專利名稱：帶材電鍍裝置中的導(dǎo)電輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶材電鍍裝置中的導(dǎo)電輥。
導(dǎo)電輥的任務(wù)一般是將從電鍍陽極轉(zhuǎn)移到帶材上的電流再流入整流器。對(duì)此，人們將導(dǎo)電輥的設(shè)置區(qū)分為用于帶材水平走向和垂直走向的兩種情況。
在第一種情況下，待鍍帶材以水平狀態(tài)行經(jīng)鍍槽，導(dǎo)電輥置于鍍槽之前和之后，從上面或下面平壓在帶材上，并借助一根覆有橡膠的對(duì)輥，對(duì)帶材實(shí)行線型擠壓。帶材行進(jìn)速度與輥的圓周速度相當(dāng)時(shí)，電流因帶材與導(dǎo)電輥之間的接觸而由帶材傳導(dǎo)到導(dǎo)電輥上，并經(jīng)由匯流環(huán)系統(tǒng)再?gòu)膶?dǎo)電輥流入整流器。
在豎式電鍍裝置中，待鍍帶材出槽后，經(jīng)由同時(shí)又為導(dǎo)向輥的導(dǎo)電輥轉(zhuǎn)向180°，從而帶材可以進(jìn)入下一個(gè)鍍槽。電流經(jīng)帶材與導(dǎo)電輥之間形成的接觸面，從帶材流到導(dǎo)電輥上，并從導(dǎo)電輥經(jīng)由匯流環(huán)系統(tǒng)再回到整流器。在這種情況下，導(dǎo)電輥不僅有著導(dǎo)電效能，而且還有引導(dǎo)帶材的功效。由于帶材的彎曲剛度，也由于鍍槽彼此間的距離較大的緣故，垂直裝置的導(dǎo)電輥的直徑按比例地增大。
導(dǎo)電輥因其內(nèi)電阻而升溫，直徑相應(yīng)增大。另一個(gè)熱源是纏繞著的帶材，它同樣因內(nèi)電阻而升溫。帶材厚度在小于1mm的范圍內(nèi)時(shí)，帶材溫度值可達(dá)100℃以上，相應(yīng)地使導(dǎo)電輥加熱。
出于這些理由，導(dǎo)電輥一般設(shè)有一個(gè)內(nèi)冷卻機(jī)構(gòu)，它的功效是，確保導(dǎo)電輥長(zhǎng)度方向上溫度分布均勻。這樣就可以避免，不同熱截面導(dǎo)致輥身長(zhǎng)度上直徑不等。這就造成，帶材的導(dǎo)向不再得以保障，而且根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，還導(dǎo)致所鍍表面的質(zhì)量下降。
現(xiàn)有技術(shù)中，已知各種不同導(dǎo)電輥冷卻機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
一種情況是，導(dǎo)電輥原則上為圓形中空體，其外套由耐酸導(dǎo)電金屬材料制成。該中空體部分或者完全充滿冷卻水，并且經(jīng)由一個(gè)輥頸導(dǎo)入冷卻水，經(jīng)由另一個(gè)輥頸導(dǎo)出加熱水。這種技術(shù)方案最為價(jià)廉物美，然有下列缺點(diǎn)由于冷卻水流入內(nèi)壁的流速很小，致使全充滿導(dǎo)電輥的傳熱很小。另外，額外的水量使導(dǎo)電輥的回轉(zhuǎn)力矩增加，從而妨礙了對(duì)傳動(dòng)的控制。同樣，也不能保障輥身長(zhǎng)度上的溫度均勻分布。
另一種已知的技術(shù)方案規(guī)定，空腔中盡可能充填置換體，這樣雖使導(dǎo)電輥內(nèi)部蘊(yùn)藏的水量變少，但冷卻無法控制的問題依然存在。
另有一種可以克服上述缺點(diǎn)的已知技術(shù)方案是在不銹鋼制成的外部導(dǎo)電輥輥套與標(biāo)準(zhǔn)鋼制成的內(nèi)部圓柱體之間的同心間隙中置入緊密纏繞的銅管，高流速冷卻水流經(jīng)該銅管。為調(diào)解外部輥套與銅管之間的熱傳導(dǎo)起見，存留的空腔中澆注金屬鋅。
該技術(shù)方案雖能保證熱傳導(dǎo)可控并均勻，然而生產(chǎn)成本大大高于各前述技術(shù)方案。另一個(gè)缺點(diǎn)在于，輥套因磨蝕而反復(fù)磨損后，輥?zhàn)拥母轮荒茉趯ｉT的工場(chǎng)進(jìn)行，例如制造新的輥套并將其壓冷縮配合到先前在大小上扭轉(zhuǎn)的舊輥套上。簡(jiǎn)單更換用壞的輥套是不可能的。因此，電鍍裝置使用者那里必須貯存大量昂貴的導(dǎo)電輥。
本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)電輥，該導(dǎo)電輥可避開前面所提缺點(diǎn)，并能以很低成本和費(fèi)用生產(chǎn)，使備留整個(gè)導(dǎo)電輥的備件成為多余。
該發(fā)明目的經(jīng)用一種具有輥軸的帶材電鍍裝置用導(dǎo)電輥得以實(shí)現(xiàn)，該裝置中，所述導(dǎo)電輥由一個(gè)具有內(nèi)壁和外壁的輥套和兩個(gè)基本呈圓柱狀并填嵌于輥套中的輥基體構(gòu)成，所述兩個(gè)輥基體具有圓柱形外殼、相向側(cè)端和相離側(cè)端，而且所述輥套和輥基體以相互以可拆卸的方式連接。
由于這樣，輥套本身易于替換，所以不再需要對(duì)整個(gè)導(dǎo)電輥備留備件。
當(dāng)輥基體由標(biāo)準(zhǔn)鋼構(gòu)成，而輥套由耐酸導(dǎo)電材料如不銹鋼構(gòu)成時(shí)，則能以低廉的成本制造這種導(dǎo)電輥。
如果輥基體的圓柱形外殼由電絕緣材料制成，則輥套中的電流就易于控制。這樣，可保證導(dǎo)電輥均勻受熱。舉例來說，圓柱體外殼的電絕緣可以對(duì)其敷覆一層硬而耐酸的電絕緣層來實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)輥套內(nèi)壁上安設(shè)一個(gè)同心圍繞輥軸的內(nèi)環(huán)時(shí)，一來可特別簡(jiǎn)單地使輥套與輥基體之間實(shí)現(xiàn)連接。二來，結(jié)合圓柱形外殼上的電絕緣，可強(qiáng)制輥套中的電流完全對(duì)稱。
當(dāng)兩個(gè)輥基體上設(shè)有互相相應(yīng)一致平行于輥軸延伸、容納緊固件如拉桿的通孔時(shí)，輥套與輥基體之間的可拆卸式緊固尤為簡(jiǎn)單。
其它的優(yōu)點(diǎn)和詳情，可由其它各權(quán)利要求和下面對(duì)一個(gè)實(shí)施例的記敘中得知。附圖中示明

圖1輥中心軸方向上所見的導(dǎo)電輥，圖2圖1中導(dǎo)電輥沿直線Ⅱ-Ⅱ的截面，圖3圖2中導(dǎo)電輥沿直線A-A的截面，以及圖4圖3中導(dǎo)電輥沿直線B-B的截面。
按附圖所示，帶材電鍍裝置中的導(dǎo)電輥由輥套1和兩個(gè)輥基體2、3構(gòu)成。所述輥套1基本呈圓柱形，并具有內(nèi)壁4和外壁5。輥套由耐酸導(dǎo)電材料如不銹鋼制成。輥套1的內(nèi)壁4上焊有一個(gè)同心圍繞輥軸6的內(nèi)環(huán)7。很顯然內(nèi)環(huán)7被置于中心。
輥基體2、3的結(jié)構(gòu)基本相同。它們基本呈圓柱形，中空，并在它們相離側(cè)端上具有輥頸8，借助該輥頸，輥基體可在未示出的位置上旋轉(zhuǎn)支承。輥基體2、3由標(biāo)準(zhǔn)鋼制成。輥基體基本上填滿輥套1，優(yōu)選甚至精確配合。所以，輥基體2、3具有互相相向側(cè)端9、互相相離側(cè)端10以及相向輥套1的圓柱形外殼11。
圓柱形外殼11上設(shè)有一層硬而耐酸的電絕緣層。舉例來說，該絕緣層可由為避免孔隙而加入各種填料的氧化物陶瓷制成。這種覆層成本低廉，而且可以簡(jiǎn)單的方法鍍覆。它還能防止圓柱形外殼11被冷卻液(水)所腐蝕，而且還耐可能有的電解液蒸汽所致的腐蝕。因此，圓柱形外殼11由電絕緣材料構(gòu)成。
鑒于輥基體2、3與輥套1之間的絕緣層，電流全部強(qiáng)制經(jīng)由內(nèi)環(huán)7流動(dòng)，從而在輥套1中，從外向中間對(duì)稱，而且還不受電流是否經(jīng)由兩個(gè)輥頸8中的一者或另一者或者二者繼續(xù)傳導(dǎo)的制約。
不論輥套1，還是輥基體2、3，都對(duì)稱于軸6安置，下面稱此軸為輥套軸。
輥基體2、3上設(shè)有多個(gè)通孔12。這些通孔12與輥軸6平行，并互相一致。在各通孔12中，舉例來說，可插入拉桿13，故而輥套1和輥基體2、3由拉桿13上所擰的螺母14以可松開的形式互相連接。以此，在需要的時(shí)候，可以輕易地替換輥套1，而不必對(duì)整個(gè)導(dǎo)電輥進(jìn)行機(jī)械加工。也就是說，備件貯備減少到僅剩輥套1。
輥基體2、3上的圓柱形外殼11設(shè)有多條冷卻通道15，供諸如水之類的冷卻液在其中流動(dòng)。這些冷卻通道15圍繞圓柱形外殼11呈螺線狀。一個(gè)輥基體2上的冷卻通道15為左旋，另一個(gè)輥基體3上的冷卻通道15則為右旋。在本發(fā)明的情況下，這些螺線呈半圓形。但是，它們也可為其它形狀。冷卻液的循環(huán)回路如下冷卻液經(jīng)由供液孔16輸入導(dǎo)電輥。輥基體2上的這個(gè)供液孔16位于輥軸6上，并置于輥基體2上背離輥基體3的一側(cè)端10上。然后，冷卻液經(jīng)由各外部徑向孔17(圖2中僅示出一根)供入第一排長(zhǎng)孔18。同樣，各外部徑向孔17也置于輥基體2上背離輥基體3的一側(cè)端10上。第一排長(zhǎng)孔18在冷卻通道15之下平行于輥軸6延伸，并穿過內(nèi)環(huán)7。此外，輥基體2上的各外部徑向孔17還在冷卻通道15和第一排長(zhǎng)孔18之間閉合，例如，焊合或者旋入螺紋堵頭。
另外那個(gè)輥基體3也同樣設(shè)有第一排長(zhǎng)孔19，對(duì)此，后面還將予以探討。此外，它還具有兩個(gè)穿過內(nèi)環(huán)7的長(zhǎng)孔20，這些長(zhǎng)孔20同樣平行于輥軸6延伸，所述輥基體2上的第一排長(zhǎng)孔18經(jīng)由內(nèi)環(huán)7中所設(shè)的通孔21與另一個(gè)輥基體3上的第二排長(zhǎng)孔20相連。輥基體2、3還具有內(nèi)部徑向孔22，它們?cè)O(shè)在輥基體2、3的相向側(cè)端9上。所述內(nèi)部徑向孔22將輥基體2上的第一排長(zhǎng)孔18或者輥基體3上的第二排長(zhǎng)孔20與冷卻通道15相連。
以此方式，將冷卻液如水引入冷卻通道15。然后冷卻液呈螺線狀從輥套1上的內(nèi)環(huán)7流到其外端。
為從冷卻通道15引出冷卻液，在輥基體2與另一個(gè)輥基體3的相離側(cè)端10上設(shè)有另外一些外部徑向孔23，它們從冷卻通道15延伸到輥基體2上的第二排長(zhǎng)孔24。輥基體2上的這些第二排長(zhǎng)孔24同樣平行于輥軸6延伸。它們穿過內(nèi)環(huán)7，并延伸到所述那一個(gè)輥基體2上與另一個(gè)輥基體3相離側(cè)端10之前不遠(yuǎn)之處。它們經(jīng)由另一些設(shè)置于內(nèi)環(huán)7上的通孔25與上面已提及的、另一個(gè)輥基體上的第一排長(zhǎng)孔19連通。
另一個(gè)輥基體3上的第一排長(zhǎng)孔19同樣在冷卻通道15之下平行于輥軸6延伸，并穿過內(nèi)環(huán)7。它們一方面經(jīng)由各外部徑向孔26與冷卻通道15連通，另一方面則與一個(gè)供給孔27連通。所述另一個(gè)輥基體3上的外部徑向孔26，顧名思義，設(shè)置于另一個(gè)輥基體3上與輥基體2相離的側(cè)端10。供給孔27置于另一個(gè)輥基體3上，并位于輥軸6上。冷卻水可以由這些供給孔27向外輸出導(dǎo)電輥。
借助上述冷卻液供給，新鮮的低溫冷卻液首先供給輥套1的中央部分。另外，由于在該輥套部分流過的電流最大，所以輥套的這部分也最熱，從而使加熱最強(qiáng)烈的部位受到最大程度的冷卻。在此情況下，最好保持輥套1的圓柱度。
然而，也可以使冷卻液循環(huán)流動(dòng)。在這種情況下，導(dǎo)電輥產(chǎn)生一個(gè)凸度。這對(duì)于帶材的行進(jìn)會(huì)有好處。
防止冷卻液外泄和電解液內(nèi)滲所必需的那些密封件，采用通常所用的O-形環(huán)28，它們?cè)谛枰獣r(shí)可以輕而易舉地予以更換。
附圖標(biāo)記詳表1 輥套2、3輥基體4 內(nèi)壁5 外壁6 輥軸/輥套軸7 內(nèi)環(huán)8 輥頸9 相向側(cè)端10 相離側(cè)端11 圓柱形外殼12、21、25 通孔13 拉桿14 螺母15 冷卻通道16、27 供液孔17、26 外部徑向孔18、19 第一排長(zhǎng)孔20、24 第二排長(zhǎng)孔22 內(nèi)部徑向孔23 另一個(gè)外部徑向孔28 O形環(huán)
權(quán)利要求
1.帶材電鍍裝置中的導(dǎo)電輥，該導(dǎo)電輥具有輥軸(6)，而且所述導(dǎo)電輥由輥套(1)和兩個(gè)基本為圓柱形、填嵌輥套(1)的輥基體(2、3)組成，所述輥套(1)具有內(nèi)壁(4)和外壁(5)，所述輥基體(2、3)具有圓柱形外殼(11)、相向側(cè)端(9)和相離側(cè)端(10)，而且輥套(1)和輥基體(2、3)相互以可拆的方式連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電輥，其特征在于，所述輥基體(2、3)由標(biāo)準(zhǔn)鋼制成，而輥套1則由一種耐酸導(dǎo)電材料如不銹鋼制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的導(dǎo)電輥，其特征在于，所述輥基體(2、3)的圓柱形外殼(11)由電絕緣材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電輥，其特征在于，所述圓柱形外殼(11)鍍有硬而耐酸的電絕緣層。
5.根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的導(dǎo)電輥，其特征在于，所述輥基體(2、3)和輥套(1)互相精確配合連在一起。
6.根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的導(dǎo)電輥，其特征在于，所述輥套(1)的內(nèi)壁(4)上設(shè)有與輥軸(6)同心的內(nèi)環(huán)(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電輥，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)(7)同輥套(1)焊接在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7中所述的導(dǎo)電輥，其特征在于，所述輥基體(2、3)上設(shè)有互相一致平行于輥軸(6)延伸的通孔(12)，該通孔供插入緊固件(13)如拉桿之用。
9.根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的導(dǎo)電輥，其特征在于，所述圓柱形外殼(11)上設(shè)有供冷卻液流通之用的冷卻通道(15)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9及權(quán)利要求6、7或8中任何一項(xiàng)所述的導(dǎo)電輥，其特征在于，-所述冷卻通道(15)的構(gòu)型為圍繞輥套(11)的螺線管；-所述輥基體(2、3)在其相離側(cè)端(10)上設(shè)有位于輥軸(6)上的供液孔(16、27)，供輸入和排出冷卻液之用；-所述輥基體(2、3)在其相離側(cè)端(10)上各至少設(shè)有一個(gè)與各自供液孔(16、27)連通的外部徑向孔(17、26)；-所述輥基體(2、3)在冷卻通道(15)之下各至少設(shè)有一根與所述外部徑向管相連、穿過內(nèi)環(huán)(7)、平行于輥軸(6)延伸的第一排長(zhǎng)孔(18、19)；-在輥基體(2)上，至少一排外部徑向孔(17)在冷卻通道(15)和至少第一排長(zhǎng)孔(18)之間閉合；-輥基體(2)在其與另一個(gè)輥基體(3)相向側(cè)端(9)上設(shè)有至少一個(gè)內(nèi)部徑向孔(22)，它與至少一個(gè)第一排長(zhǎng)孔(18)連通；-輥基體(2)上設(shè)有至少一個(gè)第二排穿過內(nèi)環(huán)(7)并與輥軸(6)平行的長(zhǎng)孔(24)，它們延伸到所述那一個(gè)輥基體(2)上與另一個(gè)輥基體(3)向離側(cè)端(10)處，并經(jīng)由設(shè)置于內(nèi)環(huán)(7)上的通孔(21)與至少另一輥基體(3)上的至少一個(gè)第一排長(zhǎng)孔(19)連通；-在輥基體(2)與另一個(gè)輥基體(3)的相離側(cè)端(10)上設(shè)有至少另一些外部徑向孔(23)，它們從冷卻通道(15)延伸到至少一個(gè)第二排長(zhǎng)孔(24)上；-輥基體(3)上設(shè)有至少一個(gè)第二排穿過內(nèi)環(huán)(7)并與輥軸(6)平行的長(zhǎng)孔(20)，它們經(jīng)由設(shè)置在內(nèi)環(huán)(7)中第二排通孔(25)與輥基體(2)的至少一個(gè)第一排長(zhǎng)孔(18)連通；-另一輥基體(3)上的至少一個(gè)第二排長(zhǎng)孔(20)經(jīng)由至少一個(gè)設(shè)在輥基體(2)上的另一輥基體(3)的相向側(cè)端(9)與冷卻通道(15)連通。
11.冷卻權(quán)利要求10所述導(dǎo)電輥的方法，其特征在于，在基體(2、3)的相向側(cè)端(9)，將冷卻液輸入冷卻通道(15)，并在基體(2、3)的相離側(cè)端(10)，將冷卻液輸出冷卻通道(15)。
12.冷卻權(quán)利要求10所述導(dǎo)電輥的方法，其特征在于，在基體(2、3)的相離側(cè)端(10)，將冷卻液輸入冷卻通道(15)，并在基體(2、3)的相向側(cè)端(9)，將冷卻液輸出冷卻通道(15)。
13.帶材電鍍裝置中的導(dǎo)電輥輥套，該輥套具有輥套中心軸(6)、內(nèi)壁(4)和外壁(5)，并由耐酸導(dǎo)電材料如不銹鋼制成，其特征在于，輥套(1)的內(nèi)壁(4)中心部位上設(shè)有一個(gè)與輥套中心軸(6)同心設(shè)置的內(nèi)環(huán)(7)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的輥套，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)(7)上焊有輥套(1)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的輥套，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)(7)上設(shè)置有平行于輥套軸(6)延伸供緊固構(gòu)件(13)例如拉桿(13)用的通孔(12)。
16.權(quán)利要求13、14或15所述的輥套，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)(7)上至少設(shè)有兩個(gè)平行于輥套(6)延伸、供冷卻液流過之用的通孔(21、25)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶材電鍍裝置中的導(dǎo)電輥，該導(dǎo)電輥具有輥軸(6)，而且所述導(dǎo)電輥由輥套(1)和兩個(gè)基本為圓柱形、填嵌于輥套(1)中的輥基體(2、3)構(gòu)成。所述輥套具有內(nèi)壁(4)和外壁(5)，所述輥基體具有圓柱形外殼(11)、相向側(cè)端(9)和相離側(cè)端(10)。而且輥套(1)和輥基體(2、3)相互以可拆卸的方式連接。
文檔編號(hào)C25D7/06GK1227283SQ9812712
公開日1999年9月1日 申請(qǐng)日期1998年10月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月28日
發(fā)明者W·施米安 申請(qǐng)人:Sms舒路曼-斯瑪公司