CN109158560B - 复合板材的双辊连铸生产系统及生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种复合板材的双辊连铸生产系统及生产方法，所述生产系统包括金属带卷、喂带机、传送辊道、双辊连铸机、第一容器和第二容器，其中，所述金属带卷开卷并经过所述喂带机矫直后得到所述金属带材；所述第一容器通过所述第一浸入式水口与所述结晶器连通；所述第二容器通过所述第二浸入式水口与所述结晶器连通；在所述结晶器内，所述第一金属液体和所述第二金属液体通过冷却辊吸热冷却并与所述金属带材结合形成所述复合板材。本发明以一种或两种金属液体和一种金属带材作为原料，利用金属液体和金属带材之间的传热、元素/原子扩散、结晶凝固生产出的金属复合板材，复合层的结合强度可达200～400Mpa，具有成本低，简易有效等优点。

Description

复合板材的双辊连铸生产系统及生产方法
技术领域
本发明属于冶金连铸技术领域，涉及一种连铸生产设备及生产方法，特别涉及一种复合板材的双辊连铸生产系统及生产方法。
背景技术
随着材料工业的发展及材料科学的进步，将不同特性的物质材料结合在一起，形成的复合材料不仅具有新的性能同时还具备各单层材料的综合性能，能有效地发挥其组成材料的各自优点，同时能节能降耗、降低成本。复合材料，尤其是金属复合材料，可以在满足用户需要的前提下，最好地实现经济效益和社会效益。例如制造家用刀具的三层复合钢板、犁铧用的复合钢板和装甲复合钢板等。
目前对于金属复合板材的制备技术主要采用轧制复合、爆炸复合、喷射沉积等方法制备，以轧制金属复合板材为例，生产复合板的基本工艺可分为表面预处理—冷轧或热轧复合—热处理三个阶段，国外先进国家也都采用这一工艺。表面预处理通常采用先蚀洗，再用钢丝刷刷光，目的是清除表面氧化膜、油污及脏污等，获得洁净表面。热处理或扩散退火是为了增强结合面原子的扩散，使复合结点长大，增加实际复合面积，提高结合强度，以满足继续加工或使用的性能要求。由于面临着复合材料表面预清理等诸多限制环节，爆炸复合、喷射沉积等方法也都存在工序复杂、加工周期长、复合层结合强度低、生产成本高等诸多问题。
为此，亟需一种低成本、简易有效的复合板材的连铸生产系统及方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合板材的双辊连铸生产系统及生产方法。该生产系统及生产方法利用一种或两种金属液体以及金属带材作为原料，利用金属液体和金属带材之间的热传递、元素/原子扩散、结晶凝固生产出金属复合板，成本低，生产简易有效。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种复合板材的双辊连铸生产系统，所述复合板材由第一金属液体、第二金属液体和金属带材复合而成，其特征在于，所述生产系统包括金属带卷、喂带机、传送辊道、双辊连铸机、第一容器和第二容器，其中，所述双辊连铸机的两个冷却辊之间的辊缝形成结晶器，所述金属带卷开卷并经过所述喂带机矫直后得到所述金属带材；所述传送辊道设置在所述喂带机后方，用于将来自所述喂带机的所述金属带材以规定速度传送至所述双辊连铸机；所述第一容器用于盛装所述第一金属液体，所述第一容器的底部设置有第一浸入式水口，所述第一容器通过所述第一浸入式水口与所述结晶器连通；所述第二容器用于盛装所述第二金属液体，所述第二容器的底部设置有第二浸入式水口，所述第二容器通过所述第二浸入式水口与所述结晶器连通；所述第一浸入式水口和所述第二浸入式水口分别位于所述金属带材的两侧；在所述结晶器内，所述第一金属液体和所述第二金属液体在所述金属带材的两侧表面分别发生热传递并发生界面原子迁移，所述第一金属液体和所述第二金属液体通过冷却辊吸热冷却并与所述金属带材结合形成所述复合板材。
进一步地，在上述生产系统中，所述生产系统还包括有两块侧封板，其中一块所述侧封板与两个所述冷却辊的前侧接触，另一块所述侧封板与两个所述冷却辊的后侧接触，所述双辊连铸机的两个冷却辊和两块所述侧封板合围而成所述结晶器。
