Способ электроконтактного нагрева длиномерных параллельно расположенных изделий

(51)4 С 21 Р 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЬСТВУ 4 рдена Т о-иссле нститут удо ова тал сти.8) итании1/40, 19 ьство ССС 1/40, 195 67. 5. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ(71) ГосударственныйКрасного Знамени научтельский и проектныйлургической промьпплен(54)(57) СПОСОБ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГОНАГРЕВА ДЛИННОМЕРНЫХ ПАРАЛЛЕЛЬНОРАСПОЛО)1 ИННЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий о закрепление иэделий в зажимных электроконтактных головках и двухпозиционное соединение изделий с источником электропитания при помощи подводящего, промежуточного и отводящего токопроводов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения энергозатрат, промежуточный и отводящийтокопроводы размещают параллельно изделиям с образованием в поперечном,сечении ромба, при этом токопроводыи иэделия располагают в противоположных вершинах ромба.Способ осуществляют следующим образом.Из принципиальной схемы следует, что в каждый данный момент направле. ние тока в прутках 1 общее и противоположное направлению тока в токо- проводах 2, следовательно, в процес. се нагрева прутки притягиваются друг к другу и одновременно испытывают расталкивающее воздействие со стороны токопроводов, которые между собой также притягиваются. Силы взаимного притяжения прутков располагаются в горизонтальной плоскости, проходящей через оси прутков, силы, отталкивающие прутки от токопроводов, располагаю 9 ся в плоскос тях, соединяющих оси прутков и токо проводов, т.е. наклоненных относительно горизонта под углом М , Из соображений симметрии равнодействую 40 45 50 Изобретение относится к электроконтактному нагреву металлов и можетнайти применение в металлургии и машиностроении для термообработкидлинномерных изделий из цветных и 5черных металлов.Цель изобретения - снижение энергозатрат.На фиг.1 изображена электрическаясхема двухпозиционной установки с . 10питанием от одного трансформаторабез учета фактического взаимногорасположения в пространстве изделийи токопроводов - шин, на фиг.2 - видна торец установки в направлении продольных осей иэделий и шин, с изобра.жением их фактического взаимногоФрасположения в пространстве, нафиг.3 - то же, что на фиг.1, 2 и 3,но с токоподводом к каждому изделию 20от отдельного трансформатора,На принципиальной электрическойсхеме двухпозиционной установки(фиг.1) прутки 1 чередуются в последовательном соединении с параллельными им токопроводами 2. Замыкаетцепь вторичная обмотка трансформатора 3. Электрическая цепь та же,что и на фиг. 1, но как вид на торцыпрутков и параллельных им токопрово- З 0дов (фиг.2). Прутки 1 располагаютсяв горизонтальной, плоскости,а токопроводы - в вертикальной. Линия пересечения указанных плоскостей являетсяпространственной осью симметрии сис.35темы из двух прутков и двух токопроводов.щая вертикальных составляющих сил, действующих на один из прутков от двух токопроводов, равна нулю (из-за последовательного соединения проводников в цепи отношения электрических сил взаимодействия между ними определяются толькб соответствующими расстояниями между ними и не зависят от силы протекающего по ним тока), горизонтальные составляющие этих же сил складываются между собой и воздействуют на пруток в направлении прямопротивоположном притягивающему воздействию на него другого прутка.. Выбирают соотношение расстояний между прутками и токопроводами из условия равенства нулю горизонтальной составляющей сил, действукяцих на пруток.Пусть Х - расстояние между двумя проводниками под током, тогда сила, взаимодействия между ними равна Кгде К - коэффициент (кгс.м), зависящий от величины силы тока в про-, водниках и других электротехнических параметров, но постоянный для дан ной системы. Расстояние между прутками равно 2 а, расстояние между токопроводами 2 в, расстояние между прутком и токопроводом с.