CN104889166A - 金属复合轧制辊系直冷工艺方法及其装置 - Google Patents

Abstract

金属复合轧制辊系直冷工艺方法，金属复合轧制辊系包括上工作辊、上支撑辊、下工作辊、下支撑辊，向上支撑辊的表面滴加冷却介质，通过直接冷却上支撑辊实现上工作辊的冷却，向下支撑辊的表面滴加冷却介质，通过直接冷却下支撑辊实现下工作辊的冷却。一种金属复合轧制辊系直冷装置，在金属复合轧制入口侧的上支撑辊的上方设置有上冷却介质滴管，在金属复合轧制出口侧的下支撑辊的上方设置有下冷却介质滴管。本发明通过支撑辊与工作辊之间的旋转接触，降低工作辊温升，有效降低了金属复合轧制时的辊系产生的温升。

Description

金属复合轧制辊系直冷工艺方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种金属复合轧制辊系冷却方法，以及上述冷却方法的装置。

背景技术

金属冷加工轧制时，旋转的轧辊会产生大量的摩擦热、通过的轧件则会产生摩擦热和变形热。如果在冷加工轧制过程中不能有效地将轧件和轧辊的热量带走或冷却，轧辊和轧件的温升会随着时间的推移逐渐升高，辊系的温升则是由轧辊和轧件所生产热的叠加之和，并会随着轧制运行时间的推移辊系的热量重复叠加和聚集使辊温增高。

通常单一金属冷加工轧制均是采用喷淋冷却介质的润滑冷却方式来冷却轧辊和轧件，采用的冷却介质有水、含量5％的乳化液或全油。

目前两种金属的冷加工复合轧制均采用通过对支撑辊滴油的微量油，几乎是在无润滑介质的状况下进行的“干式润滑”方式来润滑轧辊和轧件。然而，由于支撑辊与工作辊间反向转动，能滚动到工作辊面的润滑油几乎所剩无几，不能良好润滑工作辊和金属复合轧件，导致了金属复合轧制时润滑条件的不良，大量摩擦热使辊温上升。

由于多金属复合轧制的特殊性，显然喷淋式冷却方式完全不适用于多金属复合轧制的工艺冷却，所以多金属复合轧制的冷却方式一般采用自然空冷或风机对轧辊进行吹风冷却。

在冬季环境温度相对低的状况下，金属复合轧制速度比较低下时，自然空冷也可以控制一定的复合轧制辊系温升。但是，在春夏、夏季、夏秋季节，复合轧制辊系的温升是无法控制，特别是夏季，复合的板形质量根本无法控制。

吹风式冷却方式不能持续有效地冷却轧辊和金属轧件，导致轧辊的温度随复合轧制时间的推移而不断升高，其结果会使轧辊生产凸度，继而金属复合轧件生产严重瓢曲变形的不良板形，甚至导致金属复合轧制因此而被迫中断的后果，特别是在春夏、夏季、夏秋季节辊系的温升冷却显得尤为重要。吹风式冷却方式还会导致金属复合轧制时产生的油气进入复合入口辊缝，产生气泡、脱层和假复合等致命缺陷，降低金属复合成材率，使生产成本增高。

综上所述，需求一种能够有效持续地解决困扰多种金属复合轧制过程中的辊系持续温升产生的工作辊热凸度问题的冷却新工艺方式。

发明内容

为了克服现有金属复合轧制辊系冷却方法的上述不足，本发明提供一种可有效解决金属复合轧制过程中辊系升温问题的金属复合轧制辊系直冷工艺方法，并提供实现该种直冷工艺方法的装置。

本发明解决其技术问题的技术方案是： 金属复合轧制辊系直冷工艺方法，所述的金属复合轧制辊系包括上工作辊、与所述的上工作辊配合的上支撑辊、下工作辊、与所述的下工作辊配合的下支撑辊，所述的上工作辊和下工作辊之间形成轧制辊缝；

