Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 45. 4 december 1956 - Induktiv götuppvärmning med lågfrekvent ström, av Bo Estberger
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
20 november 1956
1059
Induktiv götuppvärmning
med lågfrekvent ström
Bergsingenjör Bo Estberger, Finspång
621.365.5 : 669-412
Framför äldre ugnstyper har induktionsugnar bl.a.
följande fördelar: de alstrar värmet direkt i götet, har hög
belastningstäthet och ger därigenom kort värmningstid,
magasinerar litet värme och är vid varje skiftstart "fit for
fight", en för driftingenjören oerhört viktig sak i det
avtagande nattarbetets Sverige.
Induktionsuppvärmning har i dag ett flertal
användningsområden1, huvudsakligen för härdning,
varmbearbetning, mjuk- och hårdlödning, svetsning och krympning.
Denna redogörelse gäller närmast värmning av göt för
strängpressning (cylindriska göt) men är tillämplig även
för andra användningsområden. Ur metallurgisk och
bearbetningsteknisk synpunkt är förhållandena i götet
viktigast, och de skall därför diskuteras först.
Värmeutvecklingen
Vid götuppvärmning i en enfasugn (fig. 1) avklingar de av
induktionsspolen i götet alstrade virvelströmmarna på grund
av ytverkan enligt funktionen i = f0e ~~från götytan och
inåt (fig. 2); i och f0 är strömtätheten i götet, den senare i
dettas yta, och x är avståndet från götytan.
Inträngningsdjupet 8 (m) är en räknemässig storhet som beror av
materialkonstanterna enligt sambandet
ö= 1/2 n\’nfK- 10"11
där (A, är permeabiliteten, / frekvensen (Hz) och «
kon-duktiviteten (ohm^m-1).
Genom detta samband (fig. 3) definieras
inträngningsdjupet som det värde på koordinaten x (avståndet från
götytan) för vilket virvelströmstätheten gått ned från i0
till ije, dvs. till ca 37 °/o av i0. Genom att införa
inträngningsdjupet kan man ersätta den avklingande
strömtätheten med en konstant strömtäthet i ett ytskikt med
tjockleken 8. Av den totalt tillförda energin avges ca 86 °/o i
detta ytskikt. För skikttjockleken 2 8 är motsvarande siffra
98 °/o, dvs. praktiskt taget all energi avges i detta skikt.
För några metaller blir inträngningsdjupet vid 50 Hz:
Temperatur Inträngningsdjup
°C m
Koppar ............. .......... 400 0,15
850 0,20
Aluminium ......... .......... 300 0,18
500 0,21
Mässing ............ .......... 400 0,24
18-8-stål ............ .......... 500 0,67
Mjukt stål ......... .......... 20— 750 0,02—0,07
750—1 400 0,7 —0,9
Fig. 1. Induktionsspole
med göt.
Fig. 2.
Virvelströmstätheten i
götet.
Temperaturens inflytande på inträngningsdjupet är
särskilt starkt utpräglat för mjukt stål (och nickel) vilket
beror på att den magnetiska permeabiliteten avtar med
stigande temperatur, överskrids Curie-punkten, ökas
inträngningsdjupet ungefär till det tiofaldiga. Detta måste
särskilt observeras vid värmning av stålgöt. För icke
ferro-magnetiska metaller är permeabiliteten 1.
Temperatur fördelningen
Vid större götdiametrar måste den ytliga induktiva
uppvärmningen åtföljas av en värmetransport i götet mot
dettas centrum. En exakt beräkning av värmefördelningen
är tidskrävande, matematiskt svår och även för
driftingenjören av begränsat värde. I stället skall därför här anges
ett av Junker2 utarbetat förenklat förfarande som väl an-
Fig. 3. Inträngningsdjupets beroende
av frekvensen samt göt materialets
kon-duktivitet och permeabilitet; A för [x =
1 och v. = 7,7 • 105, B för [x = 200 och
x = 5 - 10\ C för u ~ 1 och f = 10\ D
för fx = 200 och f = 10*, E för f =
2 • 10’ och * = 7,7 ■ 105, F för f = 104
och x = 5 • 10’.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
