CN116904899A - 一种水冷辊 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水冷辊，属于热镀锌机械设备技术领域，为了解决技术中辊面温度不均匀的问题，所述水冷辊包括第一螺旋水道(1)和第二螺旋水道(2)，第一螺旋水道(1)和第二螺旋水道(2)沿所述水冷辊的周向间隔排列，沿所述水冷辊的轴向，第一螺旋水道(1)的中部设置有第一进水口(11)，第一螺旋水道(1)的两端均设置有第一出水口(12)，第二螺旋水道(2)的两端均设置有第二进水口(21)，第二螺旋水道(2)的中部设置有第二出水口(22)。所述水冷辊可以同时从辊子的中部和两端进水，在辊子旋转工作时，也能有效调控辊子各支路水流大小，保证辊面温度的均匀性。

Description

一种水冷辊

技术领域

本发明涉及热镀锌机械设备技术领域，具体的是一种水冷辊。

背景技术

在冷轧镀锌机组中，带钢镀锌后，热带钢需要经过辊子转向及冷却，此处辊子与热带钢接触并且换热，为促进带钢冷却，需对辊子进行冷却。带钢在辊面上进行热交换，造成带钢急速冷却。带钢冷却时，随降温程度，引起不同程度的伸缩变形。

目前最普遍的辊子结构形式如图1所示，辊子内设置有辊轴8，辊子主要由外壁6和内壁9及腹板形成的水腔，在水腔内通水，在内壁9和外壁6之间设置不同形式的隔板7，以形成不同的冷却方式。

水腔中隔板根据水流是否可控分为无序隔板设置和有序隔板设置。有序隔板设置就是让水流按照设计的路径进行流动，包括沿辊身宽度方向的蛇形布置和沿辊径方向的螺纹布置。在实际使用过程中，最普遍采用的是隔板7采用螺纹布置，其中按照旋向分为左旋布置、右旋布置、双螺旋布置。按照水道的进水口数量，可以分为单螺旋水道及多螺旋水道，多螺旋水道一般为2个-4个通道。

将隔板7简化为单根线条，将辊壁(外壁6)的母线展开，上下方向为辊身宽度方向，左右方向为辊子圆周方向。单螺旋设置的隔板7最终效果如图2所示，即单螺旋水道，将图2弯曲后图2左右两侧的点划线重合则可以得到对应的水冷辊，水流从辊身一侧进水，经过螺旋前进，最终在辊身另一侧流出。多螺旋设置的隔板7最终效果如图3所示，即多水道螺旋布置，将图3弯曲后图3左右两侧的点划线重合则可以得到对应的水冷辊，每个水道的水流相比较单通道水流前进速度快，与辊壁热交换的时间短。多通道双螺旋设置的隔板7最终效果如图4所示，即多水道双螺旋布置，将图4弯曲后图4左右两侧的点划线重合则可以得到对应的水冷辊，沿辊子的轴线方向，每个水道的水流从辊子的中部进入，流向辊子的两端，并从辊子的两端流出。

单螺旋水道的水流沿辊面多圈螺旋前进，和辊面接触时间长，经过热交换后，入口温度和出口温度变化较大，造成与辊面接触的带钢一侧伸缩变形小，另一侧带钢伸缩变形大，带钢表面质量差。为解决上述问题，就有了多水道螺旋布置形式，每个水道中水流前进速度快，和辊面接触时间短，经过热交换后，入口温度和出口温度变化较小，造成的质量问题有所优化。更进一步的优化方案就是多水道双螺旋布置，既解决了水流热交换时间过长，又解决了两侧温度差异，但是，对于中间温度和两侧温度的差异也没有解决。

