板两端分别安装有所述第一立柱、所述第二立柱，所述感应加热装置、所述电阻炉分别安装在所述固定板上。

作为本发明的进一步改进，所述安装平台放置在地面上，所述固定板下方的地面上分别安装有所述第一运输装置、所述第一定位机构、所述第二运输装置、所述第二定位机构，所述第一定位机构、所述第二定位机构对应的地面位置挖有地坑，所述地坑内设有第一安装位、第二安装位，所述第一举升机构、所述第二举升机构分别安装在所述第一安装位、所述第二安装位内。

作为本发明的进一步改进，该加热系统还包括转移缓冲机构，所述转移缓冲机构安装在所述第二定位机构后方，所述转移缓冲机构用于减少金属坯料侧向转移的冲击力。

作为本发明的进一步改进，所述感应加热装置为感应加热炉。

作为本发明的进一步改进，所述电阻炉包括热电偶，所述热电偶用于测量所述电阻炉密封环境中的氛围温度。

本发明的有益效果是：1.测温准确，最终出炉的料温在电阻炉中测定，相较于感应加热中测量的坯料表温，电阻炉中使用热电偶测量电阻炉密封环境中的氛围温度，当电阻炉中的氛围温度达到挤压工艺温度可认为坯料温度达到了工艺温度，因此在高温环境中生成的氧化层无法影响温度的测量；2.坯料整体温度均匀，在电阻炉中均温后可使坯料整体温度保持一致，弥补了在感应加热中因端面效应和加热控制问题导致的坯料整体温度不一致的问题；3.加热控制难度低，电阻炉中电阻丝产生的热量通过对流或辐射的方式加热坯料，相较于感应加热的直接加热，加热过程更容易控制，而且加热精度更高；4.加热效率高，感应加热炉是加热主体，可使坯料迅速升温，经电阻炉中短暂均温后即可达到挤压要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种加热系统，包括第一运输装置4、感应加热装置2、第一定位机构5、第一举升机构6、电阻炉1，所述第一运输装置4用于将金属坯料运输至所述第一定位机构5，所述第一定位机构5位于所述感应加热装置2下方，所述第一定位机构5用于将金属坯料的中心定位在所述感应加热装置2的中心位置，所述第一举升机构6位于所述第一定位机构5下方，所述第一举升机构6用于将所述第一定位机构5举升至所述感应加热装置2内部，所述感应加热装置2用于快速加热金属坯料，加热完成后的金属坯料运送至所述电阻炉1，所述电阻炉1用于将加热完成后的金属坯料保温直至所需工艺温度。

该加热系统包括第二运输装置13、第二定位机构12、第二举升机构11，所述第二运输装置13用于将经过所述感应加热装置2加热后的金属坯料运输至所述第二定位机构12，所述第二定位机构12位于所述电阻炉1的下方，所述第二定位机构12用于将金属坯料的中心定位在所述电阻炉1的中心位置，所述第二举升机构11位于所述第二定位机构12的下方，所述第二举升机构11用于将所述第二定位机构12举升至所述电阻炉1内部。

所述第一运输装置4、所述第二运输装置13分别设有横向运输功能和侧向转移功能。

该加热系统包括炉体安装平台，所述感应加热装置2、所述电阻炉1、分别安装在所述炉体安装平台上，所述安装平台下方分别安装有所述第一运输装置、所述第一定位机构5、所述第一举升机构6、所述第二运输装置13、所述第二定位机构12、所述第二举升机构11。

所述炉体安装平台包括固定板3、第一立柱8、第二立柱10，所述固定板3两端分别安装有所述第一立柱8、所述第二立柱10，所述感应加热装置2、所述电阻炉1分别安装在所述固定板3上。

所述安装平台放置在地面9上，所述固定板3下方的地面9上分别安装有所述第一运输装置4、所述第一定位机构5、所述第二运输装置13、所述第二定位机构12，所述第一定位机构5、所述第二定位机构12对应的地面9位置挖有地坑，所述地坑内设有第一安装位15、第二安装位16，所述第一举升机构6、所述第二举升机构11分别安装在所述第一安装位15、所述第二安装位16内。

该加热系统还包括转移缓冲机构7，所述转移缓冲机构7安装在所述第二定位机构12后方，所述转移缓冲机构7用于减少金属坯料侧向转移的冲击力。

所述感应加热装置2为感应加热炉。

所述电阻炉1包括热电偶，所述热电偶用于测量所述电阻炉1密封环境中的氛围温度。

本发明还公开了一种加热方法，包括如下步骤：

步骤1：第一运输装置4将金属坯料运输至感应加热炉工位前指定位置，而后所述第一运输装置4将金属坯料侧向转移至第一定位机构5上。

步骤2：第一定位机构5使金属坯料中心与感应加热炉炉体中心保持一致。

步骤3：第一举升机构6将金属坯料举升一定高度使金属坯料处于感应加热炉中合适位置，即金属坯料在感应加热炉炉体中加热效率最高的位置。该位置根据金属坯料的长度和线圈中磁场的分布而定，一般指线圈的轴向中心和金属坯料轴向中心重合时金属坯料所处的位置。

步骤4：感应加热炉快速加热金属坯料，使其达到生产工艺所需温度，所述生产工艺所需温度值范围为200℃～1300℃之间；工艺所需温度是指挤压工艺所需要的温度，根据挤压材质和工艺的不同挤压温度有很大的区别。

步骤5：第一举升机构6回到原位，第一定位机构5将接近工艺温度的金属坯料向第二运输机构13转移。

步骤6：第二运输机构13将金属坯料运输至电阻炉1工位前指定位置，而后第二运输装置13将金属坯料侧向转移至第二定位机构12上。

步骤7：第二定位机构12使金属坯料中心与电阻炉1炉体中心保持一致。

步骤8：第二举升机构11将金属坯料举升一定高度使金属坯料处于电阻炉1中合适位置，即金属坯料的轴向中心与电阻炉1内部加热空间轴向重合时所处的位置。

步骤9：电阻炉1的设定温度为200℃～1300℃之间，金属坯料在电阻炉1中保温2～4min。

步骤10：金属坯料整体温度符合工艺温度200℃～1300℃之间后，第二举升机构11回原位，第二定位机构12将加热完成的金属坯料转移至第三运输机构上，第三运输机构将金属坯料运输至后续工艺。

本发明的有益效果是：1.测温准确，最终出炉的料温在电阻炉中测定，相较于感应加热中测量的坯料表温，电阻炉中使用热电偶测量电阻炉密封环境中的氛围温度，当电阻炉中的氛围温度达到挤压工艺温度可认为坯料温度达到了工艺温度，因此在高温环境中生成的氧化层无法影响温度的测量；2.坯料整体温度均匀，在电阻炉中均温后可使坯料整体温度保持一致，弥补了在感应加热中因端面效应和加热控制问题导致的坯料整体温度不一致的问题；3.加热控制难度低，电阻炉中电阻丝产生的热量通过对流或辐射的方式加热坯料，相较于感应加热的直接加热，加热过程更容易控制，而且加热精度更高；4.加热效率高，感应加热炉是加热主体，可使坯料迅速升温，经电阻炉中短暂均温后即可达到挤压要求。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。