一种轧钢轧辊喷淋冷却装置的制作方法

1.本实用新型涉及热轧设备技术领域，特别是一种轧钢轧辊喷淋冷却装置。


背景技术：

2.轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件，利用一对或一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材。它主要承受轧制时的动静载荷，磨损和温度变化的影响。轧制时机械应力以及轧辊热应力有关，特别是当辊身的表面和芯部的温差大时更容易产生。这种温差可能由不良的辊冷却，冷却中断或在新的轧制周期开始时轧辊表面过热引起。轧辊的这种表面和芯部间的巨大温差引起较大的热应力，机械应力以及轧辊的残余应力超过轧辊的芯部强度时引起断辊。例如，轧辊表面和芯部间的温差在70℃时轧辊会增加100mpa的纵向热应力，温差越大，增加的热应力越大。此外，由于轧制时工件的热量传导，轧辊的表面被加热，而由于冷却过程不合理，过快或过慢都会造成表面的伤害，如过快，则表面内部晶粒变得粗大，影响韧性，易发生脆裂；而过慢，则金属中碳化物颗粒没有呈弥散分布，无法保证一定的硬层深度。
3.公开号为cn201172060的专利一种轧辊辊身喷淋冷却装置，包括喷淋管，喷淋管设置在轧辊轧前一侧，保证喷射方向与轧辊外圆喷射点切线方向的夹角α为45
°‑
50
°
，本实用新型的轧辊辊身喷淋冷却装置，调整喷淋管的喷射角度，能够保证使轧辊均匀、充分冷却，避免因为冷却问题出现的轧辊热凸度不好和轧件冷却效果不好的情况，而且由于冷却充分均匀，使轧件的冷却效果较好，可适用于高速轧钢工艺。
4.上述装置的喷淋管的冷却过程不合理，轧辊通过喷淋管1和两个喷淋管i进行冷却，轧辊前期冷却过快易发生脆裂，无法根据轧辊冷却的不同阶段，对出水角度以及出水距离进行调节，致使轧辊冷却效果难以控制，冷却效率低下。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种轧钢轧辊喷淋冷却装置。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种轧钢轧辊喷淋冷却装置，包括机架和安装在机架上的上层轧辊，还包括喷淋机构、供水机构和喷淋角度调节机构，所述上层轧辊两侧对称设置有喷淋机构，所述喷淋机构包括送水管、喷淋管、旋转接头、旋转管、扇形喷嘴、从动齿轮、第一驱动电机和主动齿轮，送水管一端转动安装在机架上，送水管另一端安装有喷淋管，喷淋管与上层轧辊平行设置，喷淋管上安装有若干等距呈直线排列的旋转接头，旋转接头另一端安装有旋转管，旋转管另一端安装有扇形喷嘴，旋转管上安装有第一从动齿轮，各第一从动齿轮啮合连接，第一驱动电机与送水管固定连接，第一驱动电机输出端安装有第一主动齿轮，第一主动齿轮与第一从动齿轮啮合连接；供水机构与送水管连接用于向送水管供水，喷淋角度调节机构与送水管传动连接，用于驱动送水管转动，以调节扇形喷嘴与上层轧辊的间距和角度。
7.优选的，所述供水机构包括高压泵、进水管、三通管和两个分支出水管，高压泵输入端与进水管连通，高压泵输出端通过三通管与两个分支出水管连通，分支出水管与送水
管一一对应，分支出水管和与其对应的送水管连通。
8.优选的，所述分支出水管上安装有电动调节阀。
9.优选的，所述送水管上固定有安装架，第一驱动电机固定安装在安装架上。
10.优选的，所述喷淋角度调节机构设置为两个，且与喷淋机构一一对应；喷淋角度调节机构包括第二驱动电机、蜗轮蜗杆减速器、第二主动齿轮和第二从动齿轮，第二驱动电机和蜗轮蜗杆减速器固定安装在机架上，第二驱动电机输出端与蜗轮蜗杆减速器输入端连接，蜗轮蜗杆减速器输出端安装有，第二主动齿轮，送水管上且位于其与喷淋管平行的管段上安装有第二从动齿轮，第二从动齿轮与第二主动齿轮啮合连接。
11.优选的，两个所述喷淋机构的扇形喷嘴交错设置。
12.与现有技术相比，本技术方案具有以下有益效果：通过首先对上层轧辊进行初冷却时，电动调节阀的开度调小，扇形喷嘴的喷射面处于垂直于上轧辊轴线的状态，使扇形喷嘴的在上层轧辊截面周向上覆盖范围最大，可增加喷射覆盖范围，使上层轧辊表面同时接触到冷却液的面积比例最大化，且水压较低，喷洒量较小，使上层轧辊以较慢的速度尽可能地均匀冷却，上层轧辊冷却到一定程度，再进行快速冷却，调节扇形喷嘴的喷射角度和喷射方向，使得扇形喷嘴的喷射面在上层轧辊轴线方向上覆盖面积最大，并更接近上层轧辊，电动调节阀开度调大，扇形喷嘴喷出高压冷却液，冲破上层轧辊表面的保护膜，提高冷却速度和冷却效果。
附图说明
13.图1为本实用新型一实施例的工作状态图一；
14.图2为本实用新型一实施例的工作状态图二；
15.图3为本实用新型一实施例的俯视图；
16.图4为本实用新型一实施例的喷淋机构的侧视图；
17.图5为本实用新型一实施例的喷淋机构的正视图；
18.图6为本实用新型的喷淋冷却装置应用于上层轧辊和下层轧辊的时的示意图；
19.图中，1、机架；2、上层轧辊；3、喷淋机构；31、送水管；32、喷淋管；33、旋转接头；34、旋转管；35、扇形喷嘴；36、第一从动齿轮；37、第一驱动电机；38、第一主动齿轮；39、安装架；4、供水机构；41、高压泵；42、进水管；43、三通管；44、分支出水管；45、电动调节阀；5、喷淋角度调节机构；51、第二驱动电机；52、蜗轮蜗杆减速器；53、第二主动齿轮；54、第二从动齿轮。
具体实施方式
20.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
21.请参考图1至图5，在本实用新型的一种实施例中，一种轧钢轧辊喷淋冷却装置，包括机架1和安装在机架1上的上层轧辊2，还包括喷淋机构3、供水机构4和喷淋角度调节机构5，上层轧辊2两侧对称设置有喷淋机构3，喷淋机构3包括送水管31、喷淋管32、旋转接头33、
旋转管34、扇形喷嘴35、从动齿轮、第一驱动电机37和主动齿轮，送水管31一端通过轴承转动安装在机架1上，送水管31另一端安装有喷淋管32，喷淋管32与上层轧辊2平行设置，请参考图5，喷淋管32上安装有若干等距呈直线排列的旋转接头33，旋转接头33另一端安装有旋转管34，旋转管34另一端安装有扇形喷嘴35，旋转管34上安装有第一从动齿轮36，各第一从动齿轮36啮合连接，第一驱动电机37与送水管31固定连接，第一驱动电机37输出端安装有第一主动齿轮38，第一主动齿轮38与第一从动齿轮36啮合连接；供水机构4与送水管31连接用于向送水管31供水，喷淋角度调节机构5与送水管31传动连接，用于驱动送水管31转动，以调节扇形喷嘴35与上层轧辊2的间距和角度。第一驱动电机37选用步进电机，可通过精确驱动第一主动齿轮38、第一从动齿轮36转动，精确驱动旋转管34、扇形喷嘴35转动90度，改变扇形喷嘴35的喷射角度；设置旋转接头33，可使得旋转管34、扇形喷嘴35可相对喷淋管32转动，同时保持与喷淋管32连通。
22.为便于向送水管31供水，同时根据冷却过程调节送水管31的供水量，请参考图3，供水机构4包括高压泵41、进水管42、三通管43和两个分支出水管44，高压泵41输入端与进水管42连通，进水管42输入端与冷却液储存容器连通，高压泵41输出端通过三通管43与两个分支出水管44连通，分支出水管44与送水管31一一对应，分支出水管44和与其对应的送水管31连通。分支出水管44上安装有电动调节阀45。通过电动调节阀45可调节分支出水管44的流量。
23.为便于将第一驱动电机37固定在送水管31上，在送水管31上固定有安装架39，第一驱动电机37固定安装在安装架39上。
