加熱輥的原理及溫度控制方法

加熱輥，對(duì)于材料加工領(lǐng)域的從業(yè)者來(lái)說(shuō)，十有八九知道電磁加熱輥產(chǎn)品。因?yàn)楦嗟膹臉I(yè)者和公司主在使用導(dǎo)熱油輥、蒸汽加熱輥等產(chǎn)品時(shí)，被漏油、環(huán)保、安全、能耗等缺點(diǎn)深深觸動(dòng)。一方面，導(dǎo)熱油輥的溫度均勻性不可滿(mǎn)足材料生產(chǎn)的需求，不可交付質(zhì)量一致的材料產(chǎn)品。另一方面，特別是導(dǎo)熱油的環(huán)境破壞和維護(hù)成本增加了公司的負(fù)擔(dān)。同時(shí)，如果導(dǎo)熱油處理不當(dāng)，有時(shí)會(huì)因?qū)嵊托孤┒l(fā)生火災(zāi)事故。

對(duì)于電磁加熱輥的原理，簡(jiǎn)單總結(jié)一下，即利用電磁感應(yīng)的渦流效應(yīng)和磁滯效應(yīng)使輥體自身發(fā)熱，通過(guò)均溫的方式使輥面工作區(qū)域的溫度均勻，與被加工材料進(jìn)行間接或直接的熱交換，并通過(guò)閉環(huán)回路補(bǔ)充溫度。

與導(dǎo)熱油輥相比，不存在電磁輥兩端溫度在進(jìn)油側(cè)較高，在出油側(cè)較低的情況，線(xiàn)圈直接分布在輥體內(nèi)，端部沒(méi)有導(dǎo)熱油加熱的換熱情況。因此，軸承位置的溫度較低，下降了高溫工藝生產(chǎn)條件下使用加熱輥造成的軸承維護(hù)成本和工作強(qiáng)度，下降了設(shè)備故障率。由于正電磁加熱輥感應(yīng)線(xiàn)環(huán)放置在輥體內(nèi)，線(xiàn)圈與兩個(gè)邊部的端蓋之間有一定的安全距離，一般情況下，根據(jù)一般結(jié)構(gòu)，在距相應(yīng)輥面邊部中心方向約40~100毫米處沒(méi)有感應(yīng)線(xiàn)圈分割。當(dāng)然，在加工電磁加熱輥時(shí)，我們會(huì)在邊部，做一些磁密度補(bǔ)償和溫度均衡補(bǔ)償，但由于端蓋散熱、補(bǔ)償不足等原因，輥的邊部效應(yīng)會(huì)很大。即輥身兩側(cè)的無(wú)效邊會(huì)比較大，根據(jù)溫度精度通常會(huì)有50~150mm的無(wú)效邊。

關(guān)于電磁的邊際效應(yīng)，加熱輥工作區(qū)，生產(chǎn)商通常使用強(qiáng)大的溫度均勻性手段來(lái)彌補(bǔ)。由于軋輥條件不同，制造方法也不同。因?yàn)橄嚓P(guān)的方法和資料涉及到公司的專(zhuān)有技術(shù)問(wèn)題，這里就不介紹了。對(duì)于電磁加熱輥內(nèi)部線(xiàn)環(huán)結(jié)構(gòu)，它可以由單個(gè)或多個(gè)組件組成。匹配控制方式可以是每個(gè)線(xiàn)圈的獨(dú)立回路控制，也可以是多個(gè)線(xiàn)圈的組合控制，也可以是多個(gè)線(xiàn)圈的一點(diǎn)控制和多點(diǎn)補(bǔ)償校正。與該輥的線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)。

線(xiàn)圈的制造、使用和維護(hù)要方便得多。比如一個(gè)300kW的電磁加熱輥，結(jié)合10kW的電源模塊，光線(xiàn)圈需要30個(gè)電源模塊，60根導(dǎo)線(xiàn)。再加上龐大的控制電氣柜，無(wú)論是現(xiàn)場(chǎng)施工還是后期維護(hù)，這條線(xiàn)路都是一件非常痛苦的事情。為什么有多線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)？原因有二，簡(jiǎn)單總結(jié)如下。

一、輥溫均勻的技術(shù)問(wèn)題，當(dāng)公司的技術(shù)設(shè)計(jì)和制造水平不足以滿(mǎn)足邊緣小距離時(shí)，采用分段控制的方法。例如，模輥是一種直徑約300毫米、長(zhǎng)度約1500毫米電磁加熱輥，其有效材料工作寬度為1300毫米，工作溫度為2002。有的公司自主控制三個(gè)線(xiàn)圈，有的公司自主控制五個(gè)線(xiàn)圈。當(dāng)然，溫度均勻性還沒(méi)有達(dá)到分段控制的預(yù)期目標(biāo)。

缺乏溫度均衡技術(shù)是采用這種方法的主要原因。

二、對(duì)于特殊的工藝要求，如輥面橫向工藝溫度的差動(dòng)調(diào)節(jié)，單位時(shí)間負(fù)荷的大量熱消耗，波動(dòng)的不平衡負(fù)荷，以及需要熱補(bǔ)償來(lái)修正機(jī)械精度偏差的工藝。特殊定制的溫度控制方式，如電子軟板行業(yè)的三線(xiàn)圈一點(diǎn)控制、多點(diǎn)補(bǔ)償校正。也就是說(shuō)，這種方法通常用于特殊的制造工藝要求。它不是電磁加熱輥產(chǎn)品溫度控制的主流手段。

購(gòu)買(mǎi)電磁加熱輥時(shí)，挑選一個(gè)線(xiàn)圈還是多個(gè)線(xiàn)圈？

在挑選什么樣的產(chǎn)品時(shí)，可能會(huì)有人際關(guān)系、資金預(yù)算等原因。從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，挑選線(xiàn)圈是對(duì)的。如果你是這個(gè)設(shè)備的用戶(hù)，你的制造工藝沒(méi)有特殊的需求，那么以后就不要給自己找麻煩，挑選線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)。