Виявлення закономірностей розподілу температур в осередку деформації при прокатці тонкої полоси
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.198296Ключові слова:
сляб, валок, гаряча прокатка, прискорене охолодження, тепловий стан, нестаціонарна теплопровідність, баланс енергіїАнотація
Для удосконалення технології прокатки штаби важливо знати складові теплового стану як штаби, що прокатується, так і використовуваного інструменту – валків у кожній точці різних шарів штаби і валків, у будь-якому перетині осередку деформації. Встановлено, що для чисельного рішення теплофізичних задач теплообміну системи штаба-валок, що описуються рівняннями нестаціонарної теплопровідності, найбільш ефективним є метод кінцевих різниць. Для подальшого чисельного рішення задач нестаціонарної теплопровідності штаби і валків під час гарячої прокатки сляби і валки розділені умовною сіткою. Для можливих варіантів вузлів сітки при вирішенні двомірної задачі нестаціонарної теплопровідності складені рівняння балансу енергії з подальшою кінцево-від’ємною апроксимацією Фур'є.
Виконані перетворення дозволяють при вирішенні задач теплового балансу як штаби, так і валків, перейти від рішення нелінійної задачі теплопровідності до вирішення лінеаризованої (одновимірної) задачі. Також показано, що при обчисленні теплового стану активної зони, в якій відбуваються циклічні зміни температур протягом одного оберту, з'являється можливість перейти від виконання завдання в циліндричній системі координат до вирішення в прямокутній системі координат. Перехід до вирішення одновимірної системи штаба-валок значно спрощує виконання обчислень. Це дає можливість, вирішивши III крайову задачу для валка і порівнявши її результати з рішеннями для системи штаба-валок, теоретичним шляхом визначити значення коефіцієнта тепловіддачі в зоні деформування.
Отримані матеріали можуть бути використані для визначення температурно-швидкісного режиму охолодження тонкої штаби при прокатці, а також постановці завдань по проектуванню спеціального устаткування для прискореного охолодження в потоці прокатних станів
Посилання
- Jiang, L. Y., Yuan, G., Li, Z. L., Wu, D., Wang, G. D. (2014). Research on Ultra-Fast Cooling Heat Transfer Coefficient Affecting Law for Hot Strip Mill. Materials Science Forum, 788, 346–350. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.788.346
- Lipunov, Y. I., Eismondt, K. Y., Nekrasova, E. V., Zakharchenko, M. V., Yaroshenko, Y. G., Abramov, E. V. (2015). Water-jet cooling in the thermal strengthening of asymmetric profiles. Steel in Translation, 45 (3), 226–230. doi: https://doi.org/10.3103/s0967091215030122
- Mohapatra, S. S., Chakraborty, S., Pal, S. K. (2012). Experimental Studies on Different Cooling Processes to Achieve Ultra-Fast Cooling Rate for Hot Steel Plate. Experimental Heat Transfer, 25 (2), 111–126. doi: https://doi.org/10.1080/08916152.2011.582567
- Mohapatra, S. S., Ravikumar, S. V., Jha, J. M., Singh, A. K., Bhattacharya, C., Pal, S. K., Chakraborty, S. (2013). Ultra fast cooling of hot steel plate by air atomized spray with salt solution. Heat and Mass Transfer, 50 (5), 587–601. doi: https://doi.org/10.1007/s00231-013-1260-6
- Telin, N. V., Sinitsyn, N. N. (2016). Roller temperature in metallurgical machines with scale formation. Steel in Translation, 46 (7), 463–466. doi: https://doi.org/10.3103/s0967091216070147
- Ostapenko, A. L., Beygelzimer, E. E., Kozlenko, D. A., Gritsenko, S. A., Goncharov, N. V. (2016). Sheet cooling in a roller quenching machine. Steel in Translation, 46 (5), 349–355. doi: https://doi.org/10.3103/s0967091216050119
- Sokolov, S. F., Ogol'tsov, A. A., Sokolov, D. F., Vasil'ev, A. A. (2017). Matematicheskaya model' dlya rascheta temperatury polosy pri goryachey prokatke na stane 2000 PAO «Severstal'». Stal', 2, 35–41.
