CN103406507B - 一种非晶合金制带设备用组合喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及非晶合金制带设备用组合喷嘴，具体涉及一种喷缝可更换的组合式喷嘴；其包括可固定于非晶合金制带设备下端的喷嘴主体和喷缝；喷嘴主体四周为实体结构，内部具有上下贯通的空心结构；喷缝四周为实体结构，内部具有上下贯通的喷缝，喷缝的长度和宽度与所生产带材的宽度和厚度相适应；喷缝可从喷嘴主体的一侧插入凹槽内，喷缝位于空心结构的正下方；在受热膨胀后喷缝外壁与凹槽内壁形成封闭连接；本发明提供的非晶合金制带设备用组合喷嘴，具有降低浪费，节约成本、结构简单、使用方便和高温钢液流动合理有序，能够满足高品质非晶合金带材生产需要的有益效果。

Description

一种非晶合金制带设备用组合喷嘴

技术领域

本发明涉及非晶合金制带设备用组合喷嘴，具体涉及一种由喷嘴主体和喷缝本体组合而成的喷嘴。

背景技术

非晶合金材料具有优异的综合性能，如高性能、高强度、耐磨、耐蚀、高电阻率、高导磁、低损耗等。因其优异的性能，近年来得到迅速发展，特别是在高频大功率开关电源中的输出滤波电抗器、不间断电源中的主变压器上获得了广泛的应用。

非晶合金薄带的主要生产设备包括喷嘴包。喷嘴包下端连接有喷嘴。加工时，将氮化硼坯料经过铣削制成所需形状和尺寸的喷嘴。使用时，将喷嘴周围覆盖上耐火材料，并固定于喷嘴包下端。因此喷嘴包的下端出口与喷嘴连接。喷嘴分为上部和下部，上部和下部均为立方体形，上部立方体较下部立方体高度较小、宽度较大，但两个立方体的长度一致，且长度明显大于两立方体的宽度；喷嘴四周为实体结构，其内设置空心结构，空心结构上接喷嘴包的下端出口，并自上到下贯穿喷嘴，喷嘴空心结构的最下端为喷缝，喷缝设置为空心的立方体形，其长度、宽度和高度方向均与喷嘴上下部立方体的长度、宽度和高度方向一致。喷缝的高度较小，长度与所需喷制的非晶合金薄带的宽度相适应，宽度与所需喷制的非晶合金薄带的厚度相适应。

非晶合金薄带主要采用单辊快淬法生产，高温钢液依次经过喷嘴包主体、喷嘴包下端出口、喷嘴内部空心结构和喷缝浇注在高速旋转的冷却辊上，获得所需宽度和厚度的非晶合金薄带。喷带结束后，将喷嘴从喷嘴包上取下，冷却。在冷却的过程中，残留在喷缝内的高温钢液会冷却成合金残渣，并与喷嘴内壁连成一体。非晶合金薄带的宽度取决于喷嘴的喷缝长度，厚度主要取决于喷缝宽度，由于非晶合金薄带一般仅为18～35μm，所以喷缝的宽度不足1mm。因此喷缝采用合适的尺寸对喷制的非晶合金薄带的尺寸产生决定性的影响，而喷缝内壁是否整洁、光滑对薄带的表面性能及综合性能产生巨大的影响。如果喷缝内部残留有合金残渣，会出现分条的现象，导致不能生产出薄带。

现有技术中的喷嘴，在一次喷带完成后，由于喷缝尺寸较小，宽度更是不足1mm，其内部残存的合金残渣很难清理，导致喷嘴只能使用一次，造成浪费，增加了带材成本，提高了非晶薄带的价格，影响非晶合金材料的推广应用。

授权公告号为CN202683997U的中国专利《非晶合金制带设备用组合喷嘴》公布了一种便于清理残存的合金残渣的喷嘴。其由两个分体结构组合，在两个分体结构的结合处形成弧形嘴缝；进一步，其中一个分体结构具有平直端面，另一个分体结构具有弧形端面。使用时，将两个分体结构组合后的喷嘴整体周围覆盖上耐火材料并固定于喷嘴包下端，两个分体结构组合后在喷嘴整体内部形成空心结构。可以根据待喷制的薄带的尺寸，设计两分体结构结合端面的形状、尺寸，使两分体结构组合为一个整体后，其结合处形成的空心部分的尺寸和形状符合要求。这用组合喷嘴具有方便清理合金残渣的优点，并且其通过弧形端面和平直端面的结合，可以形成弧形的空心结构，能够满足高品质非晶合金带材的生产需要。

虽然上述专利通过设计成分体结构，避开了喷缝由于空间狭小不易清理的缺陷，但是由于合金残渣与喷嘴内壁结合为一体，常常需要经过高强度的刮削等操作才能除掉，所以清理工作会给喷嘴带了不同程度的损害，影响其内壁的光滑度，进而影响制得的薄带的表面性能和综合性能。因此这种分体结构的喷嘴实用性差，在实际使用中也只能使用一次，同样造成严重浪费。

同时由于喷嘴的形状和尺寸对非晶合金薄带的尺寸影响较大，尤其是喷缝的宽度不足1mm，所以对分体结构端面形状和尺寸的精度要求非常高，加大了制造难度，提高了制造成本；同时两个分体结构在使用时，必须将其结合端面的两侧进行严密的无缝组合后才能使用，对加工质量要求高，制造难度大；使用时对组合操作要求高，使用不方便；对使用后的保养也有很高的要求，保养成本高；由于分体结构对配合度要求高，所以一般只能成对使用，在其中一个分体结构出现破损不能使用后，另一个只能废弃，造成浪费。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的在于提供一种非晶合金制带设备用的使用方便、节约成本的组合喷嘴。

本发明提供的技术方案为：一种非晶合金制带设备用组合喷嘴，其包括可固定于非晶合金制带设备下端的喷嘴主体和喷缝本体；喷嘴主体四周为实体结构，内部具有上下贯通的空心结构；喷缝本体四周为实体结构，内部具有上下贯通的喷缝；喷嘴主体正对空心结构的下部设置沿其长度方向贯通的上大下小的凹槽，喷缝本体具有与凹槽相适应的外形，其外壁的各个尺寸比凹槽的内壁尺寸略小，喷缝本体可从喷嘴主体的一侧插入凹槽内，喷缝位于空心结构的正下方；在受热膨胀后喷缝本体外壁与凹槽内壁形成封闭连接。

优化的，喷嘴主体内部空心结构沿长度方向的两侧内壁为对称的凸弧流线形，喷缝为空心的立方体形。

优化的，喷缝本体的侧面截面成上宽下窄的梯形，其上下面宽度差为2～10mm。

优化的，喷嘴主体的材料采用BN、AlC、SiC或Si₃N₄，喷缝本体的材料采用BN。

使用时，首先将喷缝本体从喷嘴主体的侧面插入喷嘴主体的下部凹槽中构成组合喷嘴，将组合喷嘴周围覆盖上耐火材料，并固定于喷嘴包下端。然后对喷嘴下部进行预热，预热至1200℃，在受热膨胀后喷缝本体外壁与凹槽内壁形成封闭连接。因此喷嘴主体和喷嘴的四周构成整个组合喷嘴的实体结构；喷嘴包的下端出口与喷嘴主体的内部空心结构、喷缝本体内部的喷缝相通，构成高温钢液的通道。生产中高温钢液依次经过喷嘴包主体、喷嘴包下端出口、喷嘴主体内部空心结构和喷缝浇注在高速旋转的冷却辊上，获得所需宽度和厚度的非晶合金薄带。当一次喷带结束后，将组合喷嘴取下静置冷却至室温，组合喷嘴恢复为喷缝本体外壁尺寸比凹槽的内壁尺寸小的状态，此时即可将喷缝本体从喷嘴主体上取出，再重新插入新的喷缝本体以待使用。因此每次喷带后喷嘴主体可重复使用，只更换喷缝本体即可，提高了体积较大、使用材料较多的喷嘴主体的利用率，降低了成本，适合于高性能非晶薄带的喷制。

由上述可知，本发明提供的组合喷嘴，无论是喷嘴主体还是喷缝本体仅有实体结构和空心部分两部分组成，结构简单；喷缝本体和凹槽巧妙的采用上大下小的结构，并利用了材料的热膨胀性能，使喷缝本体插入喷嘴主体即可使用，预热后即可密闭连接，冷却后即可取出，方便组装和拆卸。

本发明的喷嘴主体内部空心结构沿长度方向的两侧内壁为对称的凸弧流线形，能够使高温钢液形成合理的流场，保证其合理有序的流经喷缝，满足了高品质非晶合金带材的生产需要。

喷嘴主体的材料采用BN、AlC、SiC或Si₃N₄，喷缝本体的材料采用BN，通过调节凹槽内壁和喷缝本体外壁的尺寸，使其与所选材料的热膨胀性能相适应，以使预热后凹槽内壁和喷缝本体外壁形成封闭连接。

综上所述，本发明提供的非晶合金制带设备用组合喷嘴，具有降低浪费，节约成本、结构简单、使用方便和高温钢液流动合理有序，能够满足高品质非晶合金带材生产需要的有益效果。

附图说明

图1为本发明的喷嘴主体的正面剖视图；

图2为本发明的喷嘴主体的俯视图；

图3为本发明的喷嘴主体的仰视图；

图4为本发明的喷嘴主体的侧视图；

图5为本发明的喷缝本体的正面剖视图；

图6为本发明的喷缝本体的俯视图；

图7为本发明的喷缝本体的侧面剖视图；

图8为本发明提供的喷嘴主体与喷缝本体构成的组合喷嘴的侧视图。

1、空心结构；2、喷缝；3、凹槽；4、凸弧流线形内壁；5、喷嘴主体；6、喷缝主体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式具体说明本发明。

