一种LT1050涂层线水冷辊结构优化设计 1概述

作者；郑晓敏

LT1050涂层线用来生产亲水铝箔，铝箔经过清洗、干燥、涂层、烘干、冷却、涂层、烘干、冷却最后卷取为成品，实现铝箔双面涂层。在此工艺流程中，冷却由自然冷却和强制冷却共同完成。自然冷却是指烘干后的铝箔与空气接触，实现自然冷却；而强制冷却由风冷和水冷完成。图1为L 1050涂层线局部冷却工艺流程图，入口处铝箔温度很高，经过风箱、自然冷却、水冷辊后，出口铝箔温度达到涂层的要求值。在整个冷却过程中，自然冷却受环境因素影响大，不易控制；风冷受风量限制，风量大，冷却效果好，但容易引起铝箔运动不平稳，影响铝箔涂层质量，因此水冷辊起到关键冷却作用。

2  LT1050涂层线水冷辊存在的问题

LT1050涂层线水冷辊的辊径为φ322 mm．辊面长度φ1 050 mm，结构如图2所示。水冷辊由支承轴1、外辊筒定位板2、内辊筒定位板3、螺旋隔板4、内辊筒5和外辊筒6组成。其工作原理为：连续冷却水由外入口A进入支承轴1，再由内入口C进入内、外辊筒之间的封闭区域，冷却水由内出口D进入支承轴1再由外出口B排出，冷却水的连续供应以及旋转的螺旋隔板有效促使冷却水沿辊筒长度方向均匀填充在封闭区域，冷却水的循环可以吸收外辊筒表面的热量，进而降低铝箔温度，以满足涂层需要。

  该水冷辊在使用过程中存在一些问题，主要是冷却效果不好，在铝箔进入涂层前温度过高，影响涂层质量。经现场技术分析，其主要原因是：①冷却水供应入口流量小，入口与出口孔径大小一致，内、外辊筒之间封闭区域空间大，冷却水始终在封闭区域的下方，不能有效填满该封闭区域；②水冷辊转速较低，螺旋隔板并不能将冷却水均匀分布在辊筒长度方向，内、外辊筒封闭区域始终存留“高温”水，无法排出。

3  改进后的水冷辊

  针对原水冷辊存在的问题，拟定解决方案如下：提高冷却水的流量，改变入口和出口孔径，缩小内、外辊筒封闭空间，提高水冷辊旋转速度。然而冷却水的流量受客观条件限制，不易改变。在机组线速度不变的情况下，要提高水冷辊转速，只能减小水冷辊的直径，而水冷辊直径受包角和工艺限制，不能改变。因此只有优化水冷辊的结构，缩小内外辊筒封闭区域空间，改变入口和出口孔径，以解决存在问题。

经过优化设计，改进后的水冷辊结构如图3所示。该水冷辊由支承轴1、外辊筒定位板2、内辊筒定位板3、堵头4、内辊筒5和外辊筒6组成。其工作原理为：连续冷却水由外人口A进入支承轴1，再由内入口C进入内、外辊筒之间的封闭区域，因入口直径大于出口直径，冷却水能有效填满内、外辊筒之间的封闭区域，然后冷却水由内出口D进入支承轴1再由外出口B排出，实现冷却水的循环冷却。改进后的水冷辊，入口A处孔径大于出口B处孔径，取消螺旋形隔板，有效减小了内、外辊筒之间封闭空间，保证冷却水填满封闭空间，且“高温”水不会残留，提高了水冷辊的冷却性能。

4结论

改进后的水冷辊不仅解决了原水冷辊存在的问题，而且制造方便。优化后的水冷辊已投入使用，在现场调试过程中，冷却效果良好，有效降低了铝箔表面温度，为保证涂层质量奠定了良好的基础，提高了机组的整体性能，深受用户好评。

5摘要：分析LT1050涂层线冷却工艺，针对现有水冷辊冷却效果差、影响铝箔涂层质量的问题，优化水冷辊结构，增大冷却水入口直径，减小内、外辊筒之间的封闭空间，使冷却水有效填满内外辊筒之间的封闭空间，且不残留“高温”水，提高了水冷辊的冷却性能。