Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Reza Pishevar,Ahmad Saboonchi
احمدرضا پیشه وراصفهانی (استاد مشاور) احمد صابونچی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Javad Amini
محمدجواد امینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Prediction of Temperature Distribution of Hot Rolled Strip in the Finishing Mill
: In the process of hot strip rolling prediction of the temperature distribution within the strip along the length of the finishing mill is essential,physical properties as well as the final dimensions of the strip are related to the temperature distribution within the metal being rolled.In this thesis a comprehensive model is presented for prediction of temperature distribution of hot rolled strip in the finishing mill.This model is three-dimensional and none of the mechanisms of heat transfer is omitted,velocity field in the contact area is modeled precisely and the component of velocity along the strip thickness is not neglected.Heat transfer of work-roll is solved with the heat transfer of strip simultaneously.An important parameter in the operation of hot rolling mill is the cooling mechanism of work roll. In the boundary condition for water spray, parameters such as spray angle,the angle of spray impact on work roll,the distance of header from work roll and water pressure are variable.In rolling,the work-roll is used as a tool to deform the strip,resulting in rolling contact between the roll and strip and creating thermal resistance along the interface.A wide range of modeling approaches or correlations has been developed to study the interface heat transfer phenomena during rolling.This model also based on empirical relationships in order to take into account heat transfer coefficients in every region of the strip,interface friction factor in the roll gap, pressure variation in contact area,emissivity and temperature-dependant physical properties of metals.It takes into account the heat generated by the frictional sliding between strip and work-roll,deformation heat in the bite region,heat losses due to roll chilling,radiation and convection,rolling speed,continuous thickness reduction during rolling, growth of oxide layer and its effect on strip temperature. Using a finite-volume approach,the governing differential equations as well as the boundary conditions are discretized,which are then solved numerically to predict the temperature distributions.The stability of the solution was examined by changing the grid sizes.the numerical results are validated against published work in the literature for certain special operating conditions.The impact of roll speed, frictional sliding and deformation heat,oxide layer and conduction along the length and width of the slab on the distribution of heat flow are demonstrated through the temperature distribution plots.To verify the validity of the results,a comparison is carried out between the numerical results and plant measurements. Keywords :Finishing mill, Temperature distribution of strip,Thermal modelling, Numerical modelling
در فرآیند نورد گرم پیش بینی توزیع دما در ورق از اهمیت ویژه ای برخوردار است، زیرا دما یک پارامتر مهم متالوژیکی در جریان نورد است. خواص فولاد تولیدی، توان مورد نیاز غلتکها و ابعاد ورق تولیدی به توزیع دما بستگی دارند. این پایان‌نامه در پی آن است که مدل جامعی را برای پیش بینی توزیع دمای ورق در فرآیند نورد نهایی ارائه کند. این مدل سه بعدی بوده و در آن از هیچ یک از مکانیزمهای انتقال حرارت صرفنظر نمی شود. میدان سرعت در ناحیه تماس به طور کامل مدل شده و سرعت در راستای ضخامت ورق حذف نمی شود. انتقال حرارت غلتک نیز به طور همزمان با انتقال حرارت ورق مدل می شود تا دمای ورق با دقت بیشتری محاسبه شود. یکی از پارامترهای مهم در فرآیند نورد گرم، نحوه خنک کاری غلتکهای نورد گرم است. ضریب انتقال حرارت در بخشهایی از سطح غلتک که پاشش آب وجود دارد، وابسته به کمیتهایی مانند زاویه پاشش، فاصله جت آب تا سطح غلتک و فشار آب است. در فرآیند نورد، در نتیجه استفاده از غلتک برای تغییر شکل ورق، یک سطح تماس بین غلتک و ورق ایجاد می گردد. روشهای زیادی برای مدل کردن انتقال حرارت در ناحیه تماس ورق با غلتک وجود دارد. در این پایان نامه به مهمترین این روشها اشاره شده و معایب و برتری هر یک از این روشها بررسی شده است. همچنین این مدل مبتنی بر روابط تجربی به منظور درنظر گرفتن ضرایب انتقال حرارت جابجایی در هر منطقه از ورق، ضریب اصطکاک در ناحیه تماس بین ورق و غلتک، فشار متوسط غلتکها، ضریب صدور تشعشعی و نحوه تغییر خواص فیزیکی فلز با دما است. در این مدل، گرمای حاصل از اصطکاک بین ورق و غلتکها، تولید گرما از طریق کار پلاستیک، اتلاف گرمایی به دلیل وجود آب برای خنک کاری غلتکها، اتلاف از طریق تشعشع و جابجایی، سرعت نورد، کاهش پیوسته ضخامت ورق در طول نورد نهایی و اثر رشد لایه اکسید روی ورق مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از روش عددی حجم محدود معادلات دیفرانسیل حاکم گسسته شده و به کمک روشهای تکرار دستگاه معادلات جبری حل شده است. استقلال جوابها از شبکه محاسباتی با تغییر سایز شبکه مورد استفاده نشان داده شده است. به علاوه صحت جوابها در مقایسه با نتایج چاپ شده برای شرایط خاص بررسی شده است. تاثیر سرعت نورد، گرمای حاصل از اصطکاک بین ورق و غلتکها، تولید گرما از طریق کار پلاستیک، لایه اکسید و انتقال حرارت هدایتی در راستای طول و عرض ورق، بر روی چگونگی توزیع دمای ورق نشان داده شده است. جهت بررسی نتایج حاصل از مدل سازی هفت قفسه نورد نهایی مجتمع فولاد مبارکه اصفهان، مقایسه ای بین نتایج بدست آمده با نتایج عددی و تجربی موجود انجام گرفته است. کلمات کلیدی: 1- فرآیند نورد نهایی 2- توزیع دمای ورق 3- مدل سازی گرمایی 4- مدل سازی عددی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی