Файл: Совершенствование теплового процесса листовой прокатки..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 107

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

вода 1 . Замеры производили контактной хромель-копелевой термопа­ рой во время пауз при отключенном охлаждении в пяти точках по длине бочки (в середине, у левой и правой кромок полосы, вблизи обоих краев бочки). ^Температуру регистрировали на потенцио­ метре типа ППР.

Результаты замеров приведены в табл. 12, 13 и на рис. 59. Из этих данных видно хорошее качественное и количественное совпадение с расчетными величинами (см. рис. 57, б). В пределах ширины полосы поверхностная температура рабочих валков практически не изме­ няется, а к краю бочки она резко падает; непосредственно у края

температура

tLp

не более чем на 1—4 град выше температуры

охла­

ждающей воды,

равной

27—30° С. Аналогично температура

рас­

пределяется по длине бочки опорных валков во всех клетях, кроме V I ,

где опорные

валки практически

остаются

холодными

(tonb =

= 31 - 34° С).

 

 

 

 

 

 

 

Т е м п е р а т у р у

р а б о ч и х и о п о р н ы х

в а л к о в

т р е т ь е й

г р у п п ы

и з м е р я л и на дрессировочном стане 1700

ждановского

металлургического

завода им. Ильича 2 .

 

 

Температуру измеряли во время остановок стана сразу же после

дрессировки

очередного

рулона

с

помощью

контактной

хромель-

копелевой термопары в пяти точках по длине бочки каждого

валка

(табл. 14).

 

 

 

 

 

 

 

 

Кроме того, для проверки соответствия расчетной и действитель­ ной форм кривых распределения температуры вдоль бочки на том же стане были проведены более детальные замеры температуры свыше

30

рабочих и опорных валков в восьми

точках (через

100—125 мм

от

середины к

краю бочки)

(рис. 60).

 

 

 

Результаты

измерений, как это видно из приведенных графиков

и

табл. 14, хорошо согласуются с расчетными данными, изложен­

ными в разделе 3 гл. V I I , как в количественном, так и в качественном

отношении.

 

 

t0 = 46° С,

/о к р = 28° С

 

Например,

для рабочего

валка при

и

температуре

подшипника

tn = 40° С

получим:

 

« < » * - т а - ' « • * - » * •

Следовательно, по графику рис. 58, в дь = 86%, QL = 56,8% и по формулам (218) температуры tbp и tLp будут равны: •

tbp = 0,86-46 + 0,14-28 = 43,4° С;

tLp = 0,568-46 + 0,432-28 = 38° С,

по замерам (табл. 14); tb = 43 ч-44° С, tL = 38° С.

1

В экспериментах участвовали инж. Я. А. Бурштейн, В. Я- Тишков, Е. П. Сер­

геев,

Г. Н, Сумкина, Л . Г. Нениличев.

2

Совместно с инж. Э. Н. Шебаниц.

201


800

SOO

400

100

0

200

400

600

800

х,мм

стана 1700

горячей прокатки (цифры у кривых — номера рабочих

клетей):

ные валки,

ширина полосы 1280 мм; г — то же, ширина полосы

1045 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 12

Данные экспериментального

измерения

температуры верхних рабочих валков

 

на шестиклетевом

стане 1700

горячей

прокатки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура

валков, °С

 

 

 

 

 

Температура

валков, °С

 

Номер

Ширина

 

 

 

 

 

 

 

Номер

Ширина

 

 

 

 

 

 

 

клети

полосы, мм

 

Ч

 

Ч

 

 

At,

клети

полосы, мм

 

Ч

 

ч

 

 

 

 

 

 

К

 

At

 

 

 

to

 

At

ср

 

 

 

 

L cp

 

 

 

 

 

1280

31

50

53

53

26

22— 17

22

 

1280

35

59

60

62

39

25—21

23

i

1280

36

53

60

57

40

20—24

22

IV

1280

/1

62

58

62

40

18—21

20

 

1145

30

52

56

57

35

26—21

24

1145

35

53

56

55

36

21—20

20

 

