先進(jìn)節(jié)能熱處理裝備和技術(shù)研討會(huì)——優(yōu)秀論文
新型高效節(jié)能感應(yīng)加熱設(shè)備淘汰傳統(tǒng)舊型感應(yīng)加熱設(shè)備
作者:譚見(jiàn)
——湘潭市南冶中頻高新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司 總經(jīng)理
我國(guó)自上世紀(jì)五十年代起,由原湘潭電機(jī)廠生產(chǎn)的BPS中頻發(fā)電機(jī)組一統(tǒng)全國(guó)各大中小鑄鍛和熱處理企業(yè)的中頻感應(yīng)加熱,至1999年原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委六號(hào)令中將中頻電機(jī)系列產(chǎn)品列入我國(guó)第一批《淘汰落后生產(chǎn)能力、工藝和產(chǎn)品的目錄》止,湘機(jī)在半個(gè)多世紀(jì)里共生產(chǎn)了三萬(wàn)多套中頻加熱成套設(shè)備,僅二汽一家企業(yè)即擁有二百多套。該產(chǎn)品系我國(guó)第一代仿原蘇聯(lián)產(chǎn)品,由我國(guó)第一批五一勞動(dòng)勛章獲得者,湘機(jī)高級(jí)工程師邱達(dá)侖同志主管設(shè)計(jì)制造,將左邊電動(dòng)右邊發(fā)電的臥式中頻發(fā)電機(jī)組立了起來(lái),上部電動(dòng),下部發(fā)電。雖然以質(zhì)量可靠經(jīng)久耐用而聞名全國(guó),但因其能耗高、噪音大、效率低、啟動(dòng)困難和維修極為不便等終被淘汰。其生產(chǎn)線于2000年下馬,生產(chǎn)模具報(bào)廢,生產(chǎn)技術(shù)圖紙封存,主宰了半個(gè)多世紀(jì)的BPS中頻發(fā)電機(jī)組終于完成了我國(guó)從建國(guó)初期至今的中頻感應(yīng)加熱在社會(huì)主義大建設(shè)中的歷史使命。
我國(guó)與中頻發(fā)電機(jī)組同步發(fā)展的還有解放初期的仿原蘇聯(lián)的“紅燈收音機(jī)式”電子管超音頻和高頻感應(yīng)加熱設(shè)備。同于其伴附一體的是一臺(tái)高耗能的大變壓器,而關(guān)鍵元器件又只能依賴(lài)原始落后的大功率電子管,其極低的效率和不可靠的質(zhì)量,終究也被列入我國(guó)被淘汰的第一批目錄中。
自上世紀(jì)七十年代開(kāi)始,由于原蘇聯(lián)和美國(guó)技術(shù)封鎖,我國(guó)通過(guò)英國(guó)引進(jìn)了KGPS晶閘管可控硅中頻電源,但是由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)和生產(chǎn)工藝都十分落后,致使其關(guān)鍵的一些元器件不過(guò)關(guān),導(dǎo)致其產(chǎn)品質(zhì)量和熱處理工藝都無(wú)法全方位滿足生產(chǎn)不同工況需求。特別其逆變快速晶閘管的產(chǎn)品質(zhì)量很難達(dá)到表面熱處理特殊技術(shù)的要求,不是加熱的中頻功率上不去,就是加熱的中頻頻率上不去。其中頻功率無(wú)法在4000Hz 至6000Hz甚至8000Hz的頻段內(nèi)拉出300KW、500KW直至更大。
當(dāng)今世界,科技高度發(fā)達(dá),機(jī)械制造熱處理技術(shù)要求越來(lái)越高。一個(gè)具有現(xiàn)代化理念的熱處理企業(yè),拼的是技術(shù)、拼的是高效節(jié)能的先進(jìn)熱處理設(shè)備。不具備這些,仍然在使用那些淘汰《目錄》中被淘汰的“少慢差費(fèi)”舊設(shè)備的企業(yè),“老牛拉破車(chē)”式的生產(chǎn)就免不了被動(dòng)、落后、挨打、虧損甚至破產(chǎn)!《目錄》指出淘汰的是違反國(guó)家法律法規(guī)、生產(chǎn)方式落后、產(chǎn)品質(zhì)量低劣、環(huán)境污染嚴(yán)重、原材料和能源消耗高的落后的生產(chǎn)能力、工藝和產(chǎn)品。各地區(qū)、各部門(mén)和有關(guān)企業(yè)要制定規(guī)劃,采取有力措施,限期堅(jiān)決淘汰,一律不得新上、轉(zhuǎn)移、生產(chǎn)和采用該產(chǎn)品,各地人民政府要督促本地工商企業(yè)執(zhí)行,對(duì)拒不執(zhí)行淘汰目錄的企業(yè),工商行政管理部門(mén)要依法吊銷(xiāo)營(yíng)業(yè)執(zhí)照,各有關(guān)部門(mén)要取消生產(chǎn)許可證,各商業(yè)銀行要停止貸款,對(duì)情節(jié)嚴(yán)重者,要依法追究負(fù)責(zé)的主管人員和其他直接責(zé)任人員的法律責(zé)任。
