Способ управления нагревом заготовок в индукционной методической установке Советский патент 1984 года по МПК C21D11/00 

Изобретение относится к области управления индукционным нагревом и может быть применено в металлургии Машиностроении и других областях, где используются многосекционные метрдические установки. Известен способ управления нагре вом в индукционной методической установке, при котором в случае измен ния ритма нагрева, вызванного перер вами в работе деформирующего оборудования, индукционный нагреватегль переводится в режим подогрева (термостатирования), При возобновлении рабочего темпапечи заготовки, кото рые находились в индукторе, выгружаются перегретыми и отбраковываются М Однако при указанном способе управления нагревом значительно затя гивается время выхода на рабочий ре жим, обусловленное нагревом и выгру кой некондиционных изделий, расходуется электрознергия на нагрев зтих изделий и имеет место брак изделий по перегреву. Известен также способ управления нагревом заготовок в индукционной методической установке, при котором после длительных пауз в работе деформирующего оборудования индуктор полностью освобождается от частично нагретых заготовок, а для выхода у тановки на установившийся режим используют балластные заготовки. Регулирование и стабилизацию установившегося режима ведут с управлением по температуре выходного слитка или по дозированию энергии L21. Данный способ исключает брак по перегреву, однако при этом затягива ется время выхода на рабочий режим, так как оно складывается из времени ввода в методический режим, используя партию балластных заготовок, и времени выгрузки частично нагретых заготовок; имеет место расход электроэнергии на нагрев непроизводитель ных заготовок (балластных и частично нагретых) j необходимо иметь це.пую партию балластных заготовок. Наиболее близким к изобретению по технической сути является способ управления нагревом заготовок в индукционной методической нагревательной установке, содержащей по меньшей мере две автономно связанные с источником питания секции, при котором в установившемся режиме управление ведут по температуре выходящей из индуктора заготовки, во время технологических пауз снижают мощность до величины тепловых потерь и проводят термостатирование заготовок. В зависимости от величины паузы имеют место два режима работы-наладочный и автоматический. Возможные технологические остановки, длительностью не более 15-20 мин, реализованы автоматическим режимом, при этом после окончания паузы на индуктор подают номинальную мощность установившегося режима, величина нагрева при, этом не превьшает 50°С. В случае длительных перерывов в работе деформирующего оборудования управление тепловым режимом нагревателя осуществляют в наладочном режиме, при котором, в целях исключения брака по перегреву, при возобновлении рабочего режима в индуктор загружают балластные заготовки и на индуктор подают мощность, необходимую для подогрева выходной заготовки. После выхода из нагревателя последней рабочей заготовки в нагревателе находится столб балластных заготовок, начиная с этого момента в индуктор загружают рабочие заготовки, и печь вводят в методический режим с выгрузкой балластных заготовок на выходе нагревателя. В момент выхода последней балластной заготовки устанавливается нормальный (стационарный) режим нагрева с переключением , схемы управления на автоматический режим работы 131. Однако при известном способе изза наличия целой партии балластных заготовок существенно затягивается время выхода на рабочий режим-Т, определяемое при данном способе управления выражением T-|ti W д1 .. гч где ti - время одной стадии нагрева; Н - общее количество балластных заготовок; U1 - время, затрачиваемое на выгрузку одной балластной заготовки. Имеет место расход электроэнергии а нагрев балластных заготовок. Крое ID го, необходимо иметь определеный парк балластных заготовок, что в словиях производства нежелательно, так как для их складирования используются рабочие площади и т.д. Цель изобретения является уменьше ние партии балластных заготовок,сокращение времени выхода на рабочий режим, увеличение производительности установ ки и сокращение расхода электроэнергии. Цель достигается тем, что при спо собе управления нагревом заготовок в индукционной методической установке, содержащей по меньшей мере дв автономно соединенные с источником питания секции, при котором в установившемся режиме ведут управление п температуре выходящей из индуктора заготовки, во время технологических пауз снижают мопшость до величины тепловых потерь и проводят термостатирование заготовок, а после оконча ния паузы выдают нагретую до заданно температуры выходную заготовку на технологическую позицию, одновременно с вьщачей нагретой до заданного значения температуры заготовки загру жают в установку балластную заготовку, управление нагревом заготовок, транспортируемых перед балластной, ведут по температуре выходной заготовки, а транспортируемых после балластной заготовки - по дозировани энергии, причем величина дозы соответствует дозе энергии установившего ся режима для данной партии заготово после выдачи балластной заготовки уп равление нагревом всех секций ведут по температуре выходной заготовки. Кроме того, для снижения расхода электроэнергии секцию индуктора, полностью заполненную балластной заготовкой, отключают от источника питания до захода в нее рабочих заготовок. На фиг. 1 изображена схема установки для реализации способа управле ния; на фиг. 2 - диаграммы состояний, поясняющие работу установки. Индуктор 1 состоит из секций 2-6 подключенных к источнику питания с помощью ключей 7-11. Датчик 12 тем пературы соединен с входом системы 13 автоматического режима,выход которой соединен с одним из входов блока 14 обработки информации, второ вход которого связан с выходом программного регулятора 15, входом соеди ненного с выходами датчиков 16-20 энергии секций. В качестве датчиков 16-20 энергии могут быть использованы счетчики активной энергии с импульсным выходом типа САЗ-И670Д, 380В, 1000/5А, 1 кВтЧ - 1000 импульсов. Программный регулятор 15 предназначен для задания дозы энергии и контроля ее отработки, в его состав входят переключатели задания дозы энергии (например, типа ПГК-12П), переключатели включения секций (например, типа П2Е) и 4-декадные двоично-десятичные счетчики, предназначенные для записи информации дозы энергии и считывания ее с датчиков 16-20 энергии, установленных на шинах питания соответствующих секций 2-6. Блок 14 обработки информации реализует логические функции и выполнен на базе помехозащищенных интегральных микросхем серии К 511. В качестве ключей 7-11 могут быть использованы тиристорные ключи, собранные по бивентильной схеме с фазовым управлением. Схема системы 13 автоматического режима аналогична схеме управления нагревом в автоматическом режиме установок типа 1ИНМ-ЗООП-27/70Н. При вынужденных технологических остановках деформирующего оборудования температуру в индукторе 1 поддерживают на необходимом уровне в режиме термостатирования. Указанный режим формируют в функции сигнала, поступающего с датчика 12 температуры посредством системы 13 автоматического режима. Если длительность технологического перерыва превьш1ает 15-20 мин, ре-, жим управления реализуется следующим образом. При появлении сигнала на запуск индуктора выгружают нагретую до заданного значения выходную заготовку и загружают одну балластную (фиг. 2д), после чего осуществляют нагрев в функции сигнала, поступающего с датчика 12 температуры посредством системы 13 автоматического режима. При достижении температуры выходной заготовки заданного значения нагрев прекращают, выгружают нагретую заготовку и загружают очередную холодную. При включении нагрева мощность секций, в которых находятся заготовки, идущие перед балластной, регулируют в функции сигнала, поступающего с датчика 12 температуры посредством системы 13 автоматического

