Способ электроконтактного нагрева изделий

, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР 00 ддлАМ иЗОБРетений и ОТНРытий ЕТЕНИЯ 30(71) УкраинскийКрасного Знаментельский инстит(56) 1. Ковревнагрев при обра ордена Трудового научно-исследоват металлов3(088.8).С. Электроконтактный отке цветных метал- ургия", 1975, с. 91-94 свидетельство СССР 21 2 1/40, 1978. свидетельство СССР 1 0 1/40, 1972.(54) (57) СПОСОБ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО НАГРЕВА ИЗДЕЛИЙ, включающий подвод электропитания и охлаздение посредством зажима концов изделия по периметру чередующимися токонодводящимиЪ и теплоотводящими контактами, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества изделий, сначала изделие подогревают до 0,8- 0,9 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.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, 10 кодводимого с помощью прижимных контактов И .Недостатком указанного способа является образование ненагретых мест в зоне контакта токоподводов 5 с заготовкой.Известен также способ электро- контактного нагрева изделий, включающий нагрев заготовки при перемещении роликовых контактов вдоль оси 20 в противоположных друг другу направлениях Я .Этот способ обладает теми же недостатками.Наиболее близким по технической 25 сущности к предлагаемому является способ электроконтактного нагрева . изделий, включающий подвод электропитания и охлаждение посредством концов изделия по периметру череду 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 ется невысоким. Б ряде случаев необходимо обрезать непрогретые участки, что приводит к перерасходу металла.Цель изобретения - повьппение качества изделий. 45Цель достигается тем, что согласно способу электроконтактного нагрева изделий, включающему подвод электропитания и охлаждение посредством зажима концов изделия по периметру 50 чередующимися токоподводящими и теплоподводящими контактами, сначала изделие подвергают до 0,8-09 требуемой температуры нагрева, затем уменьшают усилие зажима концов изде 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 нагреваобусловлен тем, что подогрев концовпроисходит одновременно с дополнительным нагревом заготовки, а концыпри данном способе нагреваются болееэффективно. Поэтому этот параметропределяет время включения установки для подогрева концов изделия.Уменьшение усилия зажима концовиздрлия вызвано необходимостью увеличения электрического сокротивленияв роне контакта, что в свою очередьприводит к интенсивному выделениютепла и разогреву концов иэделия.Уменьшение прижима также вызванонеобходимостью вращения контактоввокруг изделия, т.е. для предотвращения вращения изделия вместес контактом.Изменение места подвода электропитания смещением контактов по периметру изделия предотвращает оплавление поверхности контактов изцелия,так как основное выделение теплапроисходит в зоне сопротивленияэлектрического контакта с изделием.Восстановление усилия прижиманеобходимо для удерживания изделия,а также для нагрева изделия по егодлине,Многократное повторение цикладо достижения изделием заданнойтемпературы обусловлено тем, что основное выделение тепла происходитв зоне сопротивления электрическогоконтакта с изделием, поэтому необходимо некоторое время для выравниваниятемпературы по сечению изделия, находящемуся в зоне контакта. Время повторения последовательности операцийдо достижения температуры нагреваопределяется сечением нагреваемогоинделия.1На 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 изделиятеплоотводящими и токоподводящими контактами. Иэделие нагреть на величину 0,8-0,9 требуемой тем. пературы 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 осуществляется180на величину в - где- числоУ ф 5 Йц С 5 НЬ Р =200021151000 =000094 ФОм Фгде С - коэффициент, зависящий отобработки поверхностиизделия;Ю 18 - твердость по Бринеллю;Р - контактное давление;б - удельное электросопротивление,Температура изделия в зоне контак 25 та определяется по известной методике путем решения дифференциальногоуравнения теплопроводности. Решениепроводится методом сеток по двухслойной явной разностной схеме. Программа реализована для ЭВМ-ЕС.В результате расчета установлено,что температура в зоне контакта прионагреве изделия до 1180 С составляет300 С, При попеременном уменьшении35 прижима контактов одной группы в каждой иэ концевых пар до величины3000 Н, электрическое сопротивлениев зоне контакта увеличивается до0,00315 Ом, что вызывает повышениео40 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 частьтепла с поверхности заготовки спомощью теплоотводящих контактов.Как показали данные опытной проверки, в результате применения предлагаемого способа повышается качествонагреваемого изделия: отсутствуютнедогретые концевые участки и оплавление поверхности изделия, на 10-1207повышается стойкость контактов,электрических контактов в каждой группе.Предлагаемый способ может быть реализован с помощью устройства, содержащего две пары контактов 1 и 2, размещенных на концах изделия 3. Каждый контакт содержит чередующиеся теплоотводящие 4 и токоподводящие 5 контакты, имеюир 4 е 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 контакты, выполнен" ные иэ меди, имеющие возможность перемещения в радиальном направлении и вращения по периметру заготовки.Требуемая температура нагрева заготовки 1200 С. Величина тока, необходимая для нагрева заготовки до заданной температуры, определяется по формуле: 775 4где 3 - полное электросопротивлениевторичной цепи;С - средняя удельная теплоемкостьв интервале температур нагрева; п - масса нагреваемого изделия;- тепловой КПД.Максимально возможная величина прижима контактов Г,= 10000 Н. Площадь одного токоподводящего контакта Г = 1200 мм. Величина электросопротивления в зоне контакта будет1135775г 3 Составитель И. Курандо Техред З.Палий Редактор Н. Яцорректор И. Зрдейи 3 10247/1 Тираждписн ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж,Раушская наб., д.Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная