13.3.10. Нагрев металла на охлаждаемых подовых трубах и монолитном поде

Схема расположения металла на охлаждаемых подовых трубах приведена на рис. 13.28. Благодаря симметрии можно рассматривать только один участок длиной L ,ограниченный сечениями над подовой трубой 0b и между подовыми трубами аа'.

Расчетные формулы для определения температур металла, нагреваемого на подовых трубах, на монолитной подине после подовых труб, а также при изменении разбивки подовых труб, приведены в табл. 13.9.

Рис. 13.28. Схема расположения металла на подовых трубах

Рис. 13.29. Значения функции Ei_ρ,τ

В таблице приняты следующие обозначения: t_r — температура любой точки металла, отстоящей на расстоянии r (по прямой) от места соприкосновения с подовой трубой, °С; — температура в данной точке при нагреве в отсутствие подовых труб, °С, определяется по (13.54) —(13.65); τ_H — общая продолжительность нагрева металла в печи, ч; τ_T — продолжительность нагрева металла на монолитном поду, ч; τ_K — продолжительность нагрева металла на подовых трубах новой разбивки, ч; Ei_ρjτH=(—r²/4ατ)— интегральная показательная функция, определяется по таблицам специальных функций или по рис. 13.29 в зависимости от значения числа Фурье Fo_ρjτH =(ατ_i/O)*r²; t_ciτi —температурный вектор стока, °С, определяется по формуле

где функция определяется по рис. 13.30 в зависимости  от значения числа  Фурье Fo_rτj. если Fo_rτj <0,2, можно пользоваться  формулой

  (13.93) 

— температура нижней поверхности металла в отсутствие подовых труб, определяется аналогично  (см. разд. 13.3.6); — температура окружающей среды со стороны нижней поверхности металла, °C; — температура наружной поверхности подовых труб, °C; φ — средний угловой коэффициент излучения от металла на подовую трубу, для круглой подовой трубы радиусом R средний угловой коэффициент может быть определен по формуле

φ=(R/L)arctg(L/R). (13.94)

По формуле (13.92) построен график на рис. 13.32, который позволяет определить температурный фактор стока t_ciτi в зависимости  от φ₁t_p. Рядом со  шкалой φ нанесена шкала R/L,этой шкалой можно пользоваться в случае круглой подовой трубы.

Порядок  определения  t_ciτi показан на рис. 13.32 пунктиром.

При построении графика принято, что Θ_оп=0; чтобы учесть температуру подовой трубы, следует определить t_ciτi по расчетной температуре окружающей среды

t_окр=100 -273; (13.95)

t_ciτi - температурый фактор стока, определяется по рис. 13.32 за время нагрева металла на подовых трубах новой разбивки; — средняя по сечению  металла температура при нагреве в отсутствие подовых труб, определяется по разд. 13.3.6; — функция, определяется по рис. 13.31 в зависимости от значения числа Фурье Fo_rτj и относительной толщины металла 2S/L.

Рис. 13.30. Значения функции Ψ_S,τ

Неравномерность нагрева по длине Δ_tД является разностью средних по толщине температур металла в сечениях над подовой трубой 0bи между подовыми трубами аа'. Эта величина служит показателем степени прогрева металла, нагреваемого на подовых трубах.

Если нужно определить среднюю по толщине температуру над подовой трубой, то это можно сделать по формулам, аналогичным (13.83) — (13.85), только вместо функции Θ_2Sτi подставляется  функцией φ_2Sτi, которая  определяется  по рис. 13.30.

Рис. 13.31. Значения функции V_S,τ

Неравномерность нагрева по толщине Δ_tТ, °C, является разностью средних по сечению температур верхней и нижней половин металла и в общем случае определяется по формуле

  (13.96)

где  — средняя по сечению температура нижней половины металла, определяемая по формулам (13.83) —(13.85) табл. 13.79, в которые вместо 2S подставляется S.

При симметричном нагреве t^нагр_2S = t^нагр_S и эти величины можно не подсчитывать при определении Δt_T. Тогда неравномерность нагрева по толщине можно подсчитывать по формулам (13.89) —(13.91) табл. 13.9.