一種結晶輪水套冷卻系統的製作方法

2023-04-29 19:37:01 1

本實用新型涉及連鑄設備冷卻技術領域，具體而言，涉及一種結晶輪水套冷卻系統。

背景技術：

目前，用於生產銅合金、鋁合金電工用杆材、板材的連鑄機其結晶器通常包括鋼帶、鋼帶輪、圓周上設有環形凹槽的結晶輪。鋼帶被多個鋼帶輪引導、繃緊並與結晶輪貼緊，通過鋼帶封閉結晶輪的凹槽外緣，形成沿結晶輪周向由澆鑄口延伸至拉坯出口的型腔，金屬液由澆煲從澆鑄口注入後在型腔內被強制冷卻結晶形成鑄坯，形成的鑄坯從拉坯出口拉出。

當澆煲將金屬液體由澆鑄口相結晶輪澆注時，金屬液體在結晶輪內冷卻成型，現有的板材輪帶式澆鑄機的冷卻方式為噴淋冷卻，水量雖然可以分段調節，但噴淋的冷卻水馬上混合在一起，從上到下難以形成明確的分區，對結晶工藝的要求難以實現。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種結晶輪水套冷卻系統，對結晶輪分區的充分冷卻，冷卻水與結晶輪內外圓周完全接觸冷卻，以解決上述問題。

為實現本實用新型目的，採用的技術方案為：一種結晶輪水套冷卻系統，包括結晶輪、鋼帶，鋼帶封閉結晶輪外緣形成澆鑄型腔；

鋼帶的外圓面設有外冷卻套，結晶輪的內圓面設有內冷卻套；外冷卻套和內冷卻套均包括冷卻體，冷卻體為與結晶輪匹配的弧形；

外冷卻套的冷卻體與鋼帶之間形成外冷卻腔，內冷卻套的冷卻體與結晶輪的內圓面之間形成內冷卻腔；外冷卻腔和內冷卻腔均沿圓周分隔為至少三個周向冷卻區；

外冷卻腔各周向冷卻區的冷卻體內圓面、及內冷卻腔各周向冷卻區的冷卻體外圓面均具有沿圓周設置的多個分流條，且多個分流條在結晶輪軸向上間隔排布；每個周向冷卻區均設有位於分流條兩端的進水口和出水口。

進一步地，所述分流條與鋼帶外圓面之間、以及分流條與結晶輪內圓面之間留有間隙。

冷卻水從進水口進入經分流條引導分流，使冷卻水遍布在冷卻面的各處，通過細小的間隙也更好便於水的滲透分流，同時避免了分流條與鋼帶及結晶輪之間的直接接觸摩擦。

進一步地，所述外冷卻腔和內冷卻腔的各周向冷卻區均沿結晶輪軸向分為至少三個軸向冷卻區；各軸向冷卻區的分流條兩端均分布設置所述進水口和出水口。

因結晶輪由輪體和安裝在輪體兩側的擋邊構成的，環形凹槽開在輪體外圓並與鋼帶封閉形成型腔。這使得輪體兩側的擋邊連接處散熱快，即型腔的兩側部分比中間部分散熱快，中部只能靠鋼帶和結晶輪傳熱，散熱慢。而軸向上的分區實現通過各軸向冷卻區的水流量控制調節，使型腔寬度方向上均衡冷卻，達到更佳的冷卻效果。

進一步地，相鄰兩個軸向冷卻區通過分隔條劃分，且分隔條與鋼帶外圓面之間、以及分隔條與結晶輪內圓面之間留有間隙。通過微小間隙，各軸向冷卻區之間有冷卻水細微滲漏，形成動態平衡冷卻狀態。分流條長度小於分隔條。同一軸向冷卻區內的分流條在軸向均勻間隔分布。

進一步地，相鄰兩個周向冷卻區通過隔板密封分隔，隔板的兩側設有密封條。密封分隔，各周向冷卻區的冷卻水獨立控制調節，良好的對應各工藝步驟的不同冷卻狀態要求，密封條將冷卻腔周向隔開，與結晶輪及鋼帶周向摩擦，不會因結晶輪的旋轉而發生移位。

進一步地，所述外冷卻套的冷卻體外圍與鋼帶之間、以及內冷卻套的冷卻體外圍與結晶輪之間均設有密封條。

進一步地，所述內冷卻套的冷卻體弧長大於外冷卻套的冷卻體弧長。在澆鑄後期的控溫階段，可主要依靠內冷控制結晶輪和鑄坯的溫度，達到適宜的工藝溫度。

進一步地，還包括底座、固定在底座上的軸套、穿在軸套內的供水管；結晶輪轉動支承在軸套上，供水管通過管路與內冷卻腔的各進水口連接。

進一步地，所述內冷卻套的冷卻體圓心具有安裝套，安裝套與冷卻體之間連接有筋板，安裝套裝於軸套外。

進一步地，還包括位於外冷卻套外部的上支點、連杆、支座和直線驅動元件；連杆的一端鉸接於上支點，另一端鉸接於外冷卻套的冷卻體上部；直線驅動元件為液壓缸或氣缸；液壓缸或氣缸的缸體鉸接於支座上，活塞杆鉸接於外冷卻套的冷卻體下部。

本實用新型的有益效果：

1、通過結晶輪內外圓周上的內外冷卻套，實現圓周上的分區冷卻，對應澆鑄工藝中不同的階段不同的冷卻溫度等參數，通過分流條的引導分流使冷卻水遍布在冷卻面的各處，充分冷卻，分區獨立控制，實現每個區域水量的分量調節，更佳的對應滿足澆鑄結晶工藝要求；

