CN108031807B - 带材的制造装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了带材的制造装置和方法，其将精炼合金液倒入中间包内，使得甩带辊高速旋转，然后打开中间包下方的合金液喷嘴上的闸口，合金液通过所述合金液喷嘴下端的合金液流出缝流出，并流向高速旋转的甩带辊上，合金液即会在甩带辊上形成超薄的带材；利用导引组件将带材引出，输出至带材卷绕收集设备上。本发明可以大大提高带材的制造效率及制造性能，通过精确控制中间包内合金液温度以及控制合金液喷头，可以保证合金在结晶后的性能，同时，辅助以保护气体，可以大大降低其在结晶过程中的被氧化，提高带材质量，对于带材采用导引组件导出，可以保证带材在收集过程中的性能，同时可以设置多个刷带辊，可以提高制备效率。

Description

带材的制造装置和方法
技术领域
本发明涉及带材的制造装置和方法，属于带材制备技术领域。
背景技术
目前，对于薄壁带材来说，可以采用单辊快淬法，该方法也叫熔体冷辊旋凝法、连铸薄带法。其是由比德尔(Bedell)发明的生产非晶态条带的方法，其原理是熔融金属喷射在高速旋转的冷却辊表面并在重力、润湿作用下铺展形成熔潭，熔潭与冷却辊接触的界面层被急冷而凝固，并随冷却辊一同旋转继续冷却形成金属薄带，金属薄带自身收缩和离心力作用下脱离辊轮轮缘面。这种方法可以生产薄壁型的带材，但是，这种方法目前装置一般比较简单，大多仅仅处于实验阶段，且往往由于缺少保护措施，带材在制备过程中容易氧化，由于较薄，氧化后性能会下降，导致带材性能不能满足要求，而且目前的制备方法效率较低。
本发明针对上述问题，发明了带材的制造装置和方法，可以大大提高带材的制造效率及制造性能。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：带材的制造装置，其特征在于，其包括保护罩壳、上盖、合金液喷头组件、中间包组件、保护气体供给组件、甩带辊和导引组件，其中，所述上盖设置在所述保护罩壳上端，所述中间包组件固定设置在所述上盖上，且所述中间包组件的下端伸入设置在所述保护罩壳内，所述中间包组件的下端设置有所述合金液喷头组件，所述合金液喷头组件下端设置有合金液流出缝，所述合金液流出缝的下端处设置有甩带辊，所述保护罩壳内位于所述甩带辊的上方设置有上隔罩，所述保护罩壳的下端设置有下盖板，所述下盖板上设置有保护气体供给组件，所述合金液流出缝流出的合金液经过所述甩带辊冷却后形成带材后通过所述导引组件导出。
进一步，作为优选，所述合金液流出缝的缝宽度为0.2-0.3mm，长度等于所需制造带材的长度。所述合金液喷头组件包括喷头本体、合金液喷嘴和下底板，所述喷头本体内设置有合金液流道，所述喷头本体的下端面设置有下底板，所述合金液流道的下端连接合金液喷嘴，所述合金液喷嘴固定在所述下底板上，所述合金液喷嘴的下端面设置有所述合金液流出缝。
进一步，作为优选，所述合金液流道包括两个分支，各个分支的最下端均设置有合金液喷嘴，所述喷头本体的下端中心位于两个分支之间设置有辅助腔，所述下底板上设置有外套管，所述外套管伸入所述辅助腔内，所述外套管内设置有内套管，所述外套管的内壁与内套管的外壁之间为热气体流出腔，所述内套管的中心孔为热气体流入腔，所述内套管的中心孔下端连接热气体的接头，通过热气体实现对合金液流道内的合金液进行辅助加热。
进一步，作为优选，所述中间包组件包括中间包、保温包和保温加热层，所述中间包的外端面设置有定位肩，所述中间包采用所述定位肩固定在所述上盖上，所述中间包的四周设置有所述保温加热层，所述中间包的下端连接所述保温包，所述保温包上设置有将中间包与合金液喷头组件连通的合金液主流道，所述中间包采用外部的钢构层和设置在钢构层内的碳化硅层。
进一步，作为优选，所述中间包的顶部固定设置有漏斗座，所述漏斗座上设置有合金液倒入漏斗，真空冶炼炉重融精炼后的合金液通过所述合金液倒入漏斗倒入所述中间包内。
进一步，作为优选，所述合金液喷头组件的合金液喷嘴上设置有控制合金液流下的控制闸口，所述合金液喷嘴采用氮化硼制成。
进一步，作为优选，所述保护气体供给组件包括保护气体发生器、保护气体进气管、出气口和下盖板，所述下盖板固定在所述保护罩壳的下端，所述下盖板的中间下端面固定设置有保护气体发生器，所述保护气体发生器的出气口通过保护气体进气管连接至保护罩壳内，所述下盖板的位于两侧设置有出气口，制造后的带材经过所述导引组件从所述出气口引出。
进一步，作为优选，所述导引组件包括辅助传输带和引出轮，所述辅助传输带采用驱动带轮驱动，所述引出轮可转动的设置在所述出气口处，制造后的带材经过所述辅助传输带和引出轮引出，所述辅助传输带采用耐高温材质制成。
进一步，作为优选，所述接头通过耐高温连接管连接至热气供给组件，所述热气供给组件包括保护气接头、均气孔、气腔、出气腔、加热头、锁紧盖、锁紧环、密封连接头和密封塞，其中，所述保护气接头与气体供给管连接，所述保护气接头内设置有多个均气孔，所述保护气接头通过所述锁紧盖、锁紧环、密封连接头和密封塞连接至所述连接管端部，所述连接管的端部内的气腔内设置有加热头，所述加热头的端部设置有将出气腔进行缩口的内锁部。
进一步，本发明还提供了一种带材的制造方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（1）合金液冶炼：真空冶炼炉将合金液重熔为精炼合金液；
（2）带材结晶：将精炼合金液倒入中间包内，并开启中间包的加热保温，打开保护气体供给组件，使得甩带辊高速旋转，然后打开中间包下方的合金液喷嘴上的闸口，合金液通过所述合金液喷嘴下端的合金液流出缝流出，并流向高速旋转的甩带辊上，合金液即会在甩带辊上形成超薄的带材；
（3）利用导引组件将带材引出，输出至带材卷绕收集设备上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明可以大大提高带材的制造效率及制造性能，其结构合理，通过精确控制中间包内合金液温度以及控制合金液喷头，可以保证合金在结晶后的性能，同时，辅助以保护气体，可以大大降低其在结晶过程中的被氧化，提高带材质量，此外，对于带材采用导引组件导出，可以保证带材在收集过程中的性能，同时可以设置多个刷带辊，可以提高制备效率。
附图说明
图1是本发明带材的制造装置的结构示意图；
图2是本发明带材的制造装置的合金液喷头组件的放大结构示意图；
图3是本发明带材的制造装置的保护气接头结构示意图；
其中，1、保护罩壳，2、上盖，3、保温包，4、中间包，5、合金液倒入漏斗，6、漏斗座，7、定位肩，8、保温加热层，9、合金液喷头组件，10、甩带辊，11、上隔罩，12、辅助传输带，13、保护气体发生器，14、保护气体进气管，15、出气口，16、下盖板，17、引出轮，18、合金液流道，19、合金液喷嘴，20、合金液流出缝，21、外套管，22、内套管，23、接头，24、连接管，25、保护气接头，26、均气孔，27、气腔，28、出气腔，29、加热头，30、锁紧盖，31、锁紧环，32、密封连接头，33、密封塞。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：带材的制造装置，其特征在于，其包括保护罩壳1、上盖2、合金液喷头组件9、中间包组件、保护气体供给组件、甩带辊10和导引组件，其中，所述上盖2设置在所述保护罩壳1上端，所述中间包组件固定设置在所述上盖2上，且所述中间包组件的下端伸入设置在所述保护罩壳1内，所述中间包组件的下端设置有所述合金液喷头组件9，所述合金液喷头组件9下端设置有合金液流出缝20，所述合金液流出缝20的下端处设置有甩带辊10，所述保护罩壳内位于所述甩带辊的上方设置有上隔罩11，所述保护罩壳的下端设置有下盖板16，所述下盖板16上设置有保护气体供给组件，所述合金液流出缝流出的合金液经过所述甩带辊冷却后形成带材后通过所述导引组件导出。
在本实施例中，所述合金液流出缝的缝宽度为0.2-0.3mm，长度等于所需制造带材的长度。
如图1-2，所述合金液喷头组件包括喷头本体、合金液喷嘴19和下底板，所述喷头本体内设置有合金液流道18，所述喷头本体的下端面设置有下底板，所述合金液流道的下端连接合金液喷嘴19，所述合金液喷嘴19固定在所述下底板上，所述合金液喷嘴的下端面设置有所述合金液流出缝20。
