Способ управления поверхностным нагревом заготовок Советский патент 1985 года по МПК H05B6/06 

1 Изобретение относится к области ;управления тепловыми процессами при (нагреве заготовок путем передачи тепла от поверхностных слоев заго товки к центральным, например при индукционном нагреве, и может быть использовано для ускоренного достижения заданной температуры с допуст мой неравномерностью по толщине заготовки и для уменьшения нарушеНИИ ритмичности нагрева. Целью изобретения является сниже ние брака по неравномерности нагрев в. переходных режимах при нагреве в методических печах, . На фиг, 1 изображены кривые нагр ва заготовок для установившегося . режима| на фиг, 2 - то же, для режи ма с нагревом заготовок; на фиг, 3 то же, для режима с недогревом. На чертежах представлены следуюгщие обозначения; температура пбверхности и центра заготовки| время этапа нагрева и , этапа выравнивания тем пературы; максимальное и минималь ное значение средней температуры Т.. Процесс нагрева ведут до заданно температуры в два этапа управления (нагрев- - вьфавнивание температур) с контролем температур Т и Тп по-, верхности и центра заготовки. Средняя температура Т в -том числе ее начальное (Т,) и конечное (Т,) значения определяются по контролируемым величинам Т, и Т„ по формуле ). По предлагаемому способу на каждом шаге процесса задается в допуст мых пределах, определяемых величина ми Т., и Т...... . такая конечная средгп(ЗТ пшг няя температура расположенной на вы ходе из индуктора заготовки, котора отличается от ее начального значени на последней стадии нагрева на вели чину, возможно более близкую к прир щению А Тцр этой температуры в установившемся режиме. Это исключает недопустимые пере гревы заготовок при нарушениях уста новившегося режимаработы нагревате .ля иобеспечивает минимальное время втягивания в установившийся режим после различных технологических и. 32 эксплуатационных пауз в работе оборудования . Практическая реализация описанного способа проведена на печи ИН-800 мощностью 2400 кВт, общей длиной установки 6630 мм, частота сети 50 Гц. Печь разделена на 6 секций, длина каждой 1035 мм. Длина нагреваемых заготовок 1540 мм, диаметр 490 мм, количество одновременно наХодящихся в печи заготовок 4.. Качественные показатели на последней стадии нагрева в установившемся режиме (Ту, , T. - начальные температуры поверхности и центра заготовки) ; Т„, Ty, Т(,Т.ц+ . +1/2(Т,ц-О 375С; Т 500С; Т.:.. 520°С; аТ„„ - 125С, Требуемая точность нагрева по объему слитка 10°С, , 490°С. Индукционная установка находилась в установившемся режиме, затем .столб заготовок поддерживался в режиме термостатирования в течение 30 мин. После этого выходная заготовка (первая после из установившегося режима) выгружалась, а оставшиеся три оказались перегретыми относительно установившегося режима на , Следовательно, Тц,- 375°С; Т - 500С| T|lHi.95°C; TuiH.; 355С, Нагрев всех последующих заготовок проводился в два этапа управления (нагрев - выравнивание температур) согласно предлагаемому способу. Вторая заготовка имела начальную среднюю температуру Т ц 375+40 415 С -опсОр при , Тцц(,. г - J 1/ J Ч . j.((j 415+12 С Так как Т( Ту;э 520°С, то нагрев этой заготовки производился до температуры Т( . ,„ 520с, т.е. заготовка бьша выгружена после нагрева на последнем этапе на йТ2 520-415 105с с прираш;ением йТ, меньшим дТдр , Следующая (третья).заготовка, нагревающаяся в одном индукторе с предыдущими, бьша перегрета в режиме термостатирования на .относительно соответствующего этапа установившегося режима, но недогревалась на предпоследнем этапе (опять относительно установившегося режима) на величину, равную -4Т2 125-105 20°С. Поэтому ее начальная температура T на последнем этапе оказалась равной 75+ЛО-20 395 с (при Т„„, 415°С, :0,- нз 375°С). 395+125 520 С Так как Т ivjx ° третья заготовка нагревалас (- гласно предлагаемому способу на ггоследнем этапе до температуры 520 С с приращением, равным ЛТ„с , после чего выгружалась. Следующая (четвертая) заготовка, как и третья, будет перегрета на 40 и режиме термостатирования, недогрета на на этапе вьщачи второй за готовки и получит Д.Т дТяст и предпоследнем этапе своего нагрева (на эта пе вьщачи третьей заготовки). Поэтому ее начальная температура (как и Тц, ) равна, Т..у 375+40-20 395с 4l5c, 3754. И, опять, поскольку Т:,ц+ь.Тцст 395+125 520°С 11, четвертая заготовка выгружалась После нагрева на последнем этапе (как и третья) до температуры Тд„.х,520 С с приращением (jp. . После нагрева четвертой заготовки на выход индуктора поступает пята заг-отовка, загружающаяся в индуктор после режима термостатирования. За счет недогрева в на этапе вьздач

г.с

Тнанс

Тя Tn tTytT-t

ftUtf

Гпн Гн Тцн 1 34 второй заготовки начальная средняя температура пятой заготовки оказаласг равной Т,.375-20 355С (при .... 375С, С,,335°С). Так как T + iTj 355+125 480 с :Т ц 490С, то пятая заготовка выгружалась после нагрева на последнем этапе до тe mepaтypы Тд ц 490с с приращением ..„.-Тис 490л5 1И П П7 большим, чем Ту„ 125°С. Остальные заготовки, поступавшие на выход индуктора, имели начальные температуры на последней стадии Тц 365+380 с, обеспечивающие согласно предлагаемому алгоритму нагрев на ,. 125 С, т,е, уже начиная с шестой заготовки бьт обеспечен установившийся режим. Таким образом, благодаря дополнительному контролю приращения температуры на последней стадии нагрева предлагаемый способ управления обеспечивает возможность за минимальное время перевести индукционную установку на установившийся режим без использования балластных заготовок, простоев пресса и недопустимого перегрева, нагреваемых заготовок.

ГС

WlfC

(pue.Z

Т,С Тмтс

t,c

(риг,3

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОВЕРХ НОСТНШ НАГРЕВОМ ЗАГОТОВОК, преимущественно индукционным, при котором нагрев ведут периодически повторяющимися стадиями в два этапа, на первом из которых проводят нагрев заготовок, подключая источник питания, а на втором выравнивают температуру по сечению заготовки отключением i источника питания, на обоих этапах контролируют температуру поверхности и центра заготовки и при равенст. не этих температур и достижении ими нижнего допустимого предела конечной температуры выгружают заготовку из печи, отличающийся тем, что, с целью снижения брака по неравномерности нагрева в переходных режимах при нагреве в методических печах, определяют значение средней температуры всех заготовок в начале этапа нагрева последней стадии и отключают источник питания по достижении средней температурой конечного значения, определяемого при одном из условий TV TH+UT CT при Т,,„ tT,,+4T,,,, S m W при Тд+ЛТ Т, -1с ААакс 1ЛН1Л J Мик ПР Т, + T,j,N , I Т,Т .где Т. -средняя температура в насл чальный момент этапа нагрева последней стадии; -конечное значение средней температуры; -приращение средней темпераiT а туры на этапе нагрева последней стадии в установившемся режиме; -максимально допустимое зна-Мвкс чение средней температуры; -минимально допустимое (ИH чение средней температуры.