[发明专利]一种高效冷却型双辊薄带冷却辊

说明书

本发明提供一种高效冷却型双辊薄带冷却辊，属于冶金铸轧装备领域，包括呈空心状的辊套和套设于该辊套内并与之过盈配合的轴芯，在所述辊套的圆周方向上开设有多个轴向的通水孔，所述通水孔内设置有一限流杆，所述限流杆在其长度延伸方向上设有至少一个用于扰乱冷却水流态的截面突变结构。本发明通过在通水孔上插入一根限流杆，并通过在限流杆上加工截面突变结构，使限流杆的表面粗糙化，从而增强冷却水的湍动能，减小或消除冷却水与通水孔的附面层，以提高传热效率，减少了通水孔结水垢的几率，延长了冷却辊的使用寿命。

技术领域

本发明属于冶金铸轧装备技术领域，具体的涉及一种高效冷却型双辊薄带冷却辊。

背景技术

双辊薄带铸轧工艺采用一对相对旋转的铸辊作为结晶器，使液态金属在极短的时间内凝固并热成型，直接成为金属薄带。取消了连铸(铸锭)、粗轧、热连轧及相关的加热、切头等一系列常规工序，将亚快速凝固技术与热加工成型两个工序合二为一，大幅度缩短了钢铁材料的生产工艺流程。节约能耗50％以上，节约设备投资约70％等优点。如图1所示，其过工艺程为金属液(4)在中间包(1)中，通过水口(2)流到布流器(3)中，通过布流器(3)均匀金属液(4)的成分和温度，然后流入了结晶器中。文献THEPROCESS–RECENTDEVELOPMENTS AT NUCOR STEEL’S COMMERCIALSTRIPCASTING PLANT报道纽克钢厂的CASTRIP生产断面为(0.76mm-1.8mm)×1345mm的产品拉速可达到80m/min，最高可达120mm/min。

如此节能、环保和高效的工艺，之所以没有实现大范围产业化，其主要原因是由于目前仍有很多关键性的技术问题有待完善。其中结晶器传热效率便是问题之一。如上所述纽克钢厂的CASTRIP产线，拉速在80m/min～120m/min之间，金属液在结晶器内的停留时间仅为0.4s-0.6s，如此短的时间，需要金属液快速凝固，也就对结晶器的冷却辊(5)的传热效率提出了更高的要求。

目前，冷却辊的通水孔均为内壁光滑的通道，冷却水通过该通道时湍动能很小，在壁面形成附面层，阻碍了冷却水与壁面的热交换，降低了传热效率。另外由于在通水孔壁面形成附面层，导致通水孔壁面容易结成水垢，进一步降低了传热效率，与此同时降低了冷却辊的适用寿命。

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高效冷却型双辊薄带冷却辊，能够增强冷却水的湍动能，减小或消除冷却水与通水孔壁面间的附面层，提高传热效率，与此同时，减少了通水孔结成水垢的几率，延长了冷却辊的使用寿命。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种高效冷却型双辊薄带冷却辊，所述冷却辊包括呈空心状的辊套和套设于该辊套内并与之过盈配合的轴芯，在所述辊套的圆周方向上开设有多个轴向的通水孔，所述通水孔内设置有一限流杆，所述限流杆在其长度延伸方向上设有至少一个用于扰乱冷却水流态的截面突变结构。

进一步，所述截面突变结构为阶梯结构、鼓凸结构或凹陷结构中的一种或多种组合。

进一步，所述阶梯结构上设有朝向所述通水孔内壁凸起的多级环状台阶，且多级环状台阶的横截面面积相同或逐级递减。

进一步，相邻的两级环状台阶之间的限流杆外壁呈水平或倾斜设置。

进一步，所述鼓凸结构上设有朝向所述通水孔内壁凸起的凸出部，所述凸出部为球面、多面体、螺旋线、竖条纹或横条纹中的一种或多种组合。

进一步，所述凹陷结构上设有朝向所述通水孔内壁凹陷的凹槽部，所述凹槽部为球面、多面体、螺旋线、竖条纹或横条纹中的一种或多种组合。

进一步，所述球面为半球面，其半径为1mm-5mm。

进一步，所述多面体为正多面体。