液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶方法及其裝置，真空熔煉和熔煉坩堝傾倒時(shí)進(jìn)行氣體保護(hù)，避免此過程中合金溶液氧化；噴嘴包預(yù)熱時(shí)向并保溫室通入保護(hù)氣體，避免合金溶液流到保溫室被氧化；以及噴帶時(shí)對噴嘴兩側(cè)進(jìn)行氣封，避免了噴帶過程中形成的噴帶被氧化，確保了噴帶的質(zhì)量；通過插板閥將真空室（熔煉區(qū)）和保溫室（噴帶區(qū)）隔開，使熔煉和噴帶互不影響，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率；解決了高硅鋼等難加工合金在加工過程中易被氧化的技術(shù)難點(diǎn)。
【專利說明】液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶方法及其裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬及合金熔體甩帶技術(shù)，具體涉及一種液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高硅鋼等難加工的合金材料硬度高、脆性大，室溫延伸率接近于零，采用常規(guī)軋制方法制備的成材率僅有20?30%左右，導(dǎo)致其產(chǎn)業(yè)化困難。
[0003]單輥甩帶技術(shù)是利用超急冷技術(shù)將液態(tài)金屬通過高速旋轉(zhuǎn)的單輥冷卻輥，高速冷卻后直接形成厚度20 μ m?40 μ m的固體薄帶。其工藝過程是:使用一個(gè)銅合金或不銹鋼質(zhì)的水冷旋轉(zhuǎn)輥，將鋼水從輥面上部或側(cè)面緊貼著輥面流出，在輥面上被急冷而制成薄帶。單輥甩帶技術(shù)具有具有冷卻速率高、工藝路線短、帶材厚度薄等特點(diǎn)，解決了難加工合金(如高硅鋼)的難以軋制和成卷的生產(chǎn)難點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)難加工合金的產(chǎn)業(yè)化提供了條件，但在甩帶過程中難加工合金(如高硅鋼)又極易被氧化，使得噴帶質(zhì)量不合格，降低了生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是針對上述缺陷，提供一種能避免難加工合金(如高硅鋼)在加工過程中易被氧化的液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶方法，包括以下步驟:
[0006]I)關(guān)閉過渡段上的插板閥，使真空室和保溫室隔為兩個(gè)獨(dú)立腔體；原料母合金放置在真空室內(nèi)的熔煉坩堝中，原料母合金在真空狀態(tài)下熔煉；同時(shí)，石墨加熱器對保溫室內(nèi)的噴嘴包預(yù)熱；
[0007]2)真空熔煉完畢后，分別向真空室和保溫室內(nèi)通入保護(hù)氣體；
[0008]3)當(dāng)真空室與保溫室中氣體壓力平衡后，打開過渡段上的插板閥，使真空室和保溫室連通；結(jié)晶輥兩側(cè)的噴氣管道的噴口對準(zhǔn)噴嘴的兩側(cè)進(jìn)行噴保護(hù)氣體；同時(shí)，保溫室下降調(diào)節(jié)噴嘴與結(jié)晶輥之間的間隙至工作位置，結(jié)晶輥開始高速旋轉(zhuǎn)；
[0009]4)熔煉坩堝翻轉(zhuǎn)傾倒，使合金溶液經(jīng)過導(dǎo)流漏斗、插板閥、導(dǎo)流管流入噴嘴包中；合金溶液全部流入噴嘴包后，增加噴嘴包內(nèi)保護(hù)氣體的壓力，使加壓后的合金溶液經(jīng)噴嘴噴到高速旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥上，形成厚度為20?40 μ m的噴帶。
[0010]進(jìn)一步地，所述插板閥上設(shè)置有保護(hù)氣體進(jìn)出口，使得從保護(hù)氣體進(jìn)出口充入的保護(hù)氣體進(jìn)入保溫室內(nèi)。
[0011]進(jìn)一步地，所述真空室通入保護(hù)氣體的壓力為0.15?0.25MPa。
[0012]進(jìn)一步地，所述保溫室通入保護(hù)氣體的壓力為0.15?0.25MPa。
[0013]進(jìn)一步地，所述噴嘴包內(nèi)保護(hù)氣體增壓后的壓力< 0.4MPa。
