CN101648220B - 一种轧辊冷却的在线检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轧辊冷却的在线检测方法。该方法通过对轧辊表面涂覆0.01-0.05mm的涂料，在正常生产状态下放入机架中，用冷却水喷射固定的轧辊5-6分钟，根据辊面涂料的剥落状况判断轧辊冷却水***的工作状态，从而及时发现喷嘴磨损、堵塞、偏转、框架变形等冷却问题。该方法准确、及时，能提高产能、保证生产的安全性。

Description

一种轧辊冷却的在线检测方法

技术领域

本发明涉及冶金领域中精轧机架的轧辊冷却，具体地，本发明涉及一种轧辊冷却的在线检测方法。

背景技术

热轧精轧七机架连轧机在整条轧线中属于最关键的机组，也是热轧带钢从半成品到出成品的最后机组。由于机架内的轧辊冷却水布置安装在机架导板的刮水器上，在日常生产过程中，经常因导板磨损、冲击变形及机架内废钢而造成框架变形，致使轧辊冷却水水嘴变形、脱落、位置错动而使精轧轧辊冷却出现问题。

如冷却水对工作辊的覆盖面出现偏差，喷射角发生变化，冷却水嘴喷口口径经过高压喷射发生磨损，原扇形角发生变化等，使轧辊得不到有效的冷却。热轧机轧辊的冷却出现问题是致命的，轻则会使辊型凸度发生突变，造成所轧出的带钢端面出现板形不良，使产品达不到用户要求而成为降级品或废品，重则使轧辊受热变形不均产生辊面裂纹或爆辊事故发生。

轧辊冷却水水嘴角度偏转、磨损变形、辊面覆盖不好将在精轧生产中分别带来以下问题：

1、轧辊冷却水嘴角度发生偏转会产生的问题

轧辊冷却靠安装在机架导板上的冷却水喷嘴来实现，而喷嘴的安装有严格的标准，整排喷嘴布置按图纸规定在一条中心直线上，每个喷嘴均按中心直线偏转15度。只有确保全部喷嘴偏转角在15度位置，才能确保每组冷却水喷嘴与喷嘴之间的扇形面交叉角的覆盖面得到保证，最终确保轧辊的有效冷却。一旦发生偏转角超出规定范围，扇形覆盖面就不能保证，轧辊会得不到有效冷却而产生面裂纹或爆辊等各种不可预测的故障。

2、轧辊冷却水嘴磨损变形会产生的问题

轧辊冷却水嘴使用是有一定周期的，以前在使用中由于难以确认水嘴正常周期，因此一般均在二年一次的年修时进行批量更换，没有可以确认的正常周期。但当水嘴喷口磨损到一定程度，从喷嘴喷出的水打在辊子上的压力也会发生变化，而轧辊冷却的主要依据却是流量及打击力，一旦打击力发生变化，冷却效果会明显降低。但在生产过程中要发现喷嘴磨损打击力不足，目前现有技术还没有一个可行的而又有效的手段。

3、辊面覆盖情况不好会产生的问题

热轧轧辊始终处在高温下工作，一般最低带钢温度也要在900度左右，而在喷嘴压力、流量均正常的情况下，冷却效果好坏唯一决定的就是覆盖面好坏，要确定轧辊在机架中工作，及时判断冷却水对轧辊辊面覆盖的状态，至今没有可以借鉴的方法。

以宝钢2050热连轧机为例，其投产至今已有17年，但在轧辊的安全使用方面一直是一个盲区，原设计时也未有专门的轧辊冷却水检测方法，在过去的日常生产中，由于一直没有找到很好解决方法，精轧轧辊在使用中多次出现辊面因冷却不均而造成的氧化膜异常剥落、辊面严重热裂纹、爆辊等事故发生，不但造成了大量的非计划停机时间和产能的损失，同时也经常因板形质量异议给宝钢声誉造成很大影响。目前该套轧机在轧辊冷却安全方面存在的隐患体现在以下几个方面：

1)当初设计轧机时，使用的轧辊基本都是普通的高铬辊及无限冷硬铸铁辊，对冷却的要求不是特别高，而随技术的不断发展，产品质量要求不断提高，现在都推广使用高速钢轧辊，而这种轧辊的特性对冷却要求特别高，缺少合理的冷却水检测方法则无法保证轧辊的安全使用。

