铸轧辊、铸轧系统和基于该铸轧辊的铸轧工艺的制作方法

本发明涉及铸轧技术领域，特别涉及一种铸轧辊、铸轧系统和基于该铸轧辊的铸轧工艺。

背景技术：

镁合金等金属板材的铸轧是金属凝固和轧制共同作用的过程，凝固过程受温度等多种因素的影响。在凝固过程中，铸轧辊各位置温度分布不均匀，将导致铸轧辊各位置变形不均匀，因而得到的坯料板形厚度不均，使得最终铸轧板成品的合格率降低。传统的铸轧辊冷却方式采用一根进水管和一根出水管对铸轧辊进行整体冷却，这种结构难以解决由于铸轧辊轴向上温度分布不均匀而引起的铸轧板在同一截面上厚度不均匀的技术问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铸轧辊、铸轧系统和基于该铸轧辊的铸轧工艺，其能解决现有的铸轧辊轴向上温度分布不均匀而引起的铸轧板在同一截面上厚度不均匀的技术问题。

本发明采用以下技术方案实现：

一种铸轧辊，包括辊芯和设于辊芯外周的辊套，所述辊芯沿轴向设有至少两个相互独立的冷却区，每个冷却区上对应设有进液管和出液管，每个进液管和出液管上分别设有调节阀，每个进液管均与冷却源连接。

优选的，所述铸轧辊还包括集液槽和集液管，每个冷却区的出液管与所述集液槽连通，所述集液槽与所述集液管连通，所述集液槽的液体通过所述集液管导出。

优选的，所述冷却区的数量为三个。

优选的，所述集液管上还设有温度测试仪。

优选的，所述辊芯的每一冷却区设有周向冷却槽，所述进液管中的液体通过所述周向冷却槽，经所述出液管导出。

本发明实施例还提供一种铸轧系统，包括铸轧机、铸嘴、厚度测试仪、控制模块，所述铸轧机包括铸轧辊，所述铸轧辊包括辊芯和设于辊芯外周的辊套，所述辊芯沿轴向设有至少两个相互独立的冷却区，每个冷却区上对应设有进液管和出液管，每个进液管和出液管上分别设有调节阀，每个进液管均与冷却源连接。

优选的，所述铸轧辊的数量为两个，所述铸嘴的镁合金熔体经两个铸轧辊的间隙冷却，形成铸轧板；所述调节阀、铸轧机和厚度测试仪均与所述控制器连接。

优选的，所述铸轧辊还包括集液槽和集液管，每个所述冷却区的出液管与所述集液槽连通，所述集液槽与所述集液管连通，所述集液槽的液体通过所述集液管导出。

优选的，所述冷却区的数量为三个。

本发明实施例还提供一种基于上述铸轧辊的铸轧工艺，所述铸轧辊包括辊芯和设于辊芯外周的辊套，所述辊芯沿轴向设有至少两个相互独立的冷却区，每个冷却区上对应设有进液管和出液管，每个进液管和出液管上分别设有调节阀，每个进液管均与冷却源连接，所述铸轧工艺包括如下步骤：

铸嘴中的镁合金熔体经两个铸轧辊的间隙冷却，形成铸轧板；

在铸轧过程中，厚度测试仪测出铸轧板厚度并将厚度数据反馈至控制模块，控制模块将厚度数据与预设板形的数据进行比较并分析，发出指令控制调节阀开启程度；

温度测试仪测出回液温度并将温度数据反馈至控制模块，厚度测试仪、调节阀、温度测试仪和控制模块形成自动控制系统，用于控制铸轧板的厚度达到预设值。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明实施例提供的铸轧辊，其辊芯沿轴向设有至少两个相互独立的冷却区，每个冷却区上对应设有进液管和出液管，利用金属热胀冷缩的原理，每个冷却区能够单独进行调控，调节其中一个冷却区的温度时不会影响其他冷却区的工作，实现了对铸轧辊辊面温度的精准且高效的控制。通过控制模块的控制，能够高效控制板形，而且能够实现自动控制，大大提高了铸轧板的生产效率和合格率。此外，在对铸轧辊进行预热时，热源与出液管连接，经过冷却区后由进液管流出，辊套通过辊芯实现预热效果，与采用火枪对铸轧辊进行预热相比，其预热效果更加，缩短了生产前的准备时间，提高了生产效率；这样不仅避免了因采用火枪预热而导致空间的浪费，而且能够更快的使得铸轧辊辊面温度均匀，缩短了生产前的准备时间，从而提高了生产效率。本发明实施例还提供一种铸轧系统和基于上述铸轧辊的铸轧工艺，生产效率高，生产的铸轧板质量好，成品合格率高。

附图说明

图1是本发明一实施例提供铸轧工艺的示意图；

图2是铸轧辊的结构示意图；

图3是铸轧辊的另一角度的结构示意图；

图4是铸轧辊冷却时进水与回水示意图；

图5是铸轧系统的示意图。

附图标号说明：

1、镁合金熔体；2、铸嘴；3、辊套；4、铸轧板；5、辊芯；51、进液管；511、第三调节阀；512、第四调节阀；513、第五调节阀；514、第七调节阀；515、第八调节阀；516、第九调节阀；517、第十调节阀；52、出液管；6、集液槽；7、集液管；71、第一调节阀；72、第二调节阀；73、第六调节阀；81、回液槽；82、进液槽；9、铸轧辊。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

所述铸轧辊适合任何一种金属铸轧板的生成，在本发明实施例中，以镁合金铸轧板的生产为例。

如图1至图5所示，本发明实施例提出一种铸轧辊9，包括辊芯5和设于辊芯5外周的辊套3，所述辊芯5沿轴向设有至少两个相互独立的冷却区(未标示)，每个冷却区上对应设有进液管51和出液管52，每个进液管51和出液管52上分别设有调节阀，每个进液管51均与冷却源连接。

具体的，在本发明实施例中，冷却源为水。在冷却过程中，进液槽82的水经进液管51进入铸轧辊的冷却区。

本发明实施例提供的铸轧辊由于辊芯沿轴向设有至少两个相互独立的冷却区，每个冷却区上对应设有进液管51和出液管52，利用金属热胀冷缩的原理，每个冷却区能够单独进行调控，调节其中一个冷却区的温度时不会影响其他冷却区的工作，实现了对铸轧辊辊面温度的精准且高效的控制。通过控制模块的控制，能够高效控制板形，而且能够实现自动控制，大大提高了铸轧板的生产效率和合格率。此外，在对铸轧辊进行预热时，热源与出液管52连接，经过冷却区后由进液管51流出，所述辊套通过辊芯实现预热效果，与采用火枪对铸轧辊进行预热相比，其预热效果更加，缩短了生产前的准备时间，提高了生产效率；这样不仅避免了因采用火枪预热而导致空间的浪费，而且能够更快的使得铸轧辊辊面温度均匀，缩短了生产前的准备时间，从而提高了生产效率。

如图2所示，优选的，所述铸轧辊还包括集液槽6和集液管7，每个冷却区的出液管52均与所述集液槽6连通，所述集液槽6与所述集液管7连通，所述集液槽6的液体通过所述集液管7导出至回液槽81中，这种结构能够避免因集液槽6和回液槽81之间设有裸露于外界的多条回液管道，而增加管道设置成本的问题。此外，集液管替代了裸露于外界的多条回液管道，结构简单，安装具有该铸轧辊的铸轧系统时，简单方便。

优选的，所述冷却区的数量为三个，这种结构能够避免因进液管51和出液管52的设置过于复杂而影响具有该铸轧辊的铸轧系统的组装，而且能够保证铸轧辊辊面温度的精准且高效的控制。

优选的，所述集液管7上还设有温度测试仪(未标示)，用于测量回流水的温度。

如图4和图5所示，优选的，所述辊芯5的每一冷却区设有周向冷却槽(未标示)，所述进液管51中的液体通过所述周向冷却槽，经所述出液管52导出。以辊芯5的A冷却区为例，进液管51中的水通过周向冷却槽带走辊芯5的A冷却区的热量，再由出液管52导出至集液槽6。其他冷却区的冷却方式与A冷却区相同，在此不再赘述。

本发明实施例提供的铸轧辊温度调控的原理如下：

如图2所示，在铸轧生产前，对铸轧辊进行预热，第一调节阀71、第二调节阀72、第三调节阀511、第四调节阀512和第五调节阀513打开，其他调节阀关闭，回液槽81上设置的加热器(未标示)工作，经加热的预热水经集液管7、集液槽6、出液管52、冷却区和进液管51，回到进液槽82，构成完整的辊套预热循环。

在铸轧生产冷却时，第六调节阀73、第七调节阀514、第八调节阀515、第九调节阀516和第十调节阀517打开，其他调节阀关闭，进液槽82中的冷却水经进液管51进入冷却区，实现对辊套的冷却，而后经出液管52、集液槽6、集液管7回到回液槽81，构成完整的辊套冷却循环。具体的，在生产过程中，铸轧辊处在一个复杂的温度场中，铸轧辊的外表面直接与镁合金熔体接触，辊芯内通有冷却水，通过改变冷却水的流量，即可改变冷却水的温度，根据金属热胀冷缩原理，能够使铸轧辊的直径发生改变。将铸轧辊分设为至少两个冷却区，每一冷却区的冷却水的流量都可以分区调控，因而铸轧辊直径能够分段调控。

