Способ электроконтактного нагрева изделий

 

СПОСОБ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО НАГРЕВА ИЗДЕЛИЙ, включающий подвод электропитания и охлазвдение посредством зажима концов изделия по периметру чередующимися токоподводящими и теплоотводящими контактами, о тличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий, сначала изделие подогревают до 0,80 ,9 требуемой температуры нагрева, затем уменьшают усилие зажима концов изделия, меняют место подвода электропитания смещением контактов по периметру изделия, после чего усилие зажима восстанавливают и цикл многократно повторяют до достижения изделием заданной температуры.

° ВМ1

ССЮЭ СОВЕТСКИХ

NIIWMNIN

РЕСПУБЛИК

0% (И) 4(51) С 21 )) 1/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и ASÒÎÐÑÍÅÍÓ СВИДВТИЬСТВУ фиг.f, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fO Д@ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3424816/22-02 (22) 19.04.82 (46) 23.01.85. H . 3 (72) Н.Ф.Грицук, И.Г.Курандо, Н.Ю.Вавилов, В.П.Приходько и Ю.М.Юхкевский (71) Украинский ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов .(53) 621.78.012.3(088.8) (56) 1. Коврев Г.С. Электроконтактный нагрев при обработке цветных металлов. М., "Металлургия", 1975, с. 91-94

2. Авторское свидетельство СССР

В 768829, кл. С 21 2 1/40, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 440429, кл. С 21 Q 1/40, 1972. (54) (57) СПОСОБ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО

НАГРЕВА ИЗДЕЛИЙ, включающий подвод электропитания и охлалдение посредством зажима концов изделия по периметру чередующимися токонодводящими ъ и теплоотводящими контактами, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества изделий, сначала изделие подогревают до 0,80,9 требуемой температуры нагрева, затем уменьшают усилие зазкима концов изделия, меняют место подвода электропитания смещением контактов по периметру изделия, после чего усилие зажима восстанавливают и цикл многократно повторяют до достижения изделием заданной температуры.

11357?5

Изобретение относится к металлургии, и предназначено для использования преимущественно для нагрева длинномерных токопроводящих изделий путем прямого пропускания тока через 5 них и может быть использовано в смежных областях народного хозяйства.

Известен способ электроконтактного нагрева изделий, включающий пропускание по изделию электрического тока, 1О кодводимого е помощью прижимных контактов )t) .

Недостатком указанного способа является образование ненагретых мест в зоне контакта токоподводов 15 с заготовкой.

Известен также способ электроконтактного нагрева изделий, включающий нагрев заготовки при перемещении роликовых контактов вдоль осн 20 в противоположных друг другу направлениях (2 (.

Этот способ обладает теми же недостатками.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ электроконтактного нагрева, изделий, включающий подвод электропитания и охлаждение посредством концов изделия по периметру череду- ЗО ющимися токоподводящими и теплоотводящими контактами (3 .

Хотя известный способ позволяет уменьшить перегрев концов изделия, возникающий вследствие дополнительного тепловыделения из-эа наличия переходного сопротивления, однако концы изделия непосредственно под токоподводящими контактами переохлаждаются и качество изделий сказыва- 4g ется невысоким. Б ряде случаев необходимо обрезать непрогретые участки, что приводит к перерасходу металла. !

Цель изобретения — повьппение качества изделий. 45

Цель достигается тем, что согласно способу электроконтактного нагрева изделий, включающему подвод электропитания и охлаждение посредством зажима концов изделия по периметру 5О чередующимися токоподводящими и теплоподводящими контактами, сначала изделие подвергают до 0,8-0,9 требуемой температуры нагрева, затем уменьшают усилие зажима концов изде- 55 лия, меняют место подвода электропитания смещением контактов по периметру изделия, после чего усилие зажима восстанавливают и цикл многократно повторяют до достижения изделием заданной температуры.

Нагрев изделия на величину 0,80,9 требуемой температуры нагрева обусловлен тем, что подогрев концов происходит одновременно с дополнительным нагревом заготовки, а концы при данном способе нагреваются более эффективно. Поэтому этот параметр определяет время включения установки для подогрева концов изделия.

Уменьшение усилия зажима концов издрлия вызвано необходимостью увеличения электрического сокротивления в роне контакта, что в свою очередь приводит к интенсивному выделению тепла и разогреву концов иэделия.

Уменьшение прижима также вызвано необходимостью вращения контактов вокруг изделия, т.е. для предотвращения вращения изделия вместе с контактом.

