Термист Термомеханическое упрочнение арматурного проката технология, средства, разработка

Методика расчета линии ускоренного охлаждения

Минимальный расход воды

<<< Методика расчета ЛУО <<<

Гунькин И.А.

30.03.2011

Расчет минимального расхода охлаждающей поды при ускоренном охлаждении проката является простейшим из триединой задачи. Производится он из принципа баланса тепла, входящего в линию ускоренного охлаждения с охлаждаемой сталью и выходящего из нее с охлаждающей водой.

Перед входом в линию ускоренного охлаждения (ЛУО) прокат имеет некоторую температуру конца прокатки tº_кп и удельное теплосодержание i₀. После ускоренного охлаждения он имеет температуру конца ускоренного охлаждения (температуру самоотпуска) tº_со и удельное теплосодержание i₁. Потеря удельного теплосодержания составляет
Δi = i₀ - i₁.

Массовое количество металла, проходящего через ЛУО в единицу времени составляет
M = S·ρ·v_пр,
где S - площадь поперечного сечения проката,
ρ - плотность проката,
v_пр - скорость прокатки (скорость движения раската в ЛУО).

Для практических расчетов площадь сечения арматурного проката можно определять как площадь круга диаметром d: S = π·d²/4. Плотность проката можно принять равной ρ = 7.85·10³ кг/м³ (зависимость плотности проката от температуры приведена здесь).

Количество тепла, отдаваемого прокатом через ЛУО в единицу времени составит
q = Δi·M.

Точно такое же количество тепла получит охлаждающая вода:
q = Δtº_в·c·Q,
где Δtº - разогрев воды,
c = 4.19 кДж/(кг·ºC) - удельная теплоемкость воды,
Q - расход воды.

Таким образом, минимальный расход охлаждающей воды определяется по формуле
Q_min = q/(Δtº_в max·c),
где
q = M·Δi - тепловая мощность ЛУО, количество тепла, отбираемого у охлаждаемого проката в единицу времени;
   M = m·v_пр - секундный объем, масса проката, проходящего через ЛУО в единицу времени;
   m - масса погонного метра проката;
   v_пр - скорость прокатки;
   Δi - снижение удельной теплоемкости проката в ЛУО (см. "Теплосодержание углеродистых сталей");
Δtº_в max - максимально допустимый разогрев воды;
c = 4.19 кДж/(кг·ºC) - удельная теплоемкость воды.

Пример расчета

Вернемся к рассмотренному ранее примеру. Арматурный прокат диаметром d_пр = 12 мм, движущийся со скоростью v_пр = 13.5 м/с охлаждают с температуры конца прокатки tº_кп = 1050 ºC до температуры самоотпуска tº_со = 550 ºC. Определить минимальный требуемый расход воды при максимально допустимом ее разогреве Δtº_в max = 40 ºC.

Масса погонного метра арматурного проката диаметром 12 мм равна m = 0.888 кг/м, секундный объем составит
M = m·v_пр = 0.888·13.5 = 12.0 (кг/с).

Теплосодержание проката в начале и в конце ускоренного охлаждения (см. Табл. 1 а) составляет
i₀ = i(tº = tº_кп = 1050 ºC) = 676 кДж/кг,
i₁ = i(tº = tº_со = 550 ºC) = 309 кДж/кг.

Снижение удельной теплоемкости проката в ЛУО составит
Δi = i₀ - i₁ = 676 - 309 = 367 (кДж/кг).

Тепловая мощность ЛУО будет равна
q = M·Δi = 12.0·367 = 4 400 (кДж/с).

Минимальный требуемый расход охлаждающей воды определим как
Q_min = q/(Δtº_в max·c) = 4400/(40·4.19) = 26.3 (кг/с), (94.7 м³/час).

Таким образом, для осуществления термомеханического упрочнения проката нам потребуется не менее 95 м³/час охлаждающей воды на каждую нитку.

См. далее: Разогрев воды

<<< Методика расчета ЛУО <<<

К началу страницы

Web-сайт “Термист” (termist.com)
Термомеханическое упрочнение арматурного проката

Отсутствие ссылки на использованный материал является нарушением заповеди "Не укради"

Редактор сайта: Гунькин И.А. (termist.com@gmail.com)