发明内容

为了解决技术中辊面温度不均匀的问题，本发明提供了一种水冷辊，所述水冷辊可以同时从辊子的中部和两端进水，也同时从辊子的中部和两端出水，在辊子旋转工作时，也能有效调控辊子各支路水流大小，保证辊面温度的均匀性。当发现带钢出现边浪或者中浪等质量问题时，可通过调整支路进水流量，实时调整并解决问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种水冷辊，包括第一螺旋水道和第二螺旋水道，第一螺旋水道和第二螺旋水道沿所述水冷辊的周向间隔排列，沿所述水冷辊的轴向，第一螺旋水道的中部设置有第一进水口，第一螺旋水道的两端均设置有第一出水口，第二螺旋水道的两端均设置有第二进水口，第二螺旋水道的中部设置有第二出水口。

本发明的有益效果是：所述水冷辊可以同时从辊子的中部和两端进水，也同时从辊子的中部和两端出水，在辊子旋转工作时，也能有效调控辊子各支路水流大小，保证辊面温度的均匀性，从而提高了带钢产品质量。特别是针对厚度较小，对温度变化敏感的带钢，可显著提高带钢质量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是现有水冷辊的示意图。

图2是现有水冷辊采用单螺旋水道布置的辊自侧面展开示意图。

图3是现有水冷辊采用多水道(单)螺旋布置的辊自侧面展开示意图。

图4是现有水冷辊采用多水道双螺旋布置的辊自侧面展开示意图。

图5是本发明所述水冷辊采用多水道(单)螺旋布置的辊自侧面展开示意图。

图6是本发明所述水冷辊采用多水道双螺旋布置的辊自侧面展开示意图。

图7是本发明所述水冷辊有水冷辊的管线连接的示意图。

附图标记说明如下：

1、第一螺旋水道；2、第二螺旋水道；3、第一进水主通道；4、第二进水主通道；5、第一出水主通道；6、外壁；7、隔板；8、辊轴；9、内壁；

11、第一进水口；12、第一出水口；13、第一左旋水道；14、第一右旋水道；

21、第二进水口；22、第二出水口；23、第二左旋水道；24、第二右旋水道；

31、第一进水支管；

41、第二进水支管；

51、第一出水支管；52、第二出水支管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种水冷辊，包括第一螺旋水道1和第二螺旋水道2，第一螺旋水道1和第二螺旋水道2沿所述水冷辊的周向间隔排列，沿所述水冷辊的轴向，第一螺旋水道1的中部设置有第一进水口11，第一螺旋水道1的两端均设置有第一出水口12，第二螺旋水道2的两端均设置有第二进水口21，第二螺旋水道2的中部设置有第二出水口22，如图5和图6所示。

与现有技术中从辊子的一端进水另一端出水或从辊子的中部进水两端出水相比，本发明所述水冷辊可以同时从辊子的中部和两端进水，也同时从辊子的中部和两端出水。在辊子旋转工作时，也能有效调控辊子各支路水流大小，保证辊面温度的均匀性，从而提高了带钢产品质量。特别是针对厚度较小，对温度变化敏感的带钢，可显著提高带钢质量。

在本实施例中，所述水冷辊可以采用多水道(单)螺旋布置，如图5所示，将图5弯曲后图5左右两侧的点划线重合则可以得到对应的水冷辊。所述水冷辊包括多个第一螺旋水道1和多个第二螺旋水道2，第一螺旋水道1和第二螺旋水道2沿所述水冷辊的周向交替排列。第一螺旋水道1的旋向和第二螺旋水道2的旋向相同，例如，所述水冷辊包括两个第一螺旋水道1和两个第二螺旋水道2。第一螺旋水道1的构造与第二螺旋水道2的构造相同。

或者，所述水冷辊也可以采用多水道双螺旋布置，如图6所示，将图6弯曲后图6左右两侧的点划线重合则可以得到对应的水冷辊。即所述水冷辊包括多个第一螺旋水道1和多个第二螺旋水道2，第一螺旋水道1和第二螺旋水道2沿所述水冷辊的周向交替排列。沿所述水冷辊的轴向，第一螺旋水道1含有依次连接的第一左旋水道13和第一右旋水道14，第二螺旋水道2含有依次连接的第二左旋水道23和第二右旋水道24。

