Способ управления поверхностным нагревом заготовок

. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ЗОБРЕТЕНИЯТЕПЬСТВУ(71) Куйбышевский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститут им. В.В.Куйоышева(54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОВЕРХ,НОСТНЬМ 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 температурупо сечению заготовки отключениемисточника питания, на обоих этапахконтролируют температуру поверхнос,ти и центра заготовки и при равенстве этих температур и достижении иминижнего допустимого предела конечрева по- установи ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИД ной температуры выгружают заготовку из печи, о т л и ч а ю щ и й с я 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 условийТ 3 с ТК+ЬТ)1 ст при ТМм Тъ+ЬТст э ТмрТ=Тщс при Т+ЬТ)ст 1 Туи), уТ=тпри Т+ат Т, ,где Т - средняя температура в наМчальный момент этапа нагрева последней стадии;Т, - конечное значение средней:ктемпературы;ЬТ - приращение средней темперасттуры на этапе нагследней стадии в вшемся режиме;Т - максимально допустимое знаФаксчение средней температуры;Т - минимально допустимое значение средней температуры, 1 11735Изобретение относится к области,управления тепловыми процессами принагреве заготовок путем передачитепла от поверхностных слоев заготовки к центральным, например прииндукционном нагреве, и может бытьиспользовано для ускоренного достижения заданной температуры с допустимой неравномерностью по толщинезаготовки и для уменьшения нарушений ритмичности нагрева.Целью изобретения является снижение брака по неравномерности нагревав.переходных режимах при нагревев методических печах. 15На фиг, 1 изображены кривые нагре.ва заготовок для установившегосярежима; 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 пбверхностии центра заготовки:с, с - время этапа нагрева иэтапа выравнивания температуры;Т, , Тм - максимальное и минималь 4 ах ф Моюное значение среднейтемпературы Тс,3 ОПроцесс нагрева ведут до заданнойтемпературы в два этапа управления(нагрев - выравнивание температур)с контролем температур Т и Т, по-.верхности и центра заготовки. Сред- З 5няя температура Т в .том числе еесначальное (Тн) и конечное (Т ) значения определяются по контролируемым величинам Тд и Т по формуле=т +-(т, -т ).1 4 Ос Ч 2ЧПо предлагаемому способу на каждом шаге процесса задается в допустимых пределах, определяемых величинами Т и Тм , такая конечная средманяя температура расположенной на выходе из индуктора заготовки, котораяотличается от ее начального значенияна последней стадии нагрева на величину, возможно более близкую к прира-.56щению А Т этой температуры в установившемся режиме,Это исключает недопустимые пере-.гревы заготовок при нарушениях установившегося режимаработы нагревате.ля иобеспечивает минимальное времявтягивания в установившийся режимпосле различных технологических иэксплуатационных пауз в работе оборудования.Практическая реализация описанного способа проведена на печи ИНмощностью 2400 кВт, общей длиной установки 6630 мм, частота сети 5 О 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 послед. ней стадии нагрева в установившемся режиме (Т Т - начальные температуры поверхности и центра заготовки);тпн=395 Су т о=355 С 3 ТО=ТУ,+ Требуемая 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 С;Нагрев всех последующих заготовок проводился в два этапа управления (нагрев - выравнивание температур) согласно предлагаемому способу.Вторая заготовка имела начальную среднюю температуру Тц =375+40=4 15 С0 при Тцц =435 С, Тц =395 С.Так как Т +ЬТ, =415+125=540 С) "" =520 С, то нагрев этой заготовки производился до температуры Т= Тц, =520 С, т.е, заготовка была выО гружена после нагрева на последнем этапе на ЬТ =520-415=105 ОС с прираЯ щением ЬТ 2, меньш м АтеистСледующая (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 ЬТ -ьт =125-105=20 С. Поэтому ее начальная температура Т на последнем этапе оказалась равной1173563о второй заготовки начальная средняя -.75+40-20=3950 (при Тпч = =415 С Э температура пяттой заготовки оказаластттС : равной Т =375-20=355 С (при Т = цсто+ Т =355+125=480 Г Иотт. фспособу на 5 Так как Т 1,+В г 1 гласно предлагаемому спосо уТ =490 С то пятая заготовка последнем этапе до темпер, ур ,=, тось после нагрева на последо и а ением равным выгружалась посо нем этапе до температуры Т=490 С-4 1 ст фя) заготовка, . с пРиращением =- ц. - Следующая (четвертая) заготовка,Остальные заг товки поступавшие л режиме термостатирования, недогревто ой за- на выход и индуктора имели начальныеЭ та на 20 тС на этапе выдачи второйтемпературы на посл едней стадии Т = на предпо- н65 380 С беспечива щи с г ас следнем этапе сво его нагрева (на этаи . гаемому алгоритму нагрев на пе выдачи третьей заготовки), и . Поэто предлагае= Т =125 С т.е. уже начиная му ее начальная темпер ур е ат а (как ишестой заготовки был обеспечен вна Т. =375+40-";0=395 С с шестои заустановившийся режим, К опять, поскольку 1 тт Ь. устб даря дополниб = четвертая заготов 1 Таким образом, лаго 395+125=520 О С = четвертая законтролю приращения температельному контро ка выгружалась после рт 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 предлагаемыйпечивает возможность за минимальное 1 ВТс 125 время перевести индукционную уста- После нагр ева четвертой заготовна установившийся режим без ки на выход индуктора уп пост ает пятая новку на у1 яся в индуктор - использованияя "балластных заготовок, заготовка, загружающаяся в индукпростоев пресса и недопустимого пере- после режим р а те мостатирования. За простоев пресса ие в ачигрева.нагреваемых заготовок. счет недогрева в 20 С на этапе выдачигрева. майин Ъ/ ги Чнго комиийиоушская Подписноетета СССРкрытийнаб., д. 4/