Способ электроконтактно-индукционного нагрева кромок электропроводного листа

(9) 1) я)4, Н 05 В 11/00 ЫЙ КОМИТЕТ СССРБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕПО ДЕЛАМ И ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВУ МУ СВИДЕТ 1мик ом част И(54)(57) СПОСОБ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА КРОМОК ЭЛЕКТРПРОВОДНОГО ЛИСТА, при котором пропукают токи проводимости через многоточечный контактный блок, одновремно индуцируя с помощью токоподводок контактам токи, пространственносовпадающие и синфазные токам провдимости в направлении, перпендикулном кромкам листа, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышния равномерности нагрева, устанавливают токоподводы с равным шагомпараллельно друг другу и плоскостялиста на расстоянии от него, опредляемом по формулеИЯ(1+ во )4й Ь - расстояние от токоподвода до плоскости листа, м;й - толщина листа, мЯ - угол между граня р оклиста, градпричем оси крайних токоподводов с кон,тактами устанавливают вдоль боковыхграниц нагреваемой зоны листа,Контролируют токи в токоподводахи поддерживают одинаковую величинутока 1 о в токоподводах, установленных от боковых границ зоны на расстояниях, больших толщины листа, и величину тока, определяемую по формуле1 (1+Ка)огде 1- ток в каждом токоподводе, А;Е - номер токоподвода, считаяот центра к боковой границе;Ь - размер нагреваемой зонывдоль кромки листа, м;а - расстояние между контактами и токоподводами вдолькромки листа, в токоподводах, установленных от боковых границ на расстоянии,меньшем толщины листа,оту тока выбирают по формуле- коэффициент, равный от 25 до 30.1173564, Изобретение етносится к электротермии и может быть использовано длянагрева участков поверхности изделийиз электропроводного листового мате-.риала, например, для нагрева под отпуск участков поверхности огнерезныхкромок.Целью изобретения является повышение равномерности нагрева.,На, Фиг1 изображено устройство, 10реализующее предлагаемый способ,:.общий вид; на фиг. 2 - разрез А-Ана Фиг, 1; на фиг. 3 - кромка изделия, поперечное сечение; на Фиг, 4нагреваемый участок кромки; на 5фиг, 5 - развертка нагреваемогЬ участка кромки.Устройство для осуществленияпредлагаемого способа содержит спаренные точечные контакты 1, укрепленные 20на подпружиненных контактодержате.-лях 2, расположенных в линию с равным шагом. Ток к контактодержателям 3 подводится с помощью токоподводов 3 и кабелей. При этом токоподводы 3 могут быть подключены к общемуисточнику электроэнергии (не показан)или каждый к самостоятельному.Расстояние 4 между токоподводами 3и поверхностью 5 кромки 6 равно Ь.Границы 12 нагреваемой зоны 13 определены шириной 14, Зона нагрева 13разбита на следующие участки: сред-ний 14 и приграничный 15, шириной 16,равной толщине листа 11, которая обозначена й,Расстояние 4 между токоподводами 3и поверхностью 5 кромки 6 выбираютв соответствии с равенствомВЮ40Ь=-(1+6 ), (1).где- угол между гранями кромки 7и 8;й - толщина листа, м.Подобный выбор величины расстояния 4 позволяет регулировать соотношение плотностей токов проводимости 9и индуцированных токов 10 в зависимости от толщины 11 листового изделия и угла между гранями 7 и 8 кромки 6 и обеспечить требуемую равномерность нагрева.Количество однополярных точечныхконтактов 1, во избежание полосатос- .ти нагрева, выбирают в соответствиис соотношениемЬ и=-+1. аПри этом величину шага между одно- полярными контактами 1 выбирают в пределах 0,02 - 0,03 м, где Ь ширина зоны, м; а - шаг между контактами, М.Предлагаемый способ можно рассмотреть на работе устройства.К границам 12 подлежащей нагреву эоны 13, параллельным кромкам 6 изделия из листового материала, подводят токи проводимости 9 и одновременно индуцируют в зоне 13 кромки 6 токи 10, пространственно совпадающие и синфазны с токами проводимости 9. Суммарную плотность токов по ширине 14 участка 13, за исключением приграничных участков 15 шириной 16, равной толщине 11 листового материала, поддерживают одинаковой путем подвода к точечным контактам 1 одинакового по величине тока 1. В целях компенсации тепловых потерь в приграничных участках 15 (дополнительнымн являются тепловые потери через боковые грани-,. цы 17 нагреваемой зоны 13 кромки 6) и нагрева приграничных участков до температуры равномерного нагрева зоны 13 целиком, суммарную плотность токов проводимости 9 и индуцированных токов 10 в пределах приграничных участков 15 изменяют" в направлении от среднего участка к боковым границам 17 нагреваемой .