CN115673262B - 一种周向水槽小过盈的非晶结晶器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种周向水槽小过盈的非晶结晶器，其包括主轴、轴心、压盖和铜套，且主轴‑压盖‑轴心‑铜套‑轴心‑压盖‑主轴的内部形成冷却水流通通路；所述铜套内环面设置多个等规格的环向水槽组，铜套在相邻的环向水槽组之间设置有向内延伸的周向固定齿；所述的轴心上对应每个环向水槽组均设置有连通环向水槽组两端的稳压进水腔室和稳压出水腔室，在对应周向固定齿的部位设置有与周向固定齿配合的周向齿槽；所述的压盖内侧设置有流通通道，用于连通主轴进水端与轴心稳压进水腔室以及轴心稳压出水腔室与主轴出水端。本发明为一种周向水槽小过盈的非晶结晶器，是一种沿铜套周向冷却的小水路阻力、小过盈量、高铜辊利用率的非晶结晶器。

Description

一种周向水槽小过盈的非晶结晶器

技术领域

本发明涉及纳米晶结晶器技术领域，尤其是涉及一种周向水槽小过盈的非晶结晶器。

背景技术

现有技术中的纳米晶结晶器通常为图1所示的结构，冷却结构采用横槽结晶器的铜套结构，该横槽结构铜套冷却特点为：进水端冷却能力强（用对流换热系数表征）：由流体力学可知，水槽的进水端是流动入口段，对流换热能力明显大于后面的发展段；进水端水温低：冷却水在流经横槽时要吸热，天然导致进水端水温低；进水端辊面（铜辊外表面）温度低：进水端冷却能力强且水温低，必然导致进水端辊面温度低；进水端冷却动力大：钢水触辊瞬间，由于进水端辊面温度低，必然导致钢水在进水端冷却动力大；铜套与轴心通过过盈装配连接在一起，预应力会叠加到周期热应力中，造成铜套外圆面更容易出现疲劳损伤，业内称为麻点。而且以上的特点均一地存在于整个圆周辊面。

横槽结晶器的铜套结构天然存在一些问题，因为钢水在辊面冷却时，进水端冷却能力和冷却动力都明显强于出水端，进水端的钢水冷却速度要快于出水端，进而引发一系列问题，包括：带材极差大；带材叠片系数低；带材容易出现荷叶边；喷带过程中容易断带；带材沿着宽度方向厚度不均且不对称；带材磁性能差喷带过程工艺难稳定；喷带时喷嘴沿着轴向（铜辊轴向）移动会导致原有工艺不适用；辊面宽度利用率低；随着铜辊变薄，铜辊本身的热均衡能力变弱，冷却不均匀导致的问题会加重；预应力大，易出麻点，造成铜套传热能力骤降和冷却不均匀（出麻点的地方传热变差），带材质量变差。

由于横槽结晶器出现的问题是由结构本身造成的，无法通过工艺手段根除，只有改变结晶器的结构才可以解决所产生的问题；由于过盈装配的预应力是连接用的，随意减小将使连接出现问题，该问题也无法通过工艺手段根除，只能通过改变结晶器结构来解决。

发明内容

针对现有技术缺陷，本发明提供了一种周向水槽小过盈的非晶结晶器，是一种沿铜套周向冷却的小水路阻力、小过盈量、高铜辊利用率的非晶结晶器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种周向水槽小过盈的非晶结晶器，其包括主轴、轴心、压盖和铜套，所述的轴心套设于主轴的外部，所述的铜套套设于轴心的外部，所述的压盖设置于主轴的外部、轴心的两侧，且主轴-压盖-轴心-铜套-轴心-压盖-主轴的内部形成冷却水流通通路；所述铜套内环面设置多个等规格的环向水槽组，铜套在相邻的环向水槽组之间设置有沿着铜套宽度方向延伸的周向固定齿；所述的轴心上对应每个环向水槽组均设置有连通环向水槽组两端的稳压进水腔室和稳压出水腔室，在对应周向固定齿的部位设置有与周向固定齿配合的周向齿槽；所述的压盖内侧设置有流通通道，用于连通主轴进水端与轴心稳压进水腔室以及轴心稳压出水腔室与主轴出水端。

