一种用于冷轧热镀纯锌带钢生产的沉没辊的制作方法

本发明涉及一种沉没辊，尤其涉及一种用于冷轧热镀纯锌带钢生产的沉没辊。

背景技术：

冷轧热镀锌产品分为两大类别，一个是热镀纯锌产品，一个是热镀合金化产品，两种产品镀锌层形成的机理不同。而热镀纯锌带钢产品的锌层表面比较柔软，非常容易引起表面缺陷。

生产时，沉没辊是生产热镀锌产品的主要设备，沉没辊浸入熔融的锌锅中，靠带钢与辊面之间摩擦力转动。而纯锌的锌液中根据热镀锌工艺需要，一般含有0.2％左右的铝，而这些铝与锌及带钢上溶解的铁在一起会形成微小的锌渣，这些锌渣卷入带钢与辊面之间，就会形成带钢表面的锌渣缺陷。

为了减少锌液中的微小锌渣造成的带钢表面缺陷，目前的现有技术是在辊面上加工有螺旋槽的结构，微小锌渣可以落在辊面的沟槽里，在沉没辊自身旋转的作用下，颗粒小的锌渣沿沟槽排除辊子外侧。因此沟槽是解决目前锌渣问题的主要手段。

目前热镀锌纯锌产品生产所使用的沉没辊，其沟槽形状如图1所示。由图1可以看出，现有技术中的沟槽间距p1太大，槽口与槽底倒圆角太小，因而，会影响沟槽锌液的排放效果。

基于此，期望获得一种沉没辊，该沉没辊适当缩小沟槽间距，增大沟槽槽口和槽底的倒圆角大小，从而提高锌液在沉没辊辊面的流动性，避免锌渣在沟槽内沉积，从而改善了带钢的表面质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于冷轧热镀纯锌带钢生产的沉没辊，对该沉没辊的沟槽进行改进，提高锌液在沉没辊辊面的流动性，不仅避免了锌渣在沟槽内的沉积问题，而且还使得锌液中的铝与带钢表面的充分反应，从而避免了造成沟槽印的发生。

为了达到上述发明的目的，本发明提供了一种用于冷轧热镀纯锌带钢生产的沉没辊，所述沉没辊上具有若干沟槽，所述若干个沟槽在沉没辊的轴向方向上依次排布，且每一个沟槽均沿沉没辊的周向方向延伸；所述若干个沟槽被设置为：每一个沟槽均形成了沉没辊上的波谷部，且两个相邻的沟槽之间形成了沉没辊上的波峰部。

本案发明人通过研究现有技术中所存在的沟槽印发现，带钢表面的沟槽印间距与辊面间距的沟槽间距几乎一致，对沟槽印处的锌层进行化学成分分析进而发现锌层中的铝含量不均一。通过大量研究，本案发明人分析沟槽印发生的原因在于沉没辊沟槽间距过长，带钢与两个沟槽之间平段接触的部位，因锌液流动性差，造成锌液中的铝与带钢表面反应不充分，从而造成了阴暗色差印，这种沟槽印其实不是因为沟槽加工本身引起的，而是因为带钢镀锌后表面的zn-al层反应不均匀造成。

基于上述研究发现，本案发明人设计了一种用于冷轧热镀纯锌带钢生产的沉没辊，通过对沟槽的结构的设置，从而解决了沟槽印的发生问题。

进一步地，在本发明所述的沉没辊中，所述波峰部的横截面的顶部呈第一圆弧形，所述波谷部的横截面的底部呈第二圆弧形，波峰部的顶部和波谷部的底部之间的区域为线性平面，该线性平面在沉没辊的横截面上表现为第一圆弧形所在的圆和第二圆弧形所在的圆的切线连线。

进一步地，在本发明所述的沉没辊中，所述第二圆弧形的半径r与第一圆弧形的半径r的比值为0.7-0.8。这是因为：当所述第二圆弧形的半径r与第一圆弧形的半径r的比值大于0.8时，顶端与带钢接触面积过小，会产生细线形状的条纹；而当该比值小于0.7时，沉没辊顶端与带钢面积太多会造成局部铝含量低的情况，而造成较细的阴暗条纹。

进一步地，在本发明所述的沉没辊中，所述沟槽的深度t满足：

t＝(r+r)+k×r/r

其中，r表示第二圆弧的半径；r表示第一圆弧的半径；k为调整系数，其取值范围为0.35-0.45，k的单位参量与r和r相同。当深度t小于0.35时，沉没辊排渣能力明显降低，容易造成带钢表面出现锌渣亮点。