Изменение места подвода электропитания смещением контактов по периметру изделия предотвращает оплавление поверхности контактов изцелия, так как основное выделение тепла происходит в зоне сопротивления электрического контакта с изделием.

Восстановление усилия прижима необходимо для удерживания изделия, а также для нагрева изделия по его длине.

Многократное повторение цикла до достижения изделием заданной температуры обусловлено тем, что основное выделение тепла происходит в зоне сопротивления электрического контакта с изделием, поэтому необходимо некоторое время для выравнивания температуры по сечению изделия, находящемуся я зоне контакта. Время повторения последовательности операций до достижения температуры нагрева определяется сечением нагреваемого инделия.

На фиг. 1 изображена схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — схема контакта при нагреве изделий, имеющих плавный переход по периметру, разрез; на фнг. 3 — схема контакта при нагреве изделий, не имеющих плавного перехода по периметру, разрез.

По предлагаемому способу в процессе,нагрева изделия необходимо установить на концах по две пары кон3 1135 тактов с чередующимися по периметру изделия теплоотводящими и токоподводящими контактами. Иэделие нагреть на величину 0,8-0,9 требуемой температуры нагрева, после чего в каждой концевой паре прижим контактов одной и другой группы попеременно уменьшать. При этом необходимо осуществлять поворот их относительно соседней группы и восстанавливать усилие при- !о жима. Указанную последовательность операций повторяют до достижения иэделием требуемой температуры нагрева.

Поворот контактов осуществляется

180 на величину †- где h — число

15 О„С5НЬ р =2 00021 15 1000 =000094% Ом >

Ф где С вЂ” коэффициент, зависящий от обработки поверхности изделия;

20 88 — твердость по Бринеллю;

Р— контактное давление;

5 — удельное электросопротивление.

Температура изделия в зоне контак25 та определяется по известной методике путем решения дифференциального уравнения теплопроводности. Решение проводится методом сеток по двухслойной явной разностной схеме. Прог«> рамма реализована для ЭВМ-ЕС-1033.

В результате расчета установлено, что температура в зоне контакта при о нагреве изделия до 1180 С составляет

300 С. При попеременном уменьшении прижима контактов одной группы В каж дой иэ концевых пар до величины

3000 Н, электрическое сопротивление в эоие контакта увеличивается до

0,00315 Ом, что вызывает повышение о

4 температуры в зоне контакта до 1200 С.

Для уменьшения перегрева контактов н поверхности изделия одновременно производят- поворот токоподводящих контактов по периметру загатовки и тем самым отводят часть тепла с поверхности заготовки с помощью теплоотводящих контактов.

Как показали данные опытной проверки, в результате применения предлагаемого способа повышается качество нагреваемого изделия: отсутствуют недогретые концевые участки и оплавление поверхности изделия, на 10-1207 повышается стойкость контактов.

5798 А электрических контактов в каждой группе.

Предлагаемый способ может быть реализован с помощью устройства, содержащего две пары контактов 1и 2, размещенных на концах изделия 3.

Каждый контакт содержит чередующиеся теплоотводящие 4 и токоподводящие 5 контакты, имеюпр4е возможность перемещения в радиальном направлении и вращения по периметру изделия 3.

Токоподводы 5 каждой из концевых пар 1 подключены к источнику энергии 6. Возможно подключение и от различных источников энергии.

Так, например, при нагреве круглой заготовки диаметром 40 мм и длиной 3 и необходимо установить две пары контактов на концах заготовки. Каядый контакт должен содержать чередующиеся теплоотводящие и токоподводящие коитакты, выполненные иэ меди, имеющие возможность перемещения в радиальном направлении и вращения по периметру заготовки.

Требуемая температура нагрева заготовки 1200 С. Величина тока, необ ходимая для нагрева заготовки до заданной температуры, определяется по фор.муле:

775 4 где 3 — полное электросопротивление вторичной цепи;

С вЂ” средняя удельная теплоемкость в интервале температур нагрева;

rn — масса нагреваемого изделия; — тепловой КПД.

Максимально возможная величина прижима контактов F = 10000 Н.

Площадь одного токоподводящего контакта Р = 1200 мм . Величина электросопротивления в зоне контакта будет

1135775

4Ьг3

Составитель И. Курандо

Редактор Н. Яцала Техред 3.Палий Корректор И. Зрдейи

Заказ 10247/17 Тираж 552

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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