进一步地，在上述生产系统中，所述生产系统还包括第三容器和第四容器，所述第三容器用于盛装所述第一金属液体，所述第三容器的底部与所述第一容器连通，所述第三容器能够为所述第一容器补充所述第一金属液体，所述第三容器的容积大于所述第一容器的容积；所述第四容器用于盛装所述第二金属液体，所述第四容器的底部与所述第二容器连通，所述第四容器能够为所述第二容器补充所述第二金属液体，所述第四容器的容积大于所述第二容器的容积；所述第一金属液体和所述第二金属液体均为过热金属液体。
进一步地，在上述生产系统中，所述第一浸入式水口上设置有第一塞板，所述第一塞板能够控制所述第一金属液体由所述第一容器流入到所述结晶器内的流量；所述第二浸入式水口上设置有第二塞板，所述第二塞板能够控制所述第二金属液体由所述第二容器流入到所述结晶器内的流量。
进一步地，在上述生产系统中，还包括限位装置，所述限位装置设置在所述传送辊道和所述双辊连铸机之间，所述限位装置能够控制所述金属带材的在所述结晶器中的位置。
进一步地，在上述生产系统中，所述金属带材传送至所述双辊连铸机的速度与所述复合板材由所述结晶器的下方被拉出的速度相同。
进一步地，在上述生产系统中，所述第一浸入式水口和所述第二浸入式水口为镁碳质耐火材料水口；所述冷却辊为铍青铜铸辊，所述辊缝的宽度为所述复合板材的厚度，所述辊缝的宽度可调节范围为1～10mm，两个所述冷却辊的直径均为500～800mm，两个所述冷却辊的宽度均为200～1200mm。
进一步地，在上述生产系统中，所述第一金属液体和所述第二金属液体的化学成分相同或不同；优选地，所述金属带材的材质为均质或具有层状结构或具有化学梯度。
进一步地，在上述生产系统中，在所述复合板材的靠近所述第一浸入式水口的一侧为第一金属层，所述第一金属层由所述第一金属液体凝固而成；在所述复合板材的靠近所述第二浸入式水口的一侧为第二金属层，所述第二金属层由所述第二金属液体凝固而成；所述复合板材的中部为所述金属带材；在所述第一金属层和所述金属带材之间具有第一过渡金属层；在所述第二金属层和所述金属带材之间具有第二过渡金属层。
另一方面，本发明提供了一种利用上述生产系统生产复合板材的方法，包括如下步骤：
1)根据复合板材的厚度调整组成双辊连铸机内两个冷却辊之间的辊缝宽度到设计大小，金属带材的宽度与双辊连铸机的冷却辊长度相等；
2)金属带卷通过喂带机矫直后得到金属带材并经传送辊道以及限位装置传送至双辊连铸机内的两个冷却辊之间的辊缝中，将第一金属液体和第二金属液体置于第三容器和第四容器内；
3)利用传送辊道控制金属带材以10～90m/min的速度传送入双辊连铸机，利用限位装置控制金属带材在辊缝中的位置，利用第一塞板控制第一金属液体以0.005～0.45m3/min的速度流入双辊连铸机，利用第二塞板控制第二金属液体以0.005～0.45m3/min的速度流入双辊连铸机，所述双辊连铸机的两个冷却辊的转速相同且在3.98～57.3转/分钟范围内，两个所述冷却辊的旋转方向相反；
4)在双辊连铸机内，第一金属液体和第二金属液体在金属带材的两侧表面分别发生再结晶凝固并与金属带材结合形成复合板材，并由双辊连铸机下方的辊缝拉出。
分析可知，本发明公开一种复合板材的双辊连铸生产系统及生产方法以一种或两种金属液体和一种金属带材作为原料，利用金属液体和金属带材之间的传热、元素/原子扩散、结晶凝固生产出的金属复合板材，复合层(第一过渡金属层和第二过渡金属层)的结合强度可达200～400Mpa，具有成本低，简易有效等优点。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1本发明一实施例的结构示意图。
