Методическая индукционная установка для сквозного нагрева заготовок из спецсталей

 

МЕТОДИЧЕСК/.Я ИНДУКЦИОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СКВОЗНОГО НАГРЕВА ЗАГОТОВОК ИЗ СНЕЦСТАЛЕЙ, содержащая многозонный индуктор с зонами ударного нагрева, зоной термостатирования и зоной высокотемпературного нагрева , подключенными к источникам питания, отличающаяся тем, что, с целью повьшзения качества нагрева путем перераспределения мощности по зонам и упрощен{ я установки, шаг намотки витков индуктора зоны термостатирования составляет 1,4 1 ,6 шага зоны высокотемпературного нагрева, а длина зоны термостатирования составляет 3,3-5,3 длины зоны высокотемпературного нагрева, причем эти зоны соединены последовательно и подключены к одному источнику питания . (Л ел ГчЭ о QO О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(!) Н 05 В 6/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3667788/24-07 (22) 24. 11. 83 (46) 23. 04.85. Бюл. )1- 15 (72) В. С. Чудновский, Н. А. Кудрин, А.Я. Васенков, В.И»Мазаев и В. С. Подмо с к о нный (53) 621. 365. 52 (088. 8) (56) 1. Жуковский В. F.. Индукционная установка для нагрева труб ОКБ-780.

"Электротермия", 1963, У 4, с. 25-28.

2. Авторское свидетельство СССР !

) - 813825, кл. H 05 В 6/06, 1979. (54)(57) МЕТОДИЧЕСКИ.Я ИНДУКЦИОННАЯ

УСТАНОВКА ДЛЯ СКВОЗНОГО НАГРЕВА

ЗАГОТОВОК ИЗ СПЕЦСТАЛЕЙ, содержащая многозонный индуктор с зонами удар„„Я0„„1152096 А ного нагрева, зоной термостатирования и зоной высокотемпературного нагрева, подключенными к источникам питания, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества нагрева путем перераспределения мощности по зонам и упрощенйя установки, шаг намотки витков индуктора зоны термостатирования составляет 1,4—

1, 6 шага зоны высокотемпературного нагрева, а длина зоны термостатирования составляет 3,3-5,3 длины зоны высокотемпературного нагрева, причем эти зоны соединены последовательно и подключены к одному источнику пита-— ния.

115? 096

Изобретение относится к устройствам для индукционного нагрева металлических заготовок, например, под обработку давлением.

Известны методические индукционные установки сквозного нагрева, содержащие индуктор с зонами предварительного и конечно о нагрева заготовок и систему питания с двумя ucl0 точниками, каждый из которых подключен к одной из зон индуктора (1 J.

Однако в стационарном режиме работы установки значительный перепад температур по сечению нагреваемых о !5 заготовок (свыше 50 С) недопустимым для некоторых марок спецсталей, в переходном режиме после кратковре— менных остановок (от 0,5 до 10 мнн) возможен перегрев второй или третьей

20 загоговки, считая от выхода индуктора или недогрева первой от выхода заготовки в зависимости от настройки системы регулирования температуры.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является индукционная методическая нагревательная установка, содержащая многозонный индуктор с зонами ударного нагре. ва, зоной термостатирования и зоной

30 высокотемпературного нагрева, подключенными к источникам питания 2 1.

Недостатком установки является сложность системы питания и управления особенно в переходных режимах.

Кроме того, применение индивидуальных З5 источников питания индукторов каждойзоны снижает надежность установки и повышает ее стоимость.

Цель изобретения — повышение ка— чества нагрева путем перераспределе- 40 ния мощности по зонам и упрощение установки.

Поставленная цель достигается тем, что в методической индукционной установке для сквозного нагрева заго- 45 товок иэ спецсталей, содержащей многозонный индуктор с зонами ударного нагрева, зоной термостатирования и зоной высокотемпературного нагрева, подключенными к источникам питания, шаг намотки витков индуктора зоны термостатирования составляет 1,4-1,6 шага зоны высокотемпературного нагрева, а длина зоны термостатирования составляет 3,3-5,3 длины зоны высо- 55 котемпераФурного нагрева, причем эти зоны соединены последовательно и подключены к одному источнику питания.

На фиг. 1 показана установка, общий вид на фиг. 2 и 3 — графики экспериментальных исследований для предложенной установки.

Установка содержит зоны ударного нагрева 1, термостатиронания 2 и высокотемпературного нагрева 3, снабженные .цилиндрическими индукторами 4-6 и систему питания, содержащую источники питания 7 и 8. Индуктор 5 эоны термостатирования имеет шаг витков с болыний, чем шаг витков индуктор» зоны высокотемпературного нагрева в 1,4-1,6 раза, а диаметр этих индукторов одинаков. Индуктор 5 зоны термостатирования имеет дгпину Л, которая равна 3,35,3 Б — длины зоны высокотемпературного нагрева. Индукторы зон термостатирования и высокотемпературного нагрева, как правило, выполнены из медной трубки одинакового прямоугольного сечения, причем индуктор зоны термостатирования намотан широкой стороной сечения трубки к нагреваемой детали, а индуктор зоны высокотемпературного нагРева — узкой стороной.