在金属复合轧制入口侧的上支撑辊的上方，向所述上支撑辊的表面滴加冷却介质，通过直接冷却上支撑辊实现上工作辊的冷却，从而完成上工作辊在复合轧制时的辊温置换；在金属复合轧制出口侧的下支撑辊的上方，向所述下支撑辊的表面滴加冷却介质，通过直接冷却下支撑辊实现下工作辊的冷却，从而完成下工作辊在复合轧制时的辊温置换。

一种金属复合轧制辊系直冷装置，所述的金属复合轧制辊系包括上工作辊、与所述的上工作辊配合的上支撑辊、下工作辊、与所述的下工作辊配合的下支撑辊，所述的上工作辊和下工作辊之间形成轧制辊缝；

在金属复合轧制入口侧的上支撑辊的上方设置有上冷却介质滴管，所述的上冷却介质滴管与所述上支撑辊平行，该上冷却介质滴管上设有若干对准上支撑辊表面的上滴管滴孔；所述的上冷却介质滴管与一上冷却管阀连接；

在金属复合轧制出口侧的下支撑辊的上方设置有下冷却介质滴管，所述的下冷却介质滴管与所述下支撑辊平行，该下冷却介质滴管上设有若干对准下支撑辊表面的下滴管滴孔；所述的下冷却介质滴管与一下冷却阀管连接。

进一步，所述的上滴管滴孔均匀设置且关于上支撑辊的横向中心面对称，所述上滴管滴孔分布宽度为200~400cm；所述的下滴管滴孔均匀设置且关于下支撑辊辊面的轴向中心线对称，所述下滴管滴孔分布宽度200~400cm。

进一步，所述上冷却介质滴管进行分段和并排设置，可单独控制每一段的冷却液滴流流量大小，对上支撑辊面进行局部的冷却量的调整；将下冷却介质滴管进行分段和并排设置，可单独控制每一段的冷却液滴流流量大小，对下支撑辊面面进行局部的冷却量的调整。

上支撑辊冷却工作原理：多金属复合轧制时，开启上冷却管阀，冷却介质通过上冷却介质滴管上的上滴管滴孔将冷却介质滴流到复合轧制运行的上支撑辊表面，上支撑辊表面被滴流的冷却介质冷却。冷却介质滴流在连续冷却旋转的上支撑辊面的轧制入口上方1/2和轧制出口上方处的中心位置表面。因此，在上工作辊与上支撑辊旋转接触的瞬间，在金属复合的轧制出口侧的上工作辊表面产生的辊温被轧制出口冷却后的上支撑辊表面吸收，使处于金属复合轧制入口处的上工作辊表面辊温低于轧制出口侧的表面辊温。上支撑辊与上工作辊连续旋转运行，周而复始地实现了上工作辊与上支撑辊表面的辊温热置换，即上工作辊表面中心位置的辊温被连续冷却。

下支撑辊冷却工作原理：多金属复合轧制时，开启下冷却管阀，冷却介质通过下冷却介质滴管的下滴管滴孔将冷却介质滴流到复合轧制运行的下支撑辊表面，下支撑辊表面被滴流的冷却介质冷却。冷却介质滴流在连续冷却旋转的下支撑辊面的轧制出口上方1/2和轧制出口上方处的中心位置表面。因此，在下工作辊与下支撑辊旋转接触的瞬间，金属复合轧制时在出口侧的下工作辊表面产生的辊温被轧制出口冷却后的下支撑辊表面吸收，使处于金属复合轧制入口侧的下工作辊表面辊温低于轧制出口侧的表面辊温。下支撑辊与下工作辊连续旋转运行，周而复始地实现了下工作辊与下支撑辊表面的辊温热置换，即下工作辊表面中心位置的辊温被连续冷却。

本发明的有益效果在于： 通过支撑辊与工作辊之间的旋转接触，降低工作辊温升，有效降低了金属复合轧制时的辊系产生的温升，轧辊产生的热凸度降低，使金属复合轧制过程运行平稳，金属复合轧件板形≤50I，金属复合轧件板形质量提高35%以上，金属复合轧件板形质量有效提高，使产品厚度偏差波动降低35%；同时金属复合轧制摩擦力也得到相应降低，使金属冷加工复合轧制时的复合轧制力降低10%以上，配合覆层金属表面滴油润滑方式金属复合轧制力可降低25%以上，而且金属复合轧制过程保持运行平稳；同时有效降低了金属复合的轧制力，拓宽了复合轧制的规格窗口，使金属复合轧件厚度增大40%以上，覆层金属的复合宽度增大20%。

