Содержание к диссертации
Введение
1. Критический анализ состояния вопроса о процессе ускоренного охлаждения сортового проката 10
1.1. Влияние термической обработки на свойства стали и сплавов 10
1.2. Ускоренное охлаждение проката в линии сортовых станов (на примере стана 150 и 350 сортопрокатного цеха ОАО "Северсталь") 15
1.2.1. Конструктивные и технологические параметры установки ускоренного охлаждения стана 150 16
1.2.2. Конструктивные и технологические параметры установки ускоренного охлаждения стана 350 22
1.3. Технологии ускоренного охлаждения проката на сортопрокатных станах ..35
1.3.1. Режимы ускоренного охлаждения проката 35
1.3.2. Регулирование ускоренного охлаждения проката 40
1.4. Дефекты сортового проката при ускоренном охлаждении 43
Выводы по главе и постановка задачи 46
2. Основы совершенствования тепловых процессов ускоренного охлаждения сортового проката 49
2.1. Этапы разработки усовершенствованной технологии ускоренного охлаждения арматурного проката класса прочности А500С 50
2.2. Разработка математической модели ускоренного охлаждения сортового проката 53
2.3. Тестирование математической модели 60
2.4. Решение краевой задачи теплопроводности для установки термического упрочнения проката 69
2.5. Расчет тепловой мощности охладителей 73
Выводы по главе 79
3. Совершенствование ускоренного охлаждения проката по результатам математического моделирования 80
3.1. Технология исследования тепловых режимов ускоренного охлаждения арматурного проката 80
3.2. Моделирование режимов ускоренного охлаждения арматурного проката 83
3.3. Разработка усовершенствованной схемы охлаждения и моделирование на ней процесса термоупрочнения арматурного проката 90
3.4. Разработка системы регулирования ускоренного охлаждения проката... 103
Выводы по главе 114
4. Экспериментальные исследования ускоренного охлаждения проката 116
4.1. Экспериментальная проверка усовершенствованной технологии при испытаниях установки термоупрочнения проката на стане 350 116
4.2. Разработка экспериментального стенда для настройки охладителей 128
4.3. Исследования на экспериментальном стенде в натурных условиях 132
4.4. Результаты натурных исследований ускоренного охлаждения проката... 142
Выводы по главе 146
Заключение 148
Литература
- Технологии ускоренного охлаждения проката на сортопрокатных станах
- Разработка математической модели ускоренного охлаждения сортового проката
- Моделирование режимов ускоренного охлаждения арматурного проката
- Разработка экспериментального стенда для настройки охладителей
Введение к работе
Актуальность работы. Выход на мировой уровень российской металлопродукции и жесткая конкурентная борьба требуют производства высококачественного проката Большинство европейских стандартов устанавливает статические показатели качества, обеспечение которых характеризует долговременный уровень стабильности качества проката конкретного производителя
В настоящее время строительная отрасль России переходит на арматуру нового класса прочности (А500С) с узким заданным диапазоном механических характеристик проката Для увеличения срока службы арматуры необходимо совершенствовать технологию ее производства, так как возврата арматурной стали в металлофонд страны практически не происходит. Основным недостатком существующей технологии ускоренного охлаждения продукции нового вида является её эмпирический характер, когда положительного результата достигают методом проб и ошибок Такое положение можно преодолеть созданием математических имитационных моделей, позволяющих прогнозировать размеры зон структурно-фазовых превращений и прочностные свойства проката в зависимости от технологических режимов упрочнения
В связи с этим работа, направленная на развитие теории тепловых процессов, протекающих при ускоренном охлаждении сортового проката, с целью совершенствования режимов установок термоупрочнения, получения продукции с гарантированным уровнем прочностных свойств, является актуальной.
Цель работы - исследование и совершенствование процесса ускоренного охлаждения проката в линии сортовых станов
Методы исследований. Работа выполнена на основе комплексных экспериментальных и теоретических исследований с применением численных методов решения дифференциальных уравнений теплообмена с помощью программного обеспечения Microsoft Excel 2003, Microsoft Visual Basic 6 3 SP-3
Научная новизна.
