轧辊冷却装置及冷却方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种轧辊冷却装置和冷却方法，冷却装置包括：第一主冷却水管11和第二主冷却水管12，第一主冷却水管11至出钢口延长线20的距离小于第二主冷却水管12至出钢口延长线20的距离；主喷头13，与第一主冷却水管11相连，主喷头13的出水方向与出钢口延长线20之间的夹角为第一夹角30；弧形冷却水管14，与第二主冷却水管12相连，弧形冷却水管14为圆弧形，弧形冷却水管14的圆心与同侧的轧辊50的圆心重合；多个辅喷头15，与弧形冷却水管14相连，每个辅喷头15的出水方向与对应辅喷头15的径向方向的夹角为第二夹角31。本发明能提高轧辊的冷却效果。
【专利说明】轧辊冷却装置及冷却方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冶金领域，特别涉及一种轧辊冷却装置及冷却方法。
【背景技术】
[0002]钢铁是国民经济的中流砥柱，是国家生存和发展的重要物质保障。钢铁生产包括烧结、炼铁、炼钢、连铸、轧钢等流程，其中，轧钢是使轧件通过轧辊的挤压从而改变形状的过程。按照轧件的温度区分，轧钢生产包括冷轧和热轧两种。热轧时金属塑性高，变形抗力低，使金属改变形状所需要消耗的能量少，是钢铁生产时广泛采用的方法。
[0003]热轧时，高温的轧件与轧辊直接接触并产生滑动摩擦，致使轧辊的温度升高。轧辊与轧件直接接触的部位温度升高较快，其余部位温度升高较慢，温度分布不均匀易使轧辊产生不均匀的热膨胀，影响轧辊的热凸度及辊缝的精度，从而降低了钢材的质量。此外，轧辊温度过高也容易产生安全事故，因此轧辊在工作时需要及时冷却。
[0004]现有技术中，对于通常采用一对圆柱体轧辊的螺纹钢生产线，冷却水管设置于轧辊上方，喷头垂直喷冷却水，冷却水与轧辊表面的接触面积较小，且位于轧辊上方的喷头很难针对轧辊与轧件直接接触部位喷水，冷却效果较差。轧辊冷却不及时，易出现裂纹、掉块，甚至断辊等，使得轧辊磨损加快，使用寿命缩短。
[0005]轧辊在使用过程中，可能是单槽工作，也可能是双槽工作或多槽工作，其工作槽不是固定的，会沿着辊面移动；轧辊在使用过程中也会由于磨损而直径减小，从而使轧辊与冷却水管喷头的距离增加。现有技术中，冷却水管都是直接与主管道焊接在一起，与轧辊的距离不能调节，当轧辊的工作槽变换时，冷却水可能无法及时使轧辊温度最高的部分冷却。
[0006]此外，轧辊生产过程中，由于温度较高，会在轧辊槽表面形成一层蒸汽膜，喷头与轧辊距离增加时，冷却水到达轧辊的压力变小，为了冲破蒸汽膜，必须增加冷却水的压力和流量，这会增加对冷却水加压和流量控制系统的负荷。
[0007]另外，由于冷却轧辊采用的冷却水为循环水，其中夹杂着铁屑、灰尘等杂质，容易造成喷头的堵塞，现有技术中，由于冷却水管与主管道焊接在一起，造成喷嘴难以更换，或喷嘴更换时间较长，降低了生产效率。
[0008]可见，现有技术中的轧辊冷却装置和冷却方法，对轧辊的冷却效果较差，且不易更换。
【发明内容】
[0009]本发明实施例中提供了一种轧辊冷却装置，能提高轧辊的冷却效果。
[0010]为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案:
[0011]一方面，提供了一种轧辊冷却装置，包括:
[0012]第一主冷却水管11，与冷却水干管10相连；
[0013]第二主冷却水管12，与所述冷却水干管10相连，其中，所述第一主冷却水管11至出钢口延长线20的距离小于所述第二主冷却水管12至所述出钢口延长线20的距离；
[0014]主喷头13，与所述第一主冷却水管11相连，所述主喷头13的出水方向与所述出钢口延长线20之间的夹角为第一夹角30 ；
[0015]弧形冷却水管14，与所述第二主冷却水管12相连，所述弧形冷却水管14为圆弧形，所述弧形冷却水管14的圆心与同侧的轧棍50的圆心重合；
[0016]多个辅喷头15，与所述弧形冷却水管14相连，每个所述辅喷头15的出水方向与对应辅喷头15的径向方向的夹角为第二夹角31，其中，所述辅喷头15的径向方向为所述辅喷头15与所述弧形冷却水管14的连接点的中心与所述弧形冷却水管14的圆心的连线。
