CN110877097A - 一种带冷却辊的异径双辊甩带装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带冷却辊的异径双辊甩带装置，包括大冷辊、小冷辊和中间包，所述中间包设置在大冷辊旁，所述小冷辊设置在中间包的出口上方，所述大冷辊的圆心和小冷辊的圆心连线与水平线的夹角为β，所述大冷辊的半径为R1，小冷辊的半径为r2，大冷辊的圆心和中间包的出口处连线与水平线的夹角为α，所述β＝10/R1*180/Π+α，所述r2≥15mm并且r2≤R1*(sinβ‑sinα)/(1‑sinβ)‑Hmax，其中Hmax为合金片厚最大值，所述15°≤α≤30°。本发明的优点是：既可以控制出口处熔池的高度，还可以对即将流出的溶液做提前冷却，可控制熔池高度，最大甩带片厚度并当瞬时浇铸量过高时，对金属熔液进行预冷却，降低金属熔液的过热度，促进柱状晶生长。

Description

一种带冷却辊的异径双辊甩带装置
技术领域
本发明涉及一种带冷却辊的异径双辊甩带装置。
背景技术
钕铁硼稀土永磁材料在制造成合金片时，甩带辊与中间包接触的地方在铸造的过程中会形成熔池。冷却辊冷却能力决定的冷却速率一定时，熔池的高度和辊速决定了甩带片厚度。对于甩带而言，冷却辊传热能力、形核点和凝固体积是影响微观结构和性能的主要因素。对于钕铁硼合金甩带，当片厚超过一定数值时，柱状晶不能迅速贯穿所有金属熔液，造成远离冷却辊的一面有高温相区的第二相生成，影响材料性能和一致性。因此控制熔池的高度和甩带片最大厚度非常重要。虽然恒流量浇铸的研究和实践已经非常多，浇铸流量经过传接后并非定值，并可能产生波动，因此，在凝固前沿进行熔池高度和最大的片厚控制具有重要的应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带冷却辊的异径双辊甩带装置，能够有效解决现有装置凝固前熔池高度过高，最大片厚控制不均匀的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种带冷却辊的异径双辊甩带装置，包括大冷辊、小冷辊和中间包，所述中间包设置在大冷辊旁，所述小冷辊设置在中间包的出口上方，所述大冷辊的圆心和小冷辊的圆心连线与水平线的夹角为β，所述大冷辊的半径为R1，小冷辊的半径为r2，大冷辊的圆心和中间包的出口处连线与水平线的夹角为α，所述β＝10/R1*180/Π+α，所述r2≥15mm并且r2≤R1*(sinβ-sinα)/(1-sinβ)-Hmax，其中Hmax为合金片厚最大值，所述15°≤α≤30°。
优选的，所述合金片厚度最大值Hmax≥(平均浇铸量/中间包与铜辊接触宽度)*1.1。
优选的，所述大冷辊和小冷辊内部均插有空心轴或者夹层，所述空心轴或者夹层内通有冷却介质。
优选的，小冷辊的线速度≥大冷辊的线速度。
优选的，大冷辊线速度为0.5-2m/s。
优选的，小冷辊的表面粗糙度≤大冷辊的表面粗糙度。
与现有技术相比，本发明的优点是：在中间包出口的上方设置小冷辊，既可以控制出口处熔池的高度，还可以对即将流出的溶液做提前冷却，通过对小冷辊圆心与大冷辊圆心连线的夹角限定，还有小冷辊半径的控制，用于控制熔池高度，最大甩带片厚度并当瞬时浇铸量过高时，对金属熔液进行预冷却，降低金属熔液的过热度，促进柱状晶生长。小冷辊直径过小，不便于进行加工和冷却介质传输；直径过大，安装时不能与大铜辊和中间包底板接触，小铜辊可能无法接触到熔池。
附图说明
图1为本发明一种带冷却辊的异径双辊甩带装置结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。
参阅图1为本发明一种带冷却辊的异径双辊甩带装置的实施例，一种带冷却辊的异径双辊甩带装置，包括大冷辊1、小冷辊2和中间包3，所述中间包3设置在大冷辊1旁，所述小冷辊2设置在中间包3的出口上方，所述大冷辊1的圆心和小冷辊2的圆心连线与水平线的夹角为β，所述大冷辊1的半径为R1，小冷辊2的半径为r2，大冷辊1的圆心和中间包3的出口处连线与水平线的夹角为α，所述β＝10/R1*180/Π+α，所述r2≥15mm并且r2≤R1*(sinβ-sinα)/(1-sinβ)-Hmax，其中Hmax为合金片厚最大值，所述15°≤α≤30°，所述合金片厚度最大值Hmax≥(平均浇铸量/中间包与铜辊接触宽度)*1.1。
大冷辊1和小冷辊2内部均插有空心轴或者夹层，所述空心轴或者夹层内通有冷却介质，以便更好的对合金溶液进行冷却，形成柱状晶，小冷辊2的线速度≥大冷辊1的线速度，一般大冷辊1线速度为为0.5-2m/s，小冷辊2的表面粗糙度≤大冷辊1的表面粗糙度。
在凝固前沿设置一小的冷却辊，用于控制熔池高度，最大甩带片厚度并当瞬时浇铸量过高时，对金属熔液进行预冷却，降低金属熔液的过热度，促进柱状晶生长。
小冷辊2直径过小，不便于进行加工和冷却介质传输。直径过大，安装时不能与大铜辊和中间包3底板接触，小铜辊可能无法接触到熔池。
小冷辊2的高转速和低表面粗糙度，保证金属熔液只在大冷辊1上凝固。
小冷辊2只在瞬时浇铸量过高时发挥作用。金属熔液在流动过程中热量损失主要为与中间包3的热交换和热辐射，因此流量越大，相对热损失越小，熔液到达凝固前沿的平均温度越高。小冷辊2泡在熔池中时间过长，容易出现生成事故。因此，控制在平均片厚1.1倍发挥作用，一般片厚控制为0.2～0.4 0.03mm,占比90％。平均片厚越薄，熔液平均温度越低，小冷辊2发挥作用时间可以适当延长。
准备纯度99.5％的纯Nd、工业Fe-B和纯铁，电解Co、Cu和纯Al，以及70％的TiFe合金配比，熔炼甩带Nd29.2Fe68.6Co0.5Cu0.12Al0.12Ti0.18B0.98(质量分数)。
大铜辊半径R1为300mm，转速1m/s；小铜辊半径r2为15mm，转速1m/s。α为20°，β为22°。通过浇铸曲线控制浇铸量和中间包3开口，设计平均片厚为0.4mm，Hmax取0.44mm。
对比例为不使用小铜辊，浇铸完成后，各随机取100片测量片厚，对比结果如下表格：
序号 平均片厚 厚度≤0.44片数 厚度>0.44片数
实施例 0.40 100 0
对比例 0.40 97 3
在中间包3出口的上方设置小冷辊2，既可以控制出口处熔池的高度，还可以对即将流出的溶液做提前冷却，通过对小冷辊2圆心与大冷辊1圆心连线的夹角限定，还有小冷辊2半径的控制，用于控制熔池高度，最大甩带片厚度并当瞬时浇铸量过高时，对金属熔液进行预冷却，降低金属熔液的过热度，促进柱状晶生长。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (6)

