專利名稱：非晶結(jié)晶器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種結(jié)晶器，特別是一種生產(chǎn)非晶合金的結(jié)晶器。
背景技術(shù)：
非晶合金是由超急冷凝固，合金凝固時(shí)原子來不及有序排列結(jié)晶，得到的固態(tài)合金是長程無序結(jié)構(gòu)，沒有晶態(tài)合金的晶粒、晶界存在。非晶合金的生產(chǎn)技術(shù)是將1300°C的合金鋼水澆到高速旋轉(zhuǎn)的通水冷卻的銅套上，瞬間冷卻到200°C以下，從而形成非晶合金。現(xiàn)有的國內(nèi)外結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不成熟、冷卻結(jié)構(gòu)多樣化使得制備非晶合金實(shí)驗(yàn)的不具備科學(xué)性，從而造成多種水冷結(jié)構(gòu)的失敗，但是總結(jié)其經(jīng)驗(yàn)，結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì) 原理要把握的關(guān)鍵在于結(jié)晶器的傳熱效率和工作精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種傳熱效率好和工作精度高的非晶結(jié)晶器。本發(fā)明提供了一種非晶結(jié)晶器，旋轉(zhuǎn)主軸上套有圓環(huán)狀的銅套支撐和銅套，銅套的左右兩邊各有一個(gè)銅套支撐；銅套內(nèi)部有第一軸向通孔，銅套支撐有第一徑向通孔和第二軸向通孔，旋轉(zhuǎn)主軸中心左右均有第二徑向通孔，旋轉(zhuǎn)主軸中心的左右兩側(cè)均有深孔，但在旋轉(zhuǎn)主軸中心處不連通；所述第一軸向通孔的兩端與第二軸向通孔、第一徑向通孔及第二徑向通孔相對(duì)應(yīng)，構(gòu)成從旋轉(zhuǎn)主軸經(jīng)過一個(gè)銅套支撐、銅套、另一個(gè)銅套支撐，并沿著與進(jìn)水逆流的方向返回旋轉(zhuǎn)主軸的幾字型連通水路；所述非晶結(jié)晶器整體同步高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，冷水從所述的連通水路經(jīng)過銅套，完成對(duì)銅套表面鋼水的循環(huán)冷卻。優(yōu)選地，所述第一軸向通孔平行分布于銅套的圓環(huán)一周；所述第二軸向通孔平行分布于銅套支撐的圓環(huán)一周；所述第一徑向通孔放射狀分布于銅套支撐的端面內(nèi)；所述第二徑向通孔放射性分布于旋轉(zhuǎn)主軸內(nèi)。本發(fā)明的非晶結(jié)晶器通過在銅套內(nèi)部軸向上打孔，保證了用于冷卻鋼水的冷水過流面積大于銅套內(nèi)徑上面積的20%，冷卻效率高；且在銅套內(nèi)部不會(huì)形成水流死角，銅套表面溫度均勻；銅套的整個(gè)寬度上有水冷卻，軸向冷卻均勻，從而保證了非晶結(jié)晶器用于冷卻鋼水的傳熱效果；此外，銅套和銅套支撐之間避免采用熱壓結(jié)構(gòu)，提高了非晶結(jié)晶器工作的精度。


圖I為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的主視剖面2為圖I中的A-A向的部分剖視3為圖I中一部分的放大圖
圖4是銅套內(nèi)所形成的水路的展開圖
具體實(shí)施例方式圖I為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的主視剖面圖。I為旋轉(zhuǎn)主軸，2為端蓋，3為銅套支撐，4為流速調(diào)節(jié)棒，5為鉻鋯銅套，6為螺塞，7為螺塞，8為傳扭圓錐銷，9為旋轉(zhuǎn)主軸深孔，10為旋轉(zhuǎn)主軸第二徑向通孔，11為銅套支撐第一徑向通孔，12為銅套支撐第二軸向通孔，13為銅套第一軸向通孔，14為密封圈，15為旋轉(zhuǎn)主軸中心，16為銅套支撐的端面槽。銅套5和銅套支撐3都是圓環(huán)狀，且銅套5的左右兩邊各一個(gè)銅套支撐3。端蓋2連接旋轉(zhuǎn)主軸I和銅套支撐5，傳扭圓錐銷8將旋轉(zhuǎn)主軸I通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給銅套支撐3，傳扭圓錐銷8、密封圈14共同連接綁定銅套支撐3和端蓋2。主軸中心15的左右兩邊打有深孔9，但不連通，在從深孔9處向旋轉(zhuǎn)主軸I的外圓面打有4排通至其外圓面的第二徑向通孔10 ;在第二徑向通孔10的出口處，有從銅套支撐圓環(huán)面到銅套支撐外圓面的第一徑向通孔11，所述第一徑向通孔11的出口用螺塞6堵住并用膠密封；與每個(gè)第一徑向通孔11對(duì)應(yīng)，有銅套支撐的第二軸向通孔12 ;在通孔12出口處，在銅套5內(nèi)部有與通孔12相對(duì)應(yīng)的第一軸向通孔13，流量調(diào)解棒4從通孔13處和相應(yīng)的通孔12處穿過。流量調(diào)解棒4兩端有螺紋，將銅套支 撐3將銅套5從左右兩邊夾緊。銅套支撐3的端面內(nèi)與銅套5的連接處有槽16，所述槽16將通孔12的孔與孔之間相連通。所述通孔13軸向平行分布于銅套圓環(huán)面一周，通孔12軸向平行分布于銅套支撐圓環(huán)面一周，通孔11呈放射狀分布于銅套支撐端面內(nèi)；旋轉(zhuǎn)主軸徑向通孔10放射性分布于主軸內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，銅套的材料是鉻鋯銅套。當(dāng)所述結(jié)晶器工作時(shí)，冷水如圖I中的箭頭方向從旋轉(zhuǎn)主軸的進(jìn)水端流入，并沿著旋轉(zhuǎn)主軸I和銅套支撐3的內(nèi)部孔道流入銅套軸向通孔中，冷水將銅套5外表面?zhèn)鬟f過來的鋼水熱量吸收，然后熱水順著箭頭方向與冷水相逆的路徑從銅套另一端回到旋轉(zhuǎn)主軸內(nèi)部的出水端流出，進(jìn)行鋼水的循環(huán)冷卻。上圖中的所有零件和標(biāo)準(zhǔn)件作為一個(gè)整體同步高速旋轉(zhuǎn)。在銅套上打孔，冷卻效率高，在一個(gè)實(shí)施例中，銅套上有120個(gè)014的通孔13，過流面積大于銅套內(nèi)徑上面積的20%。采用銅套支撐將銅套夾緊的結(jié)構(gòu)，由于不采用熱壓結(jié)構(gòu)，使銅套和支撐之間沒有過盈，消除過盈對(duì)銅套的變形和溫度分布的影響，同時(shí)消除銅套熱壓產(chǎn)生的應(yīng)力；銅套里面與銅套支撐是小的間隙配合，保證了銅套不會(huì)出現(xiàn)塌肚子現(xiàn)象；銅套的整個(gè)寬度上有水冷卻，軸向冷卻均勻，同時(shí)寬度較窄，使不形成非晶合金帶子的區(qū)域極小，故沒用的熱容量小，容易熱平衡；同時(shí)降低了銅套中間寬度上的變形差距，滿足寬度的要求；因?yàn)橹鬏S與旋轉(zhuǎn)芯，銅套之間均是小間隙配合，因此保證了機(jī)械性能；大大減小了更換銅套的難度，可以比較容易的改變銅套的寬度。圖2為圖I中的A-A向的部分剖視圖。第一徑向通孔11的出口用螺塞6堵住并用密封圈14密封，第一徑向通孔11與第一軸向通孔12的交匯處設(shè)有螺塞7，每個(gè)銅套支撐上，至少有一個(gè)以上在所述交匯處無螺塞7。圖3為圖I中一部分的放大圖。在圖3(a)中無螺塞7，在圖3(b)中無螺塞7。流量調(diào)節(jié)棒4的直徑大小可以改變，通過調(diào)節(jié)直徑可以改變水流通道面積，來調(diào)節(jié)冷卻水的流速和水流量，可以調(diào)節(jié)進(jìn)出水溫，方便實(shí)驗(yàn)。在第一軸向通孔13和相應(yīng)的第二軸向孔12的位置通過流量調(diào)節(jié)棒4的連接，在所穿過的孔道里，調(diào)節(jié)棒通過改變自身的參數(shù)來調(diào)節(jié)冷卻效果。流量調(diào)節(jié)棒4可以做成不同的形狀來調(diào)節(jié)冷卻水的冷卻效果，便以找到合適的水流量，改變銅套表面的冷卻均勻度，使銅套截面上的冷卻更均勻。在一個(gè)實(shí)施例中，將流速調(diào)節(jié)棒做成糖葫蘆形狀可以使水流形成湍流，破壞水膜保證熱交換。將流速調(diào)節(jié)棒做其他多種形狀，使得冷卻水在孔內(nèi)各個(gè)點(diǎn)的流速不同，達(dá)到帶材邊緣熱補(bǔ)償。圖4是銅套內(nèi)所形成的水路的展開圖。在圖4(a)中無螺塞7。圖4(b)中有螺塞
7。如圖4(a)和圖4(b)所示兩條不同水路，會(huì)有兩種不同的冷卻效果。當(dāng)沒有螺塞7時(shí)，水路從第一軸向通孔13的一端直接流向 另一段。圖4(b)是選擇性的在每隔一個(gè)通孔11擰進(jìn)兩個(gè)螺塞7所形成的水路，即可以將A、B出水孔和C、D處的進(jìn)水孔使用螺塞7密封住，水路可迂回流動(dòng)，進(jìn)水沿著A、B、C、D點(diǎn)流過后最后流出銅套，從A到B，和從C到D的水路相對(duì)應(yīng)為在槽16內(nèi)流動(dòng)的水路，可以看出圖4(b)內(nèi)水流路徑相對(duì)圖4(a)加長，從而調(diào)節(jié)了水溫變化的速度，方便地改變了實(shí)驗(yàn)條件。顯而易見，在不偏離本發(fā)明專利的真實(shí)精神和范圍的前提下，在此描述的本發(fā)明專利可以有許多變化。因此，所有對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的改變，都應(yīng)包括在本權(quán)利要求書所涵蓋的范圍之內(nèi)。本發(fā)明專利所要求保護(hù)的范圍僅由所述的權(quán)利要求書進(jìn)行限定。
權(quán)利要求
1.一種非晶結(jié)晶器，其特征在于，旋轉(zhuǎn)主軸(I)上套有圓環(huán)狀的銅套支撐(3)和銅套(5)，銅套(5)的左右兩邊各有一個(gè)銅套支撐(3);銅套(5)內(nèi)部有第一軸向通孔(13)，銅套支撐(3)有第一徑向通孔(11)和第二軸向通孔(12)，旋轉(zhuǎn)主軸中心(15)左右均有第二徑向通孔(10)，旋轉(zhuǎn)主軸中心(15)的左右兩側(cè)均有深孔(9)，但在旋轉(zhuǎn)主軸中心(15)處不連通；所述第一軸向通孔(13)的兩端與第二軸向通孔(12)、第一徑向通孔(11)及第二徑向通孔(10)相對(duì)應(yīng)，構(gòu)成從旋轉(zhuǎn)主軸(I)經(jīng)過一個(gè)銅套支撐(3)、銅套(5)、另一個(gè)銅套支撐(3)，并沿著與進(jìn)水逆流的方向返回旋轉(zhuǎn)主軸(I)的幾字型連通水路； 所述非晶結(jié)晶器整體同步高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，冷水從所述的連通水路經(jīng)過銅套，完成對(duì)銅套表面鋼水的循環(huán)冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種非晶結(jié)晶器，其特征在于，所述第一軸向通孔(13)平行分布于銅套的圓環(huán)一周；所述第二軸向通孔(12)平行分布于銅套支撐的圓環(huán)一周；所述第一徑向通孔(11)放射狀分布于銅套支撐的端面內(nèi)；所述第二徑向通孔(10)放射性分布于旋轉(zhuǎn)主軸內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種非晶結(jié)晶器，其特征在于，還包括流量調(diào)解棒(4)，所述流量調(diào)解棒(4)穿過第二軸向通孔(12)和對(duì)應(yīng)的第一軸向通孔(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種非晶結(jié)晶器，其特征在于，所述流量調(diào)解棒(4)的直徑可調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種非晶結(jié)晶器，其特征在于，所述流量調(diào)解棒(4)的形狀為糖葫蘆狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種非晶結(jié)晶器，其特征在于，銅套支撐(3)與銅套(5)連接的端面上有使第二軸向通孔(12)的孔與孔連接的槽(16)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種非晶結(jié)晶器，其特征在于，第一徑向通孔(11)與第二軸向通孔(12)的交匯處設(shè)有螺塞(7)，使銅套(5)內(nèi)部形成迂回水路。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種非晶結(jié)晶器，其特征在于，銅套(5)的材料為鉻鋯銅套。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種非晶結(jié)晶器，其特征在于，所述非晶結(jié)晶器還包括端蓋(2)，所述端蓋(2)連接旋轉(zhuǎn)主軸(I)和銅套支撐(5)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種非晶結(jié)晶器，其特征在于，所述非晶結(jié)晶器還包括傳扭圓錐銷(8)，所述傳扭圓錐銷(8)用來連接綁定銅套支撐(3)和端蓋(2)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種結(jié)晶器，主要用于非晶合金的制備。所述非晶結(jié)晶器，由銅套5、銅套支撐3及旋轉(zhuǎn)主軸1構(gòu)成，當(dāng)所述結(jié)晶器工作時(shí)，冷水從旋轉(zhuǎn)主軸的進(jìn)水端流入，并沿著旋轉(zhuǎn)主軸1和銅套支撐3的內(nèi)部孔道流入銅套5中，冷水將銅套外表面?zhèn)鬟f過來的鋼水熱量吸收，然后熱水順著與冷水相逆的路徑從銅套5另一端的銅套支撐3回到旋轉(zhuǎn)主軸內(nèi)部的出水端流出，進(jìn)行鋼水的循環(huán)冷卻。本發(fā)明具有冷卻效率高，銅套表面溫度均勻，銅套內(nèi)部無水流死角，銅套的軸向冷卻均勻，機(jī)械性能好，工作精度高的優(yōu)點(diǎn)，保證了非晶結(jié)晶器用于冷卻鋼水的傳熱效果。
文檔編號(hào)B22D11/06GK102728796SQ201110095389
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者姜寧, 張連學(xué), 李慶華, 李曉雨, 石曉敬, 秦振武 申請(qǐng)人:青島云路新能源科技有限公司