НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o034.pdf (1268.35Кб)

УДК 669:536.24.023:539.381:51-74

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

Широкое распространение в металлургии получили высокопроизводительные проходные печи с роликовым подом. Как правило, роликовые печи относятся к классу среднетемпературных термических печей, но могут использоваться и для нагрева заготовок под прокатку. В этом случае, печи относятся к классу нагревательных высокотемпературных печей и эффективность их работы существенно зависит от надежности роликового пода (печного рольганга). В высокотемпературных нагревательных печах используют ролики с водоохлаждаемым валом трех видов: ролики без теплоизоляции, с теплоизоляционными экранами, расположенными между бочкой и валом, и ролики с насыпной теплоизоляцией.
Знание условий эксплуатации роликов с охлаждаемым валом значительно облегчает выбор их конструктивных параметров при проектировании. В связи с этим, на стадии проектирования печного рольганга важно иметь информацию о распределении температуры в теле роликов при различных условиях работы. В данной работе приводятся результаты исследования теплового режима работы роликов с охлаждаемым валом на основе конечно-элементного анализа.
В результате моделирования исследованы поля температур и тепловые потери в роликах с водоохлаждаемым валом без изоляции, с экранной и насыпной теплоизоляцией, размещенной между бочкой и охлаждаемым валом. Определено изменение теплофизических параметров охлаждающей жидкости, изменение температуры воды при течении в трубе и вале, а также необходимое давление для подачи воды с заданным расходом. Коэффициенты теплоотдачи между водой и валом определялись непосредственно во время решения на основе заданных граничных условий. Установлено, что наибольшие тепловые потери возникают в роликах без теплоизоляции. Размещение между валом и бочкой ролика теплоизоляции (экранов или насыпной изоляции) позволяет снизить потери с охлаждающей водой. На основе сравнительного анализа результатов установлено, что ролики с экранной изоляцией работают в более благоприятных с точки зрения теплового режима и тепловых потерь условиях, по сравнению с роликами без теплоизоляции и с роликами с насыпной теплоизоляцией.

1. Лях А.П. Печные рольганги. Проектирование. Эксплуатация. М.: Металлургия, 1997. 173 с.
2. Восканьянц А.А., Иванов А.В. Анализ термонапряженного состояния подовых роликов нормализационной печи // Производство проката. 2003. № 6. С. 31–36.
3. Теплотехника: Учеб. для вузов / В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г.М. Камфер и др.; Под ред. В.Н. Луканина. 2-е изд. М.: Высш. шк., 2000. 671 с.
4. Марочник сталей и сплавов / A.С. Зубченко, М.М. Колосков, Ю.В. Каширский и др.; Под ред. А.С. Зубченко. 2-е изд. М.: Машиностроение, 2003. 782 с.
5. Гидравлика: учебник для вузов / Кудинов В.А., Карташов Э.М., Коваленко А.Г., Кудинов И.В.; Под ред. В.А. Кудинова. 4-е изд. М.: Юрайт, 2015. 385 с.