CN107052080B - 一种热压三通管坯分区加热控温设备及其加热控温方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热压三通管坯分区加热控温设备及其加热控温方法，包括L型移动炉座(1)，L型固定炉座(6)和感应涡流加热装置，所述的感应涡流加热装置，包括上感应加热线圈(7a)、下感应加热线圈(7b)、前感应加热线圈(7c)和后感应加热线圈(7d)，分别设置在管坯的上部、下部、前部、后部；上感应加热线圈、下感应加热线圈两者电路相互独立，可以统一控制或独立控制，以产生用于加热金属管坯的相同或者不同磁场，所述前感应加热线圈和后感应加热线圈设置在管坯的轴向方向，对于较难加热到的管坯端面处也能实现稳定加热，以实现非接触式分区加热和均温场。

Description

一种热压三通管坯分区加热控温设备及其加热控温方法
技术领域
本发明属于管材成形设备领域,涉及一种改善管件晶粒组织的温度控制方法，特别涉及一种分区加热控温方法，以及基于此方法设计的一种分区加热控温设备。
背景技术
热压三通的成型工艺是通过对其管坯进行局部塑形变形，以获得三通管尺寸。为了达到局部塑性变形，对管坯通常的加热方法是采用焦炭炉或者反射炉对其管坯料进行整体加热后料进行局部加热。，在用水冷方法已加热管坯进行局部冷却以满足热压成型工艺的要求。其不足之处在于：通过该种热压成型方法过程需要接触加热，同时管件表面有火焰接触会产生氧化，对于温度的控制不够精准，同时不能形成场内均温，整体组织结构不均匀，影响管件整体性能，对于局部温度的控制不够稳定，最后成形的质量也不够稳定。时间较长，生产效率低，且不节能，以对环境产生污染。
发明内容
本发明是为解决上述现有技术中存在的问题而提出的，目的在于提供一种操作简单，同时精确控制场温，达到产品达到所需组织要求的加热及温度控制方法。
另外，本发明目的在于，提供一种可以让三通管坯上下部分实现不同加热温度，同时在场内实现均温的加热控温设备。
一种热压三通管坯分区加热控温设备，包括L型移动炉座(1)，L型固定炉座(6)和感应涡流加热装置，在L型移动炉座(1)的下方有三个导柱(5)，对应L型固定炉座的三个导柱孔(10)，在合炉时导柱(5)和导柱孔(10)配合起导向作用；在L型移动炉座(1)，L型固定炉座(6)的上下部分都装有两对红外感应器(2)，用于感应设备内部温度；L型移动炉座(1)，L型固定炉座(6)均设置有循环水冷装置(3)，通过红外感应器(2)得到的温度数据，根据该温度数据调节控制阀改变循环水冷装置(3)的水流大小，起到水冷的效果；所述的感应涡流加热装置，包括上感应加热线圈(7a)、下感应加热线圈(7b)、前感应加热线圈(7c)和后感应加热线圈(7d)，分别设置在管坯的上部、下部、前部、后部；上感应加热线圈、下感应加热线圈两者电路相互独立，可以统一控制或独立控制，以产生用于加热金属管坯的相同或者不同磁场，所述前感应加热线圈和后感应加热线圈设置在在管坯的轴向方向，对于较难加热到的管坯端面处也能实现稳定加热，以实现非接触式分区加热和均温场。
所述的分区加热控温设备，在每个红外感应器端部固定安装有超声波步进马达(8)使感应器(2)在滑槽的有效行程能滑动。
所述的分区加热控温设备，所述循环水冷装置设置在管坯的中心轴水平面上，在冷却装置的下部加有一层隔热层，隔绝上部冷却装置对管坯下半部温度的影响，所述循环水冷装置的管道布局为蛇形排布，管道往复式的排布在炉座的中部位于管坯中轴线上，在整个冷却装置运行时，随着水流在管道中流动，带走大量的热，使上部的加热场的场温下降、通过水流大小，来控制温度的下降，使得在管坯上半部分可以进行快速降温，或管坯上部在温度到达指定温度后，不再继续上升。
所述的分区加热控温设备进行加热控温的方法，将圆形坯料压扁，截面为近似椭圆形，截面椭圆短轴长度为三通管主管直径D；先将L型移动炉座(1)拉开，将椭圆形管坯放置在L型固定炉座6内的炉条(4)上，椭圆形管坯的短轴平行于上感应加热线圈(7a)、下感应加热线圈(7b)，推动L型移动炉座(1)与L型固定炉座(6)合炉，然后锁上炉座，启动电源，设置既定温度，在上感应加热线圈(7a)和下感应加热线圈(7b)通入不同大小的电流，前感应加热线圈(7c)和后感应加热线圈(7d)通入相同电流，通过感应加热线圈与管坯的相互作用在局部空间中产生不同强度的热场，实现均匀加热；利用炉座内红外感应器(2)的检测，通过将测得的温度反馈给温控装置实现对温度的控制；利用循环水冷装置(3)通过的高流速的水流在装置的铜管中流动，带走大量的热，管坯温度成反正切函数变化。
所述的的方法，坯料加热面分布在截面椭圆短轴的两侧，短轴下侧全部保持一定高温，短轴上侧经过冷却后只有与下侧相连的部分保持一定高温，总的保持高温面积占三通管总面积的3/4，高温控制在1050一1100℃，保持时间30分钟左右,可使其铁素体由40％提升至50％左右。
根据上述结构，发明能够提供这样的一种加热控温设备，该加热控温设备的线圈形状简单，覆盖整个管坯的投影面，可实现整个场间的均温。
另外，本发明能够提供这样的加热控温设备以及加热控温方法，可以提供满足要求的温度场控制，也可实现铁素体含量在50％以上，满足组织要求的表面质量高的管坯。使用不同厚度的双相不锈钢管坯，也可以具备相同的性能。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为图一的右视图。
其中，1L型移动炉座，2红外感应器，3循环水冷装置，4炉条，5导柱，6L型固定炉座，7a、7b、7c、7d为上、下、前、后感应加热线圈，8超声波步进马达，9管坯，10为导柱孔，11隔热板。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
如图1、图2所示，热压三通管坯分区加热控温设备，包括L型移动炉座1，L型固定炉座6和感应涡流加热装置，在L型移动炉座1的下方有三个导柱5，对应L型固定炉座的三个导柱孔10，在合炉时导柱5和导柱孔10配合起导向作用。在L型移动炉座1，L型固定炉座6的上下部分都装有两对红外感应器2，用于感应设备内部温度。L型移动炉座1，L型固定炉座6均设置有循环水冷装置3，通过红外感应器2得到的温度数据，根据该温度数据调节控制阀改变循环水冷装置3的水流大小，起到水冷的效果；所述的感应涡流加热装置，包括上感应加热线圈7a、下感应加热线圈7b、前感应加热线圈7c和后感应加热线圈7d，分别设置在管坯的上部、下部、前部、后部；上感应加热线圈、下感应加热线圈两者电路相互独立，可以统一控制或独立控制，以产生用于加热金属管坯的相同或者不同磁场，所述前感应加热线圈和后感应加热线圈设置在在管坯的轴向方向，对于较难加热到的管坯端面处也能实现稳定加热，以实现非接触式分区加热和均温场。
在每个红外感应器端部通过螺丝固定安装有超声波步进马达8使感应器2在滑槽的有效行程能滑动。炉体中有安装多根用于放置热压三通管坯的炉条4。
所述循环水冷装置设置在管坯的中心轴水平面上，在冷却装置的下部加有一层隔热层，隔绝上部冷却装置对管坯下半部温度的影响，所述循环水冷装置的管道布局为蛇形排布，管道往复式的排布在炉座的中部位于管坯中轴线上，在整个冷却装置运行时，随着水流在管道中流动，带走大量的热，使上部的加热场的场温下降、通过水流大小，来控制温度的下降，使得在管坯上半部分可以进行快速降温，或管坯上部在温度到达指定温度后，不再继续上升。
热压三通管坯分区加热控温方法，将圆形坯料压扁，截面为近似椭圆形，截面椭圆短轴长度为三通管主管直径D；先将L型移动炉座1拉开，将椭圆形管坯放置在L型固定炉座6内的炉条4上，椭圆形管坯的短轴平行于上感应加热线圈7a、下感应加热线圈7b，推动L型移动炉座1与L型固定炉座6合炉，然后锁上炉座，启动电源，设置既定温度，在上感应加热线圈7a和下感应加热线圈7b通入不同大小的电流，前感应加热线圈7c和后感应加热线圈7d通入相同电流，通过感应线圈7a、7b、7c、7d与管坯的相互作用在局部空间中产生不同强度的热场，实现均匀加热。利用炉座内红外感应器2的检测，通过将测得的温度反馈给温控装置实现对温度的控制。利用循环水冷装置3通过的高流速的水流在装置的铜管中流动，带走大量的热，管坯温度成反正切函数变化。
