CN104801546A - 一种轧辊的多相冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轧辊的多相冷却方法，包括：提供一轧辊，包括辊槽，所述辊槽的半径为r，所述辊槽的宽度为h；提供一冷却装置，包括进水弯管、圆弧形管体及多组喷嘴，所述进水弯管包括渐变管、多个弯头及连接短管，所述多个弯头通过所述连接短管连接，所述渐变管通过连接的多个弯头与所述圆弧形管体连通，所述多组喷嘴阵列设于所述圆弧形管体的圆心侧并与其连通，所述圆弧形管体的中心线正对所述辊槽的中心线悬空安装，所述圆弧形管体的中心线的半径为R，所述圆弧形管体外表面与辊槽表面的径向安装间距为H，其中2(R-r)≤H≤2(R-r)+h；提供一高压冷却液，通过所述冷却装置喷淋至所述辊槽的表面。

Description

一种轧辊的多相冷却方法

技术领域

本发明涉及一种轧辊的多相冷却方法。

背景技术

高速线材热轧过程的工艺控制好坏和产品质量及生产成本密切相关，同时轧辊是轧钢厂在热轧生产钢材工艺过程中的重要加工部件。

所述轧辊工作时与钢材直接接触并产生滑动摩擦，容易导致所述轧辊的温度一般能达到1000～1200℃，所以针对所述轧辊的冷却过程是热轧工艺控制的关键环节，只有合理地调节所述轧辊温度分布才能充分保证所述轧辊的高效率长寿命运行以及提高产品质量。

现有技术中，针对所述轧辊冷却的方法主要为在所述轧辊表面直接增加设置喷水管，通过喷水管直接喷淋冷却水至所述轧辊表面来进行实现冷却降温的。

上述工艺的关键在于冷却水的及时均匀地分布于轧辊的表面。但是上述工艺仍然存在如下技术问题：

首先，喷水管的安装距离是影响冷却效果的关键因素，安装距离过近，喷洒在轧辊表面的冷却水易回弹溅射，分布不均匀，出现两头多中间少的特点，安装距离过远，冷却水无法完全覆盖轧辊的辊槽区域；

其次，所述喷水管提供的冷却水与所述轧辊表面的接触面积较小，导致冷却效果差，使得所述轧辊容易出现发纹、烧裂、爆槽、掉块甚至断辊现象，并使得轧辊磨损加快，使用寿命缩短，不仅浪费轧辊，且增加成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种通过调节冷却装置与辊槽之间的安装间距，实现提高冷却液冷却效果的轧辊的多相冷却方法。

本发明提供一种轧辊的多相冷却方法，该方法是当轧辊进行高速热轧加工时，冷却液通过冷却装置喷淋至轧辊槽表面，形成气液两相冷却的过程，包括：

提供一轧辊，所述轧辊包括辊槽，所述辊槽的半径为r，所述辊槽的宽度为h；

提供一冷却装置，包括进水弯管、圆弧形管体及多组喷嘴，所述进水弯管包括渐变管、多个弯头及连接短管，所述多个弯头通过所述连接短管连接，所述渐变管通过连接的多个弯头与所述圆弧形管体连通，所述多组喷嘴阵列设于所述圆弧形管体的圆心侧并与其连通，述圆弧形管体的中心线正对所述辊槽的中心线悬空安装，所述圆弧形管体的中心线的半径为R，所述圆弧形管体外表面与辊槽表面的径向安装间距为H，其中2(R-r)≤H≤2(R-r)+h；

提供一高压冷却液，所述高压冷却液通过所述冷却装置喷淋至所述轧辊工作区域的表面。

优选地，所述渐变管的直径朝所述圆弧形管体方向逐渐减小，与所述渐变管连接的相邻二弯头的弯曲方向相反。

优选地，所述喷嘴包括柔性短管及设于喷嘴头，所述柔性短管一端与所述喷嘴头连接，另一端与所述圆弧形管体垂直连通。所述柔性短管的断面为圆形，其材质为铜铝合金。柔性短管的可弯曲性使得喷嘴头的喷射角度能够灵活地根据现场实际情况精确控制，杜绝不必要的冷却水散射问题。

优选地，所述高压冷却液为压力在0.3～0.5MPa、温度在0～40℃的工业用水或者经过处理后的软化水。

相较于现有技术，本发明提供的轧辊的多相冷却方法通过特定的冷却液装置实现。该冷却液装置使得从各组喷嘴中喷出的流体束基本均匀一致，从而使喷射在轧辊表面的冷却水能够均匀分布；而且通过调节冷却装置与轧辊之间的距离使得冷却装置的喷洒效果最大化，从而使轧辊表面温度更加均匀，达到节约用水并保证产品质量，同时降低成本的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明轧辊的多相冷却方法的一种较佳实施方式的示意图；

图2是图1所示A-A面的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请同时参阅图1和图2，其中图1是本发明轧辊的多相冷却方法的一种较佳实施方式的示意图，图2是图1所示A-A面的剖视图。

本发明提供的轧辊的多相冷却方法，包括：

首先，需要提供轧辊10，所述轧辊10包括辊槽11，其中辊槽11是轧辊10的工作区域，所述辊槽11的半径为r，辊槽11的宽度为h；

然后，在轧辊10上安装冷却装置20，所述冷却装置20包括进水弯管21、圆弧形管体23及多组喷嘴25。所述进水弯管21包括渐变管211、多个弯头212及连接短管213，所述多个弯头212通过所述连接短管213连接，所述渐变管211通过连接的多个弯头212与圆弧形管体23连通。本实施方式中，所述进水弯管21包括两个弯头212。所述多组喷嘴25阵列设于所述圆弧形管体23的圆心侧并与其连通，所述圆弧形管体23的中心线正对所述辊槽11的中心线悬空安装。所述圆弧形管体23的中心线的半径为R，且所述圆弧形管体23的外表面与辊槽11的外轮廓相对平行间隔设置，所述圆弧形管体外表面与辊槽表面的径向安装间距为H，其中2(R-r)≤H≤2(R-r)+h；