- Trishevskii, O. I., Saltavets, N. V. (2009). Mathematical model of the thermal state of strip in rolling. Steel in Translation, 39 (2), 158–160. doi: https://doi.org/10.3103/s0967091209020168
- Trishevskii, O. I., Saltavets, N. V. (2015). Thermal state of strip in ultrafast cooling. Steel in Translation, 45 (6), 443–446. doi: https://doi.org/10.3103/s0967091215060133
- Muhin, U., Belskij, S., Makarov, E., Koynov, T. (2016). Simulation of accelerated strip cooling on the hot rolling mill run-out roller table. Frattura Ed Integrità Strutturale, 10 (37), 305–311. doi: https://doi.org/10.3221/igf-esis.37.40
- Sosedkova, M. A., Radionova, L. V., Lisovskaya, T. A. (2017). Mathematical Model of Hot Rolling Temperature Parameters. Solid State Phenomena, 265, 1026–1033. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ssp.265.1026
- Colas, R. (1995). Modelling heat transfer during hot rolling of steel strip. Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 3 (4), 437–453. doi: https://doi.org/10.1088/0965-0393/3/4/002
- Lienhard IV, J. H., Lienhard V, J. H. (2017). A Heat Transfer Textbook. Phlogiston Press, Cambridge Massachusetts, 768.
- Pitts, D. R., Sissom, L. E. (1998). Theory and Problems of Heat Transfer. McGraw-Hill, 365.
- Rudd, K. (2013). Solving Partial Differential Equations Using Artificial Neural Networks. Dissertation, Duke University, 130.
- Tselikov, A. I., Grishkov, A. I. (1979). Teoriya prokatki. Moscow: Metallurgiya, 358.
- Konovalov, Yu. V., Ostapenko, A. L. (1974). Temperaturniy rezhim shirokopolosnyh stanov goryachey prokatki. Moscow: Metallurgiya, 176.
- Gelei, Sh. (1958). Raschety usiliy i energii pri plasticheskoy deformatsii metalla. Moscow: Metallurgiya, 420.
- Trinks, V. (1934). Kalibrovka prokatnyh valkov. Moscow: ONTI, 144.
- Ventsel', H. (1965). Prokatka i prokatnoe oborudovanie. VNIITI. Ekspress-informatsiya, 27, 8–43.
- Tryshevskyi, O. I., Saltavets, M. V. (2018). Podil sliabiv sitkoiu pry rishenni dvomirnoi zadachi nestatsionarnoi teploprovidnosti yavnym kintsevo –vidiemnym metodom. Innovatsiyni tekhnolohiyi ta obladnannia obrobky materialiv u mashynobuduvanni ta metalurhiyi. Visnyk NTU «KhPI», 48 (1167), 45–49.
- Trishevskiy, O. I., Saltavets, N. V. (2017). Ispol'zovanie metoda yavnyh konechnyh raznostey dlya resheniya zadach teploobmena pri goryachey prokatke. Stal', 3, 33–36.
- Abbaspour, M., Saboonchi, A. (2008). Work roll thermal expansion control in hot strip mill. Applied Mathematical Modelling, 32 (12), 2652–2669. doi: https://doi.org/10.1016/j.apm.2007.09.011
- Serajzadeh, S. (2006). Effects of rolling parameters on work-roll temperature distribution in the hot rolling of steels. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 35 (9-10), 859–866. doi: https://doi.org/10.1007/s00170-006-0764-3
- Ginzburg, V. B. (2009). Flat-Rolled Steel Processes: Advanced Technologies. CRC Press, 384.
- Tanenbaum, A. S., Maarten, V. S. (2007). Distributed Systems: Principles and Paradigms. Prentice Hall of India.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Oleg Trishevskij, Oleksii Kaliuzhnyi, Oleksandr Yurchenko, Anatoliy Avtukhov, Vladymyr Levchenko, Aleksandr Akhlestin
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
