Методика расчета изменения температуры металла при горячей прокатке.

Тепловой баланс раската включает потери тепла из – за его контакта с рабочими валками ∆t_в, потери тепла излучением и за счет конвекции ∆t_из, потери тепла с охлаждающей водой и водой гидросбива ∆t_гс, а также приход тепла вследствие превращения работы деформации металла в тепловую энергию ∆t_ɡ [1].

Изменение температуры на различных этапах прокатки зависит от сочетания вышеуказанных составляющих теплового баланса. На стадии транспортировки заготовки от печи к стану и во время пауз между проходами основные потери тепла происходят из–за теплоизлучения и конвекции. В процессе обработки раската в клетях изменение температуры происходит из–за потерь тепла излучением и конвекцией, отдачи тепла рабочим валкам, повышения температуры за счет энергии пластической деформации. Кроме того раскат теряет тепло под действием воды гидросбива окалины и воды, охлаждающей валки прокатного стана.

Таким образом, температура заготовки после ее транспортировки от нагревательной печи к первой клети прокатного стана t₁  составит

,                                         (4.1)

где  - температура металла на выходе из печи, °С.

Изменение температуры раската после его обработки на технологическом участке: і – я прокатная клеть – (і + 1) – я прокатная клеть (или і – тый пропуск - (і + 1) – й пропуск) составит

                             (4.2)

Температура раската после і – го прохода (і – ой клети) равна

,                                                 (4.3)

где  - температура раската перед і – ым проходом, °С;

 - изменение температуры раската между рассматриваемым и последующим проходом.

При расчете теплового состояния раската толщиной более 20 мм принято считать, что изменение температуры происходит только за счет излучения . Остальные составляющие изменения температуры взаимно компенсируются. Тогда [2]

                       (4.4)

где  - время охлаждения, с.

 - толщина охлаждаемого раската, мм.

При прокатке раскатов толщиной менее 20 мм рекомендуется учитывать все составляющие теплового баланса.

Снижение температуры за счет излучения и конвективного теплообмена в интервале температур 850 ÷ 1100 °С определяют по формулам [2]

для углеродистых сталей:

;                           (4.5)

для легированных сталей:

.                           (4.6)

Разогрев раската от пластической деформации и преодоления сил трения определяют по следующей зависимости [3]

                                       (4.7)

где  - среднее давление металла на валки в очаге деформации, МПа (Н/мм²).

Изменение температуры из – за контакта металла с валками определяют по зависимости [1]

,                      (4.8)

здесь  - длина очага деформации, мм;

 °С – температура поверхности валка, °С;

 - радиус рабочих валков, мм;

 – скорость полосы на выходе из клети, м/с.

Уменьшение температуры от действия гидросбива определяют по следующей зависимости [1]

,                                          (4.9)

где  - толщина и скорость перемещения раската в моменты включения гидросбива соответственно, мм и мм/с.

 

4.2. Методика расчета технологических параметров горячей прокатки листа в гладких валках по А. И. Целикову [4, 5, 6].