1045

30

53

49

53

33

23—20

22

 

1045

35

58

62

63

38

27—24

26

 

1280

27

50

51

53

33

24—18

21

 

1280

34

48

49

50

38

15—11

14

п

1280

35

52

56

54

39

18—21

20

V

1280

35

"50

51

50

38

13—16

14

1145

30

48

54

53

34

24—20

22

1145

31

53

53

53

36

22—17

19

 

1045

31

54

57

53

35

26—22

24

 

1045

32

51

54

55

38

22—16

20

 

1280

29

50

46

46

29

17

17

 

1280

32

40

40

41

34

6—8

7

ш

1280

39

55

54

56

40

14—15

14

V I

1280

32

40

39

42

33

7—8

8

1145

30

51

55

55

35

25—20

23

1145

32

40

42

•41

34

10—8

9

 

1045

32

51

54

51

34

22—20

21

 

1045

32

41

40

44

34

8—6

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 13

Данные экспериментального

измерения температуры верхних

опорных валков

 

на шестиклетевом стане

1700 горячей прокатки

 

 

 

 

 

Ширина

 

 

 

Температура

валков °С

 

 

Ширина

 

 

 

Температура

валков °С

 

 

Номер

 

 

 

 

 

 

 

Номер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

клети

полосы

 

 

 

 

 

 

 

полосы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

клети

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мм

 

Ч

to

ч

 

At .

 

 

мм

 

Ч

и

 

Ч

 

 

At

^ср

 

 

 

 

^ср

 

 

 

 

 

 

 

1280

29

31

31

31

29

2

2

 

1280

30

42

37

 

40

37

 

7—6

6

I

1280

30

34

33

34

32

2—3

2

IV

1280

35

39

39

,

40

36

,

4—3

3

1145

27

30

30

31

29

3— 1

2

1145

27

32

32

1

35

29

 

5 - 3

4

 

1045

29

32

32

32

30

5—2

2

 

1045

34

36

37

 

36

34

 

3

3

 

1280

27

29

29

29

28

2—1

1,5

 

1280

33

39

38

 

38

37

 

5 - 1

3

I I

1280

33

35

35

35

33

2

2

V

1280

33

40

40

 

41

38

 

7—2

5

1145

30

31

32

32

30

2

2

1145

29

39

38

 

39

34

 

9—4

7

 

1045

31

33

34

33

31

3

3

 

1045

33

38

40

 

39

35

 

7—5

6

 

1280

27

25

26

25

23

- 1 + 3

1

 

1280

35

33

..31

 

32

33

 

—4

3

I I I

1280

35

35

35

33

33

0—2

1

V I

1280

32

33

33

 

34

34

 

—1

0

1145

29

29

27

28

28

( _ 2 ) _ ( _ 1 )

1,5

1145

34

34

33

 

33

32

 

—1

0

 

 

 

 

 

1045

31

34

35

34

33

4—2

3

 

1045

32

34

34

 

34

33

 

2—1

1

204

205


Для

опорного

валка

 

при t0

=

48° С,

^о к р

=

28° С

и

tn

45е С

получим:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45 — 28

100 = 85%

и

по

рис. 58,

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48 — 28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

66

 

=

87,8%;

0L

=

70%.

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно,

по

формулам (218):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tbm

=

 

0,878-48 + 0,122-28 =

45,6° С;

 

 

 

 

 

 

 

 

tLon

= 0,7-48 + 0,3-28 = 42° С,

 

 

 

 

 

 

а по замерам 22 (табл.

14)

tb

 

44 +-47° С; tLon

= 43 -4-45° С.

 

t,'C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

55

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45 :

 

т_

 

 

s ч

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

L/2

 

\\ ! — О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

i

i

i

i

 

1

 

\

в-

 

 

 

Ю0 200 300 400

500

S00

725

 

 

МО 200 300 400 500 500

725W08S0

 

 

 

 

 

 

 

X. мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ос, мм

 

 

 

 

Рис. 60.