[0014]進(jìn)一步地，所述噴氣管道向噴嘴兩側(cè)噴的保護(hù)氣體的壓力小于噴嘴包內(nèi)增壓后的壓力。[0015]進(jìn)一步地,所述保護(hù)氣體為気氣或氮?dú)狻?br> [0016]還提供一種為上述所述方法而設(shè)計(jì)的液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶裝置，包括帶有熔煉裝置的真空室、通過過渡段與所述真空室連通的保溫室、以及設(shè)置在所述保溫室下方的結(jié)晶輥裝置；所述保溫室內(nèi)設(shè)置有噴嘴包及設(shè)置在噴嘴包上方的導(dǎo)流管，所述噴嘴包的外周緣設(shè)置有石墨加熱器，所述噴嘴包的下端連接有噴嘴；所述真空室內(nèi)的導(dǎo)流漏斗末端與所述過渡段上部連通，所述導(dǎo)流管的上端與所述過渡段下部連通；還包括設(shè)置在所述過渡段中部的插板閥，所述插板閥在關(guān)閉狀態(tài)下將真空室和保溫室隔開；所述插板閥上設(shè)置有保護(hù)氣體進(jìn)出口，使得從保護(hù)氣體進(jìn)出口充入的保護(hù)氣體進(jìn)入保溫室內(nèi)；所述結(jié)晶輥裝置的結(jié)晶輥兩側(cè)分別設(shè)置有噴氣管道，所述噴氣管道的噴口對準(zhǔn)噴嘴兩側(cè)。
[0017]進(jìn)一步地，所述熔煉裝置包括固定在所述真空室內(nèi)的支架及設(shè)置在所述支架上的熔煉坩堝，所述導(dǎo)流漏斗設(shè)置在所述熔煉坩堝的下方
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:真空熔煉和熔煉坩堝傾倒時(shí)進(jìn)行氣體保護(hù)，避免此過程中合金溶液氧化；噴嘴包預(yù)熱時(shí)向并保溫室通入保護(hù)氣體，避免合金溶液流到保溫室被氧化；以及噴帶時(shí)對噴嘴兩側(cè)進(jìn)行氣封，避免了噴帶過程中形成的噴帶被氧化，確保了噴帶的質(zhì)量；通過插板閥將真空室(熔煉區(qū))和保溫室(噴帶區(qū))隔開，使熔煉和噴帶互不影響，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率；解決了高硅鋼等難加工合金在加工過程中易被氧化的技術(shù)難點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中各部件標(biāo)號如下:結(jié)晶輥裝置1(其中:結(jié)晶輥1.1)、保溫室2、石墨加熱器3、噴嘴包4 (其中:噴嘴4.1)、噴氣管道5 (其中:噴口 5.1)、導(dǎo)流管6、插板閥7、過渡段8、導(dǎo)流漏斗9、真空室10、熔煉裝置11 (其中:支架11.1、熔煉坩堝11.2)、測溫裝置12。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明的液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶裝置，包括真空室10、通過過渡段8與真空室10連通的保溫室2、設(shè)置在保溫室2下方的結(jié)晶輥裝置1、以及檢測真空室10溫度的測溫裝置12 ;真空室10內(nèi)設(shè)置有熔煉裝置11及導(dǎo)流漏斗9，熔煉裝置11包括固定在真空室10內(nèi)的支架11.1及設(shè)置在支架11上的熔煉坩堝11.2，導(dǎo)流漏斗9設(shè)置在熔煉坩堝11.2的下方，且導(dǎo)流漏斗9末端與過渡段8的上部連通；保溫室2內(nèi)設(shè)置有噴嘴包4及設(shè)置在噴嘴包4上方的導(dǎo)流管6，噴嘴包4的外周緣設(shè)置有石墨加熱器3，噴嘴包4的下端連接有噴嘴4.1，導(dǎo)流管6的上端與過渡段8的下部連通；同時(shí)，過渡段8的中部設(shè)置有插板閥7，插板閥關(guān)閉時(shí)，將真空室10與保溫室2隔成兩個(gè)獨(dú)立的腔體；插板閥7打開時(shí)，真空室10和保溫室2連通。
[0023]在插板閥7上設(shè)置有保護(hù)氣體進(jìn)出口，使得從保護(hù)氣體進(jìn)出口充入的保護(hù)氣體進(jìn)入保溫室2內(nèi)，避免流入到保溫室2內(nèi)的合金溶液被氧化；另外，結(jié)晶輥裝置I的結(jié)晶輥1.1兩側(cè)分別設(shè)置有噴氣管道5，噴氣管道5的噴口 5.1對準(zhǔn)噴嘴4.1兩側(cè)，避免了噴帶過程中噴帶被氧化。
[0024]上述液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶裝置的工作流程包括以下步驟:[0025]I)關(guān)閉過渡段8上的插板閥7，使真空室10和保溫室2隔為兩個(gè)獨(dú)立腔體；原料母合金放置在真空室10內(nèi)的熔煉坩堝11.2中，原料母合金在真空狀態(tài)下熔煉；同時(shí)，石墨加熱器3對保溫室2內(nèi)的噴嘴包4預(yù)熱；
[0026]2)真空熔煉完畢后，通過不同的管道分別向真空室10和保溫室2內(nèi)通入保護(hù)氣體，向真空室10內(nèi)通入保護(hù)氣體的壓力為0.15?0.25MPa，優(yōu)選為0.2MPa，另一支路的保護(hù)氣體從插板閥7上的保護(hù)氣體進(jìn)出口充入到保溫室2內(nèi)，充入到保溫室2內(nèi)的保護(hù)氣體的壓力為0.15?0.25MPa，優(yōu)選為0.2MPa ；
[0027]3)當(dāng)真空室10與保溫室2中氣體壓力平衡后，打開過渡段8上的插板閥7，使真空室10和保溫室2連通；結(jié)晶輥1.1兩側(cè)的噴氣管道5的噴口 5.1對準(zhǔn)噴嘴4.1的兩側(cè)進(jìn)行噴保護(hù)氣體，噴嘴4.1兩側(cè)的保護(hù)氣體的壓力小要于噴嘴包4內(nèi)增壓后的壓力；同時(shí)，保溫室2下降調(diào)節(jié)噴嘴4.1與結(jié)晶輥1.1之間的間隙至工作位置，結(jié)晶輥1.1開始高速旋轉(zhuǎn)；
[0028]4)熔煉坩堝11.2翻轉(zhuǎn)傾倒，使合金溶液經(jīng)過導(dǎo)流漏斗9、插板閥7、導(dǎo)流管6流入噴嘴包4中；合金溶液全部流入噴嘴包4后，增加噴嘴包4內(nèi)保護(hù)氣體的壓力(其保護(hù)氣體的壓力< 0.4MPa)，使加壓后的合金溶液經(jīng)噴嘴4.1噴到高速旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥1.1上，形成厚度為20?40 μ m的噴帶。
[0029]本實(shí)施例中的保護(hù)氣體一般都為氮?dú)饣驓鍤狻妿С跗?，結(jié)晶輥1.1表面受熱膨脹，其膨脹量反饋到控制系統(tǒng)，保溫室微量垂直抬升，重新調(diào)整結(jié)晶輥1.1和噴嘴4.1間距。加壓噴帶過程中逐步提高氣體壓力以抵消鋼液液位下降的影響，直至穩(wěn)定噴帶結(jié)束。噴帶過程中，拋磨裝置在線對結(jié)晶輥進(jìn)行車削與拋磨，噴帶完畢后，在線卷取或使用卷繞機(jī)收集冷卻后的帶材。
[0030]因此，真空熔煉和熔煉坩堝傾倒時(shí)進(jìn)行氣體保護(hù)，避免此過程中合金溶液氧化；噴嘴包4預(yù)熱時(shí)向并保溫室2通入保護(hù)氣體，避免合金溶液流到保溫室2被氧化；以及噴帶時(shí)對噴嘴4.1兩側(cè)進(jìn)行氣封，避免了噴帶過程中形成的噴帶被氧化，確保了噴帶的質(zhì)量；通過插板閥7將真空室10 (熔煉區(qū))和保溫室2 (噴帶區(qū))隔開，使熔煉和噴帶互不影響，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率；解決了高硅鋼等難加工合金在加工過程中易被氧化的技術(shù)難點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: 1)關(guān)閉過渡段(8)上的插板閥(7)，使真空室(10)和保溫室(2)隔為兩個(gè)獨(dú)立腔體；原料母合金放置在真空室(10)內(nèi)的熔煉坩堝(11.2)中，原料母合金在真空狀態(tài)下熔煉；同時(shí)，石墨加熱器(3 )對保溫室(2 )內(nèi)的噴嘴包(4)預(yù)熱； 2)真空熔煉完畢后，分別向真空室(10)和保溫室(2)內(nèi)通入保護(hù)氣體； 3)當(dāng)真空室(10)與保溫室(2)中氣體壓力平衡后，打開過渡段(8)上的插板閥(7)，使真空室(10)和保溫室(2)連通；結(jié)晶輥(1.1)兩側(cè)的噴氣管道(5)的噴口(5.1)對準(zhǔn)噴嘴(4.1)的兩側(cè)進(jìn)行噴保護(hù)氣體；同時(shí)，保溫室(2)下降調(diào)節(jié)噴嘴(4.1)與結(jié)晶輥(1.1)之間的間隙至工作位置，結(jié)晶輥(1.0開始高速旋轉(zhuǎn)； 