最后，安装好冷却装置20，提供高压冷却液，使高压冷却液通过所述冷却装置20喷洒至辊槽11的表面。优选地，上述高压冷却液的压力为0.4MPa、温度为20～30℃的工业用水。

在本实施方式中，所述喷嘴25包括柔性软管(图未示)及喷嘴头(图未示)，所述柔性软管一端与所述喷嘴头连接，另一端与所述圆弧形管体23垂直连通。所述柔性短管的断面是圆形，具有直径两头大，中间小的对称结构，是可弯曲的柔性短管。所述柔性短管的结构可以使所述柔性短管弯曲时所需力更小，变形集中在中间一小段而不会扩展到其他部位，尤其是避免出口变形对冷却液流动束的影响。

所述柔性短管可弯曲性使得所述喷嘴头的喷射角度能够灵活地根据现场实际情况精确控制，杜绝不必要的冷却水散射问题。为了保证所述柔性短管可弯曲且弯曲后能够维持其角度不变。优选地，所述柔性短管的材质为铜铝合金。

需要说明的是，本实施方式中所述渐变管211可以增加冷却液的流速，且对冷却液流动的干扰较小；通过所述连接短管213连接的多个弯头212可以保证冷却液流场形态的均匀性，实现冷却液光顺流动，降低冷却液流动过程中的因速度损耗不均匀造成的分布不均现象。因此，所述渐变管21与多个弯头23相连接的弯曲结构可以在对冷却液增速的同时保证了冷却液流动的均匀性和光顺性，使得从各组喷嘴25中喷出的冷却液基本均匀一致，从而使喷射在辊槽11表面的冷却液能够均匀分布。

需要进一步说明的是，为了保证冷却液的冲刷效果，本实施方式必须维持冷却液的压力。如果圆弧形管体23与辊槽11的安装间隔＜2(R-r)，就会导致冷却液在辊槽11表面回弹溅射至辊槽11以外的区域，因而在辊槽11表面流动的冷却液量降低，进而降低辊槽11表面的冷却效果；如果圆弧形管体23与辊槽11的安装间隔＞2(R-r)+h，冷却液就会喷射至辊槽11以外的区域，不能够形成对辊槽表面的完全覆盖，同样在辊槽11表面难以取得理想的冷却效果。

如果圆弧形管体23与辊槽11的安装间隔在2(R-r)和2(R-r)+h之间，冷却液能够覆盖辊槽11而且不散射至其他区域，同时冷却液在辊槽11表面回弹溅射现象会大大削弱。这样，高速喷洒的冷却液在辊槽11表面带动附近的空气快速流动，因此形成一种气液两相流动的多相冷却方式，最大程度上实现对辊槽11表面的冷却降温。所以，合理的安装间隔是冷却液在辊槽11表面实现最大冷却效果的保证。

相较于现有技术，本发明提供的轧辊的多相冷却方法通过调节所述冷却装置与轧辊之间的距离使得所述冷却装置的喷水效果最大化，增加冷却水与轧辊表面的接触面积，使所述轧辊表面温度更加均匀，节约用水并保证产品质量，同时降低成本。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种轧辊的多相冷却方法，其特征在于，包括：

提供一轧辊，其包括辊槽，所述辊槽的半径为r，所述辊槽的宽度为h；

提供一冷却装置，包括进水弯管、圆弧形管体及多组喷嘴，所述进水弯管包括渐变管、多个弯头及连接短管，所述多个弯头通过所述连接短管连接，所述渐变管通过连接的多个弯头与所述圆弧形管体连通，所述多组喷嘴阵列设于所述圆弧形管体的圆心侧并与其连通，所述圆弧形管体的中心线正对所述辊槽的中心线悬空安装，所述圆弧形管体的中心线的半径为R，所述圆弧形管体外表面与辊槽表面的径向安装间距为H，其中2(R-r)≤H≤2(R-r)+h；

提供一高压冷却液，其通过所述冷却装置喷淋至所述辊槽表面。

2.根据权利要求1所述的轧辊的多相冷却方法，其特征在于，所述渐变管的直径朝所述圆弧形管体方向逐渐减小。

3.根据权利要求1所述的轧辊的多相冷却方法，其特征在于，相邻二弯头的弯曲方向相反。

4.根据权利要求1所述的轧辊的多相冷却方法，其特征在于，所述喷嘴包括与所述圆弧形管体连通的柔性短管及设于所述柔性短管另一端的喷嘴头。

5.根据权利要求4所述的轧辊的多相冷却方法，其特征在于，所述柔性短管与圆弧形管体为螺纹连通，且所述柔性短管的一端垂直与所述元弧形管体的表面。

6.根据权利要求5所述的轧辊的多相冷却方法，其特征在于，所述柔性短管为直径两头大，中间小的对称结构。

7.根据权利要求4至6任一项所述的轧辊的多相冷却方法，其特征在于，所述柔性短管的断面为圆形，材质为铜铝合金。

8.根据权利要求1所述的一种轧辊的多相冷却方法，其特征在于，所述高压冷却液为压力在0.3～0.5MPa、温度在0～40℃的工业用水或者经过处理后的软化水。