專利名稱：用于在高湍流動態(tài)下冷卻軋輥的冷卻裝置和冷卻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于在高湍流流動動態(tài)(high turbulence cooling, HTC)用于冷卻可能具有變化的直徑的軋輥(或滾筒)的新的方法。所述 方法-故稱為高湍流動態(tài)的工作滾筒的冷卻法(high turbulence work roll cooling, HTRC)。有利地，所述側(cè)板的曲度對應(yīng)于設(shè)備上所使用的軋輥的最大曲度。 [20按照一優(yōu)選的實(shí)施方式，所述前表面包括一板體或一板材，所述
噴嘴被定位或加工在所ii^體或板材上，所述噴嘴的開口由小孔構(gòu)成，所
述小孔具有筆直的軸向截面。

圖1A和1B示意性示出兩實(shí)施方式，其顯示了現(xiàn)有技術(shù)的(扁平 噴嘴)在熱軋線上的工作軋輥的冷卻頭的原理。圖1A和1B示意性顯示現(xiàn)有技術(shù)的用于軋制機(jī)中的工作滾筒的一 冷卻設(shè)備，且在該示例中，所述冷卻設(shè)備或者具有安裝在獨(dú)立管道上的噴 嘴(圖1A)，或者具有安設(shè)在一模件上的噴嘴(圖1B)。 一對滾筒包括 一上滾筒1和一下滾筒2，兩滾筒在相反的方向上旋轉(zhuǎn)，以驅(qū)使鋼帶3前 進(jìn)。 一冷卻裝置4A位于上滾筒處，所述冷卻裝置4A具有調(diào)節(jié)配件，所述 調(diào)節(jié)配件設(shè)有面對上滾筒1的扁平噴嘴40。 一冷卻裝置4B位于下滾筒處， 所述冷卻裝置4B具有調(diào)節(jié)配件，所述調(diào)節(jié)配件設(shè)有面對下滾筒2的扁平圖3顯示低溫管(Cryotron )探頭隨時(shí)間變化的溫度降低的比較， 該低溫管探頭被用來在8巴的水壓力下工作的帶有扁平噴嘴的傳統(tǒng)冷卻設(shè) 備21 (灰色表示)和在2.4巴的水壓力下工作(僅在下軋輥處)的具有諸 如以上所述的板的本發(fā)明的冷卻設(shè)備22 (黑色表示)之間確定傳遞系數(shù) (coefficient de transfert)。在對應(yīng)軋輥的圓周上的不同測量點(diǎn)的各情況 下，已經(jīng)描繪出不同的曲線。圖3顯示，在本發(fā)明的裝置的情況下，具有更大的冷卻均勻度。
[52用具有一 HRTC噴頭樣機(jī)的熱軋機(jī)已經(jīng)成功實(shí)施工業(yè)試驗(yàn)(見圖 4，在下軋輥上的HTRC模件和在上軋輥上的傳統(tǒng)的冷卻模件)。新系統(tǒng) 的主要優(yōu)點(diǎn)在于，能耗較低、冷卻水分布均勻、更大的冷卻性能以及在軋 輥表面處測量到的溫度中的較小的^t度。
[53圖5根據(jù)從發(fā)動機(jī)一側(cè)開始計(jì)算的滾筒上的寬度的測量位置顯示 下軋輥和上軋輥之間的溫度差(正方形下軋輥上的HTRC;三角形現(xiàn) 有技術(shù))。性能十分相似。如果同時(shí)在上軋輥和下軋輥處進(jìn)行HTRC冷卻， 相對于以現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)(未示出)獲得的性能，軋輥溫度低至少7°C。
[54與現(xiàn)有技術(shù)的冷卻系統(tǒng)相比較，更小的且有利地介于2巴和4巴 之間的水流壓力已經(jīng)足夠。這允許例如在一年的周期內(nèi)大量的節(jié)約。
[55從第一試驗(yàn)開始，通過使用本發(fā)明的冷卻設(shè)備，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)工作滾 筒的較少的磨損的趨勢。圖6顯示冷卻對工作滾筒(圖4的設(shè)備)的表面 退化的影響。四張上方的圖對應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的以扁平噴嘴對上滾筒的冷卻。 下方的l、 2和4號圖對應(yīng)于本發(fā)明的下滾筒的冷卻；3號圖對應(yīng)于現(xiàn)有技 術(shù)的下滾筒的冷卻。圖7詳細(xì)顯示，在一典型的軋制運(yùn)動之后，上滾筒(經(jīng) 典冷卻，左側(cè))和下滾筒(HTRC冷卻，右側(cè))的各自的表面狀態(tài)。
[56最近，已經(jīng)實(shí)施一新項(xiàng)目以確定在軋制長形產(chǎn)品的情況下的HTC 冷卻程度。
權(quán)利要求
1.用于軋制長形或扁平產(chǎn)品的軋機(jī)機(jī)座，所述軋機(jī)機(jī)座包括工作軋輥(1、2)和用于冷卻所述工作軋輥(1、2)的冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻裝置包括冷卻頭，所述冷卻頭呈箱體(6A、6B)的形狀，所述箱體(6A、6B)除位于距所述軋輥(1、2)短距離處的前表面(42)之外，自身基本是密封的；并且，在所述前表面(42)中，多個噴嘴(41)已經(jīng)按照二維圖案被加工或定位，設(shè)有用于供應(yīng)冷卻液體的供應(yīng)部件的所述箱體(6A、6B)，在其前表面(42)處為凹形和圓柱形，所述前表面(42)具有這樣的半徑，從而，當(dāng)所述冷卻裝置處于工作位置時(shí)，沿徑向方向的在所述前表面(42)和所述軋輥(1、2)的表面之間的距離從所述箱體(6A、6B)最靠近輥縫(9)的端部開始并遠(yuǎn)離所述正在軋制的產(chǎn)品地逐漸增大。
2. 按照權(quán)利要求1所述的軋機(jī)機(jī)座，其特征在于，所述冷卻頭(6A、 6B)配設(shè)有一下方的橫板(5、 7)，所述下方的橫板(5、 7)相對于所述 軋輥(1、 2)縱向設(shè)置且位于距所述軋輥(1、 2)這樣的一距離處所述 下方的橫板(5、 7)與所述箱體的所述前表面(42)相配合，以便保證對 冷卻液體流的控制以及保證將所述冷卻液體流按高湍流的墊體的形式加以 限定。
3. 按照權(quán)利要求2所述的軋機(jī)機(jī)座，其特征在于，所述冷卻頭(6A， 6B)還設(shè)置有可調(diào)節(jié)的側(cè)板(8)，所述可調(diào)節(jié)的側(cè)板(8)被設(shè)置在所述 軋輥(1、 2)的橫向端部一側(cè)且位于距所述軋輥(1、 2)這樣的一距離處 所述側(cè)板(8 )與所述箱體的所述前表面(42 )相配合且與所述下方的橫板(5、 7)相配合，以便保證對所述冷卻液體流的控制以及保證將所述冷卻 液體流按高湍流墊體的形式加以限定。
4. 按照權(quán)利要求3所述的軋機(jī)機(jī)座，其特征在于，所述側(cè)板(8)的 曲度對應(yīng)于設(shè)備上所使用的軋輥(1、 2)的最大曲度。
5. 按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軋機(jī)機(jī)座，其特征在于，所述前 表面(42)包括一板體或一板材，所述噴嘴(41)被定位或加工在所述板體或板材上，所述噴嘴的開口由小孔構(gòu)成，所述小孔具有筆直的軸向截面。
6. 按照權(quán)利要求5所述的軋機(jī)機(jī)座，其特征在于，所述噴嘴(41)的 開口具有圓形的、正方形的或橢圓形的橫截面。
7. 按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軋機(jī)機(jī)座，其特征在于，所述前 表面(42)的圓柱形的凹形表面的半徑具有一數(shù)值，該數(shù)值大于軋輥(1、 2)半徑的預(yù)定的最大值，所述最大值限制可使用的軋輥尺寸范圍。
8. 按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軋機(jī)機(jī)座，其特征在于，所述噴 嘴(41)的加工圖案被選擇成用于在所述軋輥(1、 2)的整個表面上， 尤其是在所述軋輥的寬度上，盡可能均勻地冷卻所述軋輥。
