CN110449558B - 一种用于高速铸轧机的铸轧辊 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于高速铸轧机的铸轧辊，属于铸轧技术领域，包括辊芯、套装在辊芯外的辊套以及设于辊芯的轴向两端并用于封闭辊芯与辊套的密封组件；辊芯与辊套的接触面紧密配合；辊芯的外壁上开设有表面沟槽；沿着辊芯的轴向设有至少两个冷却水道，分别用作进水和回水；沿着辊芯的径向设有连通冷却水道与表面沟槽的径向通孔。本发明铸轧辊辊芯成组构成左右相对的对称辊组后，既可适用于高强铝合金薄带高速辊式铸轧生产铸机的要求，也可适用于中低速厚带辊式铸轧生产铸机的需求，尤其适应高强合金高速薄带辊式铸轧的生产铸机的需求，并具有优良的控制能力，能满足高速铸轧生产的要求。
Description
技术领域
本发明属于有色金属铸轧生产技术领域中的生产装备，具体的涉及用于薄带生产中的辊式铸轧机的关键部件，更确切的说是一种适用于针对高强合金铝薄带生产的高速铸轧机的铸轧辊。
背景技术
随着冶金工业的技术进步，在现有生产技术中，无论是薄带钢生产还是铝带铸轧生产，多采用辊式铸轧生产工艺方式生产薄带，即将熔融的铝液或钢液直接浇入一对相对旋转的铸轧辊之间，在辊子的旋转冷却作用下将液态转变成固体，并经轧制成所需要厚度的板带材。这对铸轧辊，也称为结晶辊，双辊之间预设1.5～6mm的辊缝，常规铸轧辊的线速度为0.8～2m/min，铸轧辊的内部开制水循环结构，工作时内部水温保持不超过40℃，使得铸轧辊具有一定的冷却能力，确保熔液在铸轧辊间能迅速冷却。并在铸轧的旋转下完成铸造和轧制，带材连续不断的从辊缝中轧出，形成板带材。
但由于目前普遍所使用的铸轧辊为整体结构以及内部水槽结构的不足，均存在冷却效率低、铸轧速度慢、很难以满足现代化高速生产的要求且维护更换比较繁琐等缺陷。因而为了解决这一难题和提高铸轧的生产速度、提高生产效率、降低生产成本的要求，并将铸轧速度提高到40～60m/min，因而创新性的提出了解决这一技术难题的装备。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于高速铸轧机的铸轧辊，用于解决现有技术中因冷却效率低、铸轧速度慢、操作麻烦、维护不方便或抗变形能力弱，或不能实现快速更换铸辊、生产效率极低等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于高速铸轧机的铸轧辊，提供一种高效冷却能力的、高效冷却换热的、能快速更换的、能增强铸机的铸轧能力的铸轧辊，为高速铸轧提供优良的板形质量控制能力，从而满足优质生产的一种措施。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供的一种用于高速铸轧机的铸轧辊，包括辊芯、套装在辊芯外的辊套以及设于辊芯的轴向两端并用于封闭辊芯与辊套的密封组件；所述辊芯与辊套的接触面紧密配合；所述辊芯的外壁上开设有表面沟槽；沿着辊芯的轴向设有至少两个冷却水道，分别用作进水和回水；沿着辊芯的径向设有连通冷却水道与表面沟槽的径向通孔。
进一步，所述密封组件由卡环和密封环组成，密封环镶嵌于辊芯外壁或/和辊套内壁，卡环抵止于密封环，且卡环通过设置在辊芯和辊套上的螺钉将两者固定连接。
进一步，所述密封环为耐压抗高温的“J”骨架结构或耐高温的“0”型结构。
进一步，所述冷却水道的截面结构为圆形、椭圆形、半圆形中的一种。
进一步，回水冷却水道的数量和直径大于等于进水冷却水道的数量和直径。
进一步，所述辊套的内壁设有与轴芯的表面沟槽相对应的凹槽。
