Вдосконалення математичної моделі зміни температурного поля смуги перед термомеханічною прокаткою на стані стеккеля

Abstract

В роботі вдосконалено математичну модель зміни температурного поля смуги перед термомеханічною прокаткою та виконані розрахунки для умов стану Стеккеля. Вдосконалення моделі здійснено за рахунок врахування впливу конвекційного теплового потоку. Моделювання процесу зміни температурного полі здійснено для умов охолодження смуги розмірами 40х1510 мм зі сталі марки Х65, відповідно до вимог стандарту API-5L, що була нагрітою до температури 825 ℃ в пічній моталці, з метою подальшої прокатки на стані Стеккеля. По результатах моделювання встановлено, що більш інтенсивне охолодження спостерігається на бокових кромках смуги. Для мінімізації впливу на механічні властивості смуги більш охолоджених бокових кромок запропоновані варіанти підвищення температури при нагріванні, шляхом перерозподілу температури в пічному просторі, або її збереження перед прокаткою на стані. Виконано оцінку впливу конвекції при моделюванні зміни розподілу температури смуги по ширині по режимах термомеханічної прокатки в діапазоні технологічних температур 800-825 ℃, вплив конвекції становить 93%. В порівнянні з режимами гарячої прокатки, в діапазоні технологічних температур 1050-1100 ℃, вплив конвекції становить 1%, що підтверджує доцільність виконаної розробки. Вдосконалену модель можливо використовувати для розрахунків зміни розподілу температури плоского прокату, який виробляється по режимах гарячої прокатки, термомеханічної прокатки та її різноманітних варіантів реалізації (високотемпературної та низькотемпературної), а також нормалізуючої прокатки.

In the paper the mathematical model of strip temperature field change before the thermomechanical rolling has been refined and the calculations have been performed for the Steckel rolling mill conditions. The refinement of the model has been performed due to the accounting of the influence of the thermal-convection current. The simulation of the temperature field change process has been performed for conditions of strip cooling with dimensions 40х1510 mm produced of steel grade Х65, in accordance with API-5L standard requirements. The strip has been heated to up to 825 ℃ in the furnace coiler for further rolling at the Steckel mill. Subsequent to the results of modelling there has been determined that the more enhanced cooling has been observed on the side edges of the strip. For minimization of more cooled side edges impact on the strip mechanical properties the options of the temperature raise have been offered at heating, by means of temperature distribution within the furnace area, or the temperature conservation before rolling at the mill. There has been carried out the evaluation of the convection influence when modelling the change of the strip temperature distribution along the width within the thermomechanical rolling patterns in the range of technological temperatures 800-825 ℃. The convection influence constitutes 93%. In comparison to hot rolling patterns, the convection influence constitutes 1% in the range of the technological temperatures 1050-1100 ℃. This fact supports the appropriateness on the performed development. The refined model can be applied for calculations of temperature distribution change for flat-rolled products that are produced under the hot rolling schedule, thermomechanical rolling schedule and of its various types of implementation (high temperature and low temperature) and also normalized rolling.