Файл: Совершенствование теплового процесса листовой прокатки..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 126
Скачиваний: 0
Тепловой баланс относили к ширине полосы (AL — Ь) и к еди нице времени (Ат„ = 1 ч).
Полученные в результате расчета аналитические зависимости
ипрактические выводы изложены в следующих разделах.
1.ИЗМЕНЕНИЕ СКОРОСТИ ПРОКАТКИ
При исследовании зависимости параметров теплового баланса от скорости прокатки дополнительно к общим постоянным величи нам, указанным выше, принимали постоянными также следующие параметры:
|
|
£>р = |
0,5 |
м; |
Don = |
1,3 |
м; |
а к . т = 478 |
квт/(м2 -град) |
|||
|
|
[ 4 , Ы 0 5 |
ккал/(ма -ч-град)]; |
а 1 р |
= |
2320 |
вт/(м2 трад) |
|||||
|
|
[2000 |
ккал/(м2 -ч-град)]; |
а1оп |
= |
1160 вт/(м2 -град) |
||||||
|
|
[1000 |
ккал/(м 2 - чтрад)]; |
а 2 |
= |
2320 |
вт/(м2 -град) |
|||||
[2000 ккал/(м2 -ч-град)]; |
4 М 1 |
= 35°С; |
t m 2 = |
40° С; |
tRl = 40° С. |
|||||||
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
V3HJ |
|
|
20 Ут,"/сек |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
80 |
|
|
|
|
|
250 |
|
|
|
|
|
700 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
70 |
|
'л |
|
|
|
200 |
|
|
- |
— — — |
600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
'.V |
|
|
|
|
|
|
|
||||
60 |
'rf |
I |
|
|
л |
150 |
|
|
|
|
|
500 |
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
400 |
||
|
)0 |
|
20\/пш,м1сеи |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
150 |
|
|
|
|
2С0О |
-f— |
|
|
|
|
300 |
|
(W) |
|
йО'п |
|
|
|
|
|
. |
|
/*/_ |
||
100 |
|
|
|
\Ш |
50 |
|
|
|
|
|
200 |
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
20 |
vm,M/ce* |
|
(86) |
|
|
|
W00 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
(240) |
|
|
|
|
|
|
||
(43) |
|
Г |
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
15 |
|
25 |
Утм1сек |
|
|
|
|
|
|
|
баланса |
от |
скорости |
прокатки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
155
Результаты |
расчета при изменении скорости прокатки от 2 до |
30 м/сек * представлены в виде графиков на рис. 46. |
|
Количество |
тепла, выделяющегося при прокатке в единицу вре |
мени в каждой клети Qn p / - и в целом по стану |
Qnps ( Р и с - 46, а), |
|||
в соответствии с уравнениями |
(38) и (82) должно возрастать |
пропор |
||
ционально u n I V при условии, |
если остальные величины, входящие |
|||
в правую часть уравнения (38), постоянны: |
|
|
||
Qnp;- |
4,186 |
3,6bhKVnivaMjnHj-106 |
|
(179) |
Однако произведение |
aMJ-nHj, равное работе |
прокатки, |
отнесен |
|
ной к единице объема полосы, не остается постоянным с ростом ско рости прокатки. Величина ам / , как отмечалось в разделе 2 гл. I I I ,
tp°c
80'г
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
Vns,M/cer |
|
|
Рис. 47. Зависимость температуры рабочих |
валков V клети |
стана 1200, полученная |
|||||||||||
по экспериментальным данным стационарного |
замера |
при |
прокатке 350 |
рулонов |
|||||||||
|
|
|
жести |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
является |
постоянной при температуре |
полосы |
tK]- «£; 300° С, а при |
||||||||||
4 / >> 300° С в соответствии с формулой (95) уменьшается |
с ростом |
tKJ. |
|||||||||||
Температура полосы после I I I и IV клетей, начиная с u „ I V |
= |
14 м/сек, |
|||||||||||
превышает 300° С (см. рис. 46, з); следовательно, |
a u l v |
и а м П , начи |
|||||||||||
ная с этой скорости, уменьшаются. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Коэффициент напряженного состояния пн;-, |
как это |
видно |
из |
||||||||||
формул |
(85), (88), |
является |
сложной |
функцией |
двух |
|
переменных |
||||||
величин: коэффициента трения \ij и энергетического |
эквивалента ам;-. |
||||||||||||
