Výpočet tepelného toku z měřeného teplotního záznamu během válcování za tepla

HEAT-FLUX COMPUTATION FROM MEASURED-TEMPERATURE HISTORIES DURING HOT ROLLING

článek v časopise ve Web of Science, Jimp

en

Due to the long service life of work rolls it is very important to follow the thermal load, but it is very difficult to measure it. One option for computing this thermal load is to measure the temperature and to study the thermal load through the heat flux. A unique work roll was made for testing different process conditions, such as rolling velocity, roll cooling, skin cooling and reduction. This work roll was tested on a real, hot-rolling, continuous pilot line. Two types of temperature sensors were embedded in the work roll in order to measure the temperature and these gave very detailed information about the development of the temperature inside the work roll. A time-dependent heat flux was computed using an inverse heat-conduction task with a detailed numerical model. The surface-temperature history was also obtained from this computational model. These boundary conditions give detailed information about the influence of different process conditions and allow a computation of the temperature field in the work roll. The paper describes the measuring equipment, details of the used temperature sensors, the inverse heat-conduction task for computing the thermal-surface boundary conditions and the results obtained from hot-rolling conditions.

Pro dlouhou životnost pracovních válců je velmi důležité sledovat teplotní zatížení. To je však velmi složité změřit. Jednou z možností výpočtu tohoto tepelného zatížení je měřit teplotu a studovat tepelné zatížení přes tepelný tok. Speciální pracovní válec byl vyroben pro testování různých procesních podmínek, jako je válcovácí rychlost, chlazení válce a redukce. Tento pracovní válec byl testován na skutečné, kontinuální pilotní linky pro válcování za tepla. Dva typy teplotních čidel byly zabudovány do pracovního válce pro měření teploty. Tyto čidla daly velmi podrobné informace o vývoji teplot uvnitř pracovního válce. Časově závislý tepelný tok byl vypočítán pomocí inverzní úlohy vedení tepla s podrobným numerickým modelem. Povrchové teploty byly také dostány z tohoto výpočtového modelu. Tyto okrajové podmínky poskytují podrobné informace o vlivu různých provozních podmínek a umožňují výpočet teplotního pole v pracovním válci. Článek popisuje měřicí zařízení, podrobnosti o použití teplotních čidel, inverzní úlohu vedení tepla pro výpočet teplotních povrchový okrajových podmínek a výsledky získané z podmínek pro válcování za tepla.

Due to the long service life of work rolls it is very important to follow the thermal load, but it is very difficult to measure it. One option for computing this thermal load is to measure the temperature and to study the thermal load through the heat flux. A unique work roll was made for testing different process conditions, such as rolling velocity, roll cooling, skin cooling and reduction. This work roll was tested on a real, hot-rolling, continuous pilot line. Two types of temperature sensors were embedded in the work roll in order to measure the temperature and these gave very detailed information about the development of the temperature inside the work roll. A time-dependent heat flux was computed using an inverse heat-conduction task with a detailed numerical model. The surface-temperature history was also obtained from this computational model. These boundary conditions give detailed information about the influence of different process conditions and allow a computation of the temperature field in the work roll. The paper describes the measuring equipment, details of the used temperature sensors, the inverse heat-conduction task for computing the thermal-surface boundary conditions and the results obtained from hot-rolling conditions.

tepelný tok, válcování za tepla, chlazení válců, inverzní úloha vedení tepla, povrchová teplota

heat flux, hot rolling, roll cooling, inverse heat-conduction problem, surface temperature

2013

01.02.2013

Institute of Metals and Technology

Ljubljana, Slovinsko

1580-2949

47

1

85–87

3