شبيه‌سازي خنك‌كاري ورق فولاد API 5L X70 روي ميز خروج از نورد نهايي (ROT) در فرايند نورد گرم

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

ميز خنك‌كاري (ROT) در خط‌نورد گرم، از انتهاي آخرين قفسه نورد نهايي آغاز و تا ابتداي كويل پيچ‌ها ادامه پيدا مي‌كند و ورق تا رسيدن به دماي مناسب كويل‌پيچي در اين قسمت از خط‌نورد گرم توسط دوش‌هاي بالا (دوش‌هاي دايره‌اي (سوزني) و پرده‌اي) و نازل‌هاي پايين خنك مي‌شود. اين پژوهش به بررسي انتقال حرارت دوبعدي ورق فولاد X70 API به روش اجزاء محدود روي ROT به كمك نرم‌افزارهاي كامسول (نسخه6٫1) و HSMM مي‌پردازد. مسئله بصورت هدايت گذرا با شرايط مرزي وابسته به هندسه ورق و آرايش دوش هاي فعال تحليل مي¬گردد. دماي ورق ابتداي فرايند خنك كاري، ابعاد هندسيROT و آرايش دوش‌ها مطابق با خط‌نورد گرم مجتمع فولاد مباركه در شبيه‌سازي لحاظ گرديده است. انتقال حرارت در ROT به سه حالت اصلي ناحيه تحت برخورد جت، ناحيه جريان موازي و ناحيه مجاور با هوا تقسيم‌بندي مي‌شود تا امكان ارائه ضرايب انتقال حرارت بر حسب دما فراهم گردد. روش تحليل مسئله به كمك پژوهش‌هاي صنعتي حاصل از فولادسازي پسكو كره جنوبي و اوراز كانادا صحت سنجي گرديده است. در اين پژوهش، معادلات حاكم بر ضرايب انتقال حرارت نواحي خنك كاري، معادلات انتقال حرارت تجربي كاليبره شده هستند كه با توجه به شرايط خنك كاري ورق در هر لحظه با شرايط كاري خط‌نورد گرم فولاد مباركه، شار حرارتي آزاد شده از سطح را پيش بيني مي كنند و الگوي خنك كاري مناسب براي محصول مورد نظر ارائه مي گردد. رسانايي حرارتي و ظرفيت گرمايي ويژه فولاد تابع دماست از اين رو اثر اين پارامترها بر نرخ خنك كاري بررسي گرديد. از انجام اين پژوهش نتيجه مي شود كه هر چه ظرفيت حرارتي ويژه و چگالي كمتر باشد نرخ خنك‌كاري بيشتر مي‌شود درحالي‌كه رسانايي حرارتي با نرخ خنك‌كاري رابطه مستقيم دارد. بررسي آرايش دوش هاي گوناگون نشانگر اثربخشي بيشتر خنك كاري سريع نسبت به خنك كاري باتأخير بر دماي كويل پيچي است. نتايج شبيه سازي نشان داد كه به‌ازاي فعاليت هر دسته از دوش هاي پايين، نرخ خنك كاري 0٫7درصد افزايش مي يابد، هر دوش فعال پرده اي نرخ خنك كاري را 0٫63 درصد افزايش مي دهد و هر دوش فعال سوزني، نرخ خنك كاري را حدود 0٫55 درصد افزايش مي دهد. بطور تقريبي افزايش ده درصدي ضخامت به ترتيب منجر به افزايش 3٫6، 3٫25 و 4٫06 درصدي دماي كويل پيچي در ابتدا، ميانه و انتهاي ورق مي شود همچنين افزايش ده درصدي سرعت به ترتيب منجر به افزايش 0٫33، 0٫41 و 0٫32 درصدي دماي كويل پيچي در ابتدا، ميانه و انتهاي ورق مي شود.

219003

تبديل انرژي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان