Термист Термомеханическое упрочнение арматурного проката технология, средства, разработка

Линия ускоренного охлаждения для арматурного проката диаметром 8 - 16 мм

Часть 2

<<< Оглавление <<<   <<< Предыдущие разделы <<<

Для арматурного проката диаметром 8 и 10 мм примем схему термомеханического упрочнения с использованием одной охлаждающей секции (см. рис. 1). Для проката диаметром 12 - 16 мм рассмотрим схему с двумя секциями (см. рис. 2). Организовать оптимальные соотношения размеров линии для всех диаметров проката не представляется возможным. Следует рассмотреть случай для наиболее массового вида проката, а затем рассмотреть возможность использования принятой схемы для остальных диаметров. В нашем случае наиболее массовым видом продукции будем считать арматурный прокат класса А500С диаметром 12 мм.

Использование двух последовательно расположенных камер

Рассмотрим возможность организации термомеханического упрочнения арматурного проката диаметром 12 мм в двух последовательно расположенных секциях (см. рис. 2). Подробнее см. в работе "Ускоренное охлаждение арматурного проката в нескольких камерах" и в Примере 2 работы "Методика расчета линии ускоренного охлаждения". Определение L₁/L₂ в этих работах производится с учетом равенства теплосъема с проката в двух камерах. Т.е. количество тепла, отдаваемого прокатом в I секции ЛУО равно количеству тепла, отдаваемого во II секции. Мы несколько усложним задачу, и потребуем, чтобы равнялись давления в коллекторах перед форсунками. Т.е. такого соотношения L₁/L₂, при котором на обе форсунки подается вода с одинаковыми давлениями.

Рис. 2. Непрерывное охлаждение арматурного проката в двух последовательно расположенных камерах

Поиск соотношения L₁/L₂ для случая P₁ = P₂ реализуем при помощи функции Ballans_P.
>> d_pr = 12;
>> v_pr = 14.4;
>> T_0 = 1070;
>> T_1 = 540;
>> v_otn_min = 4.0;
>> d_k = [32 40 48 58 64];

Результаты расчетов приведены в Таблице 7.

Для всех рассмотренных случаев требуемое давление перед форсункой не превышает 10 кгс/см². Минимальный расход воды ожидается при диаметре камеры охлаждения 32 мм. В этом случае фактический расход воды совпадает с минимально допустимым. Дальнейшее повышение диаметра камеры охлаждения приводит к увеличению расхода воды на ЛУО и снижению требуемого давления. Если за целевую функцию принять потребляемую мощность потока, то оптимальным будет использование камер охлаждения с внутренним диаметром 40 мм (труба 60×10).

Таблицу 6 можно переписать в следующем виде:

Рис. 3. Схема ЛУО для арматурного проката диаметром 12 мм

Охлаждение проката диаметром 14 и 16 мм в первой камере

Проверим возможность использования I секции ЛУО с длиной 4.7 м и внутренним диаметром 40 мм для термомеханического упрочнения арматурного проката диаметром 14 и 16 мм. Для этого мы должны проверить разогрев воды в этой камере и давление, которое необходимо создать для того, чтобы пропустить необходимое количество воды и обеспечить принятые нами относительные скорости потока.

Температуру металла после I секции определяем при помощи функции T_uo_ot_L_cylinder_1:
>> T_0 = 1070;         % Температура конца прокатки (°C)
>> d_pr = [14 16];     % Диаметр проката (мм)
>> v_pr = [12.4 11.2]; % Скорость прокатки (м/с)
>> L_SAO = 4.7;        % Длина зоны активного охлаждения
>> T_uo_ot_L_cylinder_1(T_0, d_pr, v_pr, L_SAO)
ans  = 704.1481 714.6708

Минимальный расход воды в I секции при допустимом разогреве в 40 °C определим с использованием функции Q_min:
>> T_1 = [704 715]; % Температура металла после I секции (°C)
>> Del_T_max = 40;  % Максимально допустимый разогрев воды (°C)
>> Q_min(T_0, T_1, d_pr, v_pr, Del_T_max)
ans  = 23.0058 25.4503

Давление, необходимое для создания требуемого потока воды и относительной скорости потока, определяем при помощи функции P_forsun так же, как мы это делали раньше для ЛУО с одной форсункой:
>> L_k = 4.7;             % Длина камеры охлаждения (м)
>> d_k = 40;              % Внутренний диаметр камеры охлаждения (мм)
>> v_otn_min = [3.5 3.0]; % Минимально допустимая относительная скорость потока (м/с)
>> Q_min = [23.0 25.5];   % Минимально допустимый расход воды (л/с)
>> [P_in, v_otn, Q] = P_forsun(d_pr, v_pr, L_k, d_k, v_otn_min, Q_min)
P_in = 8.4553 13.6186
v_otn = 8.4579 12.9574
Q = 23.0000 25.5000

Для арматурного проката диаметром 16 мм при принятых длине и диаметре камеры охлаждения в 4.7 м и 40 мм соответственно необходимо создать давление в коллекторе перед форсункой не менее 13.6 кгс/см². Поскольку мы приняли максимально возможное давление перед форсункой равным 10 кгс/см², такая схема нам не подходит. Анализ Таблицы 9 показывает, что при диаметре камеры охлаждения в 40 мм мы имеем дело со случаем, когда внутреннее сечение камеры недостаточно для прохождения в ней требуемого количества воды с минимально допустимой относительной скоростью потока. Когда скорость потока обеспечивает минимально допустимую, количество воды, проходящей в камере в единицу времени еще мало по сравнению с тем количеством, которое предотвращает большой разогрев воды. Подробнее это рассмотрено в примере к описанию функции Ballans_P. Попробуем снизить давление, требуемое перед форсункой за счет увеличения диаметра камеры охлаждения:
>> d_pr = 16;        % Диаметр проката (мм)
>> v_pr = 11.2;      % Скорость прокатки (м/с)
>> L_k = 4.7;        % Длина камеры охлаждения (м)
>> d_k = [40 48 58]; % Внутренний диаметр камеры охлаждения (мм)
>> v_otn_min = 3.0;  % Минимально допустимая относительная скорость потока (м/с)
>> Q_min = 25.5;     % Минимально допустимый расход воды (л/с)
>> [P_in, v_otn, Q] = P_forsun(d_pr, v_pr, L_k, d_k, v_otn_min, Q_min)
P_in  =  13.6186    3.9227    2.5946
v_otn =  12.9574    4.6533    3.0000
Q     =  25.5000   25.5000   34.6624

С увеличением диаметра камеры охлаждения с 40 до 48 мм требуемое давление уменьшается с 13.6 до 3.9 кгс/см². Теперь оно соответствует принятому максимально допустимому в 10 кгс/см². Примем диаметр камеры охлаждения для проката диаметром 16 мм равным 48 мм (труба 60×6).

Обновим Таблицу 9:

<<< Оглавление <<<   >>> Читать дальше >>>

К началу страницы

Web-сайт “Термист” (termist.com)
Термомеханическое упрочнение арматурного проката

Отсутствие ссылки на использованный материал является нарушением заповеди "Не укради"

Редактор сайта: Гунькин И.А. (termist.com@gmail.com)