Установка работает следующим образом.

В стационарном режиме холодные (20 С) заготовки 9 подаются в индуктор 4 зоны 1 ударного нагрева и равномерно перемещаются внутри индуктора в осевом направлении, указанном стрепкой на фиг. 1. Затем заготовки поступают в зону 2 термостатирования и зону 3 высокотемпературного нагрева, в зону 1 одновременно подаются холодные заготовки.

Заготовки имеют простые сеченг1я (круг, квадрат и др.).

В конце зоны 1 поверхность заготовок нагревается за счет индуктируемых токов до 800-850 С. При этом температура центра сечения заготовок ниже на 180-200 С, чем температура поверхности. В зоне 2 происходит выравнивание температур по сечению заготовки. На выходе из зоны 2 поверхность заготовок имеет температуру

900-950 С, а центр — на 40-50 С ниже. В зоне 3 заготовки догреваются до ковочной температуры и на выходе имеют температуру 1100-1,250 С и пере. пад по сечению не более 50 С. Указанный температурный режим обеспечивается подбором мощности и частоты тока, подводимой к индукторам каждой

1152096 зоны. Причем зона 1 питается источником питания 8, в качестве которого может быть применен машинный генератор, тиристорный преобразователь частоты или сеть централизованного питания . Мощность, потребляемая зоной 1, определяется напряжением на выходе и сточника 8.

Индукторы 5 и 6 зон 2 и 3. соединяются между собой последовательно 10 и питаются от одного источника питания 7.

Необходимое распределение мощности в каждой из эон обеспечивается соотношением осевых длин индукторов 5 15

H 6 направлении (шагом витков).

Скорость нагрева заготовок определяется удельной мощностью, выделяе— мой в единице поверхности заготовки. 20

Удельная мощность, в свою очередь, при прочих равных условиях определяется шагом витков индуктора. Из опытов установлено, что при отношении шага а индуктора 5 к шагу Б индук-у5 тора 6 а / ь = l,4-1,6 при последовательном включении индукторов и питании их от одного источника питания повышенной частоты (1000 †40 ГЪ) . обеспечивается необходимое распределение температуры нагреваемых заготовок как в стационарном режиме установки, т.е. при равномерной выдаче нагретых заготовок и загрузке холодных, так и в дежурном режиме, т.е .

35 при неподвижных заготовках во время плановых или аварийных остановках нагревателя.

Длина Б индуктора 6 зоны высокотемпературного нагрева связана с 40 длиной А зоны термостатирования соотношением А = 3,3-5,3 Б

Это соотношение является оптимальным для широкого класса заготовок, входящих в номенклатуру типовых прес-45 сов, например, KllHII 1600, 2500, 4000 и др. и при использовании в качестве базовых. нагревателей типа КИН. В связи с тем, что заготовки имеют разброс размеров по длине и позиция заготовки перед выдачей иэ нагревателя

1 г изменяется в пределах 10,э Ь, учитьг вая, что, как правило, в одном нагревателе без смены индукторов оптимально нагревают различные по длине и диаметру заготовки, соотношение оптимально. Эти. соотношения длин зон А и б равное 3,3-5,3, и шагов намотки витков этих зон — 1,4-1,6 подтверждаются результатами экспериментальных исследований, которые представлены в виде графических зависимостей на фиг. 2 и 3. Выбор оптимальных соотношений длин зон Я и 6, а также шагов намотки витков этих зон позволяет получать дежурные режимы длительностью до 30 мин с минимальным процентом бракованных по температуре заготовок.

В связи с тем, что для повышения

КПД индуктора катушки его, как правило, изготавливается из прямоугольной медной трубки, причем соотношение сторон стандартных трубок находится в пределах соотношения l г для упрощения изготовления ремонта и обслуживания индукторов зон термостатирования и высокотемпературного нагрева их изготавливают из одной трубки, например, сечением 9"14 мм, причем индуктор зоны термостатирования наматывается широкой стороной сечения трубки к нагреваемой заготовке, а индуктор зоны высокотемпературного нагрева — узкой стороной. Оба индуктора изготавливаются как одно целое с минимально возможным шагом витков, определяемым только необходимой толщиной межвитковой изоляции и без электрических и гидравлических соединений между индукторами 5 и 6. Указанное соотношение шага витков обеспечивается размерами трубки, иэ которой изготавливаются индукторы.

Таким образом, предлагаемое устройство способно работать как в стационарном (установившемся), так и в дежурных режимах, т.е. когда вьг дача заготовок временно прекращается, а температура поверхности выходной заготовки поддерживается на заданном уровне. При возобновлении выдачи нагретых заготовок начинается переходный режим, в котором качество нагрева характеризуется процентом бракованных по температуре заготовок.

Этот процент будет минимальным при указанных соотношениях длин и шагов витков индукторов эон нагрева А н 6.

1152096

% Фс Р а

8 3 Ф 5 6 7 8 9 /О

f4 76

4РсбР. 3

Составитель О.Щедрина

Техред М.Кузьма Корректор И.Зрдейи

Редактор С.Лыжова

Тираж 794 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 2343/44

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4