工作辊冷却装置及其使用方法.pdf

1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310659780.X(22)申请日 2023.06.05(71)申请人 广东云湾科技有限公司地址 528300 广东省佛山市顺德区北滘镇顺江社区环镇东路南2号之十八J（住所申报）(72)发明人 苏哲江民钰(74)专利代理机构 北京三聚阳光知识产权代理有限公司 11250专利代理师 周玉涛(51)Int.Cl.B21B 27/10(2006.01)B21B 13/02(2006.01)B21B 38/00(2006.01)(54)发明名称一种工作辊冷却装置及其使用方法(57)摘要本发明公开了

2、一种工作辊冷却装置及其使用方法，所述装置包括：轧机牌坊，具有第一轧机牌坊窗口以及第二轧机牌坊窗口；至少一个冷却机构，适于将冷却液喷射至上工作辊和下工作辊上，以对上工作辊和下工作辊的温度进行控制；至少一个驱动机构，与冷却机构相连接。本发明在更换上工作辊或下工作辊时，驱动冷却机构移动至第二轧机牌坊窗口内部，为上工作辊或下工作辊让开空间，以使得上工作辊或下工作辊通过第二轧机牌坊窗口正常进出轧机牌坊。且在冷却机构工作时，控制冷却机构与上工作辊和下工作辊之间的距离，把足够流量的冷却液喷射到工作辊所需要冷却的局部位置，对上工作辊和下工作辊的温度进行控制，进而对带材表面质量进行控制。权利要求书2页 说明书5

3、页 附图1页CN 116603864 A2023.08.18CN 116603864 A1.一种工作辊冷却装置，其特征在于，包括：轧机牌坊(11)，具有位于轧机牌坊前后两侧的第一轧机牌坊窗口以及位于轧机牌坊左右两侧的第二轧机牌坊窗口；至少一个冷却机构，适于将冷却液喷射至上工作辊(9)和下工作辊(10)上，以对上工作辊(9)和下工作辊(10)的温度进行控制；至少一个驱动机构，与冷却机构相连接；所述驱动机构适于在更换上工作辊(9)或下工作辊(10)时驱动冷却机构移动至第二轧机牌坊窗口内部，以使得上工作辊(9)或下工作辊(10)正常进出轧机牌坊(11)；且所述驱动机构适于在冷却机构工作时，控制冷却机

4、构与上工作辊(9)和下工作辊(10)之间的距离，以将冷却液喷射到上工作辊(9)或下工作辊(10)所需要冷却的局部位置。2.根据权利要求1所述的一种工作辊冷却装置，其特征在于，所述冷却机构包括：一个或两个相互对称的移动喷嘴总成(6)，适于向上工作辊(9)和下工作辊(10)喷射冷却液；冷却液供给系统，与移动喷嘴总成(6)的进液口相连通，所述冷却液供给系统适于向移动喷嘴总成(6)供给冷却液。3.根据权利要求2所述的一种工作辊冷却装置，其特征在于，所述移动喷嘴总成(6)包括：上工作辊冷却梁总成(13)；下工作辊冷却梁总成(14)，固定于上工作辊冷却梁总成(13)下方；若干冷却喷嘴，分别设置在上工作辊冷

5、却梁总成(13)和下工作辊冷却梁总成(14)上。4.根据权利要求3所述的一种工作辊冷却装置，其特征在于，所述冷却喷嘴上设置有控制开关，所述控制开关适于控制冷却喷嘴的流量。5.根据权利要求2所述的一种工作辊冷却装置，其特征在于，所述驱动机构包括：滑槽机构(5)，与移动喷嘴总成(6)相固定并与第二轧机牌坊窗口滑动适配；伸缩驱动组件，具有固定端和伸缩端，固定端铰接于轧机牌坊(11)上；摆臂机构(2)，一端与滑槽机构(5)相铰接，另一端与伸缩驱动组件的伸缩端相铰接，且中部铰接于轧机牌坊(11)上。6.根据权利要求5所述的一种工作辊冷却装置，其特征在于，所述伸缩驱动组件上带有位移传感器，以监测伸缩驱动组

