Файл: Совершенствование теплового процесса листовой прокатки..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 120
Скачиваний: 0
В связи с уменьшением интенсивности |
отвода |
тепла от |
рабочих |
||||||||||
и опорных |
валков |
их |
|
температура при |
увеличении |
температуры |
|||||||
эмульсии |
возрастает (рис. 52, |
в, г), |
в |
результате |
чего |
уменьшение |
|||||||
Q3n.pj |
•10"*6т(ккал1ч) |
|
|
|
Qonj-IO* |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
• |
|
|
|
|
|
Оэм.оп/ |
>0's$т(ккап1ч) |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
ЮГ" |
|
|
|
|
|
||
10(8,6) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5(W) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
tpj-с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
- - |
- |
- - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
"г |
|
|
— •— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
so |
— — ' — |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1 клеть |
—— |
ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— |
|
а |
— N |
в |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20(17,2) |
|
|
|
|
|
|
0эм.п'Ю~3,6т(ккал1ч) |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
W(8,S) I |
|
|
|
|
|||
10(8,6) |
|
|
|
|
|
5(4,3) |
|
|
|
|
|||
v3MJ,Mi |
|
|
|
|
|
|
|
25 |
35 |
45 |
55 |
1ЭМ1°С |
|
|
— . _ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• " |
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
ж |
|
Рис. |
52. Зависимость |
параметров теп |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
лового баланса от температуры пода |
|||||
25 |
|
35 |
45 |
|
55 t3MI,°C |
|
|
ваемой эмульсии |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
разностей |
|
(tpj—4м. |
р ) |
и |
(tonj—4м. |
0п) |
в соответственных тепловых |
||||||
потоках |
QP .3M/ Qon. эм- |
происходит |
менее |
интенсивно, |
чем рост тем |
||||||||
пературы |
эмульсии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Действительно, из рис. 52, а, например, видно, что при возра |
|||||||||||||
стании |
4м 1 более чем в 2 раза |
(с 25 до 60е С) величина Q3M . Р . сни |
|||||||||||
жается во I I , I I I и IV клетях лишь на |
15—20%. |
|
|
|
171
Рост температуры валков приводит к уменьшению теплового
потока в валки из очага деформации (рис. 52, д), так как величина |
QPl |
в соответствии с уравнением (39) пропорциональна разности (tni— |
tpi). |
Это должно привести к увеличению количества тепла, уносимого |
полосой (при постоянной величине Q n p / ) , а следовательно, — и тем пературы полосы tKJ, однако это увеличение незначительно.
В заключение рассмотрим изменение количества тепла, отводи
мого эмульсией от полосы |
Qn. э м . Согласно уравнению (100) |
эта |
|
величина |
пропорциональна |
разности |
|
С ростом |
4м 1 оба члена этой |
разности увеличиваются, однако |
tm. п |
более интенсивно. Поэтому на рис. 52, ж Qn. Э М / . отмечается неболь шое снижение 'кривых.
Так как составляющие теплоотвода эмульсии |
Q 3 H . Р / ., |
Q3 M. 0П;-, |
||
QSM. пу- с |
ростом 4м 1 уменьшаются, то и |
графики |
общего |
расхода |
эмульсии |
V3 M (рис. 52, д) имеют такой же |
характер. |
Однако |
умень |
шение расхода эмульсии незначительно: так, общий расход на стан при росте 4 M I с 25 до 60 град уменьшается лишь на 20%.
Таким образом, увеличение температуры подаваемой на стан эмульсии приводит к соответственному увеличению температуры рабо чих и опорных валков (температура рабочих валков растет примерно на столько же градусов, на сколько увеличивается температура эмульсии, а температура опорных валков — несколько меньше).
Расход эмульсии на стан для поддержания постоянной разности температур при подаче и сливе увеличивать не следует; необходимый потребный расход эмульсии даже несколько снижается. Температура полосы изменяется незначительно.
Следовательно, с точки зрения теплового баланса работа стана на более горячей эмульсии, чем принято в настоящее время, допу стима, при условии более тщательного контроля за температурой валков и предохранения их от чрезмерного перегрева.
Однако при работе с повышенной температурой эмульсии необ ходимо решить ряд технологических вопросов, связанных с каче ством поверхности полосы, химической устойчивостью эмульсии, нагревом подшипников прокатных валков и т. д. На четырехклетевом стане 1700 ждановского металлургического завода им. Ильича в течение 8 ч была произведена опытная прокатка полос малоуглеро
дистой стали при повышенной температуре |
эмульсии tml |
= 50-т- |
58° С. Повышение температуры эмульсии |
достигалось |
отключе |
нием водяных холодильников эмульсионной системы. В результате этого эксперимента была практически доказана возможность нормаль ной работы стана на горячей эмульсии без снижения качества по лосы. При этом наблюдалось некоторое повышение температуры масла в подшипниках жидкостного трения опорных валков, но при надлежащем контроле оно не приводит к нежелательным послед ствиям.
