一种支承辊用整体感应加热温度控制方法

摘要

一种支承辊用整体感应加热温度控制方法，将感应线圈分为5个分段，其中感应线圈上段、感应线圈次上段、感应线圈次下段和感应线圈下段的电流强度在感应线圈中段的电流强度80％～120％之间，然后将支承辊整体加热，在加热过程中支承辊通过支撑件始终沿其轴线旋转，同时，在加热过程中支承辊通过支撑件沿其轴向往复窜动，整个加热过程分为使用大功率加热至接近辊身表面目标温度阶段和使用多个不同小功率进行保温阶段，总加热时间控制在90～240min之间，支承辊辊身表面轴向温差控制在±10℃以内。本发明使得工件的温度分布可以完全满足工艺的要求，且能获得理想的工件表面硬度层，另外本发明降低了生产成本，节能效果显著，清洁环保。

主权项

一种支承辊用整体感应加热温度控制方法，包括设置在感应线圈(1)内进行整体加热的支承辊(2)，该支承辊由支撑件(3)支撑使其在加热过程中沿其轴线旋转和窜动，其特征在于：1)将感应线圈(1)分为感应线圈上段(1a)、感应线圈次上段(1b)、感应线圈中段(1c)、感应线圈次下段(1d)和感应线圈下段(1e)这5个分段，其中感应线圈上段、感应线圈次上段、感应线圈次下段和感应线圈下段的电流强度在感应线圈中段的电流强度80％～120％之间，其中，当辊身表面温度低于居里温度760℃时，感应线圈上段、感应线圈次上段、感应线圈次下段和感应线圈下段的电流强度为感应线圈中段的电流强度110％～120％，而当辊身表面温度高于居里温度760℃时，感应线圈上段、感应线圈次上段、感应线圈次下段和感应线圈下段的电流强度为感应线圈中段的电流强度80％～100％；2)将支承辊(2)整体加热，在加热过程中支承辊通过支撑件(3)始终沿其轴线旋转，以提高辊身周向温度均匀性，同时，在加热过程中支承辊通过支撑件沿其轴向往复窜动，以提高轴向温度均匀性；3)上述步骤2)的整个加热过程分为二个阶段，第一阶段为快速加热阶段，使用大功率加热至接近辊身表面目标温度，随后第二阶段为保温阶段，使用多个不同小功率进行保温，使辊身表面温度相对维持在目标温度附近，其中，第一阶段功率范围在1.5MW～3.5MW，而第二阶段功率范围在0.5MW～1.5MW，第一阶段和第二阶段的正常温度波动范围在±25℃以内；4)加热总能量W满足：$2.4\times \frac{\pi \times D\times L}{{10}^7}\le W\le 3.4\times \frac{\pi \times D\times L}{{10}^7}$式中：D为辊身直径，单位mmL为辊身长度，单位mmW为加热总能量，即加热系统有功功率与加热时间的乘积，单位MW·h；5)为实现淬硬层深度和硬度要求，加热结束后辊身表面中点至内部径向温度分布，由于实际温度检测通常用热电偶方式，因此不可避免存在一定的测量误差，通常误差在±10℃以内，因此实际测量温度需满足如下所示的多项式关系：T(x)＝‑Ax⁴+Bx³‑Cx²+Dx+T₀±10其中：2.8×10^‑7≤A≤4.5×10^‑7，无量纲10^‑4≤B≤2×10^‑4，无量纲2.10×10^‑2≤C≤2.98×10^‑2，无量纲0.38≤D≤0.68，无量纲920≤T₀≤1070，单位℃x≤150，为径向位置，单位mm。