附图标记说明：1复合板材；2第一金属液体；3第二金属液体；4金属带材；5金属带卷；6喂带机；7传送辊道；8双辊连铸机(结晶器)；9第一容器；10第二容器；11第一浸入式水口；12第二浸入式水口；13冷却辊；14侧封板；15第三容器；16第四容器；17限位装置；18第一金属层；19第二金属层；20第一过渡金属层；21第二过渡金属层。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1所示，根据本发明的实施例，提供了一种复合板材的双辊连铸生产系统，由该系统生产的复合板材1由第一金属液体2、第二金属液体3和金属带材4复合而成，该生产系统包括金属带卷5、喂带机6、传送辊道7、双辊连铸机8、第一容器9和第二容器10，其中，双辊连铸机8的两个冷却辊13之间的辊缝形成结晶器8，金属带卷5开卷并经过喂带机6矫直后得到金属带材4，传送辊道7设置在喂带机6后方，用于将来自喂带机6的金属带材4以规定速度传送至双辊连铸机8。
连铸，即连续铸钢，是不断地将精炼后的钢水(金属液体)加入到双辊连铸机8中，并凝固成型后从双辊连铸机8下方拉出的钢水成型技术。如果能够在连铸过程中生产出梯度钢铁材料，则可以节约资源并且降低成本。双辊连铸是利用辊子的快速传热使位于辊缝中间的金属液体凝固的技术，是一种高效快速生产复合板材(金属薄带)的工艺方法。
第一容器9和第二容器10均为冶金行业领域通用装置，如钢水包、坩埚等，第一金属液体2和第二金属液体3均为过热金属液体，第一容器9用于盛装第一金属液体2，第一容器9的底部设置有第一浸入式水口11(浸入式水口是连续铸钢设备中安装在盛装金属液体容器的底部并插入双辊连铸机8钢液面以下的浇注用耐火套管)，第一容器9通过第一浸入式水口11与结晶器8连通。第二容器10用于盛装第二金属液体3，第二容器10的底部设置有第二浸入式水口12，第二容器10通过第二浸入式水口12与结晶器8连通。第一浸入式水口11和第二浸入式水口12分别位于金属带材4的两侧。
过热的第一金属液体2和第二金属液体3流入结晶器8内并与穿过两个冷却辊13之间的辊缝的金属带材4相接触并与金属带材发生热传递，同时由于第一金属液体2和第二金属液体3的温度足够高，能够将金属带材4的表面熔融，或者在金属带材4表面凝固，在高温条件下第一金属液体2和第二金属液体3与金属带材4的界面间的元素/原子发生扩散迁移进而在界面处形成过渡金属层(或者称为梯度金属层)。为了加快第一金属液体2和第二金属液体3的凝固速度，通过冷却双辊连铸机内持续旋转的两个冷却辊13带走第一金属液体2和第二金属液体3凝固过程中释放的热量，使第一金属液体2和第二金属液体3在金属带材4的两侧表面发生再结晶凝固并与金属带材4结合形成复合板材1，复合板材1由双辊连铸机8底部被拉出。
生产系统还包括有两块侧封板14，其中一块侧封板14与两个冷却辊13的前侧接触，另一块侧封板14与两个冷却辊13的后侧接触，双辊连铸机8的两个冷却辊13和两块侧封板14合围而成所述结晶器8，侧封板14与所述冷却辊13压靠在一起，用于防止第一金属液体2和第二金属液体3从侧封板14与冷却辊13之间的缝隙流出。。冷却辊13具有水冷结构，通过流入和流出的水等介质吸收冷却辊13的热量，降低冷却辊13的表面温度进而降低与冷却辊13接触的第一金属液体2和第二金属液体3的温度，冷却辊13转动时，冷却辊13表面积不断接触第一金属液体2和第二金属液体3并带走热量。冷却辊13每端各有侧封板14，侧封板14与冷却辊13压靠在一起，保证第一金属液体2和第二金属液体3不从两者缝隙流出。侧封板14的材质可为耐磨的耐火材料，也可以为具有一定冷却结构的耐火材料。其中，为了使复合板材1由双辊连铸机8底部被顺利拉出，优选两个相对设置的冷却辊13相对反向旋转，两个相对设置的冷却辊13转速相同，反向旋转即其中一个冷却辊13按顺时针方向转动，另一个冷却辊13按逆时针方向转动。
进一步地，该生产系统还包括第三容器15和第四容器16，第三容器15和第四容器16均为冶金行业领域通用装置，如中间包等。第三容器15用于盛装第一金属液体2，第三容器15的底部与第一容器9连通，第三容器15能够为第一容器9补充第一金属液体2，第三容器15的容积大于第一容器9的容积。第四容器16用于盛装第二金属液体3，第四容器16的底部与第二容器10连通，第四容器16能够为第二容器10补充第二金属液体3，第四容器16的容积大于第二容器10的容积。