1 Разработана математическая модель технологического процесса ускоренного
охлаждения проката в линии сортового стана, учитывающая все "активные"
(водяное охлаждение) и "пассивные" (воздушное охлаждение) участки охлаж
дения линии термоупрочнения и самих охладителей.
-
По разработанной математической модели получены закономерности протекания тепловых процессов при термоупрочнении проката на различных режимах прерывистого охлаждения Предложенная математическая модель протестирована путем сравнения с аналитическим решением задачи охлаждения бесконечного однородного цилиндра при постоянных граничных условиях Ш-ого рода, а также путем ее сопоставления с результатами натурных экспериментов.
-
На основе разработанной математической модели получена функциональная зависимость температурного поля проката на выходе из охладителя от коэффициента теплоотдачи и скорости прокатки
-
Установлена зависимость среднего коэффициента теплоотдачи от относительной скорости движения воды в охладителе, определяемой по расходам воды на охлаждающие форсунки охладителя, при разной скорости прокатки и изменении средней температуры охлаждающей воды
-
Получены экспериментальные зависимости температуры на поверхности арматурного проката после охлаждения в линии ускоренного охлаждения от расходов воды на форсунки охладителей
Практическая ценность.
1 На языке программирования MS Visual Basic 6 3 разработана программа расчета теплового процесса ускоренного охлаждения сортового проката, реализующая сквозной тепловой просчет всех охладителей линии и участков отдыха между охладителями.
-
В программной среде разработки смоделированы режимы ускоренного охлаждения арматурного проката и рассчитаны для термоупрочнения требуемые расходы охлаждающей воды на форсунки охладителей, являющиеся базовыми настройками линии
-
Разработана методика проведения экспериментов по настройке охладителей линии ускоренного охлаждения проката на требуемый теплосъем с учетом влияния гидродинамики движения жидкости на теплообмен при охлаждении проката
-
Впервые разработан и внедрен экспериментальный стенд для настройки охлаждающей секции стана 150 согласно разработанной методике проведения экспериментов по п 3
-
Разработанные по п п 1,2 способы теплового и гидравлического расчета охладителей и внедренный поп 4 стенд настройки позволили снизить количество дефектов сортового проката, связанных с недостатками системы регулирования его температуры в линии стана 150
-
На основе математического моделирования разработана усовершенствованная схема ускоренного охлаждения на стане 350, реализующая траекторию охлаждения арматурного проката № 25 - № 40 с минимальной температурной неоднородностью для уменьшения количества дефектов в виде трещин и пустот по сечению профиля Экспериментальная проверка и опробование усовершенствованной технологии охлаждения при испытаниях установки термоупрочнения на стане 350 дали положительный результат
-
Разработана усовершенствованная система регулирования ускоренного охлаждения проката на стане 350
Результаты теоретических и экспериментальных исследований прошли проверку в промышленных условиях при наладке режимов ускоренного охлаждения на станах 150 и 350 сортопрокатного цеха (СПЦ) ОАО «Северсталь», рекомендованы к внедрению в этом цехе, а также могут быть использованы организациями, занимающимися проектированием и разработкой технологических режимов и систем регулирования ускоренного охлаждения сортового проката
Практическая ценность и перспективность разработок подтверждены актами промышленных испытаний и опробований, приведенными в приложении
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на 4-й Международной научно-технической конференции «Инфотех-2004» «Информационные технологии в производственных, социальных и экономических процессах» (Череповец 2004 г.), на VI Межвузовской конференции молодых ученых (Череповец 2005 г), на Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Молодые исследователи - регионам» (Вологда 2005 г ), на конференции «XXV Российская школа по проблеме науки и технологии» (Екатеринбург 2005 г ), на «XXXIII конференции молодых специалистов» (Череповец, ЧВИИРЭ, 2005 г ), на 5-й Международной научно-технической конференции "Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства", на 4-й Всероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука - региону» (Вологда 2006 г), на Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Молодые исследователи - регионам» (Вологда 2006 г ), на Международной научно-технической конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии» (Липецк 2006 г).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений Общий объем работы 184 страницы машинописного текста, включает в себя 68 рисунков, 11 таблиц и список литературы, состоящий из 114 наименований
Технологии ускоренного охлаждения проката на сортопрокатных станах
Термической (тепловой) обработкой стали называют процессы нагрева и охлаждения, проведенные по определенному режиму, для направленного изменения ее структуры с целью получения необходимых эксплуатационных свойств [58].
Возможность влияния термической обработки на структуру и свойства сталей и сплавов определяется вторичной кристаллизацией [59]. Вторичная кристаллизация при медленном охлаждении характеризуется следующими этапами [79, 80]: 1) превращение аустенита в феррит; 2) выделение из аустенита мельчайших частиц цементита; 3) укрупнение частиц цементита, размеры которых меняются от долей микрона до нескольких микрон. Реализация всех трех этапов вторичной кристаллизации приводит к образованию структурной составляющей - перлита.
Существенное значение для протекания вторичной кристаллизации имеют условия охлаждения. Незначительная степень переохлаждения или весьма медленное охлаждение обеспечивают получение равновесных структур. Чем больше степень переохлаждения аустенита или скорость его охлаждения, тем более неравновесна структура получаемой стали [95]. Изменяя условия охлаждения, можно получить различные модификации перлита, а именно, сорбит, троостит или мартенсит, что существенно влияет на свойства сталей и сплавов.
Сорбит получается при скорости охлаждения около 50 град./сек. При образовании этой структуры протекание всех перечисленных выше этапов происходит, но достаточно ограниченно. Толщина образовавшихся при этом пластинок цементита (0,1+0,5)-10"8 м. Твердость сорбита 250+350 НВ [114].
Троостит образуется при скорости охлаждения 50+100 град./сек. При такой скорости охлаждения возможны только первый и второй этапы вторичной кристаллизации. Пластинки цементита в троостите не превышают по толщине 1-Ю 10м. Твердость троостита 350+450 НВ [114].
Мартенсит стали - пересыщенный метастабильный твердый раствор внедрения углерода в a-Fe с искаженной кристаллической решеткой, получается при скорости охлаждения 150+200 градУсек. Минимальную скорость охлаждения, при которой весь аустенит переохлаждается и превращается в мартенсит, называют критической скоростью закалки. При нагреве мартенсит переходит в более устойчивые структуры: троостит, сорбит и перлит [24,51].
Мартенсит стали получается путем реализации только первого этапа вторичной кристаллизации и имеет характерное пластинчатое строение. Рост пластин путем сдвига происходит мгновенно со скоростью около 1000 м/с по бездиффузионному механизму, так как диффузионный переход атомов из кристаллов аустенита в мартенсит при низких температурах невозможен.
Мартенсит имеет наибольший удельный объем по сравнению с другими структурными составляющими стали, и, особенно, с аустенитом. Увеличение удельного объема при образовании мартенсита приводит к возникновению при закалке больших внутренних напряжений, вызывающих деформацию изделий или даже появление трещин.
При образовании мартенсита получается максимальная твердость (НВ 600+650) и хрупкость при минимальных плотности и вязкости. Твердость мартенсита возрастает с увеличением содержания в нем углерода. Однако увеличение содержания углерода повышает склонность мартенсита к хрупкому разрушению.
Наиболее распространенными способами термической обработки стали, применяемыми на металлургических заводах, являются: отжиг, закалка и отпуск [29]. Теоретические и практические вопросы термической обработки изложены в многочисленных работах [9, 30, 60, 70, 81, 86].
При ускоренном охлаждении проката в линии сортовых станов имеют место виды термической обработки стали, такие как закалка и отпуск. Рассмотрим данные виды обработки стали подробнее.
Закалка стали - термическая обработка, включающая нагрев до температур выше верхних критических точек на 30 + 50 С, выдержку при этих температурах до полного прогрева металла и последующее очень быстрое его охлаждение. В результате закалки в стали из аустенита образуется мартенсит. Достаточно подробно данный процесс изучен в [8, 52, 84, 108]. Стали, подвергающиеся закалке, характеризуются закаливаемостью и прокаливаемостью.
Закаливаемость - способность стали повышать твердость в результате закалки. Прокаливаемость - способность стали образовывать закаленный слой со структурой мартенсита и высокой твердостью. Прокаливаемость образца характеризуется максимально получаемой твердостью по сечению изделия (образца). При неполной прокаливаемости ее конкретная величина определяет возможность получения при закалке материала с установленным значением твердости на определенной глубине. Полная прокаливаемость, то есть наличие мартенситной структуры по всему сечению изделия, называется сквозной.
Стали с малым содержанием углерода закалить на мартенсит очень трудно, так как начало и конец процесса образования мартенсита происходит в области высоких температур, соответствующих образованию других, более устойчивых структур (троостит, сорбит).
Разработка математической модели ускоренного охлаждения сортового проката
Заданный режим охлаждения проката устанавливается путем поочередного полного открытия вентилей подачи воды на первые форсунки охладителей, начиная с первого от прокатного блока в направлении к виткообразователю. Вентили на вторые форсунки должны открываться в обратном порядке (начиная с первого от виткообразователя в направлении к прокатному блоку) по мере необходимости достижения заданной температуры проката за виткообразователем. Величина открытия вентилей на вторые форсунки охладителей должна находиться в пределах эффективной работы охладителя (наличие снижения температуры проката за виткообразователем по показаниям датчиков). Если при этих условиях не достигается заданная температура проката за виткообразователем, должна производиться замена неэффективно работающих охладителей или снижаться скорость прокатки [92].
Повышение температуры катанки на виткообразователе необходимо производить уменьшением величины открытия вентилей подачи воды, начиная со вторых форсунок в обратном порядке (начиная с первого от прокатного лока в направлении к виткообразователю).
При отсутствии возможности создания давления воды в общем коллекторе не менее 23 кгс/см ( 2,3 МПа) прокатка должна производиться на уменьшенном количестве ниток. Если при давлении воды в общем коллекторе не менее 23 кгс/см2 не достигается заданный уровень температуры катанки за виткообразователем по всем ниткам при полном открытии вентилей всех форсунок, то для достижения заданной температуры катанки снижается скорость прокатки на 10 15 %.
Если заданная температура катанки за виткообразователем не достигается на отдельной нитке (нитках), то по данной нитке (ниткам) производится замена охладителя (охладителей). Замене подлежат охладители, на сливе которых вода идет с большим напором и температура воды не превышает 40 С, а также охладители со слабым сливом при полностью открытых вентилях и визуально обнаруживаемым наличием пара.
Недостатки технологии ускоренного охлаждения проката стана 150 были отмечены ранее при рассмотрении конструктивных особенностей данной установки термического упрочнения в разделе 1.2.1.
Так как установка термического упрочнения проката на стане 350 в процессе проектирования и внедрения и технология ускоренного охлаждения не отработана и не проверена на практике, вследствие этого в настоящее время нет возможности проанализировать систему ускоренного охлаждения проката на стане 350 в комплексе с применяемой технологией, а также выявить все плюсы и недостатки данной установки.
Существующие научные разработки [14, 18, 21, 49, 50, 62, 67, 71, 76, 78, 85, 87, 103, 111] в данном направлении ориентированы к определенным установкам термического упрочнения для узкого сортамента, поэтому неприменимы для рассматриваемой УТУ стана 350.
Таким образом, одной из задач данной научно-исследовательской работы является разработка усовершенствованной технологии и режимов ускоренного охлаждения готового проката на стане 350 СПЦ «ОАО Северсталь», позволяющих получать продукцию требуемого качества.
На большинстве существующих сортовых станах России определение контролируемых параметров процесса охлаждения проката осуществляется с помощью пирометров. В основном фиксируются температуры металла в конце прокатки и после завершения ускоренного водяного охлаждения.
