[实用新型]快速凝固金属薄带的冷却装置

说明书

本实用新型装置属于金属薄带制造领域，特别适用于制造非晶态金属薄带的生产设备。

目前，连续生产非晶态金属薄带多使用单辊内水冷的方法。即是将合金熔液从一个与冷却辊面相距不到1mm的窄喷咀中喷射到高速旋转的冷却辊辊面上，快速凝固形成非晶态金属薄带。合金熔液的热量通过辊面传给辊套，在辊套的内侧通过流过着的冷却水带走，因此冷却装置是制造非晶态合金的重要部件。工业上实用的制造非晶态合金薄带的冷却装置要求能连续稳定的带走热量，使合金达到10⁵～10⁶（^OK／Sec）的冷却速度，并要求冷却辊高速迴转时，辊面的经向跳动尽量小，才能制得表面形状好的性能合格的非晶态合金薄带。

大量文献报导，现有实用的内水冷的冷却辊技术主要围绕着增大传热面以及克服由于冷却辊高速旋转产生的离心力对水流动及辊的迴转精度的影响。例如：日本国公开特许公报昭57－187147，昭57－171548中介绍在冷却水路中设置了补强散热片以及克服离心力的羽片、导流槽、整流板等，并且该冷却辊的结构是辊套旋转，辊芯不动，昭59－42160介绍在冷却辊套内侧开沟槽，以增大传热面，并在水路中设置了阻止冷却水回转的翅片。上述措施虽然增大了传热面，但冷却效果并不与增强了的散热片或沟槽的面积成比例提高，水路中设置的羽片、导流槽、整流板、翅片，虽在一定程度上克服了离心力，但这些设置本身却增加了水流动的阻力。上述冷却辊结构复杂，制造安装困难，难以保证冷却辊的迴转精度，再则冷却水系统机构庞大，例如：昭59－42160中的冷却水流量200m³／h，水压高达7kg／cm²。

本实用新型的目的是提供一种冷却效果好，冷却辊旋转精度高的，具有制造、安装、拆卸方便的快速凝固金属薄带的冷却装置，而且在保证冷却效果的前题下，不需要很大的冷却水循环系统。

本实用新型冷却辊的结构根据附图详细叙述如下：

附图为冷却辊的结构示意图。冷却辊由辊套1、主轴2、园环形窄水套3、进水口4、水流拐点5、7、8、10、径向水道6、9、出水口11、轴承12、皮带轮13、等组成。辊套1用紫铜或铬青铜制，热装在主轴2上，主轴2可用不锈钢或碳钢制，若用碳钢制，水道表面镀铬或锌，以防锈蚀，冷却水从轴的一端进入水道4，在拐点5处呈辐射状进入径向水道6，再从7处拐弯进入园环形窄水道3沿轴向流动，然后通过与进水管路相对称的水道8－9－10－11，从轴的另一端排出。辊套1的内侧园周面与主轴2相对应的外园柱面之间形成一园环形窄水套3。因为辊套内侧与冷却水的热交换只在接触面附近的水层进行，因此设计时只要考虑能克服流动阻力与不致因水套表面结垢或锈蚀而阻塞，园环形水套3应尽量窄，以便充分发挥冷却水的作用，而又不致造成庞大的冷却水循环系统，本实用新型冷却装置的水套间距为2～3mm，冷却水套的各流通截面均相等，并且呈对称分布，从而克服了高速回转离心力对水流的阻力影响，整个水路的设计考虑了尽量减少阻力损失。

本实用新型装置与现有技术相比，具有如下特点：

1、本实用新型冷却辊由于园环形水套间距小，与过去的大截面流道相比，为获得同样的流速和冷却效果，流量大大减少，例如据上述的昭59－42160介绍的实例，其内侧辊直径φ940mm，冷却沟宽10mm，深20mm，间距10mm，冷却水流量200m³／h，而本实用新型若采用同样的内侧辊直径，当园环形水套间距为3mm时，仅需流量60m³／h，当园环形水套间距为2mm时，仅需流量40m³／h。