Устройство для индукционного нагрева слябов

союз соВетскихСОЦИАЛИС 1 ИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1669 О 8 50 51)1 Н 05 В б/3 ничес инст гин, Л, И. Хасаев тво ССС б, 1987,985, кл, 2 0.67,ЦИОН НОГО к электротерндукционного ного поперечи т. и,) перед ие электроаение габаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕГ10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНАГРЕВА СЛЯБОВ Изобретение относит мии, а конкретнее к облас нагрева заготовок прямоу ного сечения (слябов, блю прокаткой,цель изобретения - снижендинамических вибраций, уменьритов и веса,На фиг. 1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг 3 - устройство, вид сбоку с элементами фиксации его торцовой поверхности; на фиг, 4 - мгновенная физическая картина электромагнитного поля и электро- динамических усилий заявляемого устройства,Устройство для индукционного нагрева содержит многовитковые нагревательные катушки 1-3, выполненные в виде прямоугольных соленоидов, витки которых изго(57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является снижение электродинамических вибраций. уменьшение габаритов и веса. В индукционном нагревателе слябов с прямоугольными катушками, соединенными встречно, стяжка катушек осуществляется по наибольшим из боковых сторон катушек, при этом катушки располагают близко друг к другу через изоляционный слой, что позволяет усилить взаимодействие магнитных полей соседних катушек. 4 ил. товлены из профилированной медной трубки и изолированы обмоткой из лакоткани или киперной ленты, пропитанной бакелитовым лаком. Каждая катушка устройства содержит длинные прямолинейные проводники, образующие по две боковые поверхности наибольшей площади; 1 а и б - у катушки 1; 2 а, и 26 - у катушки 2; За и Зб - катушки 3. Нагревательные катушки 1-3, установлены вплотную друг к другу таким образом, что поверхности 16 и 2 а, а также 26 и За плотно примыкают друг к другу через изоляционный слой 4 (в данном случае склеены эпоксидным компаундом по всей площади), Во внутренней полости катушек расположены нагреваемые слябы 5, а по периметру соленоидов проложена тепловая изоляция б, Слябы установлены на изолирующих площадках 7, которые соединены с гидравлическим йодъемным механизмом 8, Сверху нагревательные катушки 1 - 3 закры 1669085ты тепло- и звукоизолирующими крышками 9, Левая 1 а и правая Зб торцовые поверхно)сти крайних катушек 1 и 3 зафиксированы поперечными 10 и продольными 11 балками из прочного токонепроводящего материала, Поперечные балки 10, пересекающие длинные проводники крайних катушек под прямым углом, жестко соединены с указанными проводниками при помощи болтов 12. Катушки стянуты вмесге стальными шпильками 13. К. овальным частям витков нагревательных катушек припаяны силовые отводы 14, которые выведены на переднюю сторону устройства, С задней стороны устройства смонтированы входные и выходные штуцера 15 системы водоохлаждения катушек.Усгройство работает в периодическом или постадийном режиме нагрева, Б начальный момент времени слябы 5 с помощью механизма загрузки-выгрузки 7 и 8 одновременно поступают во внутреннюю полость катушек 1 - 3 и по мере достижения заданной конечной температуры одновременно выгружаются из них в случае периодического нагрева, или последовательно перемещаются из одной катушки в другую при постадийном режиме нагрева. В постадийном режиме нагрева для пуска устройства могут быть использованы "ложные" слитки, которыми на период пуска загружаются катушки 2 и 3.ГЛгновенная физическая картина электромагнитных и электродинамических лолени)л, происходящих во время работы устройства, изображена на фиг, 4, где обозначены:11, 12-условное направление соответственно индуктирующего тока нагревательной катушки и индуцированного тока в слитке;Ф- основной магнитный поток нагревательной катушки;Фо - магнитный поток рассеяния нагревательных катушек;Ер в .