专利名称：变断面钢轨中频感应加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于金属热处理用设备技术领域，尤其涉及一种用于变断面钢轨中频感应加热装置。
随着铁路运输事业的飞速发展，为适应重载、高速、高密度、大运量的需要，对钢轨提出更高要求。因此，国内外对钢轨热处理技术进行了开发，生产出具有高强度的优质钢轨，以满铁路运输的需要，同时，对铁路道岔用的尖轨之内的变断面钢轨也提出了高强韧的性能要求。
在现有技术中，日本特许公报平3-41528公开了两种形式的中频感应加热装置。该装置存在如下缺点当变断面钢轨的轨头宽度减小后，由于其轨头两侧与感应加热装置对应部分的间隙加大，引起电磁效应的磁阻增加漏磁加大，导致有效电功率减小，加热温度降低，加热层变浅。为了达到产品性能要求，必须不断调节工艺参数，势必增加工艺操作的复杂程度。同时，国内现有的中频感应加热装置也存在上述缺点。
本实用新型的目的在于提供一种线圈的电流随着钢轨变断面的变化自动调节，实现有效和均一的局部加热，并能降低电耗的组合式中频感应加热装置。
为实现上述目的，设计了一种新型中频(1000～8000Hz)感应加热装置。它是由两套不同形状的线圈和导磁体组成的组合式感应加热装置，其中，一套线圈由两组对称布置呈半鞍形的线圈并联而成，另一套线圈由两组对称布置呈鞍形的线圈并联而成，两套线圈分别呈半鞍形和呈鞍形布置在钢轨的顶部和两侧，各组线圈周围分别形成磁回路，各线圈的连接方式，要使得相邻而不相接触的两组线圈的电流方向相反，以使其产生的磁力线相互加强。
每组线圈的数量可分别为1～4个，最好采用两个或单个；每个线圈的匝数分别为1～4匝，最好采用两匝或单匝。
线圈由中空的铜管制成，其断面为方形或矩形。线圈内通以冷却介质，以保护线圈不被烧坏。各线圈最好镶嵌在导磁体的凹槽内。导磁体为软磁材料制成。
采用上述结构，利用电磁感应效应，能对各组线圈的电流进行自动导向。因此，各线圈内的电流大小及各部分的电流密度分布能随钢轨断面及其相应磁阻的变化自动调节，实现有效、均一的局部加热，进而保证工艺操作和产品性能的稳定并能降低电耗。
本实用新型还具有结构紧凑、制作简单、连接方便和加热效率高等优点。
本实用新型可将钢轨轨头以5～80℃/s的加热速度加热到800～1050℃。
本实用新型还可以用于其他变断面工件的连续加热。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明
图1是中频感应加热装置组合图图2是轨头宽度较窄部分处于中频感应加热装置中的情况图3是图2的横断面图图4是轨头宽度较宽部分处于中频感应加热装置中的情况图5是图4的横断面图如
图1所示，变断面钢轨中频感应加热装置，它是由两套不同形状的线圈2、3和导磁体6、9组成的组合式感应加热装置，其中，一套线圈2由两组对称布置呈半鞍形的线圈并联而成，每组呈半鞍形的线圈2是由线圈的两部分即处于钢轨顶部部分4和钢轨侧部部分5组成；另一套线圈3由两组对称布置呈鞍形的线圈并联而成，每组呈鞍形的线圈3是由线圈的两部分即处于钢轨顶部部分7和处于钢轨侧部部分8组成，两套线圈2、3分别呈半鞍形和呈鞍形布置在钢轨的顶部(4、7)和两侧(5、8)，如图2和图4所示。线圈通电后，在各组线圈周围分别形成磁回路，其磁力线分布如图3和图5中细线所示。各线圈的连接方式，要使得相邻而不相接触的两组线圈的电流方向相反，以使其产生的磁力线相互加强。各线圈分别镶嵌在导磁体6、9的凹槽内。线圈2、3均由2个两匝线圈并联组成。
由两套线圈2、3组成的组合式加热装置，既可适应轨头宽度较窄时的有效局部加热，也可适应轨头宽度较宽的有效局部加热。从图3可看出，特别是当加热装置处于轨头宽度较窄部位时，由于线圈与轨头一侧的间隙加大，使其磁阻增加，导致电流密度分布发生变化，电流主要从与轨头另一侧相对应的线圈通过，有利于轨头的局部集中加热，并可减少漏磁，提高热效率和降低电耗。
权利要求1.一种变断面钢轨中频感应加热装置，其特征在于它是由两套不同形状的线圈(2、3)和导磁体(6、9)组成的组合式感应加热装置，其中，一套线圈(2)由两组对称布置呈半鞍形的线圈并联而成，另一套线圈(3)由两组对称布置呈鞍形的线圈并联而成，两套线圈(2、3)分别呈半鞍形和呈鞍形布置在钢轨的顶部和两侧，在各组线圈周围分别形成磁回路，各线圈的连接方式，要使得相邻而不相接触的两组线圈的电流方向相反，以使其产生的磁力线相互加强。
2.根据权利要求1所述的变断面钢轨中频感应加热装置，其特征在于每组线圈的数量分别为1～4个，每个线圈的匝数分别为1～4匝。
3.根据权利要求1所述的变断面钢轨中频感应加热装置，其特征在于线圈均由中空的铜管制成，线圈最好镶嵌在导磁体(6、9)的凹槽内。
专利摘要本实用新型属于金属热处理用设备技术领域,公开了一种用于变断面钢轨中频感应加热装置。它是由两套不同形状的线圈和导磁体组成的组合式感应加热装置,两套线圈分别呈半鞍形和呈鞍形布置在钢轨的顶部和两侧,各组线圈分别形成磁回路。它利用电磁效应,能对各线圈内的电流大小及各部分的电流密度进行自动调节,实现对变断面钢轨有效、均一的局部加热,进而保证工艺操作和产品性能的稳定,并能降低电耗。
文档编号C21D9/04GK2288184SQ96224168
公开日1998年8月19日 申请日期1996年12月6日 优先权日1996年12月6日
发明者郑体成 申请人:宝钢集团重庆钢铁设计研究院