一種用于非晶帶材制備的均勻冷卻的冷卻輥裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于非晶帶材制備技術領域，具體涉及一種用于非晶帶材制備的均勻冷卻的冷卻輥裝置及方法，主要適用于非晶帶材成形過程中，使帶材均勻冷卻的過程，尤其適用于非晶寬帶制備的過程。
【背景技術】
[0002]非晶帶材制備工藝主要是將鋼水澆注到旋轉的水冷輥上，使鋼水快速凝固形成非晶帶材的過程。目前存在的水冷輥結構主要是外層有一層輥套I，中間是輥芯2，也就是儲水腔，輥芯內部裝有支撐軸3，支撐軸3固定在軸承30內。支撐軸3有兩個功能，一個是帶動輥芯
2、輥套I旋轉，另一個是循環(huán)水進出水通道。水冷輥結構的核心部分是循環(huán)水路徑和循環(huán)水與輥套的接觸面結構。
[0003]現(xiàn)有的循環(huán)水路徑有一種方式為:圖1中所示是現(xiàn)有輥芯的一端進水，一端出水的水流方向結構。輥芯2外表面圓周上軸向開有溝槽，使循環(huán)水從溝槽一端向另一端通過并與輥套內表面接觸，帶走輥套中的熱量，使輥套冷卻，進而使?jié)驳捷佁淄獗砻嫔系匿撍焖倌?。這樣的循環(huán)水路徑使輥套進水孔相對于輥套出水孔溫度底，使得輥套表面溫度場不均勻，導致非晶帶材成形過程中兩端溫度不一樣，使得帶材兩端性能也有差異。還有一種方式是采用了從中間進水，兩端出水的水流方向，也一樣使進水孔和出水孔存在溫度差異。

【發(fā)明內容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明一方面提供了一種用于非晶帶材制備的均勻冷卻的冷卻輥裝置，其包括:支撐軸、輥芯和輥套;所述輥芯套接于所述支撐軸的周向外側，所述輥芯在所述支撐軸的旋轉帶動下旋轉;所述輥套套接于所述輥芯的周向外側，所述輥套在所述輥芯的旋轉帶動下旋轉;所述輥芯的周向外側面和所述輥套的周向內側面之間形成有第一冷卻液道和第二冷卻液道，所述第一冷卻液道內冷卻液的流向與所述第二冷卻液道內冷卻液的流向相反，且所述第一冷卻液道的第一進液孔與所述第二冷卻液道的第二出液孔均位于所述輥芯徑向的一側，所述第一冷卻液道的第一出液孔與所述第二冷卻液道的第二進液孔均位于所述輥芯徑向的另一側。
[0005]在如上所述的冷卻輥裝置中，優(yōu)選，在所述輥芯的周向外側面上開有至少兩個沿所述輥芯的軸向溝槽，所述溝槽的槽面與所述輥套的周向內側面圍成的空間為所述第一冷卻液道或所述第二冷卻液道。
[0006]在如上所述的冷卻輥裝置中，優(yōu)選，在所述輥套的周向內側面上開有至少兩個沿所述輥套的軸向凹槽，所述凹槽和所述溝槽的位置一一對應且圍成的空間為所述第一冷卻液道或所述第二冷卻液道。
[0007]在如上所述的冷卻輥裝置中，優(yōu)選，所述第一冷卻液道的數(shù)量為多個，所述第二冷卻液道的數(shù)量為多個，相鄰兩個所述第一冷卻液道之間間隔有一個所述第二冷卻液道。
[0008]在如上所述的冷卻輥裝置中，優(yōu)選，所述輥芯與所述支撐軸以及所述輥套與所述輥芯采用熱裝配的方式套接。