Распределение температуры по длине бочки валков дрессировочного стана

рас-

 

стояние

от середины

бочки, #

— экспериментальные точки

замеров):

 

а — сплошная линия

— рабочий валок со шлифовочной выпуклостью 0,09 мм; сталь Ст.2кп;

1,2Х 1280

мм; 8 =

1,8+2,0%; и д

р

=

16 м/сек;

/ п =

46 4-63° С; t,

р =

15° С; штриховая —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' "

 

 

 

 

"

? О К

то же, 0,20 мм; сталь 08кп; 0,5+0,63X 1000 мм; s =

1,2%;

" Д Р

 

15 м/сек;

in

=

3 0 + 5 0 ° С;

'окр — 2 " ° С; б — сплошная

— опорный валок; сталь 08кп; 6,5X

1000 мм; г

=

1,1%;

1>др =

= 18 м/сек; tn

4 0 + 6 0 ° С;

* о к р

 

=

20° С; штриховая

— то же,

сталь Ст.2кп; 1,2Х 1280 мм;

 

е

=

1,8 +2,0%;

vД Р

16 м/сек;

tn

= 4 6 + 6 3 ° С;

'окр =

15° С

 

 

 

Т е м п е р а т у р у

 

р а б о ч и х

и о п о р н ы х

 

в а л к о в

в т о р о й

г р у п п ы

и з м е р я л и

 

в IV и

I I I клетях

 

четырех-

клетевого стана 1700 холодной прокатки Череповецкого металлурги­ ческого завода 1 .

Необходимо было выяснить, в какой мере расчетные результаты, приведенные в разделе 3 гл. V I I , соответствуют распределению температуры валков в условиях секционного регулируемого охла­ ждения. Замеры температуры выполняли по той же методике, что и на вышеуказанных станах, в 18 точках (через 100 мм) по длине бочки валков. Всего измерениям подвергли 146 рабочих и 27 опорных валков; кроме того, на 48 рабочих валках дважды измеряли профиль

спомощью индикаторной тележки (пассометра): первый раз —

сразу же после удаления валков из клети в горячем состоянии;

1 В работе участвовали инж. В. А. Масленников, В. М. Тихомирова, Б. В. Мар­

кин.

206


второй раз — через 4—5 ч после остывания. Разность первого и второго замеров представляет собой тепловой профиль. ... . .. .

Некоторые характерные

графики

 

^

 

f t -

тем­

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

14

распределения

Результаты измерения

температуры

валков

пературы

вдоль бочки приве­

дрессировочного

стана

1700

 

 

 

 

 

дены на рис.61. Анализ дан­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ных

измерений

показал,

что

 

 

 

 

Температура •валков,

 

 

в 41 из 146 случаев

(28%)

СО

 

Положение

измеренная

в пяти

 

 

 

точках

по

длине бочки

 

характер

кривых

распреде­

о.

 

валка

каждого

валка, °С *

си

ления температуры

по длине

и

га

 

в клети

 

 

 

 

 

 

 

3

о.

 

1

2

3

 

4

5

 

о

бочки рабочих

валков

 

был

X

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

близок к расчетному, в 11 из

 

1

 

Рабочий

36

40

42

41

36

28

146 (7,5%) эти кривые имели

2

 

верхний

38

44

46

43

38

28

параболический

характер, а

3

 

 

38

42

45

42

37

28

в остальных

случаях

наблю­

4

 

 

50

51

58

49

47

20

далось неравномерное распре­

5

 

 

26

30

31

30

26

20

6

 

 

33

34

35

34

32

 

20

деление

температуры,

 

выз­

 

 

 

 

7

 

 

36

44

56

45

34

 

15

ванное особенностями

тепло­

8

 

 

40

52

60

53

41

 

16

выделения

в

очаге

деформа­

9

 

 

30

38

43

38

29

 

15

ции и секционного

регулиро­

10

 

 

41

45

47

45

40

 

20

вания подачи жидкости

валь­

11

 

 

36

43

51

42

36

 

21

12

 

 

41

46

55

46

42

 

20

цовщиками.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характер

кривых

тепло­

13

 

Рабочий

33

36

38

 

36

34

 

28

вого

профиля

валков

 

в

18

14

 

нижний

35

36

36,5

35

34,5

28

из 48 случаев (37,5%)

также

15

 

 

38

42

44

 

42

38

 

28

соответствовал

расчетному,

16

 

 

36

41

42

 

40

37

 

28

а в

остальных

был неравно­

17

 

 

45

47

49

 

47

45

 

28

18

 

 

45

46

46

 

44

44

 

28

мерным.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура у края бочки

19

 

Опорный

48

50

58

49

47

28

валков (tL)

в основном состав­

 

ляла

33—40°

С, что

на 1—-

20

 

верхний

48

49

50

47

46

28

21

 

 

46

47

49

47

46

28

3 град

больше

температуры

22

 

 

43

44

48

47

45

28

подаваемой эмульсии

и соот­

23

 

 

45

46

47

45

44

28

ветствует

расчетному

значе­

24

 

 

44

45

46

45

43

28

нию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

40

42

47

42

41

15

 

 

 

 

 

 

 

 

вал­

26

 

 

35

37

40

37

35

25

Данные по опорным

 

27

 

 

32

33

34

33

32

19

кам были

аналогичными. Та­

28

 

 

36

39

43

39

36

20

ким

образом,

в

условиях

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

секционного

регулируемого

 

 

*

Точки 1 и 5 относятся

к крайним

участкам

охлаждения

расчетные

зако­

бочки,

примыкающим к торцам,

2 и 4 — к

участ­

номерности

 

распределения

кам

вблизи краев

полосы; 3 — к середине

бочки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

температуры валков по длине

 

 

"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бочки выполняются лишь частично, а тепловой профиль, как пра­

вило, не соответствует

закону

параболы.

 

Тепловую выпуклость на длине бочки Дт ( O - D р И А Т ( 0 _ Ю ОП В этом

случае можно

вычислять по формулам (212), а на ширине

полосы

Ат (0-6) р и Ах

(о_6 ) о п этими формулами можно пользоваться

лишь

для средней ориентировочной оценки, так как эти величины

зависят

от конкретных

условий

тонкой

настройки системы охлаждения на

207


заданный режим прокатки. При выполнении точных расчетов не­ стационарного теплового профиля валков следует специально учи­ тывать эти конкретные условия.

5. РАСЧЕТ НЕСТАЦИОНАРНОГО

ТЕПЛОВОГО ПРОФИЛЯ ВАЛКОВ

ИЗ УРАВНЕНИЙ ТЕПЛОВОГО

БАЛАНСА

Выше было показано, что формулы (197) можно применить для расчета нестационарного теплового профиля валков непосредственно из режимов прокатки (дрессировки), используя уравнения теплового баланса при определении входящих в эти формулы коэффициентов

с,-, с1оп. Чтобы довести

до конца этот расчет, необходимо

определить

входящие в те же формулы коэффициенты с^,

с,-боп, сц,

CCL , отно­

сящиеся к сечениям у

кромки полосы и края

бочки валка.

Изложенные выше результаты электрического моделирования дают возможность решить эту задачу, так как указанные коэффи­

4

циенты нетрудно вычислить, если известны температуры

и tL

в каждый момент времени. Их можно определить по формулам

(213)

и (218), если граничные условия по ширине полосы (тепловыделение и интенсивность охлаждения) постоянны. Применив при этом метод суперпозиции температурных полей, можно одновременно учесть и указанную неравномерность граничных условий.

Таким образом, сущность предлагаемого метода расчета коэффи­ циентов db Ctbon, CIL, c i L o n и теплового профиля валков заключается в следующем (на примере рабочего валка, охлаждаемого жидкостью):

1. После решения уравнений теплового баланса для средней зоны рабочей клети (см. разделы 3, 4 гл. I l l ) и вычисления по фор-

208