Способ управления поверхностным нагревом заготовок

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОВЕРХ НОСТНШ НАГРЕВОМ ЗАГОТОВОК, преимущественно индукционным, при котором нагрев ведут периодически повторяющимися стадиями в два этапа, на первом из которых проводят нагрев заготовок , подключая источник питания, а на втором выравнивают температуру по сечению заготовки отключением i источника питания, на обоих этапах контролируют температуру поверхности и центра заготовки и при равенст . не этих температур и достижении ими нижнего допустимого предела конечной температуры выгружают заготовку из печи, отличающийся тем, что, с целью снижения брака по неравномерности нагрева в переходных режимах при нагреве в методических печах, определяют значение средней температуры всех заготовок в начале этапа нагрева последней стадии и отключают источник питания по достижении средней температурой конечного значения, определяемого при одном из условий TV TH+UT CT при Т,,„ tT,,+4T,,,, S m W при Тд+ЛТ Т, -1с ААакс 1ЛН1Л J Мик ПР Т, + T,j,N , I Т,Т .где Т. -средняя температура в насл чальный момент этапа нагрева последней стадии; -конечное значение средней температуры; -приращение средней темпераiT а туры на этапе нагрева последней стадии в установившемся режиме; -максимально допустимое зна-Мвкс чение средней температуры; -минимально допустимое (ИH чение средней температуры.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) 80(13) (gg)4 Н 05 В 6/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3703115/24-07 (22) 22.02.84 (46) 15.08.85. Бюл. У 30 (72) Л.С.Зимин, Н.И.Малешкин, Э.Я.Рапопорт, В.В.Руднев и В.В.Рыбаков (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В.В.Куйоышева (53) 62 1.365.52(088.8) (56) Патент С1ПА 11 - 2988623, кл. 219-10 ° 751 1966 °

Авторское свидетельство СССР

В 738196, кл. Н 05 В 6/06, 1976. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОВЕРХ;H0CTHblM НАГРЕВОМ ЗАГОТОВОК, преимущественно индукционным, при которомнагрев ведут периодически повторяющимися стадиями в два этапа, на первом из которых проводят нагрев заготовок, подключая источник питания, а на втором выравнивают температуру по сечению заготовки отключением ° источника питания, на обоих этапах контролируют температуру поверхнос,ти и центра заготовки и при равенст, ве этих температур и достижении ими нижнего допустимого предела конечной температуры выгружают заготовку из печи, отличающийся тем, что, с целью снижения брака по неравномерности нагрева в переходных режимах при нагреве в методических печах, определяют значение средней температуры всех заготовок в начале этапа нагрева последней стадии и отключают источник питания по достижении средней температурой конечного значения, определяемого при одном из условий

Tg =Т <+ЬТ с IIpN ТЬ „„ Т,„+ЬТ 1с, & T

Т„=Т щкс при Т +ьТ с v Тудц °

Т„=Т„,„„при T„+aT<„< Т„,„„,,где Т вЂ” средняя температура в наМ чальный момент этапа нагрева последней стадии;

Т, — конечное значение средней

:к температуры;

ЬТ вЂ” приращение средней темпера ст туры на этапе нагрева последней стадии в установившемся режиме;

Т вЂ” максимально допустимое знаФакс чение средней температуры;

Т „„ — минимально допустимое значение средней температуры.

1 11735

Изобретение относится к области ,управления тепловыми процессами при нагреве заготовок путем передачи

1 тепла от поверхностных слоев saroтовки к центральным, например при индукционном нагреве, и может быть использовано для ускоренного достижения заданной температуры с допустимой неравномерностью по толщине заготовки и для уменьшения наруше- 10 ний ритмичности нагрева. !

Целью изобретения является снижение брака по неравномерности нагрева

I в.переходных режимах при нагреве в методических печах. 15

На фиг. 1 изображены кривые нагрева заготовок для установившегося режима; на фиг. 2 — то же, для режима с нагревом заготовок; на фиг. 3— то же, для режима с недогревом.

На чертежах представлены следую-, щие обозначения:

Т,, Т . — температура поверхности и центра заготовки с, — время этапа нагрева и, этапа выравнивания температуры;

Т„,, ТА, — максимальное и минималь-4ау Мни ное значение средней температуры Т ЗО

Процесс нагрева ведут до заданной температуры в два этапа управления (нагрев — выравнивание температур) с контролем температур т и Т, по-. верхности и центра заготовки. Сред- З5 няя температура Т в .том числе ее с начальное (TÄ) и конечное (Т ) значения определяются по контролируемым величинам Тд и Т по формуле т =-т +-(т, -т ).

