Способ индукционного нагрева длинномерных заготовок

Способ индукционного нагрева длинномерных заготовок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ДЛИННОМЕРНЫХ ЗАГОТОВОК, преимущественно под резку, включающий загрузку выгрузку заготовки с одной стороны в индуктор и нагрев ее, отличающий с я тем, что, с целью экономии электроэнергии и повьш1ения качества торцов отрезаемых заготовок, заготовку нагревают неравномерно, увеличивая ее температуру в направлении от выгружаемого конца заготовки к загружаемому . 5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3463223/22-02 (22) 05.07.82 (46) 23.10.84. Бюл. Ф 39 (72) А.В.Коновалов, Г.M,Êèðíàðñêèé, А.К.Талалаев, Е.Г.Филин и В.К.Карев (53) 621.785(088.8) (56) 1. Рыскин С.Е. Применение сквозного индукционного нагрева в промышленности. Л., "Машиностроение", 1979, с. 61-63.

2. Богданов В.Н., Рыскин С.Е. Применение скозного индукционного нагрева в промышленности. Л., "Машиностроение", 1965, с. 62, р. 28.

ÄÄSUÄÄ 1120024 А зев С 21 D 1/42: В 23 D 31/00 (54) (57) СПОСОБ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА

ДЛИННОМЕРНЫХ ЗАГОТОВОК, преимущественно под резку, включающий загрузку.выгрузку заготовки с одной стороны в индуктор и нагрев ее, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью экономии электроэнергии и повышения качества торцов отрезаемых заготовок, заготов-. .ку нагревают неравномерно, увеличивая ее температуру в направлении от выгружаемого конца заготовки к загружаемому. длинномерных заготовок, преимущественно под резку, включающем загруз( ку-выгрузку заготовки с одной стороны в индуктор и нагрев ее, заготовку нагревают неравномерно, увеличивая ее температуру в направлении от выгружаемого конца заготовки к загружаемому.

Температурный перепад от торца кторцу в период нагрева согласовывают с подстыванием металла на пути к очагу реза так, чтобы заготовки отрезались в пределах технологически необходимой и экономически целесообразной температуры.

На фиг. 1-4 изображены положения длинномерной заготовки в процессе нагрева; на фиг. 5 — эпюры распределения температур по длине заготовки, которые иллюстрируют динамику роста температур за полное время нагрева; на фиг. 6 — график динамики остывания заготовки ф 10 мм, нагретой до

550 С.

Способ осуществляется следующим образом.

В начале нагрева длинномерную заготовку загружаемым концом Д с транспортной скоростью продвигают в индуктор, состоящий из блоков-секций с транспортными роликами между блоками (фиг. 1).

Продвижение заготовки в этом направлении заканчивают, когда противоположный (выгружаемый) конец заготовки S находится на расстоянии шага блоков-секций индуктора (длина блока плюс зазор на размещение транспортного ролика) от торца индуктора со стороны загрузки-выгрузки (фиг. 2).

Одновременно скорость переключают на технологическую и заготовку в обратном направлении продвигают на шаг блоков-секций в пределах индуктора (фиг, 3).

При подходе заготовки к загрузоч-. но-выгрузочному торцу индуктора скорость ее продвижения переключают на транспортную, и заготовку концом 8 в том же направлении — к очагу реза

1 выгружают из индуктора (фиг. 4) .

Нагрев включен в течение всего периода перемещения длинномерной заготовки в индукторе.

Пример. Проводят нагрев заготовок диаметром .100 мм из стали

45 1,45 3 и 30 ГСА длиной 6000 мм, причем. Т вЂ” температура заготовки конечная, С;

4 1120

Изобретение относится к технике индукционного нагрева и может быть использовано в машиностроении при нагреве длинномерных заго овок под резку на пресс-ножницах.

Известен способ индукционного нагрева длинномерных заготовок в установках, состоящих из нескольких блоков, включающих индукторы и транспортные роликовые системы для равномерного продвижения заготовок сквозь нагреватель (1 g.

Недостатком этого способа является равномерный по длине нагрев заготовок. При равномерном нагреве длинномерной заготовки под резку, температура,при которой отрезается последняя заготовка, значительно ниже той, при которой отрезается первая, а в связи с тем, что должна быть обеспечена определенная температура отрезки последней заготовки, первоначальная температура длинномерной заготовки, в целом, назначается с учетом этого подстывания и резка первых заготовок осуществляется при температуре выше необходимой (Ъ 550 С) .