6、件的伸缩状况，进而判断移动喷嘴总成与工作辊之间的距离。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种工作辊冷却装置，其特征在于，所述冷却机构和驱动机构均沿上工作辊或下工作辊轴向方向间隔设置有多个，以对上工作辊和下工作辊进行分段冷却。8.一种工作辊冷却装置的使用方法，其特征在于，所述方法为权利要求1至7中任意一项所述的工作辊冷却装置的使用方法，包括以下步骤：在冷却机构处于工作位时，冷却机构从第一轧机牌坊窗口伸出，从而保证冷却机构到工作辊辊面所需要的距离；冷却机构将冷却液喷射至上工作辊(9)和下工作辊(10)上，对上工作辊(9)和下工作辊(10)的温度进行控制；在更换上工作辊(9)或下工作辊(10)时

7、，驱动冷却机构移动至第二轧机牌坊窗口内部，权利要求书1/2 页2CN 116603864 A2以使得上工作辊(9)或下工作辊(10)正常进出轧机牌坊(11)。9.根据权利要求8所述的一种工作辊冷却装置的使用方法，其特征在于，所述驱动机构能够带动冷却机构移动，进而控制冷却机构与上工作辊(9)和下工作辊(10)之间的距离，将冷却液精确喷到辊面所需要控制的点位；对上工作辊(9)和下工作辊(10)的温度进行控制，通过工作辊面温度差引起带材表面温度差，进而对带材表面质量进行控制。权利要求书2/2 页3CN 116603864 A3一种工作辊冷却装置及其使用方法技术领域0001本发明涉及金属带材加工技术领

8、域，具体涉及一种工作辊冷却装置及其使用方法。背景技术0002轧机是实现金属轧制过程的设备，泛指完成轧材生产全过程的装备。轧机主要是将未成型的金属坯料轧制成管材、板材、带材等需要的金属材料形状。轧机牌坊又被称为机架，也是两片机架所组成的安装轧辊轴承座与轧辊调整装置，所以机架的形式主要是有两种，一种是打开的方式，还有一种是闭式的。闭式的机架主要是用于轧制距离比较大的初轧机或者是板带轧机；开式轧机等同于换辊，主要是用于横列式的轧机。0003由于精轧机牌坊窗口较小，安装空间受限，传统的轧机分段冷却机构都是固定在牌坊窗口内侧，且不能移动。如果轧机分段冷却机构固定安装到靠近轧辊表面位置，则会在换更换轧辊时

9、与轧辊轴承座干涉，轧辊不能正常进出轧机牌坊，出现无法正常更换轧辊的问题。0004并且若轧机分段冷却机构固定在牌坊窗口内侧，将导致喷嘴与轧辊辊面距离过长，会导致喷嘴喷出的冷却液范围变大，不能把冷却液集中喷到辊面所需要控制的点位。0005随着轧辊在使用过程中经常需要磨辊，辊径会进一步地减小，从而导致喷嘴与轧辊辊面的距离会进一步增大，而现有的轧机分段冷却机构不能很好地控制轧辊表面的温度变化，导致带材的带面板型变差，同时也影响板带材的厚度公差。发明内容0006因此，本发明要解决的技术问题在于克服传统的轧机在换更换轧辊时导致轧辊不能正常进出轧机牌坊的缺陷，以及不能把冷却液集中喷到辊面所需要控制点位的缺陷

10、，从而提供一种工作辊冷却装置及其使用方法。0007为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：0008一种工作辊冷却装置，包括：0009轧机牌坊，具有位于轧机牌坊前后两侧的第一轧机牌坊窗口以及位于轧机牌坊左右两侧的第二轧机牌坊窗口；0010至少一个冷却机构，适于将冷却液喷射至上工作辊和下工作辊上，以对上工作辊和下工作辊的温度进行控制；0011至少一个驱动机构，与冷却机构相连接；所述驱动机构适于在更换上工作辊或下工作辊时驱动冷却机构移动至第二轧机牌坊窗口内部，以使得上工作辊或下工作辊正常进出轧机牌坊；且所述驱动机构适于在冷却机构工作时，控制冷却机构与上工作辊和下工作辊之间的距离，以将冷却液喷射到上工

11、作辊或下工作辊所需要冷却的局部位置。0012进一步优化技术方案，所述冷却机构包括：0013一个或两个相互对称的移动喷嘴总成，适于向上工作辊和下工作辊喷射冷却液；说明书1/5 页4CN 116603864 A40014冷却液供给系统，与移动喷嘴总成的进液口相连通，所述冷却液供给系统适于向移动喷嘴总成供给冷却液。0015进一步优化技术方案，所述移动喷嘴总成包括：0016上工作辊冷却梁总成；0017下工作辊冷却梁总成，固定于上工作辊冷却梁总成下方；0018若干冷却喷嘴，分别设置在上工作辊冷却梁总成和下工作辊冷却梁总成上。0019进一步优化技术方案，所述冷却喷嘴上设置有控制开关，所述控制开关适于控制冷

12、却喷嘴的流量。0020进一步优化技术方案，所述驱动机构包括：0021滑槽机构，与移动喷嘴总成相固定并与第二轧机牌坊窗口滑动适配；0022伸缩驱动组件，具有固定端和伸缩端，固定端铰接于轧机牌坊上；0023摆臂机构，一端与滑槽机构相铰接，另一端与伸缩驱动组件的伸缩端相铰接，且中部铰接于轧机牌坊上。0024进一步优化技术方案，所述伸缩驱动组件上带有位移传感器，以监测伸缩驱动组件的伸缩状况，进而判断移动喷嘴总成与工作辊之间的距离。0025进一步优化技术方案，所述冷却机构和驱动机构均沿上工作辊或下工作辊轴向方向间隔设置有多个，以对上工作辊和下工作辊进行分段冷却。0026一种工作辊冷却装置的使用方法，包括

13、以下步骤：0027在冷却机构处于工作位时，冷却机构从第一轧机牌坊窗口伸出，从而保证冷却机构到工作辊辊面所需要的距离；冷却机构将冷却液喷射至上工作辊和下工作辊上，对上工作辊和下工作辊的温度进行控制；0028在更换上工作辊或下工作辊时，驱动冷却机构移动至第二轧机牌坊窗口内部，以使得上工作辊或下工作辊正常进出轧机牌坊。0029进一步优化技术方案，所述驱动机构能够带动冷却机构移动，进而控制冷却机构与上工作辊和下工作辊之间的距离，将冷却液精确喷到辊面所需要控制的点位；0030对上工作辊和下工作辊的温度进行控制，通过工作辊面温度差引起带材表面温度差，进而对带材表面质量进行控制。0031本发明技术方案，具有

14、如下优点：00321.本发明提供的一种工作辊冷却装置，在更换上工作辊或下工作辊时，通过驱动机构驱动冷却机构移动至第二轧机牌坊窗口内部，为上工作辊或下工作辊让开空间，以使得上工作辊或下工作辊通过第二轧机牌坊窗口正常进出轧机牌坊。且在冷却机构工作时，驱动机构控制冷却机构与上工作辊和下工作辊之间的距离，把足够流量的冷却液喷射到工作辊所需要冷却的局部位置，对上工作辊和下工作辊的温度进行控制，通过工作辊面温度差引起带材表面温度差，进而对带材表面质量进行控制。0033本发明不受精轧牌坊窗口紧凑的影响，分段冷却喷嘴到轧辊辊面距离精准可调，从而大大提高了带材表面质量。00342.本发明提供的一种工作辊冷却装置

15、，摆臂机构的一端与滑槽机构通过第一铰接座相铰接，摆臂机构的另一端与伸缩驱动组件的伸缩端通过第二铰接座相铰接，且摆臂机构的中部铰接于轧机牌坊上。摆臂机构的下方和上方分别进行摆动，且摆臂机构的下方和说明书2/5 页5CN 116603864 A5上方关于固定铰链点向相反的方向摆动，摆臂机构的上方发生摆动时，实现移动喷嘴总成的位置可调。00353.本发明提供的一种工作辊冷却装置，伸缩驱动组件上带有内置式位移传感器，通过位移传感器监测伸缩驱动组件的伸缩状况，进而判断移动喷嘴总成与工作辊之间的距离。若移动喷嘴总成与工作辊之间的距离符合要求，则伸缩驱动组件不再动作；若移动喷嘴总成与工作辊之间的距离不符合要