进一步地，第一浸入式水口11上设置有第一塞板，通过改变第一塞板与第一浸入式水口11的相对位置可调整第一浸入式水口11的有效横截面积，控制第一金属液体2由第一容器9流入到结晶器8内的流量，进而能够控制第一金属液体2在复合板材1中的相对含量或比例。第二浸入式水口12上设置有第二塞板，通过改变第二塞板与第二浸入式水口12的相对位置可调整第二浸入式水口12的有效横截面积，控制第二金属液体3由第二容器10流入到结晶器8内的流量，进而能够控制第二金属液体3在复合板材1中的相对含量或比例。
进一步地，该系统还包括限位装置17，限位装置17设置在传送辊道7和双辊连铸机8之间，限位装置17能够控制金属带材4在两个冷却辊13之间辊缝的宽度上的相对位置，通过调整或改变金属带材4在辊缝宽度上的相对位置并且对第一金属液体2和第二金属液体3的流量进行控制能够形成不同金属含量的复合材料。
进一步地，金属带材4传送至双辊连铸机8的速度与复合板材1由结晶器8的下方被拉出的速度相同，复合板材1被拉出的速度即是冷却辊13的圆周速度。当金属带材4传送至双辊连铸机8的速度与复合板材1由结晶器8的下方被拉出的速度不同时第一金属液体2和第二金属液体3的凝固层与金属带材4之间存在切应力，减小了界面之间的结合力。并且，如果速度相差太大，会造成金属带材4在双辊连铸机8内弯曲、堆积或者断开，造成复合板材1的质量波动。金属带材4的喂入速率、第一金属液体2和第二金属液体3的通量均由复合板材1的生产效率、复合板材1中各材质的体积比例决定。为保持液面平稳和复合板材1结构稳定，金属带材4的喂入速率与复合板材1的生产速率相等，通过喂带机6和传送辊道7等装置实现对速率的控制。单位时间内第一金属液体2和第二金属液体3流入双辊连铸机8的体积约为复合板材1的横截面积与生产速率的乘积，通过改变连接第一容器9和第二容器10与结晶器8的水口横截面面积或调整第一塞板和第二塞板与第一浸入式水口11和第二浸入式水口12的相对位置控制第一金属液体2和第二金属液体3的通量。
进一步地，在复合板材1的靠近第一浸入式水口11的一侧为第一金属层18，第一金属层18由第一金属液体2凝固而成。在复合板材1的靠近第二浸入式水口12的一侧为第二金属层19，第二金属层19由第二金属液体3凝固而成。第一金属层18和第二金属层19分别由第一金属液体2和第二金属液体3与金属带材4通过热交换界面熔融后冷却再结晶复合而成；第一金属液体2与第二金属液体3的温度分别大于或等于所述金属带材4的熔点。如果金属带材4的熔点高于第一金属液体2和第二金属液体3的熔点，则较难在界面间形成结合牢固的过渡金属层(第一过渡金属层20和第二过渡金属层21)。
复合板材1的中部为金属带材4，在第一金属层18和金属带材4之间具有第一过渡金属层20，当第一金属液体2与金属带材4的表面接触时，由于二者间的热传递使金属带材4的温度上升且过热的第一金属液体2的温度足够高，金属带材4的温度上升，金属带材4靠近第一金属液体2一侧的表层一定厚度内的金属带材4发生熔化并与第一金属液体2的之间发生原子/元素扩散迁移，在第一金属液体和金属带材的界面间形成复合板材1的第一过渡金属层20。在第二金属层19和金属带材4之间具有第二过渡金属层21，当第二金属液体3与金属带材4的表面接触时，由于二者间的热传递金属带材4的温度上升且过热的第二金属液体3的温度足够高，金属带材4靠近第二金属液体3一侧的表层一定厚度内的金属带材4会发生熔化并与第二金属液体3之间产生原子/元素扩散迁移，在二者的界面间形成复合板材1的第二过渡金属层21。复合层(第一过渡金属层20和第二过渡金属层21)的结合强度可达200～400Mpa。
复合板材1靠近第一容器9的一侧为第一金属层18，复合板材1靠近第二容器10的一侧为第二金属层19，中间为金属带材4的固体材料，在金属带材4与第一金属层18和第二金属层19之间均存在着一定厚度的过渡金属层(第一过渡金属层20和第二过渡金属层21)，由于过渡金属层两侧金属元素化学成分的差异，存在着化学梯度，在第一金属层18和金属带材4之间存在梯度金属层(即第一过渡金属层20)，在第二金属层19和金属带材4之间存在梯度金属层(即第二过渡金属层21)。
进一步地，第一金属液体2和第二金属液体3的化学成分相同或不同。
进一步地，金属带材4的材质为均质或具有层状结构或具有化学梯度。
进一步地，第一浸入式水口11和第二浸入式水口12为具有良好的抗热震性和较长的使用寿命的镁碳质耐火材料水口。冷却辊13为兼顾耐磨性和导热性的铍青铜铸辊，两个冷却辊13之间的辊缝的宽度为1～10mm(即复合板材1的厚度)，两个冷却辊13的直径为500～800mm，金属带材的宽度与双辊连铸机的冷却辊的长度相等，冷却辊长度为200～1200mm。冷却辊13直径越大，侧封板14尺寸也越大，结晶器8内钢液(第一金属液体2和第二金属液体3)越多，增加了单周次旋转时冷却辊13表面在钢液中的停留时间，增大了冷却辊13表面的交叉温差，降低冷却辊13的冷却效率和使用寿命；冷却辊13直径越小，使得连铸工艺稳定性和生产效率变差，复合板材1的裂纹等表面缺陷增多。
第一金属液体2和第二金属液体3均为过热金属液体，第一金属液体2和第二金属液体3的过热度均为15～35℃。
由于金属的凝固是一个放热过程，金属液体过热度的大小标志着金属液态超过熔点温度的大小程度，过热度越大，则金属凝固需要释放的热量越多，在相同的热传递的情况下，所需要的凝固时间增加。因此，连铸时双辊连铸机8内的第一金属液体2和第二金属液体3的过热度的大小直接影响着钢液连铸工艺参数、铸坯的表面质量、坯壳厚度，树枝晶枝晶间距大小以及铸坯的内部质量。
本发明还公开了一种利用复合板材的双辊连铸生产系统生产复合板材1的生产方法，包括如下步骤：
1)根据复合板材的厚度调整冷却双辊连铸机内两个冷却辊之间的辊缝宽度到设计大小，金属带材的宽度与双辊连铸机冷却辊的长度相等；
2)金属带卷5通过喂带机6矫直后得到金属带材4并经传送辊道7以及限位装置17喂入双辊连铸机8内的两个冷却辊13之间的辊缝中，将第一金属液体2和第二金属液体3置于第三容器15和第四容器16内；
3)利用传送辊道7控制金属带材4以10～90m/min的速度喂入双辊连铸机8，利用限位装置17控制金属带材4在双辊连铸机8(或者辊缝)内的位置，利用第一塞板控制第一金属液体2以0.005～0.45m3/min的速度流入双辊连铸机8，利用第二塞板控制第二金属液体3以0.005～0.45m3/min的速度流入双辊连铸机8，双辊连铸机的两个冷却辊13的转速相同且在3.98～57.3转/分钟范围内，所述冷却辊13的旋转方向相反；
冷却辊13的转速由下述公式导出：
冷却辊13的圆周速度＝金属带材4的喂入速度
冷却辊13的圆周速度＝π*冷却辊13的直径*冷却辊13的转速
4)在双辊连铸机8内，第一金属液体2和第二金属液体3在金属带材4的两侧表面分别发生再结晶凝固并与金属带材4结合形成复合板材，并由双辊连铸机8下方的辊缝拉出。
实施例1：
1)第一金属液体2为包含0.2％(wt)的碳、温度为1540℃的钢水，第二金属液体3为包含0.2％(wt)的碳、温度为1540℃的钢水，金属带卷5为包含0.6％(wt)的碳、宽度为1000mm、厚度为2mm的钢带，冷却辊13的直径为800mm、长度为1000mm，两个冷却辊13之间的辊缝的宽度为4mm；
2)金属带卷5通过喂带机6矫直后得到金属带材4并经传送辊道7以及限位装置17传送至双辊连铸机8内的两个冷却辊13之间的辊缝中，将第一金属液体2和第二金属液体3置于第三容器15和第四容器16内；
3)利用传送辊道7控制金属带材4以10m/min的速度喂入双辊连铸机8，利用限位装置17控制金属带材4在辊缝宽度的中间位置，利用第一塞板控制第一金属液体2以0.1m3/min的速度流入双辊连铸机8，利用第二塞板控制第二金属液体3以0.1m3/min的速度流入双辊连铸机8；
4)第一金属液体2和第二金属液体3在双辊连铸机8内发生凝固并与金属带材4一起由双辊连铸机8下方的辊缝拉出并形成复合板材1。
该实施例所生产的复合板材1的厚度为4mm，宽度1000mm的复合板材1中部的金属带材4的厚度约为2mm，第一金属层18和第一过渡金属层20的厚度之和约1mm，以及第二金属层19和第二过渡金属层21的厚度之和约为1mm，该复合板材1两侧硬度低，中间层硬度高能够作为生产刀具的原材料。
