Файл: Шичков А.Н. Температурный режим листопрокатных валков.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.07.2024
Просмотров: 116
Скачиваний: 0
ф3 и ф4, чтобы определить среднюю температуру поверхности валка. Для перевода Ѳ в абсолютную величину воспользуемся выраже
нием Q = (t— tmin)/(tmax— tmin), |
откуда t = |
Q(tmax— tmln) + tmia. В |
расчетной модели примем 4ах = |
іл — температуре прокатываемого |
|
металла перед входом в соответствующую |
клеть, а /П1ІП= tx — |
|
— температуре охлаждающей |
жидкости, |
не вступившей в теп |
лообмен . |
|
|
Ниже будут приведены экспериментальные данные, полученные непосредственно на стане при исследовании влияния ф2 на t. Сопо ставление экспериментальных данных с расчетными дало хорошие
Рис. 17. Номограмма для расчета Ѳ
результаты, что подтверждает возможность и целесообразность данной модели. Таким образом, (1.132) имеет вид
і = \ Ѵ п - і ж) + іж. |
(1.133). |
|
П р и м е р р а с ч е т а . |
Известно: фх — 8°, |
ф, = 30°, ф4 = |
= 40°, 4 = 1000° С, /ж = 20° С. Находим Ѳ: |
|
|
Ѳ= ------------------ |
= 0,071. |
|
9Л |
Фі + Ф4 |
|
|
2 |
|
Для удобства расчета 0 на рис. 17 приведена номограмма. По оси абсцисс этой номограммы отложен угол ф, отсчитываемый от точки входа поверхности валка в контакт с прокатываемым метал
5* |
67 |
лом (см. рис. 2, а точка 1), а по оси ординат средняя температура Ѳ. Пунктирными линиями показан ключ для расчетов.
Из анализа зависимости (1.132) следует, что основным элемен том, определяющим среднеинтегральную температуру валка, яв ляется угол ср, установки проводки на стороне выхода металла. С увеличением этого угла температура валка возрастает. С физи ческой точки зрения это можно объяснить тем, что с увеличением Ф 2 на изменение энтальпии валка идет больший тепловой поток.
Следовательно, можно перемещением проводки, установленной на стороне выхода металла, регулировать температуру валка, а следо вательно, и его тепловой профиль и выработку бочки. Перемещение проводки на стороне входа металла (изменение угла ф4) не дает су щественного эффекта.
Следует заметить, что если ритм прокатки Ф р > 0 , то темпера
тура поверхности валка, замеренная через 1,5—2 мин после окон чания прокатки, будет меньше рассчитанной по (1.132), ибо в пе риод паузы можно замерить только среднеинтегральную темпера туру по радиусу валка, которая, как показали исследования, при веденные в § 6, зависит от фр. С учетом ритма прокатки
0р |
(1.134) |
1 + |
Фр |
Как отмечено выше, для экспериментальной проверки принятых допущений были проведены натурные испытания, которые осущест влялись на третьей клети стана 1700 горячей прокатки листа Чере повецкого металлургического завода.
Задача исследований заключалась в опытной проверке зависи
мости Ѳ от положения проводки, установленной на стороне выхода металла (от ф2). Замеры проводились при прокатке металла тол щиной h — 2,75 мм и шириной 6=1045 мм из подката Н = 23 мм. При этом температура листа в третьей клети была t 4 = 970° С, а температура охлаждающей жидкости /ж = 32° С. Угол установки проводки на стороне входа металла ф4 = 45°. Средний ритм про катки фр = 1,22. Температурное поле на поверхности рабочего валка вдоль его бочки замеряли в период паузы хромель-капелевой контактной термопарой при наступлении квазистационарного ре жима .
На рис. 18 приведены зависимости, полученные по результатам замеров. По оси абсцисс этих графиков отложена длина бочки валка, а по оси ординат температура его поверхности. Из рассмотрения зависимостей следует, что среднеарифметическое значение темпера туры поверхности валка tcp на ширине прокатываемого металла при ф2 = 50° равно 72° С, а при ф2 = 60° оно составляет 79° С, т. е. перемещение проводки на 10° дает возможность изменить тем пературу валка на 7°.
