DE2831872C2

DE2831872C2 - Method for preventing excess temperatures in inductive forging billet heating systems

Info

Publication number: DE2831872C2
Application number: DE2831872A
Authority: DE
Inventors: Hans Werner 4670 Lünen Mauve
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1978-07-20
Filing date: 1978-07-20
Publication date: 1984-08-09
Also published as: DE2831872A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern von Übertemperaturen an Schmiedeblöcken, die in einer Reihe hintereinanderliegend in einer induktiven Erwärmungsanlage auf Schmiedetemperatur erwärmt werden, beim Übergang vom Warmhaltebetrieb mit reduziertem Durchsatz auf Nennbetrieb.The invention relates to a method for preventing excess temperatures on forging blocks, which in a Row one behind the other in an inductive heating system be heated to forging temperature, when switching from holding operation with reduced Throughput at nominal operation.

In induktiven Schmicdeblockerwärmungsanlagen werden in einer Reihe hintereinanderliegende Metallstücke durch eine oder mehrere Induktionsspulen befördert. Durch die in die MetallsUiCke eindringenden Induktionsströme werden so ichnel! hohe Temperaturen erreicht, die eine Warmverforn..<ng erlauben. Bei Eisen beträgt diese Temperatur 1250° C.In inductive block heating systems, pieces of metal lying one behind the other are made in a row conveyed by one or more induction coils. Through the penetrating into the metal box Induction currents are so immediate! reached high temperatures that allow hot deformation. at Iron, this temperature is 1250 ° C.

Die Länge der Induktionsspulen, deren Leistungsbeaufschlagung und die Vorschubgeschwindigkeit der Mctallstücke sind so ausgelegt, daß eine nachgcordnctc Warmverformungsmaschinc. beispielsweise eine Schmiedepresse, taktweise immer mit einem :iuf die gewünschte Temperatur erwärmten Mctallslück versorgt werden kann.The length of the induction coils, their application of power and the feed speed of the metal pieces are designed so that a nachgcordnctc Hot forming machine. for example a forging press, always with a step-by-step: iuf the desired one Temperature heated Mctallslück can be supplied.

Fällt die der Erwärmungsanlage nachgcordncte Warmverformungsmaschine vorübergehend aus, so können die erwärmten Metallstücke nicht weiter behandelt werden. Sie kühlen ab und müssen nach ihrem völligen Erkalten die Induktionsanlage erneut durchlaufen. Da in den meisten Fällen nicht sofort erkennbar ist. wie lange die Warmverformungsmaschine ausfällt, wird die Induktionserwärmungsanlage nicht sofort abgeschaltet. Es wird vielmehr auf Warmhaltebetrieb mit reduziertem Durchsatz und reduzierter Induktorleistung umgestellt. Die Reduzierung von Induktorleistung und Blockvorschubgeschwindigkeit wird so aufeinander abgestimmt, daß die am Ausgang der Induktorspule erscheinenden Schmiedeblöcke auf die gewünschte Endtemperatur erhitzt sind, damit die wieder in Betrieb gehende Warmverformungsmaschine sofort mit ausreichend erhitzten Metallstücken bedient werden kann.If it falls after the heating system The hot forging machine is temporarily off, so the heated metal pieces cannot be treated any further will. They cool down and have to go through the induction system again after they have completely cooled down. Since in most cases it is not immediately recognizable. how long the hot forging machine will fail, the Induction heating system not switched off immediately. Rather, it is reduced to keeping warm Throughput and reduced inductor power changed. The reduction of inductor power and block feed speed are coordinated in such a way that those appearing at the output of the inductor coil Forging blocks are heated to the desired final temperature, so that the going back into operation Hot forming machine can be operated immediately with sufficiently heated pieces of metal.

Bisher wurde nun nach Beendigung der Betriebsstörung an der Warmverformungsmaschinc die Induktionscrwärmungsnnlage sofort auf Ncnnbclrieb umgeschaltet. Dabei tritt jedoch eine Übertcmpenitiir in den Metallsliickcn iiiif. Die Überhitzung ist darauf zurückzuführen, dall während des Warmhallebetriebs der Temperaturanstieg der Schmiedcblöckc während ihres Durchlaufs durch die Induklorspiilc nicht wie bei vollemSo far, the induction heating system has been activated after the malfunction on the hot forming machine has ended Immediately switched to Ncnnbclrieb. In doing so, however, an excessive penetration occurs Metalsliickcn iiiif. The overheating is due to dall during the hot hall operation the temperature rise of the forging blocks during their The passage through the induction coil is not the same as with a full one

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30 Durchsatz erfolgt; vielmehr werden die Schmiedeblökke bei dieser Betriebsart in der ersten Hälfte der induktorspule stärker als bei vollem Durchsatz und in der zweiten Hälfte der Induktorspule weniger stark als bei vollem Durchsatz erwärmt Diese Übertemperatur wird dann bei Nennbetrieb bis zum Spulenende fast unverändert mitgeschleppt Sie ist dafür verantwortlich, daß sich das Werkstoffgefüge nachteilig verändert so daß die Festigkeit verschlechtert wird, oder daß die einzelnen Schmiedeblöcke zusammenkleben. 30 throughput occurs; Rather, in this operating mode, the forged blocks are heated more strongly in the first half of the inductor coil than at full throughput and less strongly in the second half of the inductor coil than at full throughput the material structure changes disadvantageously so that the strength is impaired, or that the individual forged blocks stick together.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die beim Warmhaitebetrieb der Induktionserwärmungsanlage in den Metallstücken entstandene Übertemperatur beim Umschalten von Warmhaitebetrieb auf Nennbetrieb zu beseitigen, um einwandfreie Metallstiieke zu erhalten.The invention is therefore based on the object of keeping the induction heating system warm overtemperature in the metal pieces when switching from warm-up mode to eliminate on nominal operation to flawless metal pieces to obtain.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zunächst die Blockvorschubgeschwindigkeit von ihrem Warmhaltewert auf ihren Nennwert umgeschaltet wird und daß die Induktorlcistung von der Warmhalleleistung auf Nennleistung um einen Prozentsatz der Induktorlänge verzögert umgeschaltet wird.This object is achieved in that first the block feed rate from its holding value is switched to its nominal value and that the inductor output from the warm hall output to the nominal output is switched delayed by a percentage of the inductor length.

Vorzugsweise wird die Umschaltung auf die Nennleistung um 10 bis 20%, insbesondere 15%, der Induktorlänge verzögert.The switchover to the nominal power is preferably by 10 to 20%, in particular 15%, of the inductor length delayed.

Damit ergeben sich die Vorteile, daß praktisch keine Überhitzungen mehr auftreten und eine große Anzahl der während der Umschaltung sich in der Induktorspule befindenden Schmiedeblöcke innerhalb einer noch zulässigen Toleranz die gewünschte Endtemperatur erreicht This has the advantages that there is practically no more overheating and a large number the forging blocks located in the inductor coil during the switchover are within a permissible range Tolerance reached the desired final temperature

Anhand der Zeichnung sollen die Temperaturverhältnisse bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Vergleich zu den Temperaturverhältnissen beim Stand der Technik dargelegt werden.The temperature conditions in the method according to the invention are intended to be compared with the aid of the drawing on the temperature conditions in the prior art.

Fig. 1 zeigt die Temperatur der Schmiedeblöcke in der Induktorspule zu einem bestimmten Zeitpunkt In einem rechtwinkligen Koordinatensystem ist auf der X-A.chsc die Länge 1 der Induktorspule in Prozent, auf der Y-Achse die Temperatur Tder Schrroedeblöcke aufgetragen. Dabei repräsentiert die Temperatur 7>. die Ausgyngslemperatur der Schmiedeblöcke beim Eintritt in die Induktorspulc und die Temperatur T_(:die Endtemperatur beim Austritt aus der Induktorspule.1 shows the temperature of the forged blocks in the inductor coil at a specific point in time. In a right-angled coordinate system, the length 1 of the inductor coil is plotted in percent on the XA.chsc, and the temperature T of the Schrroed blocks is plotted on the Y axis. The temperature represents 7>. the starting temperature of the forging blocks when entering the inductor coil and the temperature T _(: the final temperature when leaving the inductor coil.

Die Kurve 1 zeigt die Verhältnisse im Nennbetrieb, d. h. bei voller Blockvorschubgeschwindigkeit und voller Induktorleistung. Man erkennt, daß die Temperatur vom Spulenanfang bis zum Spulenende praktisch linear bis zur gewünschten Endtemperatur Te ansteigt.Curve 1 shows the conditions in nominal operation, ie at full block feed speed and full inductor power. It can be seen that the temperature from the beginning of the coil to the end of the coil rises practically linearly to the desired end temperature Te.

Die Kurve 2 zeigt die Verhältnisse im Warmhaitebetrieb bei auf 25% reduzierter Vorschubgeschwindigkeit und entsprechend reduzierter Induktorleistung. Induktorleistung und Vorschubgeschwindigkeit sind so aufeinander abgestimmt daß am Ende der Induktorspule wieder die Endtemperatur 7> erreicht wird. Man erkennt jedoch, daß im Inneren der Induktorspule die Temperatur zunächst stärker ansteigt als bei der Kurve 1, gegen Ende der Spule jedoch langsamer.Curve 2 shows the conditions in warm holding mode with the feed rate reduced to 25% and correspondingly reduced inductor power. Inductor power and feed speed are so on top of each other matched that the end temperature 7> again at the end of the inductor coil is achieved. It can be seen, however, that the temperature in the interior of the inductor coil initially rises more sharply than in the case of the curve 1, but slower towards the end of the spool.

Wird nun vom Warmhaitebetrieb direkt auf den vollen Nennbetrieb umgeschaltet, so wird sich die Temperaturerhöhung der Schmicdeblöckc im Inneren der Induktorspulc, die durch den Abstand zwischen der Kurve 1 und der Kurve 2 repräsentiert wird, bis zum Spulenende fast unverändert fortschleppen, so daß alle Schmicdeblöckc. die sich während des Umschaltens im Inneren der Indiiklorspulc befanden, dort mit einer mehr oder weniger starken Übertcmpcralur ankommen. Diese Blöcke haben mit Sicherheit ein nachteilig verändertesIf you now switch directly from warm-keeping operation to full nominal operation, the temperature will increase the Schmicdeblöckc inside the inductor coil, which is determined by the distance between the curve 1 and curve 2 is represented, almost unchanged until the end of the reel, so that all Schmicdeblöckc. which were inside the indicator pulc during the switchover, there with one more or less strong excess pressure arrive. These blocks certainly have one disadvantageously modified

Werkstoffgefüge und können untereinander zusammenkleben. Material structure and can stick together.

Aus diesem Grunde schlägt die Erfindung vor, zunächst nur den Blockvorschub auf Nennwert und die Induktorleistung erst mit einer Verzögerung auf Nennleistung zu schalten. Die sich dabei ergebenden Temperaturverhältnisse zeigt die Kurve 3. Man erkennt, daß im Kartenabschnitt 3a die Temperatur der Schmiedeblöcke wegen der verringerten Induktorleistung bei vollem Blockvorschub zwar praktisch linear, jedoch gering ansteigt, daß aber der Kurvenabschnitt 3b die gewünschte Temperaturkurve 1 zweimal schneidet, so daß die Übertemperatur stark verringert ist gegenüber der Obertemperatur der Kurve 2 und daß sich Übertemperaturen und Untertemperaturen gegenseitig ausgleichen. Die Temperaturverteilung der Kurve 3 ist somit der gewünschten Temperaturverteilung der Kurve 1 stärker angenähert als die Temperaturverteilung der Kurve 2.For this reason, the invention proposes initially only to switch the block feed to nominal value and the inductor output to nominal output only with a delay. The resulting temperature relationships are shown in curve 3. It can be seen that in map section 3a the temperature of the forged blocks increases practically linearly at full block feed due to the reduced inductor power at full block feed, but that curve section 3b intersects the desired temperature curve 1 twice, so that the overtemperature is greatly reduced compared to the overtemperature of curve 2 and that overtemperature and undertemperature compensate each other. The temperature distribution of curve 3 is thus more closely approximated to the desired temperature distribution of curve 1 than the temperature distribution of curve 2.

F i g. 2 zeigt die Temperatur der Schmiedeblöcke am 2« Spuienc-nde in Abhängigkeit von ihrer Lage in der Spule zu dem Zeitpunkt, als auf volle Blockvorschub.^cschwindigkeit umgeschaltet wurde. Kurve I zeigt wieder das Verhalten bei Nennbetrieb; alle Schmiedeblocke erscheinen mit der gewünschten Endtemperatur T}_:. Kur- 2^r> ve 2 zeigt die Temperatur der Schmiedeblöcke, wenn vom Warmhaltebetrieb direkt auf Nennbetrieb umgeschaltet wird; alle Blöcke, die sich zu diesem Zeitpunkt im Inneren der Induktorspule befanden, erscheinen mit einer mehr oder weniger starken Übertemperatur am jo Spulenende. Die Kurve 3 zeigt die Temperaturverteilung, wenn die Einschaltung der vollen Induktorleistung um 15% der Induktorlänge 1 verzögert wird.F i g. 2 shows the temperature of the forging billets at the end of the bobbin as a function of their position in the bobbin at the time when the billet was switched to full billet feed. Curve I again shows the behavior in nominal operation; all forging blocks appear with the desired final temperature T} _:. Curve 2 ^r > ve 2 shows the temperature of the forging blocks when a switch is made from holding operation to nominal operation; all blocks that were inside the inductor coil at this point in time appear with a more or less pronounced excess temperature at the end of the coil. Curve 3 shows the temperature distribution when the activation of the full inductor power is delayed by 15% of the inductor length 1.

Durch Veränderung der Verzögerungszeit für das Einschalten der vollen Induktorleistung kann die Kurve j-3 3 in vertikaler Richtung nach oben oder unten verschoben werden. Dadurch ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine einfache Anpassung an Werkstoff und Anlage.By changing the delay time for switching on the full inductor power, the curve j-3 3 can be moved up or down in the vertical direction. This enables the inventive Process a simple adaptation to the material and system.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Procedure for preventing excessive temperatures on forging blocks that are in one, - row one behind the other be heated in an inductive heating system to forging temperature, when switching from warm-keeping operation with reduced Throughput at nominal operation, characterized in that initially the block feed speed is switched from their holding value to their nominal value, and that the inductor power from the holding power to Nominal power is switched with a delay by a percentage of the inductor length.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the switch to the nominal power by 10 to 20%, preferably 15%, of the inductor length is delayed.

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