Способ управления поверхностным нагревом заготовок Советский патент 1980 года по МПК H05B5/04 G05D23/19 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫМ НАГРЕВОМ ЗАГОТОВОК

- ,...

Изобретение относится к электрЬтермии и может быть использовано при поверхностном нагреве , например, индукционном для ускоренного достижения заданной температуры с допустимой неравномерностью по толщине заготовки.

Известен способ управления пов(фхностным нагревом, при котором во время нагрева и выдержки, необходимой для выравнивания температур, по сечению заготовки поддерживают на определенном уровне среднюю температуру заготовки 1.

При этом способе управления суммарное время нагрева и выдержки больше минимально возможного, так как перегрев средней части заготовки над конечной температурой позволяет создать в заготовке во время интервала нагрева большой запас тепла, что позволяет значительно сократить время выравнивания температур по сечению заготовки.

Известен способ управления поверхностным нагревом заготовок, преимущественно индукционным, при котором включают источник питания для нагрева заготовки, затем его выключают и выдерживают заготовку в зоне нагрева, выравнивая при этом

температуру по сечению заготовки, во время нагрева и выдержки контролируют температуру поверхности и центра заготовки, при достижении этими температурами конечной величины с заданным перепадом температур

J по сечению заготовки выгружают заготовку из зоны нагрева 2.

Этот способ позволяет получить минимально возможное время всего цикла нагреввыдержка. Однако при необходимости получения более высокой точности нагрева по

10 сечению, управление в два интервала: нагрев-выдержка не позволяет достигнуть желаемого. Перепад температур по сечению оказывается выше допустимого.

Цель изобретения - уменьшение перепада температур по сечению заготовки при

15 сохранении минимального суммарного времени нагрев-выдержка.

Для этого дополнительно контролируют температуру в точке, расположенной на глубине равной одной трети радиуса заготовки,

20 после окончания выдержки повторно включают источник питания для дополнительного выравнивания температур, а заготовку выгружают при достижении температурой поверхности и дополнительно контролируе Мбй f64K{i верхнего допустимого значения, k температурой центра - нижнего допустиbioro значения.

На фиг. 1 изображены кривые изменения емператур по сечению заготовки; на фиг. 2 koHe4Hoe распределение температур по толщине заготовки.

Способ управления реализуется следующим образом.,..„.,

Управление производят в три интервала - нагрев-выдержка-нагрев, при этом контролируют температуру в трех точках: на поверхности заготовки Т,, на глубине равной, 1/3 радиуса заготовки Т и в центре заготовки TU,В первом ийтервале управл1ения поддерживают максимально допустимую мощность и температуру поверхности Тп, перегревают наД заданной конечной температурой T,aj

На втьром. интервале источник питания отключают и производят выравнивание температур По сечению, при этом температура пбвёрхйбстй падает ниже нижнего предела Tjo,g-, где - допустимый конечный перепад температур по сечению, а температура центра еще не дошла до заданной.

На третьем интервале вновь включают источник питания и поднимают температуры поверхности до верхнего допустимого предела tjoj + . При этом температура всех слоев заготовки не выходит за рамки допустимых температур .

Выгрузку заготовки производят при одновременном достижении температурой цёНтра нижнего допустимого значения, а температурами поверхности и точки, расположенной на глубине равной 1/3 радиуса заготовки, верхнего допустимого значения

TS«.+.

Вместо линии переключения, как при 2-х интервальном управлений в данном способе имеем поверхность переключения в пространстве температур Тп, Тц и T/vi. Соответствующая функция (Тп, Тц, Trtt) расTWtbiBaieTcя или оПреДёляется практически. Причем в моменты перехода с одного интервала на другой эта функция проходит через нуль.

Реализация способа упрощаемся, если побёрхШстй ДбСИггает Максимально допустимого значения , обусловленного необратимыми процессами в заготовке, оплавлением и т. д. В эТом случае одна из контролируемых температур Тп ТМАИ.

Практнческая реализация описанного способа была проведена на печи ИН-220-58/140 мощностью 2200 кВт.

На заготовке диаметром 480 мм из сплава Д1 осуществляют нагрев за минимально возмо кное время с допускаемым отклонением ±1°С от заданной конечной температуры 460С.

В связи с тем, fW) выдержать столь малый допуск температур по сечению заготовки с минимальным временем всего цикла нагрева при 2-х интервальном управлении невозможно, нагрев ведут с 3-я интервалами. В конце первого интервала температура поверхности Тп составляет 495°М, центра Тц 431°С и Tut 473°С.

Во врем5| второго интервала источник питания отключают.

Температуры в конце второго интервала

9следующие Т„ 452°С, Тц 458°С, ТмНбЗ С.

Во время третьего интервала мощность источника питания максимальная.

Выгрузку заготовки производят при следующих температурах Тц 461°С, Тц 459°С. .

Суммарное время нагрева + выдержка-ь -f нагрев составляет 20,2 + 2,2 + 0,25 22,65 мин.

Суммарное время по известному способу нагрева - 25,14 мин, причем допустимый

перепад Температур при этом составил ± 10°С. Следовательно, использование предложенного способа сократило суммарное время нагрева на 11%.

Формула изобретения

Способ управления поверхностным нагревом Заготовок, преимущественно индукционным, при котором включают источник

питания для нагрева заготовки, затем его выключают и выдерживают заготовку в зоне нагрева, частично выравнивая при этом температуру по сечению заготовки, во время нагрева и выдержки контролируют температуру поверхности и центра заготовки,

при достижении этими температурами конечной величины с заданным перепадом по сеЧению заготовки выгружают заготовку из зоны нагрева, отличающийся тем, что, с целью уменьшения перепада температур по сечению заготовки при сохранении минимального суммарного времени нагрев-выдержка,дополнительно контролируют температуру в точке, расположенной на глубине равной одной трети радиуса заготовки, после окончания выдержки повторно включают источник питания для дополнительного выравнивания температур по сечению, а заготовку выгружают при достижении температурой поверхности и дополнительно Контролируемой точки верхнего допустимого значения и температурой центра - нижнего допустимого значения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 2988623, кл. 219-10.75, 1966.

Tj6

HlfOH. tfit(o

HiCOf/.

f.KOH

. I

ntfOHi

If i I/OH

/

fг

фиг i