專利名稱：鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于鎂合金板帶鑄軋設備技術領域，尤其涉及一種鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置。
背景技術：
當前世界范圍的鎂合金消費量呈不斷增長的趨勢，我國是鎂資源大國，但是鎂合金的加工生產(chǎn)水平落后，成本過高，嚴重制約了其應用市場的拓展。因此，開發(fā)適用于鎂合金的低成本短流程技術，是擴大鎂合金應用不可或缺的關鍵技術。雙輥連續(xù)流變鑄軋技術將半固態(tài)加工技術與雙輥連續(xù)鑄軋技術相結合，兼具了這兩種先進技術的優(yōu)點，是一種全方位高效、節(jié)能、短流程、近終形的加工技術。近十年來，該技術在國際上引起了極大重視，全面實現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化的關鍵技術是目前冶金及材料領域的一項前沿課題，其重要的現(xiàn)實意義在于可以擴大半固態(tài)加工技術的應用范圍，擴大雙輥連續(xù)鑄軋的應用范圍。該技術不僅可以顯著提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源和降低生產(chǎn)成本，在改善鑄軋板坯質(zhì)量方面亦具有很大潛力。然而，國內(nèi)現(xiàn)有的鎂合金雙輥連續(xù)流變鑄軋技術仍然處于實驗室研究階段，進展緩慢，雙輥鑄軋機及其周邊裝備均借鑒于鋁合金鑄軋。由于鎂合金與鋁合金在熱物理化學性能方面有著非常大的差異，因此鎂合金雙輥鑄軋機及其周邊裝備的研究開發(fā)成為鎂合金流變鑄軋關鍵技術研究的迫切要求。鎂合金流變鑄軋的周邊裝備主要是前箱及供料裝置， 前箱主要用于存儲制備的鎂合金半固態(tài)漿料，供料裝置的主要作用是向雙輥鑄軋機提供連續(xù)穩(wěn)定的漿料。由于鎂合金的特殊的熱物理性質(zhì)，因此必須針對性地根據(jù)鎂合金漿料制備設備的結構特點開發(fā)新型的適合鎂合金流變鑄軋的前箱及供料裝置。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，所述前箱及供料裝置能夠方便地與鎂合金半固態(tài)漿料制備設備對接，能夠?qū)⒅苽涞逆V合金半固態(tài)漿料存儲并連續(xù)穩(wěn)定地輸送到鑄軋機進行鑄軋成形。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下設計方案—種鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，包括帶有進料口及出料口的前箱及后續(xù)連接的供料嘴；其特征在于前箱內(nèi)置有保溫坩堝，該保溫坩堝分割成一上位保溫室及一下位保溫室，上位保溫室的位置高于下位保溫室，上位保溫室的底部開口并經(jīng)由一坩堝導流管與下位保溫室聯(lián)通；且一進料管經(jīng)進料口通于上位保溫室中，保護氣管經(jīng)保護氣入口通于下位保溫室中；下位保溫室的尾端開設出料口，該前箱的出料口經(jīng)導流管與供料嘴內(nèi)腔聯(lián)通；供料嘴出料口近尾端處固定有三個分流塊；在前箱頂部保溫蓋中央安裝有一鎂合金液面高度穩(wěn)定器。所述鎂合金液面高度穩(wěn)定器包括一固定在中心支點上的杠桿，杠桿兩側支臂的下端分別連接一塞頭及一浮漂，并分別伸入到保溫坩堝的上位保溫室及下位保溫室中；所述的塞頭位于坩堝導流管的上端口的上方，在杠桿的作用下可實現(xiàn)對坩堝導流管上端口的啟閉；所述的浮漂浮于下位保溫室的鎂合金半固態(tài)漿料液面上。所述的杠桿采用普通耐熱鋼材質(zhì)制作，塞頭和浮漂材質(zhì)均采用碳化硅(SiC)復合材料制作。所述的三個分流塊呈等腰三角形分布，其中一個在前，位于軸中心線上，其余兩個在后與軸中心線呈對稱設置。所述的三個分流塊橢圓形為佳。所述的前箱的四面周圍及底圍有保溫材料層，頂部有保溫蓋；所述的導流管與供料嘴的圍側均圍有保溫材料層。在所述保溫材料層的內(nèi)側還可有加熱電纜。在前箱頂部保溫蓋的一側還可安裝有保護氣管。所述保溫坩堝、供料嘴和導流管之間通過法蘭相互連接。所述保溫坩堝、供料嘴和導流管材質(zhì)均采用ICrllMoV耐熱鋼制作。在供料嘴出料口處設有三個橢圓形的分流塊。本實用新型的優(yōu)點是1、裝置結構簡單緊湊，重量輕，操作方便可靠，便于拆卸修理；2、采用了保溫及加熱措施，使半固態(tài)金屬漿料在存儲及連續(xù)輸送過程中散熱量極少，較容易地控制了半固態(tài)漿料的固相分數(shù)，從而保證了連續(xù)鑄軋出質(zhì)量較高的鑄軋板坯；3、設計合理，鎂合金液面高度穩(wěn)定器的介入，使得易于實現(xiàn)鎂合金半固態(tài)漿料存儲與連續(xù)穩(wěn)定的輸送，具有較強的實用性；4、本實用新型裝置可將鎂合金半固態(tài)漿料制備設備和常規(guī)雙輥連續(xù)鑄軋機有效連接起來，實現(xiàn)了鎂合金半固態(tài)漿料制備、存儲、穩(wěn)定輸送以及鑄軋成形的一體化過程，其是一種先進的鎂合金連續(xù)流變鑄軋的中間裝置。

圖1為本實用新型鎂合金流變鑄軋供料系統(tǒng)裝置結構示意圖(主剖視)。圖2為本鎂合金流變鑄軋供料系統(tǒng)裝置結構示意圖(俯視)。圖3為鎂合金液面高度穩(wěn)定器結構示意圖。圖4為供料嘴結構示意圖(俯視)。
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明具體實施方式
參閱圖1、圖2所示，本實用新型鎂合金連續(xù)流變鑄軋供料系統(tǒng)裝置主要包括前箱及后續(xù)連接的供料嘴；前箱帶有進料口及出料口，該出料口經(jīng)導流管與供料嘴內(nèi)腔聯(lián)通。所述的前箱內(nèi)置有保溫坩堝2，保溫坩堝的作用是存儲鎂合金半固態(tài)漿料，為鑄軋機提供穩(wěn)定的漿料。該保溫坩堝分割成一上位保溫室21及一下位保溫室22，上位保溫室21 的位置高于下位保溫室22，上位保溫室21的底部開口并經(jīng)由一坩堝導流管23與下位保溫室22聯(lián)通。且一進料管5經(jīng)進料口通于上位保溫室21中，保護氣管7經(jīng)保護氣入口通于下位保溫室22中。下位保溫室22的尾端開設出料口，該出料口經(jīng)導流管8與供料嘴9內(nèi)腔聯(lián)通。供料嘴9出料口附近固定有三個橢圓形分流塊，分別為91、92、93，在前箱頂部保溫蓋1中央安裝有一鎂合金液面高度穩(wěn)定器6。所述的前箱的四面周圍及底圍有保溫材料層，頂部有保溫蓋1，該保溫蓋由外殼和填充的輕質(zhì)硅酸鋁棉組成，外殼使用2mm厚的耐熱不銹鋼板制作，頂部設計有鎂合金漿料進料口和保護氣體入口，進料管5經(jīng)該進料口通于上位保溫室21中，保護氣管7從該保護氣體入口插入到前箱內(nèi)的下位保溫室22中，上位保溫室和下位保溫室頂部互通，保護氣可以同時對兩個保溫室內(nèi)的鎂合金半固態(tài)漿料進行保護。本實施例中的鎂合金液面高度穩(wěn)定器6的作用是通過杠桿原理來調(diào)節(jié)前箱內(nèi)部半固態(tài)漿料液面的高度，進而保證漿料連續(xù)穩(wěn)定地通過供料嘴，從而為鑄軋機提供持續(xù)穩(wěn)定的漿料來源，參見圖3，它主要由塞頭61、固定在中心支點上的杠桿62、浮漂63組成，杠桿62兩側支臂的下端分別連接塞頭61及浮漂 63，并分別伸入到保溫坩堝的上位保溫室21及下位保溫室22中；所述的塞頭61位于坩堝導流管23的上端口的上方，在杠桿的作用下可實現(xiàn)對坩堝導流管23上端口的啟閉；所述的浮漂63浮于下位保溫室22的鎂合金半固態(tài)漿料液面上。所述的塞頭61和浮漂63由于直接與鎂合金漿料接觸，因此應選用不與鎂合金反應的輕質(zhì)碳化硅(SiC)復合材料，杠桿62 的材質(zhì)可選用普通耐熱鋼。如圖4所示，本實用新型鎂合金連續(xù)流變鑄軋供料系統(tǒng)裝置的供料嘴內(nèi)腔的入料口 口徑小于出料口口徑，且在供料嘴9的出料口附近有三個分流塊，各分流塊呈橢圓形為佳，其余形狀亦可。分流塊92和93呈對稱分布，分流塊91在供料嘴軸中心線附近，且與分流塊92和93之間夾角為60° (三者呈等腰三角形分布)。供料嘴由于與后工序的鑄軋輥直接接觸，因此形狀、尺寸直接決定成形的鑄軋板的質(zhì)量，在鑄軋實驗或者生產(chǎn)中起著至關重要的作用。通過供料嘴可鑄軋的鎂合金板帶寬度范圍100 150mm。所述供料嘴、導流管以及保溫坩堝之間都是通過法蘭相互連接，不僅能有效阻止鎂合金漿料輸送過程發(fā)生泄漏，而且能防止鑄軋過程中鑄軋輥將其咬入，發(fā)生事故。保溫坩堝、導流管及供料嘴材料均采用ICrllMoV耐熱鋼，并且在其外圍裝有加熱電纜3和硅酸鋁棉保溫材料層4，保證漿料在存儲及穩(wěn)定輸送過程中保持恒定的溫度，從而使其連續(xù)鑄軋出質(zhì)量較高的鑄軋板坯。在鎂合金連續(xù)流變鑄軋過程中，本實用新型鎂合金連續(xù)流變鑄軋供料系統(tǒng)裝置能將制備的半固態(tài)漿料有效存儲起來并且保持漿料溫度恒定，然后通過調(diào)節(jié)鎂合金液面高度穩(wěn)定器來控制存儲的漿料液面高度，從而保證漿料連續(xù)穩(wěn)定地通過導流管從供料嘴流出， 進入鑄軋輥鑄軋成形。在鎂合金漿料的存儲以及連續(xù)輸送過程中都經(jīng)保護氣管通入氬氣保護，防止鎂合金漿料氧化燃燒。本實用新型將鎂合金半固態(tài)漿料制備設備和常規(guī)雙輥連續(xù)鑄軋機有效連接起來，實現(xiàn)了鎂合金半固態(tài)漿料制備、存儲、穩(wěn)定輸送以及鑄軋成形的一體化過程，其是一種先進的鎂合金連續(xù)流變鑄軋的中間裝置。在實驗過程中，使用鎂合金漿料制備設備進行半固態(tài)漿料制備，然后將制備好的漿料經(jīng)過進料口輸送到本實用新型的前箱，前箱內(nèi)的液面高度由鎂合金液面高度穩(wěn)定器控制，液面高度穩(wěn)定器通過杠桿原理來保證前箱內(nèi)存儲的鎂合金漿料連續(xù)穩(wěn)定地進入供料嘴，漿料進入供料嘴后受到分流塊的分流，最后通過鑄軋輥鑄軋出寬120mm的鑄軋板帶。在鎂合金半固態(tài)漿料存儲及穩(wěn)定輸送過程中，從本實用新型保溫蓋上保護氣體入口通入氬氣對漿料進行保護，防止?jié){料氧化和燃燒。半固態(tài)漿料的存儲及輸送溫度取決于制備的半固態(tài)漿料溫度，如對于AZ91D鎂合金，根據(jù)半固態(tài)設備的特點，漿料制備時合理的剪切溫度為590 605°C，因此漿料的存儲及輸送溫度也為590 605°C。 上述各實施例可在不脫離本實用新型的范圍下加以若干變化，故以上的說明所包含及附圖中所示的結構應視為例示性，而非用以限制本實用新型申請專利的保護范圍。
權利要求1.一種鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，包括帶有進料口及出料口的前箱及后續(xù)連接的供料嘴；其特征在于前箱內(nèi)置有保溫坩堝，該保溫坩堝分割成一上位保溫室及一下位保溫室，上位保溫室的位置高于下位保溫室，上位保溫室的底部開口并經(jīng)由一坩堝導流管與下位保溫室聯(lián)通；且一進料管經(jīng)進料口通于上位保溫室中，保護氣管經(jīng)保護氣入口通于下位保溫室中；下位保溫室的尾端開設出料口，該前箱的出料口經(jīng)導流管與供料嘴內(nèi)腔聯(lián)通；供料嘴出料口近尾端處固定有三個分流塊；在前箱頂部保溫蓋中央安裝有一鎂合金液面高度穩(wěn)定器。
2.根據(jù)權利要求1所述的鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，其特征在于所述鎂合金液面高度穩(wěn)定器包括一固定在中心支點上的杠桿，杠桿兩側支臂的下端分別連接一塞頭及一浮漂，并分別伸入到保溫坩堝的上位保溫室及下位保溫室中；所述的塞頭位于坩堝導流管的上端口的上方，在杠桿的作用下可實現(xiàn)對坩堝導流管上端口的啟閉；所述的浮漂浮于下位保溫室的鎂合金半固態(tài)漿料液面上。
3.根據(jù)權利要求2所述的鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，其特征在于所述的杠桿采用普通耐熱鋼材質(zhì)制作，塞頭和浮漂材質(zhì)均采用碳化硅復合材料制作。
4.根據(jù)權利要求1所述的鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，其特征在于所述的三個分流塊呈等腰三角形分布，其中一個在前，位于軸中心線上，其余兩個在后與軸中心線呈對稱設置。
5.根據(jù)權利要求1所述的鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，其特征在于所述的三個分流塊為橢圓形。
6.根據(jù)權利要求1所述的鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，其特征在于所述保溫坩堝、供料嘴和導流管之間通過法蘭相互連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，其特征在于所述保溫坩堝、供料嘴和導流管材質(zhì)均采用ICrllMoV耐熱鋼制作。
專利摘要本實用新型公開了一種鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，包括帶有進料口及出料口的前箱及后續(xù)連接的供料嘴；其特征在于前箱內(nèi)置有保溫坩堝，該保溫坩堝分割成一上位保溫室及一下位保溫室，上位保溫室的位置高于下位保溫室，上位保溫室的底部開口并經(jīng)由一坩堝導流管與下位保溫室聯(lián)通；且一進料管經(jīng)進料口通于上位保溫室中，保護氣管經(jīng)保護氣入口通于下位保溫室中；下位保溫室的尾端開設出料口，該出料口經(jīng)導流管與供料嘴內(nèi)腔聯(lián)通；供料嘴出料口附近固定有三個分流塊；在前箱頂部保溫蓋中央安裝有一鎂合金液面高度穩(wěn)定器。其能夠方便地與鎂合金半固態(tài)漿料制備設備對接，將制備的鎂合金半固態(tài)漿料存儲并連續(xù)穩(wěn)定地輸送到鑄軋機進行鑄軋成形。
文檔編號B21B1/46GK202037175SQ20102065009
公開日2011年11月16日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權日2010年12月3日
發(fā)明者劉國鈞, 張志峰, 徐駿, 楊柳青 申請人:北京有色金屬研究總院