Аналогичным образом осуществляется регулирование процесса охлаждения проката на стане 150 (см. рис. 1.11). Система регулирования процесса охлаждения проката предназначена для поддержания заданной температуры проката. Стабилизация температуры осуществляется за счет изменения расхода воды на охладители.
Расход воды изменяется регулирующим клапаном, установленным на подводе воды к охладителям. Регулирующий клапан сочленен с исполнительным механизмом (рис. 1.11, условное обозначение 2л-1).
Принцип работы системы регулирования следующий: текущее значение температуры проката после виткообразователя замеряется с помощью оптического пирометра «Термоскоп» (см. рис. 1.11, условное обозначение 2а-1). Импульс по температуре поступает на микропроцессорный контроллер (рис. 1.11, условное обозначение 6-1), где сравнивается с заданием. При наличии рассогласования контроллер вырабатывает управляющий сигнал на включение исполнительного механизма регулирующего клапана, изменяющего расход воды на охладители, что приводит к изменению температуры проката до заданной.
Предусмотрено два режима управления клапаном: дистанционный и автоматический. Выбор режима управления осуществляется при помощи блока ручного управления ((БРУ), рис. 1.11, условное обозначение 2е-1).
Задание по температуре проката устанавливается ручным задатчиком температуры (рис. 1.11, условное обозначение 2з-1). Величина задаваемой
Функциональная схема системы регулирования температурного режима охлаждения проката стана 150 температуры контролируется по стрелочному прибору со шкалой 400-1100 С (рис. 1.11, условное обозначение 2д-1).
Отметим недостатки исследуемой системы регулирования ускоренного охлаждения проката.
Регулирование общим клапаном расхода воды на три охладителя в линии ускоренного охлаждения, а также измерение расхода воды в общем коллекторе не гарантирует и не дает возможности осуществлять равномерный последовательный теплосъем на охладителях.
Регулирование процесса охлаждения проката на основании подобных высокодискретных замеров характеризуется малой точностью и небольшой эффективностью, т.к. пирометр осуществляет измерение только температуры поверхности металла. Между тем, известно, что ускоренное охлаждение металла после горячей прокатки сопровождается значительными температурными перепадами по сечению профиля. Таким образом, реализация требуемых траекторий охлаждения с возможностью минимизации температурной неоднородности является решающей для достижения равномерных по сечению и длине проката механических свойств, а также позволяет расширить сортамент станов высококачественными марками стали.
Моделирование режимов ускоренного охлаждения арматурного проката
Процесс ускоренного охлаждения, математически описанный во второй главе данной работы, смоделирован при помощи языка программирования MS Visual Basic 6.3 [56]. Численное решение системы конечно-разностных уравнений (2.15) (2.18) в данной среде программирования изложено в приложении 2, 3. Реализован сквозной просчет всех охладителей линии ускоренного охлаждения стана 350 ОАО "Северсталь" и участков отдыха между охладителями (см. прил. 2, 3).
Программа позволяет варьированием параметрами исследовать и анализировать тепловые режимы ускоренного охлаждения на математической модели и прогнозировать обеспечение необходимых прочностных характеристик арматурного проката на класс прочности А500С с помощью графиков, представляемых программным путем [35, 40, 47]. Расчетный анализ динамики изменения температурного состояния по сечению арматуры при ускоренном охлаждении представлен в графическом виде с разверткой по времени на рисунке 3.1.
Основываясь на опытных наработках при производстве арматурной стали класса прочности А500С диаметром 12 + 25 мм на стане 250 ОАО "Северсталь" и литературных данных [54], можно констатировать, что гарантированное обеспечение необходимых механических характеристик достигается при получении упрочненного слоя (отпущенного мартенсита) не менее 14 % от диаметра профиля и температуры самоотпуска не более 580 С.