2)该套轧机原来生产的产品以普碳钢为主，而现在的热轧产品以品种钢为主，机架导板及刮水器的磨损和冲击损坏比过去更加严重，随之带来的冷却水嘴变形，角度偏转、喷射角变化造成的覆盖面不均匀更为突出，也需要有一种可行的方法来及时发现各种问题。

3)目前使用的高速钢轧辊必须经常性地检查其冷却效果，而冷却效果好坏的结论没有一个量化的指标或直接的判断方法。光靠下机轧辊辊温来判断，只能发现有问题而找不到解决的方法，也使轧辊在使用中存在隐患。

4)过去生产中发现轧辊温度高，只能通过控制轧制节奏来保证轧辊的安全性，但造成轧辊温度高原因很难搞清楚。而现在通过控制轧制节奏来确保轧辊的安全性已不切实际，只有从根本上找出冷却的问题，即找到一种能够准确判断轧制水冷却问题方法的新技术，才能保证既不影响产能又确保轧辊使用的安全。

随着热轧品种钢的不断开发，被大家所关注的轧辊安全也越来越得到重视。尽管如此，发明人发现，目前针对热连轧机还没有专门针对轧辊冷却水状态的可行的方法和措施，或者没有能够提供检查关于轧辊冷却水水嘴角度偏转、磨损变形、辊面覆盖情况的相关方法。

为了尽量减少与轧辊有关的事故及对产品质量的影响，一般都利用检定修及换辊进入机架进行目测检查，如水嘴堵塞、脱落、严重变形这些显见的问题可以通过目测检查排除。但因磨损、框架变形及水嘴角度偏转等问题则难以靠目测手段来得到解决。而一旦这些隐患存在，对轧辊的正常使用带来巨大的威胁，为此急需找到一种能彻底解决隐患的方法，确保热轧轧辊在安全得到保证的情况下放心使用，同时也不断提升热轧带钢的端面质量和板形质量，满足用户的各种不同需求。

发明内容

为克服上述问题，本发明的目的在于提供一种轧辊冷却状态的在线检测方法，所述轧辊冷却状态的在线检测方法能够准确监测轧辊水冷却问题的方法，及时监控冷却水水嘴发生的堵塞、脱落、严重变形、磨损、框架变形及水嘴角度偏转等问题，保证轧辊使用的安全及产品的质量。

根据本发明的轧辊冷却状态的在线检测方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将待测轧辊涂上涂料；

(2)在正常生产状态条件下，将涂覆涂料后的轧辊装入机架内；

(3)使上述轧辊固定不动，打开轧辊冷却水，所述冷却水的水压为1bar至10bar，对辊面喷射5-6分钟；

(4)取出轧辊，根据辊面涂料的剥落状况判断轧辊冷却水的工作状态。

轧辊一般为银灰色，所选涂料的颜色需与轧辊颜色有明显区分。通常可选用普通油漆，如中蓝酚醛调和漆、深蓝酚醛调和漆、中红酚醛调和漆、深红酚醛调和漆、中黄酚醛调和漆、深黄酚醛调和漆等。

较好的是，所述轧辊辊面涂料的厚度为0.01mm-0.05mm。

较好的是，所述涂料涂覆时的干膜厚度为10～25μm/遍。

将用于测试的轧辊提前25～45分钟进行涂覆，以保证轧辊推入机架时，漆膜处于半干状态。可根据环境温度和轧辊辊面的涂料种类对涂覆的时间节点和涂覆厚度进行适应性调整，也可对特定轧辊根据多次经验总结确定的理想时间节点及涂覆厚度进行轧辊辊面涂覆。

本发明的方法可以一目了然发现轧辊在机架中的水嘴堵塞、偏转、喷射角、覆盖面及框架好坏情况，根据试验得到的情况进行相应的针对性处理，既准确又快捷，确保轧辊的安全使用。其效果和优点如下：

1.实现轧辊冷却水在线快速测试和调整：本发明的方法是采用涂覆轧辊技术对精轧机架内的导板、刮水器及安装在上面的喷嘴磨损、变形、偏转及覆盖面变化情况进行快速测试的一种最新技术方法，整个测试过程仅需12分钟。