实施例2：
1)第一金属液体2为包含1.1％(wt)的碳、温度为1450℃的钢水，第二金属液体3为包含1.1％(wt)的碳、温度为1450℃的钢水，金属带卷5为包含0.4％(wt)的碳、宽度为600mm、厚度为1.5mm的钢带，冷却辊13的直径为600mm、长度为1200mm，两个冷却辊13之间的辊缝的宽度为4.5mm；
2)金属带卷5通过喂带机6矫直后得到金属带材4并经传送辊道7以及限位装置17传送至双辊连铸机8内的两个冷却辊13之间的辊缝中，将第一金属液体2和第二金属液体3置于第三容器15和第四容器16内；
3)利用传送辊道7控制金属带材4以25m/min的速度传送入双辊连铸机8，利用限位装置17控制金属带材4在辊缝宽度的中间位置，利用第一塞板控制第一金属液体2以0.27m3/min的速度流入双辊连铸机8，利用第二塞板控制第二金属液体3以0.27m3/min的速度流入双辊连铸机8；
4)第一金属液体2和第二金属液体3在双辊连铸机8内发生凝固并与金属带材4一起由双辊连铸机8下方的辊缝拉出并形成复合板材1。
该实施例所生产的复合板材1的厚度为4.5mm，宽度1200mm的复合板材1中部的金属带材4的厚度约为1.5mm，第一金属层18和第一过渡金属层20的厚度之和约为1.5mm，第二金属层19和第二过渡金属层21的厚度之和约为1.5mm，该复合板材1能够作为具有较高韧性的表面耐磨的原材料。
实施例3：
1)第一金属液体2为Ti，温度为1680℃，第二金属液体3为Al，温度为700℃，金属带卷5为包含0.25％(wt)的碳、宽度为500mm、厚度为2mm的钢带，冷却辊13的直径为600mm、长度为500mm，两个冷却辊13之间的辊缝的宽度为6mm；
2)金属带卷5通过喂带机6矫直后得到金属带材4并经传送辊道7以及限位装置17传送至双辊连铸机8内的两个冷却辊13之间的辊缝中，将第一金属液体2和第二金属液体3置于第三容器15和第四容器16内；
3)利用传送辊道7控制金属带材4以50m/min的速度传送入双辊连铸机8，利用限位装置17控制金属带材4在辊缝宽度的中间位置，利用第一塞板控制第一金属液体2以0.075m3/min的速度流入双辊连铸机8，利用第二塞板控制第二金属液体3以0.025m3/min的速度流入双辊连铸机8；
4)第一金属液体2和第二金属液体3在双辊连铸机8内发生凝固并与金属带材4一起由双辊连铸机8下方的辊缝拉出并形成复合板材1。
该实施例所生产的复合板材1的厚度为6mm，宽度为500mm的复合板材1中部的金属带材4的厚度约为2mm，Ti层(第一金属层18和第一过渡金属层20)厚度约为3mm，Al层(第二金属层19和第二过渡金属层21)厚度约为1mm。
实施例4：
1)第一金属液体2为温度为1470℃的304不锈钢钢水，第二金属液体3为温度为1450℃的430不锈钢钢水，金属带卷5为包含0.20％(wt)的碳、宽度为600mm、厚度为1mm的钢带，冷却辊13的直径为500mm、长度为600mm，两个冷却辊13之间的辊缝的宽度为3mm；
2)金属带卷5通过喂带机6矫直后得到金属带材4并经传送辊道7以及限位装置17传送至双辊连铸机8内的两个冷却辊13之间的辊缝中，将第一金属液体2和第二金属液体3置于第三容器15和第四容器16内；
3)利用传送辊道7控制金属带材4以90m/min的速度传送入双辊连铸机8，利用限位装置17控制金属带材4在辊缝宽度的中间位置，利用第一塞板控制第一金属液体2以0.054m3/min的速度流入双辊连铸机8，利用第二塞板控制第二金属液体3以0.054m3/min的速度流入双辊连铸机8；
4)第一金属液体2和第二金属液体3在双辊连铸机8内发生凝固并与金属带材4一起由双辊连铸机8下方的辊缝拉出并形成复合板材1。
该实施例所生产的复合板材1的厚度为3mm，宽度为500mm的复合板材1中部的金属带材4的厚度约为1mm，304不锈钢材质层(第一金属层18和第一过渡金属层20)约为1mm，430不锈钢材质层(第二金属层19和第二过渡金属层21)约为1mm，该复合板材1(五层复合板材)能够作为锅具等对表面质量为不锈钢要求的原材料。