如图2，所述合金液流道包括两个分支，各个分支的最下端均设置有合金液喷嘴19，所述喷头本体的下端中心位于两个分支之间设置有辅助腔，所述下底板上设置有外套管21，所述外套管伸入所述辅助腔内，所述外套管内设置有内套管22，所述外套管21的内壁与内套管22的外壁之间为热气体流出腔，所述内套管的中心孔为热气体流入腔，所述内套管的中心孔下端连接热气体的接头23，通过热气体实现对合金液流道内的合金液进行辅助加热。
所述中间包组件包括中间包4、保温包3和保温加热层8，所述中间包4的外端面设置有定位肩7，所述中间包4采用所述定位肩7固定在所述上盖6上，所述中间包的四周设置有所述保温加热层，所述中间包4的下端连接所述保温包3，所述保温包3上设置有将中间包与合金液喷头组件连通的合金液主流道，所述中间包采用外部的钢构层和设置在钢构层内的碳化硅层。所述中间包的顶部固定设置有漏斗座6，所述漏斗座6上设置有合金液倒入漏斗5，真空冶炼炉重融精炼后的合金液通过所述合金液倒入漏斗倒入所述中间包内。
为了保证耐高温耐火性以及便于控制，所述合金液喷头组件的合金液喷嘴上设置有控制合金液流下的控制闸口，所述合金液喷嘴采用氮化硼制成。
所述保护气体供给组件包括保护气体发生器13、保护气体进气管14、出气口15和下盖板16，所述下盖板16固定在所述保护罩壳的下端，所述下盖板的中间下端面固定设置有保护气体发生器13，所述保护气体发生器13的出气口通过保护气体进气管连接至保护罩壳内，所述下盖板的位于两侧设置有出气口15，制造后的带材经过所述导引组件从所述出气口引出。
为了保证薄壁带材的连续性，防止其折断，所述导引组件包括辅助传输带12和引出轮17，所述辅助传输带采用驱动带轮驱动，所述引出轮可转动的设置在所述出气口处，制造后的带材经过所述辅助传输带和引出轮引出，所述辅助传输带采用耐高温材质制成。
如图3，为了保证精确的对合金液结晶前的温度进行控制，所述接头23通过耐高温连接管24连接至热气供给组件，所述热气供给组件包括保护气接头25、均气孔26、气腔27、出气腔28、加热头29、锁紧盖30、锁紧环31、密封连接头32和密封塞33，其中，所述保护气接头25与气体供给管连接，所述保护气接头25内设置有多个均气孔26，所述保护气接头25通过所述锁紧盖30、锁紧环31、密封连接头32和密封塞33连接至所述连接管端部，所述连接管的端部内的气腔内设置有加热头29，所述加热头29的端部设置有将出气腔进行缩口的内锁部。
此外，在本实施例中，本发明还提供了一种带材的制造方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（1）合金液冶炼：真空冶炼炉将合金液重熔为精炼合金液；
（2）带材结晶：将精炼合金液倒入中间包内，并开启中间包的加热保温，打开保护气体供给组件，使得甩带辊高速旋转，然后打开中间包下方的合金液喷嘴上的闸口，合金液通过所述合金液喷嘴下端的合金液流出缝流出，并流向高速旋转的甩带辊上，合金液即会在甩带辊上形成超薄的带材；
（3）利用导引组件将带材引出，输出至带材卷绕收集设备上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明可以大大提高带材的制造效率及制造性能，其结构合理，通过精确控制中间包内合金液温度以及控制合金液喷头，可以保证合金在结晶后的性能，同时，辅助以保护气体，可以大大降低其在结晶过程中的被氧化，提高带材质量，此外，对于带材采用导引组件导出，可以保证带材在收集过程中的性能，同时可以设置多个刷带辊，可以提高制备效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.带材的制造装置，其特征在于，其包括保护罩壳、上盖、合金液喷头组件、中间包组件、保护气体供给组件、甩带辊和导引组件，其中，所述上盖设置在所述保护罩壳上端，所述中间包组件固定设置在所述上盖上，且所述中间包组件的下端伸入设置在所述保护罩壳内，所述中间包组件的下端设置有所述合金液喷头组件，所述合金液喷头组件下端设置有合金液流出缝，所述合金液流出缝的下端处设置有甩带辊，所述保护罩壳内位于所述甩带辊的上方设置有上隔罩，所述保护罩壳的下端设置有下盖板，所述下盖板上设置有保护气体供给组件，所述合金液流出缝流出的合金液经过所述甩带辊冷却后形成带材后通过所述导引组件导出；