进一步，所述辊芯的表面沟槽的尺寸及数量满足如下数理规律：
式中：x为表面沟槽的宽度，mm；δ为表面沟槽的深度，mm；y为两相邻表面沟槽之间的凸缘宽度，mm；L为辊芯轴向辊面的宽度，mm；n为表面沟槽的数量；m为两相邻表面沟槽之间的凸缘数量。
进一步，所述冷却水道的几何尺寸满足如下数理规律：
d2v＝k*(L*10-3)
式中：d为冷却水道的直径，m；v为冷却水道内的水流速，m/s；k为变量参数，m2/s，取值范围为0.045～0.01；L为辊芯轴向辊面的宽度，mm。
进一步，所述冷却水道内的水压大小为0.3～1.2Mpa。
进一步，还包括安装在辊芯非传动侧的水冷旋转装置，所述水冷旋转装置主要由与辊芯固定安装的轴芯、可转动的套设于轴芯外的轴套组成，轴芯内设有与辊芯的冷却水道相对应的水冷通道，轴套上设有与水冷通道连通的水嘴。
本发明的优点在于：本发明采用按照一定物性规律和数理结合的铸轧辊套，能有效快速的满足生产特征，做到根据生产品种超越快速冷却和轧制的综合性能，并能快速脱套更换，以方便维护；在确保铸轧物理特性的同时，可大大提高铸轧生产效率和确保铸轧品种质量的目的。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1显示为本发明的实施例提供的铸轧辊的新型结构示意图；
图2显示为本发明的实施例提供图1中的铸轧辊J-J剖视图；
元件标号说明：1、辊芯，2、辊套，3、表面沟槽，4、径向通孔，5、卡环，6、密封环，7、水冷旋转装置，8、冷却水道，9、螺钉。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1-2所示，本实施例中的用于高速铸轧机的铸轧辊，至少包括：辊芯1、辊套2、表面沟槽3、径向通孔4、卡环5、密封环6、水冷旋转装置7、冷却水道8、螺钉9。其中，所述辊芯1水平安装在固定装置上，并成组配对在配对装置中；所述辊套2安装在所述辊芯1上，并使所述辊套2的内表面与所述辊芯1的外表面紧密配合；所述表面沟槽3开制在所述辊芯1的外表面上；所述径向通孔4和冷却水道8开制在所述辊芯1的内部，并且表面沟槽与冷却水道通过径向通孔相连接；所述密封环6安装在所述辊芯1和辊套2之间，并镶嵌相互的壁上；所述卡环5通过螺钉9安装在所述辊芯1和辊套2上，使得辊芯与辊套形成固定式整体结构，并紧压在所述密封环6上，用于抵止密封环；所述水冷旋转装置安装在所述辊芯1的非传动侧上，并与所述冷却水道相连通，具体的，该水冷旋转装置主要由与辊芯固定安装的轴芯(未画出)、可转动的套设于轴芯外的轴套(未标记)组成，轴芯内设有与辊芯的冷却水道相对应的水冷通道(未画出)，轴套上设有与水冷通道连通的水嘴(未标记)，该结构在本申请的同日申请的另一专利中有详细介绍，在这就不赘述了。
在本实施例中，所述密封环为耐压抗高温的“J”骨架结构或耐高温的“O”型结构。
在本实施例中，所述冷却水道的截面结构为圆形、椭圆形、半圆形中的一种；而回水冷却水道的数量和直径大于等于进水冷却水道的数量和直径。如采用两个冷却水道，即一个进水冷却水道和一个回水冷却水道，其截面可采用半圆形结构；又如采用三个冷却水道，即一个进水冷却水道和两个回水冷却水道，其截面可以采用椭圆形结构；再如采用四个冷却水道，即两个进水冷却水道和两个回水冷却水道，其截面可以采用圆形结构；这样，有利于对铸轧辊内的冷却水实施快速回水。
在本实施例中，所述辊套2的内壁设有与轴芯1的表面沟槽3相对应的凹槽(未标记)，能够增加辊套与辊芯之间的冷却水空间，便于冷却铸轧。
