Способ термообработки изделий вэлектромагнитном контуре

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н 1848930 ф т К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Дополнительное к авт. ид-ву 51)М. Кл. 22) Заявприсоед но 1104,78 (21 ением заявки йо 01160/2 А -0 Г 26 В 3/ Государственный комит СССРио дедам изобретений и открытий.г 17 Я т Романовский Ордена Трудового Красного Знамени инс тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ИЗДЕЛ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ КОНТУРЕосится к сушильной ть использовано изготовлении изи конструкций в народного хозяйст Изобретение от технике и может б при производстве делий, материалов различных отрасля о Известен способ термообрабОтки и сушки изделий и материалов в элек ромагнитном контуре, питаемом током промышленной частоты, путем нагрева изделий при одновременном воздействии на них электромагнитного полян радиационно-конвективного теплового потока 113.Однако кондуктивный и радиационно конвективный потоки тепла, возбуждаемые действием электромагнитного поля, сосредоточены в тепловыделякщих ферромагнитных элементах (ТФЭ). В связи с этим невозможно радиально распре делить их так, как этого требуют условия материального и теплового балансов и проведения процесса термообработки, В процессе нагрева происходит образование сверхпредельных 25 значений перепадов температуры между поверхностью изделий и окружающей средой, вызывающих опасные градиенты температуры и массосодержания в иэде" лиях. Регулирование температурных 30 параметров окружающей среды возможн только путем изменения температуры ТФЭ и материала или созданием гринудительной циркуляции воздуха, что приводит к повышенному расходу энергии и ухудшению .свойств материалов и изделийНа нагрев иэделий и потери в окружающую среду затрачивается дорогостоящая электроэнергия с низким коэффициентом мощности (СозЧ ).Цель изобретения - интенсификация процесса, повьхаение качества и сокращение энергозатрат. Поставленная цель достигается тем, что нагрев иэделий и материалов при одновременном воздействии на них электромагнитного поля и радиационноконвективного потока ведут до температуры фазового превращения вещества, составляющей 60-180 С, путем подачи через электромагнитный контур теплоносителя, после чего подачу теплоносителя через электромагнитный контур прекращают или уменьшают, причем интенсивность Нагрева и плотность теплового потока регулируют изменением расхода и температуры теплоносителя и напряженности электромагнитного поля.На чертеже приведена схема устройства для реализации предлагаемогоспособа.В теплоизолированной камере 1 сразмаценными по внутренним ее поверхностям 2; полыми трубчатыми обмотками 3, образующими электромагнитныйконтур, присоединяют его к системетедлоносителя 4. Внутрь камеры 1 повещают обрабатываемые изделия илиматериал 5 с ТФЭ, После выполнениянеобходимых требований техники эксп"луатации и безопасности, включаютэлектромагнитную цепь 6 обмоток 3.,присоединенных к питающей сети токапромышленной частоты и внутрь полыхтрубчатых обмоток 3 подают теплоноситель (пар, газ, высокотемпературную жидкость). При этом нагрев иэделий или материалов происходит одновременно путем теплопередачи от ТФЭ(тепловой поток в которых возбуждается действием электромагнитного поля) и радиационно-конвективным потоком из изотермических:поверхностейтеплообмена обмоток электромагнитногоконтура, через который подается теплоноситель., Интенсивность нагрева и плотностьтеплового потока регулируют изменением расхода и температуры теплоносителя и величины напряженности электромагнитного поля. Гибкое управление процессом нагрева и тепло- и массообмена достигается автономным регулированием любым, не связаннымдруг с другом источником энергии,В целях более экономичного расхода электроэнергии нагрев изделийили материалов до температуры, невызывающей деструктивных изменений,60-1800 С осуществляют поверхностяминагрева и теплообмена электромагнитного контура, путем подачи через неготеплоносителя (например пара), а поддержание заданной величины градиентатемпературы в обрабатываемых изделиях или материалах, регулированиеплотности теплового потока и температуры нагрева, ведут включением электроэнергии и изменением напряженностиэлектромагнитного поля.Для увеличения потока диффузиивлажного вещества в обрабатываемыхизделиях после их нагрева до заданнойтемпературы, в периодах постояннойи падающей скорости, температуру ТФЭповышают на 4-300 С больше температурыокружающей среды в камере,П р и м е р 1. Термообработка исушка капиллярнопористых материалови иэделий из древесины.После загрузки штабеля древесиныс размещенными в нем ТФЭ в камеру,включают электрическую цепь токазлектрбмагнитного контура и одновременно через него от системы теплоснабжения подают теплоноситель. Тем-пературу древесины доводят до 80140 С с интенсивностью нагрева 15- 40 град/ч.:При этом, перепад температуры между окружающей средой, поверхностью древесины и ферромагнитными элементами поддерживают не более 1-5 С. Относительную влажность воздуха в камере поддерживают не менее 75-90. После достижения этих температурно-влажностных параметров путем уменьшения или полного прекращения подачи теплоносителя через секции обмоток электромагнитного контура (без отключения электрической цепи обмоток), температуру окружающей среды понижают на 5-150 С (по отношению к температуре поверхности древесины), В связи с этим потоки тепла и влаги становятся сонаправленными изнутри к поверхности древесины, что способствует интенсивному удалению влаги в окружающую среду.