Файл: Алферьевская О.Л. Контактный нагрев.pdf

Для определения условий, необходимых для получения тре­ буемых свойств проволоки и допустимых пределов колебания электрических параметров, были проведены опыты по измене­ нию напряжения при постоянной длине I, скорости п и материа­ ле проволоки.

По мере увеличения напряжения ток возрастал, однако после достижения некоторой точки, лежащей выше температуры рекристаллизации, увеличение напряжения приводит к сниже­ нию величины тока.

Максимальная, достигнутая в данных условиях величина тока названа токомнасыщения. Механические свойства отож­ женной проволоки изменяются таким же образом. Максималь­ ное удлинение соответствует моменту достижения тока насыще­ ния. При дальнейшем возрастании напряжения удлинение начинает снижаться. На рис. 18 току насыщения соответствует кривая а.

Одним из параметров, определяющих степень отжига, яв­ ляется частное от деления длины участка, находящегося выше температуры рекристаллизации, на скорость п. Для кривой с указанная длина равна нулю, для в — 0,107 м, и для а — 0,216 м.

Таким образом при скорости 5,08 м/сек для кривой в время

ния тока повышается температура, увеличивается время нахож­ дения металла выше температуры рекристаллизации, улуч­ шается качество отжига. При изменении скорости п и сохране­ нии неизменными длины / и температуры нагрева Т кривая рас­ пределения температуры по длине также не изменится.

Следует сказать, что материал проволоки влияет на распре­ деление температур исключительно через температурный коэф­ фициент сопротивления. Изменение других констант (плот­ ность, удельная теплоемкость, удельное электросопротивление) компенсируется изменением величины тока.

При параллельном включении распределение температур показано на рис. 19. Кривая в перенесена с рис. 18. Длина зоны отжига принимается такой же, как и при последовательном включении, т. е. 1,52 м. Температура подогрева принята равной 288° С (начало окисления меди). Длина зоны подогрева 6,4 м. Распределение температур для этого случая выражено кривой е, которая расположена выше кривой в, но при параллельном включении общая длина проволоки составила 7,92 м, в то время как при последовательном включении она была 1,52 м.

Если проволоку длиной 7,92 м включить последовательно, то распределение температур изобразится кривой f, лежащей выше, чем кривая е. Следовательно, с точки зрения условий от­ жига последовательное включение выгоднее, так как при оди­ наковых габаритах оборудования время нахождения металла

20

выше температуры рекристаллизации будет больше. Однако такие факторы, как предельная мощность трансформатора, равномерность нагрузки сети, безопасность рабочего, окисление проволоки также влияют на конструкцию установки. Эти фак­ торы в приведенных расчетах не учитывались.

Рис. 19. Распределение температур при парал­ лельном включении

/ — температура рекристаллизации; 2 — выше темпера­ туры рекристаллизации

В промышленности, широко применяется параллельное включение.

На основании теоретических выводов и опытных данных, полученных на лабораторной установке, была спроектирована и изготовлена промышленная установка. На этой установке про­ водились опыты с целью определения величины напряжения, при которой обеспечивается наилучший отжиг, т. е. наибольшее удлинение проволоки.

насыщения, а затем уменьшается. Предел прочности показыва­ ет обратную зависимость.

Сконструированная установка позволила провести лишь частичный отжиг. Предел прочности и удлинение проволоки оказались значительно ниже, чем при обработке в печи обыч­ ного типа. На качество отжига проволоки влияет также дефор­ мационное старение стального сердечника и колебания напря­ жения в сети.

В настоящее время разрабатывается стабилизатор напря­ жения, с помощью которого оператор сможет в процессе отжи­ га регулировать напряжение с поддержанием его постоянства.

21

Работы по улучшению описанного процесса отжига продол­ жаются. На новом оборудовании предполагается проведение отжига более высокого качества и с большей надежностью.

На заводе фирмы Vereinigten Drahtwerke AG Biel (Швейца­ рия) изготовлена установка (рис. 20) для патентирования про-

Рис. ?0. Схема установки для патентирования проволоки методом электрического сопротивления

использование для подвода тока жидкого свинца вместо приме­

нявшихся ранее контактных роликов. Ванна длиной 2,55 м при­ меняется для нагрева проволоки перед патентированием. Она имеет десять изолированных контактных желобов, по которым проходит нагреваемая проволока (10 ниток). Свинец в каждом желобе расплавляется при помощи расположенных на дне эле­ ментов сопротивления. Проволока нагревается электрическим током. Свинец в ванне изотермического охлаждения также на­ гревается элементами сопротивления. Желобов для проволоки в ней нет. Длина ванны изотермического охлаждения 5,82 м. Общая длина установки 40 м, ширина 16 м.

Для обеспечения постоянной пропускной способности ско­ рость движения проволоки в зависимости от ее диаметра регу­ лируется в пределах 1—29 м/мин. При этом условии скорость нагрева изменяется от 3 до 50°С/се/с .Такая скорость нагрева обеспечивает получение металла с мелкозернистой структурой. Зависимость скорости движения проволоки от ее диаметра по­ казана на рис .21..

Расстояние между ваннами нагрева и охлаждения равное двум метрам и правильно выбранная скорость движения про­ волоки обеспечивают полную аустенизацию металла. Мощ­ ность, потребляемая ваннами нагрева и охлаждения, составля­ ет соответственно 156 и 100 кет. Стоимость патентирования ме­ тодом электросопротивления 1 т проволоки при годовой произ-

22