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选题背景和意义轧钢机械的分类。轧钢机械可按所轧辊的材料分为轧辊钢材的和轧辊铝、铜等有色金属的两类。各类轧机的工作原理和主要结构基本相同，只是轧辊的温度、压力和速度有所差异。轧机中使用最多的是轧钢机。轧机又可分为半成品轧机和成品轧机。半成品轧机主要是开坯机，包括初轧机、板坯轧机和钢坯轧机。随着连铸机的逐步推广，某些装有连铸机的钢厂已不再使用开坯机开坯。成品轧机有型材轧机、轨梁轧机、线材轧机、厚板轧机、薄板轧机、带材轧机、箔带轧机、无缝管轧机、铜板轧机、铝板轧机和某些特殊轧机。它们的主要区别是轧辊的布置和辊的形状不同，并且在精度、刚度、强度和外形尺寸上也有很大的差别。69480
轧辊深层的金属温度由于温度升高不大，膨胀较小，就会对轧辊表面金属产生压应力；反之，当轧辊表层被冷却水急冷后，表层金属收缩，而深层的金属收缩不如表层金属大，就会对表层的金属产生一个拉应力，这种反复交变的热应力是造成轧辊产生热疲劳裂纹的根本原因。热疲劳处的金属易于剥落，除造成轧辊轧槽粗糙外热疲劳裂纹处又是一个应力集中区，是断辊的一个主要原因。因此，为防止热疲劳裂纹的产生和扩展，除选择抗热疲劳性能好的轧辊材质外，还需更准确有效地测量辊的温度分布，从而在轧辊的冷却装置上采取有力措施。
采用有效的轧辊冷却系统，不仅可以控制工作辊的形状，还可以起到润滑、清洗等作用。轧辊冷却装置可以优化轧辊利用，节约生产成本。同时，它还可以使水冷后的轧辊在修磨前和修磨后的尺寸非常稳定，这就可以保证轧辊重新装入轧机后直径和外形不会发生变化。不会影响轧机的设置和板材的质量。因此，轧辊冷却装置得到了普遍应用。
为减少疲劳产生的裂纹，必须用冷却水把轧辊从轧件处获得的热量带走，从而减小轧辊的温升，减少表层金属的热膨胀。当轧件与轧辊表面接触时，轧辊表层金属可达500~600℃。冷却水喷到炽热的轧辊表面，会形成一层气膜，覆盖其下面的轧辊表面，严重地影响了冷却效果。研究表明，当冷却水的压力达0.5MPa以上时，蒸汽膜会被冲破，从而使冷却效果明显提高。一般在高线轧机的精轧机组，冷却水的压力宜采用的范围为0.5~1MPa，在粗、中轧机组冷却水的压力亦不应低于0.3MPa。
要想对轧辊进行有效的温度控制和冷却，必须进行轧机辊子冷却效果的试验研究，通过试验研究喷嘴布置位置、喷射流量、轧辊速度等参数对冷却效果的研究，通过研究找到最佳的喷射冷却方法。论文网
轧钢机在轧制钢材时，由于钢坯的热传导、热辐射及轧辊对钢材的挤压等会把大量的热量传导到轧辊及轧辊轴承上。轧辊上的热量会降低轧辊的使用时间、缩短维修周期影响轧出型材的质量传统快速冷却装置的功能实现工作辊在轧制工作时会由于带材温度、摩擦等传统快速冷却装置通过主管路供给冷却水,由于工作辊冷却不均匀、铝板带卷曲温度控制不准确以及冷却能力不强等原因,造成工作辊非对称热变形。冷却液是控制工作辊温度的重要元素,而工作辊与冷却液间的对流换热系数是表示冷却能力的重要参数,对流换热系数是体现控制冷却装置性能的重要标志。目前,对热轧工作辊冷却效果的研究很少,因此,研究冷却结构及安装尺寸对热轧工作辊冷却效果的影响具有理论意义和实践价值。轧辊冷却很大的影响着轧辊的磨损及剥落,不恰当或不充分的冷却在轧辊表层内会造成巨大的热梯度 , 从而导致加速产生轧辊剥落的热应力。因此，本课题轧机辊子冷却效果实验装置的设计就是为了更好更快更合理的使轧机辊子冷却。