G8
Сопоставим полученные экспериментальные данные с расчет ными. Согласно (1.132) и (1.134)
|
Фз |
1 |
Фі + 2 |
і + Фр |
((п—и + |
2п___Ф»+Ф* |
|
|
2 |
Рис. 18. Результаты экспериментальных замеров распределения тем ператур на поверхности валка при различных углах установки про водок (/ — фз = 60°; ?■— фз = 50°)
при ф3 = |
50° |
|
|
|
|
|
5 х |
1 |
|
|
|
Іг |
' |
т |
(970 — 32)+ 32 = 72,6° С, |
||
1+-1-22 I 360---- 50±45_ |
|||||
|
|
|
|||
а при ср., = 60° |
|
|
|
||
t |
5-г- 60 |
(970 —32 )+ 3 2 = 80,1 °С, |
|||
1 -М ,22 |
60 -р 45 |
||||
р |
|
|
|||
|
V360- |
|
|
|
|
т. е. по результатам расчетов при (р2 |
= 50° /ср = 72° С, а при ср2 = |
||||
= 60°она составила 80,1° С. Следовательно, можно считать, |
что для |
||||
инженерных расчетов предлагаемая |
методика приемлема. |
Таким |
|||
69
образом, получены зависимости для расчета средней температуры для случая, если валок охлаждается только с наружной поверх ности. Выведем расчетные формулы для комбинированного охлаж дения.
Согласно (1.125) площадь S3 (рис. 19), ограниченная 0 и осью абсцисс, эквивалентна тепловому потоку, отданному воде во внут реннем охлаждении, т. е.
S - = F |
& 2"' |
(М 35) |
причем, если Ѳх — наименьшая |
Рі |
Ѳх = ѲтіІ1 = 0. |
температура, то |
Следует заметить, что при отсутствии вращения ] / Pd ^ 0, а со
гласно выводам, сделанным ранее, ]/"Рс1 = 1, поэтому при Pd -> 0 выражение (1.135) не стремится к со, а имеет конечный предел.
Рис. 19. Осредкенное распределение граничных условии на поверхности валка при комбинированном охлаждении
Площади S x и S 2 ранее были определены как эквиваленты со ответственно подведенному и отведенному тепловым потокам на
внешней поверхности валка. Следовательно, S x = |
S 3 -f S 3 и |
|||
(1 — Ѳ) ф і+ (1 — Ѳ) -у- = (Ѳ—-Ѳж) Фз + (Ѳ — Ѳж) -у- + |
||||
Ѳ—Ѳх |
2я, |
(1.136) |
||
т |
|
|||
W d |
ln 1/рх |
|
||
откуда при Ѳх = 0min '== 0 |
|
|
|
|
+ - y j + Ѳж (фз + - y j |
(1.137) |
|||
2л_ Ф 1± Ф Ч ___________ |
||||
|
||||
2 |
|
) /? d In 1/Рі |
|
|
70
И * = ѳ(*л —fa) + *i, а при Ѳж = Ѳтіп = 0
«Pi + f - |
+ |
01-7= - |
|||
|
|
2 ; |
|
у |
Pd in і/р: |
2л |
|
Фг + Ф4 |
|
2я |
|
|
|
|
1' Pd In 1/Рі |
||
|
|
|
|
||
При Ѳж = 0тіп = О |
|
|
|
|
|
|
ф і + Ф.\ + |
Ѳі |
------ |
||
|
|
2 / |
|
K Pd ln 1/Pl |
|
2л |
Фз - |
<Pj |
2л |
||
|
|
|
|
||
V P d ln 1/рх
< = Ѳ(*Л- * Ж) + *Ж.
(1.138)
(1.139)
(1.140)
Выражения (1.137) и |
(1.139) позволяют рассчитывать среднюю |
|||||
температуру валка при комбинированном охлаждении. |
|
|||||
П р и м е р ы |
р а с ч е т а . |
Известно: |
ф4 = |
10°, |
ср2 = 30°, |
|
Фз = 260° и ф4 = |
60°; |
іл = |
1000° С, іж= |
35° С |
и |
20° С; |
Рі = 0,2; Pdj = 250°• ІО3 и Pd2 = 1. Необходимо найти Ѳдля вра щающегося валка при прочих равных условиях и отсутствии вра щения. Согласно (1.137)
|
10+ “ |
35 — 20 |
260+ |
“ |
|
|
|
||
|
1000 — 20 |
0,015-290 |
|
||||||
Ѳі = - |
|
2 |
|
25 + |
0,093, |
||||
360- |
30 + |
60 |
360 |
360 — 45 + |
0,086 |
||||
|
|
||||||||
|
|
У 250-ЮЧп JL |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
|
при отсутствии |
вращения |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
| _ ^ 5 - 20 |
/ 2 6 0 + _60\ |
|
|
|
||
|
|
|
1000 —20 ( |
2 / 25 + |
0,015-290 |
0,054. |
|||
|
|
|
30 + 60 |
360 |
360 — 45 + |
225 |
|||
|
|
360 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2г 1
In —
0,2
Из рассмотрения этих примеров можно сделать вывод, что внут реннее охлаждение эффективно при отсутствии или малых скоро стях вращения и при больших рх. Несомненно, ролики УНРС не обходимо охлаждать и изнутри. Что касается учета ритма прокатки, то и в этом случае
Ѳр = - ! - 0 , |
(1.141) |
1 + Фр
т. е. с уменьшением производительности средняя температура валка уменьшается.
71