CN117733090A - 一种可正反转的非晶结晶器及结晶方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于非晶带材制备技术领域，具体涉及一种可正反转的非晶结晶器及结晶方法，包括主轴，所述主轴的外侧中部套设有辊芯，所述辊芯的外侧套设有导流套，所述导流套的外侧套设有铜套，所述主轴的两端均套设有端盖，所述端盖盖在辊芯的两端，用以压紧辊芯、导流套和铜套；本发明解决了铜套中间容易温度聚集的问题，使铜套中间和两端的冷却均匀，减少卷边的问题发生概率，提升非晶合金箔带质量，提升冷却均匀效果；本发明可灵活选择非晶结晶器正转或者反转，同时保证冷却效果；本发明通过整流网的结构设计配合均流槽进一步提升冷却均匀效果。

Description

一种可正反转的非晶结晶器及结晶方法

技术领域

本发明属于非晶带材制备技术领域，具体涉及一种可正反转的非晶结晶器及结晶方法。

背景技术

非晶箔带是一种薄而柔软的非晶态金属带，通常由非晶态合金制成。非晶箔带由于其特殊的物理和化学性质，如低磁导率、高导电性等，在电力、电子、汽车行业等都有广泛的应用，促使了各行各业对这种材料的不断研究和开发。

在非晶合金箔带生产行业中，主要制备工艺是将合金铁水浇注到旋转的冷却辊上，使合金铁水以极快的速度冷却凝固形成非晶带材的过程，冷却的快速性和均匀性直接影响非晶带材的各项性能。

申请号为CN201110095389.9的中国专利提供了一种结晶器，主要用于非晶合金的制备。所述非晶结晶器，由铜套5、铜套支撑3及旋转主轴1构成，当所述结晶器工作时，冷水从旋转主轴的进水端流入，并沿着旋转主轴1和铜套支撑3的内部孔道流入铜套5中，冷水将铜套外表面传递过来的钢水热量吸收，然后热水顺着与冷水相逆的路径从铜套5另一端的铜套支撑3回到旋转主轴内部的出水端流出，进行钢水的循环冷却。该专利具有冷却效率高，铜套表面温度均匀，铜套内部无水流死角，铜套的轴向冷却均匀，机械性能好，工作精度高的优点，保证了非晶结晶器用于冷却钢水的传热效果。

非晶合金箔带生产过程中，存在铜套中间温度聚集，两段散热较快的问题，导致非晶合金箔带质量不稳定，两段卷边。同时如果铜套温度均匀性不好，就难以生产高质量的非晶合金箔带，以及对于不同冷却要求的非晶合金箔带，常规非晶结晶器难以同时满足要求，往往需要多个不同型号的非晶结晶器，造成浪费。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明提供一种可正反转的非晶结晶器及结晶方法，本发明解决了铜套中间容易温度聚集的问题，使铜套中间和两端的冷却均匀，减少卷边的问题发生概率，提升非晶合金箔带质量，提升冷却均匀效果；本发明可灵活选择非晶结晶器正转或者反转，同时保证冷却效果；本发明通过整流网的结构设计配合均流槽进一步提升冷却均匀效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可正反转的非晶结晶器，包括主轴，所述主轴的外侧中部套设有辊芯，所述辊芯的外侧套设有导流套，所述导流套的外侧套设有铜套，所述主轴的两端均套设有端盖，所述端盖盖在辊芯的两端，用以压紧辊芯、导流套和铜套；

所述铜套的内侧环向均匀设有多个水槽单元，所述水槽单元包括轴向开设的多个冷却水槽，多个所述冷却水槽沿铜套的中部对称分布，并且从中部至两端，相邻冷却水槽的间距T逐渐增大。

进一步地，所述主轴的中心封闭，主轴的两端分为第一水管和第二水管；所述第一水管与辊芯对应处均匀贯穿开设有多个第一径向孔，所述第二水管与辊芯对应处均匀贯穿开设有多个第二径向孔。

