Numerické simulace a verifikace teplotní historie válce během válcování kampaně

NUMERICAL SIMULATION AND VERIFICATION OF ROLL TEMPERATURE HISTORY DURING ROLLING CAMPAIGN

abstract

en

This paper describes the process of experimental and numerical study of thermal load of working rolls in the conditions of hot rolling. Realistic cooling boundary conditions are obtained using special laboratory bench and methodology. The full-scale laboratory experiments use rows of nozzles that are identical in configuration to those at the rolling mill and the same operation conditions, including pressures, velocities and coolant temperatures, are also used.

Tento článek popisuje proces experimentálního a numerického studia tepelného zatížení pracovních válců při válcování za tepla. Realistické okrajové podmínky chlazení jsou získány pomocí speciálního laboratorního stroje a metodiky. Laboratorní experimenty používají řady trysek, které jsou identické v konfiguraci k těm ve válcovně a za stejných provozních podmínek, včetně tlaků, rychlostí a teplot chladicí kapaliny. Tepelné charakteristiky v místě válcovací mezery jsou ovlivněny rozsáhlou sadou průmyslových podmínek, které nelze simulovat v laboratoři. V tomto případě jsou experimenty ve válcovně nebo ve zkušební válcovně nejlepší způsob, jak dostat správné výsledky. Podpovrchové teploty se měří pomocí speciálních teplotních čidel zabudovaných v kotouči a používají se pro výpočet přenosu tepla a tepelné zatížení ve válcovací mezeře. Experimentální výstup je vyjádřen matematicky funkcemi, které definují okrajové podmínky (koeficient prostupu tepla), ve formě vhodné pro numerické modely. Modely vyžadují znalost distribuce HTC na chlazeném povrchu, jako je například funkce povrchové teploty a chladicí parametry a distribuce HTC uvnitř ve válcovací mezeře. Laboratoř přenosu tepla a proudění používá vlastní software pro simulaci válcovací kampaně. Software, nazvaný "SimRoll," umožňuje výpočet teplotního pole v pracovním válci a teplotní deformace válce během válcování plechu. Metodika se skládá z laboratorních experimentů, numerické simulace a ověřování v průmyslových podmínkách. Tyto znalosti mohou být použity pro návrh optimálního systému chlazení, který zaručuje požadovanou intenzitu chlazení a homogenitu, a navíc snižuje spotřebu chladicí vody.

This paper describes the process of experimental and numerical study of thermal load of working rolls in the conditions of hot rolling. Realistic cooling boundary conditions are obtained using special laboratory bench and methodology. The full-scale laboratory experiments use rows of nozzles that are identical in configuration to those at the rolling mill and the same operation conditions, including pressures, velocities and coolant temperatures, are also used.

chlazení válce, válcovny, přenos tepla, tryska, teplotní deformace válce, simulace, válcovací kampaň

roll cooling, rolling mill, heat transfer, nozzle, roll crown, simulation, rolling campaign

22.04.2015

IOM Communicatiins Ltd

London, United Kingdom

Roll5 2015

1–11

11