实施例5：
1)第一金属液体2为温度为1470℃的304不锈钢钢水，第二金属液体3为温度为1450℃的430不锈钢钢水，金属带卷5为宽度为1000mm、厚度为3mm的铝合金1050-T2不锈钢-铝合金1050的三层复合带材，冷却辊13的直径为500mm、长度为1000mm，两个冷却辊13之间的辊缝的宽度为7mm；
2)金属带卷5通过喂带机6矫直后得到金属带材4并经传送辊道7以及限位装置17传送至双辊连铸机8内的两个冷却辊13之间的辊缝中，将第一金属液体2和第二金属液体3置于第三容器15和第四容器16内；
3)利用传送辊道7控制金属带材4以50m/min的速度传送入双辊连铸机8，利用限位装置17控制金属带材4在辊缝宽度的中间位置，利用第一塞板控制第一金属液体2以0.10m3/min的速度流入双辊连铸机8，利用第二塞板控制第二金属液体3以0.10m3/min的速度流入双辊连铸机8；
4)第一金属液体2和第二金属液体3在双辊连铸机8内发生凝固并与金属带材4一起由双辊连铸机8下方的辊缝拉出并形成复合板材1。
该实施例所生产的复合板材1的厚度为7mm，宽度为1000mm的复合板材1中部的金属带材4的厚度约为3mm，304不锈钢材质层(第一金属层18和第一过渡金属层20)约为2mm，430不锈钢材质层(第二金属层19和第二过渡金属层21)约为2mm，该复合板材1(五层复合板材)能够作为锅具等对表面质量为不锈钢要求的原材料。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
一种复合板材的双辊连铸生产系统及生产方法，由该系统生产的复合板材1由第一金属液体2、第二金属液体3和金属带材4复合而成，该系统包括金属带卷5、喂带机6、传送辊道7、双辊连铸机8、第一容器9和第二容器10，其中，金属带卷5开卷并经过喂带机6矫直后得到金属带材4，金属带材4的宽度与双辊连铸机8冷却辊13长度相等；传送辊道7设置在喂带机6后方，用于将来自喂带机6的金属带材4以规定速度传送至双辊连铸机8。第一容器9中的第一金属液体2和第二容器10中的第二金属液体3分别通过第一浸入式水口11和第二浸入式水口12流入双辊连铸机8中且分别位于金属带材4的两侧，两个冷却辊13使第一金属液体2和第二金属液体3在金属带材4的两侧的表面发生凝固并与金属带材4一起由双辊连铸机8的底部被拉出并形成复合板材1。
该生产系统及生产方法以一种或两种金属液体、一种金属带材4作为原料，利用金属液体和金属带材4之间的传热、元素扩散、凝固结合生产出金属的复合板材，具有成本低，简易有效等优点。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种复合板材的双辊连铸生产系统，所述复合板材由第一金属液体、第二金属液体和金属带材复合而成，
其特征在于，所述生产系统包括金属带卷、喂带机、传送辊道、双辊连铸机、第一容器和第二容器，其中，
所述双辊连铸机的两个冷却辊之间的辊缝形成结晶器，
所述金属带卷开卷并经过所述喂带机矫直后得到所述金属带材；
所述传送辊道设置在所述喂带机后方，用于将来自所述喂带机的所述金属带材以规定速度传送至所述双辊连铸机；
所述第一容器用于盛装所述第一金属液体，所述第一容器的底部设置有第一浸入式水口，所述第一容器通过所述第一浸入式水口与所述结晶器连通；
所述第二容器用于盛装所述第二金属液体，所述第二容器的底部设置有第二浸入式水口，所述第二容器通过所述第二浸入式水口与所述结晶器连通；
所述第一浸入式水口和所述第二浸入式水口分别位于所述金属带材的两侧；
在所述结晶器内，所述第一金属液体和所述第二金属液体在所述金属带材的两侧表面分别发生热传递并发生界面原子迁移，所述第一金属液体和所述第二金属液体通过冷却辊吸热冷却并与所述金属带材结合形成所述复合板材，
所述生产系统还包括有两块侧封板，其中一块所述侧封板与两个所述冷却辊的前侧接触，另一块所述侧封板与两个所述冷却辊的后侧接触，所述双辊连铸机的两个冷却辊和两块所述侧封板合围而成所述结晶器，