По этой причине идет перерасход электроэнергии, КПД процесса снижается, а часть заготовок из-за измене-! ний пластичности металла при резке имеет повышенную овальность и вытянутый заусенец.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ индукционного нагрева концов заготовок круглого сечения в продольном магнитном поле за время перекатывания их от одного края овального индуктора к другому 2 .

Однако известный способ не обеспе-4 чивает распределения температуры по длине нагреваемой заготовки и характеризуется повышенной температурой в геометрическом центре заготовки и более низкой температурой по 4 ее краям. Это объясняется неравномерной магнитной связью по длине системы индуктор-заготовка при нагреве заготовок в продольном поле овального индуктора. Кроме того, известный спо- соб не обеспечивает нагрев длинномерных заготовок, заготовок большого диаметра и квадратного профиля.

Целью изобретенйя является эконо« мия электроэнергии и повышение качест-: ва торцов отрезаемых заготовок.

Поставленная цель достигается тем, что при индукционном нагреве

024 1

3 1120

Т вЂ” температура заготовки о — о йачальная,, С;

Т вЂ” температура заготовки

A о у торца А, С;

Т вЂ” температура заготовВ„ 5 ки у торца 8, С; — полное время нагрева н заготовки, с; — время нагрева зоны заготовки соответ- 10 ственно у торца A u

6, с, n — порядковый номер перемещения заготовки за . цикл нагрева. 15

Среднее повышение температуры заготовки за единицу времени при нагреве:

Тб =То+оТ t0 =20+2,65-5=33,25 С.

Температура заготовки в конце про- З0 движения в обратном направлении с технологической скоростью 0,0083 м/с на шаг блоков-секций в пределах индуктора за 145 с (фиг. 5, эпюра 2):

Температура заготовки в конце продвижения с транспортной скоростью

0,24 м/с при выгрузке из индуктора в течение 25 с,со стороны загрузки в сторону очага реза у торца А составляет ТА = 550,0 С (фиг. 5, эпюра

3) а у торца ..6 (Т 6 ) к концу наг 0 .50 рева достигает 417, С.

Таким образом, к концу нагрева заготовка нагрета неравномерно, с

Ты-То 550-20 о дТ= - - — = — — — = 2,65 С/с.

2ОО

Температура заготовки в конце продвижения в индуктор с транспортной скоростью 0,24 м/с в течение 30 с (фиг. 5, эпюра 1):

Т =Т +,5Т t =20+2.65.30=99,5О С;

А, о Д„°.Тд =ТА +nT t =99,5+2,65 ° 145=

= 483,75ОС; Т = Т +dT

2 1= 33,25 + 2,65 ° 145 = 417,5 С.

024 4 постепенным увеличением температуры в направлении от выгружаемого конца к загружаемому.

После нагрева первую заготовку отрезают на пресс-ножницах в зоне

Выгружаемого конца — через 25 с после выгрузки длинномерной заготовки из индуктора, последнюю — через 150 с в зоне загружаемого конца.

Согласно графику остывания заготовки за первые 60 с снижение температуры поверхности металла в зоне повышенной температуры достигает

40 С, а средняя скорость остывания составляет 0,67 С/с.

3а следующие 60 с снижение температуры составляет 25 С при средней скорости остывания 0,42 С/с.

Последующее охлаждение заготовки в зоне пониженной температуры за контролируемое время происходит со скоростью 0,33 С/с.

Минимальная температура металла при резке первой заготовки:

417,5-0,33 25 = 409,25 С.

Температура металла у места последнего реза:

550-(0,67-60+0,42 60+0,33 30)=475 С.

Остальные заготовки отрезаются в диапазоне температур от 409,25 до

476 С, который соответствует технологически необходимым и экономически целесообразным температурам резки.

При использовании предлагаемого способа индукционного нагрева длинно мерных заготовок под резку, включаю.щего загрузку-выгрузку заготовки с одной стороны в индуктор и неравномерный нагрев ее с увеличением тем40 пературы от выгружаемого конца заго-" товки к загружаемому, достигается экономия электроэнергии за счет сокращения расходуемой на нагрев мощности, составляющая 21 кВт.ч на тонну нагреваемого металла, при этом геометрические размеры торцов отрезаемых заготовок стабильны, отсутствуют овальность и утяжка, нет вытянутых заусенцев, косина торцов не превышает 2 им.

Качество торцов удовлетворяет технологическим требованиям, предъявляемым к заготовкам. иг.

1120024

_#_0,0

9ЯЛ, 7Х

Составитель В. Белофастов

Редактор Н. Егорова Техред О.Неце

Корректор M. Демчик

Заказ 8171

Тираж 539

Подписное

r +e

dun

f7

Ид

ХЛ

Ф7Х

ФРР

4РХ

ЮУ

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4