例如，所述水冷辊包括两个第一螺旋水道1和两个第二螺旋水道2。第一左旋水道13和第二左旋水道23沿所述水冷辊的周向正对，第一左旋水道13和第二左旋水道23沿所述水冷辊的周向交替排列，第一右旋水道14和第二右旋水道24沿所述水冷辊的周向正对，第一右旋水道14和第二右旋水道24沿所述水冷辊的周向交替排列。第一左旋水道13和第一右旋水道14互为镜像，第二左旋水道23和第二右旋水道24互为镜像。

优选，所述水冷辊采用多水道双螺旋布置，第一进水口11位于第一左旋水道13和第一右旋水道14的连接处，第二出水口22位于第二左旋水道23和第二右旋水道24的连接处。第一左旋水道13的一端和第一右旋水道14的一端连接，第一出水口12位于第一左旋水道13的另一端和第一右旋水道14的另一端，第二左旋水道23的一端和第二右旋水道24的一端连接，第二进水口21位于第二左旋水道23的另一端和第二右旋水道24的另一端连接，如图6所示。

在本实施例中，所述水冷辊包括内外套设的内壁9和外壁6，内壁9和外壁6之间设置有环形空腔和隔板7，隔板7为条形螺旋片结构，隔板7将所述环形空腔分隔为第一螺旋水道1和第二螺旋水道2。本发明所述水冷辊的内壁9、外壁6和隔板7的构造与现有技术中的基本相同。

在本实施例中，第一进水口11、第一出水口12、第二进水口21和第二出水口22均位于内壁9上。所述水冷辊还包括第一进水主通道3和第二进水主通道4，第一进水主通道3通过多个第一进水支管31与多个第一进水口11一一对应连接，第二进水主通道4通过多个第二进水支管41与多个第二进水口21一一对应连接，如图7所示。

第一进水主通道3和第二进水主通道4可以重合，即第一进水主通道3和第二进水主通道4可以为同一个进水主通道，此时，第一进水主通道3与现有的多水道双螺旋布置的辊子中的进水主通道完全相同。第一进水支管31和第二进水支管41与第一进水主通道3的连接方式与现有技术中的相同。

在本实施例中，所述水冷辊还包括第一出水主通道5，第一出水主通道5通过多个第一出水支管51与多个第一出水口12一一对应连接，第一出水主通道5通过多个第二出水支管52与多个第二出水口22一一对应连接。第一进水支管31、第二进水支管41、第一出水支管51和第二出水支管52均位于所述水冷辊内，如图7所示。第一出水主通道5与现有的多水道双螺旋布置的辊子中的出水主通道完全相同。

在本实施例中，第一进水支管31、第二进水支管41、第一出水支管51和第二出水支管52的流通面积可以相同或不同，第一进水支管31、第二进水支管41、第一出水支管51和第二出水支管52上均设置有控制阀门。从而可以根据需要，通过控制阀门独立的控制第一进水支管31、第二进水支管41、第一出水支管51和第二出水支管52内的水流速度。

下面以所述水冷辊采用多水道双螺旋布置为例介绍所述水冷辊的工作过程。

第一水流依次从第一进水主通道3、第一进水支管31和第一进水口11进入第一螺旋水道1，第一水流同时流经第一左旋水道13和第一右旋水道14，然后依次经过第一出水口12和第一出水支管51进入第一出水主通道5。

第二水流依次从第二进水主通道4、第二进水支管41和第二进水口21进入第二螺旋水道2，第二水流同时流经第二左旋水道23和第二右旋水道24，然后依次经过第二出水口22和第二出水支管52进入第一出水主通道5。

沿所述水冷辊的轴线方向，第一水流从所述水冷辊的中部进入两端流出，形成第一螺旋水道1两端温度高、中间温度低的现象，第二水流从所述水冷辊的两端进入中部流出，形成第二螺旋水道2两端温度低、中间温度高的现象。从整体看，最终实现辊面全宽方向及圆周方向上的均匀性。

