[实用新型]可轴向分流的非晶结晶器铜套冷却结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及非晶带材制备领域，特别涉及一种可轴向分流的非晶结晶器铜套冷却结构。

背景技术

非晶带材作为新型节能电力电子设备中的核心材料，具有广泛的应用市场前景。非晶结晶器是一种典型的辊式镶套结构，即结晶器铜套外镶在支撑辊外部。其中，支撑辊多采用45#钢，铜套多为铍铜或铬锆铜，非晶带材制备过程中，结晶器铜套作为热量吸收器及带材初始成形的关键场所，其内冷却结构设计的合理性将直接决定带材表面质量的好坏。

专利号为201110095389.9的中国专利公开了一种非晶结晶器，是在铜套内圆周方向上设置有若干个轴向贯通的矩形水槽，然而，采用该非晶结晶器生产时，冷却水沿结晶器铜套轴向流动过程中，水温沿其流动方向呈增加趋势，进而引起非晶结晶器铜套表面冷却能力的不均匀性，不利于非晶带材产量及其表面质量的提高。

此外，非晶带材制备过程中，与带材中部区域以径向为主的一维传热特性相比，在轴向传热作用下，带材边部区具有以径向和轴向传热为主的二维传热特征，易使当地带材产生卷曲(俗称荷叶边)及脆裂现象，制约了带材产品质量的提升。为避免非晶带材边部区域二维传热特性的影响，以提高非晶带材覆盖区域内的冷却均匀性，专利号为201310029623.7的中国专利公开了一种非晶结晶器铜套冷却结构，在铜套内设计“T”型通水槽和“T”型调节铜块，根据铜套的厚薄程度，适时添加调节铜块，通过调节铜块的添加增加非晶结晶器铜套的壁厚解决铜套的冷却能力及冷却不均匀的问题；专利201310400924.6也公开了一种非晶结晶器，铜套内的第一水槽、第二水槽和第三水槽形成径向联通水槽，冷却水从水路进入联通水槽，完成对铜套表面钢水的循环冷却。然而，上述非晶结晶器铜套冷却结构均为径向冷却方式，难以从根本解决结晶器轴向冷却不均匀的问题，且具有加工困难、设计多依据人工经验等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种使冷却水沿铜套本体轴向在冷却水槽内形成两个对称的反方向流动，从而提高铜套轴向冷却均匀性的可轴向分流的非晶结晶器铜套冷却结构以解决现有技术的不足。

本实用新型通过以下技术方案来实现实用新型目的：

可轴向分流的非晶结晶器铜套冷却结构，包括铜套本体，以及与所述铜套本体内壁过盈配合的支撑辊，所述铜套本体靠近内壁处沿周向等间隔设有冷却水槽，冷却水槽沿铜套本体的轴向呈凸型结构，冷却水槽由中间的凸起段和两侧的水平段组成支撑辊内设有与冷却水槽连通的径向水槽，径向水槽与支撑辊所在的轴向切线垂直，由此，冷却水由径向水槽进入凸型结构的冷却水槽并沿铜套本体轴向形成两个反向的流动使铜套本体轴向冷却更均匀，同时凸型结构设置相当于增加了带材覆盖的冷却水槽两侧水平段的结晶器铜套厚度，从而抑制了因带材边部区域二维传热引起的带材边部卷曲(荷叶边)和脆裂现象，利于带材表面质量提高。

进一步地，所述支撑辊内还设有分流室，分流室沿支撑辊的径向两端分别与径向水槽和冷却水槽连通。由此，分流室的设置利于铜套本体内各个冷却水槽的入口速度和压力的稳定，进而保证铜套本体周向上冷却均匀性。

进一步地，所述分流室分别连通1个径向水槽和4～6个冷却水槽组成一个冷却单元，冷却单元沿周向的分布数量为20～40个。

进一步地，所述凸起段的宽度比带材宽度小15～35mm，带材宽度小于冷却水槽的轴向总宽度。由此，铜套的整个轴向宽度上均有冷却水，进一步提高了轴向冷却的均匀性保证了冷却钢水的传热效果和带材生产质量的稳定性。

进一步地，所述冷却水槽的弧长和由铜套本体的内壁到外壁的深度分别为4～7mm和10～15mm。

进一步地，所述冷却水槽之间沿铜套本体周向由周向肋板隔开，周向肋板的弧长为5～7mm，周向肋板的弧长值过大易在一处形成热点不利于周向上的冷却均匀性提高且浪费材料。

进一步地，所述径向水槽朝向支撑辊内壁一侧为冷却水入口，冷却水由径向水槽进入分流室再进入冷却水槽，在冷却水槽内沿铜套本体的轴向形成两个相反方向的流动，由此，避免了冷却水水温的轴向升高，使铜套本体轴向冷却更均匀。

进一步地，所述径向水槽呈圆柱体，其作为冷却水入口管端面的直径为10～25mm。

本实用新型提供的可轴向分流的非晶结晶器铜套冷却结构具有以下有益效果：