режима, a мощность секций, в которы}; находятся заготовки, следуяндие после балластной регулируют в функции сиг-налов, поступающих с соответствуюпщх дозаторов энергии посредством арограммного регзлятора 15 (фиг. 2а, Jb), Таким образом, многосекционный ииндуктор 1 оказывается plздeлe iны f i 2 части балластной загбтовкой, приче одна часть управляется з функции вы-ходной температуры, а другая - по дсэированию.

Длина балластной заготовки дотглсна быть не меньше длины секции, поэтому положения , при котором одна из се ций должна одновременно работат:ь и по дозе, и в функции TBMnepaTypij вь;ходного слитка,не будет.При занятии балластной заготовкой положения , соот-ветствующехо положению выходной заготонки, или любого положения, при котором балластная заготовка полностью заполняет секцию (фиг, Zcf ft) напряжение на секцию, в целях экономии электрознергии, можно не подавать, Местоположение балласт-ной заготовки легко определяется по ко.личесгву загруженных или нглдоиньгх заготовок так как общее ко.М)чество заготовок 5 одновременно находящихся в установке известно, известны их длины и то, какая из них по счету была ,. Значит, Б самом простом вари-анте необходимо только считать количество выданных (или загруженных) заготовок и по ним определять местоположе ие любой заготовки (в том числе и балластной) . При необходимости возможно оснащение установки- устройствами для автоматического контроля местоположения заготовок,

По окончании последнего цикла нагрева (фиг. 2г) происходит выг1)узка балластной заготовки, и дaJ ьнeйraг;г регуштрование теплового режима установки осуществляют в функции сигнала, поступающего с датчика 12 тег-гти;ратуры посредством системь5 13 автоматического режш-1а. Таким образом, производится ввод в методический

режим, и работа системы с этого момента соответствует в стацио {арном режиме (фиг. 2л) ,

Использование способа управления нагревом заготовок в инд укционной мстодической установке позволяет сок-ратить расход электроэнергии, идущей на нагрев партии балластных заготовок , и значительно сократить время выхода на рабочий режим.

В предлагаемом способе управления время выхода на рабочий режим определяется выражением

,

где -- время выхода на рабочий ре

tx - время одной стадии нагрева; д1 - время, затрачиваемое на выгрузку одной балластной Заготовки.