Причем |
от \ij и aui |
коэффициент |
пн]- |
зависит |
не |
непосредственно, |
|||||||
а через такие переменные параметры, |
как длина |
дуги |
захвата |
1сп-, |
|||||||||
среднее |
удельное |
давление |
pcPj, |
среднее |
сопротивление |
металла |
|||||||
пластической деформации а д |
и коэффициенты |
натяжения |
£/-ь |
|
|||||||||
Зависимость пн! |
от скорости прокатки, |
построенная |
по фор |
||||||||||
муле (85) с учетом |
формул |
(86)—(89), |
представлена на рис 46, |
б, |
|||||||||
из которого можно установить следующую общую тенденцию: при
увеличении |
vnj |
до 6—8 м/сек ян / - уменьшается; при увеличении vnj |
|||||
от 8 до |
14 м/сек nnj |
несколько возрастает; при дальнейшем |
увеличе |
||||
нии |
vnl, |
nHJ |
либо |
уменьшается (если tKJ > 3 0 0 ° С ) , |
либо |
остается |
|
1 |
Скорость |
прокатки изменялась в интервале от 2 до 10 м/сек |
с шагом 1 м/сек |
||||
и в интервале |
от |
10 до 30 м/сек с шагом 2 м/сек, |
|
|
|||
156
практически постоянным. Таким образом, при неизменном aMj зави симость коэффициента nnj от скорости идентична соответствующей зависимости коэффициента трения Ц/. Это видно из сравнения кри
вой я н 2 (для |
I I клети) на |
рис. |
46, |
б с |
\ij на |
рис. |
15. |
|
|
||||
В связи с таким характером изменения величин |
aMJ- и ян / - |
зависи |
|||||||||||
мости |
Qn p j от vnj |
(рис. 46, а) не являются |
пропорциональными. |
||||||||||
Величина |
Qnp |
j на I I I и IV клетях |
возрастает более |
заметно с ростом |
|||||||||
скорости |
до |
14—15 |
м/сек, |
а при |
vnj |
> |
14 м/сек |
рост Q n |
p / |
замед |
|||
ляется, особенно в IV клети. Во I I клети, где аК)- неизменно, |
|
начиная |
|||||||||||
с vnU |
= |
6-^8 |
м/сек, Qn p п увеличивается |
пропорционально |
скорости |
||||||||
прокатки. В I клети, где vni |
не превышает 7 м/сек, Qn p j с ростом ско |
||||||||||||
рости уменьшается (вслед за коэффициентом трения р,х ).
Так как количество металла, проходящего через валки в единицу времени, пропорционально скорости прокатки, а тепло, выделяемое в единицу времени, в I , I I I и IV клетях растет медленнее, чем ско рость прокатки, то количество тепла, выделяемого при деформации единицы объема (длины) полосы в этих клетях (Q n p /) и в целом по стану (Qnps) с ростом скорости прокатки должно уменьшаться. Во I I клети в соответствии со сказанным выше величина Qn p п, начи
ная |
с |
vnu |
= 7-V-8 м/сек, остается |
постоянной. Это |
наглядно иллю |
|||
стрируют графики на рис. 46, в, построенные по формуле |
||||||||
|
|
|
^ |
I = ^ м з . б - ю з |
= ° . 2 0 5 |
• 1 0 3 < № |
(180) |
|
|
Из рис. 46, в видно, что наиболее резкое снижение Qn p / происхо |
|||||||
дит |
при |
увеличении |
скоростей vnj |
до 6—8 |
м/сек. |
Это объясняется |
||
аналогичным поведением коэффициентов |
пи/ и |
ц{ |
(см. рис. 46, б |
|||||
и рис. |
15). |
|
|
|
|
|
||
|
Рассмотрим, как |
происходит при увеличении |
скорости прокатки |
|||||
распределение тепла, дополнительно выделившегося в очаге дефор
мации в единицу времени. Согласно основному уравнению |
(33), |
одна часть этого тепла идет на нагрев полосы (AQn y ), а другая |
пере |
дается |
рабочим валкам (Qp y ). Величина AQn/-, как это видно из урав |
||||
нений |
(50), (51), |
пропорциональна vnk |
и разности (tKf |
— |
tH/), кото |
рая, по крайней |
мере, не уменьшается. |
Следовательно, |
AQn/- возра |
||
стает с увеличением скорости прокатки |
быстрее, чем Qn p /. |
Поэтому |
|||
чем выше скорость прокатки, тем большая часть тепла, дополни тельно выделившегося в единицу времени, уносится с полосой (рис. 46, г). Но из этого, очевидно, вытекает, что при более высоких скоростях прокатки все меньшая часть дополнительно выделившегося тепла передается рабочим валкам.
