SU1198768A1

SU1198768A1 - Method of controlling article heating for hot deformation in induction periodic heater

Info

Publication number: SU1198768A1
Application number: SU843754314A
Authority: SU
Inventors: Valentin S Nemkov; Viktor B Demidovich; Valerij I Rudnev; Lev S Zimin; Aleksej K Severyanin
Original assignee: Le Elektrotekh Inst
Priority date: 1984-06-18
Filing date: 1984-06-18
Publication date: 1985-12-15

Description

Изобретение относится к способам управления индукционным нагревом в печах периодического действия и может быть использовано в металлургии, машиностроении и других облас- 5 тях промышленности.The invention relates to methods for controlling induction heating in batch-type furnaces and can be used in metallurgy, mechanical engineering and other areas of industry.

Цель изобретения - повышение качества нагрева.The purpose of the invention is to improve the quality of heating.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для реали- 10 зации предлагаемого способа; на фиг.2 - кривые распределения температурного поля по длине нагревателя в разные моменты времени; на фиг.З - характер роста температуры 15 регулярной и торцовой частей нагреваемого изделия во времени.Figure 1 shows the functional diagram of the device for the implementation of the proposed method; figure 2 - distribution curves of the temperature field along the length of the heater at different points in time; on fig.Z - the nature of the temperature rise 15 regular and end parts of the heated product over time.

Устройство содержит индукционный нагревательсостоящий из основной секции 1 индуктора и торцовых секций 2 и 3, являющихся пространственным продолжением основной секции.The device comprises an induction heater consisting of the main section 1 of the inductor and the end sections 2 and 3, which are a spatial continuation of the main section.

Каждая из секций 1 - 3 подключена к отдельному источнику питания с регуляторами 4-6. На входы регуляторов 4-6 мощности в общем случае могут быть поданы напряжения различной амплитуды и частоты. Регулятор 4 соединен с выходом блока 7 управления регулярной зоной, а регуляторы 5 и 6 - с выходом блока 8 управления торцовыми зонами. Входы блоков 7 и 8 соединены с соответствующими выходами элементов 9 и 10, реализующих логическую & -функцию (конъюнкция ). Один их двух входов каждого из элементов 9 и 10 соединен с шиной, ^гпо которой поступает информация о необходимости реализации режима термостатирования. Элемент 10 присоединен к этой шине непосредственно, а элемент 9 - через инверсный элемент 11. Второй вход элемента 9 соединен с выходом блока 12 статики, а второй вход элемента 10 подключен к выходу блока 13 термостатирования. Входы блоков 12 и 13 присоединены соответственно к входам датчиков 14 и 15 температуры.Each of sections 1 - 3 is connected to a separate power source with regulators 4-6. The inputs of the regulators 4-6 power in the General case can be applied to the voltage of different amplitudes and frequencies. The regulator 4 is connected to the output of the regular zone control unit 7, and the regulators 5 and 6 to the output of the end zone control unit 8. The inputs of blocks 7 and 8 are connected to the corresponding outputs of elements 9 and 10 that implement the logical & -function (conjunction). One of the two inputs of each of the elements 9 and 10 is connected to the bus, ^r which receives information about the need to implement the temperature control mode. The element 10 is connected to this bus directly, and the element 9 through the inverse element 11. The second input of the element 9 is connected to the output of the static unit 12, and the second input of the element 10 is connected to the output of the thermostating unit 13. The inputs of the blocks 12 and 13 are connected respectively to the inputs of the sensors 14 and 15 temperature.

С выходов датчиков 14 и 15 поступает информация о температуре нагреваемого изделия 16 (сляб, блюм, цилиндрический слиток ) в торцовой и регулярной частях.From the outputs of the sensors 14 and 15 receives information about the temperature of the heated product 16 (slab, bloom, cylindrical ingot) in the front and regular parts.

