專利名稱：逆流式水冷鑄軋輥芯的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及金屬鋁及其合金連續(xù)澆鑄連續(xù)軋制鋁板卷鑄軋輥技術。主要是為鋁加工行業(yè)提高鑄軋板卷板形尺寸的精度，從而提高了板卷的質量。
鑄軋機中的鑄軋輥是核心部件。鑄軋輥功能的優(yōu)劣直接影響到鋁鑄軋生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品質量。鑄軋輥的功能有兩個作用。第一，把700℃左右的鋁液結晶成固態(tài)鋁板，第二把結晶成固態(tài)的鋁板再進行10％左右壓下量的軋制。這兩種功能是在2秒鐘之內完成的。圖2為鋁鑄軋輥結構示意圖。
參見圖2，鑄軋輥由兩個部件組成，第一個部件是輥芯，它是一個具有水冷卻系統(tǒng)的鑄軋輥本體。第二個部件是輥套，它熱套在輥芯上，有一定的箍緊力，可密封冷卻水不發(fā)生滲漏。鑄軋時輥套將鋁液的結晶熱和降溫熱傳給冷卻水，并進行軋制。軋出的板帶經(jīng)卷取機卷成一個板卷，鋁板卷就是鑄軋機生產(chǎn)的產(chǎn)品。鑄軋輥的尺寸規(guī)格多種多樣，小規(guī)格的輥身外徑Φ450mm長450mm。大規(guī)格的輥身外徑Φ1000mm長2000mm。
鑄軋機生產(chǎn)的鋁板卷是冷軋機軋制薄鋁板的原料。為了使鑄軋板能順利地冷軋成薄鋁板。對鑄軋板厚度的尺寸精度有較高的要求。因此厚度的尺寸精度是鑄軋鋁板的一項重要質量指標之一。鑄軋輥輥芯中冷卻水流動線路和輥芯的形狀結構與鑄軋輥生產(chǎn)出鋁板厚度的尺寸精度密切相關。
圖3為現(xiàn)有有軸向水槽的輥芯冷卻結構原理圖。圖4為圖3中A-A向剖視圖，圖5為B旋轉剖視圖。參見圖3、圖4、圖5，這種結構的輥芯是現(xiàn)在普遍應用的具有代表性的輥芯。中間一個進水深孔與進水管道連接。水從進水深孔通過垂直于中心的一組小孔流入輥芯表面的軸向進水槽。通過軸向進水槽沿園周方向流動90°進入另外二個軸向回水槽。從回水槽中一組小孔進入出水深孔。然后流入排水管道進入冷卻水池。水在園周方向流動時進行熱交換。經(jīng)輥套的熱傳導，將液態(tài)鋁中的熱傳給冷卻水，液態(tài)鋁結晶成固態(tài)鋁，水的溫度則升高3～5℃。由于水在軸向進水槽向軸向回水槽中的流動都是相同的方向，所以水在輥套內園表面軸向進水槽的部位和軸向回水槽的部位形成3～5℃的溫度差。此溫度差不利于鑄軋鋁板厚度的均勻性。這是現(xiàn)有輥芯水冷卻系統(tǒng)結構的缺點之一，是導致鑄軋板形不好的第一個原因。
鑄軋輥長期工作，輥芯通水時間長，具有軸向水槽的部位會逐漸發(fā)生銹蝕。銹蝕沿著水槽兩側不斷的擴展。由于水槽兩側銹蝕嚴重，導致軸向水槽兩側對輥套的支撐面減小，使鑄軋板厚度均勻性變壞。這是導致鑄軋板形不合格的第二個原因。
由于鋁板板形變壞(厚度均勻性變壞)使鑄軋輥軋制合格產(chǎn)品的通過量大為降低，嚴重時可降低一半。一臺中等規(guī)格的鑄軋機正常情況下一對輥套可生產(chǎn)4000噸合格的鑄軋板。由于上述兩種原因可導致僅能生產(chǎn)2000噸合格產(chǎn)品。為此不得不將鑄軋輥套報廢，更換新輥套。由此造成的經(jīng)濟損失約為10萬元人民幣。每臺鑄軋機每年約消耗3對輥套，由此每年每臺鑄軋機將造成30萬元的損失。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的一種逆流式水冷鑄軋輥芯，包括在輥芯中沿軸向開有進水深孔和出水深孔，在輥芯表面沿圓周開有多條水槽，水槽與水槽平行排列，二條水槽組成一對，在每對水槽間沿圓周開有四個孔道，四個孔道沿圓周均布且孔道與每對水槽相通，輥芯表面沿圓周成180°的二個孔道為進水小孔，進水小孔與進水深孔相連，輥芯表面沿圓周成180°的另二個孔道為出水小孔，出水小孔與出水深孔相連，相鄰兩對水槽的進水小孔互成90°，相鄰兩對水槽的出水小孔互成90°，輥芯表面每對水槽中水的流向相互交錯。
上述的逆流式水冷鑄軋輥芯，所述進水深孔為一個，出水深孔為二個，出水深孔位于進水深孔二側。
本實用新型采用改變鑄軋輥水流動方向，使輥套內園冷卻水槽中水的流向互成180°來提高鑄軋鋁板厚度的均勻性。也就是提高了鑄軋板卷的質量，提高了鑄軋輥的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)率。
