Способ сквозного индукционного нагрева металлических заготовок

Способ сквозного индукционного нагрева металлических заготовок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

г

О П И -С" A Н И Я („)729856

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.07.76 (21) 2385920/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Н 05 В 5/18

Гооударотеенный комитет (53) УДК 621.365..511 (088.8) Опубликовано. 25.04.80. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 05.05.80 по денем изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. A. Бодажков, Л. Л. Кочергин и Д. Л. Зубер (71) Заявитель (54) СПОСОБ СКВОЗНОГО ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к области электротермии, в частности к области индукционного нагрева и предназначается для сквозного нагрева металлических заготовок, например, под пластическую деформацию или термообработку.

Известны два способа сквозного индукционного нагрева металлических заготовок: нагрев в продольном и нагрев в поперечном магнитных полях (1).

Для нагрева заготовок в продольном магнитном поле используется равномерное переменное во времени магнитное поле. При этом заготовки в него помещают так, что силовые линии поля преимущественно касательны к их поверхности, благодаря чему токи, индуцированные в них, протекают по периметру их поперечного сечения. Это, как правило, обеспечивает равномерный и быстрый нагрев заготовок как по длине, так и по поперечному сечению. Нагрев заготовок в продольном магнитном поле осуществляется обычно с помощью цилиндрических или овальных индукторов. При этом основным способом увеличения производительности процесса нагрева при сохранении заданного по технологическим соображениям теплоперепада по сечению нагреваемых заготовок является увеличение длины индуктора и столба одновременно нагреваемых заготовок. При увеличении производительности нагревателя с цилиндрическими или овальными индукторами более 2 т нагретого металла в час невозможна транспортировка. через индукторы возрастающего по длине и весу столба нагреваемых заготовок.

Для нагрева заготовок в поперечном магнитном поле используется равномерное переменное во времени магнитное поле, но заготовки в него помещают так, что силовые линии поля преимущественно перпендикулярны к их поверхности. Нагрев заготовок в поперечном магнитном поле осуществляется обычно с помощью овальных индукторов. Несмотря на благоприятное расположение заготовок, с точки зрения их транспортировки через индуктор, производительность нагрева в этом случае ограничивается специфическим распределением индуцированных в заготовках токов. Продолжительность нагрева в поперечном поле при прочих равных условиях в полтора раза больше, чем

729856

3 при нагреве в продольном поле. Кроме того, нагрев в поперечном магнитном поле не позволяет получить равномерного распределения температуры вдоль нагреваемых заготовок.

Наиболее близким из известных является способ сквозного индукционного нагрева металлических заготовок, при котором в переменное электромагнитное поле с центральной симметрией помещают заготовки по направлению его радиальной составляющей, а его аксиальную составляющую поддержива- 16 ют постоянной по величине (2).

Однако данный способ не позволяет повысить производительность путем выравнивания температурного поля в радиальном направлении.

С целью повышения производительности в предлагаемом способе радиальную составляющую электромагнитного поля также поддерживают постоянной по величине.

Помещение заготовок в область центрального переменного во времени магнитного по- © ля с постоянной по величине радиальной составляющей вектора напряженности магнитного поля и расположение их по направлению магнитных силовых линий обеспечивает не только равномерный и быстрый нагрев заготовок как по длине, так и по поперечному сечению, но и увеличивает производительность процесса нагрева за счет одновременного нагрева большего количества заготовок.

Предлагаемый способ нагрева иллюстри36 руется чертежом, где показана схема одного из возможных вариантов нагрева в центральном переменном магнитном поле.

Нагрев заготовок по предлагаемому способу осуществляется следующим образом. з«

В область центрального переменного во времени магнитного поля с постоянной по величине радиальной составляющей вектора напряженности магнитного поля помещают подлежащие нагреву заготовки 1. Заготовки располагают по радиусу так, что силовые 4© линии 2 магнитного поля преимущественно касательны к их поверхности. Благодаря изменению во времени магнитное поле индуцирует в нагреваемых деталях токи 3.

При этом плотность индуцированных токов по длине нагреваемых деталей постоянна, т. е. не зависит от координаты точки наблюдения. Подобное распределение индуцированных токов обеспечивает равномерный и быстрый нагрев нагреваемых заготовок.

Изобретение подтверждается экспериментом, при котором нагревались заготовки диаметром от 30 до 100 мм и длиной 100 мм.

При этом радиальная составляющая вектора напряженности магнитного поля в указанной области, оставаясь неизменной и не являясь функцией координат точки наблюдения, достигала в эксперименте, в зависимости от режима («холодный», «промежуточный», «горячий») 1,05 104 — 16 ° 104 А/м.

Одновременно в рассматриваемую область помещалось от 16 до 47 заготовок в зависимости от диаметра. Время нагрева заготовок до 1250 С при температурном перепаде по их поперечному сечению и длине, не превышавшем 50 С, составляло от 34 до 378 с.

Производительность нагрева, в зависимости от диаметра заготовок, в условиях эксперимента достигала 0,93 — 2,74 т/ч.

Формула изобретения

Способ сквозного индукционного нагрева металлических заготовок, например, под пластическую деформацию, при котором в переменное электромагнитное поле с центральной симметрией помещают заготовки по направлению его радиальной составляющей, а его аксиальную составляющую поддерживают постоянной по величине, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, радиальную составляющую электромагнитного поля поддерживают также постоянной по величине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Слухоцкий А. Е. и др. Индукторы для индукционного нагрева. Л., «Энергия», 1974, с. 238 — 252.

2. Патент США № 2419116, кл. 219-10.51, 1947 (прототип).

729856

Составитель О. Щедрина

Редактор П. Горькова Техред К. Шуфрич Корректор Г. Решетннк

Заказ 1330j55 Тираж 885 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П ПП с Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4