[发明专利]一种用于非晶带材制备的均匀冷却的冷却辊装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于非晶带材制备技术领域，具体涉及一种用于非晶带材制备的均匀冷却的冷却辊装置及方法，主要适用于非晶带材成形过程中，使带材均匀冷却的过程，尤其适用于非晶宽带制备的过程。

背景技术

非晶带材制备工艺主要是将钢水浇注到旋转的水冷辊上，使钢水快速凝固形成非晶带材的过程。目前存在的水冷辊结构主要是外层有一层辊套1，中间是辊芯2，也就是储水腔，辊芯内部装有支撑轴3，支撑轴3固定在轴承30内。支撑轴3有两个功能，一个是带动辊芯2、辊套1旋转，另一个是循环水进出水通道。水冷辊结构的核心部分是循环水路径和循环水与辊套的接触面结构。

现有的循环水路径有一种方式为：图1中所示是现有辊芯的一端进水，一端出水的水流方向结构。辊芯2外表面圆周上轴向开有沟槽，使循环水从沟槽一端向另一端通过并与辊套内表面接触，带走辊套中的热量，使辊套冷却，进而使浇到辊套外表面上的钢水快速凝固。这样的循环水路径使辊套进水孔相对于辊套出水孔温度底，使得辊套表面温度场不均匀，导致非晶带材成形过程中两端温度不一样，使得带材两端性能也有差异。还有一种方式是采用了从中间进水，两端出水的水流方向，也一样使进水孔和出水孔存在温度差异。

发明内容

为了解决上述问题，本发明一方面提供了一种用于非晶带材制备的均匀冷却的冷却辊装置，其包括：支撑轴、辊芯和辊套；所述辊芯套接于所述支撑轴的周向外侧，所述辊芯在所述支撑轴的旋转带动下旋转；所述辊套套接于所述辊芯的周向外侧，所述辊套在所述辊芯的旋转带动下旋转；所述辊芯的周向外侧面和所述辊套的周向内侧面之间形成有第一冷却液道和第二冷却液道，所述第一冷却液道内冷却液的流向与所述第二冷却液道内冷却液的流向相反，且所述第一冷却液道的第一进液孔与所述第二冷却液道的第二出液孔均位于所述辊芯径向的一侧，所述第一冷却液道的第一出液孔与所述第二冷却液道的第二进液孔均位于所述辊芯径向的另一侧。

在如上所述的冷却辊装置中，优选，在所述辊芯的周向外侧面上开有至少两个沿所述辊芯的轴向沟槽，所述沟槽的槽面与所述辊套的周向内侧面围成的空间为所述第一冷却液道或所述第二冷却液道。

在如上所述的冷却辊装置中，优选，在所述辊套的周向内侧面上开有至少两个沿所述辊套的轴向凹槽，所述凹槽和所述沟槽的位置一一对应且围成的空间为所述第一冷却液道或所述第二冷却液道。

在如上所述的冷却辊装置中，优选，所述第一冷却液道的数量为多个，所述第二冷却液道的数量为多个，相邻两个所述第一冷却液道之间间隔有一个所述第二冷却液道。

在如上所述的冷却辊装置中，优选，所述辊芯与所述支撑轴以及所述辊套与所述辊芯采用热装配的方式套接。

在如上所述的冷却辊装置中，优选，所述第一冷却液道内冷却液自所述支撑轴上的第一进液口进入所述支撑轴内，沿所述支撑轴流入所述辊芯内的第一进液储液腔，经与所述第一进液储液腔连通的所述第一进液孔进入所述第一冷却液道，经所述第一出液孔进入所述辊芯内的第一出液储液腔，再进入所述支撑轴内，沿所述支撑轴流向所述支撑轴上的第一出液口而排出；所述第二冷却液道内冷却液自所述支撑轴上的第二进液口进入所述支撑轴内，沿所述支撑轴流入所述辊芯内的第二进液储液腔，经与所述第二进液储液腔连通的所述第二进液孔进入所述第二冷却液道，经所述第二出液孔进入所述辊芯内的第二出液储液腔，再进入所述支撑轴内，沿所述支撑轴流向所述支撑轴上的第二出液口而排出；在所述辊芯的轴向上，所述辊芯内依次间隔开有所述第一进液储液腔、所述第二出液储液腔、所述第一出液储液腔和所述第二进液储液腔。

在如上所述的冷却辊装置中，优选，所述第一进液储液腔、所述第二出液储液腔、所述第一出液储液腔和所述第二进液储液腔均为环形。

在如上所述的冷却辊装置中，优选，所述第一进液口和所述第二进液口的数量均为多个；所述第一进液储液腔内沿所述辊芯的周向设置有多个第一隔板，相邻所述第一隔板之间流向所述第一进液孔的冷却液来自于一个所述第一进液口；所述第二进液储液腔内沿所述辊芯的周向设置有多个第二隔板，相邻所述第二隔板之间流向所述第二进液孔的冷却液来自于一个所述第二进液口。

在如上所述的冷却辊装置中，优选，所述第一进液口和所述第二出液口均位于所述支撑轴的一侧，所述第一出液口和所述第二进液口均位于所述支撑轴的另一侧；所述第一进液口和所述第二进液口的朝向均沿所述支撑轴的径向向外；所述第一出液口和所述第二出液口的朝向均与所述支撑轴的轴向平行。