專利名稱：一種半固態(tài)鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種雙輥式薄帶坯連鑄機(jī)，尤其涉及一種半固態(tài)鑄軋雙輥式薄帶 坯連鑄機(jī)。
背景技術(shù)：
1977年美國(guó)金屬凝固學(xué)家M. C. Flemings，在國(guó)際金屬凝固與鑄造會(huì)議上，發(fā)表了 新凝固工藝與產(chǎn)品的報(bào)告，它是美國(guó)國(guó)防部1973年組織麻省理工學(xué)院等五個(gè)單位，研究四 年多的結(jié)果，此項(xiàng)技術(shù)將低溫金屬液進(jìn)行攪拌，獲得半固相漿液，然后進(jìn)行鑄造，所得鑄件 的鑄造柱晶完全被金屬液流熱沖擊熔斷而消失，這種半固態(tài)漿液形成與鑄造新工藝稱流變 鑄造(Rheocast)，目前應(yīng)用更為廣泛。我國(guó)在銅合金水平連鑄技術(shù)研發(fā)中，應(yīng)用上述原理，將傳統(tǒng)的引錠拉坯方式從拉 一停一拉一停改為拉一停推一停，減少拉程，增大拉坯頻率加大反推量因而強(qiáng)化了在連鑄 坯凝固前沿的攪拌作用。同樣取得上述流變鑄造的效果，鑄坯在凝固中，鑄造柱晶完全 消失，應(yīng)用M. C. Flemings金屬流變鑄造(Rhecasting)的原理改進(jìn)成為金屬半固態(tài)漿液 產(chǎn)業(yè)化裝置并與雙輥薄帶坯連鑄機(jī)配套，將難加工特種合金雙輥式薄帶坯連鑄機(jī)(專利 ZL200920277635. 0)進(jìn)一步改造為半固態(tài)雙輥式薄帶坯連鑄機(jī)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠充分發(fā)揮雙輥式薄帶坯連鑄技術(shù)的半固態(tài) 加工與高速凝固的特點(diǎn)，生產(chǎn)非晶態(tài)的金屬新材料極薄帶的固態(tài)鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄 機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種半固態(tài)鑄軋雙輥式薄帶 坯連鑄機(jī)，它包括溶池、中間包、結(jié)晶輥，在中間包的中央安有旋轉(zhuǎn)振蕩攪拌柱，在旋轉(zhuǎn)振蕩 攪拌柱的上放設(shè)置旋轉(zhuǎn)脈動(dòng)液壓振蕩器，在中間包的下方設(shè)置擠壓怖流芯桿和怖流管，兩 個(gè)結(jié)晶輥設(shè)置在怖流管的下方，在結(jié)晶輥的下方設(shè)置導(dǎo)坯裝置。導(dǎo)坯裝置由導(dǎo)坯輪、上高速鑄帶、下高速鑄帶組成。中間包的外殼外有低頻攪拌感 應(yīng)線圈。怖流管外四周有高頻加熱線圈。在導(dǎo)坯裝置的尾部依次設(shè)置雙輥式飛剪和保溫收 集槽。在溶池的上方安有密封蓋。在結(jié)晶輥的輥出坯口設(shè)立霧化水冷卻段。在怖流管的側(cè) 面設(shè)有液壓缸。本實(shí)用新型的工作原理將恒低溫、高純潔度鋼水注入攪拌冷卻中間包內(nèi)，中間 包中央安有旋轉(zhuǎn)振蕩攪拌柱，由上部旋轉(zhuǎn)脈動(dòng)液壓振蕩器上下振蕩，振動(dòng)行程，頻率、旋轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)速均可無級(jí)調(diào)節(jié)。包殼外有低頻攪拌感應(yīng)線圈，使鋼水上、下大循環(huán)攪動(dòng)。由于機(jī)械攪 拌與電磁攪拌綜合結(jié)果使包內(nèi)低溫鋼水形成半固態(tài)漿液，經(jīng)中間包下部怖流流入雙輥式 薄帶坯連鑄機(jī)的結(jié)晶輥組成的熔池內(nèi)，由于半固態(tài)漿液溫度低，流動(dòng)性差，怖流管外四周 有高頻加熱線圈，使沿怖流管壁面的半固態(tài)漿升溫熔化，并且依靠旋轉(zhuǎn)的擠壓怖流芯桿連 續(xù)不斷地?cái)D出半固態(tài)漿液。兩結(jié)晶輥高速旋轉(zhuǎn)對(duì)金屬半固態(tài)漿液進(jìn)行鑄軋，形成極薄帶(0. 2-0. 3mm)，帶速高達(dá)300-400M/min，鑄軋帶進(jìn)入導(dǎo)坯輪，與上高速鑄帶與下高速鑄帶組 成導(dǎo)坯裝置，將鑄帶高速弓I出，由雙輥式飛剪定尺切斷，落入保溫收集槽內(nèi)。不少具有特殊功能的金屬新材料，如高硅電工鋼、Invar合金、Inconel合金等表 面極易氧化，本發(fā)明機(jī)組全長(zhǎng)不過幾米，很容易從輥下帶出口至飛剪段全部密封，形成密封 室，室內(nèi)通入保護(hù)氣體(N+H2)。為防止半固態(tài)漿面氧化，熔池上方安有密封蓋，不少有特功 能的金屬新材料，如高硅電工鋼等，相變復(fù)雜，易高溫常化，晶粒長(zhǎng)大迅速等，所以在輥出坯 口設(shè)立霧化水冷卻段快速將薄帶高速冷卻。冷卻速度要達(dá)50-65°C /S，為調(diào)節(jié)怖流管的插 入深度，由液壓缸調(diào)節(jié)冷卻攪拌中間包的高度。本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)1、如何取得固相率(fs)為45-55%的金屬半固態(tài)漿液經(jīng)鋼包精煉爐，將高純潔 度，恒低溫鋼水兌入冷卻攪拌包內(nèi)的環(huán)形空間，使鋼水溫降速度大于20-30°C /min。為了獲得較強(qiáng)的攪拌速度與較高的晶梢剪切碎化率，設(shè)置了專門的旋轉(zhuǎn)振蕩柱與 低頻攪拌線圈，攪拌方式如圖中所示，這樣將機(jī)械攪拌與電磁攪拌結(jié)合起來，保證漿液中碎 晶固相率45-55%。2、如何連續(xù)供給雙輥薄帶坯連鑄機(jī)金屬半固態(tài)漿液半固態(tài)漿液溫度低流動(dòng)性 差，為了能通暢連續(xù)供漿液，將怖流內(nèi)孔直徑加粗，內(nèi)置上、下振動(dòng)，旋轉(zhuǎn)的擠壓怖流芯桿， 外置高頻感應(yīng)加熱線圈，將與怖流管內(nèi)壁接觸的金屬半固態(tài)漿液表面加熱，升溫至液相線， 使?jié){液流動(dòng)性增加，擠壓芯桿呈錐形，上、下振動(dòng)時(shí)，將漿液不斷地從怖流孔擠出。3、如何在雙輥鑄軋時(shí)，形成極薄帶采用小輥徑結(jié)晶輥，怖流管水口近兩輥的吻 合點(diǎn)，以縮短結(jié)晶輥對(duì)半固態(tài)漿液的冷凝長(zhǎng)度。只需保持必要的壓縮軋制比，直接生產(chǎn) 0. 2-0. 3mm厚極薄帶漿面，漿面高度80-120mm，工作時(shí)必須用油缸，準(zhǔn)確調(diào)整旋轉(zhuǎn)攪拌布流 管的埋入深度。由于出坯速度較高用傳統(tǒng)輥道出坯已不可能，必須改用高速鏈帶拖動(dòng)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型充分發(fā)揮雙輥式薄帶坯 連鑄技術(shù)的半固態(tài)加工與高速凝固的特點(diǎn)，生產(chǎn)非晶態(tài)的金屬新材料極薄帶。設(shè)計(jì)專門的 工業(yè)化生產(chǎn)的半固態(tài)漿液供應(yīng)系統(tǒng)，將半固態(tài)漿液注入雙輥薄帶連鑄機(jī)兩結(jié)晶輥的熔池內(nèi) 的深處(近兩輥吻合點(diǎn))，直接進(jìn)行半固態(tài)軋制，生產(chǎn)極薄(0.2-0. 3mm)的非晶態(tài)金屬新材 料。為我國(guó)金屬新材料(如高硅電工鋼等)帶材生產(chǎn)提供產(chǎn)業(yè)化新途徑。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖1對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述一種半固態(tài)鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄 機(jī)，它包括溶池14、中間包1、結(jié)晶輥8，在中間包1的中央安有旋轉(zhuǎn)振蕩攪拌柱2，在旋轉(zhuǎn)振 蕩攪拌柱2的上放設(shè)置旋轉(zhuǎn)脈動(dòng)液壓振蕩器3，在中間包1的下方設(shè)置擠壓怖流芯桿7和 怖流管5，兩個(gè)結(jié)晶輥8設(shè)置在怖流管5的下方，在結(jié)晶輥8的下方設(shè)置導(dǎo)坯裝置。導(dǎo)坯裝 置由導(dǎo)坯輪9、上高速鑄帶10、下高速鑄帶11組成。中間包1的外殼外有低頻攪拌感應(yīng)線 圈4。怖流管5外四周有高頻加熱線圈6。在導(dǎo)坯裝置的尾部依次設(shè)置雙輥式飛剪12和保溫收集槽13。在溶池14的上方安有密封蓋15。在結(jié)晶輥8的輥出坯口設(shè)立霧化水冷卻段 16。在怖流管5的側(cè)面設(shè)有液壓缸17。工作原理將恒低溫、高純潔度鋼水注入攪拌冷卻中間包1內(nèi)，中間包中央安有旋 轉(zhuǎn)振蕩攪拌柱2，由上部旋轉(zhuǎn)脈動(dòng)液壓振蕩器3上下振蕩，振動(dòng)行程，頻率、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速均可 無級(jí)調(diào)節(jié)。包殼外有低頻攪拌感應(yīng)線圈4，使鋼水上、下大循環(huán)攪動(dòng)。由于機(jī)械攪拌與電 磁攪拌綜合結(jié)果使包內(nèi)低溫鋼水形成半固態(tài)漿液，經(jīng)中間包下部怖流管5流入雙輥式薄帶 坯連鑄機(jī)的結(jié)晶輥8組成的熔池內(nèi)，由于半固態(tài)漿液溫度低，流動(dòng)性差，怖流管外四周有高 頻加熱線圈6，使沿怖流管壁面的半固態(tài)漿升溫熔化，并且依靠旋轉(zhuǎn)的擠壓怖流芯桿7連 續(xù)不斷地?cái)D出半固態(tài)漿液。兩結(jié)晶輥8高速旋轉(zhuǎn)對(duì)金屬半固態(tài)漿液進(jìn)行鑄軋，形成極薄帶 (0. 2-0. 3mm)，帶速高達(dá)300-400M/min，鑄軋帶進(jìn)入導(dǎo)坯輪9，與上高速鑄帶10與下高速鑄 帶11組成導(dǎo)坯裝置，將鑄帶高速引出，由雙輥式飛剪12定尺切斷，落入保溫收集槽13內(nèi)。不少具有特殊功能的金屬新材料，如高硅電工鋼、Invar合金、Inconel合金等表 面極易氧化，本發(fā)明機(jī)組全長(zhǎng)不過幾米，很容易從輥下帶出口至飛剪段全部密封，形成密封 室，室內(nèi)通入保護(hù)氣體(N+H2)。為防止半固態(tài)漿面氧化，熔池上方安有密封蓋15，不少有特 功能的金屬新材料，如高硅電工鋼等，相變復(fù)雜，易高溫?；?，晶粒長(zhǎng)大迅速等，所以在輥出 坯口設(shè)立霧化水冷卻段16快速將薄帶高速冷卻。冷卻速度要達(dá)50-65°C /S，為調(diào)節(jié)怖流管 的插入深度，由液壓缸17調(diào)節(jié)冷卻攪拌中間包的高度。
權(quán)利要求一種半固態(tài)鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機(jī)，它包括溶池、中間包、結(jié)晶輥，其特征在于在中間包(1)的中央安有旋轉(zhuǎn)振蕩攪拌柱(2)，在旋轉(zhuǎn)振蕩攪拌柱(2)的上放設(shè)置旋轉(zhuǎn)脈動(dòng)液壓振蕩器(3)，在中間包(1)的下方設(shè)置擠壓佈流芯桿(7)和佈流管(5)，兩個(gè)結(jié)晶輥(8)設(shè)置在佈流管(5)的下方，在結(jié)晶輥(8)的下方設(shè)置導(dǎo)坯裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固態(tài)鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機(jī)，其特征在于導(dǎo)坯裝置由 導(dǎo)坯輪(9)、上高速鑄帶(10)、下高速鑄帶(11)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固態(tài)鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機(jī)，其特征在于中間包(1) 的外殼外有低頻攪拌感應(yīng)線圈(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固態(tài)鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機(jī)，其特征在于佈流管(5) 外四周有高頻加熱線圈(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固態(tài)鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機(jī)，其特征在于在導(dǎo)坯裝置 的尾部依次設(shè)置雙輥式飛剪(12)和保溫收集槽(13)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固態(tài)鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機(jī)，其特征在于在溶池(14) 的上方安有密封蓋(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固態(tài)鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機(jī)，其特征在于在結(jié)晶輥(8) 的輥出坯口設(shè)立霧化水冷卻段(16)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固態(tài)鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機(jī)，其特征在于在佈流管(5) 的側(cè)面設(shè)有液壓缸(17)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種雙輥式薄帶坯連鑄機(jī)，尤其涉及一種半固態(tài)鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機(jī)。它包括溶池、中間包、結(jié)晶輥，在中間包的中央安有旋轉(zhuǎn)振蕩攪拌柱，在旋轉(zhuǎn)振蕩攪拌柱的上放設(shè)置旋轉(zhuǎn)脈動(dòng)液壓振蕩器，在中間包的下方設(shè)置擠壓布流芯桿和布流管，兩個(gè)結(jié)晶輥設(shè)置在布流管的下方，在結(jié)晶輥的下方設(shè)置導(dǎo)坯裝置。本實(shí)用新型充分發(fā)揮雙輥式薄帶坯連鑄技術(shù)的半固態(tài)加工與高速凝固的特點(diǎn)，生產(chǎn)非晶態(tài)的金屬新材料極薄帶。生產(chǎn)極薄(0.2-0.3mm)的非晶態(tài)金屬新材料。為我國(guó)金屬新材料(如高硅電工鋼等)帶材生產(chǎn)提供產(chǎn)業(yè)化新途徑。
文檔編號(hào)B22D11/06GK201669392SQ20102019434
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者張鳳泉, 王飛龍, 章仲禹 申請(qǐng)人:南昌市南方連鑄工程有限責(zé)任公司