Основные технико-экономические показатели электроконтактного способа нагрева

Значения скоростей электроконтактного способа нагрева соответствуют эксплуатационным значениям скоростей действующих установок (кривая 3 на рисунке 8).

Коэффициент полезного действия. Для сопоставления к. п. д. двух этих способов нагрева на рисунке 6.5 приведена зависимость общих расчетно-эмпирических к. п. д. от диаметра нагреваемыхзаготовок.

Так как к. п. д. электроконтактных установок находится в зависимости от длины заготовок при одном и том же диаметре, то на фигуре приведены кривые для l2= 100 мм и l2 = 1000 мм и для оптимального условия, соответствующего отношениюl2/ d22 >= 1.

Из фигуры видно, что, начиная со значения отношения l2/ d22 = 1,0, к. п. д. электроконтактных установок примерно в 1,5— 2 раза больше к. п. д. индукционных установок.

К. п. д. индукционных установок при оптимальной частоте и постоянном зазоре между катушкой индуктора и заготовкой (25 мм) имеет наибольшее значение и равен 0,42—0,44 , для заготовок диаметром 30—100 мм; при изменении диаметра заготовок в ту или иную сторону к. п. д. уменьшается до 0,25—0,3.

Стоимость нагрева 1 т металла. При сопоставлении стоимости нагрева 1 т металла для рассматриваемых способов нагрева необходимо иметь в виду, что она зависит от геометрических параметров нагреваемых заготовок и нагревательного устройства.

На рисунке 6.6 приведена зависимость стоимости нагрева 1 т металла от диаметра нагреваемых заготовок для рассматриваемых способов нагрева.

Рисунок 6.5 - Зависимость общего к. п. д. для различных способов нагрева от диаметра заготовок:

1 — для индукционного; 2 — l2/ d22 = 1; 3 — l2 = 100 мм;

4 — l 2 = 1000 мм для электроконтактного способа нагрева.

Приведенные данные позволяют сделать следующие выводы:

Из двух электрических способов сквозного нагрева заготовок с поперечными сечениями до 100 мм и длиной более 150 мм электроконтактный способ является экономичнее индукционного.

При l2/ s2 >= 1 электроконтактный нагрев в 1,5—2,0 раза дешевле индукционного.

Стоимость нагрева 1 т металла индукционным способом наибольшая для заготовок малого диаметра, наименьшая для заготовок среднего диаметра (40—75 мм).

К. п. д. этих способов нагрева, а следовательно, и стоимость нагрева 1 т металла зависят от геометрических параметров нагреваемых заготовок.

Для получения наибольшего значения к. п. д. и большей производительности нагревательного устройства при индукционном способе необходимо иметь оптимальную частоту тока, при этом следует соблюдать условие l2/ δ2 > 5/6, а при электроконтактном способе — условие l2/s2 > 1 при прочих равных условиях.

5. При индукционном способе нагрева существенное значение имеет эксплуатационный к. п. д. индукционного устройства, включая генератор, питающий нагревательный индуктор или несколько индукторов; работа их вхолостую или с неполной нагрузкой значительно снижает к. п. д.

При электроконтактном способе нагрева понятие эксплуатационного к. п. д. теряет свой обычный смысл, так как электроконтактные установки не работают вхолостую, при выключении нагрева трансформатор отключается от сети и энергия из сети не потребляется.

Рисунок 6.6 - Зависимость стоимости нагрева 1 т металла различными способами от диаметра заготовок:

1 — для индукционного способа нагрева; 2 — l2/ d22 = 1; 3 — l2 = 100 мм; 4 — l2 = 1000 мм для электроконтактного нагрева

Приведенные технико-экономические показатели позволяют сделать вывод о том, что электроконтактный способ является технически наиболее совершенным, экономически более эффективным и рентабельным; конструкция нагревательных установок наиболее проста и удобна в эксплуатации по сравнению с индукционными и печными установками.

Однако это ни в какой степени не снижает ценности индукционного способа при применении его в тех областях, в которых индукционный принцип передачи энергии в нагреваемую массу металла является единственно целесообразным — при нагреве коротких мерных заготовок диаметром более 50 мм под объемную штамповку, при нагреве для поверхностной закалки, сквозном нагреве заготовок с большим поперечным сечением (более 100 мм) и для других технологических операций.

Весьма существенное значение имело бы сопоставление технико-экономических показателей электрических способов нагрева с печным, но сделать это в общем виде, подобно произведенному выше, для рассмотренных способов крайне затруднительно, поэтому практически производится сопоставление для каждого конкретного случая отдельно.