更进一步地，所述辊芯的内侧分别开设有第一环槽和第二环槽；所述第一环槽与第一径向孔连通，所述第二环槽与第二径向孔连通；所述第一环槽的底部均匀贯穿开设有多个第一释压导流腔，所述第二环槽的底部均匀贯穿开设有多个第二释压导流腔，所述第一释压导流腔和第二释压导流腔的数量相同。

更进一步地，所述第一释压导流腔和第二释压导流腔在辊芯的周向上为依次间隔设置；所述第一径向孔的朝向与第一释压导流腔的腔口错开设置，所述第二径向孔的朝向与第二释压导流腔的腔口错开设置。

更进一步地，从靠近主轴的一端到远离主轴的一端，所述第一释压导流腔和第二释压导流腔的腔口不断变大，所述第一释压导流腔和第二释压导流腔相对的内侧壁均为先凸后凹结构。

更进一步地，所述导流套上贯穿开设有多个均流槽，所述第一释压导流腔和第二释压导流腔远离主轴的一端均与对应均流槽相连通；所述水槽单元的数量与第一释压导流腔的数量相同，每个所述水槽单元沿着冷却水槽水流流向的两端分别与对应相邻的两个均流槽相连通。

更进一步地，所述均流槽包括开设在导流套内侧的第一均流槽口，所述第一均流槽口的底部贯穿开设有多个第二均流槽口，每个所述第二均流槽口均与对应冷却水槽的一端相连通。

更进一步地，所述第一释压导流腔和第二释压导流腔靠近均流槽的一端均设置有整流网。

进一步地，所述冷却水槽的宽度为3～10mm，相邻冷却水槽的间距T为2～12mm。

本发明还要求保护一种利用上述可正反转的非晶结晶器的结晶方法，包括如下步骤：

S1、当非晶合金箔带需要较短冷却时间时，通过正转非晶结晶器，使非晶合金箔带包裹非晶结晶器的长度较短；

S2、将水泵的进水管和回水管分别与非晶结晶器的第一水管和第二水管对应连通，使冷却水槽的水流流向与非晶结晶器的转向相同；

S3、当非晶合金箔带需要较长冷却时间时，通过反转非晶结晶器，使非晶合金箔带包裹非晶结晶器的长度较长；

S4、将水泵的进水管和回水管与非晶结晶器连通处对调，使冷却水槽的水流流向与非晶结晶器的转向相同。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明通过从中部至两端相邻冷却水槽的间距T逐渐增大的结构设计，使中间冷却水槽的冷却水更好地与铜套的中间接触，提升中部的冷却效果，解决了铜套中间容易温度聚集的问题，使铜套中间和两端的冷却均匀，减少卷边的问题发生概率，提升非晶合金箔带质量；同时本发明通过第一释压导流腔和第二释压导流腔的腔口不断变大的结构设计，使冷却水能够均匀分布开，通过第一释压导流腔和第二释压导流腔相对的内侧壁先凸后凹的结构设计，使腔口内的冷却水能够先经过凸面结构导流横向快速散开，然后经过凹面结构导流改变冷却水的流动方向以及水压，从而避免冷却水无法到达腔口内较远处位置的情况发生，进一步提升冷却水的均匀分布效果，从而进一步提升冷却均匀效果。

(2)本发明通过辊芯的结构设计，使非晶结晶器的进水口和出水口方向可以相互转换，从而根据不同非晶合金箔带冷却时间的不同，可灵活选择非晶结晶器正转或者反转，从而调节冷却时间，同时配合进水口和出水口方向的改变，使冷却水槽的水流流向与非晶结晶器的转向始终相同，从而保证冷却效果。

(3)本发明过第一环槽和第二环槽的设置，使第一径向孔或者第二径向孔流出的水能够均布在环槽上，避免水流冲击过大导致水压不均，同时通过第一径向孔的朝向与第一释压导流腔的腔口错开、第二径向孔的朝向与第二释压导流腔的腔口错开设置，使得径向孔出来的水不会直接对导流腔直接冲击，使冷却水能够更稳定地流入导流腔，进一步提升水压的稳定性，从而促进冷却均匀；同时通过整流网的结构设计，避免出口局部水压过高，导致水压分布不均的问题，同时配合均流槽的使用，进一步提升冷却均匀效果。

