CN2910420Y - 双辊薄带连铸用水冷结晶辊 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及双辊薄带连铸用水冷结晶辊。一种双辊薄带连铸用水冷结晶辊，包括辊芯和辊套，辊芯中部开有一个进水分配环，辊芯两端开有二个回水收集环，其特征是沿结晶辊周向在辊芯和辊套相对应的位置开有多个均布的轴向冷却水槽，冷却水槽分别和进水分配环和回水收集环相连通，冷却水槽中心线沿轴向为中间凹的曲线形，冷却水槽中部辊套厚，两端辊套薄。本实用新型的水冷结晶辊表面冷却条件左右对称、结晶辊辊面温度保持一致，且结构简单，加工和制作容易，安装方便，生产成本低。
Description
(一)技术领域
本实用新型涉及双辊薄带连铸用水冷结晶辊。
(二)背景技术
薄带连铸是将钢液从钢包注入到中间包3后，通过分配器2将钢液分配到布流器1内，再由布流器1注入到两个水冷结晶辊5、6与侧封板围成的溶池4内，钢液在这两个结晶辊5、6表面逐渐凝固形成凝固坯壳，在两个结晶辊5、6中心连线附近完全凝固后，通过二个结晶辊5、6的逆向转动后，铸轧制成一定厚度，从而形成一定厚度和宽度的金属薄带。通过布流器1流出的钢液，被均匀地布置到两个结晶辊5、6与侧封板围成的熔池4内。高温钢液通过结晶辊的传热，在结晶辊5、6表面逐渐凝固，为了能够浇铸出高质量的铸带，钢液在结晶辊表面的凝固应该是均匀的，这就要求在结晶辊轴向和圆周方向表面的传热要尽可能均匀，传热的均匀性与结晶辊内水冷结构直接相关。
由此可见，结晶辊在双辊薄带连铸过程中起着至关重要的作用，它的冷却性能以及在轴向和圆周方向传热的均匀性，直接影响着铸带的质量和断面形状。因此，各国在此方面纷纷申请专利，其中以专利US2002112841、EP1122001A1、GB2310155、GB2296882、FR2745510、WO0226425A1以及JP9225613A比较具有代表性。
其中专利US2002112841和EP1122001A1的冷却方式是在辊套上沿结晶辊圆周方向开水环，这种结构方式的缺点是：结晶辊沿圆周方向上辊面温度呈周期性变化，这对于铸带沿整个浇铸方向的质量均匀性会造成较大影响，同时也不利于在横向上的均匀凝固。
专利GB2310155、GB2296882、FR2745510和WO0226425A1所采用的方式是在结晶辊轴向开冷却水槽或冷却水孔，冷却水流向或从一端流向另一端，或者相间分别从左右两端流向另一端。这种冷却方式克服了沿圆周方向开水环的缺点，但是对于冷却水横向流动的方式，也同样存在缺点，尽管双向流动比单向流动有所改进，但是仍然无法保证沿结晶辊轴向的冷却性能一致，同样会对铸带在横向的均匀凝固产生影响，而且双向流动的结晶辊大都结构非常复杂。
专利JP9225613A采用了冷却水从中间流向两端的方式，实现了左右对称，但是由于在结晶辊轴向采用平直水槽，因此不能保证在结晶辊轴向上冷却性能均匀。
(三)发明内容
本实用新型的目的在于提供一种双辊薄带连铸用水冷结晶辊，该结晶辊采用冷却水从中间向两边轴向流动，使得结晶辊沿轴向的冷却性能保持一致，且结晶辊结构简单，生产成本低。
本实用新型是这样实现的：一种双辊薄带连铸用水冷结晶辊，包括辊芯和辊套，辊芯中部开有一个进水分配环，辊芯两端开有二个回水收集环，其特征是沿结晶辊周向在辊芯和辊套相对应的位置开有多个均布的轴向冷却水槽，冷却水槽分别和进水分配环和回水收集环相连通，冷却水槽中心线沿轴向为中间凹的曲线形，冷却水槽中部辊套厚，两端辊套薄。
上述的双辊薄带连铸用水冷结晶辊，所述冷却水槽中心线沿轴向为抛物线形，其数学表达式为：
y＝ax2 (1)
其中：y-抛物线高度坐标；
x-沿结晶辊长度方向坐标；
a-常数，由下式确定：
a＝4·b·H辊套/l2 (2)
其中，H辊套-辊套厚度；
l-辊身长度；
b-和辊套材料有关的常数；对于钢辊套取b＝0.03，对于铜辊套取b＝0.05。
上述的双辊薄带连铸用水冷结晶辊，所述冷却水槽的横截面为矩形加半圆形，半圆形顶部置于辊套中，矩形下部置于辊芯中。
本实用新型是采用冷却水从中间进水分配环沿轴向的冷却水槽向两边的回水收集环流动，使得冷却效果左右对称。冷却水槽轴向上采用抛物线形，使得冷却水槽越靠近边部，水槽离结晶辊表面的距离越近，从而可以保证沿整个轴向的结晶辊辊面温度保持一致，使凝固壳沿轴向分布均匀，实现铸带沿宽度方向的凝固均匀，获得较高质量的铸带。冷却水槽顶部设计成半圆形，既可以增加辊套强度，同时可以增大冷却水接触面积，提高冷却效率。本实用新型的水冷结晶辊结构简单，加工和制作容易，安装方便，生产成本低。