зоны 13 путем подвода к каждой оппозитной паре контактов 1 тока в соответствии с Формулой1 =1 (1+).1 саК о(2)Значение коэффициента 1 выбирают равным 1 с=0,1,2,3 что соответствует нумерации точечных контактов приграничных участков 15 в направлении к боковым границам 17 нагреваемой зоны 13, При этом нулевым контактом является ближайший из контактов 1 к границе между средним и приграничным участком 15,Подобное распределение токов проводимости обеспечивает повышение равномерности нагрева всей зоны 13 за счет увеличения в участке 15 шири ной 16 как плотности токов проводимости 9, так и плотности индуцированных токов 10, более легко регулируемых и более резко затухающих. Оптимальную частоту токов проводимости токов 9 и индуцированных токов 10,о ои,4 ц.Распределение температуры по кром.ке в процессе нагрева определялис помощью зачеканенных термопарв количестве 5 шт, установленных поширине участка. В результате нагрева55 3 11 выбирают в соответствии с соотноше- нием Ев,Р зп2При этом величину коэффициента Е устанавливают равной 25 - 30, Большее значение коэффициента 1 с соответствует листовому материалу с ббльшей температуропроводностью. При использовании токов более высокой частоты они протекают по поверхности 5 кромки 6 и благодаря затрудненному тепло отводу от области 18, ограниченной гранями 7 и 8, перегревают ребро 19 кромки 6. При использовании токов более низкой чистоты область 18, ограниченная гранями 7 и 8, оказывается для них прозрачной и не подвергается нагреву. В этом случае ребро 19 кромки 6 оказывается недогре-тым, т.е. при использовании токов с частотой, отличной от оптимальной, равномерный нагрев кромки 6 по высоте невозможен.Расположение границ 12 нагреваемой зоны 13 параллельно кромке изделия позволяет сократить объем нагреваемого металла до минимума и тем самым повысить энергетические характеристики процесса нагрева.1 П р и м е р. Осуществляли нагрев под отпуск кромки изделия, изготовленного методом огневой резки из остального листа, толщиной 80 мм.Номер парыконтактов, 0 ЪНулевой номер имела пара контактов, расположенная на границе среднего и приграничного участков.Оптимальной частотой тока являлась частота 3,9 кГц, однако ввиду отсутствия источника указанной частоты бып использован источник с частт "2 кГ 5 10 15 20 25 ЗО Подлежащая отпуску кромка представляла собой двугранный угол, величиной 90 . Из-за отсутствия мощности,требуемой для одновременного отпускавсей кромки, отпуск осуществляли поучасткам, шириной 850 мм и длиной200 мм.Устройство для контактного подвода и индуцирования токов имело 43 пары оппозитных контактов, расположенных с шагом 20 мм, Токоподводы к кочтактодержателям всех контактов быливыйолнены параллельными друг другуи расположены на расстоянии 20-24 ммот нагреваемой поверхности кромкиизделия,Система точечных контактов устройства располагалась на поверхностикромки нагреваемого изделия так, чтов средней зоне находилось 33 однополярных контакта, в приграничныхзонах - по 5 контактов, при этомвсе контакты располагались на расстоянии 100 мм от ребра кромки. Суммарную величину токов определяли с помощью поясов Роговского, одетых натокощодводы к контактам.Регулируя напряжение на каждойиз пар оппозитных контактов, устанавливаемых на противоположных границах нагреваемой зоны, поддерживалиток через каждую пару контактов насреднем участке, равным Е =700 А,а ток в каждой из пар контактовв приграничном участке устанавливалив соответствии с формулой (2),зоны кромки в течение 615 с ее темпеоратура достигла 580 С, при этом неравномерность нагрева составляла20 С,Использование предлагаемого способа нагрева для отпуска огнерезанных кромок Изделий, изготовленных излистовых материалов, позволяет повысить производительность труда приосуществлении термообработки, осуще,ствить экономию энергоносителя,осуществить экономию металла за счет1173564 Составитель О.Турпакедактор Т.Митейко Техред А.Кикемезей Корректор А.Тяс Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 аказ 5081/5 б. Тираж 794 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 113035, Москва, И, РауПодписнокомитета СССРи открытийкая наб., д. 4