CN110193586B - 非晶喷带用结晶器辊套冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非晶喷带用结晶器辊套冷却装置,所述结晶器包括辊芯，所述辊芯上套装有辊套，所述辊套的内壁上设置有冷却槽，所述辊芯和所述辊套之间套装有与所述冷却槽连通的分流装置；所述辊芯轴向中部安装有冷却水输送管轴，所述辊芯内设置有连通所述冷却水输送管轴和所述分流装置的冷却流道；冷却水通过冷却水输送管轴进入到冷却流道内，通过分流装置分流到冷却槽内，对辊套的表面进行冷却，冷却槽分布在辊套的内壁上，增大冷却水与铜合金辊套的接触面积，提高辊套的冷却效果，同时提高铜合金辊套冷却的均匀性，提高了带材的非晶化程度。
Description
技术领域
本发明涉及非晶喷带制造设备技术领域，尤其涉及一种能够提高结晶器冷却效果与温度一致性的非晶喷带用结晶器辊套结构。
背景技术
非晶合金是由超急冷凝固技术，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，没有晶态合金的晶粒、晶界存在。这种非晶合金具有很多独特的性能，如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高的强度、硬度和韧性，高的电阻率和机电耦合性能等。在非晶合金制备过程中，关键技术所在为结晶器的冷却效果与结晶器辊套冷却的一致性，结晶器的降温速度越快，带材的非晶化越好，结晶器喷带过程中合金辊套表面的温度一致性越好，喷出的带材版型越好。
在非晶喷带过程中，从喷嘴喷射出的铁水呈平面流状，该平面流喷射至高速旋转的结晶器铜合金辊套上，利用铜合金辊套的导热率高的特性，将1400℃的钢水瞬间冷却至200℃以下，形成非晶薄带。在长时间喷带过程中，与平面流长时间接触的辊套部分由于温度过高会产生一定的膨胀，且与平面流接触的辊套处中间膨胀大，两边膨胀小，进而导致喷带用喷嘴与铜合金辊套间距(行业内称为辊嘴间距)呈现中间小，两边大的现象，从而导致非晶带材中间薄、两边厚，带材厚度不均匀。而且由于带材中间与两边冷却速度不同，导致喷出的非晶带材出现圆弧形的翘边现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高结晶器冷却效果与温度一致性的非晶喷带用结晶器辊套冷却装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：非晶喷带用结晶器辊套冷却装置,所述结晶器包括辊芯，所述辊芯上套装有辊套，所述辊套的内壁上设置有冷却槽，所述辊芯和所述辊套之间套装有与所述冷却槽连通的分流装置；所述辊芯轴向中部安装有冷却水输送管轴，所述辊芯内设置有连通所述冷却水输送管轴和所述分流装置的冷却流道。
作为一种优选的技术方案，所述冷却槽包括多个设置在所述辊套的内壁上且轴向延伸的横向冷却槽，所述辊套的内壁上还设置有多个周向延伸并与所述横向冷却槽连通的纵向冷却槽；所述横向冷却槽与所述分流装置连通。
作为一种优选的技术方案，所述分流装置包括位于所述辊芯和所述辊套之间的分水套，所述分水套的中央设置有多个周向环状分布的分水孔，所述分水套上设置有多个周向环状分布且位于所述分水孔一侧的第一回水孔，所述分水套上还设置有多个周向环状分布且位于所述分水孔另一侧的第二回水孔。
作为一种优选的技术方案，所述第一回水孔设置在靠近所述冷却水输送管轴出水侧的所述分水套上，所述第二回水孔设置在靠近所述冷却水输送管轴进水侧的所述分水套上，所述第二回水孔的孔径大于所述第一回水孔的孔径。
作为一种优选的技术方案，所述分水孔、所述第一回水孔和所述第二回水孔均与所述横向冷却槽一一对应并连通。
作为一种优选的技术方案，所述冷却水输送管轴包括轴本体，所述轴本体的一端设置有轴向延伸且与所述冷却流道的进水口连通的总进水通道，所述轴本体的另一端设置有轴向延伸且与所述冷却流道的出水口连通的总出水通道。
