CN106001114A - 一种带夹层不锈钢复合板连续对称铸轧装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种带夹层不锈钢复合板连续对称铸轧装置及方法，其装置包括电解装置、左右对称布置的铸轧辊机组及辅助轧辊。铸轧辊机组包括第一铸轧辊和第二铸轧辊，其中第一铸轧辊构成双金属复合铸轧区，用来轧制不锈钢复合板，第二铸轧辊构成单金属铸轧区，用来轧制复合板中间镍夹层；其方法首先是设定第一、第二铸轧辊之间辊缝来调节不锈钢复合板厚度和中间镍夹层厚度，其次是调节第一、第二铸轧辊的转速，使各铸轧辊进入空转待机状态，然后通过带夹层不锈钢复合板连续对称铸轧装置，制备出成品的带夹层不锈钢复合板。本发明省去了对基材和复材待结合表面的洁净处理和预成形制备，可实现带夹层不锈钢复合板高品质、高效率、低能耗、连续化生产。

Description

一种带夹层不锈钢复合板连续对称铸轧装置及方法
技术领域
本发明属于金属层状复合材料塑性加工技术领域，尤其是涉及一种带夹层不锈钢复合板连续对称铸轧装置及方法。
技术背景
随着科学技术的发展，单一组元金属材料的机械性能已很难满足工作需求，开发研制兼具异种金属优良性能的双金属复合材料已成为新型材料生产的主攻方向。低合金钢/不锈钢复合板是将性能各异的两种金属通过一定的冶金结合而形成的一种层状金属复合材料，其不仅具有低合金钢基层材料的优良机械加工性能，又具有不锈钢复层材料的耐腐蚀性能。在复合板夹层间引入镍层，可阻碍碳的扩散，避免形成金属间化合物，提高复合板的耐腐蚀性能，已被广泛应用于建筑、石油化工、航空航天等各领域，取得了显著的经济和社会效益。
目前，不锈钢复合板的生产工艺总体上可分为固-固相复合、液-固相复合、液-液相复合三大类。传统的生产不锈钢复合板方法为固-固相复合，此类方法生产的不锈钢复合板界面结合性能较差，表面精度不高，不适用于连续化生产。液-固相复合法虽能够获得理想的界面结合质量，但复合板的规格受限制，且操作难度较大。液-液相复合法主要是将两种液相金属同时送入铸轧辊进行连续铸造的一种新型生产方法，与固-固相复合法、固-液相复合法相比，可省去对基材和复材的待结合表面处理和预成形制备，复合板界面强度高，可实现连续化生产，极具发展前景，但目前尚有很多重要的技术问题亟待解决。
发明内容
本发明旨在提供一种带夹层不锈钢复合板连续对称铸轧装置及方法，并通过引入镍夹层来抑制复合界面氧化物和金属间化合物的形成，以解决现有技术中存在的制备工艺复杂、生产周期长、成本高、复合质量差技术问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种带夹层不锈钢复合板连续对称铸轧装置，该装置包括：电解装置，对称布置的左、右铸轧辊机组，以及辅助轧辊，所述电解装置包括：装有低合金钢或镍或不锈钢金属溶液的电解熔炉，安装在电解熔炉端盖上可通入保护惰性气体的进气阀，安装在电解熔炉底部可使金属溶液保持常流态的电磁振荡器，与电解熔炉连通的引流管，安装在引流管上的引流阀，打开或关闭引流阀可控制金属溶液在引流管中的流动；所述左或右铸轧辊机组包括第一、第二铸轧辊，所述第一铸轧辊之间通过对称布置的一对电解装置构成双金属复合铸轧区，用来轧制低合金钢/不锈钢复合板，所述第二铸轧辊之间通过一个电解装置构成单金属铸轧区，用来轧制中间镍夹层，所述第一、第二铸轧辊中心线的中垂线相互重合，以使低合金钢/不锈钢待复合表面引入镍夹层；所述辅助轧辊包括导向辊、整形辊和卷筒，用来导向、整形、卷曲分离低合金钢/镍/不锈钢复合板。
所述第一、第二铸轧辊内部设有各自的冷却水通道，通过控制冷却水流量和强度，可使上述金属溶液凝固成待复合带坯，进而实现低合金钢/镍/不锈钢复合板的联合控温轧制。
所述装有低合金钢或镍或不锈钢金属溶液的电解熔炉经左铸轧辊机组轧制可制得低合金钢/镍/不锈钢复合板，经右铸轧辊机组轧制可制得不锈钢/镍/低合金钢复合板，轧后对两组不锈钢复合板进行对称布置，以使其对称整形从而减少弯曲变形。
所述左、右铸轧辊机组之间设有流槽，流槽内装有不锈钢复合板用隔离剂，用于整形后对对称组合的两组不锈钢复合板进行剥离。
所述低合金钢金属溶液为Q345R溶液，所述不锈钢金属溶液为316L溶液。
一种带夹层不锈钢复合板连续对称铸轧方法，包括以下步骤：