进一步地，每个所述的环向水槽组均由多个等规格的冷却槽组成。

进一步地，铜套内环面设置的所述环向水槽组的数量为8-16个；所述的环向水槽组中冷却槽的数量为11-18条。

进一步地，所述的环向水槽组中的冷却槽规格相同且等间距设置，冷却槽宽度为5-8mm，深度为8-12mm，轴向间隔为5-8mm。

进一步地，所述的周向固定齿的宽度为5-8mm，深度为3-6mm，且周向固定齿轴向贯穿铜套。

进一步地，所述的稳压进水腔室和稳压出水腔室均为轴向贯穿轴心的腔室，稳压进水腔室位于主轴出水端一侧通过大密封板密封，在稳压进水腔室位于主轴出水端的一侧设置密封卡槽，用于放置大密封板，且放置大密封板后，大密封板的外立面与轴心侧面齐平，稳压进水腔室位于主轴进水端一侧靠近铜套的一端设置有小密封板，小密封板的设置同样通过密封卡槽固定，且稳压进水腔室位于主轴进水端一侧远离铜套的一端连通压盖的流通通道；同样地，稳压出水腔室位于主轴进水端一侧通过大密封板密封，在稳压出水腔室位于主轴进水端的一侧设置密封卡槽，用于放置大密封板，且放置大密封板后，大密封板的外立面与轴心侧面齐平，稳压出水腔室位于主轴出水端一侧靠近铜套的一端设置有小密封板，小密封板的设置同样通过密封卡槽固定，且稳压出水腔室位于主轴出水端一侧远离铜套的一端连通压盖的连通通道。

进一步地，所述的轴心对应每个环向水槽组所设置的稳压进水腔室和稳压出水腔室均通过流通孔连通环向水槽组，相邻的环向水槽组对应的流通孔之间设置有周向齿槽，且周向齿槽轴向贯穿轴心；所述的流通孔的数量与冷却槽的数量对应相等，周向齿槽的两侧分别为对应相邻的环向水槽组进水端的流通孔和出水端的流通孔。

进一步地，所述的主轴的一端为中空的进水端，另一端为中空的出水端，进水端和出水端均通过径向孔与压盖的流通通道连通。

进一步地，还包括设置于轴心两侧的大端盖，用于对铜套和轴心的接触面进行二次密封；设置于压盖外侧的小端盖，用于对压盖与主轴的接触面进行密封。

与现有技术相比，本发明具备的有益效果为：用对流换热系数表征的冷却能力轴向分布均匀（不均匀度小于10%）；冷却动力轴向分布均匀，利于喷带过程工艺稳定；可天然克服断带、极差大、叠片系数低、磁性能差的问题；允许喷嘴沿着轴向移动，铜辊利用率高；水路阻力小，可以用小功率水泵完成供水；周向固定齿与周向齿槽配合，限制铜套的周向运动，减少了对预应力的依赖，从而大大减小了过盈量，过盈量小则预应力小，预应力小则周期热应力的峰值小，热应力峰值小可有效避免由周期热应力造成的疲劳损伤，避免麻点的出现。

附图说明

图1为现有技术中的纳米晶结晶器的结构示意图；

图2为本发明的非晶结晶器的侧视结构图；

图3为图2的A-A截面图；

图4为主轴的结构示意图；

图5为轴心结构示意图；

图6为轴心的截面结构示意图；

图7为压盖结构示意图；

图8为铜套结构示意图；

图9为铜套截面结构示意图；

图10为图9中S部位的放大图；

图11为大端盖结构示意图；

图12为小端盖结构示意图。

图中：

1-主轴，11-进水端，12-出水端，13-径向孔；

2-轴心，21-稳压进水腔室，22-稳压出水腔室，23-周向齿槽，24-大密封卡槽，25-小密封卡槽，26-小密封板，27-流通孔，28-大密封板；

3-压盖，31-流通通道；

4-铜套，41-环向水槽组，42-周向固定齿，43-冷却槽；

5-大端盖；

6-小端盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步地说明。

如图2-图12所示，一种周向水槽小过盈的非晶结晶器，其包括主轴1、轴心2、压盖3和铜套4，所述的轴心2套设于主轴1的外部，所述的铜套4套设于轴心2的外部，所述的压盖3设置于主轴1的外部、轴心2的两侧，且主轴1-压盖3-轴心2-铜套4-轴心2-压盖3-主轴1的内部形成冷却水流通通路。主轴1的两端分别为中空的进水端11和出水端12，压盖3设置于轴心2的两侧且内部设置连通主轴进水端11与轴心稳压进水腔室21或者轴心稳压出水腔室22与主轴出水端12的流通通道31，轴心稳压进水腔室21和稳压出水腔室22与铜套4的环向水槽组41的两端连通形成一组冷却冷却水流通通路，相同规格的冷却水流通通路环向分布非晶结晶器内部。具体地，所述铜套4内环面设置多个等规格的环向水槽组41，铜套4在相邻的环向水槽组41之间设置有沿着铜套宽度方向延伸的周向固定齿42；所述的轴心2上对应每个环向水槽组41均设置有连通环向水槽组41两端的稳压进水腔室21和稳压出水腔室22，在对应周向固定齿42的部位设置有与周向固定齿42配合的周向齿槽23；所述的压盖3内侧设置有流通通道31，用于连通主轴进水端11与轴心稳压进水腔室21以及轴心稳压出水腔室22与主轴出水端12。

进一步地，如图8、图9所示，每个所述的环向水槽组41均由多个等规格的冷却槽43组成。

进一步地，铜套4内环面设置的所述环向水槽组41的数量为8-16个，本实施例中，即附图中设置的环向水槽组41的数量为8个；所述的环向水槽组41中冷却槽43的数量为11-18条，本实施例中，即附图中设置的冷却槽43的数量为18条。

进一步地，所述的环向水槽组41中的冷却槽43规格相同且等间距设置，冷却槽43宽度（即轴向尺寸）为5-8mm，深度（即径向尺寸）为8-12mm，轴向间隔（即轴向壁厚）为5-8mm。

进一步地，所述的周向固定齿42的宽度（即周向尺寸）为5-8mm，深度（即径向尺寸）为3-6mm，且周向固定齿42轴向贯穿铜套4。

进一步地，所述的稳压进水腔室21和稳压出水腔室22均为轴向贯穿轴心2的腔室，稳压进水腔室21位于主轴出水端12一侧通过大密封板28密封，在稳压进水腔室21位于主轴出水端12的一侧设置大密封卡槽24，用于放置大密封板28，且放置大密封板28后，大密封板28的外立面与轴心2侧面齐平，稳压进水腔室21位于主轴进水端11一侧靠近铜套4的一端设置有小密封板26，小密封板26的设置同样通过小密封卡槽25固定，且稳压进水腔室21位于主轴进水端11一侧远离铜套4的一端连通压盖3的流通通道31；同样地，稳压出水腔室22位于主轴进水端11一侧通过大密封板28密封，在稳压出水腔室22位于主轴进水端11的一侧设置密封卡槽，用于放置大密封板28，且放置大密封板28后，大密封板28的外立面与轴心2侧面齐平，稳压出水腔室22位于主轴出水端12一侧靠近铜套4的一端设置有小密封板26，小密封板26的设置同样通过密封卡槽固定，且稳压出水腔室22位于主轴出水端12一侧远离铜套4的一端连通压盖3的连通通道。

进一步地，所述的轴心2对应每个环向水槽组41所设置的稳压进水腔室21和稳压出水腔室22均通过流通孔27连通环向水槽组41，相邻的环向水槽组41对应的流通孔27之间设置有周向齿槽23，且周向齿槽23轴向贯穿轴心2；所述的流通孔27的数量与冷却槽43的数量对应相等，周向齿槽23的两侧分别为对应相邻的环向水槽组41进水端11的流通孔27和出水端12的流通孔27。

