Optimalizace chlazení pracovních válců při válcování za tepla

OPTIMIZATION OF WORKING ROLL COOLING IN HOT ROLLING

conference paper

en

The optimal cooling of rolls should be designed with respect to two aspects. The first is the wearing of a roll where high temperature decreases the durability of the surface layer. The second aspect is thermal deformation of a roll. There are many factors which can influence the efficiency of the nozzle cooling system: type of nozzle, geometrical configuration (nozzle pitch, distance from the roll, orientation, number of manifolds), coolant pressure and temperature. Cooling intensity is mostly specified through the heat transfer coefficient or heat flux distribution. Coolant flow on the rotating roll surface makes the problem complex. Surface temperature of the cylinder plays an important role in the heat transfer mechanism, especially for higher temperatures where boiling must be considered. No analytical or numerical solution of heat transfer and fluid flow for this case is known. The task can be successfully solved experimentally. An experimental bench and methodology of realistic boundary conditions determination was developed in the Heat Transfer and Fluid Flow Laboratory. The optimized cooling system was applied on a hot flat rolling mill in voestalpine Stahl GmbH.

Optimální chlazení válců by mělo být navrženo s ohledem na dva aspekty. První z nich je životnost válce kde vysoká teplota snižuje životnost povrchové vrstvy válce. Druhým aspektem je tepelná balicita válce. Existuje mnoho faktorů, které mohou mít vliv na účinnost systému chlazení: Typ trysky, geometrické uspořádání, tlak a teplota chladicí kapaliny. Chlazení intenzita je většinou stanovena pomocí HTC nebo tepelného toku. Chlazení je komplexní problém, kde pro zjištění reálné okrajové podmínky je nutné provést sérii experimentů. Povrchová teplota ve válci hraje důležitou roli v mechanismu přenosu tepla, a to zejména při vyšších teplotách, kde se musí být brána v úvahu i teplota varu. Experimentální zařízení, vyvinuté v Laboratoři přenosu tepla a proudění, umožňuje realistické stanovení okrajových podmínek. Optimalizovaný systém chlazení byl použit na válcovně tlustých plechů ve firmě voestalpine Stahl GmbH.

The optimal cooling of rolls should be designed with respect to two aspects. The first is the wearing of a roll where high temperature decreases the durability of the surface layer. The second aspect is thermal deformation of a roll. There are many factors which can influence the efficiency of the nozzle cooling system: type of nozzle, geometrical configuration (nozzle pitch, distance from the roll, orientation, number of manifolds), coolant pressure and temperature. Cooling intensity is mostly specified through the heat transfer coefficient or heat flux distribution. Coolant flow on the rotating roll surface makes the problem complex. Surface temperature of the cylinder plays an important role in the heat transfer mechanism, especially for higher temperatures where boiling must be considered. No analytical or numerical solution of heat transfer and fluid flow for this case is known. The task can be successfully solved experimentally. An experimental bench and methodology of realistic boundary conditions determination was developed in the Heat Transfer and Fluid Flow Laboratory. The optimized cooling system was applied on a hot flat rolling mill in voestalpine Stahl GmbH.

chlazení válce, válcování, přenos tepla, válcování za tepla, tryska, balicita válce

roll cooling, rolling mill, heat transfer, hot rolling, nozzle, roll crown

2013

10.06.2013

Associazione Italiana di metallurgia

Milano, Italy

9788885298958

Rolling 2013

1–11

11