DOI: 10.52150/2522-9117-2025-39-07
В. Г. Раздобрєєв1, к.т.н., с.н.с., ORCID 0000-0001-7402-7992
М. В. Куваєв2, к.т.н., н.с., ORCID 0000-0002-8560-5433
1Інститут чорноїметалургіїім. З.І. Некрасова НАН України
2Інститут транспортних систем і технологій НАН України
* Автор для листування: v_razdobreev@ukr.net
РОЗРАХУНОК КОЕФІЦІЄНТУ ТЕПЛОВІДДАЧІ ПРИ МОДЕЛЮВАННІ ПРОЦЕСУ ПРИМУСОВОГО ОХОЛОДЖЕННЯ СОРТОВОГО ПРОКАТУ В ПОТОЦІ ВОДИ
Анотація. В сучасних умовах світової жорсткої конкуренції між виробниками готового металопрокату все більшої уваги приділяється питанням економії енергії та матеріалів для його виробництва, підвищення якості кінцевого продукту. Одним з найбільш ефективних шляхів покращення якості масових видів прокату з вуглецевих та економнолегованих сталей, що істотно підвищують механічні властивості та експлуатаційні характеристики виробів з нього та забезпечують значну економію металу у різних галузях споживання, є термічна обробка та її різновиди, наприклад, термомеханічна обробка. Завдяки високій техніко-економічній ефективності використання термомеханічного зміцнення прокату з використанням тепла прокатного нагріву та одержуваної при цьому суттєвої економії енергетичних ресурсів поряд з підвищенням комплексу службових властивостей сталі порівняно з класичною термічною обробкою з окремого нагріву. Тому сучасні нові і реконструйовані прокатні стани обладнають охолоджувальними пристроями для проведення термомеханічної обробки прокату в потоці прокатних станів. Охолоджувальним середовищем є технічна вода. Найбільш економічним і достатньо ефективним засобом дослідження процесу примусового охолодження сортового прокату є математичне моделювання такого процесу. Разом з цим математичний опис взаємодії між гарячим прокатом, який має температуру вище ніж +1000оС та водою, яка має температуру не вище +40оС і входять до складу математичної моделі процесу примусового охолодження сортового прокатумає складний характер. Теплообмін між гарячим прокатом і охолоджувачем на границі цих речовин фізично характеризується коефіцієнтом тепловіддачі α. Метою досліджень є уточнення розрахунку коефіцієнту тепловіддачі при математичному моделюванні процесу примусового охолодження прокату. Встановлено, що зростання коефіцієнта тепловіддачі відбувається зі збільшенням температури охолоджувальної води та зміщенням температури прокату, при якій спостерігається максимум коефіцієнта тепловіддачі – перехід від бульбашкового до плівкового кипіння, в область нижчих температур поверхні прокату. Це, в свою чергу, дає можливість додатково використовувати знання про величину температури води на вході і виході з охолоджувального пристрою для налаштування і контролю процесу примусового охолодження прокату в лінії сортового стану.
Ключові слова: коефіцієнт тепловіддачі, примусове охолодження сортового прокату, математичне моделювання, режим кипіння води, плівкове кипіння, бульбашкове кипіння.
Посилання для цитування: Раздобрєєв В. Г., Куваєв М. В. Розрахунок коефіцієнту тепловіддачі при моделюванні процесу примусового охолодження сортового прокату в потоці води. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2025. Вип. 39. С. 135-147. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2025-39-07
Перелік посилань
1. Термическое упрочнение проката / Стародубов К. Ф., Узлов И. Г., Савенков В. Я. и др. М.: Металлургия, 1970. 146 с.
2. Высокопрочная арматурная сталь / Кугушин А. А., Узлов И. Г., Калмыков В. В. и др. М.: Металлургия, 1986. 272 с.
3. Управляемое термическое упрочнение проката / Узлов И. Г., Парусов В. В., Гвоздев Р. В., Филонов О. В. К.: Техніка, 1989. 118 с.
4. Металловедение и термическая обработка стали. Справочник в 3-х т. Под ред. М. Л. Бернштейна. М.: Металлургия, 1983.
5. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах. Справ. изд. Под ред. В. Е.Зиновьева. М.: Металлургия, 1989. 384с.
6. Уменьшение окалинообразования при производстве проката / Губинский В. И., Минаев А. Н., Гончаров Ю. В. К.: Техніка, 1981. 135с.
7. Рыбалов А. А., Губинский В. И. К расчету коэффициента теплоотдачи в прцессе ускоренного охлаждения арматурного проката. Металлургическая теплотехника. 2002. С.178-183.
8. Кутателадзе С. С., Боришанский В. М. Справочник по теплопередаче. Л.М.: Госэнергоиздат, 1955. 414 с.
9. Кабузенко С. Н., Трухина Н. В. Математическая модель ускоренного охлаждения на мелкосортном стане. Современные способы получения проката с покрытиями.1989. №2.С.45-54.
10. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977. 344с.
Рукопис надійшов до редакції 20.07.2025
Рекомендовано до друку / Accepted 21.10.2025
Опубліковано онлайн / Published online 01.12.2025