9. 按照權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的軋機(jī)機(jī)座，其特征在于，所述 噴嘴(41)的加工圖案由在所述前表面(42)的所述板中的開口的數(shù)量、 位置和直徑或尺寸確定。
10. 按照權(quán)利要求9所述的軋機(jī)機(jī)座，其特征在于，所述開口按照一 確定的網(wǎng)進(jìn)行加工，并且上述圖案通過封閉某些開口獲得。
11. 按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軋機(jī)機(jī)座，其特征在于，所述 冷卻液體包括水。
12. 軋機(jī)機(jī)座的工作軋輥的方法，其通過使用按照上述權(quán)利要求中任 一項(xiàng)所述的冷卻裝置，冷卻所述工作軋輥，所述軋才幾機(jī)座用于軋制一長形 產(chǎn)品或扁平產(chǎn)品，尤其是一金屬帶(3)，其特征在于-把所述冷卻頭設(shè)置在所述軋輥的表面附近，以產(chǎn)生介于5mm至 200mm之間、位于所述箱體(6A、 6B)的前表面(42)和所述禮輥(1、 2)的所述表面之間的一空間，所述空間按離開輥縫(9)的方式以及按遠(yuǎn) 離所述正在軋制的產(chǎn)品的方式逐漸增大；-為所述冷卻頭供應(yīng)冷卻液體——優(yōu)選地為水，且通過所述噴嘴 (41)，將所述水注射進(jìn)入所述空間，所述噴嘴(41)具有直徑在lmm 至6mm之間的開口；-調(diào)節(jié)冷卻液體的壓力到一數(shù)值，所述數(shù)值介于1巴至6巴之間，且 調(diào)節(jié)比流量介于IOO m"小時(shí)/m2至500m"小時(shí)/m2之間，以便在上述空間 內(nèi)產(chǎn)生一高湍流動態(tài)的液體墊。
13. 按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述箱體(6A、 6B)內(nèi)的所述冷卻液體的壓力小于4巴。
14. 按照權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述冷卻液體的壓力介于2巴至4巴之間。
15. 按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)所述下方的橫板(5、 7)和所述軋輥(1、 2)之間的距離，以便在所述縫隙中獲得介于2m/s至10m/s、且優(yōu)選地大于3m/s的液體比流量。
16. 按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)所述側(cè)板以具有介于Omm至10mm之間的最小開口度。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于軋制長形或扁平產(chǎn)品的軋機(jī)機(jī)座，所述軋機(jī)機(jī)座包括工作軋輥(1、2)和用于冷卻所述工作軋輥(1、2)的冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻裝置包括冷卻頭，所述冷卻頭呈箱體(6A、6B)的形狀，所述箱體(6A、6B)除位于距所述軋輥(1、2)短距離處的前表面(42)之外，自身基本是密封的；并且，在所述前表面中，多個噴嘴(41)已經(jīng)按照一確定的網(wǎng)被加工與定位，所述箱體(6A、6B)在其前表面(42)處為凹形和圓柱形。箱體(6A、6B)還設(shè)有橫板(5、7)和側(cè)板(8)，所述側(cè)板與箱體的前表面(42)相配合，以便保證對冷卻液體流的控制以及保證將冷卻液體流限定為高湍流墊體的形狀。由此隨所產(chǎn)生的湍流作用而引起的溫度降低，在表面上獲得軋輥?zhàn)罴训木鶆虻睦鋮s。
文檔編號B21B27/10GK101600519SQ200780051081
公開日2009年12月9日 申請日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月9日
發(fā)明者D·王德舒朗, H·于伊特德布魯克斯, J-F·諾維勒, P·旺波克 申請人:冶金研究Asbl中心