用於製備非晶帶材的結晶器銅套冷卻結構的製作方法

2023-08-12 21:38:02

本實用新型涉及非晶帶材製備領域，特別涉及一種用於製備非晶帶材的結晶器銅套冷卻結構。

背景技術：

非晶帶材是新型節能電力變壓器和光伏逆變器中的核心材料，具有廣泛的應用市場前景。其中，因非晶帶材表面質量缺陷引起的電器產品噪音大、成本高等問題，一直是困擾國內非晶企業產品升級的瓶頸所在。非晶帶材製備過程中，結晶器銅套作為熱量吸收器及帶材初始成形的關鍵場所，其內冷卻結構設計的合理性將直接決定帶材表面質量的好壞。

專利號為201110095389.9的中國專利公開了一種非晶結晶器，是在銅套內圓周方向上設置有若干個軸向貫通的矩形水槽，然而，採用該非晶結晶器生產時，冷卻水沿結晶器銅套軸向流動過程中，水溫沿其流動方向呈增加趨勢，進而引起非晶結晶器銅套表面冷卻能力的不均勻性，不利於非晶帶材產量及其表面質量的提高。

此外，為提高非晶結晶器冷卻均勻性，專利號為201310029623.7的中國專利公開了一種非晶結晶器銅套冷卻結構，在銅套內設計「T」型通水槽和「T」型調節銅塊，根據銅套的厚薄程度，適時添加調節銅塊，通過調節銅塊的添加增加非晶結晶器銅套的壁厚解決銅套的冷卻能力及冷卻不均勻的問題；專利201310383200.5公開了一種防麻點非晶結晶器，將冷卻水槽設計為徑向凸形水槽；專利201310400924.6也公開了一種非晶結晶器，銅套內的第一水槽、第二水槽和第三水槽形成徑向聯通水槽，冷卻水從水路進入聯通水槽，完成對銅套表面鋼水的循環冷卻。然而，上述非晶結晶器銅套冷卻結構均為徑向冷卻方式，難以從根本解決結晶器軸向冷卻不均勻的問題，且具有加工困難、設計多依據人工經驗等缺點。

技術實現要素：

本實用新型的任務是提供一種能提高鋼水在銅套軸向的冷卻均勻性且疊片係數大、生產穩定的用於製備非晶帶材的結晶器銅套冷卻結構以解決現有技術的不足。

本實用新型通過以下技術方案來實現實用新型目的：

一種用於製備非晶帶材的結晶器銅套冷卻結構，其特徵在於：包括銅套本體以及靠近所述銅套本體內壁設置的冷卻水槽，所述冷卻水槽沿銅套本體的周向為等弧長等距離分段式分布，且沿銅套本體的軸向也為等距離分布，各個冷卻水槽沿銅套本體的周向和軸向分別設有周向肋板和軸向肋板。

進一步地，所述冷卻水槽的軸向寬度為4～6mm，由銅套本體內壁向外壁的深度為10～15mm。

進一步地，所述冷卻水槽沿銅套本體周向設有15～30段，所述周向肋板的弧長值為9～14mm，軸向肋板沿銅套本體軸向的寬度為5～7mm，周向肋板的弧長值過大易在一處形成熱點不利於周向上的冷卻均勻性提高且浪費材料。

進一步地，所述冷卻水槽沿銅套本體軸向的寬度範圍大小小於帶材寬度，兩側冷卻水槽與帶材兩側的距離均為4～7mm。

進一步地，所述冷卻水槽各段沿銅套周向的內冷卻水循環方向均相同，由此，冷卻水沿銅套本體周向順時針或逆時針流動，可有效避免因軸向冷卻結構引起的軸向冷卻水溫升現象而提高非晶結晶器的冷卻均勻性。

進一步地，所述銅套本體採用鈹銅或鉻鋯銅製作，由於銅套直接與鋼水接觸，工作時熱應力大容易變形，採用這兩種材料可使銅套具有良好的導熱性能、高硬度、高溫抗磨性和較高的抗熱變形性能。

進一步地，所述冷卻水槽沿軸向的截面形狀為矩形。

本實用新型提供的用於製備非晶帶材的結晶器銅套冷卻結構，銅套中的冷卻水槽沿銅套本體的周向採用等弧長等距離分段式分布，且沿銅套本體的軸向也為等距離分布，這樣使整個冷卻水槽中冷卻水沿銅套呈周向運動，有效避免了非晶帶材製備過程中因冷卻水軸向溫度變化引起的非晶結晶器冷卻不均勻現象，能最大限度地穩定非晶帶材生產工藝，提高了帶材表面質量，且可用於不同寬度範圍的非晶帶材生產，應用範圍廣。

附圖說明

圖1為本實用新型用於製備非晶帶材的結晶器銅套冷卻結構一

種實施方式的橫截面結構示意圖；

圖2為圖1中銅套冷卻結構的軸向截面結構示意圖；

其中：1—銅套本體，11—內壁，12—外壁，2—冷卻水槽，3—周向肋板，4—軸向肋板。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的實施方式作進一步詳細的說明。

如圖1至圖2所示，用於製備非晶帶材的結晶器銅套冷卻結構，包括銅套本體1以及靠近銅套本體1內壁11設置的冷卻水槽2，冷卻水槽2沿銅套本體1的周向為等弧長等距離分段式分布，且沿銅套本體1的軸向也為等距離分布，冷卻水槽2的軸向寬度為5mm，由銅套本體1內壁11向外壁12的深度為12mm，冷卻水槽2沿銅套本體1周向設有24段，冷卻水槽2沿銅套本體1軸向的寬度範圍大小小於帶材寬度，冷卻水槽2的寬度範圍大小為159mm，帶材寬度為170mm，兩側冷卻水槽2與帶材兩側的距離均為5.5mm，冷卻水槽2各段沿銅套本體1周向的內冷卻水循環方向均相同。

此外，各個冷卻水槽2沿銅套本體1的周向和軸向分別設有周向肋板3和軸向肋板4，其中，周向肋板3的弧長值為13.2mm，軸向肋板4沿銅套本體軸向的寬度為6mm。

為了使銅套具有良好的導熱性能、高硬度、高溫抗磨性和較高的抗熱變形性能，銅套本體1採用鈹銅或鉻鋯銅製作。

使用本實用新型提供的結晶器銅套冷卻結構來製備寬度為170mm，厚度為27μm的非晶帶材，非晶結晶器銅套的內徑和外徑分別為1904mm和1980mm，寬度為246mm，非晶合金(Fe78Si9B13)澆鑄溫度為1360℃，非晶結晶器冷卻水流量為450t/h，轉動線速度為22.5m/s，可連續生產得到的厚度均勻(偏差值可控制在±2μm範圍內)，疊片係數不小於0.88的非晶帶材。

以上所述的僅是本實用新型的一些實施方式。對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。