所述第一浸入式水口上设置有第一塞板，所述第一塞板能够控制所述第一金属液体由所述第一容器流入到所述结晶器内的流量；
所述第二浸入式水口上设置有第二塞板，所述第二塞板能够控制所述第二金属液体由所述第二容器流入到所述结晶器内的流量，
还包括限位装置，所述限位装置设置在所述传送辊道和所述双辊连铸机之间，所述限位装置能够控制所述金属带材的在所述结晶器中的位置。
2.根据权利要求1任一项所述的生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括第三容器和第四容器，
所述第三容器用于盛装所述第一金属液体，所述第三容器的底部与所述第一容器连通，所述第三容器能够为所述第一容器补充所述第一金属液体，所述第三容器的容积大于所述第一容器的容积；
所述第四容器用于盛装所述第二金属液体，所述第四容器的底部与所述第二容器连通，所述第四容器能够为所述第二容器补充所述第二金属液体，所述第四容器的容积大于所述第二容器的容积；
所述第一金属液体和所述第二金属液体均为过热金属液体。
3.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，
所述金属带材传送至所述双辊连铸机的速度与所述复合板材由所述结晶器的下方被拉出的速度相同。
4.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，
所述第一浸入式水口和所述第二浸入式水口为镁碳质耐火材料水口；
所述冷却辊为铍青铜铸辊，所述辊缝的宽度为所述复合板材的厚度，所述辊缝的宽度可调节范围为1~10mm，两个所述冷却辊的直径均为500~800mm，两个所述冷却辊的宽度均为200~1200mm。
5.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，
所述第一金属液体和所述第二金属液体的化学成分相同或不同。
6.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，
所述金属带材的材质为均质或具有层状结构或具有化学梯度。
7.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，
在所述复合板材的靠近所述第一浸入式水口的一侧为第一金属层，所述第一金属层由所述第一金属液体凝固而成；
在所述复合板材的靠近所述第二浸入式水口的一侧为第二金属层，所述第二金属层由所述第二金属液体凝固而成；
所述复合板材的中部为所述金属带材；
在所述第一金属层和所述金属带材之间具有第一过渡金属层；
在所述第二金属层和所述金属带材之间具有第二过渡金属层。
8.利用权利要求1至7中任一项生产系统生产复合板材的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）根据复合板材的厚度调整组成双辊连铸机内两个冷却辊之间的辊缝宽度到设计大小，金属带材的宽度与双辊连铸机的冷却辊长度相等；
2）金属带卷通过喂带机矫直后得到金属带材并经传送辊道以及限位装置传送至双辊连铸机内的两个冷却辊之间的辊缝中，将第一金属液体和第二金属液体置于第三容器和第四容器内；
3）利用传送辊道控制金属带材以10~90m/min的速度传送入双辊连铸机，利用限位装置控制金属带材在辊缝中的位置，利用第一塞板控制第一金属液体以0.005~0.45m3/min的速度流入双辊连铸机，利用第二塞板控制第二金属液体以0.005~0.45m3/min的速度流入双辊连铸机，所述双辊连铸机的两个冷却辊的转速相同且在3.98~57.3转/分钟范围内，两个所述冷却辊的旋转方向相反；
4）在双辊连铸机内，第一金属液体和第二金属液体在金属带材的两侧表面分别发生再结晶凝固并与金属带材结合形成复合板材，并由双辊连铸机下方的辊缝拉出。
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