По теореме Пифагора сг - аг + Ь=а 43(3) Из (2) и (3) следует, что, задавшись по конструктивным соображениям а, всегда можно получить Ь .и с и таким образом сконструировать двухпозиционную установку с требуемыми Сила, притягивающая пруток кКпрутку, - ;- сила, отталкивающая2 аКпруток от токопровода, - , проекциясэтой силы на горизонтальную плоскость К Ка асоз ы = - , так как сов Ы= с с тогда уравнение статики из условия равенства нулю горизонтальной равнодействующей всех сил, действующих на 1К К пруток, имеет вид -- 2 - совм =О;К Ка 2 а с или -- 2 - = О;2 а соткуда с = 4 аг или с = 2 а (2)После постановки (2) в (1) получимТогда из условия малости д 1 относительно Ъ имеем: из (2) и (3) следует, чтос =Ь и Ь с = - ЬЬ, (4),(5)2Вертикальная составляющая силывоздействия нижнего токопровода напрутокК . К ЬЬЬ--- здпм, = -ф --с-дс с-Ас с-дсЬ-ЬЬгак как вдпс-ЬсВертикальная составляющая силывоздействия верхнего токопровода напруток К , К В+ЬЬ-- здпкс+дс с+Ьс с Ас Ъ+Ь Ьтак как здп М, = --с+ЬсОбщее уравнение равновесия прутков в вертикальной плоскости КЬ- дЬ КЬ+А Ь 2(4) и (5) и преобразований имеем ЪК ЧКг2 й 4 Сг2(7) В качестве примера практической)ценки Ь можно привести следующиевыкладки. свойствами равновесия прутков. Конст руктивное выполнение двухпозиционной установки: токопроводы в виде шин крепятся к подвижным в вертикальном направлении балкам, которые с помощью соответствующих винтовых устройств могут быть установлены на необходимых отметках, Вертикальная регулировка шин необходима для компенсации действующих на прутки сил их собственного веса.Для случая, когда вес прутка существенно (на порядок) меньше сил К К2 а с- или в , величину вертикального сме щения токопроводов можно определить следующим образом.Пусть для компенсации силы веса прутка АЬ - смещение обоих токопро. водов вверх, Ь с - соответствующее д 1 изменения расстояния с. Пусть пруток весит С=37 кгс на.погонный метр и по системе течетток 510 А.4Как известно, ампером называется 5 сила тока, текущего в двух параллельных проводниках, находящихся на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, который создает между проводниками усилие в 2 10 кгс на каждый-81 О погонный метр проводника.Отсюдакоэффициент К равен 210 (5 10 ) или К=50 кгс. м.Пусть из конструктивных соображений (размеры обрабатываемого профи ля, конструкция контактов и др.) раз.мер 2 а=0,25.м. Тогда Ь = а 430,216. Тогда после подставки в (7)значений С, К и Ь получим АЪ=0,022 м.Таким образом, всегда можно иметь 20 предварительную оценку величины вертикального смещения токопроводовдля компенсации сил веса прутков.Точное положение токопроводов с учетом сил веса можно определить либо 25 с помощью специальных уточненныхрасчетов, либо регулировкой винтовыми устройствами на работающей установке.Вертикальное смещение токопроводов относительно прутков без нарушения их равновесия в горизонтальной плоскости возможно из-за того,что приближение нижнего токопроводак пруткам компенсируется отдалениемот них верхнего токопровода с сохранением без изменения их суммарноговлияния на прутки в горизонтальнойплоскости.Электрическая схема на фиг.З по к аз ана как пример в ОзможнОсти использования разных источников энергии для нагрева каждого из прутковдвухпозиционной установки. В этомслучае пространственная схема рас положения прутков и токопроводовта же, что и в предыдущем случае.Предлагаемый способ может бытьвнедрен не только на вновь строящих.ся, но также и на уже действующих 50одно- двух- и многопозиционных установках электроконтактного нагревапутем их дополнения необходимой системой токопроводов. Это позволяетподнять скорость и качество нагреваизделий, уменьшить их окалинообразо ванне (так как уменьшается выдержкапри высокой температуре).1208087 Составитель Г.Назароактор М.Недолуженко Техред А.Ач Корректор С.Шекм Подписное Зака 5,52ого к Госуд нн омиелам и ений и откМосква, Ра ая , д ушск ал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная 182/34 ВНИИПИ и 11303Тира арстве зобретЖтета СССРрытийнаб.