Способ индукционного нагрева изделий Советский патент 1980 года по МПК C21D1/42 

(54) СПОСОБ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ИЗДЕЛИЙ

t

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано при индукционном нагреве изделий с низким коэффициентом тепло 1Ц)оводности.

Известен способ индукционного нагрева изделий, включающий нагрев токами промышленной частоты 1 и 12.

Недостаток способа заключается в том, что он пригоден только для ферромагнитных изделий небольших диаметров (до 120 мм) и непригоден для изделий Из немагнитных материалов больших диаметров (400 мм и более).

Целью изобретения является повышение качества нагрева изделий большого диаметра из немагнитных материалов и снижение потерь металла.,

Для этого изделие подвергают предварительному нагреву токами с частотой 10-25 Гц, нагревая поверхность изделия до температуры на 100-200° С ииже температуры ускоренного окисления металла, затем производят постепенное снижение индуктируемой в изделие мощности, пропорционально росту контролируемой температуры поверхности до 20-30% первоиачальной величины индуктируемой мощности в течение 40-70 мин, осуществляя нагрев центральной части изделия до заданной конечной температуры, а поверхности - на 100-200°С, выше температуры ускоренного окисления металла.

Пример осуществления предлагаемого способа. Заготовку большого диаметра, например 500-1000 мм, из немагнитного материала, например титана, помещают в индукционный нагреватель, с повышенными (до 15-25% от индуктируемой мощности в заготовк) удельными тепловыми потерями в окружающую среду, благодаря увеличенной теплопроводности изоляции между заготовкой и индуктором. На первой стадии нагрева индуктор подключают к источнику питания частотой порядка 10-25 Гц и производят нагрев до получения на поверхности заготовки температуры на 100-200°С ниже температуры ускоренного окисления металла(т.е. примерно до 500°С для титана).

Затем переходят ко второй стадии нагрева. Постепенно, путем поворота регулятора мощности индуктора, снижают индуктируемую в заготовку мощность на 20-30% первоначальной величины в течение 40-70 мин в зависимости от параметров заготовки (диаметра, теплопровод ности и т.п.). Ввиду увеличе{1ных теплопотерь от поверхности заготовки в окружающую среду в 13-1,7 ра за в сравнении с обычными теплопотерями, составляющими 10-15% от индуктируемой в заготовке мощности, тепловой КПД при нагреве будет снижен до 75-85%, Следовательно., мощность, необходимая для компенсации теплопотерь на второй стадии нагрева, составит 1525% от первоначальной мощности индуктора. Благодаря перегретому слою, образовавщему ся в заготовке на первой стадии нагрева, на . второй стадии, благодаря указанному регулированию мощности, происходит нагрев централь ной части заготовки до заданной коне«шой температуры, например 900°С, и нагрев поверхности заготовки до температуры, на 100-200°С выше температуры ускоренного окисления металла, т. е. до 700-800°С в течение 1 ч. При этом перегретый слой на глубине порядка 200 мм от поверхности будет нагрет до 930950° С. Далее переходя- к тгрегьей стадии нагрева. Индуктор переключают на гфомышленнуго часто ту 50 Гц на 10- мин; нри этом происходит доиных слоев заготовки до задангрев П( Foif температуры 900С или на 30-50° выше, т. е. до 920-950°С. 7 .4 Предложенный способ позволяет резко снизить окисление металла и повысить качество нагрева. Формула изобретения Способ индукционного нагрева изделий, включающий нагрев токами промьпиленной час тоты, отличающийся тем, что, с целью повышения качества нагрева изделий больщего диаметра из немагнитных материалов и снижения потерь металла,изделие подвергают предварительному нагреву токами с частотой 1025 Гц, нагревая поверхность изделия до температуры на 100-200°С ниже температуры ускоренного окисления металла, затем производят постепенное снижение индуктируемой в изделие мощности, пропорционально росту контролируемой температуры поверхности до 20-30% первоначальной величины индуктируемой мощности в течение 40-70 мин, осуществляя нагрев центральной части изделия до заданной конечной температуры, а поверхности - на 100-200С выще температуры ускоренного окисления металла. Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 62658, кл. С 21 D 1/10, 1943. 2.Авторское свидетельство СССР № 322374, кл. С 21 D 1/42, 1970.