本实施方式提供的技术方案为：一种非晶合金制带设备用组合喷嘴，其包括可固定于非晶合金制带设备下端的喷嘴主体和喷缝本体；喷嘴主体四周为实体结构，内部具有上下贯通的空心结构；喷缝本体四周为实体结构，内部具有上下贯通的喷缝；喷嘴主体正对空心结构的下部设置沿其长度方向贯通的上大下小的凹槽，喷缝本体具有与凹槽相适应的外形，其外壁的各个尺寸比凹槽的内壁尺寸略小，喷缝本体可从喷嘴主体的一侧插入凹槽内，喷缝位于空心结构的正下方；在受热膨胀后喷缝本体外壁与凹槽内壁形成封闭连接。

喷嘴主体内部空心结构沿长度方向的两侧内壁为对称的凸弧流线形，喷缝为空心的立方体形。

喷缝本体的侧面截面成上宽下窄的梯形，其上下面宽度差为2～10mm。

喷嘴主体的材料采用BN、AlC、SiC或Si₃N₄，喷缝本体的材料采用BN。通过调节凹槽内壁和喷缝本体外壁的尺寸，使其与所选材料的热膨胀性能相适应，以使预热后凹槽内壁和喷缝本体外壁形成封闭连接。

本实施方式提供一个具体的实施例，其喷嘴主体材料采用SiC，喷缝主体材料采用BN；喷缝本体侧面截面成上宽下窄的梯形，其高度为10mm，上表面宽度为10mm，下表面宽度为5mm；凹槽内壁尺寸比喷缝主体外壁各个尺寸大0.02mm。

使用时，首先将喷缝本体从喷嘴主体的侧面插入喷嘴主体的下部凹槽中构成组合喷嘴，将组合喷嘴周围覆盖上耐火材料，并固定于喷嘴包下端。然后对喷嘴下部进行预热，预热至1200℃，在受热膨胀后喷缝本体外壁与凹槽内壁形成封闭连接。因此喷嘴主体和喷嘴的四周构成整个组合喷嘴的实体结构；喷嘴包的下端出口与喷嘴主体的内部空心结构、喷缝本体内部的喷缝相通，构成高温钢液的通道。生产中高温钢液依次经过喷嘴包主体、喷嘴包下端出口、喷嘴主体内部空心结构和喷缝浇注在高速旋转的冷却辊上，获得所需宽度和厚度的非晶合金薄带。当一次喷带结束后，将组合喷嘴取下静置冷却至室温，组合喷嘴恢复为喷缝本体外壁尺寸比凹槽的内壁尺寸小的状态，此时即可将喷缝本体从喷嘴主体上取出，再重新插入新的喷缝本体以待使用。因此每次喷带后喷嘴主体可重复使用，只更换喷缝本体即可，由于喷缝本体尺寸较小，各个外壁的尺寸一般在毫米级，所以降低了浪费，提高了体积较大、使用材料较多的喷嘴主体的利用率，降低了成本，适合于高性能非晶薄带的喷制。

由上述可知，本发明提供的组合喷嘴，无论是喷嘴主体还是喷缝本体仅有实体结构和空心部分两部分组成，结构简单；喷缝本体和凹槽巧妙的采用上大下小的结构，并利用了材料的热膨胀性能，使喷缝本体插入喷嘴主体即可使用，预热后即可密闭连接，冷却后即可取出，方便组装和拆卸。

本发明的喷嘴主体内部空心结构沿长度方向的两侧内壁为对称的凸弧流线形，能够使高温钢液形成合理的流场，保证其合理有序的流经喷缝，满足了高品质非晶合金带材的生产需要。

综上所述，本发明提供的非晶合金制带设备用组合喷嘴，具有降低浪费，节约成本、结构简单、使用方便和高温钢液流动合理有序，能够满足高品质非晶合金带材生产需要的特点。

Claims (4)

1.一种非晶合金制带设备用组合喷嘴，其特征在于：其包括可固定于非晶合金制带设备下端的喷嘴主体和喷缝本体；喷嘴主体四周为实体结构，内部具有上下贯通的空心结构；喷缝本体四周为实体结构，内部具有上下贯通的喷缝；喷嘴主体正对空心结构的下部设置沿其长度方向贯通的上大下小的凹槽，喷缝本体具有与凹槽相适应的外形，其外壁的各个尺寸比凹槽的内壁尺寸略小，喷缝本体可从喷嘴主体的一侧插入凹槽内，喷缝位于空心结构的正下方；在受热膨胀后喷缝本体外壁与凹槽内壁形成封闭连接。

2.根据权利要求1所述的非晶合金制带设备用组合喷嘴，其特征在于：喷嘴主体内部空心结构沿长度方向的两侧内壁为对称的凸弧流线形，喷缝为空心的立方体形。

3.根据权利要求1所述的非晶合金制带设备用组合喷嘴，其特征在于：喷缝本体的侧面截面成上宽下窄的梯形，其上下面宽度差为2～10mm。

4.根据权利要求1～3所述的任何一种非晶合金制带设备用组合喷嘴，其特征在于：喷嘴主体的材料采用BN、AlC、SiC或Si₃N₄，喷缝本体的材料采用BN。