作为一种优选的技术方案，所述冷却流道包括设置在所述辊芯上且径向延伸的冷却进水流道，所述冷却进水流道一侧的所述辊芯上设置有径向延伸的冷却回水流道，所述辊芯面向所述分流装置的外周壁上设置有周向延伸的分水环槽，所述分水环槽与所述冷却进水流道和所述分流装置连通，所述分水环槽两侧的所述辊芯的外周壁上分别设置有周向延伸的回水环槽，两个所述回水环槽之间设置有汇集流道，所述汇集流道与所述冷却回水流道连通。
由于采用了上述技术方案，非晶喷带用结晶器辊套冷却装置,所述结晶器包括辊芯，所述辊芯上套装有辊套，所述辊套的内壁上设置有冷却槽，所述辊芯和所述辊套之间套装有与所述冷却槽连通的分流装置；所述辊芯轴向中部安装有冷却水输送管轴，所述辊芯内设置有连通所述冷却水输送管轴和所述分流装置的冷却流道；冷却水通过冷却水输送管轴进入到冷却流道内，通过分流装置分流到冷却槽内，对辊套的表面进行冷却，冷却槽分布在辊套的内壁上，增大冷却水与铜合金辊套的接触面积，提高辊套的冷却效果，同时提高铜合金辊套冷却的均匀性，提高了带材的非晶化程度。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例辊套的剖视图；
图3是图2中的A-A向剖视图；
图中：11-辊芯；12-冷却进水流道；13-冷却回水流道；14-分水环槽；15-回水环槽；21-辊套；22-横向冷却槽；23-纵向冷却槽；31-分水套；32-分水孔；33-第一回水孔；34-第二回水孔；41-轴本体；42-总进水通道；43-总出水通道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1所示，非晶喷带用结晶器辊套冷却装置,所述结晶器包括辊芯11，所述辊芯11上套装有辊套21，所述辊套21的内壁上设置有冷却槽，如图2和图3所示，所述冷却槽包括多个设置在所述辊套21的内壁上且轴向延伸的横向冷却槽22，所述辊套21的内壁上还设置有多个周向延伸并与所述横向冷却槽22连通的纵向冷却槽23；所述辊芯11和所述辊套21之间套装有与所述冷却槽连通的分流装置；所述分流装置包括位于所述辊芯11和所述辊套21之间的分水套31，所述分水套31的中央设置有多个周向环状分布的分水孔32，所述分水套31上设置有多个周向环状分布且位于所述分水孔32一侧的第一回水孔33，所述分水套31上还设置有多个周向环状分布且位于所述分水孔32另一侧的第二回水孔34。所有的所述第一回水孔33呈环形分布在所述分水套31上，所有的所述第二回水孔34也呈环形分布在所述分水套31上。所述第一回水孔33设置在靠近所述冷却水输送管轴出水侧的所述分水套31上，所述第二回水孔34设置在靠近所述冷却水输送管轴进水侧的所述分水套31上，辊芯11内的冷却水输送管轴设置冷却水均流设计，因为所述第二回水孔34的回水路径比所述第一回水孔33的回水路径长，回水管路长的第二回水孔34孔径截面大于回水管路相对短的第一回水孔33孔径截面，以补偿不同回水管流量损失带来的冷却不均问题，使得流经铜合金辊套21两侧端的流量更均匀，提高铜合金辊套21整体的温度一致性，使得带材非晶化一致性更好；所述分水孔32、所述第一回水孔33和所述第二回水孔34均与所述横向冷却槽22一一对应并连通。
所述辊芯11的轴向中部安装有冷却水输送管轴，所述辊芯11内设置有连通所述冷却水输送管轴和所述分流装置的冷却流道；所述冷却水输送管轴包括轴本体41，所述轴本体41的一端设置有轴向延伸且与所述冷却流道的进水口连通的总进水通道42，所述轴本体41上设置有用于连通总进水通道42和所述冷却流道的管孔，所述轴本体41的另一端设置有轴向延伸且与所述冷却流道的出水口连通的总出水通道43，所述轴本体41上设置有用于连通总出水通道43和所述冷却流道的管孔。
