Устройство автоматического регулирования температуры при электроконтактном нагреве металла Советский патент 1984 года по МПК C21D11/00 

Изобретение относится к устройствам электроконтактного нагрева проволоки и может быть использовано при отжиге проволоки. Известна установка непрерывного отжига проволоки пёременньш током, содержащая датчик скорости протягизанкя проволоки, блок управления и систему изменения напряжения. В известной установке при автоматическом нагреве переменным током, непосредственно подводимым к непрерывно Нагреваемому изделию, теоретически определяется подъем температуры изделия в зависимости от временного значения скорости перемещения при движении или останове. В качестве нормы| принимается соотношение . const, где I - ток, пропускаемый через изде лие. А; V - линейная скорость перемещени М-/С lj. В.такой схеме постоянство темпера туры нагрева изделия не может сохраняться, так как колебания поперечног сечения при.постоянно заданной длине и даже незначительных изменениях, хим состава вызывает изменение массы нагреваемого изделия, величины конечно температуры нагрева и, соответственн качества отжига. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст оойство автоматического регулировани poM..iHu dBiuMdi nnci,n.u, температуры при электроконтактном нагреве металла, содержащее источник тока с контактными роликами, датчик температуры, датчик тока, задатчик температуры, сумматор, выход которог соединен с источником тока. В извест ном устройстве учитывается влияние контактного сопротивления между проволокой и роликами,так как при удели:чеиии или уменьшении значений переход ных сопротивлений R уменьшается или увеличивается напряжение V источника тока I так, что V I - const. Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает постоянства температуры ни вьпсоде из зоны электронагрева при изменении геометрических и физико-химических параметров проволоки вдоль зоны на,грева (например, диаметрами химического состава материала проволоки), так как два соседних элементарных участка проволоки с момента входа второго из них в зону до момента выхода первого из зоны электронагрева нагреваются одновременно и нагрев первого по ходу движения элементарного участка проволоки до заданной температуры может вызвать (например, ,при увеличении диаметра) нагрев второго до более высокой температуры (перегрев). Цель изобретения - повышение качества термообработки путем повышения точности регулирования температуры на выходе из зоны нагрева. Указанная цель достигается тем, что в устройство автоматического регулирования температуры при электроконтактном нагреве металла, содержащее источник тока, соединенный с контактными роликами, датчик температуры, датчик и задатчик тока, задатчик температуры, сумматор, выход которого соединен с источником тока, введе- ны дополнительные контактные эле- ; менты, релейные элементы по числу i дополнительных контактных элементов и соединенные последовательно датчик скорости, генератор, коммутатор, вычислительный блок и блок управления, выходы которого соединены с входами релейньпс элементов, размыкающие кон которых включены между дополни контактными элементами, выХОД датчика температуры соединен с . вторым входом коммутатора, а другой вход вычислительного блока соединен с выходом задатчика температуры, датчик тока соединен с первым входом сумматора, второй-вход которого,соединен с задатчиком тока. На фиг. 1 изображена .блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема вычислительного блока; нафиг. 3 блок-схема блока управления. Устройство автоматического регулирования температуры при электроконтактном нагреве металла (фиг. 1) содержит датчик 1 температуры, рбгули.руемь& источник 2 тока с контактными роликами 3 и соединенный с ним сумматор 4, один из входов которого соединен с датчиком 5 тока, другой вход сумматора соединен с выходом задатчика 6 тока. Устройство содержит также датчик 7 скорости, генератор 8, коммутатор 9, вычислительный блок 10, 3j 11 блок 11 управления, выходы которого соединены с управляющими элементами 42 реле 13 входами, р.