[实用新型]一种具有新型内芯结构的冷却辊

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种冷却辊，具体涉及一种适用于非晶态合金铸带设备所用的具有新型内芯结构的冷却辊，属于传热技术领域。

背景技术

非晶合金是近几十年来国际上发展非常热门且极具战略性意义的新型材为之一，现有技术中非晶合金通常采用快速凝固技术设备，即将特定成分的合金熔液通过喷嘴浇注在连续运动的冷却体上或冷却液中，合金熔液快速凝固而形成非晶态合金。非晶态合金的平面流铸造技术，已被广泛应用于非晶态合金薄带的生产过程中，在非晶态合金平面流铸造设备有中，冷却体是设备的重要组成部分之一，冷却体的冷却能力直接影响非晶带材的性能和质量，在非晶态合金的平面流铸带设备中，已被广泛采用的冷却体是采用循环水冷却的铜辊，当合金熔液通过喷嘴浇筑在水冷铜辊的外表面时，由于铜具有较大的导热系统，使合金熔液的热量通过热传导迅速传到铜辊的内表面，铜辊的内表面有冷却水通过，因此热量被循环冷却水带走。

非晶带材的制备工艺对冷却辊面温度要求严格，因为辊面与熔融金属直接接触，决定着金属的冷却速度和成型质量，一般情况下，当熔融金属凝固时释放的热量不能及时由冷却辊套外表面传至内表面而被冷却水带走，将会导致辊套表面温度升高，金属液的冷却速度下降，最终得不到非晶组织。因此，优化冷却辊的结构，调整工艺参数，将冷却辊温度场控制在一定温度值内，对获得高质量的非晶态合金带具有重要的意义。

中国专利文献CN103418764A公开了一种生产非晶纳米晶软磁材料的冷却辊装置，其主要包括辊基体、辊套、两个盖板和主轴，主轴上设有辊基体，辊基体外圆侧设有辊套，辊基体两侧分别设有两个盖板，并且通过辊套相连，两个盖板外周边设有与辊套相配合的凸环，辊基体外圆中心区域设有环形凸台，辊套内表面中心区域排布有螺旋形水槽，螺旋形水槽端面与辊基体的凸台外圆面贴合形成螺旋形冷却水流动通道，辊套内表面外侧与两个盖板以及辊基体外圆面共同围成左右两个对称的阶梯形环形等间距冷却水流动通道。该冷却辊的辊套的内表面上设置有内螺旋结构，其辊套加工制造困难，铜辊材料浪费；另外，上述螺旋结构为单螺旋通道，其水流速度相对较慢，两侧对称的阶梯形环形通道，在冷却辊旋转时会形成涡流，不利于冷却水的通过，且水流速度减慢容易使得冷却辊进出水口的温差增大，影响非晶带材的质量。

实用新型内容

为解决现有技术中冷却辊的辊套加工制造困难，且冷却水流通过程中容易形成涡流，不利于冷却水通过的问题，进而提供一种冷却能力高，制作工艺简单的具有新型内芯结构的冷却辊。

为此，本实用新型采取的方案为，

一种具有新型内芯结构的冷却辊，包括铜套、内芯和两个盖板，所述两个盖板分别固定连接于所述铜套的开口两端并与所述铜套配合形成一个用于容纳所述内芯的封闭空间；还包括一个主轴，所述主轴贯穿所述两个盖板和所述内芯的中心设置，在所述主轴内开设有冷却水流通通道；其中所述内芯为圆柱体结构，所述内芯朝向所述铜套的外周面上设置有2个以上的凸棱，所述凸棱从所述内芯的一端环绕所述内芯的外周面螺旋延伸至所述内芯的另一端，多个所述凸棱对应设置形成冷却水通过的多头螺旋通道。

上述具有新型内芯结构的冷却辊中，所述多头螺旋通道的螺距为15-25mm。

上述具有新型内芯结构的冷却辊中，所述凸棱沿所述内芯径向的宽度为2-5mm，所述凸棱沿所述内芯轴向的宽度为4-8mm。

上述具有新型内芯结构的冷却辊中，所述凸棱沿所述内芯径向的宽度为5mm，所述凸棱沿所述内芯轴向的宽度为5mm，所述多头螺旋通道的螺距为20mm。

上述具有新型内芯结构的冷却辊中，所述内芯朝向所述铜套的外周面上设置有4个凸棱，4个所述凸棱的始端均匀分布在所述内芯的外周面的同一圆周上。

上述具有新型内芯结构的冷却辊中，所述凸棱的终端和始端分别与所述内芯的两边缘之间有空隙。

上述具有新型内芯结构的冷却辊中，所述凸棱与所述内芯一体设置，且所述凸棱与所述铜套相接触。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点，

(1)本实用新型的铜套在高速旋转下，螺旋形凸棱对附着于铜辊内表面的水产生搅动作用，进而克服了铜辊内表面和循环水之间存在的层流现象，增强了铜辊的冷却能力，确保了非晶带材的质量。

(2)本实用新型的冷却辊，所述多头螺旋通道的大导程、小螺距的结构缩短了冷却水的通过时间，降低了出口冷却水的温度，缩小了冷动辊进出水口的温差，更好地保证非晶成型的过冷度。