附图说明

图1是金属复合轧制辊系直冷装置的结构示意图。

图2是图1中的B-B向视图。

图3是图1中的C-C向视图。  

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

一种金属复合轧制辊系直冷工艺方法，所述的金属复合轧制辊系包括上支撑辊1、与所述的上支撑1辊配合的上工作辊2、下支撑辊3、与所述的下支撑辊3配合的下工作辊4，所述的上工作辊2和下工作辊4之间形成轧制窗口。该金属复合轧制辊系直冷工艺方法为：在金属复合轧制入口侧的上支撑辊1的上方，向所述上支撑辊1的表面滴加冷却介质，通过直接冷却上支承辊1实现上工作辊2的冷却，从而完成上工作辊2在复合轧制时的辊温置换；在金属复合轧制出口侧的下支撑辊3的上方，向所述下支撑辊3的表面滴加冷却介质，通过直接冷却下支撑辊3实现下工作辊4的冷却，从而完成下工作辊4在复合轧制时的辊温置换。冷却介质可以是无水乙醇或添加一定比例水的乙醇或能够快速散热的流体物质等。

实现上述金属复合轧制辊系直冷工艺方法的金属复合轧制辊系直冷装置为：金属复合轧制辊系包括上工作辊2、与所述的上工作2辊配合的上支撑辊1，下工作辊4、与所述的下工作辊4配合的下支撑辊3，所述的上工作辊2和下工作辊4之间形成轧制辊缝。

在金属复合轧制入口侧的上支撑辊1的上方设置有上冷却介质滴管5，所述的上冷却介质滴管5与所述上支撑辊1平行，该上冷却介质滴管5上设有若干对准上支撑辊1表面的上滴管滴孔；所述的上冷却介质滴管5与一上冷却管阀6连接，调节上冷却管阀6可实现冷却介质的滴流量控制。将上冷却介质滴管5进行分段和并排设置，可单独控制每一段的冷却液滴流流量大小，对上支撑辊辊面进行局部的冷却量的调整。

在金属复合轧制出口侧的下支撑辊3的上方设置有下冷却介质滴管7，所述的下冷却介质滴管7与所述下支撑辊3平行，该下冷却介质滴管7上设有若干对准下支撑辊3表面的下滴管滴孔；所述的下冷却介质滴管7与一下冷却阀管8连接，调节下冷却阀管8可实现冷却介质的滴流量控制。将下冷却介质滴管7进行分段和并排设置，可单独控制每一段的冷却液滴流流量大小，对下支撑辊辊面进行局部的冷却量的调整。

上支撑辊冷却工作原理：多金属复合轧制时，开启上冷却管阀6，冷却介质通过上冷却介质滴管5上的上滴管滴孔将冷却介质滴流到复合轧制运行的上支撑辊1表面，上支撑辊1表面被滴流的冷却介质冷却。冷却介质滴流在连续冷却旋转的上支撑辊1面的轧制出口上方1/2和轧制出口上方处的中心位置表面。因此，在上工作辊2与上支撑辊1旋转接触的瞬间，金属复合的轧制出口侧的上工作辊2表面产生的辊温被轧制出口冷却后的上支撑辊1表面吸收，使处于金属复合轧制入口处的上工作辊2表面辊温低于轧制出口侧的表面辊温。上支撑辊1与上工作辊2连续旋转运行，周而复始地实现了上工作辊2与上支撑辊1表面的辊温热置换，即上工作辊2表面中心位置的辊温被连续冷却。

