加速冷卻系統(ACC)水流量模型的設計與計算

1、影響水流量模型的主要因素分析

一般而言，鋼板溫度分布的不均勻，極易導致鋼板的不均勻冷卻。板溫的分布不均有如下諸多情況：

（1）鋼板的頭尾溫度要比板身溫度低，鋼板的邊部溫度要低于中部；

（2）加熱造成的溫度分布不均和水印溫度差；

（3）軋制過程中軋輥冷卻水和除鱗水也可能造成鋼板溫度分布不均；

（4） 加熱時上下供熱不匹配和上下除鱗水不匹配，造成鋼板上下表面溫度的不對稱。

對于板形而言，無論采用什么樣的厚度和板形控制技術，所軋制產品總是要存在同板差和板凸度的。同板差的存在要引起板長方向和板厚方向的不均勻冷卻；板凸度的存在要引起板寬方同和板厚方向的不均勻冷卻。如果鋼板存在著浪形和翹曲，那將會嚴重地破壞鋼板的均勻冷卻，因為鋼板的不平必然會引起冷卻水的分布不均勻。如果鋼板表面存在氧化鐵皮，由于其與鋼的導熱系數不同，將降低水的冷卻效果；氧化鐵皮的不均勻分布，會導致鋼板不均勻冷卻。一般來說，鋼板邊部存在有壓應力，再加上冷卻不均勻引起的熱應力和組織應力，就會誘發鋼板變形。

2、ACC水流量模型的建立

    本模型采用設置冷卻控制點的方法來全線跟蹤運輸輥道上的需冷卻的鋼板的頭尾。當鋼板的頭部從軋機出口出來，通過運輸輥道運送到冷卻系統箱體內的時間由鋼板頭部由一個參考位置點到達下一個參考位置點的速度來決定。對大多數的冷卻鋼板來講這個時間是由速度模型控制的。

 

(1)  無冷卻:鋼板無需水冷

(2) ACC模式：快速冷卻

(3) ACC&DQ模式：快速冷卻和淬火

(4)擺動冷卻：鋼板在冷卻箱體內的輥道上游動冷卻

   

 

圖1：水流量冷卻模型

⑴水流量的計算

 首先要設置鋼板冷卻的水流量流動速率，這需要給出期望的冷卻速度和最終溫度來決定使用相適應的數學模型。要完成這些還需要考慮在這個水流動速率下的熱量損失。這是個復雜的任務，根據試驗室數據發現熱鋼板的上表面層水流冷卻帶來的熱損失率由以下四個因素決定：     

鋼板的表面溫度、水流的流動速率、 冷卻水的溫度、 鋼板上表面距冷卻噴嘴的距離

⑵鋼板表面溫度熱交換系統的變化

     鋼板表面的熱交換系數變化如表1所示。這是在固定的水流速率、冷卻水溫度以及噴嘴高度下的測量結果。這個結果表明熱交換系數十分依賴鋼板200℃時的表面溫度，這時核沸騰需要增加水的攪拌流量。

這個數據對應關系作為模型的設置點的，存儲在冷卻系統匯總數據表中。

投訴建議

提交

查看更多評論