После достижения в древесине влагосодержания 25-30 (точка насыщения волокна), температуру ТФЭ по отношению к температуре окружающей среды увеличивают на 4-ЗОЧ:и при этой температуре ведут процесс сушки ,до заданного конечного влагосодержания древесины.П р и м е р 2. Термообработкапокрытий сварочных электродов.Подготовленные для термообработки (нагрев, сушка, термическая закалка) покрытия сварочных электродов нагревают в теплоизолированной камере с размещенной в ней электромагнитным контуром, Нагрев ведут одновременным воздействием потока тепла от поверхностей теплообмена электромагнитного контура и кондуктивным потоком тепла от ферромагнитных стержней (электродов), в которых тепловой поток возбуждается действием электромагнитной индукции (вихревые токи и коэрцитивные силы трения)Покрытия электродов йагревают до температуры 90-140 С с интенсивностью 60-400 град/ч, При этом перепад температуры между окружающей средой и поверхностью покрытия создают не более 1-3 С, а относительную влажность окружающей среды в камере поддерживают в.пределах 85-90. Затем для повьыения интенсивности внешнего тепло- и влагообмена температуру окружающей среды понижают на 3-15 С. В связи с этим подачу теплоносителя через электромагнитный контур уменьшают или полностью прекращают. Если в связи с отключением теплоносителя перепад температуры резко возрастает, тогда увеличивают радиационно-конвективный поток тепла от расположенных в камере ферромагнитных экранов путем повышения напряжев. ности электромагнитного поля на 15- 40 от его номинального значения.После достижения в покрытиях элекгродов заданного конечного влагосоцержания (0,1-0,5) их подвергают терМической закалке, для чего температуру на поверхности покрытий повышают до 250-450 фС с интенсивностью нагрева 150-800 град/ч путем одновременного включения электромагнитного контура и подачи через него теплоносителя. Причем, в зонах изотермического нагрева обеспечивают плотность теплового потока не менее 60-1200 Вт/м, 1 цП р и м е р 3. Термообработка железобетонных, керамзитобетонных изделий и конструкций (опоры высоковольтных линий электропередач, напорные и ненапорные железобетонные тру бы, колонны, плиты покрытий)Нагрев изделий и конструкций ведут при одновременном воздействии на них электромагнитного поля и радиационно-конвективного потока до 60-130 ОС с интенсивностью нагрева 30-100 гад/ч, с перепадом температуры между поверхностью бетона, ферромагнитной опалубкой и окружающей средой не более 1-6 С при относительной влажности воздуха не менее 80- 95, Поддержание указанных параметров ведут путем регулирования расхода и температуры теплоносителя и изменением величины напряженности электромагнитного поля,После достижения указанных параметров процесса источники нагрева отключаются и бетонные изделия или конструкции постепенно охлаждают до 60-9 ООС. При этом перепад температу ры между поверхностью бетона и окружающей. средой поддерживают в пределах 8-15 ОС. После охлаждения бетона до заданной температуры изделия нагревают до 120-130 ОС с интенсивностью 4 О нагрева 25-40 град/ч и перепаде температуры между поверхностью бетона и окружающей средой 6-12 оС. Дальнейший процесс термообработки ведут постейенным охлаждением с интенсивностью 25-30 град/ч до конечной температуры 30-40.С. Для керамзитобетонных изделий процесс термообработки завершают стадией сушки, поскольку пористый заполнитель содержит избы-: точную влажность, препятствующую наростанию прочности керамзитобетона, После завершения стадии охлаждения керамзитобетона до 60-90"С ведут дальнейший нагрев до 120-140 С с интенсивностью нагрева 30-40 град/ч и перепаде температуры между поверхностью керамзитобетона и окружающей средой не более 1-ЗС. Поддержание указанных параметров обеспечивают путем одновременного воздействия электромагнитного поля и радиационно-конвективного потока от электромагнитного контура, через который подаюттеплоноситель.При термообработке центрифугированных опор линий электропередач в герМетичных опалубках одновременный нагрев от. этих источников энергии ведут до 120-.150 ОС с интенсивностью 60-150 град/ч, и перепаде температуры между поверхностью опалубки и окружающей средой в камере в пределах 1-5 ОС. После достижения указанной температуры производят охлаждение конструкции со скоростью 20- 40 град/ч до конечной температуры 30 40 оС,1Формула изобретенияСпособ термообработки изделий вэлектромагнитном контуре, питаемомтоком промышленной частоты, путемнагрева изделий при одновременномвоздействии на них электромагнитногополя и радиационно-конвективноготеплового потока, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества и интенсификации процесса, нагрев иэделий при одновременномвоздействии на них электромагнитногополя и радиационно-конвективного потока ведут до температуры фазовогопревращения вещества, составляющей60-180 ОС, путем подачи через электромагнитный контур теплоносителя,после чего подачу теплоносителя через электромагнитный контур прекращают илиуменьшают, причем интенсивность нагрева и плотность тепловогопотока регулируют изменением расходаи температуры теплоносителя и напряженности электромагнитного поля,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 339734, кл, Г 26 В 3/34, 1962.,1130 илиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная,И ГосделамМоскв Составитель С. РомановскийТехред М,Коштура Корректор О,Би ираж 740 П рственного комитета ССС зобретений и открытий Ж, Раушская наб., д.