进一步地，在本发明所述的沉没辊中，所述第一圆弧的半径r的取值范围为0.4-0.5mm。

进一步地，在本发明所述的沉没辊中，所述第二圆弧的半径r的取值范围为0.3-0.4mm。

进一步地，在本发明所述的沉没辊，两个相邻的波峰部的中心线之间的间距δ满足：

δ＝3×(r/r)

其中，r表示第二圆弧的半径；r表示第一圆弧的半径。

优选地，中心线之间的间距δ的取值范围为2-2.5mm，当中心线之间的间距δ小于2时，即第一圆弧的半径r取值较大时，容易造成谷峰顶部与带钢接触面积过大，而产生阴暗相见的沟槽印。

采用本发明所述的用于冷轧热镀纯锌带钢生产的沉没辊生产冷轧热镀锌产品时，带钢表面质量佳，解决了现有技术中的沟槽印问题，并且无锌渣缺陷。

附图说明

图1为现有技术中所使用的一种沉没辊的结构示意图。

图2为本发明所述的用于冷轧热镀纯锌带钢生产的沉没辊在一种实施方式下的结构示意图。

图3为图2的a处辊面沿轴向方向的断面视图。

具体实施方式

下面将根据具体实施例及说明书附图对本发明所述的用于冷轧热镀纯锌带钢生产的沉没辊作进一步说明，但是该说明并不构成对本发明技术方案的不当限定。

图2为本发明所述的用于冷轧热镀纯锌带钢生产的沉没辊在一种实施方式下的结构示意图。

如图2所示，并在必要时结合图3，本实施方式中的用于冷轧热镀纯锌带钢生产的沉没辊1，沉没辊1上具有若干沟槽10，沟槽10被设置为：每一个沟槽均形成了沉没辊1上的波谷101，且两个相邻的沟槽之间形成了沉没辊上的波峰部102。

关于沟槽的结构可进一步参考图3。图3为图2的a处辊面沿轴向方向的断面视图。

如图3所示，在本实施方式中，波峰部102的横截面的顶部呈第一圆弧形，其第一圆弧形的半径为r，波谷部101的横截面的底部呈第二圆弧形，第二圆弧形的半径为r，并且波峰部102的顶部和波谷部101的底部之间的区域为线性平面，该线性平面在沉没辊的横截面上表现为第一圆弧形所在的圆和第二圆弧形所在的圆的切线连线。

此外，为了更好的实现生产的带钢表面的质量，对沉没辊1的结构进行了进一步限定：第二圆弧形的半径r与第一圆弧形的半径r的比值为0.7-0.8；沟槽的深度t满足：t＝(r+r)+k×r/r，其中，r表示第二圆弧的半径；r表示第一圆弧的半径；k为调整系数，其取值范围为0.35-0.45，k的单位参量与r和r相同；第一圆弧的半径r的取值范围为0.4-0.5mm；第二圆弧的半径r的取值范围为0.3-0.4mm；两个相邻的波峰部的中心线之间的间距δ满足：δ＝3×(r/r)，其中，r表示第二圆弧的半径；r表示第一圆弧的半径。

需要说明的是，图中α表示第一圆弧形所在的圆和相邻的第二圆弧形所在的圆的切线连线夹角。

另外，图2至图3示意性表示了本案的用于冷轧热镀纯锌带钢生产的沉没辊的结构，而下文表1列出了实施例1-4的用于冷轧热镀纯锌带钢生产的沉没辊以及对比例1-4的对比沉没辊的结构参数以及实施效果。

表1.

注：表1中“◎”表示沟槽印检查合格，“×”表示沟槽印检查不合格。

由表1可以看出，对比例1以及对比例2中，第二圆弧形的半径r与第一圆弧形半径r的比值大于0.8使得沉没辊顶端与带钢接触面积过小，从而在带钢表面产生沟槽印。而在对比例3中，由于第二圆弧形的半径r与第一圆弧形半径r的比值小于0.7，使得顶端与带钢接触面积太多又会产生局部铝浓度低，引起较细的阴暗条纹，并且由于沟槽深度t过低，使得沉没辊排渣能力明显降低，造成带钢表面有锌渣亮点。

此外，由对比例1-4可以看出，当两个相邻的波峰部的中心线之间的间距δ大于2.5(例如对比例1和对比例2)，造成开口度过大，会使得锌液在沟槽里的流速变慢，不利于排渣。而当δ小于2(例如对比例3和对比例4)，即r会较大，造成谷峰顶部与带钢接触面积过大，产生阴暗相间的沟槽印。

需要说明的是，本发明的保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本发明的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本发明的保护范围。

此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。