Vliv vrstvy okují na tepelné zpracování ocelí

IMPACT OF OXIDE SCALE ON HEAT TREATMENT OF STEELS

conference paper

en

Oxidation is an inherent aspect of steel production and heat treatment. Oxide scale layers commonly impact surface quality and material loss during steel processing. This paper is focused on the study of the influence of the oxide layer on cooling intensity. Spray cooling of a hot steel surface is considered. Typical examples are secondary cooling in continuous casting, interstand and run-out table cooling at hot rolling, and heat treatment and other metallurgical processes where controlled temperature regimes are required. Cooling intensity is primarily affected by spray parameters such as pressure and coolant impingement density. Though not frequently reported, even thin layers of oxides can significantly modify cooling intensity. This effect is prevalent when cooling steel surfaces at high surface temperatures. The influence of oxide scale layers on cooling intensity was studied using experimental measurements and numerical analysis. Experimental measurements compare the cooling of scale-free surfaces and oxidized surfaces. Experimental investigations show a difference in the cooling intensity. Numerical analyses were prepared to simulate sample cooling with different oxide scale layers and thermal conductivity. Even a scale layer of several microns can significantly modify the cooling intensity.

Oxidace (tvorba okují) je neodmyslitelnou součástí výroby oceli a tepelného zpracování oceli. Vrstva okují ovlivňuje kvalitu povrchu a má též za následek úbytek materiálu při procesu výroby oceli. Tento článek se zabývá vlivem vrstvy okují na intenzitu chlazení při sprchovém chlazení. Typickými příklady jsou sekundární chlazení při kontinuálním odlévání oceli, mezistolicové chlazení při válcování za tepla a tepelné zpracování či jiné metalurgické procesy při kterých je třeba dodržovat teplotní režimy. Intensita chlazení je primárně ovlivňována parametry sprchového chlazení, jako je tlak a hustota dopadající vody. Ačkoli se v literatuře téměř nezmiňuje tak i tenká vrstva okují může významně ovlivnit intensitu chlazení. Toto je převládající při chlazení ocelových povrchů za vysokých teplot. Vliv vrstvy okují na intensitu chlazení byl studován experimentálně a za pomocí numerické simulace. Experimentální měření porovnává chlazení nezokujeného a zokujeného povrchu. Experimentální měření ukázalo rozdíl v chladících intenzitách. Numerická simulace studovala chlazení s různou tloušťkou vrstvy okují a různou vodivostí vrstvy okují.

Oxidation is an inherent aspect of steel production and heat treatment. Oxide scale layers commonly impact surface quality and material loss during steel processing. This paper is focused on the study of the influence of the oxide layer on cooling intensity. Spray cooling of a hot steel surface is considered. Typical examples are secondary cooling in continuous casting, interstand and run-out table cooling at hot rolling, and heat treatment and other metallurgical processes where controlled temperature regimes are required. Cooling intensity is primarily affected by spray parameters such as pressure and coolant impingement density. Though not frequently reported, even thin layers of oxides can significantly modify cooling intensity. This effect is prevalent when cooling steel surfaces at high surface temperatures. The influence of oxide scale layers on cooling intensity was studied using experimental measurements and numerical analysis. Experimental measurements compare the cooling of scale-free surfaces and oxidized surfaces. Experimental investigations show a difference in the cooling intensity. Numerical analyses were prepared to simulate sample cooling with different oxide scale layers and thermal conductivity. Even a scale layer of several microns can significantly modify the cooling intensity.

okuje, oxidy, Leidenfrostova teplota, sprchové chlazení, intensita chlazení

scale, oxide, Leidenfrost temperature, spray cooling, cooling intensity

2014

21.05.2014

Tanger Ltd.

Ostrava

978-80-87294-54-3

NEUVEDENO

METAL 2014, 23rd International Conference on Metallurgy and Materials, Conference Proceedings

553–558

6