Файл: Совершенствование теплового процесса листовой прокатки..pdf

1клеть

Ж

20(17,2)

40(34,4)

п

ш

В целом

по стану

[ -

J

*

10(8,6)

20(17,2)

•"*=

а

б

Qnpj • 10'1Ыккал]ч)

400

1000

200

500

4[3,44]

б[5,1б]

Рис. 49. Зависимости

параметров теп-

С1КТЮ~!,8т/(Мгград)

лового баланса

от а к . т

фициентов а 1 р и а 1 о п в зависимости от состава и температуры

приме­

няемой эмульсии, способа ее подачи на валки, конструкции

коллек­

торов, давления в системе охлаждения и т. д.

теплофизическими

и конструктивными параметрами.

Для

практики

весьма

важно знать, как влияют величины сс1 р и а 1 о п

на температуру

валков и полосы и на необходимый расход эмульсии.

При исследовании одновременно изменяли значения

а 1 р

от

1160

до 3500 вт/(м2 • град) [от 1000 до 3000 ккал/(м2

• ч • град) ] , ах

о п

— от 580

до

1740 вт/(м2 -град)

[от

500

до

1500

ккал/(м2 • ч • град) ]

с

шагом

580

вт/(м2 -град) [500

ккал/(м2 -ч-град)]. Остальные

исходные

дан­

ные принимали постоянными: а к

т

= 480 (4,1 • 105); а 2

=

2320 (2000);

D p

= 0,5

м; D o n

=

1,3

м;

tml

=

35° С;

tm2

= 40° С;

tHl

= 40° С;

vniv

=

15

м/сек.

и ах о п при постоянной

Изменение а 1 р

температуре эмульсии

при

рабочих и опорных валков. Из рис. 50, а, б видно, что увеличение

а1р

от 1160 до 3500 (от

1000 до 3000) и а 1

о п от 580 до

1740 (от

500

до

1500) вт/(м2 -град)

[ккал/(м2 -ч-град)1

существенно

снижает

темпе­

ков

увеличивается разность (tnj—

tpj),

что

в соответствии с

уравне­

нием (39)

приводит

к росту величины

Qpj

и (при

неизменном

Q n p j )

к некоторому уменьшению количества тепла AQn/-, уносимого

поло­

сой, а также температуры

полосы 4/ (рис. 50, в, г,

д).

Некоторая

неравномерность

графиков

tKJ на

I I I

и IV

клетях

объясняется

изменением

сопротивления

деформации

при

tK1- >

>

300° с .

Количество тепла Q3M. р., отводимого

эмульсией

от

рабочих

валков, с

ростом а 1 р

и а 1

о п

значительно возрастает

(рис. 50,

е), так

как

рост

а1р

и ах о п

происходит

более

интенсивно,

чем

вызываемое

им

снижение

величины

tpj

[см.

уравнение

(160)].

Чтобы при

этом

ваемой на

рабочие

валки.

Количество тепла,

передаваемого

от рабочих

валков

к

опор­

ным Qonj-

(и равное

ему количество тепла, отводимого

от

опорных

валков эмульсией Q3M.

О П

) , согласно

уравнению

(63)

зависит

от

разности температур рабочих и опорных валков (tpj—toni).

Так

как

обе эти температуры

уменьшаются

с ростом а 1 р

и а 1 о п ,

то

характер

изменения

величины

Qo n / -

(Q3 M . 0 n t ) в

конечном

счете

определяется

разными интенсивностями

изменения

tpj и ton s. Из рис. 50, ж

видно,

что с

ростом a i p (aio n )

некоторое

увеличение

Q o n /

(<2эм. оп . )

наблю­

дается

лишь в IV клети.

Общий

расход эмульсии

на каждую клеть V 3 M / . и в целом по

стану V3MZ с

ростом а 1 р и а 1

о п должен быть увеличен главным обра­

зом за счет добавления ее на рабочие валки (рис. 50, з).

нии величин а 1 р и а х о п

на параметры теплового баланса стана:

1. Увеличение а 1 р

и а 1 о п приводит к существенному снижению

температуры рабочих

и опорных валков, что в ряде случаев оказы­

стом а 1 р

и сс 1 о п необходимо увеличивать в среднем на 10—12% в рас­

чете

на

каждые

1160 вт/(м2 -град) [1000

ккал/(м-ч-град)

увеличе­

ния

а 1 р

и а 1 о п .

Vmj

Следует оговориться, что само по себе изменение расхода

еще

не

влечет

за собой обязательного

изменения коэффициентов

теплоотдачи а 1 р

и а 1 о п , так как согласно

критериальному

уравне­

нию

(158) величина последних определяется сочетанием

скорости

который связан с поддержанием в системе охлаждения

стабильного

перепада А^э м . Соответствие

же этого

расхода эмульсии

опре­

деленным значениям а 1 р и аг о п

должно быть обеспечено

правильным

выбором конструктивных

параметров

брызгальных

коллекторов.

