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