一种适用于非晶宽带制备的冷却辊技术领域
本发明属于非晶薄带制备领域，涉及一种适用于非晶宽带制备的高效冷却辊。
背景技术
非晶薄带制带原理：在坩埚中熔化的合金溶液，通过坩埚底部的喷嘴缝隙喷射到
快速旋转的冷却辊表面上，合金溶液被极速冷却凝固附着在冷却辊上，经吹带装置，使带材
剥离冷却辊形成非晶薄带。因此冷却辊的冷却能力直接影响到非晶带的质量与合格率。
在非晶薄带制备过程中广泛采用循环水冷的冷却辊。冷却辊外表面是铜圈，内部
是循环冷却水。当合金溶液通过喷嘴浇注在冷却辊表面时，因铜的导热系数较大，合金溶液
凝固释放的热量通过铜圈迅速传导给铜辊内的循环冷却水，并被循环冷却水带走。目前最
常用的冷却辊进出水通道是发散状直通道，当冷却辊旋转时，由于受到通道壁的作用力，形
成涡流，使冷却水不易排出。同时，冷却水出水面受向外的离心力的作用不容易向内排出。
冷却水从冷却辊的一端通入，经过与铜圈接触的环形缝隙水道，从另一端流出。这种冷却辊
结构沿冷却辊宽度方向的温度分布不均，由于铜圈与冷却水的对流换热，且进水处温度低
于出水处，铜圈温度沿宽度方向的不均从而影响带材宽度方向的非晶特性的一致性。随着
制带宽度的增加，冷却辊的热负荷也随之上升，中心与两端的温度差越大，温度分布不一致
性更加明显，从而影响非晶薄带沿宽度方向非晶特性的一致性。
发明内容
为解决现有结构的不足，本发明解决的第一个问题是，冷却辊外圈温度沿宽度方
向分布不均问题，提供一种冷却水由中间进入冷却通道从两端排出的新型冷却辊结构。
本发明解决第二个技术问题是针对已有的进水面与出水面流道为发散状直通道，
这种结构中心部位宽度小于周部，容易在周部产生涡流，影响冷却水的流动性。为此本发明
提供一种流动性好的冷却流道。
本发明解决第三个技术问题是针对已有的发散状直通道在冷却辊转动过程中的
离心力作用，对进水面的冷却水流动有利，不利于出水面的水流流动，进而提供一种能够使
使冷却水能够快速流出，换热效率高的流道。
为解决以上技术问题，其技术方案如下：新型冷却辊装置整体布局包括堵盖、透
盖、进水管、配流管、两个左右盖板、两个内芯、主轴、铜圈、两个出水管、紧定螺钉、轴承、压
盖螺钉、轴承挡圈、动密封圈。
铜圈通过加工内止口与螺纹孔和左右盖板实现定位与联接；进水管、配流管与主
轴通过螺纹实现密封联接；所述主轴与所述左右内芯、左右盖板间通过所述动密封圈实现
与冷却水间的密封，防止冷却水渗出；所述轴承通过在主轴上安装所述轴承挡圈实现轴向
定位，防止冷却辊转动过程中的轴向窜动；所述配流管安装在所述进水管对称面，可实现左
右出水通道中的结构、空间相同，从而使左右出水口的压力、流量与流速保持一致，从而使
冷却辊宽度方向的冷却效果一致；
所述左右内芯为中空结构，在两端面加工出流道，进水面为带辅助肋的发散状直
流道，出水面为带辅助肋的弧状流道，安装时左右内芯的进水面面对面安装；所述主轴为空
心轴结构，两端加工出水孔，径向加工贯通孔，使冷却水从进水孔流入和流出；所述两个出
水管为直弯管通过螺纹与主轴联接，便于冷却水排出。两端所述压盖与透盖通过止口定位
螺钉与主轴联接。
优选的，所述冷却辊所述主轴为固定式空心轴，冷却水由冷却辊宽度方向的中部
进入冷却水缝，由两端排出，提高冷却辊中部位置的换热系数。
优选的，所述冷却辊由两个带冷却流道的内芯面对面安装，且内芯为中空焊接和
铸造结构。
优选的，所述冷却辊，其特征在于进水面与出水面流道分别为带辅助肋的直散状
和弧状Y形通道。
优选的，所述冷却辊，其特征在于主轴内部安装有配流管，使进出水口的结构完全
一致，使进出水流速、压力一致。
本发明的有益效果：
(1)在制带过程中，冷却水沿着冷却辊宽度中心位置进入冷却缝隙，从两端流出，
使沿宽度方向中间位置的换热系数最高，使冷却辊沿带宽方向的冷却效率一致，使生产出
的非晶薄带沿宽度方向一致性较好。
(2)在进水面与出水面采用辅助肋，使进出水面通道沿冷却辊径向方向的宽度一
致，可防止现有的扇形通道在周部出现涡流，从而加快冷却水的流动更新，提高冷却能力。
(3)采用进口面与出口面不同的流道结构，冷却水在离心力的作用下在进水面流
速较快，采用易于加工制造的直通道。出水面受离心力的作用，冷却水不易向内流出，流道
采用与旋转方向相反的弧状流道，冷却水受壁面的作用能够快速流出，同时采用辅助肋，冷
却水流动为层流，减小湍流，从而减小泵功。
附图说明
图1为本发明冷却辊结构示意图；
图2为本发明冷却辊结构剖视图；
图3为本发明内芯流道结构示意图。
图中附图标记表示为：堵盖1、配流管2、左盖板3、左内芯4、主轴5、左出水管6、铜圈
7、右出水管8、右内芯9、右盖板10、进水管11、透盖12、紧定螺钉13、轴承14、压盖螺钉15、轴
承挡圈16、动密封圈17、辅助肋18。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
铜圈7通过加工内止口与螺纹孔和左盖板3、右盖板10实现定位与联接；进水管11、
配流管2与主轴5通过螺纹实现密封联接；所述主轴5与左内芯4、右内芯9、左盖板3、右盖板
10通过动密封圈17实现与冷却水间的密封，防止冷却水渗出；轴承14通过在所述主轴5上安
装轴承挡圈16实现轴向定位，防止冷却辊转动过程中的轴向窜动；所述配流管2安装在所述
进水管11的对称面，可实现左右出水通道中的结构、空间相同，从而使左右出水口的压力、
流量与流速保持一致，从而使冷却辊宽度方向的冷却效果一致；
所述左内芯4、右内芯9为中空结构，在两端面加工出流道和辅助肋18形成Y形通
道，进水面为带所述辅助肋18的发散状直流道，出水面为带所述辅助肋18的弧状流道，安装
时所述左内芯4、右内芯9的进水面面对面安装；所述主轴5为空心轴结构，两端加工出水孔，
径向加工贯通孔，使使冷却水从进水孔流入和流出；所述左出水管6、右出水管8为直弯管通
过螺纹与所述主轴5联接，便于冷却水排出。两端堵盖1与透盖12通过止口定位螺钉与所述
主轴5联接。
工作过程：如图2所示，冷却水从安装于所述主轴5内部的所述进水管11进入所述
主轴5的进水腔，通过位于所述主轴5中部的进水孔进入所述左内芯4与右内芯9间的进水
面，到达冷却辊周部的冷却缝隙通道，向两端流入出水面，通过所述主轴5两端的出水孔进
入所述主轴5两端的出水腔，冷却水经左出水管6和右出水管8排出。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟
悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简
单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。