2.实现轧辊冷却水在线直观准确判断：在喷嘴压力、流量均正常的情况下，冷却效果好坏唯一决定的就是覆盖面好坏，本发明技术方法可以直观的判断到轧辊的工作状态，对冷却水喷嘴的角度偏转、喷射角变化造成的覆盖面不均匀等问题的判断一目了然，特别对个别轧辊冷却水喷嘴的打击力能够准确判断，克服了以往在生产过程中无法发现个别喷嘴在磨损后打击力不足的问题。

附图说明

图1是本发明中轧辊冷却时的工作示意图。

图中机组为整条轧线的最后机组，其中，1.上轧辊，2.下轧辊，3.上机架冷却装置，4.下机架冷却装置，5.上切水板，6.下切水板。

具体实施方式

当发现轧辊温度升高时，可采用如下方法对轧辊的冷却***进行检测。

实施例1

1)轧辊辊面涂覆：

涂覆在轧辊辊面的涂料选用原则：有足够的附着力，同时能够在10bar轧辊冷却水的打击下，清晰地留存轧辊冷却水的打击轨迹。本实施例中选择中蓝酚醛调和漆(F03-1，标准号Q/GHTC25)，该调和漆具有良好的光泽和物理机械性能，可在常温下干燥，也可低温烘干。准备需要安装检查轧辊冷却水的轧辊，将用于测试的轧辊提前25-45分钟进行涂覆并备于机旁待用，保证轧辊推入机架时，漆膜处于半干状态。在25℃的环境温度下，轧辊辊面涂覆的涂料厚度控制在0.01mm～0.05mm，用刷涂方法涂刷均匀，涂刷的干膜厚度为10～25μm/遍；

2)在线位置确认：当在线的轧辊抽出后停掉轧辊冷却水，将准备好的涂覆轧辊辊装入机架内，并将导板打入机架，保持在正常生产时的轧辊状态，把辊缝压倒一般生产时的位置，见图1。图1中的机组为整条轧线的最后机组，上机架冷却装置3和下机架冷却装置4喷射的冷却水分别用于冷却上轧辊1和下轧辊2，上切水板5和下切水板6分别用于阻挡上机架冷却装置3和下机架冷却装置4喷射的冷却水；用手电确认辊缝位置是否合理；

3)在线轧辊冷却水设定：装入机架的油漆辊不允许转动，用手电确认各种实际位置，然后将轧辊冷却水全部打开，通过精轧操作台轧辊冷却水主控画面进行水压设定，将水压控制在1bar～10bar；

4)在线轧辊冷却水打击：涂覆轧辊装入机架内后，用轧辊冷却水喷射约5～6分钟后即关闭冷却水；(如果时间喷射过长会将辊面油漆其它部位也喷掉，不利于确认，过短有可能达不到所要的效果)；

5)轧辊离线确认：将测试涂覆轧辊从机架内抽出，进行辊面的涂覆涂料的剥落情况确认，检查轧辊冷却水的实际覆盖面及角度，获得确定的轧辊冷却水在线的工作状态；

6)在线冷却水喷嘴调整：通过对辊面油漆情况的确认，从中能直观地看到实际轧辊在机架工作时的冷却效果，根据存在问题针对性对相应喷嘴采取调整或更换等措施。

参照表1的标准对轧辊冷却水的工作状态进行判断。

通过对测试后的油漆辊进行目测，如果发现在辊面上的痕迹有不是一个方向偏转，打击痕迹显示混乱无规则，利用换辊及定修时间，派相关有经验的专业人员，对对应的喷嘴集管进行逐个检查，并进行偏转角调整，在目测无问题的情况下，再次安排油漆辊测试，直到原来问题已得到解决即认为正常。

轧辊冷却水嘴磨损变形的解决方法：

从测试的油漆辊辊面剥落情况，利用换辊及定修时间进行专门逐个喷嘴确认，用手电检查喷嘴口径，并对应油漆辊面具体情况，针对性进行检查，结合水嘴上机时间、机架近期有无废钢等情况，决定是否喷嘴更换，在目测无问题的情况下，再次安排油漆辊测试，当原来问题已得到解决即认为正常。