2、通過軸向上的分區，即型腔寬度方向上的分區控制冷卻，實現鑄坯寬度上的均衡冷卻，避免兩側冷卻快、中間冷卻慢而影響鑄坯澆鑄結晶質量，軸向和周向兩個方向的分別分區冷卻，達到匹配澆鑄工藝的更佳的冷卻效果。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的結晶輪水套冷卻系統的結構示意圖；

圖2是圖1中內冷卻套和外冷卻套處的斷面圖；

圖3是圖1中外冷卻套的結構示意圖；

圖4是圖3的側視圖；

圖5是圖3中A-A處的斷面圖；

圖6是圖1中內冷卻套的結構示意圖；

圖7是圖6的側視圖；

圖8是圖6中B-B處的斷面圖；

圖9是結晶輪水套冷卻系統的剖視圖。

具體實施方式

下面通過具體的實施例子並結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。

圖1至圖9示出了本實用新型提供的結晶輪水套冷卻系統，包括結晶輪1、鋼帶2，鋼帶2封閉結晶輪1外緣形成澆鑄型腔3；鋼帶2的外圓面設有外冷卻套4，結晶輪1的內圓面設有內冷卻套5；外冷卻套4和內冷卻套5均包括冷卻體6，冷卻體6為與結晶輪1匹配的弧形；外冷卻套4的冷卻體6與鋼帶2之間形成外冷卻腔7，內冷卻套5的冷卻體6與結晶輪1的內圓面之間形成內冷卻腔8；外冷卻腔7和內冷卻腔8均沿圓周分隔為至少三個周向冷卻區9；外冷卻腔7各周向冷卻區9的冷卻體6內圓面、及內冷卻腔8各周向冷卻區9的冷卻體6外圓面均具有沿圓周設置的多個分流條10，且多個分流條10在結晶輪1軸向上間隔排布；每個周向冷卻區9均設有位於分流條10兩端的進水口11和出水口12。

分流條10與鋼帶2外圓面之間、以及分流條10與結晶輪1內圓面之間留有間隙，經端部的進水口11進入後，滲入到各分流條10間隔處，而後從出水口12流出。分流條10可均勻間隔。

結晶輪1由輪體13和安裝在輪體13兩側的擋邊14構成。外冷卻腔7和內冷卻腔8的各周向冷卻區9均沿結晶輪1軸向分為至少三個軸向冷卻區15；各軸向冷卻區15的分流條10兩端均分布設置所述進水口11和出水口12。見圖4、圖7，以周向分三個區、每個區軸向又分三個區為例，共九個冷卻區域，三個周向冷卻區9分別對應強冷、結晶和控溫階段。每個區單獨對應在分流條10兩端設置進水口11和出水口12，採用獨立管路進水回水，並通過管路上的調節閥調節進水回水壓力和水量，以實現每個區域水量的分量調節。軸向冷卻區15可以因寬度不同而設置更多個。

相鄰兩個軸向冷卻區15通過分隔條16劃分，且分隔條16與鋼帶2外圓面之間、以及分隔條16與結晶輪1內圓面之間留有間隙，處於動態平衡的冷卻狀態。相鄰兩個周向冷卻區9通過隔板17密封分隔，隔板17的兩側設有密封條18。外冷卻套4的冷卻體6外圍與鋼帶2之間、以及內冷卻套5的冷卻體6外圍與結晶輪1之間均設有密封條18，形成密封水套結構。冷卻體6寬度方向的兩側安裝密封條18，並通過弧形的固定環條19用螺釘固定在冷卻體6兩側，固定環條19具有匹配密封條18的缺口，使密封條18固定在冷卻體6外沿與固定環條19之間，實現冷卻體6與鋼帶2及結晶輪1之間的密封。冷卻體6兩側可對應固定環條19開設槽口，使固定環條19嵌於槽口，安裝方便，固定可靠，也適宜使的減小了寬度尺寸。每個周向冷卻區9四周都有柔性密封條18加以密封，密封條18與結晶輪1及鋼帶2之間配合的鬆緊均可通過固定環條19的安裝來調。

內冷卻套5的冷卻體6弧長大於外冷卻套4的冷卻體6弧長。內冷卻套5的冷卻體6宜不小於三分之一整圓，且不大於二分之一整圓，若呈完整圓周，不能實現澆鑄工藝。

系統還可包括底座20、固定在底座20上的軸套21、穿在軸套21內的供水管22；結晶輪1轉動支承在軸套21上，供水管22通過管路29與內冷卻腔8的各進水口11連接，見圖9。供水管22可不必與各個冷卻腔一一通過單獨的管路相連，可在供水管22上連接若干個主管，每個主管並聯出若干個支管，支管則一一對應連接到不同冷卻區的進水口11，節省空間，避免管路繁雜，圖1中繪出兩個管路29以示意。管路上設置閥門，控制流量壓力。外冷卻套4的冷卻水可從外部接入，在管路上設置閥門。

內冷卻套5的冷卻體6圓心具有安裝套23，安裝套23與冷卻體6之間連接有筋板24，安裝套23裝於軸套21外。還可包括位於外冷卻套4外部的上支點25、連杆26、支座27和直線驅動元件28；連杆26的一端鉸接於上支點25，另一端鉸接於外冷卻套4的冷卻體6上部；直線驅動元件28為液壓缸或氣缸；液壓缸或氣缸的缸體鉸接於支座27上，活塞杆鉸接於外冷卻套4的冷卻體6下部。外冷卻套4的冷卻體6設有上支耳和下支耳，分別與連杆26和活塞杆鉸接，對外冷卻套4鉸接支撐。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，在本實用新型的精神和原則內可以有各種更改和變化，這些等同的變型或替換等，均包含在本實用新型的保護範圍之內。