[0009]在如上所述的冷卻輥裝置中，優(yōu)選，所述第一冷卻液道內冷卻液自所述支撐軸上的第一進液口進入所述支撐軸內，沿所述支撐軸流入所述輥芯內的第一進液儲液腔，經(jīng)與所述第一進液儲液腔連通的所述第一進液孔進入所述第一冷卻液道，經(jīng)所述第一出液孔進入所述輥芯內的第一出液儲液腔，再進入所述支撐軸內，沿所述支撐軸流向所述支撐軸上的第一出液口而排出；所述第二冷卻液道內冷卻液自所述支撐軸上的第二進液口進入所述支撐軸內，沿所述支撐軸流入所述輥芯內的第二進液儲液腔，經(jīng)與所述第二進液儲液腔連通的所述第二進液孔進入所述第二冷卻液道，經(jīng)所述第二出液孔進入所述輥芯內的第二出液儲液腔，再進入所述支撐軸內，沿所述支撐軸流向所述支撐軸上的第二出液口而排出；在所述輥芯的軸向上，所述輥芯內依次間隔開有所述第一進液儲液腔、所述第二出液儲液腔、所述第一出液儲液腔和所述第二進液儲液腔。
[0010]在如上所述的冷卻輥裝置中，優(yōu)選，所述第一進液儲液腔、所述第二出液儲液腔、所述第一出液儲液腔和所述第二進液儲液腔均為環(huán)形。
[0011]在如上所述的冷卻輥裝置中，優(yōu)選，所述第一進液口和所述第二進液口的數(shù)量均為多個;所述第一進液儲液腔內沿所述輥芯的周向設置有多個第一隔板，相鄰所述第一隔板之間流向所述第一進液孔的冷卻液來自于一個所述第一進液口；所述第二進液儲液腔內沿所述輥芯的周向設置有多個第二隔板，相鄰所述第二隔板之間流向所述第二進液孔的冷卻液來自于一個所述第二進液口。
[0012]在如上所述的冷卻輥裝置中，優(yōu)選，所述第一進液口和所述第二出液口均位于所述支撐軸的一側，所述第一出液口和所述第二進液口均位于所述支撐軸的另一側;所述第一進液口和所述第二進液口的朝向均沿所述支撐軸的徑向向外;所述第一出液口和所述第二出液口的朝向均與所述支撐軸的軸向平行。
[0013]本發(fā)明另一方面提供了一種用于非晶帶材制備的冷卻輥的均勻冷卻的方法，所述冷卻輥包括支撐軸、輥芯和輥套;所述輥芯套接于所述支撐軸的周向外側，所述輥芯在所述支撐軸的旋轉帶動下旋轉;所述輥套套接于所述輥芯的周向外側，所述輥套在所述輥芯的旋轉帶動下旋轉;所述方法包括:在所述輥芯的周向外側面與所述輥套的周向內側面之間形成有兩種冷卻液道，兩種冷卻液道中的第一種冷卻液道內冷卻液流向由所述輥芯的一端指向所述輥芯的另一端，兩種冷卻液道中的第二種冷卻液道內冷卻液流向由所述輥芯的另一端指向所述棍芯的一端。
[0014]本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0015]通過使輥芯的外側面與輥套的內側面之間冷卻液的流向相反，進而使得輥套內表面溫度場均勻，從而實現(xiàn)對輥套均勻冷卻的效果。
【附圖說明】
[0016]圖1是現(xiàn)有技術中輥芯的一端進水另一端出水的水流方向結構示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明提供的一種用于非晶帶材制備的均勻冷卻的冷卻輥裝置(將輥套部分剖開)的結構示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明提供的一種用于非晶帶材制備的均勻冷卻的冷卻輥裝置的半剖結構示意圖；
[0019]圖4是圖3中沿剖線A-A的結構示意圖；
[0020]圖5是本發(fā)明提供的一種支撐軸一端的剖面結構示意圖；
[0021]圖6是本發(fā)明提供的一種支撐軸另一端的剖面結構示意圖；
[0022]其中，附圖標記說明如下:I輥套、2輥芯、3支撐軸、20第一冷卻液道、21第二冷卻液道、201第一進液孔、202第一出液孔、211第二進液孔、212第二出液孔、22溝槽、31第一進液口、32第二出液口、33第一出液口、34第二進液口、23第一進液儲液腔、24第二出液儲液腔、25第一出液儲液腔、26第二進液儲液腔、27第一隔板。
