Файл: Алферьевская О.Л. Контактный нагрев.pdf

В качестве выключателя трансформатора применены высо­

полнены однофазными и ни одна из них не вызвала каких-либо неисправностей в высоковольтной сети.

а

Рис. 5. Схема - подключения установок контакт­ ного нагрева к трехфазной сети

быть использованы главным образом для длинных болванок. Преимущество такой схемы заключается в том, что нагрев осуществляется при помощи трехфазного трансформатора, который со стороны UHможет быть включен на звезду или тре­ угольник, а так как болванка делится на равные три отрезка, то и нагрузка будет равномерной. Но при такой схеме число контактов на болванке почти удваивается, а контакты являются наиболее сложной частью установки. Механическая часть по сравнению с однофазной установкой значительно усложняется, что особенно нежелательно в автоматических установках. Ухуд­ шается к.п.д., поэтому такие схемы находят применение только в тех случаях, когда нагреву подлежат болванки значительной длины.

По схеме в болванки включаются звездой, получается такая же простая конструкция, как и у однофазного агрегата. Эта схема позволяет осуществить соединения при небольшом реак­ тивном сопротивлении, улучшая экономичность и к.п.д.

9

Недостатком схемы является то, что после окончания цикла нагрева имеются три болванки, которые не могут одновременно быть пущены в дальнейшую обработку. Для устранения этого

для достижения конечной температуры, установка отключается на короткое время, одна нагретая заготовка удаляется, а на ее место подается холодная. Такую схему рационально применять, если необходимо нагревать большое количество болванок оди­ накового размера и качества.

Основной проблемой электрического контактного нагрева является создание трансформатора и обеспечение токоподвода к нагреваемым изделиям.

При токе до 50 ка следует обеспечить низкое активное и ре­ активное сопротивления токоподвода. Выполнить это требова­ ние тем труднее, чем больше отличаются размеры болванок, так как приходится применять гибкие кабели значительной длины. Рекомендуется в интересах оптимального к. п. д. при обеспече­ нии наибольшей надежности подбирать для данного агрегата болванки одинаковой длины.

Другой трудностью при разработке установок контактного нагрева является подвод тока от электрических контактов к на­ греваемому телу.

Конструкция контактных устройств оказывает значительное влияние на к. п. д. установки. Оптимальная форма контактов, правильный выбор силы сжатия и количества контактных за­ жимов обеспечивают однородное распределение тепла на кон­ цах болванки.

Как видно из рис. 6, удельный расход электроэнергии колеб­ лется от 240 до 400 квт-ч/т или от 206000 до 345000 ккал/т;

к. п.д. составляет 60—95% при ширине сторон болванок от 25

до 130 мм и длине 600, 1000 и 10000 мм.

С начала применения контактного нагрева были предложе­ ны и испытаны многочисленные контактные устройства. Из них практическое применение нашли два типа: с лобовыми контак­ тами и с лобовыми и боковыми устройствами (рис. 7). В устрой­ ствах первого типа контакты осуществляются толстыми медны­ ми пластинами, срок службы которых настолько велик, что их износ можно не учитывать. Механическая часть нагреватель­ ного устройства имеет простую конструкцию.

Недостатком контактного устройства такого типа является непригодность его в простом исполнении для обработки тонких и длинных заготовок без особых поддерживающих устройств, применение которых усложняет установку. Большие мощности вызывают под контактами сильные перегревы.

Контактные устройства второго типа дополнительно к лобо­ вым контактам имеют по четыре боковых с каждой стороны.

10

Рис. 6. Удельный расход энергии в квт/ч при контактном и индукционном нагреве

а

Рис. 7. Устройство для контактного нагрева

а — с лобовыми контактами; б — с лобовыми и боковы­ ми контактами

11

Такое устройство гарантирует более равномерное распреде­ ление тока на концах болванки, благодаря чему исключается их перегрев и повышается к. п. д. установки. Боковые контакты частично компенсируют аксиальную нагрузку от торцевых кон­ тактов, что позволяет производить нагрев тонкого длинного ма­ териала без дополнительных вспомогательных устройств.

Трансформатор остается включенным на полную мощность на протяжении всего цикла нагрева. Дроссельные катушки для такого устройства не нужны.

В последующих главах приведено описание установок для контактного нагрева, разработанных различными фирмами.

УСТАНОВКИ ДЛЯ КОНТАКТНОГО НАГРЕВА БОЛВАНОК

Первая в Европе установка для контактного нагрева болва­ нок длиной 1,5 ж и размером сторон 70 мм была установлена в начале второй мировой войны на заводах фон Моос в Лю­

церне.

На рис. 8 и 9 показана установка, разработанная несколько лет тому назад Бохумским Сталелитейным Союзом и находя­ щаяся в эксплуатации более двух лет. Она состоит из двух на­ гревательных агрегатов с трансформаторами мощностью по 1500 ква и предназначена для обработки болванок со стороной от 50 до 70 мм, длиной до 2 м. Установка имеет только лобовые контакты. Заготовки передвигаются и прижимаются к контак­ там при помощи пневматического устройства. В начале заго­ товка попадает на ролики трех стоящих друг за другом направ­ ляющих вилок, которые перемещаются в вертикальном направ­ лении. Направляющие вилки поднимают заготовку к контактам и после того, как она будет зажата, опускаются в исходное по­ ложение. Затем нагретая заготовка падает на косые скаты, на­ ходящиеся между направляющими вилками, и попадает на раз­ грузочный рольганг. Ток от трансформатора, расположенного под установкой, к первому контакту подается трубчатыми токоподводами, а ко второму — ленточными.

г

Рис. 8. Установка для контактного нагрева болванок

/ — ход контакта; 2 — подвижная зажимная головка; 3 — при­ соединение сжатого воздуха к контактной муфте; 4 — болванка;

..................... 5 — неподвижный, зажим.......................

12 ~

Первичная обмотка трансформаторов имеет воздушное охлаж­ дение, вторичная — водяное. С первичной стороны трансформа­ тор может переключаться ступенями по 250 в в пределах 3— 5 кв, что позволяет нагревательным устройствам работать при напряжениях от 22 до 40 в при токе до 40000 а. Каждая нагре­ вательная установка имеет ограничительный дроссель (300 а, 5000 в), который включается в момент включения агрегата и

тогда, когда концы заготовок нагреваются больше чем их сере­ дина. Мощность установки понижается при этом на 80%, а ко­ эффициент мощности с 0,72 до 0,30.

На рис. И дана схема размещения агрегатов установки для нагрева заготовок квадратного сечения со сторонами от 40 до 100 мм, находящаяся в эксплуатации на одном из прокатных заводов.

Установка состоит из двух агрегатов; в дальнейшем преду­ смотрен третий.

Подлежащие нагреву болванки на складе предварительно сортируются и взвешиваются. От весов они транспортируются

13