进一步地，所述的主轴1的一端为中空的进水端11，另一端为中空的出水端12，进水端11和出水端12均通过径向孔13与压盖的流通通道31连通。

进一步地，如图2、图3、图11、图12所示，所述的周向水槽小过盈的非晶结晶器还包括设置于轴心2两侧的大端盖5，用于对铜套4和轴心2的接触面进行二次密封；设置于压盖3外侧的小端盖6，用于对压盖3与主轴1的接触面进行密封。

本发明的周向水槽小过盈的非晶结晶器的冷却路径为：冷却水通过主轴进水端11进入，通过径向孔13通入压盖流通通道31进入轴心2的稳压进水腔室21，稳压后的冷却水经流通孔27通入铜套4的环向水槽组41对铜套4进行冷却，吸热后的水经流通孔27进入轴心2的稳压出水腔室22，出水压力稳定后的冷却水经压盖流通通道31、主轴1径向孔13流入主轴出水端12，完成冷却过程。

以上述依据本发明的理想实施例为启示， 通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的替换以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种周向水槽小过盈的非晶结晶器，其包括主轴、轴心、压盖和铜套，所述的轴心套设于主轴的外部，所述的铜套套设于轴心的外部，所述的压盖设置于主轴的外部、轴心的两侧，且主轴-压盖-轴心-铜套-轴心-压盖-主轴的内部形成冷却水流通通路；其特征在于：所述铜套内环面设置多个等规格的环向水槽组，铜套在相邻的环向水槽组之间设置有沿着铜套宽度方向延伸的周向固定齿；所述的轴心上对应每个环向水槽组均设置有连通环向水槽组两端的稳压进水腔室和稳压出水腔室，在对应周向固定齿的部位设置有与周向固定齿配合的周向齿槽；所述的压盖内侧设置有流通通道，用于连通主轴进水端与轴心稳压进水腔室以及轴心稳压出水腔室与主轴出水端；

所述的周向固定齿的宽度为5-8mm，深度为3-6mm，且周向固定齿轴向贯穿铜套；所述的轴心对应每个环向水槽组所设置的稳压进水腔室和稳压出水腔室均通过流通孔连通环向水槽组，相邻的环向水槽组对应的流通孔之间设置有周向齿槽，且周向齿槽轴向贯穿轴心。

2.根据权利要求1所述的一种周向水槽小过盈的非晶结晶器，其特征在于：每个所述的环向水槽组均由多个等规格的冷却槽组成。

3.根据权利要求1或2所述的一种周向水槽小过盈的非晶结晶器，其特征在于：铜套内环面设置的所述环向水槽组的数量为8-16个；所述的环向水槽组中冷却槽的数量为11-18条。

4.根据权利要求3所述的一种周向水槽小过盈的非晶结晶器，其特征在于：所述的环向水槽组中的冷却槽规格相同且等间距设置，冷却槽宽度为5-8mm，深度为8-12mm，轴向间隔为5-8mm。

5.根据权利要求1所述的一种周向水槽小过盈的非晶结晶器，其特征在于：所述的稳压进水腔室和稳压出水腔室均为轴向贯穿轴心的腔室，稳压进水腔室位于主轴出水端一侧通过大密封板密封，稳压进水腔室位于主轴进水端一侧靠近铜套的一端设置有小密封板；稳压出水腔室位于主轴进水端一侧通过大密封板密封，稳压出水腔室位于主轴出水端一侧靠近铜套的一端设置有小密封板。

6.根据权利要求1所述的一种周向水槽小过盈的非晶结晶器，其特征在于：所述的主轴的一端为中空的进水端，另一端为中空的出水端，进水端和出水端均通过径向孔与压盖的流通通道连通。

7.根据权利要求1所述的一种周向水槽小过盈的非晶结晶器，其特征在于：还包括设置于轴心两侧的大端盖，用于对铜套和轴心的接触面进行二次密封；设置于压盖外侧的小端盖，用于对压盖与主轴的接触面进行密封。

Images