Способ управления поверхностным нагревом заготовок

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

748916

Союз Советскик

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07,02.7? (21) 2448977/24-07 (51) М,К, Н 05 В 5/04 б 05 1:) 23/19 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 15.07.80. Бюллетень №26

Дата опубликования описания 25.07.80 (53) УДК 621.365..52 (088.8) по делам нэобретеннй н открытнй

Э. Я. Рапопорт, В. В. Сабуров и А. А. Казаков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) CIIOCOh УПРАВЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫМ

НАГРЕВОМ ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано при поверхностном нагреве, например, индукционном для ускоренного достижения заданной температуры с допустимой неравномерностью по толщине заготовки.

Известен способ управления поверхностным нагревом, при котором во время нагрева и выдержки, необходимой для выравнивания температур; по сечению заготовки поддерживают на определенном уровне среднюю температуру заготовки (1) . 10

При этом способе управления суммарное время нагрева и выдержки больше минимально возможного, так как перегрев средней части заготовки над конечной температурой позволяет создать в заготовке во время интервала нагрева большой запас тепла, что позволяет значительно сократить время выравнивания температур по сечению заготовки.

Известен способ управления поверхностным нагревом заготовок, преимущественно щ индукционным, при котором включают источник питания для нагрева заготовки, затем его выключают и выдерживают заготовку в зоне нагрева, выравнивая при этом температуру по сечению заготовки, во время нагрева и выдержки контролируют температуру поверхности и центра заготовки, при достижении этими температурами конечной величины с заданным перепадом температур по сечению заготовки выгружают заготовку из эоны нагрева (2(.

Этот способ позволяет получить минимально возможное время всего цикла нагреввыдержка. Однако при необходимости получения более высокой точности нагрева по сечению, управление в два интервала: на1рев-выдержка не позволяет достигнуть желаемого. Перепад температур по сечению оказывается выше допустимого.

Цель изобретения — уменьшение перепада температур по сечению заготовки при сохранении минимального суммарного времени нагрев-выдержка.

Для этого дополнительно контролируют температуру в точке, расположенной на глубине равной одной трети радиуса заготовки, после окончания выдержки повторно включают источник питания для дополнительного выравнивания температур, а заготовку выгружают при достижении температурой поверхности и дополнительно контролируе748916

Мой тойкй верхнего допустимого значения, h температурой центра — нижнего допусти4ого значения.

На фиг. 1 изображены кривые изменениь температур по сечению заготовки; на фиг. 2 конечное распределение температур по толщине заготовки.

Способ управления реализуется следующим образом.

Управление производят в три интервала — нагрев-выдержка-нагрев, при этом контролируют температуру в трех точках на поверхности заготовки Т>, на глубине равной, 1/3 радиуса заготовки Tpq и в центре заготовки Ти,.

В первом интервале управления поддерживают максимально допустимую мощность и температуру поверхности Т„, перегревают над заданной конечной температурой Тз >

На втором, интервале источник питанйя отключают и производят выравнивание температур по сечению, при этом температура поверхности падает ниже нижнего предела Т „—, где Я вЂ” допустимый конечный йерепад температур по сечению, а температура центра еще не дошла до заданной.

На третьем интервале вновь включают источник питания и поднимают температуры поверхности до верхнего допустимого пределa Т> + Я. При этом температура всех слоев заготовки не выходит за рамки — допустимых температур T > +- Е .

Выгрузку заготовки производят при одновременном достижении температурой цент ра нижнего допустимого значения, а температурами поверхности и точки, расположенной на глубине равной 1/3 радиуса заготовки, верхнего допустимого зйачения

Т„+ .

Вместо линии переключения, как при

2-х интервальном управлении в данном способе имеем поверхноСть переключения в пространстве температур Т, Т, и Ти . Соответствующая функция (Тп, Тц, Ти ) рас" считываеТся или определяется практически.

Причем в моменты перехода с одного интервала на другой эта функция проходит через нуль, Реализация способа упрощается, если

- " " "температура поверхйости достигает" максимально допустимого значения Т к, обусловленного необратимыми процессами в заготовке, оплавлением и т. д. В этом случае одна из контролируемых температур

Т, = Т .

Практическая реализация описанного способа была проведена на печи

ИН вЂ” 220 — 58/140 мощностью 2200 кВт.

На заготовке диаметром 480 мм из сплава Д! осуществляют -нагрев за минимально возможное время с допускаемым отклонением +-1 С от заданной конечной температуры 460 С, Формула изобретения

36 выключают и выдерживают заготовку в зоне нагрева, частично выравнивая при этом температуру по сечению заготовки, во время нагрева и выдержки контролируют температуру поверхности и центра заготовки, прн достижении этими температурами конечной велиЧины с заданным перепадом по сечению заготовки выгружают заготовку иэ зоны нагрева, отличающийся тем, что, с целью уменьшения перепада температур по сечению заготовки при сохранении минимального суммарного времени нагрев-выдержка, дополнительно контролируют температуру в точке, расположенной на глубине равной одной трети радиуса заготовки, после окончания выдержки повторно включают источ4s ник питания для дополнительного выравнивания температур по сечению, а заготовку выгружают при достижении температурой поверхности и дополнительно контролируемой точки верхнего допустимого значения и температурой центра — нижнего допустимого значения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 2988623, кл. 219 — 10.75, 1966.

66 2, Авторское свидетельство СССР. по заявке № 2421154/07; кл. H 05 В 5/04, !976.

$ 6

И

В связи с тем, го выдержать столь малый допуск температур по сечению заготовки с минимальным временем всего цикла нагрева при 2-х интервальном управлении невозможно, нагрев ведут с 3-я интервалами. В конце первого интервала температура поверхности Тп составляет 495 М, центра Тч,431 С и Twq 473 С.

Во время второго интервала источник питания отключают.

Температуры в конце второго интервала следующие T„452 Ñ, Т 458 С, Tg< 463 С.

Во время третьего интервала могцность источника питания максимальная.

Выгрузку заготовки производят при следующих температурах Тч —— Т„, = 461 С, Т вЂ” — 459 С.

Суммарное время нагрева + выдержка -++нагрев составляет 20,2 -+ 2,2 + 0,25 =

= 22,65 мин.

Суммарное время по известному способу нагрева — 25,14 мин, причем допустимыйперепад температур при этом составил + 10 С, Следовательно, использование предложенного способа сократило суммарное время нагрева на 11%.

Способ управления поверхностным нагревом Заготовок, преимущественно индукционным, при котором включают источник питания для нагрева заготовки, затем его н п нам м. апач

Тс. нач.

Тц,ноч

Ъа

Составитель О. Турпак

Редактор С. Патрушева Техред К. Шуфрич Корректор М. Вигула

Заказ 4386/23 Тираж 885 Подписное

LLHHHI1Й Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ГЦ1П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная; 4