16、求，则伸缩驱动组件动作，对移动喷嘴总成与工作辊之间的距离进行调节。00364.本发明提供的一种工作辊冷却装置，冷却喷嘴上设置有控制开关，控制开关适于控制冷却喷嘴的流量。本发明还包括对带材板型质量进行检测的检测元件。本发明配合轧机检测元件可以实现每个冷却喷嘴的单独控制，从而获得优质的板带材表面质量。00375.本发明提供的一种工作辊冷却装置的使用方法，驱动机构能够带动冷却机构移动，进而控制冷却机构与上工作辊和下工作辊之间的距离，将冷却液精确喷到辊面所需要控制的点位。本发明将冷却喷嘴送到离工作辊辊面合适的位置上，大大地提高了带材表面质量。附图说明0038为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术

17、中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明提供的一种工作辊冷却装置的主视图。0040附图标记：1、油缸总成；2、摆臂机构；3、固定铰链点；4、活动铰链点；5、滑槽机构；6、移动喷嘴总成；7、上支撑辊；8、下支撑辊；9、上工作辊；10、下工作辊；11、轧机牌坊；12、带材；13、上工作辊冷却梁总成；14、下工作辊冷却梁总成；15、固定座。具体实施方式0041下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、

18、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。0042在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”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，而不是指示或暗示所指的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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。0043在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定

19、和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。说明书3/5 页6CN 116603864 A60044此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。0045实施例10046如图1所示，本发明公开了一种工作辊冷却装置，本发明公开的辊轴冷却装置应用于精轧机，轧机上设置有上工作辊9、下工作辊10、上支撑辊7、下支撑辊

20、8，上支撑辊7位于上工作辊9的上方，下支撑辊8位于下工作辊10的下方。0047一种工作辊冷却装置包括：轧机牌坊11、冷却机构、驱动机构。0048轧机牌坊11具有第一轧机牌坊窗口以及第二轧机牌坊窗口。第一轧机牌坊窗口位于轧机牌坊前后两侧，第二轧机牌坊窗口位于轧机牌坊左右两侧。轧机牌坊11的底端固定连接有固定座15。0049冷却机构设置有至少一个，冷却机构适于将冷却液喷射至上工作辊9和下工作辊10上，以对上工作辊9和下工作辊10的温度进行控制。0050驱动机构设置有至少一个，驱动机构与冷却机构相连接。0051上述一种工作辊冷却装置，在更换上工作辊9或下工作辊10时，通过驱动机构驱动冷却机构移动至第

21、二轧机牌坊窗口内部，为上工作辊9或下工作辊10让开空间，以使得上工作辊9或下工作辊10通过第二轧机牌坊窗口正常进出轧机牌坊11。且在冷却机构工作时，驱动机构控制冷却机构与上工作辊9和下工作辊10之间的距离，把足够流量的冷却液喷射到工作辊所需要冷却的局部位置。0052冷却机构包括：移动喷嘴总成6和冷却液供给系统。0053移动喷嘴总成6设置有一个或两个，当移动喷嘴总成6设置有两个时，相互对称。移动喷嘴总成6适于向上工作辊9和下工作辊10喷射冷却液。0054冷却液供给系统与移动喷嘴总成6的进液口相连通，冷却液供给系统适于向移动喷嘴总成6供给冷却液。冷却液供给系统可采用冷却液储罐、冷却液输送管、冷却液

22、输送泵，通过冷却液输送泵将冷却液储罐内的冷却液输送至移动喷嘴总成6。0055移动喷嘴总成6包括：上工作辊冷却梁总成13、下工作辊冷却梁总成14和冷却喷嘴。下工作辊冷却梁总成14固定于上工作辊冷却梁总成13下方。冷却喷嘴设置有若干，分别设置在上工作辊冷却梁总成13和下工作辊冷却梁总成14上。且冷却喷嘴倾斜设置，每一冷却喷嘴具有一定的喷射范围。0056冷却喷嘴上设置有控制开关，控制开关适于控制冷却喷嘴的流量。本发明还包括对带材板型质量进行检测的检测元件。本发明配合轧机检测元件可以实现每个冷却喷嘴的单独控制，从而获得优质的板带材表面质量。0057驱动机构包括：滑槽机构5、伸缩驱动组件和摆臂机构2。0

