CN114054510A - 一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊及其控制方法 - Google Patents
一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114054510A CN114054510A CN202111307202.7A CN202111307202A CN114054510A CN 114054510 A CN114054510 A CN 114054510A CN 202111307202 A CN202111307202 A CN 202111307202A CN 114054510 A CN114054510 A CN 114054510A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- roller
- heat exchange
- roll
- temperature
- temperature sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 80
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 52
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UQZIWOQVLUASCR-UHFFFAOYSA-N alumane;titanium Chemical compound [AlH3].[Ti] UQZIWOQVLUASCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000009469 supplementation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
- B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
- B21B27/08—Lubricating, cooling or heating rolls internally
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
- B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
- B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
- B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
- B21B27/08—Lubricating, cooling or heating rolls internally
- B21B2027/086—Lubricating, cooling or heating rolls internally heating internally
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
- B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
- B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
- B21B2027/103—Lubricating, cooling or heating rolls externally cooling externally
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
本发明涉及一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊及其控制方法，包括轧辊、换热翅片、辊端冷却风机、感应加热器、辊端温度传感器组、换热翅片温度传感器组；换热翅片呈三组对称布置于轧辊左右两端，可在轧辊进行感应加热时对辊端进行散热；换热翅片温度传感器组实时监控各级换热翅片温度，进而实时监控辊端温度，传感器信号反馈至控制系统，通过控制方法判断散热状态后开启轧辊两侧的辊端冷却风机进行强弱两级风冷。本发明采用换热翅片的形式对辊端进行散热，避免了水冷密封易引发漏液的问题；散热能力可通过温度信号检测后经风冷控制二次提升，辊端温度可控性强；提供了安全可靠的辊端散热方法，可自动化调控、装置简易，易于实现工业控制。
Description
技术领域
本发明涉及轧辊技术领域，尤其涉及一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊及其控制方法。
背景技术
近等温轧机作为轧制钛铝合金、镁铝合金的新兴机型，其轧辊具有温升、温控能力，从而降低轧制过程中轧件与轧辊的换热能力。为获取轧辊表面高温，通常采用辊面火焰加热、感应加热的方式，在轧辊表面形成局部高温。通过固定加热装置、旋转轧辊的形式，产生加热区与轧辊的相对转动，最终实现轧辊整体加热。但在这一过程中，热量将通过加热区持续向轧辊内部传递，其中既包括了径向传热、又包括了轴向传热。因此，此类轧辊长时间工作后极易产生因热量在轴向上过度传播而导致的辊端温升，进一步诱发轧辊轴承温升过高。当轧辊轴承温度超过其服役极限温度时，易产生轴承卡死、甚至轴承内圈过度胀形而破裂的问题。针对此类问题，现今厂商往往采用耐热轴承或提升轧辊材料耐热性的方法来提升轧辊轴承的耐热性或降低轧辊内部热量的轴向传播能力。但其作用效果有限，且在钛合金、镁铝合金轧制时，轧辊温度往往需要提升至300℃以上，该温度下轴承的耐热性将达到极限。此外，耐热轴承和耐热材料造价高昂，易导致产品生产价格激增。
除了采用耐热轴承和耐热材料，也有厂商在轧辊内部布设冷却水道，通以冷却介质实现轧辊辊温控制。但是此方法增大了轧辊表面与轧辊芯部的温度梯度，迫使轧辊表面所积聚的热量与轧辊内部的冷却水实现大规模热量交互，辊面温度难以达到同参数下实心轧辊的温度值。另外，也有厂商在实心轧辊的辊端设置密封冷却水环，但此类水环需在轧辊转动状态下进行辊端冷却，其对水环的密封性要求极高。若调控过程中出现漏液现象，液滴迸溅至加热器，易引发生产事故。为此，亟需开发一种安全可靠、辊端冷却效果明显、成本低廉的近等温轧机可加热轧辊的辊端温度控制装置。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊及其控制方法，通过辊端多级翅片与空气换热，借助翅片来扩大换热面积，实现辊端散热。辊端翅片可直接空冷，亦可经外界风源进行补风散热，其空冷模式与风冷模式转换可依托辊端多级温度传感器，实现自动调节。
本发明采用的技术方案如下：
本发明所提出的一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊及其控制方法，所述可加热轧辊包括轧辊、中部换热翅片、次边部换热翅片、边部换热翅片、温度传感器组、冷却风机和感应加热器；所述中部换热翅片、次边部换热翅片和边部换热翅片分别由内向外的对称设置在轧辊的左右两侧；所述温度传感器组分别设置在中部换热翅片、次边部换热翅片、边部换热翅片和辊身靠近辊颈一侧的端面上；所述感应加热器设置在轧辊辊身的外侧；所述冷却风机设置有两组，分别采用一组两机的模式，每组两个冷却风机呈180°分别对称布置于左侧各换热翅片和右侧各换热翅片的外围，并完全覆盖左侧各换热翅片和右侧各换热翅片。
进一步的，所述中部换热翅片、次边部换热翅片和边部换热翅片的半径Rc和厚度Hc均相等，且Rc小于轧辊半径R。
进一步的，所述轧辊辊身端部与中部换热翅片之间设置有半径为R1的过渡区；所述中部换热翅片与次边部换热翅片之间设置有半径为R2的过渡区；所述次边部换热翅片与边部换热翅片之间设置有半径为R3的过渡区；所述辊颈半径为R4，所述R1至R4保持递减关系，即R1>R2>R3>R4，用于实现辊端高温区的分级分段降温。
进一步的，所述过渡区的长度均为X1，且均远小于辊身长度H；所述辊身端部及各换热翅片与过渡区连接的部分均进行过渡圆弧处理。
进一步的，所述冷却风机分别与感应加热器之间存在距离L。
进一步的，所述温度传感器组由六个信号无线传输温度传感器构成；所述六个信号无线传输温度传感器分别沿轧辊轴心圆周均布阵列于中部换热翅片、次边部换热翅片、边部换热翅片和辊身靠近辊颈一侧的端面上。
一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊的控制方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：轧辊旋转，达到预设感应加热下的旋转速度v1，并保持该旋转速度时间t1后确定轧辊运转稳定性，排查轧辊是否与两侧轴端冷却风机和感应加热器存在干涉关系；若存在干涉关系，则立刻停转轧辊并进行干涉排查，并重复步骤1；若无干涉，则继续保持旋转并执行步骤2；
步骤2：开启感应加热器，逐步提升感应加热器功率至预设功率P1；保持轧辊旋转速度v1并旋转时间t2后，检查轧辊表面是否出现焊痕；若出现焊痕，则关闭感应加热器，并停止旋转，检查轧辊与感应加热器之间是否存在导电污染物，清除后重开感应加热器并保持轧辊旋转；
步骤3：开启各温度传感器组及其配套控制系统进行信号监控；其中，轧辊左侧边部换热翅片温度传感器组的温度采集信号为Tlb、轧辊左侧次边部换热翅片温度传感器组的温度采集信号为Tlcb、轧辊左侧中部换热翅片温度传感器组的温度采集信号为Tlz、轧辊左侧辊端温度传感器组的温度采集信号为Tlr；轧辊右侧辊端温度传感器组的温度采集信号为Trr、轧辊右侧中部换热翅片温度传感器组的温度采集信号为Trz、轧辊右侧次边部换热翅片温度传感器组的温度采集信号为Trcb、轧辊右侧边部换热翅片温度传感器组的温度采集信号为Trb；在控制系统中输入辊端温度极限值T0、轧辊中部换热翅片调控系数k1、轧辊次边部换热翅片调控系数k2、轧辊边部换热翅片调控系数k3、左右两侧温度检测波动允差值ΔT；
步骤4：通过控制系统对温度传感器组的信号进行分析，并执行一下步骤判断；具体包括：
步骤4-1：当|Tlb-Trb|≥ΔT或|Tlcb-Trcb|≥ΔT或|Tlz-Trz|≥ΔT或|Tlr-Trr|≥ΔT时，可判定此时轧辊的感应加热效果在左右两侧分布不均；需立刻停机调整感应加热器与轧辊的位置关系；若无此类温度差异，则认为感应加热良好并进行后续判断；
步骤4-2：当Tlb和Trb小于k3T0、Tlcb和Trcb小于k2T0、Tlz和Trz大于k1T0时，轧辊端部散热装置正常运转，无需开启风冷模式；
步骤4-3：当Tlb和Trb小于k3T0、Tlcb和Trcb大于k2T0、Tlz和Trz大于k1T0时，轧辊端部温度升高，中部换热翅片空冷散热能力达到极限，需开启两侧轴端冷却风机的弱级风冷模式；
步骤4-4：当Tlb和Trb大于k3T0、Tlcb和Trcb大于k2T0、Tlz和Trz大于k1T0时，轧辊端部温度升高，中部换热翅片和次边部换热翅片的空冷散热能力均达到极限，需开启两侧轴端冷却风机的强级风冷模式；
步骤4-5：当Tlb和Trb的值均大于1.2倍T0时，加热轧辊的辊端散热装置难以满足此时轧辊温度，需立刻关闭感应加热器并开启两侧轴端冷却风机的强级风冷模式，进行强制风冷；
步骤5：当加热轧辊常规感应加热停止后，关闭感应加热器，将轧辊转速调整为辊端散热速度v2，开启两侧轴端冷却风机的强级风冷模式持续供风散热，维持时间t3后，关停轧辊并关闭两侧轴端冷却风机
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明可在不降低轧辊刚度的前提下，为轧辊提供辊端散热能力。若轧辊温升较低时，可以直接通过轧辊两端的散热翅片进行散热；当轧辊温度较高时，可以开启外部风冷装置进行供风散热。辊端散热全过程由外部控制系统通过每级散热翅片的温度传感器进行过程监控与风量调整。相比于水环冷却，本发明结构简单，避免了因冷却水路密封性而引起的漏液问题。相比于调整感应加热参数和更换耐热轴承，本发明可在保持原有轧辊加热参数下进行辊端散热，不影响此类轧辊的使用温度区间且能够避免因更换耐热轴承而带来的成本增长。
附图说明
图1是本发明轧辊的结构示意图；
图2是本发明左侧辊端温度传感器组布局示意图；
图3是本发明左侧中部换热翅片温度传感器组的布局示意图；
图4是本发明左侧次边部换热翅片温度传感器组的布局示意图；
图5是本发明左侧边部换热翅片温度传感器组的布局示意图；
图6是本发明轧辊与感应加热器的空间示意图。
其中，附图标记：轧辊-1；左侧边部换热翅片-2；左侧次边部换热翅片-3；左侧中部换热翅片-4；左侧辊端冷却风机-5；感应加热器-6；右侧辊端冷却风机-7；右侧中部换热翅片-8；右侧次边部换热翅片-9；右侧边部换热翅片-10；左侧边部换热翅片温度传感器组-11；左侧次边部换热翅片温度传感器组-12；左侧中部换热翅片温度传感器组-13；左侧辊端温度传感器组-14；右侧辊端温度传感器组-15；右侧中部换热翅片温度传感器组-16；右侧次边部换热翅片温度传感器组-17；右侧边部换热翅片温度传感器组-18。
具体实施方式
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。
参见附图1至6，给出了本发明所提出的一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊及其控制方法的一个实施例的具体结构。所述可加热轧辊包括轧辊1、左侧边部换热翅片2、左侧次边部换热翅片3、左侧中部换热翅片4、左侧辊端冷却风机5、感应加热器6、右侧辊端冷却风机7、右侧中部换热翅片8、右侧次边部换热翅片9、右侧边部换热翅片10、左侧边部换热翅片温度传感器组11、左侧次边部换热翅片温度传感器组12、左侧中部换热翅片温度传感器组13、左侧辊端温度传感器组14、右侧辊端温度传感器组15、右侧中部换热翅片温度传感器组16、右侧次边部换热翅片温度传感器组17、右侧边部换热翅片温度传感器组18。
所述轧辊1是实心轧辊，材料采用9Cr2Mo，左右两侧由内向外依次对称设有中部换热翅片、次边部换热翅片和边部换热翅片。
其中，所述左侧边部换热翅片2、左侧次边部换热翅片3和左侧中部换热翅片4由外向内依次设置在轧辊1左端辊颈根部的圆周外侧；所述左侧中部换热翅片4、左侧次边部换热翅片3和左侧边部换热翅片2的半径Rc和厚度Hc均相等，且Rc小于轧辊1的半径R，本实施例中，Rc为125mm，Hc为10mm，R为140mm；所述轧辊1辊身的左侧端面与左侧中部换热翅片4之间设置有半径为R1的过渡区；所述左侧中部换热翅片4与左侧次边部换热翅片3之间设置有半径为R2的过渡区；所述左侧次边部换热翅片3与左侧边部换热翅片2之间设置有半径为R3的过渡区；所述轧辊1的辊颈半径为R4，所述R1至R4保持递减关系，即R1>R2>R3>R4，用于实现辊端高温区的分级分段降温，本实施例中，R1为100mm，R2为80mm，R3为60mm，R4为50mm。
各所述过渡区的长度均为X1，且均远小于辊身的长度H，以防止冷却部分过长而降低轧辊机械性能，本实施例中，X1为10mm，H为300mm；所述辊身端部及各换热翅片与过渡区连接的部分均进行过渡圆弧处理，连接部分进行倒角，倒角半径为3mm，以防止连接部分出现尖角而导致应力集中。所述右侧中部换热翅片8、右侧次边部换热翅片9和右侧边部换热翅片10由内向外依次设置在轧辊1右端辊颈根部的圆周外侧，且分别与左侧中部换热翅片4、左侧次边部换热翅片3和左侧边部换热翅片2对称设置；所述轧辊1辊身的右侧端面、右侧中部换热翅片8、右侧次边部换热翅片9和右侧边部换热翅片10之间同样由与左侧对称设置的过渡区相连。
所述感应加热器6设置在轧辊1辊身的外侧；各所述温度传感器组均由六个信号无线传输温度传感器构成；所述左侧边部换热翅片温度传感器组11、左侧次边部换热翅片温度传感器组12、左侧中部换热翅片温度传感器组13和左侧辊端温度传感器组14沿轧辊1轴心分别圆周均布阵列于左侧边部换热翅片2、左侧次边部换热翅片3、左侧中部换热翅片4和辊身的左侧端面上。所述右侧辊端温度传感器组15、右侧中部换热翅片温度传感器组16、右侧次边部换热翅片温度传感器组17和右侧边部换热翅片温度传感器组18沿轧辊1轴心分别圆周均布阵列于辊身、右侧中部换热翅片8、右侧次边部换热翅片9和右侧边部换热翅片10的右侧端面上。
所述冷却风机设置有左侧辊端冷却风机5和右侧辊端冷却风机7两组，分别采用一组两机的模式，其中一组两个冷却风机呈180°对称布置于左侧各换热翅片外围的上下两侧，另一组两个冷却风机呈180°对称布置于右侧各换热翅片外围的上下两侧，两组冷却风机完全覆盖左侧各换热翅片和右侧各换热翅片。且所述左侧辊端冷却风机5和右侧辊端冷却风机7分别与感应加热器6之间存在距离L，以确保两侧冷却风机与感应加热器6之间不产生位置干涉，本实施例中，L为5mm。
一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊的控制方法，包括以下步骤：
步骤1：轧辊旋转，达到预设感应加热下的旋转速度0.5m/s，并保持该旋转速度时间1min后确定轧辊运转稳定性，排查轧辊是否与左侧辊端冷却风机5、右侧辊端冷却风机7和感应加热器6存在干涉关系；若存在干涉关系，则立刻停转轧辊并进行干涉排查，并重复步骤1；若无干涉，则继续保持旋转并执行步骤2；
步骤2：开启感应加热器6，逐步提升感应加热器功率至预设功率30kw；保持轧辊旋转速度0.5m/s并旋转时间3min后，检查轧辊表面是否出现焊痕；若出现焊痕，则关闭感应加热器6，并停止旋转，检查轧辊与感应加热器6之间是否存在导电污染物，清除后重开感应加热器6并保持轧辊旋转；
步骤3：开启各温度传感器组及其配套控制系统进行信号监控，采集各温度传感器组反馈的信号；其中，轧辊左侧边部换热翅片温度传感器组11的温度采集信号为Tlb、轧辊左侧次边部换热翅片温度传感器组12的温度采集信号为Tlcb、轧辊左侧中部换热翅片温度传感器组13的温度采集信号为Tlz、轧辊左侧辊端温度传感器组14的温度采集信号为Tlr；轧辊右侧辊端温度传感器组15的温度采集信号为Trr、轧辊右侧中部换热翅片温度传感器组16的温度采集信号为Trz、轧辊右侧次边部换热翅片温度传感器组17的温度采集信号为Trcb、轧辊右侧边部换热翅片温度传感器组18的温度采集信号为Trb；在控制系统中输入辊端温度极限值90℃、轧辊中部换热翅片的调控系数0.8、轧辊次边部换热翅片的调控系数0.5、轧辊边部换热翅片的调控系数0.3、左右两侧温度检测波动允差值为3℃；
步骤4：通过控制系统对各温度传感器组的信号进行分析，并执行一下步骤判断；具体包括：
步骤4-1：前200s内，检测|Tlb-Trb|、|Tlb-Trb|、|Tlz-Trz|、|Tlr-Trr|均小于3℃，轧辊感应加热效果不存在不对称问题；
步骤4-2：当227s时刻，检测得到Trz＝72.6℃，Tlz＝71.3℃，Trcb＝21.7℃，Tlcb＝22.1℃，Trb＝10.3℃，Tlb＝10.4℃。其中，Trz超过k1T0＝72℃，但Tlcb、Trcb均小于k2T0＝45℃，Tlb、Trb均小于k3T0＝27℃，轧辊端部散热装置正常运转，无需开启风冷模式；
步骤4-3：当383s时刻，检测得到Trz＝88.3℃，Tlz＝87.6℃，Trcb＝45.8℃，Tlcb＝44.7℃，Trb＝21.3℃，Tlb＝20.7℃；其中，Trz、Tlz超过k1T0＝72℃，Trcb超过k2T0＝45℃，Tlb、Trb均小于k3T0＝27℃，可判定轧辊端部温度升高，中部换热翅片空冷散热能力达到极限，开启两侧轴端冷却风机的弱级风冷模式；
步骤4-4：当564s时刻，检测得到Trz＝89.6℃，Tlz＝88.5℃，Trcb＝47.7℃，Tlcb＝47.1℃，Trb＝27.1℃，Tlb＝26.3℃；其中，Trz、Tlz超过k1T0＝72℃，Trcb、Tlcb超过k2T0＝45℃，Trb超过k3T0＝27℃，可判定轧辊端部温度升高，中部换热翅片和次边部换热翅片的空冷散热能力均达到极限，开启两侧轴端冷却风机的强级风冷模式；
步骤5：当加热轧辊常规感应加热30min后，关闭感应加热器6，将轧辊1转速调整为辊端散热速度0.3m/s，开启左侧辊端冷却风机5和右侧辊端冷却风机7的强级风冷模式持续供风散热，维持时间15min后，关停轧辊1并关闭左侧辊端冷却风机5和右侧辊端冷却风机7。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊，其特征在于：所述可加热轧辊包括轧辊、中部换热翅片、次边部换热翅片、边部换热翅片、温度传感器组、冷却风机和感应加热器；所述中部换热翅片、次边部换热翅片和边部换热翅片分别由内向外的对称设置在轧辊的左右两侧；所述温度传感器组分别设置在中部换热翅片、次边部换热翅片、边部换热翅片和辊身靠近辊颈一侧的端面上；所述感应加热器设置在轧辊辊身的外侧；所述冷却风机设置有两组，分别采用一组两机的模式，每组两个冷却风机呈180°分别对称布置于左侧各换热翅片和右侧各换热翅片的外围，并完全覆盖左侧各换热翅片和右侧各换热翅片。
2.根据权利要求1所述的一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊，其特征在于：所述中部换热翅片、次边部换热翅片和边部换热翅片的半径Rc和厚度Hc均相等，且Rc小于轧辊半径R。
3.根据权利要求1所述的一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊，其特征在于：所述轧辊辊身端部与中部换热翅片之间设置有半径为R1的过渡区；所述中部换热翅片与次边部换热翅片之间设置有半径为R2的过渡区；所述次边部换热翅片与边部换热翅片之间设置有半径为R3的过渡区；所述辊颈半径为R4，所述R1至R4保持递减关系，即R1>R2>R3>R4，用于实现辊端高温区的分级分段降温。
4.根据权利要求3所述的一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊，其特征在于：所述过渡区的长度均为X1，且均远小于辊身长度H；所述辊身端部及各换热翅片与过渡区连接的部分均进行过渡圆弧处理。
5.根据权利要求1所述的一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊，其特征在于：所述冷却风机分别与感应加热器之间存在距离L。
6.根据权利要求1所述的一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊，其特征在于：所述温度传感器组由六个信号无线传输温度传感器构成；所述六个信号无线传输温度传感器分别沿轧辊轴心圆周均布阵列于中部换热翅片、次边部换热翅片、边部换热翅片和辊身靠近辊颈一侧的端面上。
7.一种根据权利要求1所述的具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：轧辊旋转，达到预设感应加热下的旋转速度v1，并保持该旋转速度时间t1后确定轧辊运转稳定性，排查轧辊是否与两侧轴端冷却风机和感应加热器存在干涉关系；若存在干涉关系，则立刻停转轧辊并进行干涉排查，并重复步骤1；若无干涉，则继续保持旋转并执行步骤2；
步骤2：开启感应加热器，逐步提升感应加热器功率至预设功率P1；保持轧辊旋转速度v1并旋转时间t2后，检查轧辊表面是否出现焊痕；若出现焊痕，则关闭感应加热器，并停止旋转，检查轧辊与感应加热器之间是否存在导电污染物，清除后重开感应加热器并保持轧辊旋转；
步骤3：开启各温度传感器组及其配套控制系统进行信号监控；其中，轧辊左侧边部换热翅片温度传感器组的温度采集信号为Tlb、轧辊左侧次边部换热翅片温度传感器组的温度采集信号为Tlcb、轧辊左侧中部换热翅片温度传感器组的温度采集信号为Tlz、轧辊左侧辊端温度传感器组的温度采集信号为Tlr；轧辊右侧辊端温度传感器组的温度采集信号为Trr、轧辊右侧中部换热翅片温度传感器组的温度采集信号为Trz、轧辊右侧次边部换热翅片温度传感器组的温度采集信号为Trcb、轧辊右侧边部换热翅片温度传感器组的温度采集信号为Trb；在控制系统中输入辊端温度极限值T0、轧辊中部换热翅片调控系数k1、轧辊次边部换热翅片调控系数k2、轧辊边部换热翅片调控系数k3、左右两侧温度检测波动允差值ΔT；
步骤4：通过控制系统对温度传感器组的信号进行分析，并执行一下步骤判断；具体包括：
步骤4-1：当|Tlb-Trb|≥ΔT或|Tlcb-Trcb|≥ΔT或|Tlz-Trz|≥ΔT或|Tlr-Trr|≥ΔT时，可判定此时轧辊的感应加热效果在左右两侧分布不均；需立刻停机调整感应加热器与轧辊的位置关系；若无此类温度差异，则认为感应加热良好并进行后续判断；
步骤4-2：当Tlb和Trb小于k3T0、Tlcb和Trcb小于k2T0、Tlz和Trz大于k1T0时，轧辊端部散热装置正常运转，无需开启风冷模式；
步骤4-3：当Tlb和Trb小于k3T0、Tlcb和Trcb大于k2T0、Tlz和Trz大于k1T0时，轧辊端部温度升高，中部换热翅片空冷散热能力达到极限，需开启两侧轴端冷却风机的弱级风冷模式；
步骤4-4：当Tlb和Trb大于k3T0、Tlcb和Trcb大于k2T0、Tlz和Trz大于k1T0时，轧辊端部温度升高，中部换热翅片和次边部换热翅片的空冷散热能力均达到极限，需开启两侧轴端冷却风机的强级风冷模式；
步骤4-5：当Tlb和Trb的值均大于1.2倍T0时，加热轧辊的辊端散热装置难以满足此时轧辊温度，需立刻关闭感应加热器并开启两侧轴端冷却风机的强级风冷模式，进行强制风冷；
步骤5：当加热轧辊常规感应加热停止后，关闭感应加热器，将轧辊转速调整为辊端散热速度v2，开启两侧轴端冷却风机的强级风冷模式持续供风散热，维持时间t3后，关停轧辊并关闭两侧轴端冷却风机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111307202.7A CN114054510B (zh) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | 一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111307202.7A CN114054510B (zh) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | 一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊及其控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114054510A true CN114054510A (zh) | 2022-02-18 |
| CN114054510B CN114054510B (zh) | 2022-11-15 |
Family
ID=80274722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111307202.7A Active CN114054510B (zh) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | 一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊及其控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114054510B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115253904A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-11-01 | 浙江铁狮高温材料有限公司 | 一种致密氧化锆水口芯生产设备 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1513732A (en) * | 1974-05-04 | 1978-06-07 | Wildeman A | Heat treatment by rotary cylinder |
| JPH05312652A (ja) * | 1992-05-13 | 1993-11-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 圧延ロール表面温度測定装置 |
| JPH11118370A (ja) * | 1997-10-20 | 1999-04-30 | Showa Alum Corp | 二重管式熱交換器 |
| DE10043281A1 (de) * | 2000-04-08 | 2001-10-18 | Achenbach Buschhuetten Gmbh | Walzenkühl- und/oder Schmiervorrichtung für Kaltbandwalzwerke, insbesondere Feinband- und Folienwalzwerke |
| CN202096977U (zh) * | 2011-05-31 | 2012-01-04 | 河南工业大学 | 冷却式磨辊 |
| CN203108934U (zh) * | 2013-03-08 | 2013-08-07 | 上海西重所重型机械成套有限公司 | 一种轧辊在线加热装置 |
| CN105921519A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-09-07 | 太原科技大学 | 一种镁合金板材工作辊温度控制方法与装置 |
| CN207533676U (zh) * | 2017-09-27 | 2018-06-26 | 南通聚星铸锻有限公司 | 一种液冷铸轧辊内腔表面散热结构 |
| CN208124955U (zh) * | 2018-03-26 | 2018-11-20 | 河北华林机械设备有限公司 | 一种整体型螺旋翅片管 |
| CN210098531U (zh) * | 2019-06-17 | 2020-02-21 | 江苏铭鹏装备有限公司 | 一种铸轧辊用散热性较好的辊套 |
| CN210497660U (zh) * | 2019-07-12 | 2020-05-12 | 锟泰控股温州有限公司 | 一种带有液态二氧化碳冷却的金属板带材轧机 |
| CN111219239A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-06-02 | 广州大华德盛热管理科技股份有限公司 | 散热系统 |
| CN111702015A (zh) * | 2020-06-20 | 2020-09-25 | 刘天芳 | 一种冷轧机用异常高温下辅助降温装置 |
| CN111786051A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-10-16 | 安徽云翼航空技术有限公司 | 一种无人机用软包电池组的风冷散热系统及其控制方法 |
| CN112934975A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-06-11 | 燕山大学 | 一种分段控温式rpect轧辊辊型修复装置及其方法 |
-
2021
- 2021-11-05 CN CN202111307202.7A patent/CN114054510B/zh active Active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1513732A (en) * | 1974-05-04 | 1978-06-07 | Wildeman A | Heat treatment by rotary cylinder |
| JPH05312652A (ja) * | 1992-05-13 | 1993-11-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 圧延ロール表面温度測定装置 |
| JPH11118370A (ja) * | 1997-10-20 | 1999-04-30 | Showa Alum Corp | 二重管式熱交換器 |
| DE10043281A1 (de) * | 2000-04-08 | 2001-10-18 | Achenbach Buschhuetten Gmbh | Walzenkühl- und/oder Schmiervorrichtung für Kaltbandwalzwerke, insbesondere Feinband- und Folienwalzwerke |
| CN202096977U (zh) * | 2011-05-31 | 2012-01-04 | 河南工业大学 | 冷却式磨辊 |
| CN203108934U (zh) * | 2013-03-08 | 2013-08-07 | 上海西重所重型机械成套有限公司 | 一种轧辊在线加热装置 |
| CN105921519A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-09-07 | 太原科技大学 | 一种镁合金板材工作辊温度控制方法与装置 |
| CN207533676U (zh) * | 2017-09-27 | 2018-06-26 | 南通聚星铸锻有限公司 | 一种液冷铸轧辊内腔表面散热结构 |
| CN208124955U (zh) * | 2018-03-26 | 2018-11-20 | 河北华林机械设备有限公司 | 一种整体型螺旋翅片管 |
| CN210098531U (zh) * | 2019-06-17 | 2020-02-21 | 江苏铭鹏装备有限公司 | 一种铸轧辊用散热性较好的辊套 |
| CN210497660U (zh) * | 2019-07-12 | 2020-05-12 | 锟泰控股温州有限公司 | 一种带有液态二氧化碳冷却的金属板带材轧机 |
| CN111219239A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-06-02 | 广州大华德盛热管理科技股份有限公司 | 散热系统 |
| CN111702015A (zh) * | 2020-06-20 | 2020-09-25 | 刘天芳 | 一种冷轧机用异常高温下辅助降温装置 |
| CN111786051A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-10-16 | 安徽云翼航空技术有限公司 | 一种无人机用软包电池组的风冷散热系统及其控制方法 |
| CN112934975A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-06-11 | 燕山大学 | 一种分段控温式rpect轧辊辊型修复装置及其方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115253904A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-11-01 | 浙江铁狮高温材料有限公司 | 一种致密氧化锆水口芯生产设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114054510B (zh) | 2022-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4657096B2 (ja) | 熱媒体通流ローラ装置 | |
| CN114054510A (zh) | 一种具有辊端散热功能的近等温可加热轧辊及其控制方法 | |
| US20150211572A1 (en) | Control method, program and system for controlling the bearing preload of a wind turbine and wind turbine comprising such control system | |
| CN107199244A (zh) | 连续、在线、恒温轧辊加热温控装置 | |
| CN205939215U (zh) | 一种空气预热器自动跟踪无功补偿三向自密封装置 | |
| CN216077649U (zh) | 一种可调叶顶间隙的磁悬浮鼓风机 | |
| CN114440621A (zh) | 一种锂电池回转窑的热回收循环系统、方法及介质 | |
| CN114082787A (zh) | 一种基于半导体制冷原理的轧辊辊端温度控制装置及方法 | |
| CN203548600U (zh) | 一种高温转轴支承轴承的风冷控温轴承座系统 | |
| CN111733467A (zh) | 一种高速旋转铝合金热辊及其加工方法 | |
| CN109578591B (zh) | 一种适用于变工况的干气密封装置及其调控方法 | |
| WO2024183308A1 (zh) | 轧制模具加热方法及具有加热功能的轧制加工系统 | |
| CN107436038A (zh) | 一种用于环形件的加热控制方法及加热控制系统 | |
| CN215481948U (zh) | 一种纸张淋膜机的预热装置 | |
| CN212335372U (zh) | 一种高速旋转铝合金热辊 | |
| CN113638065B (zh) | 热管组件、包括热管组件的异型斜管式热辊及其加工方法 | |
| CN201528230U (zh) | 一种发电机及其转轴 | |
| CN104561456B (zh) | 一种用于快速降温的炉体 | |
| CN213327748U (zh) | 热镀锌连续退火炉rtf高温辐射计冷却装置 | |
| CN107796848A (zh) | 探究过盈量与接触热阻间关系的装置和方法 | |
| CN106793225A (zh) | 一种用于调心滚子轴承的加热杆及加热方法 | |
| CN112747589A (zh) | 保温装置及高温炉 | |
| CN116037850B (zh) | 精密热模锻压力机温控提升精度装置及方法 | |
| US20170003074A1 (en) | Heating device for annular component and annular cavity thereof | |
| CN201817377U (zh) | 快速对流加热炉 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |