CN1473675A - 镁薄板带材双辊超高速连铸生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明镁薄板带材双辊超高速连铸生产线属于金属熔炼和铸造技术领域，涉及一种镁和镁合金熔炼和连续铸造技术设备，尤其是镁和镁合金薄板带材双辊超高速连铸生产线。生产线主要包括：熔炼炉、保温炉、一体化前箱溢流嘴、主动式虹吸管、双辊超高速连续铸造机。熔炼炉、保温炉、双辊超高速连续铸造机采用阶梯式安装，镁液输送采用主动式虹吸管，保温炉和一体化前箱溢流嘴中安装有泡沫陶瓷过滤器，双辊喷涂润滑剂，生产过程采用气体保护。利用快速凝固系统，创新工艺流程，降低镁板带材生产成本，提高生产率，满足镁工业发展对镁合金薄板带材越来越大的需求。
Description
技术领域
本发明属于有色金属熔炼和铸造技术、设备，尤其属于镁和镁合金薄板带材连续铸造设备机组。
技术背景
目前镁合金板材基本上是采用挤压和轧制的方法制造，缺点是工艺复杂、生产率低、价格高、宽度小、越薄越困难等。镁合金属密排六方晶体结构，在室温只有一个滑移面，因此镁合金的塑性加工性能比铝合金差。一般镁合金挤压要求镁合金铸锭先扒皮，扒皮的坯料、挤压模和压力筒都要预热到挤压温度，典型挤压温度为300-450℃，挤压比通常取10-100左右。由于在挤压过程的摩擦和变形产生大量的热，还有可能造成产品过烧，成为废品。从挤压机出来的板材，弯曲较大，需要矫正后才能使用，但由于矫顽力很大，矫正需要在退火后或在一定的温度下进行。此外，板中残余应力很大，也不宜直接使用。由此可见，挤压的生产成本很高。镁合金冷轧性能差，厚度为11-70毫米的厚板一般须热轧，厚度为0.8-10毫米的薄板一般采用热轧或冷轧。由于镁合金滑移系少，塑性差，变形抗力大，冷轧硬化的敏感性强，矫顽力很大，并且对应变速度很敏感，变形温度范围窄，粘性大，流动性差，体积热容小，高温易氧化燃烧等，因此不论是热轧或冷轧，对轧制条件要求严，例如轧辊的温度最好要维持在200-250℃的范围、多道次小下压量，工序繁杂，生产困难。尤其对于1毫米以下厚度的镁合金薄板材，生产困难更大，成本更高。
用挤压或轧制方法生产的镁合金阳极板材的组织对电池抗腐蚀十分不利，尤其是薄的镁合金阳极板材，一是产品缺陷多，二是晶粒、晶界、杂质、过剩相和缺陷沿表面被大幅度地拉长，形成片层状的腐蚀微电池，从而促进剥层腐蚀。挤压或轧制镁合金板材的工艺本身会导致薄板材中有残余应力，除了一般耐蚀性差之外，应力腐蚀敏感性也较强，在镁锰叠层电池使用的镁合金薄片对应力腐蚀敏感性最强。挤压或轧制镁合金板材的组织不适用于镁电池阳极的要求，两者都容易发生应力腐蚀和剥层腐蚀，造成阳极材料层状剥落，降低镁的利用率。
挤压和轧制方法制造镁合金板材生产流程不能满足镁工业发展的需要。开发生产率高、生产成本低、质量好的镁合金板材的连续铸造技术和设备机组具有十分重大的意义。此类技术和设备机组都是目前世界镁工业界的前沿研究开发课题，
难度原因：辊缝流嘴设计困难，凝固过程控制和整机连动协调困难，速度太快。
克服方法：利用快速凝固技术系统分开凝固和成型，创新流程。
国内外还没有用于镁薄板带材生产的双辊连续铸造机组。因为同其它材料相比，镁薄板带材的双辊连续铸造的最大困难是镁合金熔液极容易氧化、燃烧、甚至爆炸。此外，镁合金的热容和潜热较小、变形性能较差。因此镁合金的双辊连续铸造的设计必须符合镁合金的特点，由于镁合金容易同几乎所有用于铝合金的耐火材料发生剧烈的化学反应，镁合金的熔炼和连续输送方式不同于铝合金，铝合金的铸轧辊润滑剂也不适用于镁合金，所以，现有的铝合金板材双辊连续铸造机组不适合镁合金板材的生产。镁合金的热容及潜热也比铝合金小，连铸过程工艺的控制相对困难。尤其是镁合金熔液在铸轧过程对供料嘴的材料要求十分苛刻，既要有一定的高温机械性能，又要保温性能好、不同镁合金液反应，还应具有防止镁合金液燃烧的能力，现有的材料无法满足要求。
发明内容
本发明目的是：提供一种适用于镁和镁合金薄板带材生产的双辊超高速连铸生产线。
镁薄板带材双辊超高速连铸生产线主要包括：熔炼炉(1)、保温炉(2)、双辊超高速连铸机(6)、一体化前箱溢流嘴(5)、主动式虹吸管(3、4)。镁合金液的获得采用熔炼炉(1)、保温炉(2)，并在气体保护下进行熔炼和保温，以满足双辊超高速连铸机对高质量镁合金液的大量而且连续不断的供应需求。为了保证镁合金液的安全平稳输送，采用熔炼炉(1)、保温炉(2)、双辊超高速连铸机(6)阶梯式安装和主动式虹吸管(3、4)输送熔液。基于镁合金熔液容易形成夹杂和双辊连铸机要求连续不断的高纯净化的镁合金熔液供应，采用氧化镁泡沫陶瓷过滤器(7)过滤的方法。前箱溢流嘴采用一体化设计，使结构简单、散热面积小、镁合金熔液流程短以防止氧化和流动受阻问题。为了防止镁合金液同前箱和溢流嘴发生化学反应和提高前箱和溢流嘴的保温效果，一体化前箱溢流嘴(5)采用坩埚恒温炉结构，溢流嘴内衬异形结构材料采用特种复合材料制造。连铸过程镁合金液同双辊之间需要润滑剂控制镁合金液同双辊之间热交换和扩散及化学反应等，润滑剂采用同镁合金熔液不发生化学反应、不污染产品，同时具有阻止镁合金熔液燃烧能力、同双辊结合良好的悬浮液。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图中1、熔炼炉，2、保温炉，3、4主动式虹吸管，5、一体化前箱溢流嘴，6、双辊超高速连铸机，7、氧化镁泡沫陶瓷过滤器。
具体实施方式：
实施例：
镁的熔炼保温系统采用熔炼炉(1)和保温炉(2)的双级炉，熔炼炉(1)、保温炉(2)、双辊超高速连铸机(6)采用阶梯方式安装，熔炼炉用电阻炉或工频炉熔炼镁和镁合金，用电阻保温炉处理镁和镁合金熔液，用主动式虹吸管(3、4)输送镁和镁合金液，在保温炉(2)中采用板状氧化镁泡沫陶瓷过滤器(7)分割熔液为两部分；一体化前箱溢流嘴(5)中安装有氧化镁泡沫陶瓷过滤器，前箱中镁液是恒温控制，镁熔液液面高度控制采用自动和手动双重控制装置，一体化前箱溢流嘴(5)的流唇与双辊超高速连铸机(6)的下辊(凝固辊)侧面吻接；双辊超高速连铸机(6)米用水平连铸方式，辊表面线速度为10～100米/分，通过调节双辊的转速、辊的导热速度、溢流嘴流唇处液体的深度和温度，可生产0.1～3mm不同厚度、不同品种的镁合金薄板带材；双辊表面的润滑剂是由氢氧化镁2～3％、烷基磺酸钠0.3％、氟硼酸钾1％和蒸馏水组成的悬浮液。整个生产过程采用气体保护。
本实施例未述部分与现有技术相同。
本发明的镁薄板带材双辊超高速连铸生产线进行0.1～3mm厚度的镁合金薄板带材的生产性连铸实验，各项操作性能良好，符合规定要求。本发明镁薄板带材双辊超高速连铸生产线具有生产率高、安全可靠，投资省，所生产的镁合金薄板带材质量优良。
Claims (6)
1、一种镁薄板带材双辊超高速连铸生产线主要包括：熔炼炉(1)、保温炉(2)、主动式虹吸管(3、4)、一体化前箱溢流嘴(5)、双辊超高速连铸机(6)，其特征在于镁或镁合金的熔炼设备是由多级炉子组成，熔炼炉(1)、保温炉(2)和双辊超高速连铸机(6)采用阶梯式安放，镁液的输送转移采用主动式虹吸管(3、4)。
2、根据权利要求1所述的镁薄板带材双辊超高速连铸生产线，其特征是：镁液在熔炼炉(1)和保温炉(2)间输送转移采用主动式虹吸管(3)，镁液在保温炉(2)和双辊超高速连铸机(6)设备间的输送转移采用主动式虹吸管(4)。
3、根据权利要求1所述的镁薄板带材双辊超高速连铸生产线，其特征是：双辊超高速连铸机(6)是靠转动双辊把液体金属拖曳铸造成型的设备，板带材凝固和成形是在不同的位置完成的，薄板带的厚度不是由双棍之间的辊缝决定的，而是决定于双辊的转速、辊的导热速度、溢流嘴流唇处液体的深度和温度，可生产0.1～3mm不同厚度、不同品种的镁合金薄板带材。
4、根据权利要求1所述的镁薄板带材双辊超高速连铸生产线，其特征是：在保温炉(2)和一体化前箱溢流嘴(5)中安装有氧化镁泡沫陶瓷过滤器。
5、根据权利要求1所述的镁薄板带材双辊超高速连铸生产线，其特征是：整个生产过程采用气体保护。
6、根据权利要求1所述的镁薄板带材双辊超高速连铸生产线，其特征是：双辊使用的润滑剂是由氢氧化镁、烷基磺酸钠、氟硼酸钾和蒸馏水组成的悬浮液。
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Owner name: FUJIAN HUAMEI NEW TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: LI HUALUN Effective date: 20100603 Free format text: FORMER OWNER: HUANG YUHONG LI SHUWEI YANG ZHONGKE |
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