Способ нагрева длинномерных изделий Советский патент 1983 года по МПК C21D1/34 C21D9/08 

Ф

00 Ч

i4 Изобретение относится к способам нагрева сппошных и попых иэдепий пюбых размеров под термическую обработку, в частности сварных труб большого диаметра со спиральным и прямым швом и может быть использовано в метаппургической и машиностроительной промышленностях. Известен способ нагрева изделий, при котором используют два и более иоточников тепла. При этом подогрев до ЗОО-бОО С осуществляют гаэоМ ипи ппа менем, а затем используют индукционный метод дпя догрева до заданной температуры 1, Известен также способ нагрева, предварительный нагрев изделий осуществляют ивдукционным способом, а затем их догревают в печи J Недостатками этих способов является значительные температурные градиенты по сечению изделий, неравномерность их нагрева по периметру, неоднородность .; свойств по длине и периметру изделий. Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению является спосхэб нагрева труб большого диаметра с толсто стенкой, в соответствии с которым температуры осуществляется в дЬа этапа: на первом этапе пламенем с высо кой плотностью энергии приблизительно до температуры точки Кюри, на втором этапе используется индукционный током низкой частоты, продолжительност которого соответствует времейи, необход мому дпя выравшшания температуры по сечению и достаточному для подъема ее от точки Кюри до температуры аустенйтизации, при этом труба движется с врашением 3 J Недостатками данного способа являет ся то, что к моменту достижения температуры точки Кюри на поверхности изделия имеется значительный градиент температур по сечению, что является неблагоприятным условием для последующе го индукционного нагрева, так как нагрев при этом осуществляется с малой удельной М9щностью, т.е. медленно. Неравномерность нагрева стадии пламенного нагрева усиливается на стадии индукuvoHHoro нагрева, что приводит к неравномерности механических свойств изделий. Целью изобретения является уменьшение неравномерности нагрева по сечению периметру и длине изделия и увеличение производительности процесса. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающемунагрев пламенем с высокой плотностью энергии, последующий индукционный догрев и охлаждение, пламенный нагрев ведут до достижения наружной поверхностью изделия температуры на 100-1 выше, а внутренней поверхностью или центром изделия - на 100-120 С ниже точки Кюри, затем проводят термосгатирование изделия до выравшшания температуры по сечению на уровне точки Кюри и.быстрый индукционный нагрев до температуры ауотенитизации. При этом для полых изделий боль- шого диаметра с тотшхиной станки, равной горячей глубине проникновения тока или большей ее, продолжительность индукционного нагрева определяют по формулегде ТУ - продолжительность нагрева, с; (f - толщина стенки, мм; j- - температурный градиент по сечению, G. Термостатирование может быть произведено в специальной камере или на открь1том воздухе на некотором отрезке пути движения трубьь При М е р. Труба из стали марки 17Г1С диаметром 1О20 мм с толщиной стенки 10 мм и длиной 8 м нагревалась до достижения наружной поверхностыр изделия , внутренней - , термостатировалась в течение 10 с до температуры наружной поверхности 750°С и догревалась индукционным способом до 950 с за 25 с. После термостатироваиия перепад температуры по сечению составляет ЮС, io окончании индукционного нагрева - 35°С, а неравномерность температуры . по периметру и длине составляла 10-20 С . При осуществлении известного способа на аналогичном изделии перепад температур к началу индукционного, нагрева составлял ,а к концу индукционного нагрева-5О С,причем нагрев до продолжался в течение 120 с,а неравномерность температуры по периметру и длине достигала 100-12О°С. Таким образом, предлагаемый способ позволяет уменыиить перепад температур по сечению, длине и периметру изделия, что обеспечивает равномерность механических свойств, а также повышает производительность процесса за счет сокраше- 3 1Q163 ния прраопжвтепьности общего пвкпа нд-. грева приблизитепьночаа 20%, вспеаствие чего уменьшается расход эпектроэнер1 ии. Поскольку продолжительность любого нагрева, а тем более нидукцнонного, зави-5 сит от толщины вэделсга и требуемого перепада температур по его сечению, была на1(дена ампнрическая зависимость времени аустенитизации при индукционном 744 нагреве полых взцепий от тотшшы стенки (5 и температурного грациентадТ с учетом частоты нагревающего тока n+l (-5- т , где (Г .2 - ЗО мм;. дТ 10 для сГс; Л Г (горячая глубина проникновения тока в ).

1. СПОСОБ НАГРЕВА ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ, вкпючающий ппаменный нагрев, поспедуюший индукционный догрев, отличаю ш и йс я тем, что, с цепью уменьшения неравномерности нагрева по сечению, периметру и дпине иэдепия и увеличения производительности процесса, ппаменный нагрев ведут до достижения сшружной поверхностью температуры на 100-120° С выше, а внутренней поверхностью ипи Центром изделия - на 100-120 С нижа точки Кюри и проводят термостатирование иэдепия до выравнивания температуры на уровне точки Кюри. 2. Способ по п. 1, о т п и ч а ю щ и и с я тем, что для полых изделий большого диаметра с толшиной стенки, равной горячей глубине проникновения тока или большей ее, продолжительность индукционного нагрева определяют по формуле -()ьт гдеТГ - продолжительность нагрева, ci сГ - толщина стенки, мм; д - температурный градиент по сечению, С.