[發明專利]一種軋輥冷卻系統及其冷卻控制方法

有效

• 申請號: 201310115219.1
• 申請日: 2013-04-03
• 公開（公告）號: CN103143570A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 趙宗波;王艷彪;查顯文;馬會文;樊有勤;閻軍;李曉渝;劉文武;郭宏
• 申請（專利權）人: 中冶東方工程技術有限公司;中冶東方江蘇重工有限公司
• 主分類號: B21B27/08
• 分類號: B21B27/08;B21B27/10;B21B37/74
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所 11276
• 代理人: 韓龍;郭群

技術領域

本發明涉及一種軋輥冷卻系統及其冷卻控制方法，尤其涉及一種應用在連鑄環境中的低速高溫大壓下軋制的軋輥的冷卻系統及其冷卻控制方法。

背景技術

軋輥的冷卻技術對軋輥的磨損、熱裂紋及剝落有重要影響。目前還沒有出現應用于連鑄環境中的大軋輥冷卻控制技術。2010年3月9日提交的發明專利申請CN102189102A及2010年12月3日提交的實用新型專利CN202021199U等公開了一種液芯大壓下軋機，該軋機的軋輥的工況條件極端惡劣，軋輥壽命是制約技術發展和降低成本的關鍵，如何對這種軋輥的溫度進行精確控制目前還屬于空白。連鑄環境不同于普通軋鋼環境，若對軋輥輥面直接噴水冷卻會帶來連鑄坯各種質量缺陷。而相關技術領域比如鋁鑄軋輥雖然也采用了一些冷卻方法，但大多是開環粗放模式，未對軋輥溫度曲線進行精確閉環控制。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種將外部冷卻系統和內部冷卻系統有機結合起來的軋輥冷卻系統和對內部冷卻系統和外部冷卻系統分別進行閉環控制的軋輥冷卻控制方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種軋輥冷卻系統，包括用于冷卻雙軋輥的外部冷卻系統和內部冷卻系統、以及軋輥冷卻控制模塊，其中：

外部冷卻系統包括用來向軋輥噴淋冷卻劑的多個噴嘴，多個噴嘴按照噴淋軋輥區域的不同劃分為束，每個噴嘴束都被軋輥冷卻控制模塊單獨控制，軋輥冷卻控制模塊用于根據檢測到的軋輥表面每一區域的溫度來控制輸送到相應噴嘴束的冷卻劑流量；

內部冷卻系統包括用于冷卻雙軋輥內部的內冷回路，軋輥冷卻控制模塊還用于根據檢測到的內冷回路上的冷卻劑溫度和流量數據算出軋輥內冷行星孔內壁表面溫度并控制內冷回路上的冷卻劑流量。

對于上述軋輥冷卻系統，外部冷卻系統還包括連接到各噴嘴束上的各冷卻劑輸送管道、設置在各冷卻劑輸送管道上的電磁閥和流量計、以及設置在軋輥表面上的多個輥面溫度檢測元件。

對于上述軋輥冷卻系統，多個輥面溫度檢測元件的布置方式為每個軋輥表面布置四個輥面溫度檢測元件，其中兩個位于軋輥入口側而且另外兩個位于軋輥出口側，位于軋輥入口側的一個輥面溫度檢測元件和位于軋輥出口側的一個輥面溫度檢測元件位于軋輥中心并沿著軋輥中心線對稱布置而且另外兩個輥面溫度檢測元件位于距離軋輥中心左移W/2-50的位置并沿著軋輥中心線對稱布置，其中W為連鑄坯的寬度，單位為毫米。

對于上述軋輥冷卻系統，內部冷卻系統還包括設置在內冷回路入口的電磁閥和第一測溫元件、以及設置在內冷回路出口的流量計和第二測溫元件。

對于上述軋輥冷卻系統，軋輥冷卻控制模塊包括分別用于控制軋輥外部冷卻系統和內部冷卻系統的外冷控制單元和內冷控制單元、與外冷控制單元相連的外冷控制數據運算單元、與內冷控制單元相連的內冷控制數據運算單元、以及分別連接外冷控制數據運算單元和內冷控制數據運算單元的軋輥冷卻控制模型存儲器。

對于上述軋輥冷卻系統，多個噴嘴為在雙軋輥周圍布置的四組噴嘴，其中兩組位于上軋輥的出口側和入口側，另外兩組位于下軋輥的出口側和入口側。

對于上述軋輥冷卻系統，內冷回路包括軋輥內冷行星孔和旋轉接頭，其中，軋輥內冷行星孔包括具有第一環形空腔和第二環形空腔的軋輥芯部、軋輥內部距離其外側壁一定厚度位置周向均布的偶數個行星孔、將軋輥芯部的第一環形空腔與設在軋輥直徑兩極上相對應的兩個行星孔分別相連的兩個徑向入孔、連接相鄰行星孔相同孔端的端面周向通道、以及將軋輥芯部的第二環形空腔與設在軋輥直徑兩極上相對應的兩個行星孔分別相連的兩個徑向出孔。

一種軋輥冷卻控制方法，包括如下步驟：

第一步，確定軋輥表面各區域對應的溫度設定值以及軋輥內冷行星孔內壁表面溫度設定值；

第二步，根據每個區域的溫度設定值確定該區域對應的噴嘴束的噴射流量初始值，根據軋輥內冷行星孔內壁表面溫度設定值確定軋輥內冷回路輸送的冷卻劑的流量初始值，設置噴嘴束的噴射流量初始值和軋輥內冷回路的流量初始值并啟動冷卻過程；

第三步，根據在軋輥表面每個區域上實時檢測的溫度值與對應區域溫度設定值的偏差來調節該區域對應的噴嘴束的噴射流量，通過實時檢測的軋輥內冷回路的冷卻劑溫度和流量數據算出軋輥內冷行星孔內壁表面溫度并根據當前軋輥內冷行星孔內壁表面溫度與內冷行星孔內壁表面溫度設定值的偏差來調節軋輥內冷回路輸送的冷卻劑流量。