一种薄带钢连续铸造设备及其结晶辊的制作方法

1.本技术涉及薄带钢生产设备技术领域，特别是涉及一种薄带钢连续铸造设备及其结晶辊。


背景技术：

2.众所周知，在薄带钢连续铸造设备中，将熔融金属引入一对反向旋转的水平结晶辊之间，结晶辊内部通冷却水不断地冷却结晶辊表面，使熔融金属在运动的辊表面凝固，同时将其带入两辊之间的辊缝隙处，以生产自辊缝向下传送的金属带产品。
3.熔融金属在与结晶辊表面接触时，温度超过1500℃，有大量的热量经表面接触传递给结晶辊，所以在结晶辊内部需要通过大量的冷却水对结晶辊进行冷却。另一方面，在连续工作时，熔融金属与结晶辊表面不断地接触，造成结晶辊表面的磨损和热裂纹，所以结晶辊在经过一定的工作时间后必须重新修磨，多次修磨后的结晶辊越来越细最终导致报废。
4.为了减少耗材，目前的结晶辊在辊身上通过热套方式固定有合金铜套，合金铜套的报废并不影响结晶辊其余部分的重复利用，所谓热套就是将合金铜套加热到一定的温度，其内孔因为热胀冷缩而变大，然后在其冷却之前将结晶辊穿进合金铜套内孔，待其冷却后内孔收缩从而紧固在结晶辊上。上述热套型的结晶辊存在的弊端是，拆除合金铜套的难度很大，且在去除合金铜套的时候容易损伤结晶辊的辊身，影响的结晶辊的重复利用而造成浪费。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术提供了一种薄带钢连续铸造设备及其结晶辊，该结晶辊便于快速拆卸报废的合金铜套，且不影响其余部分的重复利用。
6.为了达到上述目的，本技术提供如下技术方案：
7.一种薄带钢连续铸造设备的结晶辊，包括分体设置的左轴头、右轴头和辊身，所述辊身为筒体结构，所述左轴头和所述右轴头通过第一螺栓连接于所述辊身的两端。
8.可选地，在上述结晶辊中，所述辊身开设有多个用于流通冷却水的轴向孔，所述轴向孔围绕所述辊身的轴线均匀分布，分为依次交替设置的第一孔和第二孔；
9.所述左轴头具有与所述辊身同轴的左通道，所述左通道内设置有与所述辊身同轴的左管，所述第一孔和所述第二孔两者中的一者通过第一径向孔与所述左通道连通，另一者通过第二径向孔与所述左管连通，所述第二径向孔比所述第一径向孔更靠近所述辊身的中部；
10.所述右轴头具有与所述辊身同轴的右通道，所述右通道内设置有与所述辊身同轴的右管，所述第一孔和所述第二孔两者中的一者通过第三径向孔与所述右通道连通，另一者通过第四径向孔与所述右管连通，所述第四径向孔比所述第三径向孔更靠近所述辊身的中部。
11.可选地，在上述结晶辊中，所述左通道靠近所述辊身的部分为左沉孔，所述左轴头
包括设置于所述左沉孔内的第一闷盖，所述第一径向孔所在的径向截面位于所述左沉孔的底部与所述第一闷盖的内表面之间，所述第二径向孔的一部分开设于所述第一闷盖；
12.和/或，所述右通道靠近所述辊身的部分为右沉孔，所述右轴头包括设置于所述右沉孔内的第二闷盖，所述第三径向孔所在的径向截面位于所述右沉孔的底部与所述第二闷盖的内表面之间，所述第四径向孔的一部分开设于所述第二闷盖。
13.可选地，在上述结晶辊中，所述第一闷盖具有与所述左沉孔的口沿通过螺栓连接的法兰结构；
14.和/或，所述第二闷盖具有与所述右沉孔的口沿通过螺栓连接的法兰结构。
15.可选地，在上述结晶辊中，所述第一径向孔所在的径向截面的两侧设置有位于所述左轴头和所述辊身的周向结合面的第一密封圈，所述第二径向孔所在的径向截面的两侧设置有位于所述左轴头和所述辊身的周向结合面的第二密封圈；
16.所述第三径向孔所在的径向截面的两侧设置有位于所述右轴头和所述辊身的周向结合面的第三密封圈，所述第四径向孔所在的径向截面的两侧设置有位于所述右轴头和所述辊身的周向结合面的第四密封圈。
17.可选地，在上述结晶辊中，所述左轴头开设有第一窜水监测孔，所述第一窜水监测孔的一端开口于所述第一密封圈和所述第二密封圈之间的所述左轴头的表面，另一端开口于所述左轴头与所述辊身的非结合表面；