азмыкающие контакты 14 которых соединены с дополнительными контактными элементами 15. Другой вход коммутатора 9 соединен с выходом датчика 1 температуры, а другой вход вычислительного блока 10 соединен с выходом задатчика 16 температуры.. Вычислительный блок 10 (фиг. 2) содержит источник напряжения 17, четыре сумматора 18-21, два логарифмических усилителя 22 и 23 и схему 24 деления. Блок 11 управления содержит пороговый элемент 25, коммутатор 26, интегратор 27, компараторы 28, элементы задержки 29, источник опорного на пряжения 30 и делитель 31 напряжения Устройство работает следующим образом. Контур регулирования, состоящий из регулируемого источника 2 тока с контактными роликами.3, сумматора 4, датчика 5 тока и задатчика 6 тока обеспечивает постоянство проте-каемого по нагревательному участку проволоки тока. В вычислительный блок 10 через коммутатор 9 периодически поступает сигнал xj от датчика 1 температуры, характеризующий температуру ее нагрева перёд дополнительными контактными элементами 15 периодичность поступления сигнала х задается генератором 8 и зависит от скорости движения проволоки. На другой вход вычислительного блока 10 по ступает сигнал у от задатчика 16 тем пературы. В вычислительном блоке опр деляется длина дополнительного участ ка нагрева проволоки. Передаточная функция (I) вычислительного блика 10 определяется на ос новании рещения уравнения теплопровод ности движущейся осесимметричной сре ды с учетом температуры, измеряемой в контрольной точке (перед первым до полнительным контактом), следующим образом: (ех)1-еп(Ь рТр е/е,)) расстояние от начала зоны нагрева до точки контроля температуры; длина дополнительного участка нагрева (с уч том E(j); 0 р - температурный коэффициент сопротивления; Т(У,ТСЕд),То соответственно технологически необходимая температура, темпера-тура в контролируемой точке и начальная тем пература проволоки. Введя обозначения Сг оЕп1МР т„у с-е„( k , еж-, BM/fii v-Ttco х; передатонную функцию записывают в виде VCn(, enUnevc где В, С, С,К постоянные величины. Сигнал, характеризукиций длину дополнительного участка нагрева, поступает в блок 11 управления, который определяет режимы работы каждого из релейных контактов 14 реле 13. При замкнутом положении i-ro контакта 14 обеспечивается шунтирование i-й части дополнительного участка нагрева проволоки. Таким образом зоиа электроконтактного нагрева движущейся проволоки условно разделяется на две зоны - основную (первый по ходу дЬижения основной контакт (ролик 3) первый дополнительный контакт (элемент 15) и дополнительную, длина которой в каждый момент времени определяется состоянием ключей и зависит от скорости движения проволоки и ее I - - . - I температуры в зоне действия датчика 1 температуры. Поддерживая пострянство тока в зойе нагрева и регулируя ее длину, а значит и длительность нагрева каждого элементарного участка йожно достичь заданной температуры иа выходе из зоны нагрева. . В устройстве за счет введения дополнительных элементов и контура управления режимом их работы выравнивание температуры на аномальных участках происходит при попадании их в зону между дополнительными контактными телами, при этом не происходит колебаний температуры в основS. 11306 x . мой зоне нагрева. Точность регулирования тем вьше, чем больше установлено дополнительных контактных элемен тов и меньше расстояние между ними. 10 При нагреве вольфрамовой проволоки диаметром 2,6 мм перед волочением экономический эффект составляет 0,031 руб. на каждый килограмм протягивания проволоки.

УСТРОЙСТЮ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОМ НАГРЕВЕ МЕТАЛЛА, содержащее источник тока, соединенный с контактными роликами, датчик температуры, датчик и задатчик тока, задатчик температуры, с мматор, выход которого соединен с источником тока. отличающееся тем, что, с целью повышения качества термообработки путем повышения точности регулирования температуры на выходе из зоны нагрева, оно содержит дополнительные контактные элементы, релейные элементы по числу дополнительных контактных элементов и соединенные последовательно датчик скорости, генератор, коммутатор, вычислительный блок и блок управления, выходы которого соединены с входами релейных элементов, размыкающие контакты которых включены между дополнительными контактными элементами, выход датчиi ка температуры соединен с вторьм , входом коммутатора, другой вход вычислительного блока соединен с выходом задатчика температуры, а датчик тока соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с задатчиком тока. 9 Эд

/5/5 /5

I. ПI ..|Я t

ITf r,

ЕЗН rtSi

LbrdJLlrrril

./

Xi

-

/в

17

yi

/

Фие.г

-C1

22

л

24Hf

23

Вхо9

свТ

19

- -