在熱軋后的水冷工序,要求板寬方向均勻冷卻。本研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模試驗(yàn),研究了幕墻式水流冷卻板寬度方向的溫度均勻性。
試驗(yàn)方法
圖1是試驗(yàn)裝置的示意圖,制冷劑是17℃的水,采用截面形狀為1.1 mm×66mm的槽式噴嘴形成了幕墻式水流。冷卻試驗(yàn)板為板長(zhǎng)330mm、板寬60mm、板厚0.3 mm的不銹鋼鋼板(SUS430)。將水流沖擊到移動(dòng)加熱鋼板上,用熱像儀測(cè)量了冷卻面和相反一側(cè)的鋼板溫度分布,并利用高速攝像機(jī)觀察了水流動(dòng)。鋼板溫度為Ti=200-590℃,鋼板移動(dòng)速度為Vs=1.5m/s、3.0m/s和4.4m/s,水流量為5.45L/min。
試驗(yàn)結(jié)果
圖2是試驗(yàn)結(jié)果示例。圖中使用的坐標(biāo)由圖1定義。圖2(a)是板寬中央(y=0mm)的鋼板移動(dòng)方向的溫度分布,鋼板溫度由于水流沖擊而下降,且鋼板移動(dòng)速度越快溫度降低量越小,這是因?yàn)殡S著鋼板移動(dòng)速度的增加,通過(guò)水冷卻區(qū)域的時(shí)間變短。
圖2(b)是鋼板移動(dòng)速度為3.0m/s時(shí),距水流沖擊線(x=0mm)30mm下游的板寬方向的溫度分布,圖中示出的是對(duì)各條件進(jìn)行5次試驗(yàn)的結(jié)果。Ti=200℃時(shí),板寬方向上呈現(xiàn)良好的冷卻均勻性,而在Ti=300℃和400℃時(shí),觀察到了在板寬方向不可忽視的溫度變動(dòng)。在Ti=500℃及590℃時(shí),在板寬方向上呈現(xiàn)出了較好的冷卻均勻性。
觀察鋼板移動(dòng)速度為3.0 m/s、鋼板溫度Ti=300℃及500℃時(shí)的水流動(dòng)圖像發(fā)現(xiàn),Ti=300℃時(shí),在水流沖擊線附近觀察到強(qiáng)烈的核沸騰;在Ti=500℃時(shí)觀察到了膜沸騰。在Ti=400℃時(shí)出現(xiàn)了遷移沸騰。在強(qiáng)核沸騰和遷移沸騰時(shí),發(fā)生局部的固液接觸,在此引起較大的溫度下降。但是,蒸汽氣泡產(chǎn)生部(固液非接觸部位)的溫度下降量很小。其結(jié)果認(rèn)為在板寬方向上發(fā)生了溫度變化。另一方面,在固液接觸與非接觸部位混合少的溫度條件下,可以實(shí)現(xiàn)寬度方向的均勻冷卻。