18.所述右轴头开设有第二窜水监测孔，所述第二窜水监测孔的一端开口于所述第三密封圈和所述第四密封圈之间的所述右轴头的表面，另一端开口于所述右轴头与所述辊身的非结合表面。
19.可选地，在上述结晶辊中，所述第一窜水监测孔和所述第二窜水监测孔均为l形。
20.可选地，在上述结晶辊中，所述左轴头和所述右轴头均具有带法兰结构的连接部，所述辊身的两端各有一段与所述连接部套接的结合部，所述连接部的法兰结构与所述辊身的端面相抵并由所述第一螺栓固定连接。
21.可选地，在上述结晶辊中，所述结合部的厚度是所述辊身的除所述结合部以外的其他部分的厚度的1.2倍～2倍。
22.一种薄带钢连续铸造设备，包括如上述任意一项所公开的结晶辊。
23.根据上述技术方案可知，本技术提供的起动机的结晶辊中，辊身为筒体结构，而且，辊身两端通过螺栓与轴头连接，即结晶辊包括分体设置的左轴头、右轴头和辊身三部分，因此在实际应用中可以将合金铜套作为整体的辊身，当多次修磨后的合金铜套达到报废时，通过拆卸螺栓即可将合金铜套与轴头分离，此拆卸过程难度小且轴头不易受到损伤，因而本技术提供的结晶辊便于快速拆卸报废的合金铜套，且不影响其余部分的重复利用。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
25.图1是本技术实施例提供的结晶辊的轴向剖面示意图；
26.图2是图1所示结晶辊的轴向剖面的左端部分的放大示意图；
27.图3是图1所示结晶辊的轴向剖面的中间部分的放大示意图；
28.图4是图1所示结晶辊的轴向剖面的右端部分的放大示意图；
29.图5是辊身1左端的进水孔位置的径向剖面示意图；
30.图6是辊身1左端的回水孔位置的径向剖面示意图。
31.图中标记为：
32.1、辊身；2、堵头；3、密封圈；4、密封圈；5、闷盖；6、中心管；7、螺栓；8、轴头；9、螺栓；10、支撑环；11、左回水孔；12、左进水孔；13、左沉孔；14、径向孔；15、左通道；16、第一孔左端；17、第一孔；18、第一孔右端；19、右管；20、右通道副腔；21、右回水孔；22、右进水孔；23、右通道；24、右沉孔；25、第二孔右端；26、第二孔；27、第二孔左端；28、左管；29、密封圈；30、堵头；31、传动连接件；32、窜水监测孔；33、堵头。
具体实施方式
33.本技术提供了一种结晶辊，便于快速拆卸报废的合金铜套，且不影响其余部分的重复利用。
34.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.如图1～图6所示，本技术实施例提供了一种用于薄带钢连续铸造设备的结晶辊，其辊身1和轴头8分体设置，辊身1为筒体结构，轴头8为两个，即左轴头和右轴头，左轴头和右轴头通过螺栓9(即第一螺栓)连接于辊身1的两端。当多次修磨后的辊身1达到报废时，通过拆卸螺栓9即可将辊身1与轴头8分离，此拆卸过程难度小且轴头8不易受到损伤，因此，当以合金铜套作为整体的辊身1时，可以快速地拆卸报废的合金铜套，且不影响其余部分的重复利用。容易理解，此处仅是以合金铜套为例使本技术的结晶辊的有益效果得到理解，本技术对辊身1的材质不作限定，即除了可以采用合金铜套作为辊身1以外，辊身1也可以为其他材质的筒体。
36.如图3所示，轴头8靠近辊身1的一端具有带法兰结构的连接部，此连接部伸入辊身1的筒口，辊身1的端面与连接部的法兰结构相抵并由螺栓9固定连接，即螺栓9的安装孔沿辊身1的轴向设置，这样避免了对辊身1的外表面造成影响。辊身1的两端各有一段结合部与轴头8的连接部套接，此结合部的厚度(即外径和内径的差值的一半)可以设计得比辊身1的其他部分的厚度大一些，以便更好地承载铸轧力，而且，辊身1的结合部加厚以后可使轴头8的连接部尺寸更小，从而便于轴头8的制作。具体地，辊身1的结合部的厚度可以是辊身1的其他部分的厚度的1.2倍～2倍，例如1.5倍。
37.为了能够通过冷却水对辊身1进行降温，应当在辊身1和轴头8内设置冷却水通道，本实施例为了尽可能多地在辊身1内设置冷却水通道，在轴头8内设计了双套管结构的冷却水通道，然后在相互错位的两个径向截面内分别设置径向孔以连通辊身1和轴头8的冷却水通道，如此设置可使辊身1上的冷却水通道更密集，即相邻的两个冷却水通道可以离得更近，这样就可以增大辊身1的总的通水截面面积。
38.下面介绍本实施例所设计的冷却水通道的具体结构，辊身1、左轴头和右轴头三者分别进行介绍，其中，左轴头和右轴头由于结构原理相同，所以具有相类似的结构。辊身1开设有多个用于流通冷却水的轴向孔，轴向孔围绕辊身1的轴线均匀分布，分为依次交替设置的第一孔17和第二孔26，即在辊身1的横截面上有一圈轴向孔，这些轴向孔总数为偶数个，可以按序号的奇偶分为两组，例如序号为奇数的轴向孔归为一组称为“第一孔”，序号为偶数的轴向孔归为一组称为“第二孔”。为了便于制作轴向孔，本实施例令轴向孔的两端由堵头2进行封闭。
39.轴头8的双套管结构是指，在轴头8内开设轴向通道，并在此轴向通道内设置中心管6，中心管6与此轴向通道之间形成的环空用作冷却水的一个通道，中心管6本身用作冷却水的另一个通道，即在同一轴头8内形成互不相通的两个冷却水通道，其中一个冷却水通道内的冷却水流经中心管6的内表面，另一个冷却水通道内的冷却水流经中心管6的外表面，因此这两个冷却水通道在结构为相套的关系，为描述方便起见，可分别称为“内通道”和“外通道”。在传统的结晶辊中，为了使冷却水能够以“双进双出”模式进行冷却，结晶辊的轴头部分采取的结构通常是开设多个围绕中心轴线分布的轴向通道，例如，将轴头的横截面等分为四个扇形区，每个扇形区各开设一个轴向通道，然而，这种结构并不能获得较大的通流截面积，即轴头的截面利用率低，难以获得较高的冷却水量来提升冷却效果。本技术通过在轴头8的轴向通道内设置中心管6，采用双套管结构的冷却水通道，可以使“双进双出”模式获得更大的冷却水量，有利于改善冷却效果。
40.具体地，左轴头具有与辊身1同轴的左通道15，左通道15内设置有与辊身1同轴的左管28，左管28构成内通道，左管28与左通道15之间的环空构成外通道，第一孔17和第二孔26两者中的一者通过第一径向孔与左通道15连通，另一者通过第二径向孔(即径向孔14)与左管28连通，第二径向孔比第一径向孔更靠近辊身1的中部，即第二径向孔所在的径向截面与第一径向孔所在的径向截面是错位的，由于第二径向孔连通的是内通道(左管28)，所以为了结构设计方便，本实施例令第二径向孔所在的径向截面比第一径向孔所在的径向截面离辊身1的中部更近。
41.与左轴头相类似，右轴头具有与辊身1同轴的右通道23，右通道23内设置有与辊身1同轴的右管19，第一孔17和第二孔26两者中的一者通过第三径向孔与右通道23连通，另一者通过第四径向孔与右管19连通，第四径向孔比第三径向孔更靠近辊身1的中部。
42.本实施例中，无论是左轴头还是右轴头，均是将外通道作为进水通道，内通道作为回水通道，即左轴头和右轴头均设置有进水孔和出水孔，如图2和图3所示，左轴头开设有左回水孔11和左进水孔12，左管28的左端由支撑环10支撑于左轴头的通道(即左通道15)内，左进水孔12与支撑环10右侧的环空(即外通道)连通，左回水孔11与支撑环10左侧的左通道副腔连通，此左通道副腔的左端由堵头30封闭，右端与左管28连通，支撑环10和左管28一起将左轴头的通道隔成进水通道和回水通道，为了尽量避免窜水，可以在支撑环10和左通道15结合面设置密封圈29。如图3和图4所示，与左轴头相类似，右轴头开设有右回水孔21和右进水孔22，右管19的右端由支撑环支撑于右轴头的通道(即右通道23)内，右进水孔22与支撑环左侧的环空(即外通道)连通，右回水孔21与支撑环右侧的右通道副腔20连通，此右通道副腔20的右端由堵头封闭，左端与右管19连通，为将驱动机构产生的旋转运动和力矩传递给结晶辊，可以将传动连接件31设置于右轴头的右端。
43.需要说明的是，在本实施例中，左轴头的进水通道内的冷却水在流过辊身1的轴向孔(即第一孔17)后进入到右轴头的回水通道，而右轴头的进水通道内的冷却水在流过辊身1的轴向孔(即第二孔26)后进入到左轴头的回水通道。如图1～图4所示，由左到右的冷却水的具体路径为：左进水孔12
→
左通道15
→
左沉孔13
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第一孔左端16
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第一孔右端18
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右管19
→
右回水孔21。由左到右的冷却水的具体路径为：右进水孔22
→
右通道23
→
右沉孔24
→
第二孔右端25
→
第二孔左端27
→
左管28
→
左回水孔11。
44.当然，在其他的实施例中，左轴头和右轴头还可以将外通道作为回水通道，内通道作为进水通道。又或者，可以将同一轴头上的内通道和外通道作为相同用途(进水或回水)的通道，例如左轴头的内通道和外通道都作为进水通道，右轴头的内通道和外通道都作为回水通道。
45.如图2所示，本实施例中，左通道15靠近辊身1的部分为左沉孔13，左轴头包括设置于左沉孔13内的闷盖5，第一径向孔(即连通第一孔17和左通道15的径向孔)所在的径向截面位于左沉孔13的底部与闷盖5的内表面之间，第二径向孔(即连通第二孔26和左管28的径向孔)的一部分开设于闷盖5。具体地，闷盖5可以通过螺栓固定于左轴头，如图2所示，本实施例令闷盖5具有与左沉孔13的口沿通过螺栓7连接的法兰结构。由于第二径向孔的一部分开设于闷盖5，所以为了尽量防止第二径向孔和左沉孔13之间出现窜水，可以在闷盖5的表面且第二径向孔所在径向截面的两侧设置密封圈4。
46.与左轴头相类似，在右轴头中，右通道23靠近辊身1的部分为右沉孔24，右轴头包括设置于右沉孔24内的闷盖，第四径向孔(即连通第一孔17和右管19的径向孔)的一部分开设于此闷盖，第三径向孔(即连通第二孔26和右通道23的径向孔)所在的径向截面位于右沉孔24的底部与闷盖的内表面之间。
47.与密封圈4的设置相类似，本实施例在左轴头和辊身1的周向结合面以及右轴头和辊身1的周向结合面分别设置了四道密封圈3，以左轴头和辊身1的周向结合面为例，第一径向孔所在的径向截面的两侧设置有第一密封圈，第二径向孔所在的径向截面的两侧设置有第二密封圈。容易理解，在右轴头和辊身1的周向结合面上，第三径向孔所在的径向截面的两侧设置有第三密封圈，第四径向孔所在的径向截面的两侧设置有第四密封圈。
48.为了监测冷却水在结合面位置是否因密封圈3出问题而相互窜水，本实施例令左轴头开设有窜水监测孔32，窜水监测孔32的一端开口于第一密封圈和第二密封圈之间的左轴头的表面，另一端开口于左轴头与辊身1的非结合表面。窜水监测孔32具体可以为l形，其位于左轴头与辊身1的非结合表面的开口可由堵头33封闭，检查窜水监测孔32内是否有水时将堵头33拆下。类似地，右轴头也可以开设有窜水监测孔，此窜水监测孔的一端开口于第三密封圈和第四密封圈之间的右轴头的表面，另一端开口于右轴头与辊身1的非结合表面。
49.本技术还提供一种薄带钢连续铸造设备，该薄带钢连续铸造设备包括上述实施例公开的结晶辊。由于上述实施例公开的结晶辊具有上述技术效果，因此具有该结晶辊的薄带钢连续铸造设备同样具有上述技术效果，本文在此不再赘述。
50.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽
的范围。