Местоположение участков (зон ) минимума и максимума тепловых потерь зависит, как правило, от конструкции индуктора, а также от формы и матери68 2 ала нагреваемого изделия. При нагреве заготовок геометрически правильной формы (цилиндр, параллелепипед )в индукторах периодического действия при симметричном расположении заготовки в индукторе искомый участок минимума тепловых потерь находится в середине длины нагреваемого изделия, а участок максимальных тепловых потерь, как правило, расположен в зоне торцов загрузки.The location of the sections (zones) of the minimum and maximum heat losses depends, as a rule, on the design of the inductor, as well as on the form and the mother 68 2 of the heated product. When heating the blanks of geometrically regular shape (cylinder, parallelepiped) in periodic inductors with a symmetrical arrangement of the workpiece in the inductor, the desired portion of heat loss is in the middle of the heated product, and the portion of maximum heat loss is usually located in the area of the load ends.

Измерение температур указанных участков нагреваемого изделия предпочтительно осуществлять с использо·» ванием термопар, но могут быть применены и другие датчики температуры (фотопирометры, радиационные пирометры и т.д).It is preferable to measure the temperatures of these areas of the heated product using thermocouples, but other temperature sensors (photopyrometers, radiation pyrometers, etc.) can be used.

Устройство для реализации предла— . 2о гаемого способа работает следующим образом.The device for the implementation of the proposal. This method works as follows.

В процессе всего периода нагрева тепловые потери частей нагреваемого изделия, находящихся в зоне торцов,During the entire heating period, the heat losses of the parts of the heated product in the zone of the ends,

25 превышают потери частей, находящихся в регулярной зоне. С целью обеспечения равномерного температурного распределения по длине изделия, используя автономность питания тор₃θ цовых секций индукторов, увеличивают удельную мощность , выделяемую в торцовых частях заготовок. При этом в начале этапа нагрева распределение температурного поля по длине изделия неравномерно (в регулярной части температура имеет меньшее значение, чем в торцовой фиг.2а). По мере прогрева изделий величина тепловых потерь торцовых зон возрастает более25 exceed the losses of parts in the regular zone. In order to ensure uniform temperature distribution along the length of the product, using the autonomy of power supply to the torus ₃ θ of the inductor sections, increase the specific power released in the end parts of the blanks. At the same time, at the beginning of the heating stage, the distribution of the temperature field along the length of the product is uneven (in the regular part the temperature is less important than in the end of FIG. 2a). As the products warm up, the heat loss of the end zones increases more

интенсивно по сравнению с ростом 40 мintense compared to a growth of 40 m

тепловых потерь в регулярной части. Это приводит к уменьшению температурного градиента регулярной и торцовых частей изделия (фиг.2б). К моменту окончания этапа нагрева распре45 деление температурного поля по длине изделия будет равно заданному (фиг.2в ).heat loss in the regular part. This leads to a decrease in the temperature gradient of the regular and end parts of the product (fig.2b). By the end of the heating stage, the distribution of the temperature field along the length of the product will be equal to the specified one (Fig. 2c).

Кривые роста температур участков регулярной и и торцовой 5 зон изделия ⁵⁰ во времени представлены на фиг.З, где ~ заданное время нагрева изделия. ' Как правило, оно согласуется с темпом работы последующего деформирующего оборудования (например, со 55 временем прокатки или прессования ). При ^ийгргэя ^έ *зя«4· регулирование температуры осуществляют следующим образом. По информации с дат3 11The temperature growth curves of the sections of the regular and end 5 zones of the product ⁵⁰ in time are shown in FIG. 3, where ~ is the specified time of heating the product. 'As a rule, it is consistent with the pace of work of subsequent deforming equipment (for example, with 55 rolling or pressing times). When и рг ^э э ^з я ^з * я · 4 · temperature control is as follows. According to information from dat3 11

чика 14 температуры блок 12 статики посредством блоков 9,7,8,4,5 и 6 устанавливает соотношение мощности в секциях индукторов\ обеспечивающее заданное распределение температурное го поля по длине изделия к моментуThe temperature block 14 of the statics block sets the power ratio in the inductors sections \ providing the specified distribution of the temperature field along the length of the product to the moment by means of blocks 9,7,8,4,5 and 6.

^нагрева ⁼ ^з«а . · В момент *к«грева ⁼ нагреваемое^ heating ⁼ ^ z «and. · At the moment * to "heating ⁼ heated

изделие готово к передаче на последующую пластическую обработку. В случае неготовности приема деформирующим оборудованием нагретого до заданной температуры изделия на рабочую позицию осуществляют в индукторе режим термостатирования.the product is ready for transfer to the subsequent plastic processing. In case of unavailability of reception by the deforming equipment of the product heated to the set temperature to the working position, the temperature control mode is carried out in the inductor.

