最近有位粉絲帶著直徑 50mm 的螺紋鋼筋專(zhuān)程來(lái)廠測(cè)試,核心需求十分明確:30 秒左右將鋼筋加熱至熱透狀態(tài),為后續(xù)的鍛壓成型工序做準(zhǔn)備??紤]到粉絲工廠 “無(wú)法分配更多供電功率” 的實(shí)際限制,我們沒(méi)有選擇高功率設(shè)備,而是針對(duì)性選用海拓中頻感應(yīng)加熱設(shè)備開(kāi)展測(cè)試,最終在 35 秒內(nèi)成功實(shí)現(xiàn)鋼筋熱透目標(biāo)。粉絲對(duì)這個(gè)時(shí)間表現(xiàn)完全認(rèn)可,而我們也同步驗(yàn)證:若能釋放更多供電功率,加熱時(shí)間甚至可壓縮至 20 秒以?xún)?nèi),充分體現(xiàn)了中頻設(shè)備在不同功率條件下的靈活適配性。

直徑 50mm 的螺紋鋼屬于中大型工件,“熱透” 的核心標(biāo)準(zhǔn)是鋼筋芯部溫度需達(dá)到 800℃以上(滿(mǎn)足鍛壓時(shí)的塑性需求),而非僅表層受熱。這一需求對(duì)加熱設(shè)備提出了兩個(gè)關(guān)鍵要求:
- 透熱能力要夠:螺紋鋼材質(zhì)為 HRB400,導(dǎo)熱性中等,50mm 的直徑需要熱量充分滲透到芯部,高頻設(shè)備 “表層集中加熱” 的特性難以滿(mǎn)足,因此優(yōu)先選用中頻感應(yīng)加熱設(shè)備(工作頻率 2-5kHz,透熱深度更深,適合中厚工件整體加熱);
功率適配要準(zhǔn):粉絲明確表示工廠供電配額有限,無(wú)法支撐 120kW 以上的高功率設(shè)備(避免與其他生產(chǎn)設(shè)備搶電導(dǎo)致跳閘),因此我們最終選定 60kW 中頻機(jī),并搭配定制的 “環(huán)形感應(yīng)線圈”(內(nèi)徑 60mm,剛好包裹螺紋鋼,確保磁場(chǎng)均勻覆蓋,最大化利用有限功率)。

為確保測(cè)試結(jié)果真實(shí)可靠,我們嚴(yán)格按照粉絲的 “熱透” 標(biāo)準(zhǔn)(芯部溫度≥800℃)設(shè)計(jì)流程,具體步驟與結(jié)果如下:
- 預(yù)處理與固定:將 50mm 螺紋鋼截取為 300mm 長(zhǎng)的測(cè)試段,用專(zhuān)用夾具固定在中頻機(jī)工作臺(tái)上,確保鋼筋與環(huán)形線圈的間隙穩(wěn)定在 5mm(這個(gè)距離既能保證磁場(chǎng)利用率,又避免鋼筋與線圈直接接觸短路);
- 參數(shù)設(shè)定:根據(jù) 70kW 中頻機(jī)的功率特性,設(shè)定 “階梯升溫” 模式 —— 前 10 秒以 40kW 功率預(yù)熱(避免功率驟升導(dǎo)致局部過(guò)熱),后 25 秒切換至 70kW 滿(mǎn)功率加熱,目標(biāo)是在 30 秒左右實(shí)現(xiàn)熱透;
- 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè):用雙探頭紅外測(cè)溫儀同步監(jiān)測(cè)鋼筋表層與芯部溫度(芯部測(cè)溫需提前在鋼筋端面鉆孔預(yù)埋測(cè)溫點(diǎn)):
- 15 秒時(shí):表層溫度達(dá) 650℃(呈暗紅色),芯部溫度同步升至 480℃,熱量已開(kāi)始向內(nèi)部滲透;
- 30 秒時(shí):表層溫度突破 850℃(呈亮紅色),芯部溫度達(dá) 760℃,距離 “熱透” 標(biāo)準(zhǔn)僅差 40℃;
- 35 秒時(shí):芯部溫度升至 820℃,表層溫度穩(wěn)定在 880℃,鋼筋整體呈現(xiàn)均勻亮紅色,用硬度計(jì)測(cè)試表層與芯部溫差僅 ±30℃,完全達(dá)到 “熱透” 要求,可直接用于鍛壓;
結(jié)果確認(rèn):粉絲現(xiàn)場(chǎng)用自帶的測(cè)溫儀復(fù)核,確認(rèn)芯部溫度達(dá)標(biāo)后表示:“35 秒比預(yù)期僅多 5 秒,完全不影響工廠的鍛壓節(jié)拍,且 60kW 功率不會(huì)給車(chē)間供電帶來(lái)壓力,這個(gè)方案很實(shí)用?!?/p>

很多人會(huì)好奇:為何功率提升后,加熱時(shí)間能從 35 秒壓縮到 20 秒以?xún)?nèi)?核心在于中頻加熱的 “功率 - 熱量輸入” 呈線性匹配,我們可以通過(guò)數(shù)據(jù)直觀理解:
- 70kW 中頻機(jī):每秒可向鋼筋輸入 60kJ 能量,50mm 螺紋鋼從常溫(25℃)加熱到芯部 800℃,需消耗約 2100kJ 總能量,理論計(jì)算時(shí)間為 35 秒(2100kJ÷60kJ/s),與實(shí)際測(cè)試結(jié)果完全吻合;
- 若換成 100kW 中頻機(jī):每秒輸入能量提升至 100kJ,理論加熱時(shí)間可縮短至 21 秒(2100kJ÷100kJ/s);若再優(yōu)化線圈設(shè)計(jì)(如增加線圈匝數(shù)提升磁場(chǎng)強(qiáng)度),加熱時(shí)間甚至能壓縮到 20 秒以?xún)?nèi),效率比 60kW 設(shè)備提升 40% 以上。
但考慮到粉絲工廠的供電限制(如車(chē)間總功率配額僅 100kW,需同時(shí)滿(mǎn)足車(chē)床、銑床等其他設(shè)備用電),60kW 設(shè)備 + 35 秒的方案,是 “滿(mǎn)足熱透需求” 與 “適配現(xiàn)有供電” 的最優(yōu)平衡。

這次測(cè)試充分體現(xiàn)了海拓中頻感應(yīng)加熱設(shè)備的核心優(yōu)勢(shì):不盲目追求 “高功率、快速度”,而是根據(jù)客戶(hù)的實(shí)際條件(供電、工件規(guī)格、時(shí)間需求)定制方案。
對(duì)有類(lèi)似中大型工件(如 50mm 以上螺紋鋼、圓鋼、軸類(lèi))加熱需求的用戶(hù):
- 若存在供電限制,可通過(guò) “中等功率設(shè)備 + 優(yōu)化線圈與升溫參數(shù)” 實(shí)現(xiàn)目標(biāo),無(wú)需改造供電系統(tǒng);
- 若供電充足,則可通過(guò)提升功率進(jìn)一步壓縮加熱時(shí)間,適配更高的生產(chǎn)節(jié)拍。
關(guān)鍵是先明確自身的 “硬限制”(如供電、場(chǎng)地)與 “軟需求”(如加熱時(shí)間、熱透標(biāo)準(zhǔn)),再讓設(shè)備特性匹配需求,才能實(shí)現(xiàn) “成本最優(yōu)、效果最佳” 的生產(chǎn)目標(biāo)。
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