专利名称：逆流式水冷铸轧辊芯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金属铝及其合金连续浇铸连续轧制铝板卷铸轧辊技术。主要是为铝加工行业提高铸轧板卷板形尺寸的精度，从而提高了板卷的质量。
铸轧机中的铸轧辊是核心部件。铸轧辊功能的优劣直接影响到铝铸轧生产的效率和产品质量。铸轧辊的功能有两个作用。第一，把700℃左右的铝液结晶成固态铝板，第二把结晶成固态的铝板再进行10％左右压下量的轧制。这两种功能是在2秒钟之内完成的。图2为铝铸轧辊结构示意图。
参见图2，铸轧辊由两个部件组成，第一个部件是辊芯，它是一个具有水冷却系统的铸轧辊本体。第二个部件是辊套，它热套在辊芯上，有一定的箍紧力，可密封冷却水不发生渗漏。铸轧时辊套将铝液的结晶热和降温热传给冷却水，并进行轧制。轧出的板带经卷取机卷成一个板卷，铝板卷就是铸轧机生产的产品。铸轧辊的尺寸规格多种多样，小规格的辊身外径Φ450mm长450mm。大规格的辊身外径Φ1000mm长2000mm。
铸轧机生产的铝板卷是冷轧机轧制薄铝板的原料。为了使铸轧板能顺利地冷轧成薄铝板。对铸轧板厚度的尺寸精度有较高的要求。因此厚度的尺寸精度是铸轧铝板的一项重要质量指标之一。铸轧辊辊芯中冷却水流动线路和辊芯的形状结构与铸轧辊生产出铝板厚度的尺寸精度密切相关。
图3为现有有轴向水槽的辊芯冷却结构原理图。图4为图3中A-A向剖视图，图5为B旋转剖视图。参见图3、图4、图5，这种结构的辊芯是现在普遍应用的具有代表性的辊芯。中间一个进水深孔与进水管道连接。水从进水深孔通过垂直于中心的一组小孔流入辊芯表面的轴向进水槽。通过轴向进水槽沿园周方向流动90°进入另外二个轴向回水槽。从回水槽中一组小孔进入出水深孔。然后流入排水管道进入冷却水池。水在园周方向流动时进行热交换。经辊套的热传导，将液态铝中的热传给冷却水，液态铝结晶成固态铝，水的温度则升高3～5℃。由于水在轴向进水槽向轴向回水槽中的流动都是相同的方向，所以水在辊套内园表面轴向进水槽的部位和轴向回水槽的部位形成3～5℃的温度差。此温度差不利于铸轧铝板厚度的均匀性。这是现有辊芯水冷却系统结构的缺点之一，是导致铸轧板形不好的第一个原因。
铸轧辊长期工作，辊芯通水时间长，具有轴向水槽的部位会逐渐发生锈蚀。锈蚀沿着水槽两侧不断的扩展。由于水槽两侧锈蚀严重，导致轴向水槽两侧对辊套的支撑面减小，使铸轧板厚度均匀性变坏。这是导致铸轧板形不合格的第二个原因。
由于铝板板形变坏(厚度均匀性变坏)使铸轧辊轧制合格产品的通过量大为降低，严重时可降低一半。一台中等规格的铸轧机正常情况下一对辊套可生产4000吨合格的铸轧板。由于上述两种原因可导致仅能生产2000吨合格产品。为此不得不将铸轧辊套报废，更换新辊套。由此造成的经济损失约为10万元人民币。每台铸轧机每年约消耗3对辊套，由此每年每台铸轧机将造成30万元的损失。
本实用新型是这样实现的一种逆流式水冷铸轧辊芯，包括在辊芯中沿轴向开有进水深孔和出水深孔，在辊芯表面沿圆周开有多条水槽，水槽与水槽平行排列，二条水槽组成一对，在每对水槽间沿圆周开有四个孔道，四个孔道沿圆周均布且孔道与每对水槽相通，辊芯表面沿圆周成180°的二个孔道为进水小孔，进水小孔与进水深孔相连，辊芯表面沿圆周成180°的另二个孔道为出水小孔，出水小孔与出水深孔相连，相邻两对水槽的进水小孔互成90°，相邻两对水槽的出水小孔互成90°，辊芯表面每对水槽中水的流向相互交错。
上述的逆流式水冷铸轧辊芯，所述进水深孔为一个，出水深孔为二个，出水深孔位于进水深孔二侧。
本实用新型采用改变铸轧辊水流动方向，使辊套内园冷却水槽中水的流向互成180°来提高铸轧铝板厚度的均匀性。也就是提高了铸轧板卷的质量，提高了铸轧辊的使用寿命，降低了生产成本，提高了生产率。
图中1精炼炉，2液态，3固态，4压下，5卷板机，6冷却水槽，7辊套，8辊芯，10出水深孔，11进水深孔，12轴向进水槽，13轴向回水槽，14进水小孔，15出水小孔，16水槽。
具体实施方式