辊面覆盖情况不好的解决方法：

从测试的油漆辊辊面覆盖情况，利用换辊及定修时间进行专门喷嘴确认，用手电检查喷嘴口径，偏转角、对水嘴安装的机架刮水板框架，综合对框架进行测试，主要确认框架对中度，变形情况、挂角磨损等，作相应处理，并再次进行油漆辊测试，以确认问题是否得到解决。

涂覆轧辊辊面确认的定性方法：

当装入机架内的油漆辊在各机械位置与平时正常工作时的轧辊一样时，打开轧辊冷却水5～6分钟，然后我们将油漆辊抽出机架进行目测，如果被打击处的辊面油漆剥落均匀，或油漆面被水打击的痕迹清晰、覆盖面没有搭击不到的现象，打击痕迹恰在轧辊希望的圆周角度上，基本认为没有太大问题，否则则判定有问题。

涂覆轧辊辊面确认的定量方法：

当被抽出的油漆轧辊，目测确认辊面油漆基本没有剥落，或打击痕迹很不清晰，按要求所有喷嘴均以15度偏转，在轧辊上确认痕迹不规则，如果超过喷嘴数量1/4部分，原则上对机架进行检查确认，并根据该机架在生产过程中辊面氧化膜剥落情况，再跟踪其辊温具体情况，最终决定停机处理与否。

实施例2

所述涂料为深蓝酚醛调和漆，涂料涂覆方法为喷涂，喷涂时的干膜厚度为10-15μm/遍，水压为7bar-10bar，其他同实施例1。

实施例3

所述涂料为深红酚醛调和漆，喷涂时的干膜厚度为15-25μm/遍，水压控制为1bar-5bar。其他同实施例1.

表1本发明轧辊冷却的判断标准及对策

状态	判断标准	对策
			喷嘴磨损	覆盖面从60mm-100mm	超过上限即更换
喷嘴堵塞	1、喷嘴畅通无异物堵塞；2、辊面打击轨迹连续、无缺损。	1、目测喷嘴内有异物及时疏通；2、辊面打击轨迹不连续或缺损疏通无效及时更换喷嘴。
			喷嘴偏转	1、辊面打击轨迹齐整；2、喷嘴打击偏转角15±1度。	将相应位置的喷嘴偏转角调整至15度。
切水板偏斜	两侧辊面打击轨迹与轧辊母线偏离控制在2mm。	1、通过切水板框架挂角调整至合格；2、无法调整更换切水板总成。

由上可知，本发明的轧辊冷却的在线检测方法可以准确判断轧辊冷却水的工作状态，由此，可及时发现冷却水喷嘴磨损、堵塞、偏转等问题，提高了轧辊的产能，保证了轧辊生产的安全性。

Claims (2)

1.一种轧辊冷却的在线检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将待测轧辊涂上涂料，所述轧辊辊面涂料的厚度为0.01-0.05mm；

(2)待涂料膜处于半干状态时，在正常生产状态条件下，将涂覆涂料后的轧辊装入机架内；

(3)使上述轧辊固定不动，打开轧辊冷却水，所述冷却水的水压为1bar至10bar，对辊面喷射5-6分钟；

(4)取出轧辊，根据辊面涂料的剥落状况判断轧辊冷却水的工作状态：

涂覆轧辊辊面确认的定性方法：

当装入机架内的涂料辊在各机械位置与平时正常工作时的轧辊一样时，打开轧辊冷却水5～6分钟，然后将涂料辊抽出机架进行目测，如果被打击处的辊面涂料剥落均匀，或涂料面被水打击的痕迹清晰、覆盖面没有打击不到的现象，打击痕迹恰在轧辊希望的圆周角度上，基本认为没有太大问题，否则则判定有问题；

涂覆轧辊辊面确认的定量方法：

当被抽出的涂料轧辊，目测确认辊面涂料基本没有剥落，或打击痕迹很不清晰，按要求所有喷嘴均以15度偏转，在轧辊上确认痕迹不规则，如果超过喷嘴数量1/4部分，原则上对机架进行检查确认，并根据该机架在生产过程中辊面氧化膜剥落情况，再跟踪其辊温具体情况，最终决定停机处理与否；两侧辊面打击轨迹与轧辊母线偏离控制在2mm则判断切水板正常。

2.根据权利要求1所述的轧辊冷却的在线检测方法，其特征在于，所述涂料涂覆时的干膜厚度为10～25μm/遍。

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