要实现以上目的，需注意以下几点：

1、辊子两端回水，最终汇总到一个回水水主通道，为保证两侧水流流量相同，需设置合适的配管形式。可在每个支路上设置流量计和调节阀门。

2、隔板7相对于外辊壁厚度而言是比较薄的，例如，外壁6的厚度为20mm，隔板7的厚度为3mm-5mm，相邻两个水道之间一个水道中水温是从高到低，另一个水道中水温是从低到高，两者之间进行间接换热，使辊身轴线方向温度更一致。

另外，为了便于理解和描述，本发明中采用了绝对位置关系进行表述，如无特别说明，其中的方位词“左”表示图4中的左侧方向，方位词“右”表示图4中的右侧方向。本发明采用了阅读者的观察视角进行描述，但上述方位词不能理解或解释为是对本发明保护范围的限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案、实施例与实施例之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种水冷辊，其特征在于，所述水冷辊包括第一螺旋水道(1)和第二螺旋水道(2)，第一螺旋水道(1)和第二螺旋水道(2)沿所述水冷辊的周向间隔排列，沿所述水冷辊的轴向，第一螺旋水道(1)的中部设置有第一进水口(11)，第一螺旋水道(1)的两端均设置有第一出水口(12)，第二螺旋水道(2)的两端均设置有第二进水口(21)，第二螺旋水道(2)的中部设置有第二出水口(22)。

2.根据权利要求1所述的水冷辊，其特征在于，所述水冷辊包括多个第一螺旋水道(1)和多个第二螺旋水道(2)，第一螺旋水道(1)和第二螺旋水道(2)沿所述水冷辊的周向交替排列。

3.根据权利要求2所述的水冷辊，其特征在于，沿所述水冷辊的轴向，第一螺旋水道(1)含有依次连接的第一左旋水道(13)和第一右旋水道(14)，第二螺旋水道(2)含有依次连接的第二左旋水道(23)和第二右旋水道(24)。

4.根据权利要求3所述的水冷辊，其特征在于，第一左旋水道(13)和第二左旋水道(23)沿所述水冷辊的周向交替排列，第一右旋水道(14)和第二右旋水道(24)沿所述水冷辊的周向交替排列。

5.根据权利要求3所述的水冷辊，其特征在于，第一进水口(11)位于第一左旋水道(13)和第一右旋水道(14)的连接处，第二出水口(22)位于第二左旋水道(23)和第二右旋水道(24)的连接处。

6.根据权利要求5所述的水冷辊，其特征在于，第一左旋水道(13)的一端和第一右旋水道(14)的一端连接，第一出水口(12)位于第一左旋水道(13)的另一端和第一右旋水道(14)的另一端，第二左旋水道(23)的一端和第二右旋水道(24)的一端连接，第二进水口(21)位于第二左旋水道(23)的另一端和第二右旋水道(24)的另一端连接。

7.根据权利要求1所述的水冷辊，其特征在于，所述水冷辊包括内外套设的内壁(9)和外壁(6)，内壁(9)和外壁(6)之间设置有环形空腔和隔板(7)，隔板(7)将所述环形空腔分隔为第一螺旋水道(1)和第二螺旋水道(2)。

8.根据权利要求7所述的水冷辊，其特征在于，第一进水口(11)、第一出水口(12)、第二进水口(21)和第二出水口(22)均位于内壁(9)上。

9.根据权利要求1所述的水冷辊，其特征在于，所述水冷辊还包括第一进水主通道(3)和第二进水主通道(4)，第一进水主通道(3)通过第一进水支管(31)与第一进水口(11)连接，第二进水主通道(4)通过第二进水支管(41)与第二进水口(21)连接。

10.根据权利要求1所述的水冷辊，其特征在于，所述水冷辊还包括第一出水主通道(5)，第一出水主通道(5)通过第一出水支管(51)与第一出水口(12)连接，第一出水主通道(5)通过第二出水支管(52)与第二出水口(22)连接。