CN111389923B - 一种轧辊冷却控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轧辊冷却控制方法，所使用的装置包括相连的喷射梁和喷嘴，包括以下步骤：先安装水管固定板和喷射梁，更换调节阀，接着模拟喷嘴分布计算出合适的喷嘴分布位置矩阵点，再依次调整轧机上支承辊喷嘴（1）、上工作辊上排喷嘴（2）、上工作辊下排喷嘴（3）、下工作辊喷嘴（4）、下支承辊喷嘴（5）的参数；最后对轧辊冷却降温。本发明的优点是三段式轧辊冷却，减少钢板边部缺陷，保证钢板板型和横向同板差；各点监控，针对不同的部位调节不同的喷射力度和流量，精准控制各分段的降温效果，提高轧辊的冷却效率以及冷却的均匀性，保证冷却后轧辊的质量。

Description

一种轧辊冷却控制方法
技术领域
本发明涉及轧辊冷却技术领域，尤其是一种轧辊冷却控制方法。
背景技术
板材在轧制过程中，由于塑性变形和轧辊的摩擦要产生大量热量，其中一部分被轧件带走，而相当一部分通过热传递进入了轧辊，在一段较长的轧制规程中，这种源源不断产生的热量势必引起轧辊的温升，从而使轧辊的表面发生不同程度的热膨胀，影响板形的平坦度。此外，轧辊在使用的过程中因钢板的规格各异，辊面的磨损也是非均匀磨损，会造成中间磨损多，两边磨损少的情况发生，当辊面磨损差异过大时，轧辊就必须要进行更换。
特别对于厚度在6~8mm的薄规格板带，在轧制过程中由于钢板降温快，边部和中部的温度有差异，加上轧辊的辊面两端和中间部位的磨损差异，因此，在轧制过程中就会非常容易出现边浪。
现有的轧辊分为上支承辊、上工作辊、下工作辊和下支承辊，冷却时采用喷嘴向轧辊喷水进行降温，主进水管的水先进入水箱，再通过水箱输送至喷射梁，增加了沿程的阻力和喷嘴间的压力差，造成喷射力度不同，降温不均匀；整台冷却装置采用统一控制的方法，无法适应局部的差异性，从而影响了轧辊的冷却质量和钢板质量。
发明内容
本发明目的就是为了解决现有轧制工序中轧辊冷却效率低、冷却不均匀的问题，提供了一种轧辊冷却控制方法，可以各点监控，针对不同的部位调节不同的喷射力度和流量，精准控制各分段的降温效果，提高轧辊的冷却效率以及冷却的均匀性。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种轧辊冷却控制方法，所使用的装置包括相连的喷射梁和喷嘴，其特征在于，包括以下步骤：
（1）安装水管固定板：主进水管直接通过耐温橡胶软管与喷射梁相连，耐温橡胶软管外安装水管固定板，以用于固定耐温橡胶软管；
（2）安装喷射梁：将喷射梁分为三段，三段的宽度比为1:5:1，喷射梁直接通过耐温橡胶软管与主进水管相连，且在喷射梁内安装阻尼装置，以用于均衡压力；
（3）更换调节阀：将管道主阀门的调节阀更换为电动比例阀，轧机的前后主管路各通过一个电动比例阀控制进水量，工作辊前后两侧分段部分各通过两个电动比例阀控制进水量，同时设置流量计对流量进行跟踪，以用于对上工作辊的冷却进行分段控制；
（4）模拟喷嘴分布：收集轧辊各点的温度数据，通过软件分析模拟计算出合适的喷嘴分布位置矩阵点，同一台轧机的上部和下部交错布置喷嘴，以使得整个辊面的冷却更加均匀；
（5）调整轧机上支承辊喷嘴参数：轧机上支承辊的喷嘴总数设为66个，分为前后两排，每排33个，喷射角设定为30°；
（6）调整轧机上工作辊上排喷嘴参数：轧机上工作辊上排喷嘴的总数设为40个，分为前后两排，每排20个，喷射角设定为30°；
（7）调整轧机上工作辊下排喷嘴参数：轧机上工作辊下排喷嘴的总数设为42个，分为前后两排，每排21个，喷射角设定为30°；
（8）调整轧机下工作辊喷嘴参数：轧机下工作辊的喷嘴总数设为70个，分为前后两排，每排35个，喷射角设定为30°；
（9）调整轧机下支承辊喷嘴参数：轧机下支承辊的喷嘴总数设为66个，分为前后两排，每排33个，喷射角设定为30°；