1 4О с ч 2 Ч

По предлагаемому способу на каждом шаге процесса задается в допустимых пределах, определяемых величинами Т„ и Тц, такая конечная сред- 45

Мд . няя температура расположенной на выходе из индуктора заготовки, которая отличается от ее начального значения на последней стадии нагрева на величину, возможно более близкую к прира-.56 щению д Т этой температуры в установившемся режиме.

Это исключает недопустимые пере-. гревы заготовок при нарушениях установившегося режима работы нагревате- 55 .ля и обеспечивает минимальное время втягивания в установившийся режим после различных технологических и эксплуатационных пауз в работе оборудования.

Практическая реализация описанного способа проведена на печи ИН-800 мощностью 2400 кВт, общей длиной установки 6630 мм, частота сети

5Î Гц. Печь разделена на 6 секций, длина каждой 1035 мм. Длина нагреваемых заготовок 1540 мм, диаметр

490 мм, количество одновременно на. ходящихся в печи заготовок 4.

Качественные показатели на последней стадии нагрева в установившемся режиме (Т „, Т „ - начальные температуры поверхности и центра заготовки};

Т „=395 С; Т „=355 С; Т =Ту„+

Требу1мая точность нагрева по объему слитка Е =10 С, Тц „=490 С.

Индукционная установка находилась в установившемся режиме, затем столб заготовок поддерживался в режиме термостатирования в течение 30 мин.

После этого выходная заготовка (перая после ввода из установившегося ежима} выгружалась, а оставшиеся ри оказались перегретыми относительно установившегося режима на 40 С.

Следовательно, Ти„ =375 С; Т ; =500 С1

Нагрев всех последующих заготовок проводился в два этапа управления (нагрев — выравнивание температур) согласно предлагаемому способу.

Вторая заготовка имела начальную среднюю температуру Тн =375+40=4 15 С

0 ри Tq„q =435 С, Тцчч=395 С.

Так как Т +дт „, =415+125=540 С)

>"t.",, „ =520 С, то нагрев этой заготовки производился до температуры Т =

Т„ц, =520 С, т.е. заготовка была выО гружена после нагрева на последнем этапе на дт =520-415=105ОС с прира 2 щением дтпл меньшим дт„ст °

Следующая (третья).заготовка, нагревающаяся в одном индукторе с предыдущими, была перегрета в режиме термостатирования на 40 С. относительо но соответствующего этапа установившегося режима, но недогревалась на предпоследнем этапе (опять относительно установившегося режима) на величину, равную дТ„„-дТ =125-105=20 С.

Поэтому ее начальная температура т > на последнем этапе оказалась равной! 173563 о второй заготовки начальная средняя — 75+40-20=395ОС (при Т„„

=415 С

Э температура пят той заготовки оказалас равной Т =375-20=355 С (при Т „ =

>.ак как >> уст о

ИО)С > способу íà g Так как Т1,<+h ст г гласно предлагаемому спосо у

Т =490 С то пятая заготовка и<>следнем этапе до темпер ур, то сь после нагрева на последо и а ением равным выгружалась пос о нем этапе до температуры Тц„„=490 С

-4

>1 ст

) заготовка, с приращением р мин н.

Остальные заг товки поступавшие н режиме термостатирования, недогревто ой за- на выход и индуктора имели начальные

Э та на 20 С на этапе выдачи второй температуры на посл едней стадии Т = на предпо- Н

365+380 С беспечивающие с гласно следнем этапе сво его нагрева (на этагаемому алгоритму нагрев на пе выдачи третьей заготовки). и . Поэто- !5 предлагае

= Т =125 С т.е. уже начиная му ее начальная темпер ур е ат а (каки шестой заготовки был обеспечен вна Т. =375+40-"0=395 С с шестои за установившийся режим.

И Опять поскольку ч !> б даря дополничетвертая заготов- 20 Таким образом, лаго

395+125=5200С =Т. „четвертая за

> контролю приращения температельному контро ка выгружалась после р т ы на последней стадии нагрева последнем этапе ( (как и третья) до туры на посл агаемый способ управления о есб температуры Т,„„<.=520 С с р р с п и ащением предлагаемый печивает возможность за минимальное

Ц=вт„ствремя перевести индукционную устаПосле нагр ева четвертой заготовна установившийся режим без

-ки на выход индуктора уп пост ает пятая новку на у

Il яся в индуктор использования я "балластных заготовок, заготовка, загружающаяся в индук простоев пресса и недопустимого перепосле режим а те мостатирования. За простоев пресса и е в ачи грева.нагреваемых заготовок. счет недогрева в 20 С на этапе выдачи грева. т

?и<и%7

Т»

?и+491

7йии

?>>и

?и Чи

Т, C

Ъ6ФС

Tir Ю@ С- 8

1173563

Т, С иию+

Тк Ю®

Составитель О.Турпак

Редактор М.Келемеш Техред А.Кикемезей Корректор А.Тяско

Заказ 5081/56 . Тираж 794 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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