направление действия распирающих электродинамических усилий. возникающих в результате взаимодействия индуктирующих токов 11 с индуцированными токами 12;Гс - направление действия электродинамических усилий, возникающих в результате взаимодействия собственных индуктирующих токов 1 вплотную расположенных проводников соседних катушек между собой,Р любой момент времени длинные проводники катушек испытывают периодическое воздействие распирающих электродинамических сил Е, возникающих 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 вследствие электромагнитного взаимодействия токов индуктора 11 и вихревых токов в загрузке 12, Из-за встречного направления токов 1 и 12 проводники катушек отталкиваются от нагреваемых ими слябов (фиг. 4), Кроме того, токи 11, протекающие по проводникам, расположенным вплотную друг к другу, но относящимися к равным катушкам, взаимодейству)от между собой и порождают электродинамические усилия Гс, направленные в ту же сторону, что и Ер из-за одинакового направления токов 1 в примыкающих друг к другу проводниках соседних катушек, Наличие жесткой механической связи между примыкающими плоскими поверхностями 16 и 2 а, 26 и За катушек 1, 2, 3 обеспеченной по всей их площади компаундом 4, приводит к тому, что связанные между собой поверхности 16 и 2 а, 26 и За образуют монолитые конструктивные узлы устройства, своего рода перегооодки, разделяющие внутренние полости катушек.Поэтому силы Гр и Гс, действующие, например, на монолитную перегородку 16-2 а со стороны электромагнитного поля катушки 1, взаимно уравновешиваются (компенсирую.) ся) силами Рр и Гс, действующими на эту перегородку со стороны поля катушки 2, и т. д. Тем самым достигается эффект скомпенсированного силового воздействия на жестко связанные плоские поверхности проводников соседних катушек устройства, При равенстве электрической мощности нагревательных катушек, а также при одинаковых прочих параметрах(геометрии катушек, числе их витков) вибрация связанных плоских поверхностей проводников (перегородок) 16-2 а, 26-За полностью прекращается,Если же мощности катушек устройства не одинаковы, то полной компенсации вибраций связанных поверхностей достичь не удается, при этом звуковые волны, излучаемые этими поверхностями, в производственное помещение не проникают, а поглощаются во внутренней полости катушек 1-3 футеровкой б,тепло- и эвукоизолирующими крышками 9, и размещенными внутри катушек слябами 5.Некоменсированное силовое воздействие в виде распирающих усилий Рр испытывают внешние торцовые поверхности проводников устройства 1 а и Зб, гашение вибраций которых осуществляется системой поперечных 10 и продольных 11 балок, повышающей изгибную жесткость торцовых проводников,Установка катушек вплотную друг к другу наибольшими боковыми сторонами усиливает лагнитную связь катушек, посколькусокращается путь следования магни ного потока из одной катушки в другую, и уменьшается магнитное сопрогивление устройства, Поэтому предложенное устройство обладает более высоким коэффициентом мощности и электрическим кпд, что позволяет обеспечить заданную производительность нарева при меньшей электрической мощности, подво,",омой к нагревательным катушкам, Последее ч акже снижает виброактивность индукционного нагревателя,Технико-экономический эффект от внедрения предложенного изобретения заключается в снижении вибраций и шума, создаваемого устройством, и улучшении условий труда обслуживающего персонала, в уменьшении габаритов, веса и материало- емкости устройства, экономии производсгвенной площади. Например, для устройства, содержащего три индуктирующие катушки и предназначенного для нагрева слябов, максимальный размер которых дпсти ае г 10 м. снижение уровня излучаемой звуковой мощности и уровня звукового давления составляет в сред нем соответственно 25-28 дб и 5 - 8 дБ 5 при одноврем,.нном уменьшснии габаритов, веса и ма ериалоемкости устройства в 2-3 раза1 ормула изобретения1 ПУстроиство для индукционного нагрева слябов, содержащее по меньшей мепе две прямоугольные соленоидные многовитковые нагревательные катушки, 15 оси которых параллельны, катушки обращен одна к другой одной из боковых стор. н, включены между собой встречно и механически стянуты элементамф крепления, отл ич а ю гце ес я тем, что, с целью 20 снижения электродинамических вибраций, уменьшения габаритов и массы, указанные катушки примыкают одна к другой через изоляционный слой наибольшими из боковых сторон.251669085 2 Фиг Редактор С,Патрущ рректор Т.Палий роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Составитель А,Ерги Техред М,Моргентал Заказ 2660 Тираж 477 ВНИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, ЖПодписноеретениям и открытиям при ГКНТ СС шская наб 4/5