通过以上方法可以实现坯料加热面分布在截面椭圆短轴的两侧，短轴下侧全部保持一定高温，短轴上侧经过冷却后只有与下侧相连的部分保持一定高温，总的保持高温面积占三通管总面积的3/4，高温控制在1050一1100℃，保持时间30分钟左右,可使其铁素体由40％提升至50％左右。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种热压三通管坯分区加热控温设备，其特征在于，包括L型移动炉座(1)，L型固定炉座(6)和感应涡流加热装置，在L型移动炉座(1)的下方有三个导柱(5)，对应L型固定炉座的三个导柱孔(10)，在合炉时导柱(5)和导柱孔(10)配合起导向作用；在L型移动炉座(1)，L型固定炉座(6)的上下部分都装有两对红外感应器(2)，用于感应设备内部温度；L型移动炉座(1)，L型固定炉座(6)均设置有循环水冷装置(3)，通过红外感应器(2)得到的温度数据，根据该温度数据调节控制阀改变循环水冷装置(3)的水流大小，起到水冷的效果；所述的感应涡流加热装置，包括上感应加热线圈(7a)、下感应加热线圈(7b)、前感应加热线圈(7c)和后感应加热线圈(7d)，分别设置在管坯的上部、下部、前部、后部；上感应加热线圈、下感应加热线圈两者电路相互独立，可以统一控制或独立控制，以产生用于加热金属管坯的相同或者不同磁场，所述前感应加热线圈和后感应加热线圈设置在在管坯的轴向方向，对于较难加热到的管坯端面处也能实现稳定加热，以实现非接触式分区加热和均温场。
2.根据权利要求1所述的分区加热控温设备，其特征在于，在每个红外感应器端部固定安装有超声波步进马达(8)使感应器(2)在滑槽的有效行程能滑动。
3.根据权利要求1所述的分区加热控温设备，其特征在于，所述循环水冷装置设置在管坯的中心轴水平面上，在冷却装置的下部加有一层隔热层，隔绝上部冷却装置对管坯下半部温度的影响，所述循环水冷装置的管道布局为蛇形排布，管道往复式的排布在炉座的中部位于管坯中轴线上，在整个冷却装置运行时，随着水流在管道中流动，带走大量的热，使上部的加热场的场温下降、通过水流大小，来控制温度的下降，使得在管坯上半部分可以进行快速降温，或管坯上部在温度到达指定温度后，不再继续上升。
4.权利要求1所述的分区加热控温设备进行加热控温的方法，其特征在于，将圆形坯料压扁，截面为近似椭圆形，截面椭圆短轴长度为三通管主管直径D；先将L型移动炉座(1)拉开，将椭圆形管坯放置在L型固定炉座6内的炉条(4)上，椭圆形管坯的短轴平行于上感应加热线圈(7a)、下感应加热线圈(7b)，推动L型移动炉座(1)与L型固定炉座(6)合炉，然后锁上炉座，启动电源，设置既定温度，在上感应加热线圈(7a)和下感应加热线圈(7b)通入不同大小的电流，前感应加热线圈(7c)和后感应加热线圈(7d)通入相同电流，通过感应加热线圈与管坯的相互作用在局部空间中产生不同强度的热场，实现均匀加热；利用炉座内红外感应器(2)的检测，通过将测得的温度反馈给温控装置实现对温度的控制；利用循环水冷装置(3)通过的高流速的水流在装置的铜管中流动，带走大量的热，管坯温度成反正切函数变化。
5.根据权利要求4所述的的方法，其特征在于，坯料加热面分布在截面椭圆短轴的两侧，短轴下侧全部保持一定高温，短轴上侧经过冷却后只有与下侧相连的部分保持一定高温，总的保持高温面积占三通管总面积的3/4，高温控制在1050一1100℃，保持时间30分钟左右,可使其铁素体由40％提升至50％左右。
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