[发明专利]一种加热导体胚料的方法和设备

说明书

本发明公开了一种加热导体胚料的方法和设备，应用于高温超导直流感应加热系统中，所述加热系统中设置有多个包括磁导部分和磁阻部分的磁场调节单元，该方法包括：根据所述导体胚料的目标轴向温度分布和预设对应关系确定目标轴向磁场分布；根据所述目标轴向磁场分布和当前轴向磁场分布确定权函数；基于所述权函数和预设映射关系表确定各所述磁场调节单元的调节量；基于所述调节量对所述磁导部分和所述磁阻部分的占比进行调节，以建立与所述目标轴向磁场分布对应的工作气隙磁场；将所述导体胚料放入所述工作气隙磁场中的预设位置并进行旋转，以达到所述目标轴向温度分布，从而实现更加灵活准确地按目标轴向温度分布加热导体胚料。

技术领域

本申请涉及高温超导直流感应加热技术领域，更具体地，涉及一种加热导体胚料的方法和设备。

背景技术

当前高温超导直流感应加热技术，通常由直流电通过超导磁体产生强直磁场，通过电机驱动导体胚料在磁场中旋转(即导体切割磁力线)，使胚料工件内形成涡流生热现象，达到温度升高的效果。与传统电磁感应加热技术不同的是，其涡流生热现象分布于整个胚料工件中，胚料内部加热效率高，且具有良好的径向温度均匀性，适用于高效、均匀地对各类有色金属进行加热处理。

中国是最大的铝业生产国，铝产量占比全世界50％以上，在铝型材的挤压工序中，挤压前需要对铝胚料进行预热，挤压温度的调节和控制对铝型材的性能有重要影响。通过预热，使铝胚料接近溶线温度从而软化，再放进挤压机内挤压。挤压杆把软化了的铝料由模具孔挤出，同时会产生很大的摩擦力和热量，使得铝料的温度提高。一旦被挤出的铝料温度超过固熔相线温度，铝料熔化向四处流动，型材就无法成型。因此，铝料的预热温度需要保持在其溶线温度和固熔相线温度之间，并且需要配合挤压速度进行调节，太高会引起撕裂现象，太低会减低挤压速度。此外，实际应用中，还需要根据胚料工件不同的型号、性能等要求，灵活并准确的调节胚料的轴向温度分布。

传统的电磁感应加热技术在温度调节和控制方面相对成熟，但在当前已知的高温超导感应加热方法和设备中，胚料工件的轴向温度分布和加热效果的调节和控制，只能通过选择近似的经验模型或者数值计算仿真结果，采用调整磁源或导磁铁芯的方式来实现。考虑到感应加热设备的性能、效率、成本和运行稳定性等因素，实现温度调控的工作量大，对设备操控人员的技术和经验要求非常高，温度调节范围和精度难以掌握，其可控、可调和可操作性不符合标准化工业生产和自动化制造的要求。

由此可知，如何基于高温超导直流感应加热方式灵活准确地按目标轴向温度分布加热导体胚料，是目前有待解决地技术问题。

发明内容

本发明提供一种加热导体胚料的方法，用以解决现有技术中加热导体胚料时温度调控工作量大，可操控性不高的技术问题，该方法应用于高温超导直流感应加热系统中，所述加热系统中设置有多个包括磁导部分和磁阻部分的磁场调节单元，该方法包括：

根据所述导体胚料的目标轴向温度分布和预设对应关系确定目标轴向磁场分布，所述预设对应关系为在所述导体胚料上呈现均匀温度分布时，均匀温度与匀强磁场的对应关系；

根据所述目标轴向磁场分布和当前轴向磁场分布确定权函数，其中，当所述当前轴向磁场分布按所述权函数加权叠加后等于所述目标轴向磁场分布；

基于所述权函数和预设映射关系表确定各所述磁场调节单元的调节量，所述预设映射关系表是根据所述权函数的分量与所述调节量的映射关系建立的；

基于所述调节量对所述磁导部分和所述磁阻部分的占比进行调节，以建立与所述目标轴向磁场分布对应的工作气隙磁场；

将所述导体胚料放入所述工作气隙磁场中的预设位置并进行旋转，以达到所述目标轴向温度分布。

优选的，在根据所述导体胚料的目标轴向温度分布和预设对应关系确定目标轴向磁场分布之后，还包括：

根据所述目标轴向温度分布确定温度调控指标，所述温度调控指标具体为温度调控范围和温度调控精度；