Способ электроконтактно-индукционного нагрева кромок электропроводного листа

 

СПОСОБ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА КРОМОК ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО ЛИСТА, при котором пропускают токи проводимости через многоточечный контактный блок, одновременно индуцируя с помощью токоподводов к контактам токи, пространственно совпаданяцие и синфазные токам проводимости в направлении, перпендикулярном кромкам листа, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева, устанавливают токоподводы с равным шагом параллельно друг другу и плоскостям листа на расстоянии от него, определяемом по формуле , T(f (), где h - расстояние от токоподвода до плоскости листа, м; d - толщина листа, м; Cf - угол между гранями кромок листа, град., . причем оси крайних токоподводов с кон (Та стами устанавливают вдоль боковых границ нагреваемой зоны листа. Контролируют токи в токоподводах и поддерживают одинаковую величину тока IgB токоподводах, установленных от боковых границ зоны на расстояниях , больших толщины листа, и величину тока, определяемую по формуле где 11 - ток в каждом токоподводе. А; k - номер токоподвода, считая (Л от центра к боковой границе; b - размер нагреваемой зоны вдоль кромки листа, м; а - расстояние между контактами и токоподводами вдоль кромки листа, в токоподводах , установленных от боковых границ на расстоянии, ч меньшем толщины листа, ы ел а частоту тока выбирают по формуле ki f t dsin Ггде k - коэффициент, равный от 25 - до 30.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (11) рц4 Н 05 В 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 17 я ;<: »:-а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ц . «3«

ij )

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3570589/24-07 (22) 04.04 ° 83 (46) 15 ° 08.85. Бюл. М 30 (72) Д.Л.Зубер, Л.Л.Кочергин, Г.Д.Цодиков и Н.В.Шифрин (53) 621. 365. 63 (088. 8} . (56) Патент Японии Ф 42-18217 кл. В 23 К 31/88, опублик. 1977.

Авторское свидетельство СССР

В 707979, кл. С 21 D 1/40, 1970. (54)(57) СПОСОБ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА КРОМОК ЗЛЕКТРОПРОВОДНОГО ЛИСТА, при котором пропускают токи проводимости через много° точечный контактный блок, одновременно индуцируя с помощью токоподводов к контактам токи, пространственно совпадающие и синфазные токам проводимости в направлении, перпендикулярном кромкам листа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева, устанавливают токоподводы с равным шагом параллельно друг другу и плоскостям листа на расстоянии от него, определяемом по формуле и С(h= (1+1 "î )

4 и где h — расстояние от токоподвода до плоскости листа, м;

d - толщина листа, м;

Я вЂ” угол между гранями кромок листа, град., причем оси крайних токоподводов с кон, тактами устанавливают вдоль боковых границ нагреваемой зоны листа.

Контролируют токи в токоподводах и поддерживают одинаковую величину тока Хо в токоподводах, установленных от боковых границ зоны на расстояниях, больших толщины листа, и величину тока, определяемую по формуле (1+)(Я) о Ь где I — ток в каждом токоподводе, А;

k — - номер токоподвода, считая от центра к боковой границе;

b — размер нагреваемой зоны вдоль кромки листа, м; а — расстояние между контактами и токоподводами вдоль кромки листа, в токоподводах, установленных от боковых границ на расстоянии, меньшем толщины листа, а частоту тока выбирают по формуле к1

f= — —— (У

d> з п2 ,где k — коэффициент, равный от 25 до 30.

1173564, Изобретение етносится к электротермии и может быть использовано для нагрева участков поверхности изделий из электропроводного листового мате-. риала, например, для нагрева под отпуск участков поверхности огнерезных кромок.

Целью изобретения является повышение равномерности нагрева. .На, фиг ° 1 изображено устройство, 10 реализующее предлагаемый способ,:. общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - кромка изделия, поперечное сечение; на фиг ° 4 нагреваемый участок кромки; на !5 фиг. 5 — развертка нагреваемогЬ участ ка кромки.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит спаренные точечные контакты 1, укрепленные 20 на подпружиненных контактодержате.-. лях 2, расположенных в линию с равным шагом. Ток к контактодержателям 3 подводится с помощью токоподводов 3 и кабелей. При этом токопод- 25 воды 3 могут быть подключены к общему источнику электроэнергии (не показан) или каждый к самостоятельному.

Расстояние 4 между токоподводами 3 и поверхностью 5 кромки 6 равно h.

Границы 12 нагреваемой зоны 13 определены шириной 14. Зона нагрева 13 разбита на следующие участки: сред- ний 14 и приграничный 15, шириной 16, равной толщине листа 11. которая обозначена d, Расстояние 4 между токоподводами 3 и поверхностью 5 кромки 6 выбирают в соответствии с равенством В Р

<ВО 40

h=-(1+ 5 ), Cl) где — угол между гранями кромки 7 и 8;

d — толщина листа, м.

Подобный выбор величины расстояния 4 позволяет регулировать соотношение плотностей токов проводимости 9 и индуцированных токов 10 в зависимости от толщины 11 листового изделия и угла между гранями 7 и 8 кром- 50 ки 6 и обеспечить требуемую равномерность нагрева.

Количество однополярных точечных контактов i во избежание полосатос- . ти нагрева, выбирают в соответствии с соотношением

n=-+1. а

При этом величину шага между однополярными контактами 1 выбирают в пределах 0,02 — 0,03 м, где Ь ширина зоны, м; а — шаг между контактами, М.

Предлагаемый способ можно рассмотреть на работе устройства.

К границам 12 подлежащей нагреву эоны 13, параллельным кромкам 6 изделия из листового материала, подводят токи проводимости 9 и одновременно индуцируют в зоне 13 кромки 6 токи 10, пространственно совпадающие и синфазны с токами проводимости 9. Суммарную плотность токов по ширине 14 участка 13, за исключением приграничных участков 15 шириной 16, равной толщине 11 листового материала, поддерживают одинаковой путем подвода к точечным контактам 1 одинакового по величине тока 4,. В целях компенсации тепловых потерь в приграничных участках 15 (дополнительнымн являются тепловые потери через боковые грани-,. цы 17 нагреваемой зоны 13 кромки 6) и нагрева приграничных участков до температуры равномерного нагрева зоны 13 целиком, суммарную плотность токов проводимости 9 и индуцированных токов 10 в пределах приграничных участков 15 изменяют в направлении от среднего участка к боковым границам 17 нагреваемой .зоны 13 путем подвода к каждой оппозитной паре контактов 1 тока в соответствии с формулой

I =I (1+--) .

ka

J: 0 b (2)

Значение коэффициента k выбирают равным k 0 1 2 3 что соответствует нумерации точечных контактов приграничных участков 15 в направлении к боковым границам 17 нагревае-мой зоны 13, При этом нулевым контактом является ближайший из контактов 1 к границе между средним и приграничным участком 15.

Подобное распределение токов проводимости обеспечивает повышение равномерности нагрева всей зоны 13 за счет увеличения в участке 15 шири ной 16 как плотности токов проводимости 9, так и плотности индуцированных токов 10, более легко регулируемых и более резко затухающих.

Оптимальную частоту токов проводимости токов 9 и индуцированных токов 10

73564 4

1 2

3 4

700 716 „5 732, 9 749,35 765,8

Ток Е„, А

45.о ои,4 ц.

Распределение температуры по кромке в процессе нагрева определяли с помощью зачеканенных термопар в количестве 5 шт, установленных по ширине участка. В результате нагрева

55 з 11 выбирают в соответствии с соотношением

Еа

f (3) с12 sin2

При этом величину коэффициента k устанавливают равной 25 — 30. Большее значение коэффициента ky соответствует листовому материалу с большей температуропроводностью. При использовании токов более высокой частоты они протекают по поверхности 5 кромки 6 и благодаря затрудненному тепло отводу от области 18, ограниченной гранями 7 и 8, перегревают ребро 19 кромки 6. При использовании токов более низкой чистоты область 18, ограниченная гранями 7 и 8, оказывается для них прозрачной и не подвергается нагреву. В этом случае ребро 19 кромки 6 оказывается недогре- тым, т.е. при использовании токов с частотой, отличной от оптимальной, равномерный нагрев кромки 6 по высоте невозможен.

Расположение границ 12 нагреваемой зоны 13 параллельно кромке изделия позволяет сократить объем нагреваемого металла до минимума и тем самым повысить энергетические характеристики процесса нагрева.

Пример. Осуществляли нагрев под отпуск кромки изделия, изготовленного методом огневой резки из (стального листа, толщиной 80 мм.

Номер пары контактов, 0

Ъ

Нулевой номер имела пара контактов, расположенная на границе среднего и приграничного участков.

Оптимальной частотой тока являлась частота 3,9 кГц, однако ввиду отсутствия источника указанной час.тоты бып использован источник с част т "2 кГ

ЗО

Подлежащая отпуску кромка представляла собой двугранный угол, величиной 90 . Из-за отсутствия мощности, требуемой для одновременного отпуска всей кромки, отпуск осуществляли по участкам, шириной 850 мм и длиной

200 мм.

Устройство для контактного подвода и индуцирования токов имело 43 пары оппозитных контактов, расположенных с шагом 20 мм. Токоподводы к кочтактодержателям всех контактов были выйолнены параллельными друг другу и расположены на расстоянии 20-24 мм от нагреваемой поверхности кромки изделия.

Система точечных контактов устройства располагалась на поверхности кромки нагреваемого изделия так, что в средней зоне находилось 33 однополярных контакта, в приграничных зонах — по 5 контактов, при этом все контакты располагались на расстоянии 100 мм от ребра кромки. Суммарную величину токов определяли с помощью поясов Роговского, одетых на токоаодводы к контактам.

Регулируя напряжение на каждой из пар оппозитных контактов, устанавливаемых на противоположных границах нагреваемой зоны, поддерживали ток через каждую пару контактов на среднем участке, равным Е =700 А, а ток в каждой из пар контактов в приграничном участке устанавливали в соответствии с формулой (2). зоны кромки в течение 615с ее темпе. о ратура достигла 580 С, при этом неравномерность нагрева составляла

<20 С.

Использование предлагаемого способа нагрева для отпуска огнерезанных кромок Изделий, изготовленных из листовых материалов, позволяет повысить производительность труда при осуществлении термообработки, осуще,ствить экономию энергоносителя, осуществить экономию металла за счет

-исключения в образцах изделий, так называемых "свидетелей".

13735б4

1173564

1173564

12 to

1173564

Составитель О.Турпак

Редактор Т.Митейко Техред А.Кикемезей Корректор А.Тяско

Заказ 5081/56. Тираж 794 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4