(1)根据带夹层不锈钢复合板成品规格厚度，设定第一铸轧辊之间辊缝来调节不锈钢复合板厚度，设定第二铸轧辊之间辊缝来调节中间夹层厚度；
(2)根据工艺要求，调节第一、第二铸轧辊的转速，使各铸轧辊进入空转待机状态；
(3)将Q345R、316L、镍溶液分别放入各电解熔炉内，并由各进气阀通入保护性惰性气体，打开各电磁振荡器，使各金属溶液保持长流态，打开各引流阀，使各金属溶液经各引流管流入左、右铸轧辊机组，控制第一铸轧辊冷却水通道内冷却水的流量和强度，使Q345R溶液和316L溶液凝固成待复合带坯，控制第二铸轧辊冷却水通道内冷却水流量和强度，使镍溶液凝固成镍箔夹层，共同进入第一铸轧辊进行固-固高温轧制复合成形；
(4)左铸轧辊机组轧制成形的带夹层不锈钢复合板经导向辊导向，输送途中在其上表面涂覆流槽内的隔离剂，与右铸轧辊机组轧制成形的带夹层不锈钢复合板进行对称布置，一起送入整形辊进行整形；
(5)由卷筒进行卷曲分离，制备出成品的带夹层不锈钢复合板。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、两组铸轧辊机组同时进行复合板轧制，采用四板组合式对称布置形式，并在中间层添加隔离剂，经整形辊整形后可有效减小复合板的弯曲程度，并能够方便快捷的对其进行剥离，制备成品的低合金钢/镍/不锈钢复合板，可实现不锈钢复合板高效、低能耗、连续化生产。
2、该生产工艺在保护气氛下进行，且复合带坯初轧温度可控，能够提高金属显微组织性能，改善复合界面结合强度，同时省去了传统工艺过程对不锈钢表面进行脱脂，碳钢表面进行酸洗和机械清洗，待复合表面涂镀镍的步骤，大大减轻工人的劳动强度，降低成本消耗。
附图说明
图1是本发明结构示意简图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施例。
参照图1，本发明实施例的一种带夹层不锈钢复合板连续对称铸轧装置包括6个电解装置，对称布置的左、右铸轧辊机组，以及辅助轧辊，每个电解装置包括电解熔炉2，安装在电解熔炉端盖上可通入保护惰性气体的进气阀1，安装在电解熔炉底部可使金属溶液保持常流态的电磁振荡器4，与电解熔炉连通的引流管16，安装在引流管上的引流阀17，打开或关闭引流阀可控制金属溶液在引流管中的流动；左或右铸轧辊机组包括第一铸轧辊6、第二铸轧辊14，第一铸轧辊之间通过对称布置的一对电解装置构成双金属复合铸轧区，其中，左铸轧辊机组的第一铸轧辊左侧的电解熔炉内装有Q345R溶液5，右侧的电解熔炉内装有316L溶液11，右铸轧辊机组的第一铸轧辊左侧的电解熔炉内装有316L溶液11，右侧的电解熔炉内装有Q345R溶液5，第二铸轧辊14之间通过一个电解装置构成单金属铸轧区，其电解熔炉2内装有镍溶液3，用来轧制中间镍夹层；经左铸轧辊机组轧制可制得Q345R/镍/316L复合板，经右铸轧辊机组轧制可制得316L/镍/Q345R复合板；在第一铸轧辊内部设有第一铸轧辊冷却水通道7，在第二铸轧辊内部设有第二铸轧辊冷却水通道15，通过控制冷却水流量和强度，可使上述金属溶液凝固成待复合带坯，进而实现Q345R/镍/316L或316L/镍/Q345R复合板的联合控温轧制。辅助轧辊包括导向辊8、整形辊9和卷筒10，用来导向、整形、卷曲分离两组带夹层不锈钢复合板。在左、右铸轧辊机组之间设有流槽13，流槽内装有不锈钢复合板用隔离剂12，用于整形后对对称组合的两组不锈钢复合板进行剥离。
本发明实施例的一种带夹层不锈钢复合板连续对称铸轧方法，包括以下步骤：
(1)根据带夹层不锈钢复合板成品规格厚度，设定第一铸轧辊6之间辊缝来调节不锈钢复合板厚度，设定第二铸轧辊14之间辊缝来调节中间夹层厚度；
(2)根据工艺要求，调节第一、第二铸轧辊的转速，使各铸轧辊进入空转待机状态；
(3)将Q345R溶液5、316L溶液11、镍溶液3分别放入各电解熔炉2内，并由各进气阀1通入保护性惰性气体，打开各电磁振荡器4，使各金属溶液保持长流态，打开各引流阀17，使各金属溶液经各引流管流入左、右铸轧辊机组，控制第一铸轧辊冷却水通道7内冷却水的流量和强度，使Q345R溶液和316L溶液凝固成待复合带坯，控制第二铸轧辊冷却水通道15内冷却水流量和强度，使镍溶液凝固成镍箔夹层，共同进入第一铸轧辊进行固-固高温轧制复合成形；
(4)左铸轧辊机组轧制成形的带夹层不锈钢复合板经导向辊8导向，输送途中在其上表面涂覆流槽13内的隔离剂12，与右铸轧辊机组轧制成形的带夹层不锈钢复合板进行对称布置，一起送入整形辊9进行整形；
(5)由卷筒10进行卷曲分离，制备出成品的带夹层不锈钢复合板。
本发明比传统复合板制备工艺方便快捷：首先热轧用不锈钢复合板坯料和镍夹层为熔融态金属溶液，可省去对基材和复材待结合表面的洁净处理和预成形制备；其次采用两组铸轧辊机组同时进行不锈钢复合板轧制，轧后采用四板组合式对称布置形式进行整形，整形后可大大减小复合板弯曲程度；再次不锈钢复层之间涂覆有隔离剂，轧制完成后能够方便快捷的对不锈钢复合板进行剥离，可制备出成品的低合金钢/镍/不锈钢复合板，既省时省力，又提高生产效率。
以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其设计构思等同的替换或改变，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带夹层不锈钢复合板连续对称铸轧装置，其特征在于，该装置包括：电解装置，对称布置的左、右铸轧辊机组，以及辅助轧辊，
所述电解装置包括：装有低合金钢或镍或不锈钢金属溶液的电解熔炉，安装在电解熔炉端盖上可通入保护惰性气体的进气阀，安装在电解熔炉底部可使金属溶液保持常流态的电磁振荡器，与电解熔炉连通的引流管，安装在引流管上的引流阀，打开或关闭引流阀可控制金属溶液在引流管中的流动；
所述左或右铸轧辊机组包括第一、第二铸轧辊，所述第一铸轧辊之间通过对称布置的一对电解装置构成双金属复合铸轧区，用来轧制低合金钢/不锈钢复合板，所述第二铸轧辊之间通过一个电解装置构成单金属铸轧区，用来轧制中间镍夹层，所述第一、第二铸轧辊中心线的中垂线相互重合，以使低合金钢/不锈钢待复合表面引入镍夹层；
所述辅助轧辊包括导向辊、整形辊和卷筒，用来导向、整形、卷曲分离低合金钢/镍/不锈钢复合板。
2.根据权利要求1所述的带夹层不锈钢复合板连续对称铸轧装置，其特征在于，所述第一、第二铸轧辊内部设有各自的冷却水通道，通过控制冷却水流量和强度，可使上述金属溶液凝固成待复合带坯，进而实现低合金钢/镍/不锈钢复合板的联合控温轧制。
3.根据权利要求1所述的带夹层不锈钢复合板连续对称铸轧装置，其特征在于，所述装有低合金钢或镍或不锈钢金属溶液的电解熔炉经左铸轧辊机组轧制可制得低合金钢/镍/不锈钢复合板，经右铸轧辊机组轧制可制得不锈钢/镍/低合金钢复合板，轧后对两组不锈钢复合板进行对称布置，以使其对称整形从而减少弯曲变形。
4.根据权利要求1所述的带夹层不锈钢复合板连续对称铸轧装置，其特征在于，所述左、右铸轧辊机组之间设有流槽，流槽内装有不锈钢复合板用隔离剂，用于整形后对对称组合的两组不锈钢复合板进行剥离。
5.根据权利要求1所述的带夹层不锈钢复合板连续对称铸轧装置，其特征在于，所述低合金钢金属溶液为Q345R溶液，所述不锈钢金属溶液为316L溶液。
6.一种带夹层不锈钢复合板连续对称铸轧方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据带夹层不锈钢复合板成品规格厚度，设定第一铸轧辊之间辊缝来调节不锈钢复合板厚度，设定第二铸轧辊之间辊缝来调节中间夹层厚度；
(2)根据工艺要求，调节第一、第二铸轧辊的转速，使各铸轧辊进入空转待机状态；
(3)将Q345R、316L、镍溶液分别放入各电解熔炉内，并由各进气阀通入保护性惰性气体，打开各电磁振荡器，使各金属溶液保持长流态，打开各引流阀，使各金属溶液经各引流管流入左、右铸轧辊机组，控制第一铸轧辊冷却水通道内冷却水的流量和强度，使Q345R溶液和316L溶液凝固成待复合带坯，控制第二铸轧辊冷却水通道内冷却水流量和强度，使镍溶液凝固成镍箔夹层，共同进入第一铸轧辊进行固-固高温轧制复合成形；
(4)左铸轧辊机组轧制成形的带夹层不锈钢复合板经导向辊导向，输送途中在其上表面涂覆流槽内的隔离剂，与右铸轧辊机组轧制成形的带夹层不锈钢复合板进行对称布置，一起送入整形辊进行整形；
(5)由卷筒进行卷曲分离，制备出成品的带夹层不锈钢复合板。
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