附图说明

图1为本发明一种可正反转的非晶结晶器的侧视结构示意图；

图2为本发明一种可正反转的非晶结晶器的剖面结构示意图一；

图3为本发明一种可正反转的非晶结晶器的剖面结构示意图二；

图4为本发明一种可正反转的非晶结晶器的辊芯结构及其剖面结构示意图；

图5为本发明一种可正反转的非晶结晶器的铜套截面及局部放大示意图；

图6为本发明一种可正反转的非晶结晶器的导流套以及铜套分散结构示意图；

图7为本发明一种可正反转的非晶结晶器的进出水原理图；

图8为本发明一种可正反转的非晶结晶器的正反转示意图。

附图标记如下：

主轴、1；冷却水槽、11；辊芯、2；第一环槽、21；第二环槽、22；第一释压导流腔、23；第二释压导流腔、24；铜套、3；水槽单元、31；导流套、4；端盖、5；第一水管、6；第一径向孔、61；第二水管、7；第二径向孔、71；均流槽、8；第一均流槽口、81；第二均流槽口、82；整流网、9。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合实施例，对本发明作进一步的详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明中的步骤虽然用标号进行了排列，但并不用于限定步骤的先后次序，除非明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础，否则步骤的相对次序是可以调整的。可以理解，本文中所使用的术语“和/或”涉及且涵盖相关联的所列项目中的一者或一者以上的任何和所有可能的组合。

实施例1

如图1～图8所示，一种可正反转的非晶结晶器，包括主轴1，所述主轴1的外侧中部套设有辊芯2，所述辊芯2的外侧套设有导流套4，所述导流套4的外侧套设有铜套3，所述主轴1的两端均套设有端盖5，所述端盖5盖在辊芯2的两端，用以压紧辊芯2、导流套4和铜套3；

所述铜套3的内侧环向均匀设有多个水槽单元31，所述水槽单元31包括轴向开设的多个冷却水槽11，多个所述冷却水槽11沿铜套3的中部对称分布，并且从中部至两端，相邻冷却水槽11的间距T逐渐增大。

值得说明的是，本发明端盖5压紧的方式有很多种，可进一步通过螺栓连接的方式，在此不作详细描述。

进一步地，所述主轴1的中心封闭，主轴的两端分为第一水管6和第二水管7；所述第一水管6与辊芯2对应处均匀贯穿开设有多个第一径向孔61，所述第二水管7与辊芯2对应处均匀贯穿开设有多个第二径向孔71。

更进一步地，所述辊芯2的内侧分别开设有第一环槽21和第二环槽22；所述第一环槽21与第一径向孔61连通，所述第二环槽22与第二径向孔71连通；所述第一环槽21的底部均匀贯穿开设有多个第一释压导流腔23，所述第二环槽22的底部均匀贯穿开设有多个第二释压导流腔24，所述第一释压导流腔23和第二释压导流腔24的数量相同。

更进一步地，所述第一释压导流腔23和第二释压导流腔24在辊芯2的周向上为依次间隔设置；所述第一径向孔61的朝向与第一释压导流腔23的腔口错开设置，所述第二径向孔71的朝向与第二释压导流腔24的腔口错开设置。

本发明通过第一环槽21和第二环槽22的设置，使第一径向孔61或者第二径向孔71流出的水能够均布在环槽上，避免水流冲击过大导致水压不均，同时通过第一径向孔61的朝向与第一释压导流腔23的腔口错开、第二径向孔71的朝向与第二释压导流腔24的腔口错开设置，使得径向孔出来的水不会直接对导流腔直接冲击，使冷却水能够更稳定地流入导流腔，进一步提升水压的稳定性，从而促进冷却均匀。

更进一步地，从靠近主轴1的一端到远离主轴1的一端，所述第一释压导流腔23和第二释压导流腔24的腔口不断变大，所述第一释压导流腔23和第二释压导流腔24相对的内侧壁均为先凸后凹结构。

