Zastosowanie techniki termowizyjnej w procesach walcowania

• Autorzy: Laber Konrad , Kawałek Anna , Bajor Teresa , Dyja Henryk

Warianty tytułu

EN

Application of thermovision technique in rolling processes

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Temperatura odkształcanego materiału jest jednym z najważniejszych parametrów w wielu procesach technologicznych, w tym także w procesach walcowania. Dokładna znajomość i możliwość sterowania rozkładem temperatury w materiale podczas poszczególnych etapów procesu walcowania pozwala na prowadzenie procesu, w warunkach zapewniających uzyskanie gotowego wyrobu o żądanej budowie mikrostrukturalnej i własnościach mechanicznych. W pracy przedstawiono wyniki pomiarów temperatury odkształcanego materiału podczas procesów walcowania w warunkach przemysłowych oraz laboratoryjnych. Badania w warunkach przemysłowych prowadzono podczas procesu walcowania blach stalowych. Badania w warunkach laboratoryjnych przeprowadzono dla procesu walcowania trudno odkształcalnego stopu aluminium w trójwalcowej walcarce skośnej. Otrzymane wartości temperatury porównano z wartościami zarejestrowanymi przez systemy pomiarowe zainstalowane w liniach technologicznych, a także z wynikami obliczeń numerycznych. Ponadto w artykule przedstawiono wyniki badań temperatury walców żeliwnych oraz walców z pierścieniami wykonanymi z węglików spiekanych, podczas procesu wielożyłowego walcowania prętów żebrowanych. Do badań temperatury zastosowano kamerę termowizyjną ThermaCAM SC640 firmy FLIR Systems, wyposażoną w niechłodzony detektor. Na podstawie przedstawionych w pracy wyników badań stwierdzono, że w przypadkach, gdy nie jest możliwy pomiar temperatury metodą kontaktową, przy prawidłowo określonych parametrach (głównie emisyjności badanego materiału) można uzyskać wysoką dokładność pomiarów temperatury z zastosowaniem techniki termowizyjnej. Przeprowadzone w pracy badania wykazały zalety techniki termowizyjnej, która pozwala na określenie rozkładu temperatury na powierzchni badanego materiału w przeciwieństwie do pomiaru punktowego, z zastosowaniem pirometru.

EN

The temperature of deformed material is one of the most important parameters in many technological parameters, including rolling processes. The detailed knowledge and control of the temperature distribution in the material during individual rolling process stages enables the conduction of the process under conditions that ensure finished product of the desired microstructure and mechanical properties to be obtained. The study presents the results of the temperature measurements of deformed metal during rolling processes in industrial and laboratory conditions, respectively. Industrial tests were conducted during the process of rolling steel plates. Laboratory tests were carried out for the process of rolling a hard deformable aluminum alloy on a three-high skew rolling mill. The obtained temperature values were compared with values recorded by measuring systems installed in technological lines, as well as with the results of numerical computations. Moreover, the paper presents the results of temperature tests of cast iron rolls and rolls with rings made of sintered carbides, during the ribbed bars multi-strand rolling process. ThermaCAM SC640 Thermovision Thermometer from FLIR Systems, equipped with an uncooled detector, was used to test the temperature. On the basis of the results presented in this study it has been established that in situations, where it is not possible to take measurements by the contact method, with correctly defined parameters (primarily, the emissivity of the material to be examined), a high accuracy of temperature measurements can be achieved using the thermovision technique. The investigation carried out within the study has demonstrated the advantages of the thermovision technique that enables the determination of the distribution of temperature on the examined material surface, by contrast to the spot measurement using a pyrometer.

Słowa kluczowe

PL

termowizja; pomiary temperatury; walcowanie

EN

thermovision; temperature measurements; rolling

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 30, nr 1
• Strony: 65--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Laber Konrad

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów, Instytut Przeróbki Plastycznej i Inżynierii Bezpieczeństwa, Al. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa, Poland

autor

Kawałek Anna

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów, Instytut Przeróbki Plastycznej i Inżynierii Bezpieczeństwa, Al. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa, Poland

autor

Bajor Teresa

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów, Instytut Przeróbki Plastycznej i Inżynierii Bezpieczeństwa, Al. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa, Poland

autor

Dyja Henryk

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Laber K. 2008. Modelowanie i optymalizacja procesów regulowanego walcowania i kontrolowanego chłodzenia wyrobów walcowni bruzdowych. Praca doktorska, Częstochowa.
• [2] Minkina W. 2004. Pomiary termowizyjne – przyrządy i metody. Częstochowa: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej.
• [3] Minkina W., Rutkowski P., Wild W. 2000. „Podstawy pomiarów termowizyjnych. Cz. I - Istota termowizji i historia jej rozwoju”. Pomiary Automatyka Kontrola 46(1): 7-10.
• [4] User’s manual: FLIR 640 series, FLIR Systems, June 30, 2008, publication no. 1558550.
• [5] Kułakowska A. 2017. Kształtowanie własności prętów ze stopu aluminium AlZn5,5MgCu w trójwalcowej walcarce skośnej. Praca doktorska, Częstochowa.
• [6] Laber K., Dyja H. 2009. Przemysłowe badania temperatury walców podczas walcowania prętów okrągłych w walcowni ciągłej, Nowe technologie i osiągnięcia w metalurgii i inżynierii materiałowej. Częstochowa.
• [7] Ražnjević K. 1966. Tablice cieplne z wykresami. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne.
• [8] Ozaki Yo, Zee Ralph H. 1995. „Investigation of thermal and hydrogen effects on emissivity of refraktory metals and carbides”. Material Science and Engineering A202: 134-141.
• [9] Smid I., Akiba M., Vieider G., Plochl L. 1998. „Development of tungsten armor and bonding to copper for plasma-interactive components”. Journal of Nuclear Materials 258 263: 160-172.
• [10] Trimble Ch., De Vries M., Hale J.S., Thompson D.W., Tiwald T.E., Woollam J.A. 1999. „Infrared emittance modulation devices using electrochromic crystalline tungsten oxide, polymer conductor, and nickel oxide,” Thin Solid Films 355-356: 26-34.
• [11] Mróz S., Sikora K., Janikowski B. 2005. „Symulacja i doświadczalne badanie procesu walcowania prętów żebrowanych z wzdłużnym podziałem pasma”. W materiały konferencyjne Walcownictwo 2005, 19-21 października 2005 r., Ustroń, 109-114. Kraków: Wydawnictwo Naukowe Akapit, Kraków .

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).