lOflf

Ш5 }ZS9 7JS7-1523 7S7 7SS1 20gg

7. Вторичное Наприжение на 0,1 м длины заготовки

О 1,0 2,0 J,0 ,0 5jO l/d

Рис. 23. Зависимость удельного расхода электроэнергии при нагреве тонны заготовок методом сопротивления в зависимости от соотношения Hdf заготовки

ния ее размеров i/d можно определить по графику на рис. 23.

Часто на практике возникает необходимость быстро выполнить ориентировочный прикидочиый расчет энергетических параметров электрокон-тактиой установки для нагрева круглых стальных заготовок до ковочных температур. В этом случае можно пользоваться данными табл. 6, в которой- приведена мощность, необходимая для нагрева заготовок длиной 0,1 м в зависимости от диаметра и продолжительности иагрева. Приведенные значения соответствуют теплосодержанию нагреваемых заготовок длиной 0,1 м, численно равному 21 кДж.

6, Мощность для нагрева (кВт) заготовок длиной 0,1 м

От продолжительности нагрева зависит вторичное напряжение питающей сети: чем больше продолжительность нагрева, тем меньше мощность, а следовательно, ниже напряжение.

Вторичное напряжение на 0,1 м длины нагреваемой заготовки в зависимости от продолжительности иагрева можно определить по табл. 7.

При определении мощности и вторичного напряжения питающей сети для нагрева заготовок длиной более 100 мм найденные по табл. 6 и 7 значения необходимо умножить на поправочный коэффициент Ки, приведенный в табл. 8. В случае иагрева заготовок

8. Значения поправочного коэффициента Кп

из высоколегированных сталей продолжительность иагрева увеличивается На 10%, а при нагреве квадратных Заготовок со стороной квадрата, равной диаметру круглой заготовки, - на 25 %.

В электрокоитактных нагревательных установках температуру иагрева заготовки контролируют непосредственным измерением с помощью различных термоэлектрических и цветовых пирометров; измерением удлинения заготовки в процессе нагрева; дозированием с помощью ЭВМ энергии, подводимой к нагреваемой заготовке для достижения заданной температуры иагрева; отключением тока после заданной длительности иагрева (рекомендуется применять в установках, обеспечивающих стабилизацию тока, протекающего через нагреваемые изделия); программным управлением стабилизированного тока в сочетании с корректирующей обратной связью Непосредствеиио по температуре нагреваемой заготовки.

На рис. 24 показана схема тиристор-ного устройства для автоматического регулирования режима иагрева заготовки при волочении труб. Устройство содержит силовой трансформатор Tplt

тиристориый блок 2, блок / управления тиристорами. В процессе волочения уменьшается длина нагреваемого участка трубы 4, находящегося между контактами 3 и фильерой 6, закрепленной в фильеродержателе 7. Неизменность режима иагрева при этом обеспечивается стабилизацией силового тока с помощью трансформатора обратной связи Тр2 и коррекции по температуре фотоэлектрическим пирометром 5,

Рис. 24. Тиристориое устройство для автоматического регулирования режима нагрева заготовки трубы при волочении

Рис. 25. Схема нагрева в злектро.иите

Нагрев в электролите

Схема нагрева в электролите (расплаве соли металла) показана на рис. 25. В ванну / с электролитом 2 погружены нагреваемая заготовка 3 .{отрицательный полюс - катод) и ме-, таллическая пластина (анод) 4. При пропускании постоянного тока на-лряжениш 200-250 В и большой плотности заготовка быстро нагревается. Образуется газовая оболочка 5, отделяющая нагреваемую часть за-

готовки от электролита; это способствует быстрому нагреву заготовки. Режимы нагрева стальных заготовок приведены в табл. 9, В качестве эффективных электролитов служат растворы солей щелочных металлов и растворы кислот и щелочей, чаще всего BaCl2 и NaCl. Одним из наиболее оптимальных электролитов является ванна из 100%-ного BaCla.

Материалом для электролитных ванн служит винипласт или металл, облицованный винипластом.

Находят применение для нагрева металла под обработку дав.чением электропечи с соляной ванной (обычно BaCl2 или NaCl), питаемые переменным током промышленной частоты (50 Гц). Температура электролита доходит до 1300 °С. Схема питания может быть одно- или трехфазной; она определяется мощностью и конструкцией печи. Однофазная печь с донным расположением электродов предста-

9. Режимы нагрева концевых участков стальных заготовок в электролите

Рис. 26. Однофазная печь-ванна для нагрева заготовок в соляном растворе

влена на рис, 26, Через отверстия в футеровке ванны / проходят электроды 2. Подачу электродов по мере износа обеспечивает механизм 3. Нагрев заготовок происходит в контейнере 4.

Указанные способы нагрева заготовок обеспечивают практически безокислительный и равномерный нагрев с удовлетворительной скоростью; сравнительно простой контроль температуры и длительности нагрева; возможность механизации и автоматизации загрузки и выдачи заготовок; простоту в осуществлении местного нагрева (конца заготовки).