所述冷却流道包括设置在所述辊芯11上且径向延伸的冷却进水流道12，所述冷却进水流道12一侧的所述辊芯11上设置有径向延伸的冷却回水流道13，所述辊芯11面向所述分流装置的外周壁上设置有周向延伸的分水环槽14，所述分水环槽14与所述冷却进水流道12和所述分流装置的分水孔32连通，所述分水环槽14两侧的所述辊芯11的外周壁上分别设置有周向延伸的回水环槽15，两个所述回水环槽15之间设置有汇集流道(图中未示出)，所述汇集流道与所述冷却回水流道13、所述分流装置的所述第一回水孔33和所述第二回水孔34连通。所述冷却回水流道13位于冷却进水流道12的一侧并与所述第一回水孔33同侧设置，所述第一回水孔33回流到所述冷却回水流道13的路程相对于第二回水孔34回流到所述冷却回水流道13的路程短。
工作时，冷却水通过总进水通道42和进水口进入到冷却进水流道12内，通过冷却进水流道12进入到分水环槽14内，通过分水环槽14进入到分水套31的分水孔32内，通过分水孔32进入到辊套21的冷却槽内，在冷却槽内循环到分水套31的第一回水孔33和第二回水孔34，冷却水通过第一回水孔33和第二回水孔34分别进入到相应的回水环槽15内，通过汇集流道进入到冷却回水流道13，再通过冷却回水流道13进入到总出水通道43，完成一个冷却循环过程。
为提高结晶器的冷却效果，本发明采用横向冷却槽22与纵向冷却槽23相互交错的开槽方式，增大冷却水与铜合金辊套21的接触面积，提高辊套21的冷却效果，同时提高铜合金辊套21冷却的均匀性，提高了带材的非晶化程度。同时结晶器辊套21内的冷却水输送管轴采用中间均流进水，沿辊套21横向冷却槽22向两侧端回水并汇流的结构方式，提高铜合金辊套21中间的冷却效果，提高了结晶器辊套21的温度一致性，减小喷带过程中铜合金辊套21中间的膨胀度；在提高带材非晶化的同时，改善带材出现的翘边现象，提高辊嘴间距的一致性，改善了带材版型。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.非晶喷带用结晶器辊套冷却装置，所述结晶器包括辊芯，所述辊芯上套装有辊套，其特征在于：所述辊套的内壁上设置有冷却槽，所述辊芯和所述辊套之间套装有与所述冷却槽连通的分流装置；所述辊芯轴向中部安装有冷却水输送管轴，所述辊芯内设置有连通所述冷却水输送管轴和所述分流装置的冷却流道；
所述冷却槽包括多个设置在所述辊套的内壁上且轴向延伸的横向冷却槽，所述辊套的内壁上还设置有多个周向延伸并与所述横向冷却槽连通的纵向冷却槽；所述横向冷却槽与所述分流装置连通；
所述分流装置包括位于所述辊芯和所述辊套之间的分水套，所述分水套的中央设置有多个周向环状分布的分水孔，所述分水套上设置有多个周向环状分布且位于所述分水孔一侧的第一回水孔，所述分水套上还设置有多个周向环状分布且位于所述分水孔另一侧的第二回水孔；所述第一回水孔设置在靠近所述冷却水输送管轴出水侧的所述分水套上，所述第二回水孔设置在靠近所述冷却水输送管轴进水侧的所述分水套上，所述第二回水孔的孔径大于所述第一回水孔的孔径；
所述冷却水输送管轴包括轴本体，所述轴本体的一端设置有轴向延伸且与所述冷却流道的进水口连通的总进水通道，所述轴本体的另一端设置有轴向延伸且与所述冷却流道的出水口连通的总出水通道；
所述冷却流道包括设置在所述辊芯上且径向延伸的冷却进水流道，所述冷却进水流道一侧的所述辊芯上设置有径向延伸的冷却回水流道，所述冷却进水流道与所述总进水通道连通设置，所述冷却回水流道与所述总出水通道连通设置，所述辊芯面向所述分流装置的外周壁上设置有周向延伸的分水环槽，所述分水环槽与所述冷却进水流道和所述分流装置的所述分水孔连通，所述分水环槽两侧的所述辊芯的外周壁上分别设置有周向延伸的回水环槽，冷却水通过所述第一回水孔和所述第二回水孔分别进入到相应的所述回水环槽内，两个所述回水环槽之间设置有汇集流道，所述汇集流道与所述冷却回水流道连通。
2.如权利要求1所述的非晶喷带用结晶器辊套冷却装置，其特征在于：所述分水孔、所述第一回水孔和所述第二回水孔均与所述横向冷却槽一一对应并连通。
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