[发明专利]一种冷却控制系统及监测和调整卷取机芯轴温度的方法

说明书

本发明涉及一种用于金属制品的卷取机芯轴(102、202、302、402、502、602)的冷却控制系统，其包括：具有多个扇区(109)的内轴(108、308)；外部卷筒，其作为一个整体包含同轴的所述内轴，并且在周向上细分为多个段(104)，所述段(104)与所述扇区直接或间接耦合连接；以及芯轴的内部和/或外部冷却系统。所述段通过所述内轴的轴向运动，在径向上可相对于所述内轴移动，从而导致卷筒的径向展开或折叠。所述芯轴还具有一组温度检测传感器(130、132、134、136、234、236、332、336、43N、53N、63N、3N)。本文还描述了一种监测和调整卷取机芯轴的温度的方法。

技术领域

本发明涉及一种位于热轧机下游的内冷和/或外冷的卷取机芯轴的冷却控制系统。

该概念的核心是出自热轧机的金属产品的卷取机芯轴，包括：

(a)具有多个扇区的内轴；

(b)一个外部卷筒，其作为整体包含同轴的所述内轴，并在周向上细分为多个部分，所述多个部分以直接或间接耦合方式与所述扇区连接，其中，间接耦合连接是通过楔块实现的，该楔块与所述任何一个扇区相连并插在所述段和所述扇区之间；

(c)芯轴的内部和/或外部冷却系统；

其中，由于卷筒的段和内轴的扇区之间的直接或间接耦合连接，所述段可通过所述内轴的轴向运动而相对于所述内轴沿径向移动，确定随后的卷筒径向展开或折叠。

背景技术

在地下卷取机上运行的芯轴用于在热轧生产线上卷取轧制带钢，如下所示，参考图3。

例如在文件US3658274中描述的传统芯轴是通过径向可扩展段系统制成的，这是由于楔块与相对于芯轴轴向移动的锥形轴的动作相耦合，从而增加或减少所述段和所述轴之间的相互距离。关于根据现有技术的这种芯轴的示例的更详细的公开，请参考图1和图2的描述。文件EP0870555A1中公开了传统芯轴的另一示例。

在这个卷取步骤和等待下一个带钢的中间步骤中，芯轴被冷却。该操作采用最先进的两种方法：在外部通过用室温下的水直接向芯轴主体浇灌，而内部则通过适当的分配渠道将水流失掉。由于卷材(热轧钢卷，卷绕温度在600-700℃左右)的存在，高温区域的冷却会产生不均匀的热膨胀。当部件的一部分相对于其余部分重复地被加热和冷却时，受这种热变化影响的区域在加热时膨胀，而在冷却时收缩。这意味着同一区域承受着由于阻力和弹性模量降低而产生的压缩力，当该区域被加热时，可以达到屈服应力，而当该区域冷却时，会产生拉应力。上述情况的重复出现，表明在芯轴主体上发生热冲击，并因此产生连续的疲劳循环。这些现象会导致段的外罩上形成裂纹或内部部件的形态变化，随着时间的推移，这些裂纹会逐渐增加，直至部件在使用过程中发生故障。或者，他们要求制造商及早更换它们，并支付所有相关费用。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺点。因此，有必要限制这些重要的热变化，以降低芯轴内部热疲劳的发生概率，同时提高部件的使用寿命。

该问题的解决方法是采用一种能够监测芯轴重要部件温度、控制冷却从而限制热疲劳现象的系统。

该目标是通过金属制品(尤其是带钢)卷取机芯轴的冷却控制系统实现的，该金属制品出自最初所述的那种热轧，特别之处是，该芯轴具有

(d)一组温度测量传感器，该系统还包括一个控制单元，适用于：

-接收芯轴中测量的温度数据，

并提供了一种算法：

-将上述数据与温度标称值进行比较，

-根据温度测量值与温度目标标称值之间的差值，增加、减少或保持冷却液流量恒定。