（10）轧辊冷却降温：上述装置及参数调整好后，开启装置，开始对轧辊进行分段冷却降温处理。
进一步地，所述喷嘴均为快拆喷嘴，事先需要经过均匀压力测试，其有效段喷射压力偏差不超过5%。
进一步地，所述喷射梁采用型材制作。
进一步地，流量计对流量进行跟踪的数据通过计算机三级控制，控制系统在精轧机吹扫系统PLC上进行扩展，增加相应的控制及数据采集模块，并对PLC控制电源进行扩容。
进一步地，喷射梁三段的宽度依次为300mm、1500mm、300mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）通过三段式轧辊冷却控制系统对辊面温度进行调整，改变轧辊中部和边部的温度差，进而调整轧辊的辊型，减少钢板边部缺陷和保证钢板板型和横向同板差；（2）通过轧辊冷却系统通过调节冷却水流量来改变辊型，可以在一定程度上保证轧辊使用后期的辊型，同时可以提升辊面的冷却均匀性，降低辊子生产过程中出现的缺陷，如裂纹、碎裂纹、划伤、点蚀等；（3）通过轧辊冷却系统分段控制实现轧钢过程中热凸度调整，对于新换的轧辊可快速建立热凸度，同时可减少后期辊横向同板差，延长轧辊在机时间，同时对轧辊冷却水喷嘴采用燕尾槽扇形喷嘴提高打击力，减少水耗从而降低电耗。
附图说明
图1为本发明的轧辊冷却控制中喷嘴喷射范围示意图；
图2为改造前操作侧至传动侧的实测温度轧辊横向温度分布图；
图3为改造后操作侧至传动侧的实测温度轧辊横向温度分布图。
具体实施方式
实施例1
为使本发明更加清楚明白，下面结合附图对本发明的一种轧辊冷却控制方法进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种轧辊冷却控制方法，所使用的装置包括相连的喷射梁和喷嘴，其特征在于，包括以下步骤：
（1）安装水管固定板：主进水管直接通过耐温橡胶软管与喷射梁相连，耐温橡胶软管外安装水管固定板，以用于固定耐温橡胶软管；
（2）安装喷射梁：将喷射梁分为三段，三段的宽度依次为300mm、1500mm、300mm，喷射梁直接通过耐温橡胶软管与主进水管相连，且在喷射梁内安装阻尼装置，以用于均衡压力；
（3）更换调节阀：将管道主阀门的调节阀更换为电动比例阀，轧机的前后主管路各通过一个电动比例阀控制进水量，工作辊前后两侧分段部分各通过两个电动比例阀控制进水量，同时设置流量计对流量进行跟踪，以用于对上工作辊的冷却进行分段控制；
（4）模拟喷嘴分布：收集轧辊各点的温度数据，通过软件分析模拟计算出合适的喷嘴分布位置矩阵点，同一台轧机的上部和下部交错布置喷嘴，以使得整个辊面的冷却更加均匀；
（5）调整轧机上支承辊喷嘴1参数：轧机上支承辊6的喷嘴总数设为66个，分为前后两排，每排33个，喷射角设定为30°；
（6）调整轧机上工作辊上排喷嘴2参数：轧机上工作辊7上排喷嘴的总数设为40个，分为前后两排，每排20个，喷射角设定为30°；
（7）调整轧机上工作辊下排喷嘴3参数：轧机上工作辊7下排喷嘴的总数设为42个，分为前后两排，每排21个，喷射角设定为30°；
（8）调整轧机下工作辊喷嘴4参数：轧机下工作辊8的喷嘴总数设为70个，分为前后两排，每排35个，喷射角设定为30°；
（9）调整轧机下支承辊喷嘴5参数：轧机下支承辊9的喷嘴总数设为66个，分为前后两排，每排33个，喷射角设定为30°；
（10）轧辊冷却降温：上述装置及参数调整好后，开启装置，开始对轧辊进行分段冷却降温处理。
所述喷嘴均为快拆喷嘴，事先需要经过均匀压力测试，其有效段喷射压力偏差不超过5%。
所述喷射梁采用型材制作，减少沿程阻力，增大水腔容积，减小喷嘴间的压力差。
流量计对流量进行跟踪的数据通过计算机三级控制，控制系统在精轧机吹扫系统PLC上进行扩展，增加相应的控制及数据采集模块，并对PLC控制电源进行扩容。
参见图2和图3，可知改造前冷却部分不均，后期辊未形成热凸度；使用本发明改造后冷却分布均匀，通过分段冷却控制，后期辊形成有一定热凸度。