[0017]可选的，所述弧形冷却水管14为1/3圆周至1/2圆周。
[0018]可选的，所述第一夹角30的度数为15度到30度；
[0019]所述第二夹角31的度数为15度到30度。
[0020]可选的，靠近所述出钢口延长线20的辅喷头15的分布密度大于远离所述出钢口延长线20的辅喷头15的分布密度。
[0021]可选的，所述辅喷头15的出水口为梯形或楔形；
[0022]所述辅喷头15靠近辅喷头出水口 151的横截面积小于远离辅喷头出水口 151的横截面积。
[0023]可选的，所述第一主冷却水管11和第二主冷却水管12分别通过可更换软管18与所述冷却水干管10相连。
[0024]可选的，所述冷却水干管10通向第一主冷却水管11处设置有第一水阀41 ；
[0025]所述冷却水干管10通向第二主冷却水管12处设置有第二水阀42。
[0026]可选的，所述冷却装置还包括支撑板16，所述支撑板16的底部设置有第一通孔161，所述支撑板16的顶部设置有第二通孔162，所述第一通孔161的轴线和第二通孔162的轴线平行；
[0027]所述第一主冷却水管11穿过所述第一通孔161，所述第二冷却水管12穿过所述第二通孔162 ；
[0028]所述支撑板16的底部设置有第一螺孔163，第一调节螺栓164穿过所述第一螺孔163与第一主冷却水管11相接触；
[0029]所述支撑板16的底部上设置有第二螺孔165，第二调节螺栓166穿过第二螺孔165与所述第二主冷却水管12相接触。
[0030]可选的，所述冷却装置还包括固定杆17，所述固定杆17的轴线与所述轧辊50的轴线平行，所述固定杆17的横截面为矩形，所述固定杆17的两端分别与压辊机相连；
[0031]所述支撑板16通过卡槽沿固定杆17滑动；
[0032]所述支撑板16的中部设置有第三螺孔167，第三调解螺栓168穿过第三螺孔167与所述固定杆17相接触
[0033]另一方面，提供了一种轧辊冷却方法，所述方法包括:
[0034]冷却水从冷却水干管10经第一主冷却水管11，从主喷头13按照第一夹角30喷出至轧辊50表面；
[0035]冷却水从冷却水干管10经过第二主冷却水管12进入弧形冷却水管14，从多个辅喷头15按照第二夹角31喷出至轧辊50表面；
[0036]其中，所述弧形冷却水管14为圆弧形，所述弧形冷却水管14的圆心与同侧的轧辊50的圆心重合；所述第一夹角30为所述主喷头13的出水方向与出钢口延长线20之间的夹角，所述第二夹角31为每个所述辅喷头15的出水方向与对应辅喷头15的径向方向的夹角，所述辅喷头15的径向方向为所述辅喷头15与所述弧形冷却水管14的连接点的中心与所述弧形冷却水管14的圆心的连线。
[0037]本发明的实施例中公开了一种轧辊冷却装置，采用了弧形冷却水管，以及出水方向倾斜的辅喷头来冷却轧辊，增加了冷却水与轧辊的接触面积，能提高轧辊的冷却效果，从而延长轧辊的寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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他的附图。
[0039]图1所示为本发明实施例的轧辊冷却装置的结构示意图；
[0040]图2所示为本发明实施例的轧辊冷却装置的右视图；
[0041]图3所示为本发明实施例的轧辊冷却装置的分布示意图；
[0042]图4所示为本发明实施例的轧辊冷却装置的分布示意图。
【具体实施方式】
[0043]本发明如下实施例提供了一种轧辊冷却装置和冷却方法，能提高轧辊的冷却效果O
[0044]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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0045]图1所示为本发明实施例的轧辊冷却装置的结构示意图，如图1所示，压辊机包括一对圆柱体的轧辊，轧件从一对轧辊之间通过，图左侧为进钢口，图右侧为出钢口，如图1所示，本发明实施例提供了一种轧辊冷却装置，包括:
[0046]第一主冷却水管11，与冷却水干管10相连；
[0047]第二主冷却水管12，与所述冷却水干管10相连，其中，所述第一主冷却水管11至出钢口延长线20的距离小于所述第二主冷却水管12至所述出钢口延长线20的距离；
[0048]主喷头13，与所述第一主冷却水管11相连，所述主喷头13的出水方向与所述出钢口延长线20之间的夹角为第一夹角30 ；
[0049]弧形冷却水管14，与所述第二主冷却水管12相连，所述弧形冷却水管14为圆弧形，所述弧形冷却水管14的圆心与同侧的轧棍50的圆心重合；
[0050]多个辅喷头15，与所述弧形冷却水管14相连，每个所述辅喷头15的出水方向与对应辅喷头15的径向方向的夹角为第二夹角31，其中，所述辅喷头15的径向方向为所述辅喷头15与所述弧形冷却水管14的连接点的中心与所述弧形冷却水管14的圆心的连线。
[0051]本发明实施例的轧辊冷却装置，采用弧形冷却水管以及多个辅喷头，弧形冷却水管与轧辊的弧度更加切合，多个辅喷头与轧辊表面倾斜设置，可以增加冷却水和轧辊的接触面积，可以在较短的时间里从轧辊带走更多的热量，且冷却水与轧辊接触面积较大，能使轧辊的冷却更加均匀，提高了轧辊冷却的效果，延长轧辊的寿命。
[0052]所述弧形冷却水管14为1/3圆周至1/2圆周。
[0053]所述第一夹角30的度数为15度到30度；所述第二夹角31的度数为15度到30度。
[0054]靠近所述出钢口延长线20的辅喷头15的分布密度大于远离所述出钢口延长线20的辅喷头15的分布密度。
[0055]靠近出钢口延长线20处的轧辊的温度高于远离出钢口延长线20处的轧辊的温度，在靠近出钢口延长线20处设置更多的辅喷头15可以使轧辊温度较高的地方更快降温，使整个轧辊的冷却更加均勻，提高了轧辊冷却的效果，延长了轧辊的寿命。
[0056]所述辅喷头15的出水口为梯形或楔形；
[0057]所述辅喷头15靠近辅喷头出水口 151的横截面积小于远离辅喷头出水口 151的横截面积。
[0058]所述冷却水干管10通向第一主冷却水管11处设置有第一水阀41 ；
[0059]所述冷却水干管10通向第二主冷却水管12处设置有第二水阀42。
[0060]所述第一主冷却水管11和第二主冷却水管12分别通过可更换软管16与所述冷却水干管10相连。
[0061]水阀可以用于调节冷却水的流量。辅喷头15靠近出水口 151的横截面积大，远离出水口 151的横截面积小，可以增加冷却水出口的压力，有利于冲破蒸汽膜，提高轧辊的冷却效果。
[0062]第一主冷却水管11和第二主冷却水管12通过可更换软管18与冷却水干管10相连，容易更换喷嘴，可提闻生广效率。
[0063]可更换软管18与第一主冷却水管11、第二主冷却水管12、冷却水干管10的连接接头可以是快速接头，该接头很容易拆卸。
[0064]所述冷却装置还包括支撑板16，所述支撑板16的底部设置有第一通孔161，所述支撑板的顶部设置有第二通孔162，所述第一通孔161的轴线和第二通孔162的轴线平行；
[0065]所述第一主冷却水管11穿过所述第一通孔161，所述第二冷却水管12穿过所述第二通孔162 ；
[0066]所述支撑板16的底部设置有第一螺孔163，第一调节螺栓164穿过所述第一螺孔163与第一主冷却水管11相接触；
[0067]所述支撑板16的底部上设置有第二螺孔165，第二调节螺栓166穿过第二螺孔165与所述第二主冷却水管12相接触。
[0068]所述冷却装置还包括固定杆17，所述固定杆17的轴线与所述轧辊50的轴线平行，所述固定杆17的横截面为矩形，所述固定杆17的两端分别与压辊机相连；
[0069]所述支撑板16通过卡槽沿固定杆17滑动；
[0070]所述支撑板16的中部设置有第三螺孔167，第三调解螺栓168穿过第三螺孔167与所述固定杆17相接触。
[0071]支撑板16及固定杆17的相对位置可参考图2所示。图2所示为本申请实施例的轧辊冷却装置的右视图。