Главные недостатки электронагрева заготовок в электролите и соляных ваннах следующие: значительный расход электроэнергии (до 5400 МДж на 1 т нагретого металла); низкая стойкость электродов; сравнительно небольшие размеры нагреваемых заготовок; невозможность нагрева длинных заготовок (штанг, прутков бунтового материала).

2. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

РАЗНЫХ МЕТОДОВ

ЭЛЕКТРОНАГРЕВА

И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ

ПОКАЗАТЕЛИ

При выборе оборудования для нагрева заготовок следует учитывать технико-экономические показатели различных методов электронагрева (табл. 10).

Индукционный нагрев. В табл. И приведены энергетические показатели индукционного нагрева стали под обработку давлением; в табл. 12 - расход электроэнергии при индукционном нагреве стальных заготовок 0 ЮОХ 500 мм током частотой 500 Гц.

10. Технико-экономические показатели разных методов электронагрева

11. Энергетические показатели нидукциоиного нагрева стали под обработку давлением

Удельная мощность в печах сопротивления до 25 кВт/м (редко больше), в индукционных нагревателях 500- 1000 кВт/м

Удельный расход электроэнергии при индукционном нагреве на частотах 1000-8000 Гц зависит от загруженности машинного генератора в процессе работы. Если загрузка генера-

12. Расход электроэнергии при индукционном нагреве током 500 Гц стальных заготовок 0 100X500 мм

13. продолжительность иагрева стальных заготовок в электролите

* Разница температуры центра заготовки и ваииы 50 С.

тора (нагрев заготовок) непрерывна, расход электроэнергии равен примерно 1440 МДж на 1 т нагретого металла. Прн работе генератора без нагрузки в течение Значительного времени этот показатель увеличивается до 1800- 2160 МДж и более.

Наиболее рациональное применение индукционные нагреватели находят в специализированных псяуавтомати-ческих и автоматических линиях по изготовлению (например, подшипниковых колец) в массовом производстве.

Перед другими способами нагрева индукционный нагрев имеет бесспорные преимущества в том случае, когда требуется осуществить быстрый нагрев заготовок круглого, квадратного или прямоугольного сечения до температур выше 1000 °С при сравнительно небольших габаритах нагревательного устройства.

Нагрев в электролите. Он применим как при единичном, так и массовом производстве. Если принять стоимость оборудования на 1 кВт установленной мощности для нагрева заготовок в пламенных печах за 100 %, то при нагреве в электролите она равна приблизительно 76 %. Продолжительность нагрева заготовок в электролите зависит от разницы температур в центре заготовки и температуры электролита (табл. 13).

Время нагрева в электролите в 3 раза меньше, чем при нагреве в пламенных печах.

Нагрев стальных прутков в электролите применяется перед деформированием в высадочных автоматах. Основные параметры нагрева в электролите стальных прутков диаметром 16-25 мм до температуры L250- 1350 °С приведены в табл. 14.

14. Параметры нагрева в электролите стальных заготовок перед деформированием на высадочных автоматах *

Температура иагрева заготовки 1250-1350°С.

Промышленные

электронагревательные

устройства

Отечественная промышленность выпускает сериями многие типы электротермических установок для нагрева заготовок перед обработкой давлением: камерные (табл. 15) и карусельные (табл. 16) электропечи сопротивления; оборудование для индукционного нагрева - машинные (табл. 17) и тирисюрные преобразователи частоты (табл. 18), индукционные нагреватели (табл. 19) и нагревательные установки повышенных частот; кузнечные нагреватели (табл. 20); одно-, двух- и четырехпозиционные установки электроконтактного нагрева (табл. 21-23); трансформаторы для нагрева сопротивлением (контактным способом) (табл. 24); электродно-со-ляиые нагревательные печи (табл. 25).

Номенклатура электронагревательного оборудования с каждым годом расширяется, а оборудование пополняется все более совершенными и экономичными конструкциями.

Отечественная промышленность выпускает большими сериями индукционные нагреватели и комплектные нагревательные индукционные установки мощностью до 1500 кВт для

нагрева мерных заготовок и пруткового материала перед ковкой и термообработкой (см. табл. 19). Такие на-греват&чи и установки могут быть заказаны на заводах в обычном порядке. Специализированные индукционные нагреватели мощностью 5000 кВт и более изготовляются заводами по индивидуальным заказам.

Габаритные размеры установок типа ИК мощностью 250 и 500 кВт показаны на рис. 27, а, б. Каждая установка состоит из тиристорного преобразователя частоты, бункера для подачи заготовок и нагревателя.

На рис. 28 показаны габаритные размеры установки ИН-250/10 для нагрева концов (длиной до 5 мм) заготовок. В нее входят: машинный преобразователь частоты типа ОПЧ, нагреватель с двумя индукторами и шкафы силового и автоматического управления.

Габаритные размеры нагревателя типа КИН7-500/2,4П показаны на рис. 29.

Для нагрева концов заготовок под пластическую деформацию в кузнечно-прессовом производстве применяют универсальные кузнечные нагреватели типа КИН. С их помощью можно нагревать концы заготовок из стали, цветных металлов и их сплавов ци-