ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г. И. Носова», Магнитогорск, Россия:
И. И. Баранкова, докт. техн. наук, зав. кафедрой

У. В. Михайлова, доцент, кафедра информатики и информационной безопасности, эл. почта: Ylianapost@gmail.com

Р. Г. Мугалимов, докт. техн. наук, профессор кафедры электроснабжения промышленных предприятий

ООО «Магнитогорскгазстрой»; Магнитогорск, Россия:
Г. В. Никифоров, докт. техн. наук, председатель Совета директоров

Рассматривается развитие энергосберегающей технологии индукционного нагрева, позволяющей значительно ускорить процесс термообработки стальной проволоки. Проведенный анализ международных тенденций и прогнозов применения индукционного нагрева показывает устойчивое расширение применяемых индукционных технологий в металлургической промышленности. Рассмотрены преимущества индукционного нагрева по сравнению с другими конкурентоспособными технологиями. Термообработка в электротехнологических индукционных установках определяется протекающими в них взаимосвязанными электро- и теплофизическими процессами, сложным характером распределения внутренних источников теплоты, зависимостью характера распределения мощности индукционной установки от температуры обрабатываемых изделий. Рассмотрены особенности применения индукционного способа нагрева в метизной промышленности для ранее не используемых объектов (мотки проволоки и бунты калиброванной стали). Приведены результаты исследования влияния индукционного способа нагрева на температурно-временные факторы при формировании структуры, на повышение равномерности нагрева и качество термообработки стальной проволоки, калиброванной стали в бунтах с учетом поставленной технологической задачи. Приведена оценка эффективности применения средне- и высокочастотного индукционного нагрева стальной проволоки различных диаметров. Проведена оценка повышения КПД индукционной нагревательной установки при одновременной термообработке нескольких нитей стальной проволоки одинакового диаметра, объединенных в пучок. Разработка новых и совершенствование известных установок индукционного нагрева в различных технологических процессах требует комплексного решения задач математического моделирования оптимального проектирования и конструирования.

1. Lucia O., Burdio J. M., Maussion P., Dede E. J. Induction heating technology and its applications: past developments, current technology, and future challenges // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2014. Vol. 61, No. 5. Р. 2509–2520.
2. Астапчик С. А., Гурченко П. С., Шипко А. А. История и направления развития исследований и технологий индукционного нагрева в Беларуси. — Минск : РУП «Издательский дом «Беларуская навука». 2015. — 256 с.
3. Muehlbauer A. History of Induction Heating and Melting. — Essen : Vulkan Verlag, 2008.
4. Гурченко П. С., Шипко А. А. История и направления развития индукционного нагрева ТВЧ на Минском автомобильном заводе // Литье и металлургия. 2013. Вып. 2(70). С. 91–105.
5. Lupi S., Froehlke M., Retting S., Schiavon M. Innovative induction heating process line for hardening and tempering spring steel wire // Heat Process. 2005. No. 2. P. 90–93.
6. Баранкова И. И., Демидович В. Б. Энергосберегающие технологии индукционного нагрева метизной промышленности : монография. — Магнитогорск : Изд-во Магнитогорского гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова, 2011. — 179 с.
7. Пейсахович В. А. Синтез численных и аналитических методов при расчете индукторов для нагрева цилиндрических тел // Индукционный нагрев. 2013. № 2(24). C. 4–14.
8. Мостовой А. П., Данилушкин А. И. Оптимальное пространственное управление распределением мощности по длине двухчастотного индукционного нагревателя // Известия вузов. Электромеханика. 2014. № 5. C. 76–78.
9. Демидович В. Б., Григорьев Е. А., Чмиленко Ф. В., Amin M. M., Юлегин А. Н. Моделирование работы индукционного нагревателя периодического действия при питании от параллельного инвертора // Индукционный нагрев. 2012. № 21. C. 29–32.
10. Demidovich V. B., Barankova I. I., Mikhailova U. V. Application the sparse matrix method to calculate the metal elastic stress-strain state, using the finite element method // ECCOMAS Congress 2016. — Proceedings of the 7^th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering. Crete Island Greece. June 5–10. 2016. Vol. 1. P. 7581–7589.
11. Acero J., Burdio J. M., Carretero C., Alonso R. Quantitative evaluation of induction efficiency in domestic induction heating applications // IEEE Transactions on Magnetics. 2013. Vol. 49, No. 4. P. 1382–1389.
12. Takagaki M., Toi Y. Coupled analysis of induction hardening considering induction heating, thermal elasto-viscoplastic damage, and phase transformation // International Journal of Damage Mechanics. 2010. Vol. 19, No. 3. P. 321–338.
13. Tavakoli M. H., Karbaschi H., Samavat F. Influence of workpiece height on the induction heating process // Mathematical and Computer Modelling. 2011. Vol. 54, No. 1/2. P. 50–58.
14. Demidovich V. B. Computer simulation and optimal designing of energy-saving technologies of the induction heating of metals // Thermal Engineering. 2012. Vol. 59, No. 14. P. 1023–1034.
15. Demidovich V. B., Ratvorova I. I. A Combined Method of Simulation of an Electric Circuit and Field Problems in the Theory of Induction Heating // Russian Electrical Engineering. 2014. Vol. 85, No. 8. Р. 536–540.
16. Demidovich V., Chmilenko F., Andrushkevich V., Rastvorova I. Simulation of the Induction Heating of Plane Products // 2^nd International Scientific Symposium «Sense. Enable. SPITSE». 2015. Symposium Proceedings St. Petersburg. Р. 131–132.

17. Demidovich V. B., Chmilenko F. V., Andrushkevich V. V., Rastvorova I. I. 3d-Simulation of Electromagnetic and Temperature Fields in the Continuous Induction Heaters // Coupled Problems in Science and Engineering VI Coupled Problems 2015. Proceedings of the VI International Conference on Coupled Problems in Science and Engineering. San Servolo, Venice, Italy. May 18–20 2015. Р. 974–984.
18. Barankova I. I., Demidovich V. B., Sitko P. A. Increase in the efficiency of induction heating during heat treatment of wires // Russian Metallurgy (Metally). 2012. No. 6. P. 552–557.
19. Демидович В. Б., Чмиленко Ф. В., Ситько П. А Моделирование индукционного нагрева стальной проволоки // Электричество. 2014. № 8. C. 63–67.
20. Посмитюха Д. А. Конструктивное исполнение установки для индукционного нагрева проволоки. // Гірнича електромеханіка та автоматика — Наук.-техн. зб. 2006. Вип. 75. С. 47–53.