参见图6、图7、图8，一种逆流式水冷铸轧辊芯，包括在辊芯中沿轴向开有进水深孔11和出水深孔10，进水深孔为一个，出水深孔为二个，出水深孔位于进水深孔二侧。在辊芯表面沿圆周开有多条水槽16，水槽16与水槽平行排列，二条水槽16组成一对，在每对水槽16间沿圆周开有四个孔道，四个孔道沿圆周均布且孔道与每对水槽16相通，辊芯表面沿圆周成180°的二个孔道为进水小孔14，进水小孔14与进水深孔11相连，辊芯表面沿圆周成180°的另二个孔道为出水小孔15，出水小孔15与出水深孔10相连，相邻两对水槽16的进水小孔14互成90°，相邻两对水槽16的出水小孔15互成90°。第一对水槽16(即第一、第二个水槽)中水的流向相同，但与第二对水槽16(即第三、四个水槽)中水的流向相反。例如①②水槽中水的流动方向由中间进水小孔14向两端流动，相邻的③④水槽中水的流动则相反，由两端流向出水小孔15，第⑤⑥水槽中水的流动方向与③④水槽中水的流动相反，第⑦⑧水槽中水的流动方向又与⑤⑥水槽中水的流动相反，第⑨⑩水槽中水的流动方向又与⑦⑧水槽中水的流动方向相反。顺序下去每对水槽中水的流动方向都与相邻的左右两对水槽中水的流动方向相反，因此辊芯表面每对水槽16中水的流向相互交错。
逆流式水冷铸轧辊芯与现有的辊芯相比较，铸轧辊表面温度的均匀性大大地提高了，从而克服了现有辊芯先天存在着铸轧辊内表面温度周期性3～5℃波动的缺点，而这种波动对铸轧板厚度带来不均匀的影响。
另外，逆流式水冷铸轧辊芯不采用轴向水槽供水和回水的结构，因此也不存在轴向水槽两侧发生锈蚀和锈蚀面扩大的问题。也就不会产生辊芯对辊套支撑面减少的问题。因此消除了由于金属腐蚀造成的铸轧铝板厚度不均匀导致板形变坏的一个重要原因。
本实用新型逆流式水冷铸轧辊芯对于小型铸轧辊(如Φ450×450，450×600铸轧辊)，中型铸轧辊(如Φ680×1450，650×1600铸轧辊)和大型铸轧辊(如Φ850×1600，1003×1850铸轧辊)均适用。
经试用结果表明逆流式水冷铸轧辊芯优于现有的开有轴向水槽的铸轧辊芯。例如Φ680×1450现有铸轧辊生产2000吨产品后板形就变坏，不得不提前报废辊套，更换新辊套。采用逆流式水冷铸轧辊芯使用到4000吨后生产出的铸轧板卷板形仍能满足质量标准的要求。铸轧辊的寿命从原来的2000吨提高到4000吨，产量增加了一倍，而成本则减少了约10万元。
权利要求1.一种逆流式水冷铸轧辊芯，包括在辊芯中沿轴向开有进水深孔(11)和出水深孔(10)，其特征是在辊芯表面沿圆周开有多条水槽(16)，水槽(16)与水槽(16)平行排列，二条水槽(16)组成一对，在每对水槽(16)间沿圆周开有四个孔道，四个孔道沿圆周均布且孔道与每对水槽(16)相通，辊芯表面沿圆周成180°的二个孔道为进水小孔(14)，进水小孔(14)与进水深孔(11)相连，辊芯表面沿圆周成180°的另二个孔道为出水小孔(15)，出水小孔(15)与出水深孔(10)相连，相邻两对水槽(16)的进水小孔(14)互成90°，相邻两对水槽的出水小孔(15)互成90°，辊芯表面每对水槽(16)中水的流向相互交错。
2.根据权利要求1所述的逆流式水冷铸轧辊芯，其特征是进水深孔(11)为一个，出水深孔(10)为二个，出水深孔(10)位于进水深孔(11)二侧。
专利摘要本实用新型涉及金属铝及其合金连续浇铸连续轧制铝板卷铸轧辊技术。一种逆流式水冷铸轧辊芯，在辊芯表面沿圆周开有多条水槽(16)，在每对水槽间开有沿圆周均布且孔道与每对水槽相通的四个孔道，辊芯表面沿圆周成180°的二个孔道为进水小孔(14)，进水小孔与进水深孔(11)相连，辊芯表面沿圆周成180°的另二个孔道为出水小孔(15)，出水小孔与出水深孔(10)相连，相邻两对水槽的进水小孔互成90°，相邻两对水槽的出水小孔互成90°，辊芯表面每对水槽中水的流向相互交错。本实用新型采用改变铸轧辊水流动方向，使辊套内圆冷却水槽中水的流向互成180°来提高铸轧铝板厚度的均匀性，提高了铸轧板卷的质量，提高了铸轧辊的使用寿命。
文档编号B21B13/22GK2576363SQ0226570
公开日2003年10月1日 申请日期2002年7月24日 优先权日2002年7月24日
发明者李春治 申请人:李春治