從上世紀(jì)中到二十一世紀(jì)至今數(shù)十年,南冶中頻見(jiàn)證了我國(guó)感應(yīng)加熱從最原始到現(xiàn)代的全過(guò)程。湘機(jī)產(chǎn)的BPS中頻發(fā)電機(jī)組數(shù)萬(wàn)套設(shè)備服務(wù)于一萬(wàn)六千家用戶,目前用于1000Hz中頻熔煉的小型中頻熔煉設(shè)備基本淘汰,取代的是大規(guī)模 的十噸、幾十噸大型中頻熔煉設(shè)備,其單臺(tái)中頻功率也達(dá)到了超世界先進(jìn)水平的10000、20000Kw。而用于2500Hz的中頻感應(yīng)透熱設(shè)備,也被新設(shè)備不斷更新改造,500Kw以下小功率的用IGBT的IPS中高雙頻電源取代,而在1000Kw以上的大功率中頻感應(yīng)透熱,則用先進(jìn)的KPS恒功率零壓?jiǎn)?dòng)掃頻電路中頻電源取代。目前國(guó)內(nèi)尚存的還有一批BPS中頻發(fā)電機(jī)組,系8000Hz中頻感應(yīng)淬火設(shè)備,由于其經(jīng)久耐用、質(zhì)量可靠,被傳統(tǒng)的熱處理企業(yè)“新十年、舊十年、修修補(bǔ)補(bǔ)再幾十年”沿用至今。這些用戶中,有的是理念更新的問(wèn)題,有的是體制的問(wèn)題,而有的則是資金和其它問(wèn)題。
針對(duì)以上原由,南冶中頻從上世紀(jì)七十年代起,經(jīng)歷了我國(guó)舊型KGPS晶閘管可控硅幾乎所有系列中頻電源的設(shè)計(jì)、制造到項(xiàng)目實(shí)施的全過(guò)程。從第一代18塊分立元件板至后來(lái)的6塊、3塊、1塊板中頻電源,半集成和集成模塊中頻電源等,直至今天第八代掃頻電路、零壓?jiǎn)?dòng)、恒功率運(yùn)行的大功率寬頻率高效節(jié)能先進(jìn)新型KPS中頻電源。特別是在全國(guó)幾家典型熱處理企業(yè)用戶如:上海熱處理廠有限公司、南通東方熱處理有限公司、天津市嘉豐熱處理廠、浙江大山金屬科技有限公司、重慶市嘉和機(jī)械制造有限公司、武漢邁特?zé)崽幚碛邢薰镜龋媚弦迸芀PS500Kw以上6000Hz左右大功率中高頻率感應(yīng)加熱電源,對(duì)直徑1米以上重幾十噸上百?lài)嵆笮洼S類(lèi)、齒類(lèi)表面淬火,達(dá)到了現(xiàn)今國(guó)內(nèi)熱處理企業(yè)的最高境界,無(wú)與倫比。
為了解決國(guó)內(nèi)大型原國(guó)有熱處理企業(yè)沿用數(shù)臺(tái)BPS中頻發(fā)電機(jī)組并機(jī)供中頻電源進(jìn)行傳統(tǒng)熱處理中頻感應(yīng)淬火問(wèn)題,我們南冶中頻從2000年開(kāi)始,薈萃全國(guó)感應(yīng)加熱設(shè)計(jì)的精英,消化世界各國(guó)感應(yīng)加熱的核心技術(shù),開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型高效節(jié)能IPS中高雙頻和超音頻感應(yīng)加熱電源。該新型感應(yīng)加熱電源,采用目前國(guó)內(nèi)外最可靠的IGBT大功率元件,逆變回路優(yōu)于晶閘管可控硅關(guān)斷時(shí)間的微秒為納秒級(jí)關(guān)斷,分并聯(lián)、串聯(lián)諧振和串/并聯(lián)諧振,采用功率和頻率隨各種工件不同工況需求自動(dòng)數(shù)控?cái)?shù)顯無(wú)極調(diào)節(jié),功率因數(shù)幾乎達(dá)到1.0,啟動(dòng)性能100%可靠,對(duì)缺相、短路、過(guò)熱、欠水、過(guò)流、過(guò)壓、頻率不適等實(shí)行全方位層層保護(hù)。比晶閘管可控硅中頻電源節(jié)電30%左右,比中頻發(fā)電機(jī)組節(jié)電70%左右,比電子管高頻電源節(jié)電90%左右。目前這種最新型高效節(jié)能感應(yīng)加熱電源有千余套在國(guó)內(nèi)外各熱處理企業(yè)用戶中運(yùn)行良好,深受各用戶贊譽(yù)。
圖為原第二汽車(chē)制造廠集中中頻發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)歷史資料照片
圖為:現(xiàn)今“南冶牌”KPS 600Kw 7500Hz中頻電源配PR-3500KVA進(jìn)口鐵芯中頻淬火變壓器中頻感應(yīng)加熱成套設(shè)備,對(duì)南通東方熱處理有限公司直徑φ1200mm巨型軸連續(xù)掃頻淬火現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。