[0072]本实施例中，第一调节螺母163和第二调节螺母166分别有两个，第一调节螺母163用于紧固第一主冷却水管11，第二调节螺母166用于紧固第二冷却水管12。第一调节螺母163和第二调节螺母166配合使用还可以调节第一主冷却水管11和第二主冷却水管12与轧辊50的距离。
[0073]第三调节螺母168用于紧固支撑板16和固定杆17，还可以用于调节支撑板16在固定杆17上的位置。
[0074]第一主冷却水管11和第二主冷却水管12以及支撑板16位置可调，即喷头的位置可调，在轧辊工作槽变换时，或轧辊由于磨损直径减小时，可以提高轧辊的冷却的效果。
[0075]图3、图4所示为本发明实施例的轧辊冷却装置的分布示意图。
[0076]在实际应用中，一台压辊机可以配置多个如上所述的轧辊冷却装置，图3所示配置了两个如上所述的轧辊冷却装置，图4所示为配置了三个如上所述的轧辊冷却装置。图
3、图4中和图1、图2中具有相同标号的部件具有相同或相似的结构和功能，在此不再赘述。
[0077]多个轧辊冷却装置可以共用一个固定杆17。
[0078]一台压辊机配置多个冷却装置，可以进一步提高轧辊的冷却效果。
[0079]和上述轧辊冷却装置相对应，本发明还提供了一种轧辊冷却方法，所述方法包括:
[0080]冷却水从冷却水干管10经第一主冷却水管11，从主喷头13按照第一夹角30喷出至轧辊50表面；
[0081]冷却水从冷却水干管10经过第二主冷却水管12进入弧形冷却水管14，从多个辅喷头15按照第二夹角31喷出至轧辊50表面；
[0082]其中，所述弧形冷却水管14为圆弧形，所述弧形冷却水管14的圆心与同侧的轧辊50的圆心重合；所述第一夹角30为所述主喷头13的出水方向与出钢口延长线20之间的夹角，所述第二夹角31为每个所述辅喷头15的出水方向与对应辅喷头15的径向方向的夹角，所述辅喷头15的径向方向为所述辅喷头15与所述弧形冷却水管14的连接点的中心与所述弧形冷却水管14的圆心的连线。
[0083]本发明实施例的轧辊冷却方法，采用弧形冷却水管以及多个辅喷头，弧形冷却水管与轧辊的弧度更加切合，多个辅喷头可以增加冷却水和轧辊的接触面积，可以在较短的时间里从轧辊带走更多的热量，且冷却水与轧辊接触面积较大，能使轧辊的冷却更加均匀，提高了轧辊冷却的效果，延长轧辊的寿命。
[0084]本发明的实施例中公开了一种轧辊冷却装置和冷却方法，采用弧形冷却水管以及多个辅喷头，弧形冷却水管与轧辊的弧度更加切合，多个辅喷头可以增加冷却水和轧辊的接触面积，可以在较短的时间里从轧辊带走更多的热量，且冷却水与轧辊接触面积较大，能使轧辊的冷却更加均匀，提高了轧辊冷却的效果，延长轧辊的寿命。此外，本发明的装置和方法中，喷头与轧辊的距离可调节，进一步提高了轧辊的冷却效果。
[0085]本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，通用硬件包括通用集成电路、通用CPU、通用存储器、通用元器件等，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0086]本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0087]以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种轧辊冷却装置，其特征在于，包括: 第一主冷却水管(11)，与冷却水干管(10)相连； 第二主冷却水管(12)，与所述冷却水干管(10)相连，其中，所述第一主冷却水管(11)至出钢口延长线(20)的距离小于所述第二主冷却水管(12)至所述出钢口延长线(20)的距离； 主喷头(13)，与所述第一主冷却水管(11)相连，所述主喷头(13)的出水方向与所述出钢口延长线(20)之间的夹角为第一夹角(30)； 弧形冷却水管(14)，与所述第二主冷却水管(12)相连，所述弧形冷却水管(14)为圆弧形，所述弧形冷却水管(14)的圆心与同侧的轧辊(50)的圆心重合； 多个辅喷头(15)，与所述弧形冷却水管(14)相连，每个所述辅喷头(15)的出水方向与对应辅喷头(15)的径向方向的夹角为第二夹角(31)，其中，所述辅喷头(15)的径向方向为所述辅喷头(15)与所述弧形冷却水管(14)的连接点的中心与所述弧形冷却水管(14)的圆心的连线。