4 )熔煉坩堝(11.2)翻轉(zhuǎn)傾倒，使合金溶液經(jīng)過導(dǎo)流漏斗(9 )、插板閥(7 )、導(dǎo)流管(6 )流入噴嘴包(4)中；合金溶液全部流入噴嘴包(4)后，增加噴嘴包(4)內(nèi)保護(hù)氣體的壓力，使加壓后的合金溶液經(jīng)噴嘴(4.1)噴到高速旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥(1.1)上，形成厚度為20?40μπι的噴帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶方法，其特征在于:所述插板閥(7)上設(shè)置有保護(hù)氣體進(jìn)出口，使得從保護(hù)氣體進(jìn)出口充入的保護(hù)氣體進(jìn)入保溫室(2)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶方法，其特征在于:所述真空室(10)通入保護(hù)氣體的壓力為0.15?0.25MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶方法，其特征在于:所述保溫室(2)通入保護(hù)氣體的壓力為0.15?0.25MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶方法，其特征在于:所述噴嘴包(4)內(nèi)保護(hù)氣體增壓后的壓力< 0.4MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶方法，其特征在于:所述噴氣管道(5)向噴嘴(4.1)兩側(cè)噴的保護(hù)氣體的壓力小于噴嘴包(4)內(nèi)增壓后的壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶方法，其特征在于:所述保護(hù)氣體為IS氣或氮?dú)狻?br> 8.一種為實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法而設(shè)計(jì)的液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶裝置，包括帶有熔煉裝置(11)的真空室(10)、通過過渡段(8)與所述真空室(10)連通的保溫室(2)、以及設(shè)置在所述保溫室(2)下方的結(jié)晶輥裝置(I);所述保溫室(2)內(nèi)設(shè)置有噴嘴包(4)及設(shè)置在噴嘴包(4)上方的導(dǎo)流管(6)，所述噴嘴包(4)的外周緣設(shè)置有石墨加熱器(3)，所述噴嘴包(4)的下端連接有噴嘴(4.1);所述真空室(10)內(nèi)的導(dǎo)流漏斗(9)末端與所述過渡段(8)上部連通，所述導(dǎo)流管(6)的上端與所述過渡段(8)下部連通；其特征在于: 還包括設(shè)置在所述過渡段(8)中部的插板閥(7)，所述插板閥(7)在關(guān)閉狀態(tài)下將真空室(10)和保溫室(2)隔開；所述插板閥(7)上設(shè)置有保護(hù)氣體進(jìn)出口，使得從保護(hù)氣體進(jìn)出口充入的保護(hù)氣體進(jìn)入保溫室(2)內(nèi)；所述結(jié)晶輥裝置(I)的結(jié)晶輥(1.1)兩側(cè)分別設(shè)置有噴氣管道(5)，所述噴氣管道(5)的噴口(5.1)對準(zhǔn)噴嘴(4.1)兩側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液態(tài)合金真空熔煉單輥甩帶裝置，其特征在于:所述熔煉裝置(11)包括固定在所述真空室(10)內(nèi)的支架(11.1)及設(shè)置在所述支架(11.1)上的熔煉坩堝(11.2 )，所述導(dǎo)流漏斗(9 )設(shè)置在所述熔煉坩堝(11.2 )的下方。
【文檔編號】C22C33/04GK103658573SQ201310660137
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】曾春, 張鳳泉, 駱忠漢, 陳守東 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司