|
И действительно, как видно из рис. 46, д, некоторый |
относительно |
||
быстрый рост |
Qp/- наблюдается до z>„iv= 15 м/сек; |
при |
u „ i v > |
|
> |
15 м/сек в IV и в I клетях рост Qpy- вообще прекращается, |
а во I I |
||
и |
I I I клетях |
он незначителен. Такое изменение величины |
Qp/- под |
|
тверждается и при рассмотрении уравнения (39), из которого следует,
что величина Qp/- не зависит непосредственно |
от скорости прокатки. |
|
Рост ее возможен из-за увеличения разности |
(tnj—?р/), |
но с увели- |
157
чением скорости прокатки уменьшается длина дуги захвата /с „., зависящая от коэффициента трения и ам / , т. е. уменьшается пло щадь передачи тепла от полосы к валкам. Этим объясняется тот факт, что при vn I V = 20^- 25 м/сек Qp w не только не растет, но даже несколько уменьшается (рис. 46, д).
Отмеченными выше особенностями распределения тепловых пото ков в очаге деформации объясняются зависимости от скорости про катки количества тепла, отводимого эмульсией от рабочих, опорных валков и полосы, а также пропорциональных им расходов эмульсии (рис. 46, е и 46, ж). Расход эмульсии заметно повышается лишь при увеличении скорости прокатки до 14 м/сек; при дальнейшем увели чении скорости прокатки он незначителен.
Отвод тепла от полосы (рис. 46, ж) возрастает с увеличением
скорости прокатки, однако при скоростях |
до |
14—15 м/сек отвод |
тепла более интенсивный. Это объясняется |
тем, |
что время прохож |
дения полосы между клетями, в течение которого она охлаждается эмульсией, уменьшается обратно пропорционально скорости про катки.
Из рис. 46, е видно, что при увеличении скорости прокатки в 3 раза (с 5 до 15 м/сек) общий расход эмульсии возрастает лишь на 25%
(с 350 до 440 м3 /ч), а при дальнейшем |
увеличении скорости в 2 раза |
|
(с |
15 до 30 м/сек) общий расход эмульсии возрастает всего на 9,1% |
|
(с |
440 до 480 м3 /ч). |
|
|
Описанные изменения тепловых |
потоков и расходов эмульсии |
вызывают соответственное изменение температуры валков и полосы.
Температура полосы tKJ |
(рис. |
46, |
з) возрастает более |
интенсивно |
ДО vniv = 14ч-15 м/сек, |
а затем |
она |
снижается в связи |
с уменьше |
нием количества тепла Qn p /, выделившегося при деформации еди ницы объема полосы.
Графики изменения температуры рабочих и опорных валков (рис. 46, и и 46, к) по характеру напоминают график расхода эмуль сии (рис. 46, а): при скорости прокатки до 14 м/сек наблюдается заметное повышение температуры валков, а при дальнейшем увели
чении |
скорости оно |
прекращается или становится незначительным. |
|
Рассматриваемый |
режим прокатки |
является наиболее тяжелым, |
|
и на |
результаты анализа оказывает |
влияние высокая температура |
|
полосы, вызывающая уменьшение затрат энергии при деформации. Чтобы исключить это влияние, по той же методике был исследо ван еще один режим прокатки, являющийся рядовым для данного стана: прокатка полосы из стали 08кп толщиной 1,0 мм из подката толщиной 3,0 мм и шириной 1440 мм. Температура полосы в этом слу чае даже при скорости 30 м/сек не повышалась более 250° С, поэтому величины а.щ оставались во всех клетях неизменными. Зависимости расхода эмульсии и температуры валков от скорости прокатки для
этого режима приведены на рис. 46, л,м.
Кривые на этих рисунках более плавные, чем на рис. 46, е, и, к, однако характер графиков остался прежним: при увеличении ско рости vn I v вдвое — от 15 до ЗО^м/сек — расход эмульсии и температура валков возрастают лишь на 10—12%.
158