在轧制过程中，对轧辊进行冷却有三个目的，一是防止轧辊过热最终导致剥落；二是防止辊面温度过高，致使辊面组织发生变化，影响轧辊耐磨性和轧材表面质量；三是延长热疲劳裂纹形成的展。轧辊受热主要来自与轧件的接触，但是轧件变形对轧辊受热也有一定的影响。通常认为轧件与轧辊接触区的温度是轧件温度和轧辊温度的平均值。所以轧辊与轧件接触的辊面瞬间温度可达到500℃左右。特别是无头轧制技术的引入，对轧辊承受条件的要求更加苛刻，如何使辊面温度快速冷却极为重要。理想的冷却系统应当是呈环形分布的一系列喷嘴，这些喷嘴能保证向轧槽喷射出持续、充足的水流，在这些喷嘴中，靠近出口导卫处应为主喷嘴，从此喷嘴喷出的水量为整个轧槽上总水量的30%，喷射角度为20º～30º，此喷嘴的作用是保证把冷却水迅速喷到轧槽中刚刚脱离轧件的部位上，这一点特别重要。水压控制在0.5MPa以上，单辊每槽水量不低于300L/min，应保证有70%～80%的水量在出口侧。冷却水必须全部冲在轧槽内。由于下辊的冷却条件比上辊差，因此下辊的水量比上辊要适当多一些。冷却水要进行沉淀，并尽可能降低固体粒子的含量。

尽管每套轧机的轧辊水冷装置、冷却方式、冷却水量、水压及喷嘴角度都有较大的差别。但是，降低轧辊辊面温度，保持均匀温度分布的轧辊冷却，确保辊面的冷却效果，对于提高轧辊的使用寿命和改善轧材表面质量都是至关重要的。在冷却方式和水压相近的情况下，增加轧辊的冷却水量对降低轧辊温度、减少辊面热裂纹具有显著的效果。