Способ электроконтактного нагреваметаллических изделий

Способ электроконтактного нагреваметаллических изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советск их

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06. 11. 79 (21) 2837412/24-07 (51) М. Кл.

3 с присоединением заявки М—

H 05 В 3/60

С 21 Э 1/40

Гееударстееельй квинтет

СССР (23) Приоритет—

Опубликовано 30.07.81. Бюллетень М 28

Дата опубликования описания 30 .07 .8 1 ао делам нзебретеввй н вткрмтвй (53 ) Уд 3(621. 36 5.. 31 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. К. Капусткин и В. 3. Ремняков (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОКОНТЛКТНОГО НАГРЕВА

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к электротермии и может быть применено при нагреве металлических изделий или заготовок под обработку давлением или термообработку.

Известны способы электронагрева

5 металлических изделий путем пропускания через них электрического тока промышленной частоты (1 1.

Однако переменный ток, протекающий через металлическое изделие диаметром Cl вытесняется на поверхность изделия вследствие поверхностного эффекта, характеризующегося глубиной проникновения тока в металл 2 . В слу- 5 чае большого отношения d(Z, что имеет место для изделий с большим попереч.ным сечением, в особенности из ферромагнитного металла, нагрев переменным током промышленной частоты приво- е дит к значительному перегреву поверхности изделия. Для борьбы с этим явлением в .известных способах электронагрева предлагается либо снижать скорость нагрева, либо интенсивно охлаждать поверхностные слои изделия. Однако при этом резко возрастает количество необходимой для нагрева электроэнергии вследствие больших потерь тЕпла в окружающую среду (охлаждающую); и одновременно значитель-но снижается производительность нагревательного устройства из-за уменьшения скорости нагрева.

Ф

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ электроконтактного нагрева металлических изделий, при котором по изделию одновременно пропускают ток от источников:постоянного и переменного напряжения f2 J.

При этом способе недогрев поверка ности заготовки увеличивает плотность переменного тока в приповерхностных слоях за счет более низких значений удельного сопротивления и б лее высоких значений магнитной проницаемос851790 ства.

Формула изобретения з ти этих слоев, что способствует выравниванию температурного поля.

Кроме того, перегрев поверхности переменным током вызывает перераспределение постоянного тока таким обра5 зои что плотность постоянного тока в центре сечения стает выше, чем на периферии, из-эа разных значений удельного электросопротиндения. Этот. эффект приводит к выравниванию температуры.

Однако в известном способе при различных соотношениях между размераин поперечного сечения изделия и глубиной проникновения переменного тока, нрн начальной температуре изделйя. невозможно добиться равномерного расп. ределения температур. беэ соответствующего выбора соотношения между величинами постоянного и переменного напряжений.

Цель изобретения — повышение равномерности распределения температуры по сечению изделия при различных со. отношениях размеров поперечного сечения

25 и глубины проникновения переменного тока путем выбора соотношения напряжений в определенном интервале.

Указанная цель достигается тем, что при отношении маскимального размера поперечного сечения изделия к глубИне проникновения переменного тока в интервале от 2 до 20 отноше— ние напряжения постоянного тока к напряжению переменного выбирают не более 3..

В случае малых значений отношения д(1(например,d(Z(2) можно нагревать иэделия только одним переменным

40 током, т.е, отношение ч )ч„ „=-о >> где V ие г u V пер — падение напряжения, создаваемое при протекании через изделие постоянного и переменно- 45 го токов соответственно.

1 Однако с ростом параметра 3 2 должно расти и отношение Vno I Vnep, и при больших значениях djz отношение 50 VII l V neP®З

В этом случае мощность, выделяемая в изделии постояннам током, на порядок превосходит мощность переменного тока.

55 П. р и м е р. Для заготовки из конструкционной стали 40 размерами . 1OOx l O0x3000 мм. а ! лубина ироникиов»иия 2 I(»р м»иного тока ча»тотой 50 I 1l Ilðè комнатной теми»р:игур» ранив;10 мм. т, ». отношеии» (312=10. Ца заготовку одновременно подаются иаиряжеии» постоянного тока Микст =15 8 и перс м»ииогo тока Чиер =25 11, отношение

Чпо )Ч,ер =0,6, В этом »луча» за— готовка за 30 с нагрева»тся от ?О о, до 200 С с перепадом теми»ратуры между ребром и центром заготовки 7 С.

Таким образом, ири прим»не.иги пред— лага»мого способа нагрева улучша»тся равномерность температурного поля н конце нагрева (»сли заготовку, как в примере, нагревать только и»ременным током с напряжением 75 8, то оиа за 100 с нагревается до среднемассоо, ной температуры 1080 С, а перепад между ребром и центром заготовки составит 680 С ) отиада»т необходимость в выравнивающем нагреве, уменьшается общее время нагрева, и, сле7 овательно, DQRbHIJBeT»H производительность нагревательного устроиКроме того, за счет резкого снижения температурных перепадов значительно снижается опасность растрескивания заготовок или изделий из-за термических напряжений и эа счет уменьшения времени нагрева и времени, н течение которого поверхность эаготонки или изделия имеет высокую температуру, уменьшается угар и обезуглероживание поверхности.

Способ электроконтактного нагрева металлических изделий, ири котором по иэделию одновременно пропускают ток от источников постоянного и переменного напряжения, о т л ц ч а юшийся тем, что, с целью повышения равчомерности распределения температуры по сечению изделия путем перераспределения плотности тока, отношение постоянного напряжения к переменному выбирают не более 3 при отношении максимального размера поперечного сечения изделия к глубине проникновения переменного тока в и*.— тервале от 2 до 20.

851790

Составитель О. Турпак

Редактор В. Матюхина Техред А.Бабинец

Корректор И. Шароши

Зак аз 6 39 2/88 Тираж 889

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, $!!сто шики информации, принятые но внимание при экспертизе!. Авторское свидетельство СССР

У 321195. кл. Н 05 В 3/00, 1970.

Ь

2. Коврев . С. Электроконтактный нагрев при обработке цветных металлов ° М., "Металлургия", 1975, с. 29-30.