如图5所示，若增加铸轧辊的A冷却区的冷却水流量，则该冷却区对应的铸轧辊的辊身由于降温收缩，使得该冷却区对应的铸轧辊的辊身的直径减小，因而该冷却区对应的铸轧板a处的厚度将增加。反之，如果减小冷却水的流量，则该冷却区对应的铸轧辊的辊身由于升温膨胀，使得该冷却区对应的铸轧辊的辊身的直径增大，因而该冷却区对应的铸轧板a处的厚度将减小。

本发明实施例还提供一种铸轧系统，包括铸轧机、铸嘴2、厚度测试仪(未标示)、控制模块(未标示)，所述铸轧机包括铸轧辊，所述铸轧辊包括辊芯5和设于辊芯5外周的辊套3，所述辊芯5沿轴向设有至少两个相互独立的冷却区(未标示)，每个冷却区上对应设有进液管51和出液管52，每个进液管51和出液管52上分别设有调节阀，每个进液管51均与冷却源连接。

优选的，所述铸轧辊的数量为两个，所述铸嘴的镁合金熔体经两个铸轧辊的间隙冷却，形成铸轧板4；所述调节阀、铸轧机和厚度测试仪均与所述控制器连接，用于实现对铸轧辊辊面温度的精准且高效的控制。

优选的，所述铸轧辊还包括集液槽6和集液管7，每个冷却区的出液管52与所述集液槽6连通，所述集液槽6与所述集液管7连通，所述集液槽6的液体通过所述集液管7导出至回液槽81中，这种结构能够避免因集液槽6和回液槽81之间设有裸露于外界的多条回液管道而增加管道设置成本的问题。此外，集液管替代了裸露于外界的多条回液管道，结构简单，安装具有该铸轧辊的铸轧系统时，简单方便。

优选的，所述冷却区的数量为三个，这种结构能够避免因进液管51和出液管52的设置过于复杂而影响具有该铸轧辊的铸轧系统的组装，而且能够保证铸轧辊辊面温度的精准且高效的控制。

优选的，所述集液管7上还设有温度测试仪(未标示)，用于测量回流水的温度。

优选的，所述辊芯5的每一冷却区设有周向冷却槽(未标示)，所述进液管51中的液体通过所述周向冷却槽，经所述出液管52导出。周向冷却槽指沿辊芯5的圆周方向开设的冷却槽。以辊芯5的A冷却区为例，进液管51中的水通过周向冷却槽带走辊芯5的A冷却区的热量，再由出液管52导出至集液槽6。其他冷却区的冷却方式与A冷却区相同，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种基于上述铸轧辊的铸轧工艺，所述铸轧辊包括辊芯5和设于辊芯5外周的辊套3，所述辊芯5沿轴向设有至少两个相互独立的冷却区(未标示)，每个冷却区上对应设有进液管51和出液管52，每个进液管51和出液管52上分别设有调节阀，每个进液管51均与冷却源连接。所述铸轧工艺包括如下步骤：

铸嘴2中的镁合金熔体1经两个铸轧辊的间隙冷却，形成铸轧板4；在铸轧过程中，厚度测试仪测出铸轧板厚度并将厚度数据反馈至控制模块，控制模块将厚度数据与预设板形的数据进行比较并分析，发出指令控制调节阀开启程度；温度测试仪测出回液温度并将温度数据反馈至控制模块。如果测出铸轧板厚度小于预设板形的厚度，则增加回水流量用于减小铸轧辊的直径，使该冷却区对应的铸轧板厚度增大。反之，如果测出铸轧板厚度大于预设板形的厚度，则减小回水流量用于减小铸轧辊的直径，使该冷却区对应的铸轧板厚度增大。控制模块精准且高效的控制铸轧辊辊面温度，从而获得一截面厚度均匀的铸轧板，提高铸轧板的合格率。

综上，本发明实施例提供的铸轧辊由于辊芯沿轴向设有至少两个相互独立的冷却区，每个冷却区上对应设有进液管51和出液管52，利用金属热胀冷缩的原理，每个冷却区能够单独进行调控，调节其中一个冷却区的温度时不会影响其他冷却区的工作，实现了对铸轧辊辊面温度的精准且高效的控制。通过控制模块的控制，能够高效控制板形，而且能够实现自动控制，大大提高了铸轧板的生产效率和合格率。此外，在对铸轧辊进行预热时，热源与出液管52连接，经过冷却区后由进液管51流出，所述辊套通过辊芯实现预热效果，与采用火枪对铸轧辊进行预热相比，其预热效果更加，缩短了生产前的准备时间，提高了生产效率；这样不仅避免了因采用火枪预热而导致空间的浪费，而且能够更快的使得铸轧辊辊面温度均匀，缩短了生产前的准备时间，从而提高了生产效率。本发明实施例还提供一种铸轧系统和基于上述铸轧辊的铸轧工艺，生产效率高，生产的铸轧板质量好，成品合格率高。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。