一种用于双辊薄带连铸的结晶器冷却辊的制作方法

本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种用于双辊薄带连铸的结晶器冷却辊。

背景技术：

双辊薄带铸轧工艺是采用一对相对旋转的冷却辊作为结晶器，使液态金属在极短的时间内凝固并热成型，直接成为金属薄带。双辊薄带铸轧工艺取消了连铸(又名铸锭)、粗轧、热连轧及相关的加热、切头等一系列常规工序，将亚快速凝固技术与热加工成型两个工序合二为一，大幅度缩短了钢铁材料的生产工艺流程。双辊薄带铸轧工艺具有节约能耗50％以上、节约设备投资约70％等优点。如图1所示，其工艺过程为，在中间包1中的金属液4，通过水口2流到布流器3中，通过布流器3均匀金属液的成分和温度，然后流入了结晶器中。

虽然双辊薄带铸轧工艺具有节能、环保和高效等优点，但对结晶器的冷却辊5的传热效率也提出了更高的要求。例如，当薄带的拉速在80m/min～120m/min之间，金属液在结晶器内的停留时间仅为0.4s-0.6s，冷却辊5需要有较高的热传效率才能使得金属液在短时间内快速凝固。但目前结晶器的冷却辊5的通水孔的内壁均为光滑的通道，冷却水通过该通道时湍动能很小，在壁面形成附面层，阻碍了冷却水与壁面的热交换，降低了传热效率。另外由于在通水孔壁面形成附面层，导致通水孔壁面容易结成水垢，进一步降低了传热效率，与此同时降低了冷却辊的适用寿命。由于结晶器的传热效率差，使其无法实现大范围产业化，生产效率低。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于双辊薄带连铸的结晶器冷却辊，用于解决现有技术中冷却辊的通水孔壁面易形成附面层、传热效率低等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于双辊薄带连铸的结晶器冷却辊，一种用于双辊薄带连铸的结晶器冷却辊，包括轴芯，所述轴芯上套装有辊套，所述辊套沿其轴向上设有通水孔，所述通水孔沿辊套圆周方向布置为多个，所述通水孔的内壁设有多个凸出部和/或凹陷部，使通水孔内壁形成连续或间断的高低起伏结构。

本发明的有益效果是：通水孔内壁面设计成凹凸不平的结构，增强了冷却水的湍动能，减小或消除了冷却水与通水孔的附面层，提高了传热效率，减少通水孔内壁结水垢的几率，延长冷却辊的使用寿命。

进一步，所述凸出部、凹陷部为曲面、或多面体、或螺旋结构、或与辊套轴向平行的条状结构、或沿辊套环设的弧形结构中的任意一种或两种以上的组合。

进一步，所述曲面为半球面或椭球面。

进一步，所述半球面的半径为1mm～5mm。

进一步，所述多面体为正多面体。

进一步，所述正多面体为正六面体或正四面体。

进一步，所述螺旋结构的螺旋角为2°～10°。

进一步，所述与辊套轴向平行的相邻条状结构之间的间距为1mm～5mm。

进一步，所述沿辊套环设的相邻条状结构之间的间距为2mm～30mm。

进一步，所述轴芯上设有进水口和出水口，所述进水口与通水孔的进水端连通，所述通水孔的出水端与出水口连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：使得通水孔内壁面粗糙化，增加了通水孔的有效面积，增强了冷却水与通水孔壁面间的冲刷力，而且通水孔内壁凸出或凹设的结构简单、生产制造难度低，便于生产制造。