本发明通过从中部至两端相邻冷却水槽11的间距T逐渐增大的结构设计，使中间冷却水槽11的冷却水更好地与铜套3的中间接触，提升中部的冷却效果，解决了铜套3中间容易温度聚集的问题，使铜套3中间和两端的冷却均匀，减少卷边的问题发生概率，提升非晶合金箔带质量；同时本发明通过第一释压导流腔23和第二释压导流腔24的腔口不断变大的结构设计，使冷却水能够均匀分布开，通过第一释压导流腔23和第二释压导流腔24相对的内侧壁先凸后凹的结构设计，使腔口内的冷却水能够先经过凸面结构导流横向快速散开，然后经过凹面结构导流改变冷却水的流动方向以及水压，从而避免冷却水无法到达腔口内较远处位置的情况发生，进一步提升冷却水的均匀分布效果，从而进一步提升冷却均匀效果。

更进一步地，所述导流套4上贯穿开设有多个均流槽8，所述第一释压导流腔23和第二释压导流腔24远离主轴1的一端均与对应均流槽8相连通；所述水槽单元31的数量与第一释压导流腔23的数量相同，每个所述水槽单元31沿着冷却水槽11水流流向的两端分别与对应相邻的两个均流槽8相连通。

更进一步地，所述均流槽8包括开设在导流套4内侧的第一均流槽口81，所述第一均流槽口81的底部贯穿开设有多个第二均流槽口82，每个所述第二均流槽口82均与对应冷却水槽11的一端相连通。

更进一步地，所述第一释压导流腔23和第二释压导流腔24靠近均流槽8的一端均设置有整流网9。

本发明通过整流网9的结构设计，避免出口局部水压过高，导致水压分布不均的问题，同时配合均流槽8的使用，进一步提升冷却均匀效果。

值得说明的是，整流网的开孔以及布局可根据实际工况具体调整，在此不作详细描述。

值得说明的是，冷却水可从第一水管6流入，也可从第二水管7流入，方向可调整；例如，当冷却水从第二水管7流入时，冷却水依次经过第二径向孔71、第二环槽22、第二释压导流腔24、整流网9、均流槽8、冷却水槽11、均流槽8、整流网9、第一释压导流腔23、第一环槽21、第一径向孔61、第一水管6，最终流出。

进一步地，所述冷却水槽11的宽度为3～10mm，相邻冷却水槽11的间距T为2～12mm。

值得说明的是，如图7～图8所示，在非晶结晶器1.1的使用过程中，会用到水泵1.2、进水管1.4、回水管1.3，进水管1.4和回水管1.3均与水泵1.2连接。

一种利用上述可正反转的非晶结晶器的结晶方法，包括如下步骤：

S1、当非晶合金箔带需要较短冷却时间时，通过正转非晶结晶器1.1，使非晶合金箔带包裹非晶结晶器1.1的长度较短；

S2、将水泵1.2的进水管1.4和回水管1.3分别与非晶结晶器1.1的第一水管6和第二水管7对应连通，使冷却水槽11的水流流向与非晶结晶器1.1的转向相同；

S3、当非晶合金箔带需要较长冷却时间时，通过反转非晶结晶器1.1，使非晶合金箔带包裹非晶结晶器1.1的长度较长；

S4、将水泵1.2的进水管1.4和回水管1.3与非晶结晶器1.1连通处对调，使冷却水槽11的水流流向与非晶结晶器1.1的转向相同。

本发明通过辊芯2的结构设计，使非晶结晶器的进水口和出水口方向可以相互转换，从而根据不同非晶合金箔带冷却时间的不同，可灵活选择非晶结晶器正转或者反转，从而调节冷却时间，同时配合进水口和出水口方向的改变，使冷却水槽11的水流流向与非晶结晶器的转向始终相同，从而保证冷却效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和变换，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可正反转的非晶结晶器，其特征在于，包括主轴(1)，所述主轴(1)的外侧中部套设有辊芯(2)，所述辊芯(2)的外侧套设有导流套(4)，所述导流套(4)的外侧套设有铜套(3)，所述主轴(1)的两端均套设有端盖(5)，所述端盖(5)盖在辊芯(2)的两端，用以压紧辊芯(2)、导流套(4)和铜套(3)；