При этом сигнал, поступающий по шине "Реализация режима термостатирования", разрешает работу блока 13 термостатирования посредством элемента 10 и запрещает работу блока 12 статики посредством элементов 1 1 и 9.Управление мощностью,выделяющейся в основной секции 2 индуктора,осуществляют посредством блоков 4 и 7 сигналом, поступающим с датчика 15 температуры, Регулирование мощности торцовых индукторов 2 и 3 осуществляют по программе, учитывающей материал нагреваемого изделия и заложенной в блоке 13 термостатирования, посредством блока 8 управления торцовыми зонами и регуляторов 5 и 6.The signal coming through the bus "Implementation of the temperature control mode" enables the operation of the temperature control unit 13 by means of the element 10 and prohibits the operation of the static unit 12 by the elements 1 1 and 9. The power generated in the inductor main section 2 is controlled by the blocks 4 and 7 the signal coming from the sensor 15 temperature, the Power control of the end inductors 2 and 3 is carried out according to the program, taking into account the material of the heated product and laid in the block 13 temperature control, by block 8 manage I end caps zones and regulators 5 and 6.

Блоки 7 и 8 выполняют функцию логического устройства и реализованы на помехозащищенных интегральных микросхемах серии К511. Предпочтительно реализовывать их на базеBlocks 7 and 8 perform the function of a logic device and are implemented on the noise-proof integrated microcircuits of the K511 series. It is preferable to implement them on the basis of

98768 498768 4

управляющих вычислительных машин (например, "Электроника-60"1. В качестве регуляторов мощности 4-6 использованы тиристорные регуляторы.control computers (for example, "Electronics-60" 1. Thyristor controllers are used as power regulators 4-6.

5 Блоки 12 и 13 выполняют функцию задатчиков мощности. В качестве датчиков 14 и 15 температуры использованы хромель-алюмелевые термопары.5 Blocks 12 and 13 function as power adjusters. Chromel-alumel thermocouples are used as temperature sensors 14 and 15.

,0 Предлагаемый способ может быть использован в нагревателях не только периодического, но и методического действия, в случае, если выходная секция индуктора автономно управляемая и в ней находится только одно нагреваемое изделие., 0 The proposed method can be used in heaters not only of periodic, but also of methodical action, in case the output section of the inductor is autonomously controlled and there is only one heated product in it.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет обеспечить более равномерное распределение темпера₂₀ турного поля по обтзему нагреваемого изделия независимо от времени вынужденной задержки выгрузки нагретого изделия на рабочую позицию последующей за нагревом технологическойThus, the proposed method allows to provide a more uniform distribution tempera-temperature field of ₂₀ obtzemu heated product regardless of the time delay forced discharge of the heated product at a working position for subsequent heating process

25 операции, при этом исключается брак по перегреву, а экономия металла составляет? 2 - 2,5Х. Следствием обеспечения заданного температурного распределения является увеличение срока службы деформирующего оборудования. Кроме того, при использовании предлагаемого способа сокращается простой деформирующего оборудования в результате повышения готовности выдачи нагретой25 operations, while eliminating overheating defects, and saving metal is? 2 - 2.5X. The consequence of ensuring a given temperature distribution is an increase in the life of the deforming equipment. In addition, when using the proposed method is reduced simple deforming equipment as a result of increased availability of the issuance of heated

³$ заготовки на последующую технологическую операцию.$ ³ billet for the subsequent process operation.

11987681198768

Claims

The method of controlling the heating of products under hot deformation in an induction heater of a periodic action, containing at least _β separately heated sections of the inductor, which control the temperature of the product, regulates the change in power of the inductor sections, when the product reaches the final temperature, it heats out the heater, when the product reaches the final temperature deforming equipment thermostatic product in the heater by changing the power sections, characterized in that, in order to increase the uniformity of temperature The temperature of parts of a product having a maximum and minimum of heat loss is additionally controlled by the volume of the product during thermostating, the average power of the sections is maintained proportional to the temperature of the part of the product with a minimum of losses, and the thermal testing of the temperature by volume of the product is performed by maintaining the power in sections proportional to the temperature difference of the parts with a maximum and a minimum of losses.

Zi „„ 1198768

>