所述合金液流出缝的缝宽度为0.2-0.3mm，长度等于所需制造带材的长度，所述合金液喷头组件包括喷头本体、合金液喷嘴和下底板，所述喷头本体内设置有合金液流道，所述喷头本体的下端面设置有下底板，所述合金液流道的下端连接合金液喷嘴，所述合金液喷嘴固定在所述下底板上，所述合金液喷嘴的下端面设置有所述合金液流出缝；
所述合金液流道包括两个分支，各个分支的最下端均设置有合金液喷嘴，所述喷头本体的下端中心位于两个分支之间设置有辅助腔，所述下底板上设置有外套管，所述外套管伸入所述辅助腔内，所述外套管内设置有内套管，所述外套管的内壁与内套管的外壁之间为热气体流出腔，所述内套管的中心孔为热气体流入腔，所述内套管的中心孔下端连接热气体的接头，通过热气体实现对合金液流道内的合金液进行辅助加热。
2.根据权利要求1所述的一种带材的制造装置，其特征在于，所述中间包组件包括中间包、保温包和保温加热层，所述中间包的外端面设置有定位肩，所述中间包采用所述定位肩固定在所述上盖上，所述中间包的四周设置有所述保温加热层，所述中间包的下端连接所述保温包，所述保温包上设置有将中间包与合金液喷头组件连通的合金液主流道，所述中间包采用外部的钢构层和设置在钢构层内的碳化硅层。
3.根据权利要求2所述的一种带材的制造装置，其特征在于，所述中间包的顶部固定设置有漏斗座，所述漏斗座上设置有合金液倒入漏斗，真空冶炼炉重融精炼后的合金液通过所述合金液倒入漏斗倒入所述中间包内。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种带材的制造装置，其特征在于，所述合金液喷头组件的合金液喷嘴上设置有控制合金液流下的控制闸口，所述合金液喷嘴采用氮化硼制成。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种带材的制造装置，其特征在于，所述保护气体供给组件包括保护气体发生器、保护气体进气管、出气口和下盖板，所述下盖板固定在所述保护罩壳的下端，所述下盖板的中间下端面固定设置有保护气体发生器，所述保护气体发生器的出气口通过保护气体进气管连接至保护罩壳内，所述下盖板的位于两侧设置有出气口，制造后的带材经过所述导引组件从所述出气口引出。
6.根据权利要求5所述的一种带材的制造装置，其特征在于，所述导引组件包括辅助传输带和引出轮，所述辅助传输带采用驱动带轮驱动，所述引出轮可转动的设置在所述出气口处，制造后的带材经过所述辅助传输带和引出轮引出，所述辅助传输带采用耐高温材质制成。
7.根据权利要求1所述的一种带材的制造装置，其特征在于，所述接头通过耐高温连接管连接至热气供给组件，所述热气供给组件包括保护气接头、均气孔、气腔、出气腔、加热头、锁紧盖、锁紧环、密封连接头和密封塞，其中，所述保护气接头与气体供给管连接，所述保护气接头内设置有多个均气孔，所述保护气接头通过所述锁紧盖、锁紧环、密封连接头和密封塞连接至所述连接管端部，所述连接管的端部内的气腔内设置有加热头，所述加热头的端部设置有将出气腔进行缩口的内锁部。
8.一种带材的制造方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（1）合金液冶炼：真空冶炼炉将合金重熔为精炼合金液；
（2）带材结晶：将精炼合金液倒入中间包内，并开启中间包的加热保温，打开保护气体供给组件，使得甩带辊高速旋转，然后打开中间包下方的合金液喷嘴上的闸口，合金液通过所述合金液喷嘴下端的合金液流出缝流出，并流向高速旋转的甩带辊上，合金液即会在甩带辊上形成超薄的带材；
（3）利用导引组件将带材引出，输出至带材卷绕收集设备上；
该方法采用权利要求1-7任意一项所述的带材制造装置。
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