2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述弧形冷却水管(14)为1/3圆周至1/2圆周。
3.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述第一夹角(30)的度数为15度到30度； 所述第二夹角(31)的度数为15度到30度。
4.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，靠近所述出钢口延长线(20)的辅喷头(15)的分布密度大于远离所述出钢口延长线(20)的辅喷头(15)的分布密度。
5.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述辅喷头(15)的出水口为梯形或楔形； 所述辅喷头(15)靠近辅喷头出水口(151)的横截面积小于远离辅喷头出水口(151)的横截面积。
6.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述第一主冷却水管(11)和第二主冷却水管(12)分别通过可更换软管(18)与所述冷却水干管(10)相连。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷却水干管(10)通向第一主冷却水管(11)处设置有第一水阀(41)； 所述冷却水干管(10)通向第二主冷却水管(12)处设置有第二水阀(42)。
8.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括支撑板(16)，所述支撑板(16)的底部设置有第一通孔(161)，所述支撑板(16)的顶部设置有第二通孔(162)，所述第一通孔(161)的轴线和第二通孔(162)的轴线平行； 所述第一主冷却水管(11)穿过所述第一通孔(161)，所述第二冷却水管(12)穿过所述第二通孔(162)； 所述支撑板(16)的底部设置有第一螺孔(163)，第一调节螺栓(164)穿过所述第一螺孔(163)与第一主冷却水管(11)相接触； 所述支撑板(16)的底部上设置有第二螺孔(165)，第二调节螺栓(166)穿过第二螺孔(165)与所述第二主冷却水管(12)相接触。
9.如权利要求8所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括固定杆(17)，所述固定杆(17)的轴线与所述轧辊(50)的轴线平行，所述固定杆(17)的横截面为矩形，所述固定杆(17)的两端分别与压辊机相连； 所述支撑板(16)通过卡槽沿固定杆(17)滑动； 所述支撑板(16)的中部设置有第三螺孔(167)，第三调解螺栓(168)穿过第三螺孔(167)与所述固定杆(17)相接触。
10.一种轧辊冷却方法，其特征在于，所述方法包括: 冷却水从冷却水干管(10)经第一主冷却水管(11)，从主喷头(13)按照第一夹角(30)喷出至轧辊(50)表面； 冷却水从冷却水干管(10)经过第二主冷却水管(12)进入弧形冷却水管(14)，从多个辅喷头(15)按照第二夹角(31)喷出至轧辊(50)表面； 其中，所述弧形冷却水管(14)为圆弧形，所述弧形冷却水管(14)的圆心与同侧的轧辊(50)的圆心重合；所述第一夹角(30)为所述主喷头(13)的出水方向与出钢口延长线(20)之间的夹角，所述第二夹角(31)为每个所述辅喷头(15)的出水方向与对应辅喷头(15)的径向方向的夹角，所述辅喷头(15)的径向方向为所述辅喷头(15)与所述弧形冷却水管(14)的连接点的中心与所述弧形冷却水管(14)的圆心的连线。
【文档编号】B21B27/10GK104226689SQ201410502138
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】胡海金, 曾麟芳, 曾建岳, 颜建 申请人:湖南三泰新材料股份有限公司