下支撑辊冷却工作原理：多金属复合轧制时，开启下冷却管阀8，冷却介质通过下冷却介质滴管7的下滴管滴孔将冷却介质滴流到复合轧制运行的下支撑辊3表面，下支撑辊3表面被滴流的冷却液冷却。冷却介质滴流在连续冷却旋转的下支撑辊3面的轧制出口上方1/2和轧制出口上方处的中心位置表面。因此，在下工作辊4与下支撑辊3旋转接触的瞬间，金属复合的轧制出口侧的下工作辊4表面产生的辊温被轧制出口冷却后的下支撑辊4表面吸收，使处于金属复合轧制入口侧的下工作辊4表面辊温低于轧制出口侧的表面辊温。下支撑辊3与下工作辊4连续旋转运行，周而复始地实现了下工作辊4与下支撑辊3表面的辊温热置换，即下工作辊表面中心位置的辊温被连续冷却。

本实施例中所述的上滴管滴孔均匀设置且关于上支撑辊1的横向中心面对称，所述上滴管滴孔的分布宽度为200~400cm，保证冷却液能够滴流在上工作辊2工作面的轴向中心位置200~400cm的位置上；所述的下滴管滴孔均匀设置且与下支撑辊3的横向中心线对称，所述的下滴管滴孔的分布宽度为200~400cm，保证冷却液能够滴流在下工作辊4工作面的轴向中心位置200~400cm的位置上。

本实施例中所述的上冷却介质滴管进行分段和并排设置，可单独控制每一段的冷却液滴流流量大小，对上支撑辊面进行局部冷却量的调整；所述下冷却介质滴管进行分段和并排设置，可单独控制每一段的冷却液滴流流量大小，对下支撑辊面进行局部冷却的调整。

Claims (4)

1.金属复合轧制辊系直冷工艺方法，所述的金属复合轧制辊系包括上工作辊、与所述的上工作辊配合的上支撑辊、下工作辊、与所述的下工作辊配合的下支撑辊，所述的上工作辊和下工作辊之间形成轧制辊缝；

其特征在于：在金属复合轧制入口侧的上支撑辊的上方，向所述上支撑辊的表面滴加冷却介质，通过直接冷却上支撑辊实现上工作辊的冷却，从而完成上工作辊在复合轧制时的辊温置换；在金属复合轧制出口侧的下支撑辊的上方，向所述下支撑辊的表面滴加冷却介质，通过直接冷却下支撑辊实现下工作辊的冷却，从而完成下工作辊在复合轧制时的辊温置换。

2.一种金属复合轧制辊系直冷装置，所述的金属复合轧制辊系包括上工作辊、与所述的上工作辊配合的上支撑辊、下工作辊、与所述的下工作辊配合的下支撑辊，所述的上工作辊和下工作辊之间形成轧制辊缝；

其特征在于：在金属复合轧制入口侧的上支撑辊的上方设置有上冷却介质滴管，所述的上冷却介质滴管与所述上支撑辊平行，该上冷却介质滴管上设有若干对准上支撑辊表面的上滴管滴孔；所述的上冷却介质滴管与一上冷却管阀连接；

在金属复合轧制出口侧的下支撑辊的上方设置有下冷却介质滴管，所述的下冷却介质滴管与所述下支撑辊平行，该下冷却介质滴管上设有若干对准下支撑辊表面的下滴管滴孔；所述的下冷却介质滴管与一下冷却阀管连接。

3.如权利要求2所述的金属复合轧制辊系直冷装置，其特征在于：所述的上滴管滴孔均匀设置且关于上支撑辊的横向中心面对称，所述上滴管滴孔分布宽度为200~400cm；

所述的下滴管滴孔均匀设置且关于下支撑辊的横向中心面对称，所述下滴管滴孔分布宽度为200~400cm。

4.如权利要求3所述的金属复合轧制辊系直冷装置，其特征在于：所述上冷却介质滴管进行分段和并排设置，可单独控制每一段的冷却液滴流流量大小，对上支撑辊面进行局部的冷却量的调整；将下冷却介质滴管进行分段和并排设置，可单独控制每一段的冷却液滴流流量大小，对下支撑辊面面进行局部的冷却量的调整。