【具體實施方式】
[0023]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步地詳細描述。
[0024]參見圖2?6，本發(fā)明實施例提供了一種用于非晶帶材制備的均勻冷卻的冷卻輥裝置，其包括:支撐軸3、輥芯2和輥套I。輥芯2套接于支撐軸3的周向外側，輥套I套接于輥芯2的周向外側，輥芯2及輥套I在支撐軸I的旋轉帶動下一起旋轉。輥套I與輥芯2、輥芯2與支撐軸3各自優(yōu)選采用熱裝配方式進行裝配以實現(xiàn)套接。輥芯2和輥套I之間形成有第一冷卻液道20和第二冷卻液道21，第一冷卻液道20內冷卻液的流向與第二冷卻液道21內冷卻液的流向相反，且第一冷卻液道20的第一進液孔201與第二冷卻液道21的第二出液孔212均位于輥芯2徑向的一側，第一冷卻液道20的第一出液孔202與第二冷卻液道21的第二進液孔211均位于輥芯2徑向的另一側。如圖2所示，箭頭向右表示第一冷卻液道20內冷卻液的流向，箭頭向左表示第二冷卻液道21內冷卻液的流向，兩個冷卻液道內冷卻液的流向相反。冷卻液可以為水，此時冷卻輥稱為水冷輥;還可以為油，例如純油合成物、可溶油半合成物，此時冷卻車昆稱為油冷車昆。
[0025]本發(fā)明通過使輥套I與輥芯2之間流動的冷卻液的流向相反，且流向相反的冷卻液的進液孔和對應的出液孔分布在輥芯2徑向的同側，進而使輥芯2兩端的溫度一樣，從而使輥套I的內表面(或稱內側面)溫度場均勻，達到了對輥套I均勻冷卻的效果。
[0026]第一冷卻液道20和第二冷卻液道21的形成過程可以如下:，在輥芯2的周向外側面上開有至少兩個沿輥芯2的軸向延伸的溝槽22，溝槽22的槽面與輥套I的內側面圍成的空間形成第一冷卻液道20或第二冷卻液道21，即溝槽22的側面和底面與溝槽位置對應處的輥套I的內側面圍成的空間為第一冷卻液道20或第二冷卻液道21。溝槽22的兩端對應開有第一進液孔201、第一出液孔202。在其他的實施例中，第一冷卻液道20和第二冷卻液道21的形成過程也可以如下:在輥套I的內側面上且與溝槽一一對應的位置處開有沿輥套I的軸向延伸的凹槽，凹槽的槽面和與凹槽對應的溝槽22的槽面圍成的空間為第一冷卻液道20或第二冷卻液道21，如此增大了冷卻液與輥套I接觸的面積，同時降低了輥套I的厚度，有效縮短了冷卻傳遞路徑，使輥套I與冷卻液接觸更加充分，提高了冷卻效果。凹槽的兩端對應開有第二進液孔211、第二出液孔212。本實施例中所說的沿輥芯2的軸向為:由輥芯2的一側指向另一側，如圖2所示，由輥芯的左側指向輥芯2的右側，優(yōu)選為與輥芯2的軸向平行，此時溝槽22可以稱為軸向溝槽。沿輥套I的軸向的含義參見上述沿輥芯2的軸向，本實施例在此不再贅述。
[0027]為了提高對輥套I的均勻冷卻效果，第一冷卻液道20和第二冷卻液道21的數(shù)量均為多個，相鄰兩個第一冷卻液道20之間間隔有一個第二冷卻液道21，即沿輥芯2的周向，多個第一冷卻液道20和多個第二冷卻液道21以第一冷卻液道20、第二冷卻液道21、第一冷卻液道20的循環(huán)方式分布。
[0028]如圖2?3所示，在支撐軸3的左側開有第一進液口31和第二出液口 32，在支撐軸3的右側開有第一出液口33和第二進液口34。沿輥芯2的軸向，在輥芯2內依次開有第一進液儲液腔23、第二出液儲液腔24、第一出液儲液腔25和第二進液儲液腔26，各儲液腔斷面均為環(huán)形以利于提高冷卻效率。