3. Температура полосы мало зависит

от

интенсивности конвек­

тивного теплообмена валков.

Конвективный теплообмен

полосы

Коэффициент теплоотдачи

между полосой

и эмульсией а 2

изме­

циенты

а к . т — а 1 р

и а 1 о п .

При

исследовании величину сс2 изменяли в диапазоне 580—

3480 вт/(м2 • град)

[500—3000 ккал/(м2 -ч-град)] с шагом 580 вт/(м2 -

•град)

[500 ккал/(м2 -ч-град)]. Значения остальных исходных дан­

ных оставались

неизменными:

сск.х

= 480 квт/(м2 • град) [4,1 • 105 ккал/(м2 • ч • град) ] ;

a l p

= 2320 вт/(м2 -град) [2000

ккал/(м2 -ч-град)];

а 1 о п

=

1160 вт/(м2 -град)

[1000 ккал/(м2 -ч-град)].

Так как в рассматриваемом случае охлаждение было односторон­

ним, со стороны входа

полосы в валки,

то увеличение а 2 вызывает

прежде всего снижение температуры полосы перед

I I , I I I и IV кле­

тями (рис. 51, а),

при этом, естественно, у более

горячей

полосы

наблюдалось более резкое снижение температуры.

300

300

200

200

100

100

о

Q3Hn-10's,6m(KKanl4)

1 клеть

Ш

500

'

П

8 целом

12(103)

1000

Ш ,

постам//

8(6,88)

300

500

4(ЗМ)>

too

_

„

—

г

1[0,86]

2[/,72]

3[2,58]

/[0,86]

2[1,72]

3[2,58]

cC2-lO--f

6т/(м2-град)

<X2tO's, 8m/(м'<'град)

[ккал!(мг- ч- град)]

[ккал1(мгчград)]

Рис. 51

Зависимость параметров теплового баланса "от

Чем меньше температура полосы на входе, тем меньше и средняя

температура ее в

очаге деформации (tn{),

а

это согласно

уравне­

нию (39) при прочих

равных

условиях

уменьшает

тепловой

поток

в рабочие

валки

QPl,

что при постоянном

тепловыделении

Qn p

вызывает

увеличение

количества

тепла AQn/-,

уносимого

полосой.

В результате нагрев полосы в очаге деформации,

пропорциональный

разности (tKJ—tHJ),

при увеличении а 2 должен

увеличиться. И, дей­

ствительно, конечная

температура

полосы

tKu\

и

/ K J V

С ростом

а 2

уменьшается значительно медленнее, чем t„1 П

и ta

iv, а во I I клети

^к ц

практически остается

постоянной

(рис. 51, б).

а 2 — существенный

рост

теплоотвода

от

полосы

между

клетями

(рис.

51, в).

Общий расход эмульсии Vmj

(рис. 51, г) на I и I I клети

практи­

чески не зависит от а 2 , а

на

I I I и IV клети — с ростом а 2

должен

увеличиться только за счет величины Q 3 M . п.. В целом по стану

рас­

ход эмульсии при увеличении

а 2 в 6 раз возрастает

лишь

на

26%.

Таким образом,

коэффициент а 2 оказывает значительно

меньшее

влияние на тепловой баланс

процесса прокатки, чем

коэффициенты

ак . х , а 1 р

и а 1 о п . Это влияние

выражается

в

некотором

уменьшении

шой

практический

интерес.

При исследовании дополнительно к общим исходным данным

было

принято:

D p

=

0,5

м;

Don

= 1,3 м;

а к т

=

4,8-105 (4,1-105 );

а 1 р =

2320

(2000);

а 1 о п

=

1160

(1000);

а 2

=

2320 вт/(м2 -град)

[2000 ккал/(м2 • ч• град)];

tHl

= 40° С; vniV

=

15

м/сек.

Величину

4м 1

изменяли

от 25 до 60° С с шагом 10 град. Темпе­

ратура сливаемой

эмульсии во всех случаях была равна: 4мг =

— 4м 1 + 5 ,

т.

е.

перепад

температур

принимался постоянным.

Влияние перепада

А4 М было показано выше при

расчете

тепловых

параметров

стана

2000. Оказалось, что от температуры

эмульсии

при

сливе

4м г

непосредственно

зависит лишь

расход

эмульсии,

ничились

анализом изменения величины

4м i -

Согласно уравнениям (60) количество тепла, отводимого от вал­

ков эмульсией

Qp . 3 M /

и Qon. Э М / .,

пропорционально разностям тем­

ператур

(tP]—

4м. Р )

и ( 4 П / —

4м. оп) и -

следовательно, должно