圖中1精煉爐，2液態(tài)，3固態(tài)，4壓下，5卷板機，6冷卻水槽，7輥套，8輥芯，10出水深孔，11進水深孔，12軸向進水槽，13軸向回水槽，14進水小孔，15出水小孔，16水槽。
具體實施方式
參見圖6、圖7、圖8，一種逆流式水冷鑄軋輥芯，包括在輥芯中沿軸向開有進水深孔11和出水深孔10，進水深孔為一個，出水深孔為二個，出水深孔位于進水深孔二側。在輥芯表面沿圓周開有多條水槽16，水槽16與水槽平行排列，二條水槽16組成一對，在每對水槽16間沿圓周開有四個孔道，四個孔道沿圓周均布且孔道與每對水槽16相通，輥芯表面沿圓周成180°的二個孔道為進水小孔14，進水小孔14與進水深孔11相連，輥芯表面沿圓周成180°的另二個孔道為出水小孔15，出水小孔15與出水深孔10相連，相鄰兩對水槽16的進水小孔14互成90°，相鄰兩對水槽16的出水小孔15互成90°。第一對水槽16(即第一、第二個水槽)中水的流向相同，但與第二對水槽16(即第三、四個水槽)中水的流向相反。例如①②水槽中水的流動方向由中間進水小孔14向兩端流動，相鄰的③④水槽中水的流動則相反，由兩端流向出水小孔15，第⑤⑥水槽中水的流動方向與③④水槽中水的流動相反，第⑦⑧水槽中水的流動方向又與⑤⑥水槽中水的流動相反，第⑨⑩水槽中水的流動方向又與⑦⑧水槽中水的流動方向相反。順序下去每對水槽中水的流動方向都與相鄰的左右兩對水槽中水的流動方向相反，因此輥芯表面每對水槽16中水的流向相互交錯。
逆流式水冷鑄軋輥芯與現(xiàn)有的輥芯相比較，鑄軋輥表面溫度的均勻性大大地提高了，從而克服了現(xiàn)有輥芯先天存在著鑄軋輥內表面溫度周期性3～5℃波動的缺點，而這種波動對鑄軋板厚度帶來不均勻的影響。
另外，逆流式水冷鑄軋輥芯不采用軸向水槽供水和回水的結構，因此也不存在軸向水槽兩側發(fā)生銹蝕和銹蝕面擴大的問題。也就不會產(chǎn)生輥芯對輥套支撐面減少的問題。因此消除了由于金屬腐蝕造成的鑄軋鋁板厚度不均勻導致板形變壞的一個重要原因。
本實用新型逆流式水冷鑄軋輥芯對于小型鑄軋輥(如Φ450×450，450×600鑄軋輥)，中型鑄軋輥(如Φ680×1450，650×1600鑄軋輥)和大型鑄軋輥(如Φ850×1600，1003×1850鑄軋輥)均適用。
經(jīng)試用結果表明逆流式水冷鑄軋輥芯優(yōu)于現(xiàn)有的開有軸向水槽的鑄軋輥芯。例如Φ680×1450現(xiàn)有鑄軋輥生產(chǎn)2000噸產(chǎn)品后板形就變壞，不得不提前報廢輥套，更換新輥套。采用逆流式水冷鑄軋輥芯使用到4000噸后生產(chǎn)出的鑄軋板卷板形仍能滿足質量標準的要求。鑄軋輥的壽命從原來的2000噸提高到4000噸，產(chǎn)量增加了一倍，而成本則減少了約10萬元。
權利要求1.一種逆流式水冷鑄軋輥芯，包括在輥芯中沿軸向開有進水深孔(11)和出水深孔(10)，其特征是在輥芯表面沿圓周開有多條水槽(16)，水槽(16)與水槽(16)平行排列，二條水槽(16)組成一對，在每對水槽(16)間沿圓周開有四個孔道，四個孔道沿圓周均布且孔道與每對水槽(16)相通，輥芯表面沿圓周成180°的二個孔道為進水小孔(14)，進水小孔(14)與進水深孔(11)相連，輥芯表面沿圓周成180°的另二個孔道為出水小孔(15)，出水小孔(15)與出水深孔(10)相連，相鄰兩對水槽(16)的進水小孔(14)互成90°，相鄰兩對水槽的出水小孔(15)互成90°，輥芯表面每對水槽(16)中水的流向相互交錯。
2.根據(jù)權利要求1所述的逆流式水冷鑄軋輥芯，其特征是進水深孔(11)為一個，出水深孔(10)為二個，出水深孔(10)位于進水深孔(11)二側。
專利摘要本實用新型涉及金屬鋁及其合金連續(xù)澆鑄連續(xù)軋制鋁板卷鑄軋輥技術。一種逆流式水冷鑄軋輥芯，在輥芯表面沿圓周開有多條水槽(16)，在每對水槽間開有沿圓周均布且孔道與每對水槽相通的四個孔道，輥芯表面沿圓周成180°的二個孔道為進水小孔(14)，進水小孔與進水深孔(11)相連，輥芯表面沿圓周成180°的另二個孔道為出水小孔(15)，出水小孔與出水深孔(10)相連，相鄰兩對水槽的進水小孔互成90°，相鄰兩對水槽的出水小孔互成90°，輥芯表面每對水槽中水的流向相互交錯。本實用新型采用改變鑄軋輥水流動方向，使輥套內圓冷卻水槽中水的流向互成180°來提高鑄軋鋁板厚度的均勻性，提高了鑄軋板卷的質量，提高了鑄軋輥的使用壽命。
文檔編號B21B13/22GK2576363SQ0226570
公開日2003年10月1日 申請日期2002年7月24日 優(yōu)先權日2002年7月24日
發(fā)明者李春治 申請人:李春治