Таким образом, экономия времени (ьТ ) по сравнению со способом, исГ ользуши11{м партию балластных заготовок,, ог(ределяется выражением

М-1

uT-:Et(M-l) at i-1

где - количество балластньгх заготовок.

Предлагаемый способ позволяет также снизить простои деформирутощего оборудования и увеличить производительность вследствие сокращения времеки -вьзхода на рабочий режим, свести до минимума парк балластных заготовок, следствием чего является экономия металла, сокраш.ение рабочих площадей, занимаемых при складировании партий балластных заготовок, coKpauieHHe простоев вторичного деформирук1щего оборудования и необходимьк рабочих операций, связанных с загрузкой-выгрузкой бал.пастньЕх заготовок, и повышение культуры производства.

Пример. Предложенный способ управления нагревом заготовок в индукционной методической установке осуществляют при нагреве заготовок диаметром 550 мм на промьшленной индукционной печи ИН-580 мощностью 2200 кВТ; частотой сети 50 Гц, Печь состоит из 4 секций, длина калсдой секции 1440 мм, общая длина печи 5840 мм. Цтша нагреваемых слитков 1410 мм. Длина балластной заготовки 1450 МГ--1, диаметр 550 мм. Для контроля в балластную и рабоше заготовки зачеканены хромель-алюминиевые термопары. Величи}1ы температур фиксиру:отся на диаграммной ленте потенциометра КСП-4. Местоположение балластной заготовки находят путем непосредственного подсчета количества выданных заго товок при полностью известных геомет рических характеристиках индукционно установки и всех заготовок 1:)ассматриваемых партий. Регулирование теплового режима индукционной печи осуществляют следу ющим образом. При появлении сигнала, имитирующего наступление техноло гической паузы, печь переводят из стационарного режима в режим термостатирования, при этом мощность, подаваемая на индуктор, соответствует величине тепловых потерь. Режим термостатнрования осуществляется 45 мин после чего из индуктора выгружают нагретый до заданной температуры выходной слиток и осуществляют загрузку во входную секцию балластной заготовки. Управление нагревом осуществляют в функции температуры выходящего слитка. При достижении температуры выходного слитка , которая является заданной, нагрев прекращают и осуществляют выгрузку выходного слитка. Одновременно с выгрузкой выходного слитка в индуктор загружают очередной рабочий слиток.Управление нагревом слитков, транспортируемых перед балластной заготовкой, ведут по температуре выходной заготовки, а транс- , портируемых после балластной заготовки - по дозированию причем величина дозы соответствует дозе энергии установившегося режима для данной партии слитков. После выхода из индуктора балластной заготовки управление нагревом всех секций ведут по температуре выходного слитка, что соответсвует стационарному режиму. Ожидаемый экономический эффект составит 10400 руб. на одну установку.

Jeep ужа

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НАГРЕВОМ ЗАГОТОВОК В ИНДУКЦИОННОЙ МЕТОДИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ, содержащей по меньшей мере две автономно соединенные с источником питания секции, при котором в установившемся режиме ведут управление по температуре выходящей из индуктора заготовки, во время технологических пауз снижают мощность до величины тепловых потерь и проводят термостатирование заготовок, а после окончания паузы выдают нагретую до заданной температуры выходную заготовку на технологическую позицию,одновременно с выдачей нагретой до заданного значения температуры заготовки загружают в установку балластную заготовку, отличающийся тем, что, с целью уменьшения партии балластных заготовок, сокращения времени выхода на рабочий режим и увеличения производительности установки, управление нагревом заготовок, транспортируемых перед балластной, ведут по температуре выходной заготовки, а транспортируемых после балластной заготовки - по g дозированию энергия, причем величина дозы соответствует дозе энергии устаноКл вившегося режима для данной партии заготовок, после вьщачи балластной заготовки управление нагревом всех секций ведут по температуре выходной заготовки. 2. Способ по П.1, отличающ и и с я тем, что, с целью сокращения расхода электроэнергии, секщпо X) индуктора, полностью заполненную бал4 ластной заготовкой, отключают от источника питания до захода в нее рабосл 4 чих заготовок.

3atfy}xa

tfySfta

,3etfysKa

I - Cie44Ufi, напряжение HS emefffe не пв9ветсп.

, Сак stag, pu4netmir нотврой f f гулиfу fitter wsazza S isiffSMod mmnffamf/fift,

(. Сеяция, fff uffiff(mi iiemef« etyaufyencji (жаззз S фуг1яцкл 3s3ti ,

I | - fgffeva safemeSKS,

I - 5вяла(тмве sstemeSa,