(四)附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
图1为双辊薄带连铸示意图。
图2为本实用新型双辊薄带连铸用水冷结晶辊结构示意图。
图3为图2的右视示意图
图4为图2的A-A剖视示意图
图5为图2的B-B剖视示意图；
图6为冷却水槽中心线设计示意图。
图中：1布流器，2分配器，3中间包，4熔池，5、6水冷结晶辊，11、17回水收集环，12冷却水槽，13置于辊芯内的冷却水槽，14进水分配环，15辊套，16辊芯，18、21主回水孔，19、20主进水孔。
(五)具体实施方式
参见图2、图3、图4、图5，一种双辊薄带连铸用水冷结晶辊，包括辊芯16和辊套15，辊芯16中部开有一个进水分配环14，辊芯16两端开有二个回水收集环11、17。沿结晶辊周向在辊芯16和辊套15相对应的位置开有多个均布的轴向冷却水槽12，冷却水槽12分别和进水分配环14和回水收集环11、17相连通。冷却水从结晶辊中部的进水分配环14进入冷却水槽12后，从结晶辊两端部的回水收集环11、17流出。冷却水槽12中心线沿轴向为中间凹的曲线形，冷却水槽12中部辊套15厚，两端辊套15薄。该曲线形为圆弧形或抛物线形，本实施例为抛物线形。
参见图6，冷却水槽12中心线沿轴向为抛物线形，其数学表达式为：
y＝ax2 (1)
其中：y-抛物线高度坐标；
x-沿结晶辊长度方向坐标；
a-常数，由下式确定：
a＝4·b·H辊套/l2 (2)
其中，H辊套-辊套厚度；
l-辊身长度；
b-和辊套材料有关的常数。b值取值为：对于钢辊套取b＝0.03，对于铜辊套取b＝0.05。
冷却水槽12轴向上采用抛物线形，使得冷却水槽12越靠近边部，冷却水槽12离结晶辊表面的距离越近，从而可以保证沿整个轴向的结晶辊辊面温度保持一致，使凝固壳沿轴向分布均匀，实现铸带沿宽度方向的凝固均匀，从而获得较高质量的铸带。并克服了现有直槽结构的冷却水在轴向流动过程中不断吸收热量水温不断增加，从而导致冷却效率降低的缺陷。
参见图2、图4、图5，冷却水槽12的横截面为矩形加半圆形，半圆形顶部置于辊套15中，矩形下部13置于辊芯16中。冷却水槽12半圆形顶部既可以增加辊套15强度，同时可以增大冷却水接触面积，提高冷却效率，同时也可以使辊套15变薄。冷却水槽12的加工难度远低于冷却水孔式结构设计，安装也相对方便，可以降低加工成本。
参见图3，辊芯上加工有一对主进水孔19、20和一对主回水孔18、21，分别和一个进水分配环14和两个回水收集环11、17相连通。
双辊薄带连铸用水冷结晶辊的工作过程是：冷却水由主进水孔19、20进入进水分配环14，再通过进水分配环14将水分配到多个均布的冷却水槽12，使冷却水经过冷却水槽12由结晶辊中部流向两端，分别到达两个回水收集环11、17，然后经过两个主回水孔18、21流出。
本实用新型的水冷结晶辊表面冷却条件左右对称、结晶辊辊面温度保持一致，且结构简单，加工和制作容易，安装方便，生产成本低。
Claims (4)
1.一种双辊薄带连铸用水冷结晶辊，包括辊芯和辊套，辊芯中部开有一个进水分配环，辊芯两端开有二个回水收集环，其特征是沿结晶辊周向在辊芯和辊套相对应的位置开有多个均布的轴向冷却水槽，冷却水槽分别和进水分配环和回水收集环相连通，冷却水槽中心线沿轴向为中间凹的曲线形，冷却水槽中部辊套厚，两端辊套薄。
2.根据权利要求1所述的双辊薄带连铸用水冷结晶辊，其特征是冷却水槽中心线沿轴向为抛物线形，其数学表达式为：
y＝ax2 (1)
其中：y-抛物线高度坐标；
x-沿结晶辊长度方向坐标；
a-常数，由下式确定：
a＝4·b·H辊套/l2 (2)
其中，H辊套-辊套厚度；
l-辊身长度；
b-和辊套材料有关的常数。
3.根据权利要求2所述的双辊薄带连铸用水冷结晶辊，其特征是b值取值为：对于钢辊套取b＝0.03，对于铜辊套取b＝0.05。
4.根据权利要求1所述的双辊薄带连铸用水冷结晶辊，其特征是冷却水槽的横截面为矩形加半圆形，半圆形顶部置于辊套中，矩形下部置于辊芯中。
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