附图说明

图1显示为本发明实施例的用于双辊薄带连铸的结晶器冷却辊的工作示意图；

图2显示为本发明实施例的用于双辊薄带连铸的结晶器冷却辊的结构示意图；

图3显示为本发明实施例的用于双辊薄带连铸的结晶器冷却辊的剖视图；

图4显示为本发明实施例一的通水孔的结构示意图；

图5显示为本发明实施例二的通水孔的结构示意图；

图6显示为本发明实施例三的通水孔的结构示意图；

图7显示为本发明实施例四的通水孔的结构示意图；

图8显示为本发明实施例五的通水孔的结构示意图。

零件标号说明

1中间包；

2水口；

3布流器；

4金属液；

5冷却辊；

6辊套；

7轴芯；

8通水孔；

91螺旋线；

92曲面；

93多面体；

94条状结构；

95弧形结构。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在对本发明实施例进行详细叙述之前，先对本发明的应用环境进行描述。本发明的技术主要是应用于冶金技术领域中，特别是应用于薄带连铸冷却技术中。本发明是解决传统冷却辊传热效率低、通水孔的内壁面易结水垢，冷却辊使用寿命短等问题。

如图2至图8所示，本发明实施例的用于双辊薄带连铸的结晶器冷却辊，包括轴芯7，轴芯7上套装有辊套6，辊套6沿其轴向上设有通水孔8，通水孔8沿辊套6圆周方向布置为多个，多个通水孔8均匀分布围成一圈，通水孔8内的冷却水与金属液实现热传递，从而使得金属液快速均匀的冷却。通水孔8的内壁设有多个凸出部，或者通水孔8的内壁设有多个凹陷部，或者通水孔8的内壁设有多个凸出部和凹陷部，使得通水孔内壁形成连续或间断的高低起伏结构。通水孔8设置于辊套6的内部，通水孔8的两端封闭设置，轴芯7与辊套6固定连接，轴芯7上设有进水口和出水口，进水口与通水孔8的进水端连通，通水孔8的出水端与出水口连通，冷却水由轴芯7的进水口进入后流入通水孔8内，由通水孔8的进水端流到出水端，再由轴芯7的出水口排出。

如图2至图8所示，凸出部可以为曲面、或多面体、或螺旋结构、或与辊套轴向平行的条状结构、或沿辊套环设的弧形结构中的任意一种或两种以上(含两种)的组合；凹陷部可以为曲面、或多面体、或螺旋结构、或与辊套轴向平行的条状结构、或沿辊套环设的弧形结构中的任意一种或两种以上(含两种)的组合。

下面以凸出部或凹陷部为曲面、或多面体、或螺旋结构、或与辊套轴向平行的条状结构、或沿辊套环设的弧形结构中的任意一种进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。

实施例1

如图4所示，凸出部、凹陷部为螺旋结构时，通水孔8的直径为15mm，凸出部、凹陷部为螺旋结构，螺旋结构91可以连续设置或者间断设置，该螺旋结构的螺旋角为2°～10°，如凹陷部为螺旋结构时，凹陷深度为5mm，螺旋角为5°。

实施例2

如图5所示，凸出部、凹陷部为曲面时，曲面92为椭球面或半径为1mm～5mm的半球面，如曲面92为半球面时，半球面的半径为1mm，曲面92沿辊套轴向分布或沿辊套圆周方向分布。

实施例3

如图6所示，凸出部、凹陷部为多面体时，多面体为正多面体，如正六面体、正四面体等，多面体沿辊套轴向分布或沿辊套圆周方向分布。

实施例4

如图7所示，凸出部、凹陷部为与辊套轴向平行的条状结构94时，条状结构94沿辊套轴向连续设置或间断设置，相邻两条条状结构94之间的间距为1mm～5mm，如当条状结构94的宽度为2mm时，相邻两条条状结构之间的间距可以为2mm。

实施例5

如图8所示，凸出部、凹陷部为沿辊套环设的弧形结构95时，弧形结构95沿辊套圆周方向连续设置或者间断设置，相邻两条弧形结构95之间的间距为2mm～30mm，如弧形结构95的宽度为2mm，相邻两条弧形结构95沿辊套轴向上的间距为10mm。

本发明通过改善通水孔内部结构，增加了通水孔的有效面积，提高了冷却水的湍流强度，减小或消除了冷却水与通水孔间的附面层，提高传热效率，从而提高了冷却效率，增强了冷却水与通水孔壁面间的冲刷，减少了形成水垢的几率，延长了冷却辊的使用寿命。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。