23、058滑槽机构5与移动喷嘴总成6相固定，并与第二轧机牌坊窗口滑动适配。0059伸缩驱动组件具有固定端和伸缩端。伸缩驱动组件的固定端铰接于轧机牌坊11上，具体地，伸缩驱动组件的中部通过铰接座铰接于与轧机牌坊11相连接的固定座15上。伸缩驱动组件为油缸总成1或气缸，也可采用其他类型的伸缩驱动结构，此处不对其具体结构进行限制。0060摆臂机构2的一端与滑槽机构5通过第一铰接座相铰接，摆臂机构2的另一端与伸缩驱动组件的伸缩端通过第二铰接座相铰接，且摆臂机构2的中部铰接于轧机牌坊11上。摆说明书4/5 页7CN 116603864 A7臂机构2与滑槽机构5的铰接点处为活动铰链点4，摆臂机构2与伸缩驱动组

24、件的伸缩端同样为活动铰链点，摆臂机构2的中部与轧机牌坊11之间为固定铰链点3，两个活动铰链点位于固定铰链点3的两侧。0061为了能够精准地控制冷却喷嘴到工作辊(即轧辊)辊面的距离，本发明伸缩驱动组件上带有内置式位移传感器，通过位移传感器监测伸缩驱动组件的伸缩状况，进而判断移动喷嘴总成与工作辊之间的距离。若移动喷嘴总成与工作辊之间的距离符合要求，则伸缩驱动组件不再动作；若移动喷嘴总成与工作辊之间的距离不符合要求，则伸缩驱动组件动作，对移动喷嘴总成与工作辊之间的距离进行调节。0062本发明还可以增加接近开关等原件，接近开关可设置在移动喷嘴总成6上。本发明可以在工作时实现自动伸进第一轧机牌坊窗口，在

25、换辊状态下自动缩回至第二轧机牌坊窗口内侧，提高了自动化程度。0063冷却机构和驱动机构均沿上工作辊或下工作辊轴向方向间隔设置有多个，以对上工作辊和下工作辊进行分段冷却。0064实施例20065本实施例公开了一种工作辊冷却装置的使用方法，该方法为实施例1的一种工作辊冷却装置的使用方法，包括以下步骤：0066在冷却喷嘴处于工作位时，带位移传感器油缸处于缩回位置，上下喷嘴总成在滑槽装置动作下从第一轧机牌坊窗口伸出，移动至第二轧机牌坊窗口，从而保证冷却喷嘴到轧辊辊面所需要的距离。冷却机构将冷却液喷射至上工作辊9和下工作辊10上，对上工作辊9和下工作辊10的温度进行控制。0067在更换上工作辊9或下工作

26、辊10时，驱动机构驱动冷却机构移动至第二轧机牌坊窗口内部，以使得上工作辊9或下工作辊10正常进出轧机牌坊11。更为具体地，当工作辊需要从牌坊里面抽出来时，带位移传感器油缸处于伸出位置，移动喷嘴总成在伸缩驱动组件及滑槽装置动作下缩回第一轧机牌坊窗口里面，从而不影响换辊。0068驱动机构在驱动冷却机构移动过程为：在带有位移传感器油缸的工作下，摆臂机构2的下方和上方分别进行摆动，且摆臂机构2的下方和上方关于固定铰链点向相反的方向摆动，摆臂机构2的上方发生摆动时，实现移动喷嘴总成的位置可调。0069驱动机构能够带动冷却机构移动，进而控制冷却机构与上工作辊9和下工作辊10之间的距离，将冷却液精确喷到辊面

27、所需要控制的点位。0070对上工作辊9和下工作辊10的温度进行控制，通过工作辊面温度差引起带材12表面温度差，进而对带材12表面质量进行控制。0071传统固定在轧机牌坊内侧分段冷却方式使喷嘴喷射的范围太广，不能把足够流量的冷却液喷射到轧辊所需要冷却的局部位置，不能精准地控制轧辊表面的温度，从而很难获得较好的带材板型。而通过本发明可以把冷却喷嘴送到离工作辊辊面合适的位置上，进而将足够流量的冷却液喷射到轧辊所需要冷却的局部位置，大大地提高了带材表面质量。0072显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。说明书5/5 页8CN 116603864 A8图1说明书附图1/1 页9CN 116603864 A9