Трехфазный индуктор для сквозного нагрева длинномерных изделий

 

ТРЕХФАЗНЫЙ ИНДУКТОР ДЛЯ СКВОЗНОГО НАГРЕВА ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ , содержащий по меньшей мере три установленные по одной оси на общем основании цилиндрические секции, витки которых выполнены из проводника с одинаковым размером трубки вдоль оси индуктора, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения равномерности нахрева изделий в осевом направлении, каждая секция выполнена из трех участков, длина крайних из которых составляет 0,50 ,75 внутреннэго диаметра витков среднего участка, а внутренний диаметр витков кратких участков на 10-15% меньше внутреннего диаме тра витков среднего участка, при этом шаг намотки витков крайних участков на 13-16% меньше шага намоггки (Л витков среднего участка.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) 3(59 Н 05 В 6/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ срер,„,-ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54 ) (57 ) ТРЕХФАЗНЫИ ИНДУКТОР ДЛЯ

СКВОЗНОГО НАГРЕВА ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕ(21) 3608619/24-07 (22) 06.04.83 (46) 30.06.84..Бюл. Р 24 (72) Д.Л.Зубер, Г.Д.Цодиков, Л.И.Карпенков, В.Г.Шевченко, В.Т.Андрющенко и П.Д.Потапенко (53) 621.365.511(088.8) (56) 1. Слухоцкий А.Е., Рыскин С.E.

Индукторы для индукционного нагрева.

Л., "Энергия", 1974, с. 249-250, рис. 17-10.

2. Сасса В.С. Применение жаростойкого бетона для монолитной заформовки индукционных нагревателей.

"Электротермия", 1968, Р 73-74, с. 71-74.

ЛИй, содерж ащи и го ме ньшей ме ре три установленные по одной оси на общем основании цилиндрические секции, витки которых выполнены иэ проводника с одинаковым размером трубки вдоль оси индуктора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева изделий в осевом направлении, каждая секция выполнена из трех участков, длина крайних иэ которых составляет 0,50, 75 внутренн го диаметра витков среднего участка, а внутренний диаметр витков кратких участков на

10-15% меньше внутреннего диаметра витков среднего участка, при этом шаг намотки витков крайних участков на 13-16% меньше шага намотки витков среднего участка.

) 00 56

Изобретение относится к индукционпому нагреву и может быть использовано преимущественно при нагреве длинномерных (более 2000 мм) заготовок под пластическую деформацию, напрнмер, под резку сортового про5 ката на пресс-ножницах.

Известны индукторы для периодического нагрева заготовок с постоянным шагом намотки витков и постоянным диаметром, состоящие из токопровода, выполненного в виде водоохлаждаемой спирали из медной трубки, заформованной в жаростойкий бетон, при этом электроконтактные выводы и выводы напора и слива воды i5 размещены вне футеровки. Длина известных индукторов не превышает

1400 мм (1) .

Недостатком таких индукторов при использовании их для нагрева длинно- 2р мерных заготовок является сложность технологии футеровки и ее низкая механическая прочность. 3то усугубляется тем, что индукторы, например, для нагрева проката перед резкой на пресс — ножницах должны иметь длину

7000 мм.

Кроме того, такие индукторы неудобны в эксплуатации, так как нарушение целостности одного из, витков приводит к выходу из строя всего индуктора.

Наиболее близким к предлагаемому является трехфазный индуктор для,сквозного нагрева длинномерных З5 иэделий, содержащий по меньшей мере три установленные по одной оси на общем основании цилиндрические секции, витки которых выполнены из проводника с одинаковым размером 49 трубки вдоль оси индуктора. Известный индуктор состоит из 12 унифицированных секций с равномерным шагом намотки витков и постоянным диаметром катушек по всей длине секций,зафор- 45 мованных в жаростойкий бетон и собранных на общем основании таким образом, что торцовые части футеровки секций стыкуются. При этом расстояние между крайними витками стыкующихся секций значительно превышает зазор между витками секции. Электроконтактные выводы и выводы системы охлаждения находятся вне футеровки. Индуктор снабжен общей направляющей, закрепляемой к раме нагревателя. Шаг намотки витков постоянен и равен 1,2-1,3 ширины витка (2) .

Индуктор работает следующим образом. Включается подача электроэнергии. При этом в каждой секции индук- бО тора и размещенной в ней части заготовки возникает поток электромагнитной индукции, величина которого является постоянной в среднем участке секции и уменьшается на 30-40% в концевых частях. Уменьшение величины потока начинается на расстоянии

О, 15-0, 20 длины секции от стыкующихся торцов секции. Вследствие этого температура части з аготовки, находящейся, в зоне стыков (ширина полосы

50-80 мм), ниже заданной на 150180 С.

При использовании индуктора для нагрева длинномерных изделий, когда количество секций равно л, количество стыков секций равно и -1.

Так, например, при нагреве штанг перед резкой на пресс-ножницах в индукторе содержится 11 стыков.

Наличие холодных полос в заготовке снижает стойкость инструмента при резке на пресс-ножницах и прокатке на станках на 40-50%,. а при ковке на молотах и радиально-ковочных машинах вообще не позволяет получить поковку заданной формы.

Таким образом, недостатком известного индуктора является неравномерность нагрева по длине заготовки.

Цель изобретения — повышение равномерности нагрева длинномерных заго. товок в осевом направлении.

Поставленная цель достигается тем, что в трехфазном индукторе для сквозного нагрева длинно ерных изделий, содержащем по меньшей мере три установленные по одной оси на общем основании цилиндрические сек-. ции, витки которых выполнены из проводника с одинаковым размером труб ки вдоль оси индуктора, каждая секция выполнена из трех участков, длина крайних. из которых составляет

О, 5-0, 75 внутреннего диаметра витков среднего участка, а внутренний диаметр витков крайних участков на 10-15Ъ меньше внутреннего диаметра витков среднего участка,при этом шаг намотки витков крайних участков на 13-16Ъ меньше шага.намотки витков среднего участка.

На фиг. 1 представлен индуктор, общий вид; на фиг. 2 — сечение

A-A на фиг. 1; на фиг. 3 — диаграмма распределения температуры по длине заготовки в стыкающихся секциях.

Индуктор состоит из нескольких (не менее трех) секций 1, установленных на общем основании 2. На основании 2 закреплена направляющая

3, проходящая через полости 4 всех секции 1. Каждая из секций 1 содержит цельносварную токопроводящую спираль 5, выполненную из медной трубки с различным шагом намотки витков и различным внутренним диаметром витков. Концевые участки спирали 6 и 7 выполнены с внутренним диаметром витков 8 на 10-15% меньше внутреннего диаметра 9 витков () 007 6

И !

А" А

10 среднего участка 10, а шаг 11 намотки витков концевых участков 6 и 7 меньше шага 12 намотки витков среднего участка 8 на 13 — 16%. To .

Инд ктор работает следующим образом.

В полости 4 секций 1 индуктора на направляющую 3 помещается нагреваемая заготовка 16. Электроконтакт ные колодки 14 присоединяются к источнику переменного тока (не показан), а штуцеры — с системе охлаждающей воды. Включается подача электроэнергии и воды. При этом в каждой секции 1 индуктора и размещенной в ней части заготовки 16 воз никает поток магнитной индукции, создающий нагрев заготовкп "6.. Как видно из диаграммы распределения темпЕратуры Т С по длине заготовки

3g(фиг. 3) в начальной стадии нагрева длительностью 0,3 — 0,4-от установленного общего времени нагрева температура 17 части заготовки 16, расположенной под средним участком

10 секции 1, нарастает равномерно и одинаково по всей протяженности участка 10 и достигает, например, 760 С, а температура 18 части заготовки 16, расположенной под концевымя участками 6 н / р прс. нь>:.1 3ст сс на 90 — 100 С, т.е. на 1Π— 15 Д, благодаря повышению напряж H lloc TH магнитного поля на единицу длины, за счет уменьшения шага 11 намотки витков и увеличения коэффициеНта полезного действия, за счет уменьшения диаметра 9 витка. При этом температура 19 части заготовки 16, находящейся под стыком двух сосед-!

О них секций 1, т.е. вне витков концевых участков 6 и 7, ниже температуры части заготовки 16, находящейся под средним участком 8 секции 1, на 150 — 180ОС.

f5 По истечении начальной стадии нагрева и до окончания установленного времени нагрева, температуры недогретой и перегретой частей заготовки 16, за счет действия механизма теплопроводности выравниваются и достигают средней заданной величины

20, приблизительно 760 С.

Использование предлагаемого индуктора позволит снизить расход энергии при нагреве заготовок под пластическую деформацию и резку, снизить расход металла от угара в окалину и обезуглероженного слоя,, повысить на 40 — 50Ъ стойкость деформирующего инструмента, а именно: ножей пресс-ножниц, валков прокатных станков и штамповой оснастки радиально-ковочных машин, снизить трудоем кость нагревательных операций.

1100756

Составитель О.Щедрина

Редактор П.Макаревич Техред T. Маточка Корректор Л. Пилипенко

Заказ 4500/44 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раууаская наб., д.4/5

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