所述铜套(3)的内侧环向均匀设有多个水槽单元(31)，所述水槽单元(31)包括轴向开设的多个冷却水槽(11)，多个所述冷却水槽(11)沿铜套(3)的中部对称分布，并且从中部至两端，相邻冷却水槽(11)的间距T逐渐增大。

2.根据权利要求1所述一种可正反转的非晶结晶器，其特征在于，所述主轴(1)的中心封闭，主轴的两端分为第一水管(6)和第二水管(7)；所述第一水管(6)与辊芯(2)对应处均匀贯穿开设有多个第一径向孔(61)，所述第二水管(7)与辊芯(2)对应处均匀贯穿开设有多个第二径向孔(71)。

3.根据权利要求2所述一种可正反转的非晶结晶器，其特征在于，所述辊芯(2)的内侧分别开设有第一环槽(21)和第二环槽(22)；所述第一环槽(21)与第一径向孔(61)连通，所述第二环槽(22)与第二径向孔(71)连通；所述第一环槽(21)的底部均匀贯穿开设有多个第一释压导流腔(23)，所述第二环槽(22)的底部均匀贯穿开设有多个第二释压导流腔(24)，所述第一释压导流腔(23)和第二释压导流腔(24)的数量相同。

4.根据权利要求3所述一种可正反转的非晶结晶器，其特征在于，所述第一释压导流腔(23)和第二释压导流腔(24)在辊芯(2)的周向上为依次间隔设置；所述第一径向孔(61)的朝向与第一释压导流腔(23)的腔口错开设置，所述第二径向孔(71)的朝向与第二释压导流腔(24)的腔口错开设置。

5.根据权利要求4所述一种可正反转的非晶结晶器，其特征在于，从靠近主轴(1)的一端到远离主轴(1)的一端，所述第一释压导流腔(23)和第二释压导流腔(24)的腔口不断变大，所述第一释压导流腔(23)和第二释压导流腔(24)相对的内侧壁均为先凸后凹结构。

6.根据权利要求4所述一种可正反转的非晶结晶器，其特征在于，所述导流套(4)上贯穿开设有多个均流槽(8)，所述第一释压导流腔(23)和第二释压导流腔(24)远离主轴(1)的一端均与对应均流槽(8)相连通；所述水槽单元(31)的数量与第一释压导流腔(23)的数量相同，每个所述水槽单元(31)沿着冷却水槽(11)水流流向的两端分别与对应相邻的两个均流槽(8)相连通。

7.根据权利要求6所述一种可正反转的非晶结晶器，其特征在于，所述均流槽(8)包括开设在导流套(4)内侧的第一均流槽口(81)，所述第一均流槽口(81)的底部贯穿开设有多个第二均流槽口(82)，每个所述第二均流槽口(82)均与对应冷却水槽(11)的一端相连通。

8.根据权利要求6所述一种可正反转的非晶结晶器，其特征在于，所述第一释压导流腔(23)和第二释压导流腔(24)靠近均流槽(8)的一端均设置有整流网(9)。

9.根据权利要求1所述一种可正反转的非晶结晶器，其特征在于，所述冷却水槽(11)的宽度为3～10mm，相邻冷却水槽(11)的间距T为2～12mm。

10.一种利用权利要求1～9任一项所述可正反转的非晶结晶器的结晶方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、当非晶合金箔带需要较短冷却时间时，通过正转非晶结晶器，使非晶合金箔带包裹非晶结晶器的长度较短；

S2、将水泵的进水管和回水管分别与非晶结晶器的第一水管(6)和第二水管(7)对应连通，使冷却水槽(11)的水流流向与非晶结晶器的转向相同；

S3、当非晶合金箔带需要较长冷却时间时，通过反转非晶结晶器，使非晶合金箔带包裹非晶结晶器的长度较长；

S4、将水泵的进水管和回水管与非晶结晶器连通处对调，使冷却水槽(11)的水流流向与非晶结晶器的转向相同。