SU1198768A1 - Способ управления нагревом изделий под горячую деформацию в индукционном нагревателе периодического действия - Google Patents

Description

Изобретение относится к способам управления индукционным нагревом в печах периодического действия и может быть использовано в металлургии, машиностроении и других облас- 5 тях промышленности.

Цель изобретения - повышение качества нагрева.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для реали- 10 зации предлагаемого способа; на фиг.2 - кривые распределения температурного поля по длине нагревателя в разные моменты времени; на фиг.З - характер роста температуры 15 регулярной и торцовой частей нагреваемого изделия во времени.

Устройство содержит индукционный нагревательсостоящий из основной секции 1 индуктора и торцовых секций 2 и 3, являющихся пространственным продолжением основной секции.

Каждая из секций 1 - 3 подключена к отдельному источнику питания с регуляторами 4-6. На входы регуляторов 4-6 мощности в общем случае могут быть поданы напряжения различной амплитуды и частоты. Регулятор 4 соединен с выходом блока 7 управления регулярной зоной, а регуляторы 5 и 6 - с выходом блока 8 управления торцовыми зонами. Входы блоков 7 и 8 соединены с соответствующими выходами элементов 9 и 10, реализующих логическую & -функцию (конъюнкция ). Один их двух входов каждого из элементов 9 и 10 соединен с шиной, ^г по которой поступает информация о необходимости реализации режима термостатирования. Элемент 10 присоединен к этой шине непосредственно, а элемент 9 - через инверсный элемент 11. Второй вход элемента 9 соединен с выходом блока 12 статики, а второй вход элемента 10 подключен к выходу блока 13 термостатирования. Входы блоков 12 и 13 присоединены соответственно к входам датчиков 14 и 15 температуры.

С выходов датчиков 14 и 15 поступает информация о температуре нагреваемого изделия 16 (сляб, блюм, цилиндрический слиток ) в торцовой и регулярной частях.

Местоположение участков (зон ) минимума и максимума тепловых потерь зависит, как правило, от конструкции индуктора, а также от формы и матери68 2 ала нагреваемого изделия. При нагреве заготовок геометрически правильной формы (цилиндр, параллелепипед )в индукторах периодического действия при симметричном расположении заготовки в индукторе искомый участок минимума тепловых потерь находится в середине длины нагреваемого изделия, а участок максимальных тепловых потерь, как правило, расположен в зоне торцов загрузки.

Измерение температур указанных участков нагреваемого изделия предпочтительно осуществлять с использо·» ванием термопар, но могут быть применены и другие датчики температуры (фотопирометры, радиационные пирометры и т.д).

Устройство для реализации предла— . 2о гаемого способа работает следующим образом.

В процессе всего периода нагрева тепловые потери частей нагреваемого изделия, находящихся в зоне торцов,

25 превышают потери частей, находящихся в регулярной зоне. С целью обеспечения равномерного температурного распределения по длине изделия, используя автономность питания тор₃θ цовых секций индукторов, увеличивают удельную мощность , выделяемую в торцовых частях заготовок. При этом в начале этапа нагрева распределение температурного поля по длине изделия неравномерно (в регулярной части температура имеет меньшее значение, чем в торцовой фиг.2а). По мере прогрева изделий величина тепловых потерь торцовых зон возрастает более

интенсивно по сравнению с ростом 40 м

тепловых потерь в регулярной части. Это приводит к уменьшению температурного градиента регулярной и торцовых частей изделия (фиг.2б). К моменту окончания этапа нагрева распре45 деление температурного поля по длине изделия будет равно заданному (фиг.2в ).

Кривые роста температур участков регулярной и и торцовой 5 зон изделия ⁵⁰ во времени представлены на фиг.З, где ~ заданное время нагрева изделия. ' Как правило, оно согласуется с темпом работы последующего деформирующего оборудования (например, со 55 временем прокатки или прессования ). При ^ийгргэя ^έ *зя«4· регулирование температуры осуществляют следующим образом. По информации с дат3 11

чика 14 температуры блок 12 статики посредством блоков 9,7,8,4,5 и 6 устанавливает соотношение мощности в секциях индукторов\ обеспечивающее заданное распределение температурное го поля по длине изделия к моменту

^нагрева ⁼ ^з«а . · В момент *к«грева ⁼ нагреваемое

изделие готово к передаче на последующую пластическую обработку. В случае неготовности приема деформирующим оборудованием нагретого до заданной температуры изделия на рабочую позицию осуществляют в индукторе режим термостатирования.

При этом сигнал, поступающий по шине "Реализация режима термостатирования", разрешает работу блока 13 термостатирования посредством элемента 10 и запрещает работу блока 12 статики посредством элементов 1 1 и 9.Управление мощностью,выделяющейся в основной секции 2 индуктора,осуществляют посредством блоков 4 и 7 сигналом, поступающим с датчика 15 температуры, Регулирование мощности торцовых индукторов 2 и 3 осуществляют по программе, учитывающей материал нагреваемого изделия и заложенной в блоке 13 термостатирования, посредством блока 8 управления торцовыми зонами и регуляторов 5 и 6.

Блоки 7 и 8 выполняют функцию логического устройства и реализованы на помехозащищенных интегральных микросхемах серии К511. Предпочтительно реализовывать их на базе

98768 4

управляющих вычислительных машин (например, "Электроника-60"1. В качестве регуляторов мощности 4-6 использованы тиристорные регуляторы.

5 Блоки 12 и 13 выполняют функцию задатчиков мощности. В качестве датчиков 14 и 15 температуры использованы хромель-алюмелевые термопары.

,0 Предлагаемый способ может быть использован в нагревателях не только периодического, но и методического действия, в случае, если выходная секция индуктора автономно управляемая и в ней находится только одно нагреваемое изделие.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет обеспечить более равномерное распределение темпера₂₀ турного поля по обтзему нагреваемого изделия независимо от времени вынужденной задержки выгрузки нагретого изделия на рабочую позицию последующей за нагревом технологической

25 операции, при этом исключается брак по перегреву, а экономия металла составляет? 2 - 2,5Х. Следствием обеспечения заданного температурного распределения является увеличение срока службы деформирующего оборудования. Кроме того, при использовании предлагаемого способа сокращается простой деформирующего оборудования в результате повышения готовности выдачи нагретой

³$ заготовки на последующую технологическую операцию.

1198768

Claims (1)

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НАГРЕВОМ ИЗДЕЛИЙ ПОД ГОРЯЧУЮ ДЕФОРМАЦИЮ В ИНДУКЦИОННОМ НАГРЕВАТЕЛЕ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ, содержащем по меньшей _β мере две раздельно регулируемые секции индуктора, при котором контролируют температуру изделия, регулируют изменение мощности секций индуктора, при достижении изделием конечной температуры выдают его из нагревателя, а при отсутствии готовности деформирующего оборудования термостатируют изделие в нагревателе изменением мощности секций, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности температуры по объему изделия при термостатировании, дополнительно контролируют температуру частей изделия, имеющих максимум и минимум тепловых потерь, среднюю мощность секций поддерживают пропорциональной температуре части изделия с минимумом потерь, а термоСтатирование температуры по объему изделия осуществляют путем поддержания мощности по секциям пропорционально разности температур частей с максимумом и минимумом потерь.

   Зи „„1198768

   >