Расчет и анализ систем охлаждения стальной полосы после нанесения покрытий

Естественное охлаждение стальной полосы в вакууме неэффективно, так как отвод теплоты происходит в основном за счет теплоизлучения, причем скорость охлаждения уменьшается с понижением температуры. Режим охлаждения стали в непрерывной линии можно рассчитать по номограмме, показывающей, как понижается температура стали при прохождении ею некоторого расстояния в вакууме после выхода из зоны нанесения покрытия. Так как стальная полоса движется со скоростью порядка нескольких метров в секунду, а охлаждается медленно, то она должна пройти значительное расстояние, чтобы было заметным понижение температуры. Сталь толщиной 0,33 мм, движущаяся со скоростью 2 м/с, практически не охлаждается даже при прохождении расстояния 8 м, если ее начальная температура составляла 200° С. Поэтому в непрерывных линиях металлизации полосовой стали избыточную энергию отводят от подложки путем ее принудительного охлаждения.

Идеальной с точки зрения сохранения свойств покрытия и стали была бы стабилизация температуры полосы непосредственно в процессе нанесения покрытия. Если бы удалось поддерживать при помощи охлаждающего устройства температуру обратной стороны полосы несколько ниже температуры поверхности, на которой происходит конденсация, то весь тепловой поток проходил бы сквозь сталь, не задерживаясь в ней и не нагревая ее. Расчет показывает, что при нанесении алюминиевого покрытия толщиной 5 мкм на движущуюся со скоростью 5 м/с стальную полосу толщиной 0,25мм и при скорости конденсации 50 мкм/с разность температур на обеих поверхностях стали должна быть порядка 8°С.

Полное термическое сопротивление R состоит из последовательно соединенных сопротивлений стальной полосы RU1 контакта между полосой и роликом стенки ролика и сопротивления теплоотдачи от ролика к охлаждающей воде RB. Учитывая высокую теплопроводность стали и практическую невозможность получения в непрерывной линии покрытий на полосе толщиной более 0,5—0,8 мм, термическим сопротивлением стальной полосы можем пренебречь. Значения могут быть вычислены по известным формулам из справочной литературы на основании данных о материале ролика, его размерах, скорости движения воды, ее температуре и т. д. На анализе сопротивления контакта между полосой и роликом остановимся подробнее. В общем случае передача теплоты от стальной полосы к охлаждающему ролику идет параллельно путем конвекции, теплопроводности заполняющего зазор газа, радиации через зазор и теплопроводности через места фактического контакта. С точностью, достаточной для проведения приближенных расчетов, составляющими сопротивления за счет конвекции и радиации можно пренебречь.

Дополнительная информация: в современной промышленности активно используются качественные системы различных направлений, например электроснабжения или водоснабжения. Разработка АСУТП электромонтажные работы Челябинск , проводится квалифицированными специалистами в оптимальные сроки. Компания гарантирует заказчику качественное оборудование и долгий срок его службы.