Energeticky úsporné systémy pro chlazení horkých povrchů a hydraulické odstranění okují

Energy-efficient Systems for Cooling Hot Surfaces and Hydraulic Removal of Scale

journal article - other

cs

Stanovení reálných okrajových podmínek chlazení je základním předpokladem pro využití numerických modelů sloužících k optimalizaci a řízení vybraných dějů v oblasti hutnictví. Pro získání těchto okrajových podmínek byl vypracován postup, kdy vstupní informace o chlazení jsou získávány na základě experimentů. Poté je provedeno zpracování experimentálně získaných dat a jsou vytvořeny funkce, které vhodným způsobem popisují okrajové podmínky chlazení. Znalost průběhů teplot během chlazení umožňuje určení součinitele přestupu tepla mezi horkým povrchem a chladicím médiem. Reálné okrajové podmínky umožňují následnou optimalizaci chladicích sekcí a návrh finálních konfigurací. Ke zjištění okrajových podmínek jsou využívána unikátní laboratorní zařízení, která dovolují nastavení takových podmínek chlazení, které jsou blízké podmínkám ve válcovnách. V příspěvku jsou uvedeny příklady optimalizace chlazení pracovních válců, příklady návrhů sekcí pro in-line tepelné zpracování kovů a postup při navrhování vysokotlakého ostřiku okují.

Stanovení reálných okrajových podmínek chlazení je základním předpokladem pro využití numerických modelů sloužících k optimalizaci a řízení vybraných dějů v oblasti hutnictví. Pro získání těchto okrajových podmínek byl vypracován postup, kdy vstupní informace o chlazení jsou získávány na základě experimentů. Poté je provedeno zpracování experimentálně získaných dat a jsou vytvořeny funkce, které vhodným způsobem popisují okrajové podmínky chlazení. Znalost průběhů teplot během chlazení umožňuje určení součinitele přestupu tepla mezi horkým povrchem a chladicím médiem. Reálné okrajové podmínky umožňují následnou optimalizaci chladicích sekcí a návrh finálních konfigurací. Ke zjištění okrajových podmínek jsou využívána unikátní laboratorní zařízení, která dovolují nastavení takových podmínek chlazení, které jsou blízké podmínkám ve válcovnách. V příspěvku jsou uvedeny příklady optimalizace chlazení pracovních válců, příklady návrhů sekcí pro in-line tepelné zpracování kovů a postup při navrhování vysokotlakého ostřiku okují.

Determination of real boundary cooling conditions is a fundamental requirement for numerical models and simulations to optimize and control selected processes in metallurgy. To obtain these boundary conditions, a special method has been developed. The input temperature history of cooling is obtained from experiments. The measured data are then mathematically evaluated. Realistic boundary conditions, as the heat transfer coefficient between hot surface and the coolant, allow next optimization of the cooling sections and the design of their configurations. To realize the cooling test, unique laboratory equipment was developed. It allows setting of cooling conditions close to the plant conditions. The paper presents examples of optimization of working roll cooling, examples of design of sections for in-line heat treatment of metals and procedure for designing a new high-pressure descaling sections. The methodology proposed by the Laboratory of Heat Transfer and Flow of the Brno University of Technology is typically used to determine the heat transfer coefficient on the surface of high-temperature material in the applications of heat treatment, cooling of rolls of hot rolling mills and high-pressure descaling. The methodology makes it possible to identify the effect of nozzle water jets on the heat transfer coefficient or on removal of high-temperature scale and leads to optimization of cooling and descaling for industrial partners.

okrajové podmínky; válcování; chlazení válců; tepelné zpracování; hydraulické odstranění okují

boundary conditions; rolling; roll cooling; heat treatment; hydraulic descaling

01.08.2019

0018-8069

72

4

15–22

8