一种周向水环冷却槽非晶结晶器

技术领域

本发明涉及非晶结晶器技术领域，尤其是涉及一种周向水环冷却槽非晶结晶器。

背景技术

传统的非晶结晶器是如图1所示的横槽冷却结构的结晶器，其起作用的冷却结构即位于铜套上的冷却通道为轴向的横槽结构，这种横槽结构铜套的冷却特点为：由流体力学可知，横向槽的进水端是流动入口段，对流换热能力明显大于后面的发展段，因此用对流换热系数表征的进水端的冷却能力明显更强；冷却水在流经横槽时要吸热，天然导致进水端水温低；进水端冷却能力强且水温低，必然导致进水端辊面（铜辊外表面）温度低；钢水触辊瞬间，由于进水端辊面温度低，必然导致钢水在进水端冷却动力更大。

而以上冷却特点所带来的问题包括：带材极差大；带材叠片系数低；带材容易出现荷叶边；喷带过程中容易断带；带材沿着宽度方向厚度不均且不对称；带材磁性能差；喷带过程工艺难稳定；喷带时喷嘴沿着轴向（铜辊轴向）移动会导致原有工艺不适用；辊面宽度利用率低；随着铜辊变薄，铜辊本身的热均衡能力变弱，冷却不均匀导致的问题会加重。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种铜套内表面呈周向水环冷却槽结构的非晶结晶器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种周向水环冷却槽非晶结晶器，其包括由内至外依次套接的主轴、旋转芯和铜套，所述的旋转芯的外侧设置有压盖结构连接旋转芯和主轴，所述的旋转芯内部沿周向设置多个相同规格的进水稳压腔和出水稳压腔；所述的铜套内表面开设多个等规格的周向水环槽，且每个周向水环槽的两端均分别与一个进水稳压腔和一个出水稳压腔连通；所述的压盖结构内部设置有转接通道连接进水稳压腔与主轴进水端、出水稳压腔与主轴出水端；在非晶结晶器的内部，依次连通的主轴进水端、压盖结构转接通道、旋转芯进水稳压腔、铜套周向水环槽、旋转芯出水稳压腔、压盖结构转接通道、主轴出水端形成冷却水流通通道。

进一步地，所述的铜套的周向水环槽为沿铜套内表面一定弧度上的通槽，铜套内表面周向水环槽的数量为4-8个。

进一步的，所述的铜套内相邻周向水环槽之间的间隔厚度为4-6mm，所述周向水环槽轴向尺寸为170mm，周向水环槽的深度为8-12mm，所述铜套的高度为200mm，铜套的厚度为25~50mm。

进一步地，所述的进水稳压腔和出水稳压腔的截面均为扇环形，所述的截面为垂直于轴向的截面。

进一步地，所述的进水稳压腔和出水稳压腔均为轴向贯通旋转芯的通槽，且进水稳压腔在靠近主轴出水端的一侧通过大密封板密封，进水稳压腔在靠近主轴进水端一侧的外周设置小密封板、内周为进水通道与压盖结构的转接通道连通，在进水稳压腔靠近主轴出水端的一侧设置大密封卡槽，将大密封板置于大密封卡槽内实现进水稳压腔一端的密封，且将大密封板置于大密封卡槽后大密封板的外立面与旋转芯的侧面齐平；所述的外周即靠近铜套的一端，内周为远离铜套的一端；所述出水稳压腔在靠近主轴进水端的一侧通过大密封板密封，出水稳压腔在靠近主轴出水端一侧的外周设置小密封板、内周为出水通道与压盖结构的转接通道连通，在出水稳压腔靠近主轴进水端的一侧设置大密封卡槽，将大密封板置于大密封卡槽内实现出水稳压腔一端的密封，且将大密封板置于大密封卡槽后大密封板的外立面与旋转芯的侧面齐平。

进一步地，所述的进水稳压腔和出水稳压腔均通过径向通槽与铜套的周向水环槽连通。

进一步地，所述的压盖结构的数量为两个，对称设置于旋转芯的两侧。压盖结构的作用是承上启下，冷却水从主轴进入压盖结构，再从压盖结构进入旋转芯。

进一步地，所述非晶结晶器还包括外端盖和内端盖，所述外端盖设置于旋转芯的两侧用于对铜套和旋转芯的接触面进行二次密封；所述内端盖设置于压盖结构外侧，用于对压盖结构与主轴的接触面进行密封。

进一步地，所述的主轴的两端分别设置中空的进水端和出水端，且进水端和出水端均通过径向孔与压盖结构的转接通道连通。主轴上设置的台阶用于与旋转芯连接（过渡配合）；主轴内部的流道分成两部分：进水端和出水端，进水端通过径向孔把冷却水输送给压盖结构；出水端通过径向孔汇集由压盖结构输送过来的冷却水。

本申请中所述的周向即为沿着环形铜套的环向，所述的轴向即与周向垂直的方向，或者是沿主轴轴心的方向。

本申请的周向水环冷却槽非晶结晶器的完整冷却路径为：冷却水通过主轴进水端进入，通过径向孔通入压盖结构的转接通道进入旋转芯的进水稳压腔内，稳压后的冷却水经径向通槽通入铜套的周向水环槽对铜套进行冷却，吸热后的冷却水经径向通槽进入旋转芯的出水稳压腔，出水压力稳定后的冷却水经压盖结构转接通道、主轴径向孔流入主轴出水端，完成冷却过程。

与现有技术相比，本申请具备的有益效果为：

采用周向水环槽结构的非晶结晶器的冷却能力轴向分布均匀，不均匀度小于10%；同时冷却动力轴向分布均匀，利于工艺稳定，能够天然克服断带、极差大、叠片系数低、磁性能差的问题；允许喷嘴沿着轴向移动，铜辊利用率高；采用稳压水腔结构和周向水环槽结构结合使得水路阻力小，可以用小功率水泵完成供水，而且可以保持进水、出水的压力稳定，促使冷却能力和冷却动力轴向分布均匀。

附图说明

图1为现有技术中的横槽冷却结构的结晶器的结构示意图；

图2为非晶结晶器铜套结构的截面结构示意图；

图3为非晶结晶器铜套结构的结构示意图；

图4为非晶结晶器旋转芯的侧视结构示意图；

图5为图4的A-A截面结构示意图；

图6为非晶结晶器旋转芯的立体结构示意图；

图7为非晶结晶器的压盖结构截面结构示意图；

图8为非晶结晶器的压盖结构内侧面结构示意图；

图9为非晶结晶器的外端盖结构示意图；

图10为非晶结晶器的内端盖结构示意图；

图11为非晶结晶器的主轴截面结构示意图。

图中，1-主轴，11-进水端，12-出水端，13-径向孔，2-旋转芯，21-进水稳压腔，22-出水稳压腔，23-大密封板，24-小密封板，25-大密封卡槽，26-小密封卡槽，27-径向通槽，3-铜套，31-周向水环槽，4-压盖结构，41-转接通道，5-外端盖，6-内端盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步地说明。

如图2-11所示的一种周向水环冷却槽非晶结晶器，其包括由内至外依次套接的主轴1、旋转芯2和铜套3，所述的旋转芯2的外侧设置有压盖结构4连接旋转芯2和主轴1，所述的旋转芯2内部沿周向设置多个相同规格的进水稳压腔21和出水稳压腔22；所述的铜套3内表面开设多个等规格的周向水环槽31，且每个周向水环槽31的两端均分别与一个进水稳压腔21和一个出水稳压腔22连通；所述的压盖结构4内部设置有转接通道41连接进水稳压腔21与主轴进水端11、出水稳压腔22与主轴出水端12；在非晶结晶器的内部，依次连通的主轴进水端11、压盖结构4转接通道41、旋转芯进水稳压腔21、铜套3周向水环槽31、旋转芯出水稳压腔22、压盖结构4转接通道41、主轴出水端12形成冷却水流通通道。

进一步地，所述的铜套3的周向水环槽31为沿铜套3内表面一定弧度上的通槽，铜套3内表面周向水环槽31的数量为4-8个，如图2、图3所示的本实施例中的周向水环槽31的数量为4个。

进一步的，所述的铜套3内相邻周向水环槽31之间的间隔厚度为4-6mm，所述周向水环槽31轴向尺寸为170mm，周向水环槽31的深度（径向尺寸）为8-12mm，所述铜套3的高度（轴向尺寸）为200mm，铜套3的厚度为25~50mm。

进一步地，所述的进水稳压腔21和出水稳压腔22的截面均为扇环形，所述的截面为垂直于轴向的截面。

进一步地，所述的进水稳压腔21和出水稳压腔22均为轴向贯通旋转芯2的通槽，且进水稳压腔21在靠近主轴出水端12的一侧通过大密封板23密封，进水稳压腔21在靠近主轴进水端11一侧的外周设置小密封板24、内周为进水通道与压盖结构4的转接通道41连通，在进水稳压腔21靠近主轴出水端12的一侧设置大密封卡槽25，将大密封板23置于大密封卡槽25内实现进水稳压腔21一端的密封，且将大密封板23置于大密封卡槽25后大密封板23的外立面与旋转芯2的侧面齐平；所述的小密封板24通过小密封卡槽26卡在旋转芯2的侧面上，且将小密封板24置于小密封卡槽26后小密封板24的外立面与旋转芯2的侧面齐平；所述的外周即靠近铜套3的一端，内周为远离铜套3的一端；所述出水稳压腔22在靠近主轴进水端11的一侧通过大密封板23密封，出水稳压腔22在靠近主轴出水端12一侧的外周设置小密封板24、内周为出水通道与压盖结构4的转接通道41连通，在出水稳压腔22靠近主轴进水端11的一侧设置大密封卡槽25，将大密封板23置于大密封卡槽25内实现出水稳压腔22一端的密封，且将大密封板23置于大密封卡槽25后大密封板23的外立面与旋转芯2的侧面齐平。如图4-6所示的进水稳压腔21和出水稳压腔22用以降低流速（以大流动截面来实现），稳定进水、出水的压力，保证进水腔和出水腔内部压力大体相等。水路描述：冷却水从进水稳压腔21流入，通过径向通槽27流入铜套3周向水环槽31，然后经径向通槽27，流入出水稳压腔22。

进一步地，所述的进水稳压腔21和出水稳压腔22均通过径向通槽27与铜套3的周向水环槽31连通。

进一步地，如图7、图8所示的压盖结构4的数量为两个，对称设置于旋转芯2的两侧。压盖结构4的作用是承上启下，冷却水从主轴1进入压盖结构4，再从压盖结构4进入旋转芯2。

进一步地，所述非晶结晶器还包括外端盖5和内端盖6，如图9所示，所述外端盖5设置于旋转芯2的两侧用于对铜套3和旋转芯2的接触面进行二次密封；如图10所示，所述内端盖6设置于压盖结构4外侧，用于对压盖结构4与主轴1的接触面进行密封。

进一步地，如图11所示，所述的主轴1的两端分别设置中空的进水端11和出水端12，且进水端11和出水端12均通过径向孔13与压盖结构4的转接通道41连通。主轴1上设置的台阶用于与旋转芯2连接（过渡配合）；主轴1内部的流道分成两部分：进水端11和出水端12，进水端11通过径向孔13把冷却水输送给压盖结构4；出水端12通过径向孔13汇集由压盖结构4输送过来的冷却水。

显然，上述实施例仅为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或修改。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或修改仍处于本发明创造的保护范围之中。