铜辊冷却装置的制作方法

1.本实用新型涉及真空速凝炉技术领域，具体涉及一种铜辊冷却装置。


背景技术：

2.钕铁硼永磁材料广泛运用至各行各业，特别应用于电子信息产业。随着器件的小型化和智能化，高性能钕铁硼永磁材料的应用会越来越广。钕铁硼材质的生产工艺流程主要包括采用真空速凝炉熔炼后甩带制成薄片，再经过氢碎、气流磨制成粉末，成型压机将粉末压制成指定外形，经过烧结炉烧结工艺，表面处理烧结后的钕铁硼粗成品，再将其切割制成成品，最后服务于各行所需。
3.现有的生产稀土合金用的铜辊冷却装置虽然能够将倾倒出的熔化合金液冷却为合金带，但是无法控制所制备的合金带的厚度，而合金带的厚度不同，其强度不同，在对其进行粉碎时所采用的加工难度不同。若合金带过厚，在对其进行粉碎时的难度将增大，加工成本将增加。
4.并且从烧结钕铁硼材质角度方面考虑，现有的甩带组织中存在粗大的α－fe枝状晶，影响产品性能，同时α－fe枝状晶具有较好的塑形，同样使甩带片难以被破碎，增加后续产品的进一步处理难度及成本。


技术实现要素：

5.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有的铜辊冷却装置无法控制所制备的合金带的厚度的缺陷，从而提供一种铜辊冷却装置，及实时测量合金带厚度的方法及结构。
6.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
7.铜辊冷却装置，包括：
8.导料壳体，所述导料壳体的顶部和底部均设置有开口，将速凝辊包裹于所述导料壳体内；
9.速凝辊，所述速凝辊转动设置在所述导料壳体内部并与中间包的出料端相衔接；
10.速凝辊驱动组件，所述速凝辊驱动组件与所述速凝辊相连接，所述速凝辊驱动组件用于带动所述速凝辊转动；
11.速凝辊冷却机构，所述速凝辊冷却机构用于对所述速凝辊进行冷却；
12.测厚传感器组，所述测厚传感器组包括与所述速凝辊表面之间具有相同间距的第一测厚传感器和第二测厚传感器；所述第一测厚传感器用于测量其与所述速凝辊之间的间距；所述第二测厚传感器用于测量其与合金带之间的间距；
13.控制系统，所述控制系统用于控制装置整体的运行；所述第一测厚传感器和第二测厚传感器的输出端连接于控制系统的输入端，所述速凝辊驱动组件的受控端连接于控制系统的输出端。
14.进一步优化技术方案，所述速凝辊冷却机构包括：
15.第一冷却组件，所述第一冷却组件设置在所述导料壳体顶部的开口处并与所述速凝辊之间具有间距，所述第一冷却组件用于对所述速凝辊的表面进行降温冷却；
16.第二冷却组件，所述第二冷却组件用于对所述速凝辊内部进行降温冷却。
17.进一步优化技术方案，所述第一冷却组件包括：
18.冷却板，所述冷却板的内部开设有与所述导料壳体相连通的气体排口；
19.冷却气源，所述冷却气源与所述冷却板内部相连通，所述冷却气源用于向所述冷却板及所述导料壳体内部通入冷却气。
20.进一步优化技术方案，所述冷却板的内部还设置有之间相连通的第一冷却介质入管和第一冷却介质出管，第一冷却介质入管位于第一冷却介质出管下方；
21.所述第一冷却介质入管和第一冷却介质出管分别与冷却水源与相连接并构成第一冷却水循环回路。
22.进一步优化技术方案，所述速凝辊包括辊体以及位于所述辊体的端部的端盖，所述辊体的内部开设有冷却水管道，所述辊体转动密封设置在所述端盖上。
23.进一步优化技术方案，所述第二冷却组件包括第二冷却介质入管和第二冷却介质出管，所述第二冷却介质入管和第二冷却介质出管分别从所述端盖插入并与所述冷却水管道相连通，第二冷却介质入管和第二冷却介质出管分别与冷却水源相连接并构成第二冷却水循环回路。
24.进一步优化技术方案，还包括：
25.温度传感器，所述温度传感器设置在所述导料壳体内部或外部，所述温度传感器用于检测所述速凝辊处合金带温度，所述温度传感器的输出端连接于所述控制系统的输入端。
26.进一步优化技术方案，还包括：
27.测速传感器，所述测速传感器用于检测所述速凝辊的转速，所述测速传感器的输出端连接于所述控制系统的输入端。
28.本实用新型技术方案，具有如下优点：
29.1.本实用新型提供的铜辊冷却装置，在进行冷却熔化合金液时，通过测厚传感器组实时地检测合金带的厚度并将检测信息反馈至控制系统，控制系统再根据合金带的厚度信息去控制速凝辊驱动组件，通过速凝辊驱动组件控制速凝辊的转速。当合金带的厚度过大时，加快速凝辊的转速，以降低合金带的厚度，进而降低了后续粉碎的难度，降低了加工成本。
30.2.本实用新型提供的铜辊冷却装置，速凝辊冷却机构包括第一冷却组件和第二冷却组件，并且第一冷却组件可通入冷却气和冷却水，通过多种方式相结合对速凝辊进行冷却，加快速凝辊的冷却速度。
31.3.本实用新型提供的铜辊冷却装置，还包括测速传感器，通过控制系统控制速凝辊转动时，可通过测速传感器对速凝辊的转速进行实时地检测。若速凝辊的转速未达到设定需求时，再通过控制系统控制速凝辊驱动组件动作，以使得速凝辊达到设定的转速。
32.4.本实用新型提供的铜辊冷却装置，还包括温度传感器，实现对冷却温度的实时监测。当温度传感器检测到合金带温度过高时，应加大第一冷却组件和第二冷却组件通入冷却介质的量。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1是本实用新型铜辊冷却装置的结构示意图；
35.图2是本实用新型铜辊冷却装置中的测厚传感器组的结构示意图。
36.附图标记：
37.1、导料壳体，11、倾斜壳体，12、竖直壳体，2、速凝辊，3、测厚传感器组，31、第一测厚传感器，32、第二测厚传感器，4、温度传感器，5、第一冷却组件，51、第一冷却介质入管，52、第一冷却介质出管，53、冷却板，6、第二冷却组件，61、第二冷却介质入管，62、第二冷却介质出管，7、测速传感器，8、中间包。
具体实施方式
38.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
42.如图1和图2所示，本实用新型公开了一种铜辊冷却装置，包括导料壳体1、速凝辊2、速凝辊驱动组件、速凝辊冷却机构、测厚传感器组3和控制系统。
43.导料壳体1的顶部和底部均设置有开口。
44.速凝辊2通过轴承转动设置在导料壳体1内部并与中间包的出料端相衔接，速凝辊2连接有速凝辊驱动组件，速凝辊驱动组件用于驱动速凝辊2进行转动。
45.速凝辊冷却机构用于对速凝辊2进行冷却。
46.测厚传感器组3包括与速凝辊2表面之间具有相同间距的第一测厚传感器31和第二测厚传感器32。第一测厚传感器31用于测量其与速凝辊2之间的间距。第二测厚传感器32用于测量其与合金带之间的间距。
47.控制系统用于控制装置整体的运行，控制系统可为plc控制器，也可采用其它控制系统。第一测厚传感器和第二测厚传感器的输出端连接于控制系统的输入端，速凝辊驱动组件的受控端连接于控制系统的输出端。
48.上述铜辊冷却装置，在进行冷却熔化合金液时，通过测厚传感器组3实时地检测合金带的厚度并将检测信息反馈至控制系统，控制系统再根据合金带的厚度信息去控制速凝辊驱动组件，通过速凝辊驱动组件控制速凝辊2的转速。例如，当合金带的厚度过大时，加快速凝辊2的转速，以降低合金带的厚度。
49.更为具体地，导料壳体1包括之间一体连接的倾斜壳体11和竖直壳体12，倾斜壳体11的顶部设置有开口，竖直壳体12的底部设置有开口。中间包8伸入至倾斜壳体11的顶部开口处并与速凝辊2相衔接。竖直壳体12的底部开口为落料口。
50.速凝辊冷却机构包括第一冷却组件5和第二冷却组件6。
51.第一冷却组件5设置在导料壳体1顶部的开口处并与速凝辊2之间具有间距，第一冷却组件5用于对速凝辊2的表面进行降温冷却。
52.第一冷却组件5包括冷却板53和冷却气源。冷却板53的内部开设有与导料壳体1相连通的气体排口，即冷却板53通入冷却气时能够将冷却气排出至导料壳体1中。冷却板53呈弧形板状。冷却气源与冷却板53内部相连通，冷却气源用于向冷却板53及导料壳体1内部通入冷却气。其中冷却气为ar/hc，也可采用其它惰性气体，此处不对其进行限制。
53.为了进一步增强对合金带的冷却效果，本实用新型在冷却板53的内部还设置有之间相连通的第一冷却介质入管51和第一冷却介质出管52。第一冷却介质入管51位于第一冷却介质出管52下方，第一冷却介质入管51相对于第一冷却介质出管52更接近速凝辊2，更利于地速凝辊2的冷却。第一冷却介质入管51和第一冷却介质出管52分别与冷却水源与相连接并构成第一冷却水循环回路。本实施例中的冷却水源可将冷却水通入至第一冷却介质入管51内，冷却水能够对冷却板及速凝辊进行冷却。
54.速凝辊2包括辊体以及位于辊体的端部的端盖，辊体的内部开设有冷却水管道。辊体转动密封设置在端盖上，即端盖为固定的，以便于对第二冷却介质入管61和第二冷却介质出管62进行定位。
55.第二冷却组件6用于对速凝辊2内部进行降温冷却。第二冷却组件6包括第二冷却介质入管61和第二冷却介质出管62，第二冷却介质入管61和第二冷却介质出管62分别从端盖插入并与冷却水管道相连通，第二冷却介质入管61和第二冷却介质出管62分别与冷却水源相连接并构成第二冷却水循环回路。本实施例可将冷却水通入至速凝辊2内部的冷却水管道，经对速凝辊2进行降温后的水通过第二冷却介质出管62输出，在冷却板冷却的基础上能够进一步对速凝铜辊104进行冷却，进而更快速地实现速凝铜辊104的冷却。
56.作为一种进一步改进的实施方式，本实施例还包括温度传感器4，温度传感器4设置在导料壳体1内部或外部，温度传感器4用于检测速凝辊处合金带温度，温度传感器4的输出端连接于控制系统的输入端。当温度传感器4检测到合金带温度过高时，应加大第一冷却组件5和第二冷却组件6通入冷却介质的量，或降低浇注速度。
57.作为一种进一步改进的实施方式，本实施例还包括测速传感器7，测速传感器7用于检测速凝辊的转速，测速传感器7的输出端连接于控制系统的输入端。通过控制系统控制速凝辊2转动时，可通过测速传感器7对速凝辊2的转速进行实时地检测，测量的实时速度反
馈给控制系统。若速凝辊2的转速未达到设定需求时，再通过控制系统控制速凝辊驱动组件动作，以使得速凝辊2达到设定的转速。
58.其中，测速传感器7为反射式测温传感器，测速传感器7、第一测厚传感器和第二测厚传感器均为非接触式测厚激光传感器，均与速凝辊之间具有一定的间距。
59.本实用新型的具体工作过程如下：
60.从中间包8排出的熔化合金液流入至速凝辊2上。速凝辊2通过速凝辊驱动组件的驱动进行转动，并且速凝辊2通过速凝辊冷却机构进行实时地快速降温冷却，熔化合金液被速凝辊2甩出，形成合金带。
61.在此过程中，第一测厚传感器实时测量其与速凝辊2之间的间距，第二测厚传感器实时测量其与合金带之间的间距，第一测厚传感器和第二测厚传感器将检测信息实时地反馈给控制系统，控制系统对第一测厚传感器和第二测厚传感器检测到距离的差值进行计算，系统直接得出当前合金带厚度值，再与设定值进行比对，进而判断此时合金带的厚度值是否处于合理区间。若合金带的厚度过大，控制系统控制速凝辊2加快转动，速凝辊2转动越快时，其将熔化合金液甩出的力越大，使得形成的合金带越薄。若合金带的厚度较小时，控制系统控制速凝辊2减慢转动，使得形成的合金带加厚。亦或者在此基础上改变合金液的浇注速度，浇注量协同控制，可从多角度更精细地进行控制。
62.显然，上述实施例仅仅是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他不同形式的变化或变动。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变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

技术特征：
1.铜辊冷却装置，其特征在于，包括：导料壳体(1)，所述导料壳体(1)的顶部和底部均设置有开口；速凝辊(2)，所述速凝辊(2)转动设置在所述导料壳体(1)内部并与中间包的出料端相衔接；速凝辊驱动组件，所述速凝辊驱动组件与所述速凝辊(2)相连接，所述速凝辊驱动组件用于带动所述速凝辊(2)转动；速凝辊冷却机构，所述速凝辊冷却机构用于对所述速凝辊(2)进行冷却；测厚传感器组(3)，所述测厚传感器组(3)包括与所述速凝辊(2)表面之间具有相同间距的第一测厚传感器和第二测厚传感器；所述第一测厚传感器用于测量其与所述速凝辊(2)之间的间距；所述第二测厚传感器用于测量其与合金带之间的间距；控制系统，所述控制系统用于控制装置整体的运行；所述第一测厚传感器和第二测厚传感器的输出端连接于控制系统的输入端，所述速凝辊驱动组件的受控端连接于控制系统的输出端。2.根据权利要求1所述的铜辊冷却装置，其特征在于，所述速凝辊冷却机构包括：第一冷却组件(5)，所述第一冷却组件(5)设置在所述导料壳体(1)顶部的开口处并与所述速凝辊(2)之间具有间距，所述第一冷却组件(5)用于对所述速凝辊(2)的表面进行降温冷却；第二冷却组件(6)，所述第二冷却组件(6)用于对所述速凝辊(2)内部进行降温冷却。3.根据权利要求2所述的铜辊冷却装置，其特征在于，所述第一冷却组件(5)包括：冷却板(53)，所述冷却板(53)的内部开设有与所述导料壳体(1)相连通的气体排口；冷却气源，所述冷却气源与所述冷却板(53)内部相连通，所述冷却气源用于向所述冷却板(53)及所述导料壳体(1)内部通入冷却气。4.根据权利要求3所述的铜辊冷却装置，其特征在于，所述冷却板(53)的内部还设置有之间相连通的第一冷却介质入管(51)和第一冷却介质出管(52)，第一冷却介质入管(51)位于第一冷却介质出管(52)下方；所述第一冷却介质入管(51)和第一冷却介质出管(52)分别与冷却水源与相连接并构成第一冷却水循环回路。5.根据权利要求4所述的铜辊冷却装置，其特征在于，所述速凝辊(2)包括辊体以及位于所述辊体的端部的端盖，所述辊体的内部开设有冷却水管道，所述辊体转动密封设置在所述端盖上。6.根据权利要求5所述的铜辊冷却装置，其特征在于，所述第二冷却组件(6)包括第二冷却介质入管(61)和第二冷却介质出管(62)，所述第二冷却介质入管(61)和第二冷却介质出管(62)分别从所述端盖插入并与所述冷却水管道相连通，第二冷却介质入管(61)和第二冷却介质出管(62)分别与冷却水源相连接并构成第二冷却水循环回路。7.根据权利要求1所述的铜辊冷却装置，其特征在于，还包括：温度传感器(4)，所述温度传感器(4)设置在所述导料壳体(1)内部或外部，所述温度传感器(4)用于检测所述速凝辊处合金带温度，所述温度传感器(4)的输出端连接于所述控制系统的输入端。8.根据权利要求1所述的铜辊冷却装置，其特征在于，还包括：
测速传感器(7)，所述测速传感器(7)用于检测所述速凝辊的转速，所述测速传感器(7)的输出端连接于所述控制系统的输入端。

技术总结
本实用新型公开了一种铜辊冷却装置，包括：导料壳体，所述导料壳体的顶部和底部均设置有开口；速凝辊，所述速凝辊转动设置在所述导料壳体内部并与中间包的出料端相衔接；速凝辊驱动组件，所述速凝辊驱动组件与所述速凝辊相连接，所述速凝辊驱动组件用于带动所述凝辊转动；速凝辊冷却机构，所述速凝辊冷却机构用于对所述速凝辊进行冷却；测厚传感器组，所述测厚传感器组包括与所述速凝辊表面之间具有相同间距的第一测厚传感器和第二测厚传感器；控制系统，所述控制系统用于控制装置整体的运行。本实用新型在进行冷却熔化合金液时，实时监测合金带厚度，当合金带的厚度过大，加快速凝辊的转速，降低了合金带的厚度，进而降低了后续粉碎的难度。后续粉碎的难度。后续粉碎的难度。


技术研发人员：邓聚金 郭功清 龙厚炳 王帆 林敏 尹英概 龚斌
受保护的技术使用者：虔东稀土集团股份有限公司
技术研发日：2023.02.28
技术公布日：2023/7/14