在本实施例中，所述辊芯1安装在配对装置内，构成左右相对的对称辊系，左右对称辊系可根据生产需求进行调节。
在本实施例中，所述表面沟槽3，开制在所述辊芯表面层上，且所开槽尺寸和数量满足物性数理规律，且所描述的必须满足的数理规律方程为：
式中：x为表面沟槽的宽度，mm；δ为表面沟槽的深度，mm；y为两相邻表面沟槽之间的凸缘宽度，mm；L为辊芯轴向辊面的宽度，mm；n为表面沟槽的数量；m为两相邻表面沟槽之间的凸缘数量。
在本实施例中，所述冷却水道8，开制在所述辊芯的中心层内，且所述冷却水道的尺寸大小的开制应满足物性分布规律，并分别通至所述水冷旋转装置7上，所述的物性分布规律的进出口水道应满足如下方程：
d2v＝k*(L*10-3)
式中：d为冷却水道的直径，m；v为冷却水道内的水流速，m/s；k为变量参数，m2/s，取值范围为0.045～0.01；L为辊芯轴向辊面的宽度，mm。
本发明用于高速铸轧机的铸轧辊，根据物性要求既可适用于高强铝合金薄带高速辊式铸轧生产铸机的要求，也可适用于中低速厚带辊式铸轧生产铸机的需求，尤其适应高强合金高速薄带辊式铸轧的生产铸机的需求。
上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种用于高速铸轧机的铸轧辊，其特征在于，包括辊芯（1）、套装在辊芯外的辊套（2）以及设于辊芯的轴向两端并用于封闭辊芯与辊套的密封组件；所述辊芯与辊套的接触面紧密配合；所述辊芯的外壁上开设有表面沟槽（3）；沿着辊芯的轴向设有至少两个冷却水道（8），分别用作进水和回水；沿着辊芯的径向设有连通冷却水道与表面沟槽的径向通孔（4）；
所述辊芯的表面沟槽的尺寸及数量满足如下数理规律：
式中：x为表面沟槽的宽度，mm；δ为表面沟槽的深度，mm；y为两相邻表面沟槽之间的凸缘宽度，mm；L为辊芯轴向辊面的宽度，mm；n为表面沟槽的数量；m为两相邻表面沟槽之间的凸缘数量；
所述冷却水道的几何尺寸满足如下数理规律：
式中：d为冷却水道的直径，m；v为冷却水道内的水流速，m/s；k为变量参数，m2/s，取值范围为0.045～0.01；L为辊芯轴向辊面的宽度，mm。
2.根据权利要求1所述的用于高速铸轧机的铸轧辊，其特征在于，所述密封组件由卡环（5）和密封环（6）组成，密封环镶嵌于辊芯外壁或/和辊套内壁，卡环抵止于密封环，且卡环通过设置在辊芯和辊套上的螺钉（9）将两者固定连接。
3.根据权利要求2所述的用于高速铸轧机的铸轧辊，其特征在于，所述密封环为耐压抗高温的“J”骨架结构或耐高温的“O”型结构。
4.根据权利要求1所述的用于高速铸轧机的铸轧辊，其特征在于，所述冷却水道的截面结构为圆形、椭圆形、半圆形中的一种。
5.根据权利要求1所述的用于高速铸轧机的铸轧辊，其特征在于，回水冷却水道的数量和直径大于等于进水冷却水道的数量和直径。
6.根据权利要求1所述的用于高速铸轧机的铸轧辊，其特征在于，所述辊套的内壁设有与轴芯的表面沟槽相对应的凹槽。
7.根据权利要求1所述的用于高速铸轧机的铸轧辊，其特征在于，所述冷却水道内的水压大小为0.3～1.2Mpa。
8.根据权利要求1～7任一项所述的用于高速铸轧机的铸轧辊，其特征在于，还包括安装在辊芯非传动侧的水冷旋转装置（7），所述水冷旋转装置主要由与辊芯固定安装的轴芯、可转动的套设于轴芯外的轴套组成，轴芯内设有与辊芯的冷却水道相对应的水冷通道，轴套上设有与水冷通道连通的水嘴。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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