Так, например, согласно проведенным исследованиям при производстве арматурного проката на стане 250 выявлена следующая зависимость прочностных характеристик от глубины упрочненного слоя при производстве периодического профиля класса прочности А500С диаметром 25 мм (см. табл. 3.1): Таблица 3.1 Прочностные характеристики арматурного проката класса А500С
Следовательно, для обеспечения необходимых прочностных характеристик (временное сопротивление разрыву ав г 600 МПа; предел текучести 7Т 500 МПа) на планируемом профильном сортаменте стана 350 глубина упрочненного слоя должна соответствовать:
Моделировались и исследовались по математической модели режимы процесса термоупрочнения арматурного проката № 40 [35, 37, 38, 39]: режим № 1 (см. рис. 3.2, 3.3) соответствует стандартной схеме охлаждения, в которой используются все семь охладителей участка ускоренного охлаждения; режим № 2 (см. рис. 3.6) - схеме охлаждения, в которой используются пять охладителей (1-й, 2-й, 4-й, 6-й, 7-й) с условием достижения температуры 540(+40) С на выходе из седьмого охладителя участка ускоренного охлаждения [44]. Конкретное значение температуры конца охлаждения зависит от марки стали, химического состава (углеродного эквивалента), качества исходного металла конкретного предприятия. Как правило, уточнение температуры конца охлаждения осуществляется экспериментально в процессе проведения работ по отработке технологии.
Также моделировались по режиму № 2 процессы термоупрочнения арматурного профильного сортамента стана 350: № 25, № 28, № 32, № 36 (см. рис. 3.8-3.11).
При разработке режимов упрочнения учитывалось, что при охлаждении проката сплошным потоком воды поверхностные слои должны переохлаждаться ниже точки мартенситного превращения, а среднемассовая температура (t самоотпуска) после охлаждения должна составлять
В стандартной схеме охлаждения проката используются все семь охладителей участка ускоренного охлаждения. В разделе 2.5 данной работы рассчитаны мощности охладителей с определением коэффициентов конвективной теплоотдачи на поверхности арматуры для максимальных расходов воды на охладители. Т.к. рассчитаны максимальные коэффициенты конвективной теплоотдачи охладителей, то варьировать данным параметром при моделировании исследуемого технологического процесса можно только в сторону его уменьшения. С учетом вышесказанного и технологических параметров прокатки для арматуры А500С № 40 задаем в разработанную математическую модель исходные данные для расчета температурного поля арматуры. Исходными данными являются следующие параметры: - коэффициенты теплоотдачи при максимальных расходах воды для каждого охладителя:
Программа тепловой модели на языке программирования MS Visual Basic 6.3 для данного варианта ускоренного охлаждения арматуры представлена в приложении 2.
Результаты моделирования показали (рис. 3.2), что при максимальных расходах воды для каждого охладителя температура самоотпуска равна 520 С для арматуры № 40. Согласно технологии данная температура немного ниже требуемой для класса прочности А500С. Для получения требуемой температуры самоотпуска необходимо уменьшать для каждого охладителя коэффициенты теплоотдачи, которые будут соответствовать определенным расходам воды. Найденные таким образом расходы воды на охладители будут отправной точкой при настройке линии ускоренного охлаждения проката.
Разработка экспериментального стенда для настройки охладителей
В целях выбора необходимой технологии охлаждения проката для получения нормируемых механических характеристик стержневой арматуры исследуем теплообмен в охладителях линии ускоренного охлаждения готового проката сортового стана 150 сортопрокатного цеха ОАО "Северсталь", для этого разработаем экспериментальный стенд и методику проведения экспериментов на нем по настройке охладителей на требуемый теплосъем с учетом влияния гидродинамики движения жидкости на теплообмен при охлаждении проката.
Для проверки теоретических расчетов, произведенных по разработанной математической модели и программе расчета теплового процесса ускоренного охлаждения сортового проката, необходимо настроить охладители на заданные коэффициенты теплоотдачи, для чего необходима настройка размера щели сопла истечения воды в прямоточной и противоточной форсунках, а также настройка расхода воды на каждую форсунку охладителя. Существующая схема водовода системы регулирования температуры проката стана 150 (рис. 4.16) не позволяет произвести все вышеуказанные настройки охладителей, т.к. расход охлаждающей воды измеряется расходомером 2 только в общем коллекторе. Регулирующий клапан 3 установлен на общем подводе к охладителям № 2, № 3, № 4, что также затрудняет процесс настройки охладителей на заданные коэффициенты теплоотдачи.