24.为便于驱动喷淋机构3转动，从而调节喷淋角度和距离，请参考图1-3，喷淋角度调节机构5设置为两个，且与喷淋机构3一一对应；喷淋角度调节机构5包括第二驱动电机51、蜗轮蜗杆减速器52、第二主动齿轮53和第二从动齿轮54，第二驱动电机51和蜗轮蜗杆减速器52固定安装在机架1上，第二驱动电机51输出端与蜗轮蜗杆减速器52输入端连接，蜗轮蜗杆减速器52输出端安装有，第二主动齿轮53，送水管31上且位于其与喷淋管32平行的管段上安装有第二从动齿轮54，第二从动齿轮54与第二主动齿轮53啮合连接。第二驱动电机51选用步进电机，通过蜗轮蜗杆减速器52减速后，经过第二主动齿轮53和第二从动齿轮54的传动后，驱动送水管31转动，蜗轮蜗杆减速器52具有自锁功能，可保持送水管31的稳定。
25.为使得喷淋尽可能均匀，设置两个喷淋机构3的扇形喷嘴35交错设置。初期喷淋时，第一个喷淋机构3的扇形喷嘴35喷射未覆盖到的位置，可由另一个喷淋机构3的扇形喷嘴35喷射覆盖到。
26.本实施例的中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不再对电气控制做说明。
27.在本实施方案中：对上层轧辊2进行冷却时，高压水泵和电动调节阀45开启，电动调节阀45的开度较小，对分支出水管44进行节流，使分支出水管44的介质流量减小，高压泵41通过进水管42将冷却液泵入三通管43、分支出水管44中和送水管31、喷淋管32中，并通过旋转接头33、旋转管34送入扇形喷嘴35中，请参考图1，此时扇形喷嘴35的喷射面处于垂直于上轧辊轴线的状态，此时扇形喷嘴35的在上层轧辊2截面周向上覆盖范围最大，可增加喷
射覆盖范围，使上层轧辊2表面同时接触到冷却液的面积比例最大化，且水压较低，喷洒量较小，使上层轧辊2以较慢的速度尽可能地均匀冷却，待上层轧辊2转动预设圈数后，上层轧辊2冷却到一定程度；
28.随后启动第一驱动电机37和第二驱动电机51，请参考图2，第一驱动电机37通过第一主动齿轮38驱动第一从动齿轮36、旋转管34和扇形喷嘴35旋转90度，使得扇形喷嘴35的喷射面在上层轧辊2轴线方向上覆盖面积最大，第二驱动电机51通过第二主动齿轮53驱动第二从动齿轮54、送水管31转动一定角度，使得扇形喷嘴35下旋，更接近上层轧辊2，使扇形喷嘴35得喷射角度与上层轧辊2外圆喷射点切线方向的呈一定夹角，该夹角的角度可根据实际情况灵活调节；同时，电动调节阀45开度调大，不再对分支出水管44进行节流，使分支出水管44的介质流量增加，扇形喷嘴35喷出高压冷却液，冲破上层轧辊2表面的保护膜，提高冷却速度和冷却效果。
29.本实施方案的喷淋冷却装置应用于上层轧辊2，并且本装置也可用于对下层轧辊的喷淋冷却；请参考图6，在本装置应用于下层轧辊时，其安装位置与上层轧辊2对应的喷淋冷却装置呈镜像布置，并可根据实际需要，可在第一主动齿轮38、第一从动齿轮36外围安装防护壳体。
30.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
31.以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
33.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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
34.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特
征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。