專利名稱：一種半固態鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種雙輥式薄帶坯連鑄機，尤其涉及一種半固態鑄軋雙輥式薄帶 坯連鑄機。
背景技術：
1977年美國金屬凝固學家M. C. Flemings，在國際金屬凝固與鑄造會議上，發表了 新凝固工藝與產品的報告，它是美國國防部1973年組織麻省理工學院等五個單位，研究四 年多的結果，此項技術將低溫金屬液進行攪拌，獲得半固相漿液，然后進行鑄造，所得鑄件 的鑄造柱晶完全被金屬液流熱沖擊熔斷而消失，這種半固態漿液形成與鑄造新工藝稱流變 鑄造(Rheocast)，目前應用更為廣泛。我國在銅合金水平連鑄技術研發中，應用上述原理，將傳統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，應用M. C. Flemings金屬流變鑄造(Rhecasting)的原理改進成為金屬半固態漿液 產業化裝置并與雙輥薄帶坯連鑄機配套，將難加工特種合金雙輥式薄帶坯連鑄機(專利 ZL200920277635. 0)進一步改造為半固態雙輥式薄帶坯連鑄機。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種能夠充分發揮雙輥式薄帶坯連鑄技術的半固態 加工與高速凝固的特點，生產非晶態的金屬新材料極薄帶的固態鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄 機。為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案一種半固態鑄軋雙輥式薄帶 坯連鑄機，它包括溶池、中間包、結晶輥，在中間包的中央安有旋轉振蕩攪拌柱，在旋轉振蕩 攪拌柱的上放設置旋轉脈動液壓振蕩器，在中間包的下方設置擠壓怖流芯桿和怖流管，兩 個結晶輥設置在怖流管的下方，在結晶輥的下方設置導坯裝置。導坯裝置由導坯輪、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 應線圈。怖流管外四周有高頻加熱線圈。在導坯裝置的尾部依次設置雙輥式飛剪和保溫收 集槽。在溶池的上方安有密封蓋。在結晶輥的輥出坯口設立霧化水冷卻段。在怖流管的側 面設有液壓缸。本實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，中間 包中央安有旋轉振蕩攪拌柱，由上部旋轉脈動液壓振蕩器上下振蕩，振動行程，頻率、旋轉 轉速均可無級調節。包殼外有低頻攪拌感應線圈，使鋼水上、下大循環攪動。由于機械攪 拌與電磁攪拌綜合結果使包內低溫鋼水形成半固態漿液，經中間包下部怖流流入雙輥式 薄帶坯連鑄機的結晶輥組成的熔池內，由于半固態漿液溫度低，流動性差，怖流管外四周 有高頻加熱線圈，使沿怖流管壁面的半固態漿升溫熔化，并且依靠旋轉的擠壓怖流芯桿連 續不斷地擠出半固態漿液。兩結晶輥高速旋轉對金屬半固態漿液進行鑄軋，形成極薄帶(0. 2-0. 3mm)，帶速高達300-400M/min，鑄軋帶進入導坯輪，與上高速鑄帶與下高速鑄帶組 成導坯裝置，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。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，本發明機組全長不過幾米，很容易從輥下帶出口至飛剪段全部密封，形成密封 室，室內通入保護氣體(N+H2)。為防止半固態漿面氧化，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，相變復雜，易高溫?；?，晶粒長大迅速等，所以在輥出坯 口設立霧化水冷卻段快速將薄帶高速冷卻。冷卻速度要達50-65°C /S，為調節怖流管的插 入深度，由液壓缸調節冷卻攪拌中間包的高度。本發明的關鍵技術1、如何取得固相率(fs)為45-55%的金屬半固態漿液經鋼包精煉爐，將高純潔 度，恒低溫鋼水兌入冷卻攪拌包內的環形空間，使鋼水溫降速度大于20-30°C /min。為了獲得較強的攪拌速度與較高的晶梢剪切碎化率，設置了專門的旋轉振蕩柱與 低頻攪拌線圈，攪拌方式如圖中所示，這樣將機械攪拌與電磁攪拌結合起來，保證漿液中碎 晶固相率45-55%。2、如何連續供給雙輥薄帶坯連鑄機金屬半固態漿液半固態漿液溫度低流動性 差，為了能通暢連續供漿液，將怖流內孔直徑加粗，內置上、下振動，旋轉的擠壓怖流芯桿， 外置高頻感應加熱線圈，將與怖流管內壁接觸的金屬半固態漿液表面加熱，升溫至液相線， 使漿液流動性增加，擠壓芯桿呈錐形，上、下振動時，將漿液不斷地從怖流孔擠出。3、如何在雙輥鑄軋時，形成極薄帶采用小輥徑結晶輥，怖流管水口近兩輥的吻 合點，以縮短結晶輥對半固態漿液的冷凝長度。只需保持必要的壓縮軋制比，直接生產 0. 2-0. 3mm厚極薄帶漿面，漿面高度80-120mm，工作時必須用油缸，準確調整旋轉攪拌布流 管的埋入深度。由于出坯速度較高用傳統輥道出坯已不可能，必須改用高速鏈帶拖動。本實用新型與現有技術相比有如下技術優點本實用新型充分發揮雙輥式薄帶坯 連鑄技術的半固態加工與高速凝固的特點，生產非晶態的金屬新材料極薄帶。設計專門的 工業化生產的半固態漿液供應系統，將半固態漿液注入雙輥薄帶連鑄機兩結晶輥的熔池內 的深處(近兩輥吻合點)，直接進行半固態軋制，生產極薄(0.2-0. 3mm)的非晶態金屬新材 料。為我國金屬新材料(如高硅電工鋼等)帶材生產提供產業化新途徑。

圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖1對本實用新型作進一步詳述一種半固態鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄 機，它包括溶池14、中間包1、結晶輥8，在中間包1的中央安有旋轉振蕩攪拌柱2，在旋轉振 蕩攪拌柱2的上放設置旋轉脈動液壓振蕩器3，在中間包1的下方設置擠壓怖流芯桿7和 怖流管5，兩個結晶輥8設置在怖流管5的下方，在結晶輥8的下方設置導坯裝置。導坯裝 置由導坯輪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線 圈4。怖流管5外四周有高頻加熱線圈6。在導坯裝置的尾部依次設置雙輥式飛剪12和保溫收集槽13。在溶池14的上方安有密封蓋15。在結晶輥8的輥出坯口設立霧化水冷卻段 16。在怖流管5的側面設有液壓缸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，中間包中央安有旋 轉振蕩攪拌柱2，由上部旋轉脈動液壓振蕩器3上下振蕩，振動行程，頻率、旋轉轉速均可 無級調節。包殼外有低頻攪拌感應線圈4，使鋼水上、下大循環攪動。由于機械攪拌與電 磁攪拌綜合結果使包內低溫鋼水形成半固態漿液，經中間包下部怖流管5流入雙輥式薄帶 坯連鑄機的結晶輥8組成的熔池內，由于半固態漿液溫度低，流動性差，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漿升溫熔化，并且依靠旋轉的擠壓怖流芯桿7連 續不斷地擠出半固態漿液。兩結晶輥8高速旋轉對金屬半固態漿液進行鑄軋，形成極薄帶 (0. 2-0. 3mm)，帶速高達300-400M/min，鑄軋帶進入導坯輪9，與上高速鑄帶10與下高速鑄 帶11組成導坯裝置，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。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，本發明機組全長不過幾米，很容易從輥下帶出口至飛剪段全部密封，形成密封 室，室內通入保護氣體(N+H2)。為防止半固態漿面氧化，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，相變復雜，易高溫常化，晶粒長大迅速等，所以在輥出 坯口設立霧化水冷卻段16快速將薄帶高速冷卻。冷卻速度要達50-65°C /S，為調節怖流管 的插入深度，由液壓缸17調節冷卻攪拌中間包的高度。
權利要求一種半固態鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機，它包括溶池、中間包、結晶輥，其特征在于在中間包(1)的中央安有旋轉振蕩攪拌柱(2)，在旋轉振蕩攪拌柱(2)的上放設置旋轉脈動液壓振蕩器(3)，在中間包(1)的下方設置擠壓佈流芯桿(7)和佈流管(5)，兩個結晶輥(8)設置在佈流管(5)的下方，在結晶輥(8)的下方設置導坯裝置。
2.根據權利要求1所述的半固態鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機，其特征在于導坯裝置由 導坯輪(9)、上高速鑄帶(10)、下高速鑄帶(11)組成。
3.根據權利要求1所述的半固態鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機，其特征在于中間包(1) 的外殼外有低頻攪拌感應線圈(4)。
4.根據權利要求1所述的半固態鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機，其特征在于佈流管(5) 外四周有高頻加熱線圈(6)。
5.根據權利要求1所述的半固態鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機，其特征在于在導坯裝置 的尾部依次設置雙輥式飛剪(12)和保溫收集槽(13)。
6.根據權利要求1所述的半固態鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機，其特征在于在溶池(14) 的上方安有密封蓋(15)。
7.根據權利要求1所述的半固態鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機，其特征在于在結晶輥(8) 的輥出坯口設立霧化水冷卻段(16)。
8.根據權利要求1所述的半固態鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機，其特征在于在佈流管(5) 的側面設有液壓缸(17)。
專利摘要本實用新型涉及一種雙輥式薄帶坯連鑄機，尤其涉及一種半固態鑄軋雙輥式薄帶坯連鑄機。它包括溶池、中間包、結晶輥，在中間包的中央安有旋轉振蕩攪拌柱，在旋轉振蕩攪拌柱的上放設置旋轉脈動液壓振蕩器，在中間包的下方設置擠壓布流芯桿和布流管，兩個結晶輥設置在布流管的下方，在結晶輥的下方設置導坯裝置。本實用新型充分發揮雙輥式薄帶坯連鑄技術的半固態加工與高速凝固的特點，生產非晶態的金屬新材料極薄帶。生產極薄(0.2-0.3mm)的非晶態金屬新材料。為我國金屬新材料(如高硅電工鋼等)帶材生產提供產業化新途徑。
文檔編號B22D11/06GK201669392SQ20102019434
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月18日 優先權日2010年5月18日
發明者張鳳泉, 王飛龍, 章仲禹 申請人:南昌市南方連鑄工程有限責任公司