Текущее значение температуры проката измеряется после линии ускоренного охлаждения проката за виткообразователем с помощью стационарного оптического пирометра «Термоскоп-004М».
Для проверки теоретических расчетов и их апробирования на широком спектре промышленных режимов сортопрокатного стана был создан экспериментальный стенд для настройки охладителя на заданную мощность (рис. 4.17).
Экспериментальный стенд для настройки охладителя разработан и установлен в линии прокатки № 1 на первом установочном месте участка ускоренного охлаждения проката. Так как охладитель № 1 не задействован в системе регулирования температуры проката стана 150 (см. рис. 4.16), поэтому был выбран в качестве базовой конструкции для экспериментального стенда настройки охладителей. Данная охлаждающая секция удобна для экспериментов также и в силу того, что на нее не оказывает управляющее воздействие контроллер системы регулирования температуры проката, а настройка запирающей арматуры зависит только от человека, и в то же время проведение экспериментов не создает неудобств для технологического персонала.
Экспериментальный стенд для настройки охладителей: 1, 2 - электромагнитный расходомер; 3 - щит индикаторов с приборами ИРТ-1730 У; 4 - гибкие шланги; 5 - вентиль
На каждом подводе охлаждающей воды к форсункам были установлены измерительные преобразователи - электромагнитные расходомеры «РОСТ-13» (шкала 0-160 м /час, Ду 50). Измерительные преобразователи обеспечивают непрерывное преобразование значения измеряемого расхода воды в унифицированный токовый выходной сигнал 4-20 мА. Сигналы от измерительных преобразователей поступают к показывающим приборам. В качестве показывающих приборов в экспериментальном стенде использованы приборы ИРТ-1730, работающие совместно с расходомерами и отображающие фактическое значение текущего расхода воды в единицах м3/час. Данные показывающие приборы расположены в щите индикаторов (см. рис. 4.17).
Выбор оборудования обусловлен эксплуатируемыми в данном цехе средствами измерения и отображения параметров технологического процесса прокатки.
Суть экспериментального стенда заключается в следующем: охладитель установки ускоренного охлаждения, который необходимо настроить на определенную тепловую мощность для обеспечения требуемого теплосъема, снимается с рабочего установочного места и устанавливается на 1-ое установочное место охладителей линии проката № 1, т.е. устанавливается в экспериментальный стенд. Настраиваемый охладитель демонтируется вместе с гибкими шлангами на подводах к охлаждающим форсункам, а также вместе с запорными вентилями (см. рис. 4.17), которые находятся с другой стороны гибких шлангов. Запорные вентили (которые не демонтируются) на концах трубных подводов полностью перекрываются. На экспериментальном стенде охладитель настраивают с помощью собственных запорных вентилей на необходимые рассчитанные расходы воды по показаниям измерительных и показывающих приборов. Кроме этого, могут проводиться экспериментальные прокатки и осуществляться замеры температуры проката переносным оптическим пирометром до и после охладителя экспериментального стенда. В соответствии с температурными замерами могут вноситься коррективы в настройку охладителя. После того как охладитель настроен, в обратном порядке устанавливается в рабочее установочное место линии охлаждения. Запорные вентили на гибких шлангах остаются и фиксируются в том состоянии, в котором находились на момент окончания настройки охладителя, а вентили, которые не демонтировались, на концах трубных подводов после монтажа охладителя обратно на рабочее установочное место полностью открываются.
Одновременно с настройкой охладителя производится аттестация пропускной способности прямоточной и противоточной форсунок, например, если охладитель устанавливается в линию охлаждения после ремонта.
Похожие диссертации на Исследование и совершенствование процесса ускоренного охлаждения проката в линии сортовых станов