172
5. ИЗМЕНЕНИЕ |
ТЕМПЕРАТУРЫ ПОДКАТА |
Температура поступающей на стан полосы может быть различной |
|
в зависимости |
от особенностей технологического процесса. Если |
полоса после непрерывно-травильного агрегата длительное время находилась на складе рулонов, она имеет температуру цеха 20—30° С. Если она поступила на стан сразу после травления, то ее темпера тура более высокая — 30—50° С. Еще более высокая температура может быть у полосы, поступившей на стан после отжига.
При анализе влияния величин 4 i н а тепловой баланс процесса прокатки, помимо общих исходных данных, были приняты постоян
ными |
следующие |
величины: |
|
|||
Dp = |
0,5 м; D o n |
= |
1,3; |
|
||
а к . т |
= |
480 квт/(м2 • град) |
[4,1 • 106 |
ккал/(м2 • ч • град); |
||
а 1 р |
= |
2320 вт/(м2 -град) |
[2000 ккал/(м2 -ч-град)]; |
|||
а 1 о п |
= |
1160 вт/(м2 -град) |
[1000 ккал/(м2 -ч-град)]; |
|||
а 2 |
= |
2320 вт/(м2 -град) |
[2000 |
ккал/(м2 -ч-град)]; 4 м 1 = 35°С; |
||
4 м 2 |
= |
40° С; v n l v |
= |
15 |
м/сек. |
|
Величину 4 i изменяли от 20 до 80° С с шагом 10 град. Работа прокатки в соответствии с уравнением (38) не зависит от температуры
полосы, поэтому с ростом 4 i происходит соответственное |
увеличение |
|||||||
температуры полосы на выходе из I клети (рис. 53, а) . Следовательно, |
||||||||
увеличивается и разность |
( 4 i — 4>i), о т |
к |
о т ° р о й |
зависит |
количество |
|||
тепла, поступающего к рабочим валкам, |
Qp i. Таким |
образом, с ро |
||||||
стом 4 i величина |
Qp [ также возрастает (рис. 53, б). Но при постоян |
|||||||
ной величине Qn p |
i это приводит к уменьшению количества тепла AQn i, |
|||||||
|
|
|
Qpj -Ю'^бт^кал/ч) |
|
|
|||
300 |
|
|
|
|
— / 1 |
—Ш |
|
|
|
|
|
|
|
—1 клеть- |
Е |
|
|
200 |
|
|
2ф,2) |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tni. °С |
|
|
|
||
30(25,8) |
|
|
-- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20(17,2) |
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
.— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
8 |
|
|
|
|
. г |
20 |
ЬО |
60 |
tHi,"C |
20 |
W |
60 |
tm,°C |
Рис. 53. Зависимость параметров теплового баланса от температуры подката
173
уносимого из клети полосой (рис. 53, в). В |
результате увеличение |
||||||
температуры полосы на выходе (tK]) |
происходит |
медленнее, |
чем |
на |
|||
входе. Действительно, из рис. 53, а видно, что |
при |
увеличении |
tK\ |
||||
на |
60 град (с 20 до 80° С) tKi увеличивается |
только на 40 град (с 70 |
|||||
до |
110° С). Отмеченная тенденция нарастает |
по |
мере |
продвижения |
|||
полосы от I до IV клети: прирост величин tKI- |
происходит на |
каждой |
|||||
последующей клети все медленнее, |
а на IV клети tK i V уже |
практи |
чески остается постоянной: полосы, поступающие на стан с темпе ратурой 20 и 80° С, выходят со стана на моталку с одинаковой тем
пературой 310° С (рис. 53, |
а). |
|
|
|
|
|
Qpj: |
|
|
|
|
||||
на |
Такой же характер имеет изменение |
величины |
|
прирост |
ее |
||||||||||
каждой |
последующей |
клети |
меньше, |
чем |
на |
предыдущей, |
|||||||||
а в IV клети количество тепла, поступающего на валки из очага дефор |
|||||||||||||||
мации, остается постоянным, независимо от температуры |
подката |
tH\. |
|||||||||||||
В связи с этим увеличение в I , I I и I I I клетях количества тепла вызы |
|||||||||||||||
вает соответственное увеличение теплоотдачи от валков |
к |
эмульсии, |
|||||||||||||
а также температуры рабочих и опорных валков (рис. 53, г). |
Однако |
||||||||||||||
прирост температуры валков также оказывается |
незначительным: |
||||||||||||||
например, |
при |
изменении |
ta\ |
на |
60 град |
(от 20 до 80° С) |
tv\ |
растет |
|||||||
на |
17, tpU |
— на 14, £ р ш — н |
а |
5 |
град. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Увеличение |
количества |
тепла |
AQn;-, |
отводимого эмульсией |
от |
|||||||||
полосы между |
клетями, с |
ростом |
tH\ |
также |
незначительно. Общий |
||||||||||
расход эмульсии на стан при увеличении tH\ от 20 до 80° С |
возрастает |
||||||||||||||
менее чем на |
10%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Таким образом, при увеличении |
температуры |
поступающего |
на |
стан подката с 20 до 80° С температура готовой полосы остается прак тически неизменной. При этом в трех первых клетях происходит незначительное увеличение температуры рабочих и опорных валков, а также расхода эмульсии. В IV клети какого-либо изменения тепло
вого баланса |
практически не происходит. |
6. ИЗМЕНЕНИЕ |
РЕЖИМА ОБЖАТИЙ |
Аналитические исследования теплового баланса, результаты кото рых изложены выше, были выполнены при условии, что режим обжа тий на непрерывном стане остается неизменным.