实施本发明后，有两个方面发生了明显的改善和优化：
（1）板面状态改善：提升了整个轧辊冷却效果，薄规格板带的板型得到了优化，薄规格钢板收得率提高2%，6mm板收得率由95%提高到96%，瓢曲发生率由3.8%减低到3.5%，延长了轧辊使用寿命，降低了辊耗，控制轧辊后期钢板横向同板差在0.1mm以内；按照年产200万吨、返矫运输费66元/吨计算，合计年经济利益可节约25万元。
（2）耗电量减少：实施后仅需要一台变频来调整总用水量，电耗将平均降低60度/小时，按照平均一周检修8小时计算，核算年效益：60*365*24*90%*0.622元=29.42万元。
综上所述，采用本发明的冷却控制方法进行冷却轧辊后，合计效益为54.42万元。
本发明通过三段式轧辊冷却控制系统对辊面温度进行调整，改变轧辊中部和边部的温度差，进而调整轧辊的辊型，减少钢板边部缺陷和保证钢板板型和横向同板差；同时通过调节冷却水流量来改变辊型，可以在一定程度上保证轧辊使用后期的辊型，同时可以提升辊面的冷却均匀性，降低辊子生产过程中出现的缺陷，如裂纹、碎裂纹、划伤、点蚀等；此外，轧辊冷却系统分段控制实现了轧钢过程中热凸度调整，对于新换的轧辊可快速建立热凸度，同时可减少后期辊横向同板差，延长轧辊在机时间，同时对轧辊冷却水喷嘴采用燕尾槽扇形喷嘴提高打击力，减少水耗从而降低电耗。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种轧辊冷却控制方法，所使用的装置包括相连的喷射梁和喷嘴，其特征在于，包括以下步骤：
（1）安装水管固定板：主进水管直接通过耐温橡胶软管与喷射梁相连，耐温橡胶软管外安装水管固定板，以用于固定耐温橡胶软管；
（2）安装喷射梁：将喷射梁分为三段，三段的宽度比为1:5:1，喷射梁直接通过耐温橡胶软管与主进水管相连，且在喷射梁内安装阻尼装置，以用于均衡压力；
（3）更换调节阀：将管道主阀门的调节阀更换为电动比例阀，轧机的前后主管路各通过一个电动比例阀控制进水量，工作辊前后两侧分段部分各通过两个电动比例阀控制进水量，同时设置流量计对流量进行跟踪，以用于对上工作辊的冷却进行分段控制；
（4）模拟喷嘴分布：收集轧辊各点的温度数据，通过软件分析模拟计算出合适的喷嘴分布位置矩阵点，同一台轧机的上部和下部交错布置喷嘴，以使得整个辊面的冷却更加均匀；
（5）调整轧机上支承辊喷嘴参数：轧机上支承辊的喷嘴总数设为66个，分为前后两排，每排33个，喷射角设定为30°；
（6）调整轧机上工作辊上排喷嘴参数：轧机上工作辊上排喷嘴的总数设为40个，分为前后两排，每排20个，喷射角设定为30°；
（7）调整轧机上工作辊下排喷嘴参数：轧机上工作辊下排喷嘴的总数设为42个，分为前后两排，每排21个，喷射角设定为30°；
（8）调整轧机下工作辊喷嘴参数：轧机下工作辊的喷嘴总数设为70个，分为前后两排，每排35个，喷射角设定为30°；
（9）调整轧机下支承辊喷嘴参数：轧机下支承辊的喷嘴总数设为66个，分为前后两排，每排33个，喷射角设定为30°；
（10）轧辊冷却降温：上述装置及参数调整好后，开启装置，开始对轧辊进行分段冷却降温处理。
2.根据权利要求1所述的轧辊冷却控制方法，其特征在于：
所述喷嘴均为快拆喷嘴，事先需要经过均匀压力测试，其有效段喷射压力偏差不超过5%。
3.根据权利要求1或2所述的轧辊冷却控制方法，其特征在于：
所述喷射梁采用型材制作。
4.根据权利要求1或2所述的轧辊冷却控制方法，其特征在于：
流量计对流量进行跟踪的数据通过计算机三级控制，控制系统在精轧机吹扫系统PLC上进行扩展，增加相应的控制及数据采集模块，并对PLC控制电源进行扩容。
5.根据权利要求1或2所述的轧辊冷却控制方法，其特征在于：
喷射梁三段的宽度依次为300mm、1500mm、300mm。
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