一种轧辊冷却系统及其冷却控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种轧辊冷却系统及其冷却控制方法，轧辊冷却系统采用外部冷却和内部冷却相结合的系统，轧辊冷却控制方法通过一系列仪表设备组成的反馈-控制回路和轧辊冷却控制模型组成的闭环控制系统来实现。使用该方法可以检测反馈计算轧辊表面和内部的温度，并通过闭环控制系统对轧辊表面各区域单独控制，可以有效控制轧辊径向以及轧辊表面周向和轴向的热凸度，减少热冲击，根据现场应用统计有效提高轧辊使用寿命一倍以上。控制模型简洁，设定和调整方便，可以精确控制轧辊表面气雾冷却喷射量，保证轧机位置连铸坯表面质量不受轧机冷却剂影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，尤其涉及一种应用在连铸环境中的低速高温大压下轧制的轧辊的冷却系统及其冷却控制方法。
技术介绍
轧辊的冷却技术对轧辊的磨损、热裂纹及剥落有重要影响。目前还没有出现应用于连铸环境中的大轧辊冷却控制技术。2010年3月9日提交的专利技术专利申请CN102189102A及2010年12月3日提交的技术专利CN202021199U等公开了一种液芯大压下轧机，该轧机的轧辊的工况条件极端恶劣，轧辊寿命是制约技术发展和降低成本的关键，如何对这种轧辊的温度进行精确控制目前还属于空白。连铸环境不同于普通轧钢环境，若对轧辊辊面直接喷水冷却会带来连铸坯各种质量缺陷。而相关
比如铝铸轧辊虽然也采用了一些冷却方法，但大多是开环粗放模式，未对轧辊温度曲线进行精确闭环控制。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种将外部冷却系统和内部冷却系统有机结合起来的轧辊冷却系统和对内部冷却系统和外部冷却系统分别进行闭环控制的轧辊冷却控制方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案:一种轧辊冷却系统，包括用于冷却双轧辊的外部冷却系统和内部冷却系统、以及轧辊冷却控制模块，其中:外部冷却系统包括用来向轧辊喷淋冷却剂的多个喷嘴，多个喷嘴按照喷淋轧辊区域的不同划分为束，每个喷嘴束都被轧辊冷却控制模块单独控制，轧辊冷却控制模块用于根据检测到的轧辊表面每一区域的温度来控制输送到相应喷嘴束的冷却剂流量；内部冷却系统包括用于冷却双轧辊内部的内冷回路，轧辊冷却控制模块还用于根据检测到的内冷回路上的冷却剂温度和流量数据算出轧辊内冷行星孔内壁表面温度并控制内冷回路上的冷却剂流量。对于上述轧辊冷却系统，外部冷却系统还包括连接到各喷嘴束上的各冷却剂输送管道、设置在各冷却剂输送管道上的电磁阀和流量计、以及设置在轧辊表面上的多个辊面温度检测元件。对于上述轧辊冷却系统，多个辊面温度检测元件的布置方式为每个轧辊表面布置四个辊面温度检测元件，其中两个位于轧辊入口侧而且另外两个位于轧辊出口侧，位于轧辊入口侧的一个辊面温度检测元件和位于轧辊出口侧的一个辊面温度检测元件位于轧辊中心并沿着轧辊中心线对称布置而且另外两个辊面温度检测元件位于距离轧辊中心左移W/2-50的位置并沿着轧辊中心线对称布置，其中W为连铸坯的宽度，单位为毫米。对于上述轧辊冷却系统，内部冷却系统还包括设置在内冷回路入口的电磁阀和第一测温元件、以及设置在内冷回路出口的流量计和第二测温元件。对于上述轧辊冷却系统，轧辊冷却控制模块包括分别用于控制轧辊外部冷却系统和内部冷却系统的外冷控制单元和内冷控制单元、与外冷控制单元相连的外冷控制数据运算单元、与内冷控制单元相连的内冷控制数据运算单元、以及分别连接外冷控制数据运算单元和内冷控制数据运算单元的轧辊冷却控制模型存储器。对于上述轧辊冷却系统，多个喷嘴为在双轧辊周围布置的四组喷嘴，其中两组位于上轧辊的出口侧和入口侧，另外两组位于下轧辊的出口侧和入口侧。对于上述轧辊冷却系统，内冷回路包括轧辊内冷行星孔和旋转接头，其中，轧辊内冷行星孔包括具有第一环形空腔和第二环形空腔的轧辊芯部、轧辊内部距离其外侧壁一定厚度位置周向均布的偶数个行星孔、将轧辊芯部的第一环形空腔与设在轧辊直径两极上相对应的两个行星孔分别相连的两个径向入孔、连接相邻行星孔相同孔端的端面周向通道、以及将轧辊芯部的第二环形空腔与设在轧辊直径两极上相对应的两个行星孔分别相连的两个径向出孔。一种轧辊冷却控制方法，包括如下步骤:第一步，确定轧辊表 面各区域对应的温度设定值以及轧辊内冷行星孔内壁表面温度设定值；第二步，根据每个区域的温度设定值确定该区域对应的喷嘴束的喷射流量初始值，根据轧辊内冷行星孔内壁表面温度设定值确定轧辊内冷回路输送的冷却剂的流量初始值，设置喷嘴束的喷射流量初始值和轧辊内冷回路的流量初始值并启动冷却过程；第三步，根据在轧辊表面每个区域上实时检测的温度值与对应区域温度设定值的偏差来调节该区域对应的喷嘴束的喷射流量，通过实时检测的轧辊内冷回路的冷却剂温度和流量数据算出轧辊内冷行星孔内壁表面温度并根据当前轧辊内冷行星孔内壁表面温度与内冷行星孔内壁表面温度设定值的偏差来调节轧辊内冷回路输送的冷却剂流量。对于上述轧辊冷却控制方法，第一步进一步包括:检测轧辊表面各区域温度后确定轧辊表面温度曲线，检测轧辊内冷回路上冷却剂温度及流量数据后算出轧辊内冷行星孔内壁表面温度，根据轧棍表面各区域的温度和轧棍内冷行星孔内壁表面温度确定轧棍径向温度曲线，再根据轧辊寿命统计优化模型确定轧辊表面各区域对应的温度设定值以及轧辊内冷行星孔内壁表面温度设定值。对于上述轧辊冷却控制方法，当前时刻轧辊内冷行星孔内壁表面温度为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轧辊冷却系统，其特征在于，包括用于冷却双轧辊（1）的外部冷却系统和内部冷却系统、以及轧辊冷却控制模块（2），其中：外部冷却系统包括用来向轧辊（1）喷淋冷却剂的多个喷嘴（31），多个喷嘴（31）按照喷淋轧辊区域的不同划分为束，每个喷嘴束都被轧辊冷却控制模块（2）单独控制，轧辊冷却控制模块（2）用于根据检测到的轧辊表面每一区域的温度来控制输送到相应喷嘴束的冷却剂流量；内部冷却系统包括用于冷却双轧辊（1）内部的内冷回路（41），轧辊冷却控制模块（2）还用于根据检测到的内冷回路（41）上的冷却剂温度和流量数据算出轧辊内冷行星孔（416）内壁表面温度并控制内冷回路（41）上的冷却剂流量。

【技术特征摘要】
1.一种轧辊冷却系统，其特征在于，包括用于冷却双轧辊(I)的外部冷却系统和内部冷却系统、以及轧辊冷却控制模块(2)，其中: 外部冷却系统包括用来向轧辊(I)喷淋冷却剂的多个喷嘴(31 )，多个喷嘴(31)按照喷淋轧辊区域的不同划分为束，每个喷嘴束都被轧辊冷却控制模块(2)单独控制，轧辊冷却控制模块(2)用于根据检测到的轧辊表面每一区域的温度来控制输送到相应喷嘴束的冷却剂流量； 内部冷却系统包括用于冷却双轧辊(I)内部的内冷回路(41 )，轧辊冷却控制模块(2)还用于根据检测到的内冷回路(41)上的冷却剂温度和流量数据算出轧辊内冷行星孔(416)内壁表面温度并控制内冷回路(41)上的冷却剂流量。2.如权利要求1所述的轧辊冷却系统，其特征在于，外部冷却系统还包括连接到各喷嘴束上的各冷却剂输送管道(32)、设置在各冷却剂输送管道(32)上的电磁阀(33)和流量计(34 )、以及设置在轧辊表面上的多个辊面温度检测元件(35 )。3.如权利要求2所述的轧辊冷却系统，其特征在于，多个辊面温度检测元件(35)的布置方式为每个轧辊(I)表面布置四个辊面温度检测元件，其中两个位于轧辊入口侧而且另外两个位于轧辊出口侧，位于轧辊入口侧的一个辊面温度检测元件(351)和位于轧辊出口侧的一个辊面温度检测元件(352)位于轧辊中心并沿着轧辊中心线对称布置而且另外两个辊面温度检测元件(353和354)位于距离轧辊中心左移W/2-50的位置并沿着轧辊中心线对称布置，其中W为连铸坯(7)的宽度，单位为毫米。4.如权利要求1所述的轧辊冷·却系统，其特征在于，内部冷却系统还包括设置在内冷回路(41)入口的电磁阀(42 )和第一测温元件(43a)、以及设置在内冷回路(41)出口的流量计(44)和第二测温元件(43b)。5.如权利要求1所述的轧辊冷却系统，其特征在于，轧辊冷却控制模块(2)包括分别用于控制轧辊外部冷却系统和内部冷却系统的外冷控制单元(21)和内冷控制单元(22)、与外冷控制单元(21)相连的外冷控制数据运算单元(23)、与内冷控制单元(22)相连的内冷控制数据运算单元(24)、以及分别连接外冷控制数据运算单元(23)和内冷控制数据运算单元(24)的轧辊冷却控制模型存储器(20)。6.如权利要求1所述的轧辊冷却系统，其特征在于，多个喷嘴(31)为在双轧辊(I)周围布置的四组喷嘴，其中两组位于上轧辊(Ia)的出口侧和入口侧，另外两组位于下轧辊(Ib)的出口侧和入口侧。7.如权利要求1所述的轧辊冷却系统，其特征在于，内冷回路(41)包括轧辊内冷孔和旋转接头(411)，其中，轧辊内冷孔包括具有第一环形空腔(414)和第二环形空腔(415)的轧辊芯部、轧辊内部距离其外侧壁一定厚度位置周向均布的偶数个行星孔(416)、将轧辊芯部的第一环形空腔(414)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宗波，王艳彪，查显文，马会文，樊有勤，阎军，李晓渝，刘文武，郭宏，
申请(专利权)人：中冶东方工程技术有限公司，中冶东方江苏重工有限公司，
类型：发明
国别省市：