Представляет практический интерес также вопрос, как изменится тепловой баланс, если при постоянном общем обжатии изменить распределение обжатий между отдельными клетями.
Рассмотрим сравнительную качественную картину распределения тепловых потоков для двух вариантов режима обжатий:
1)максимальные обжатия в первых двух клетях, минимальные —
вдвух последних;
2)максимальные обжатия в последних двух клетях, минималь ные — в двух первых;
Так как |
при |
варианте 1 величины Q n p ! и |
Q n p n больше, |
а вели |
чины Qn p ш |
и Qn p |
iv меньше, чем при варианте |
2, то тепловые |
потоки |
в валки, их температура и расход эмульсии на их охлаждение на первых двух клетях будут больше для варианта 1, а на последних двух клетях — больше для варианта 2.
174
Температура полосы для варианта 1 будет более резко возрастать после первых двух клетей, но эта разница в значительной степени сократится при прохождении полосы через I I I и IV клети, так как часть дополнительного тепла уйдет через валки в эмульсию' (как это было показано при анализе увеличения температуры подката). Поэтому прирост температуры полосы на моталке будет незначи тельным.
Для варианта |
2, напротив, полоса нагревается максимально |
в I I I и IV клетях, |
поэтому отвод дополнительного тепла на валки |
произойти не успеет и полоса поступит на моталку с более высокой температурой, чем при варианте 1.
Рассмотрим различие в расходах эмульсии для каждого варианта. Расход эмульсии при постоянном Л/ э м на валки двух первых клетей при варианте 1 будет выше, чем при варианте 2, а на валки двух последних клетей — ниже . Учитывая, что расход эмульсии на I I I и IV клетях в сумме обычно выше, чем на I и I I , можно ожидать, что при варианте 2 расход эмульсии будет несколько выше.
Экспериментальные исследования, проведенные на пятиклетевом стане 1245 фирмы «Rasselstein» (ФРГ) при прокатке жести [18], подтверждают изложенные выше качественные выводы.
Т а б л и ц а 8
Влияние распределения обжатий на стане 1245 фирмы «Rasselstein» на температуру холоднокатаной полосы [18]
Номер опытной прокатки |
Ширина полосы, мм |
Конечная толщина, полосы, мм |
Суммарное обжатие % |
вариант обжатий |
|
1 |
783 |
0,32 |
84 |
1 |
|
2 |
|||||
|
|
|
|
||
2 |
761 |
0,25 |
87,5 |
1 |
|
2 |
|||||
|
|
|
|
||
3 |
769 |
0,21 |
89,5 |
1 |
|
2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
В > |
Температураруло моталке,нана °С . |
|
|
|
|
|
Расход |
|
|
Обжатие в клетях, % |
|
о хлаждаю- |
|
||||
|
|
|
|
|
щей |
воды |
|
|
|
|
|
|
м3/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
л |
|
|
|
|
|
|
и |
t- |
|
I |
п |
Ш |
IV |
V |
<D |
|
|
и |
|
||||||
|
|
|
|
|
я |
ч |
|
40 |
35 |
30,8 |
26 |
20 |
800 |
195 |
109 |
20 |
25 |
32,5 |
35,8 |
38,5 |
800 |
195 |
173 |
41 |
37,3 |
33,8 |
30,6 |
26,5 |
750 |
230 |
124 |
26 |
39,7 |
34,6 |
38,3 |
40,4 |
770 |
230 |
182 |
44 |
40,2 |
35,8 |
32,6 |
37,6 |
840 |
240 |
122 |
20 |
31,3 |
35,5 |
43,7 |
47,5 |
850 |
250 |
205 |
П р и м е ч а н и е . Толщина подката 2 мм; давление |
воды у сопел 0,6 Мн/м2 |
(6 ат) |
|
температура подаваемой воды 30° С; скорость прокатки 20—25 м/сек. |
|
||
Как видно из табл. 8, прокатка жести |
толщиной 0,21—0,32 мм |
||
из подката толщиной 2,0 мм проводилась по двум схемам: |
|
||
1) в |
клетях I , I I , I I I — с обжатиями |
в 30—44%, клетях IV, |
|
V — с 20—30%-ными обжатиями. |
|
|
|
2) в |
клетях I , I I , I I I — с обжатиями |
20—35%, в клетях |
IV, |
V — с |
35—47%-ными обжатиями. |
|
|
175