[发明专利]一种大型筒节差温轧制均匀冷却系统及方法

说明书

本申请公开了一种大型筒节差温轧制均匀冷却系统及方法，涉及轧钢冶金工艺技术领域。该冷却系统包括冷却单元、温度检测单元、数据处理单元和控制单元。冷却单元包括多个内冷却装置和多个外冷却装置；内冷却装置用于对筒节的内壁面进行射流冷却；外冷却装置用于对筒节的外壁面进行射流冷却，且多个外冷却装置与多个内冷却装置一一对应；温度检测单元包括用于实时采集筒节位于轧辊前侧的内外壁面的温度值的第一温度采集装置；数据处理单元能够接收温度值，再根据温度值，建立温度模型，并生成动态阀门模型；控制单元能够根据动态阀门模型调整内冷却装置或外冷却装置的流量。本申请同时提供了一种大型筒节差温轧制均匀冷却方法。

技术领域

本申请涉及轧钢冶金工艺技术领域，尤其涉及一种大型筒节差温轧制均匀冷却系统及方法。

背景技术

大型筒节是应用于核电、石化、煤化工等领域重大装备的关键部件之一，因为常常应用于恶劣环境，因此，对其外部质量和内在性能的要求都很高。近年来，随着我国经济的迅猛发展，对大型筒节的需求也日益增加。大型筒节几何尺寸大(直径可达8m、轴向宽度3m和径向厚度0.5m)，重量可达数百吨。

差温轧制是指在轧制过程中，边冷却边轧制，而冷却未深入到胚料内部，导致在胚料厚度方向上出现表层温度低心部温度高的分布状态。差温轧制技术可以应对大型筒节径向厚度大，轧制过程中塑性变形不均匀，易出现内外表层金属变形量大，而筒节径向中心层变形很小，甚至塑性变形难以渗透到心部，导致心部组织晶粒粗大、不均，而粗晶、晶粒不均等引起筒节组织性能降低，甚至产生裂纹导致筒节报废的问题。

但是，现有的环形冷却方式，由于冷却介质因为重力问题和喷射角度的不同，对筒节各部分的冷却会有所差别，并且随着所轧制筒节的大小厚度的改变，所需要的冷却能力也有所差别，另外，由于筒节轴向宽度方向上两边接触外界，所以冷却速度比中心慢，所以单纯的环形冷却不适用于大型筒节冷却时冷却均匀。

发明内容

本申请的实施例提供一种大型筒节差温轧制均匀冷却系统及方法，能够根据实时温度调节各个位置冷却介质的流量，保证差温轧制时形成均匀的温度梯度，从而达到更高的轧制精度，进而使轧制形成的大型筒节的内部组织更加均匀。

为达到上述目的，本申请的实施例提供了一种大型筒节差温轧制均匀冷却系统，包括冷却单元、温度检测单元、数据处理单元和控制单元；所述冷却单元包括多个内冷却装置和多个外冷却装置；所述内冷却装置用于对所述筒节的内壁面进行射流冷却；所述外冷却装置用于对所述筒节的外壁面进行射流冷却，且多个所述外冷却装置与多个所述内冷却装置一一对应；所述温度检测单元包括第一温度采集装置，所述第一温度采集装置用于实时采集所述筒节位于轧辊前侧的内外壁面的温度值；所述温度检测单元和所述数据处理单元连接；所述数据处理单元能够接收所述第一温度采集装置检测到的位于轧辊前侧的内外壁面的温度值，再根据所述位于轧辊前侧的内外壁面的温度值，建立温度模型，并生成动态阀门模型；所述内冷却装置、所述外冷却装置和所述数据处理单元均与所述控制单元连接；所述控制单元能够接收所述数据处理单元生成的动态阀门模型，并根据所述动态阀门模型调整所述内冷却装置或所述外冷却装置的流量。

进一步地，所述温度检测单元还包括第二温度采集装置，所述第二温度采集装置用于实时采集所述筒节位于轧辊后侧的内外壁面的温度值；所述数据处理单元还能够接收所述第二温度采集装置检测到的位于轧辊后侧的内外壁面的温度值，再根据所述位于轧辊后侧的内外壁面的温度值，对温度模型进行修正，并微调动态阀门模型；所述控制单元还能够接收所述数据处理单元微调后的动态阀门模型，并根据微调后的动态阀门模型调整所述内冷却装置或所述外冷却装置的流量。

进一步地，所述内冷却装置和所述外冷却装置均包括冷却喷嘴和设置在所述冷却喷嘴的入口处的带有流量计的控制阀，所述带有流量计的控制阀与所述控制单元连接。

进一步地，多个所述内冷却装置和所述轧辊中的上辊沿所述筒节的周向均布，且多个所述外冷却装置和所述轧辊中的下辊沿所述筒节的周向均布。