1.一种带冷却辊的异径双辊甩带装置，其特征在于：包括大冷辊、小冷辊和中间包，所述中间包设置在大冷辊旁，所述小冷辊设置在中间包的出口上方，所述大冷辊的圆心和小冷辊的圆心连线与水平线的夹角为β，所述大冷辊的半径为R1，小冷辊的半径为r2，大冷辊的圆心和中间包的出口处连线与水平线的夹角为α，所述β＝10/R1*180/Π+α，所述r2≥15mm并且r2≤R1*(sinβ-sinα)/(1-sinβ)-Hmax，其中Hmax为合金片厚最大值，所述15°≤α≤30°。
2.如权利要求1所述的一种带冷却辊的异径双辊甩带装置，其特征在于：所述合金片厚度最大值Hmax≥(平均浇铸量/中间包与铜辊接触宽度)*1.1。
3.如权利要求1所述的一种带冷却辊的异径双辊甩带装置，其特征在于：所述大冷辊和小冷辊内部均插有空心轴或者夹层，所述空心轴或者夹层内通有冷却介质。
4.如权利要求1所述的一种带冷却辊的异径双辊甩带装置，其特征在于：小冷辊的线速度≥大冷辊的线速度。
5.如权利要求1或4所述的一种带冷却辊的异径双辊甩带装置，其特征在于：大冷辊线速度为0.5-2m/s。
6.如权利要求1所述的一种带冷却辊的异径双辊甩带装置，其特征在于：小冷辊的表面粗糙度≤大冷辊的表面粗糙度。
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