CN205732864U - 用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴。该喷嘴包括：喷嘴主体，包括形成有钢液容纳部的钢液容纳体以及自所述钢液容纳体下端面向下延伸的熔潭保护体，形成有熔潭容纳部；以及嘴缝主体，设置于所述钢液容纳体的下底壁上，包括可拆卸的两片嘴缝分体板，组合后的两片所述嘴缝分体板的中心形成有嘴缝，所述嘴缝使所述钢液容纳体和所述熔潭保护体连通。本实用新型通过分体式组合实现了超窄嘴缝的加工，熔潭内嵌式喷嘴，大大降低了辊面气流对熔潭的冲击，减少了喷带过程中卷入熔潭底部的气泡量，同时使得层流钢液稳定铺展到冷却体表面，有利于降低带材表面粗糙度，并可成功制备1‑20μm厚的非晶带材。

Description

用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴

技术领域

本实用新型涉及一种用于制备非晶带材的喷嘴，具体涉及一种用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，该喷嘴特别适合于制备非晶超薄带材。

背景技术

非晶态金属合金由于缺少长程原子有序，因此具有许多优于传统金属合金的重要性质，以满足各种应用，其中包括：(1)由于来自原子无序的电子散射使得非晶态磁性合金具有高的电阻率，降低了材料的损耗，提高了金属软磁材料的使用频率；(2)非晶态不具有宏观磁晶各向异性，磁化转动相对比较容易，因而可获得相对高的磁导率；(3)非晶态合金没有微观结构的不连续(晶界或偏析)以钉扎畴壁。因此通过磁畴壁移动磁化相对容易，因此降低了矫顽力Hc；(4)很多的非晶态合金具有良好的抗氧化和抗腐蚀性能。非晶合金的这些性能，使其在机械、通讯、航空航天、汽车工业、化学等领域有着广泛的应用前景。

目前大规模商业化生产的非晶合金主要是非晶合金带材，非晶合金带材的制备多采用平面流铸造方法，主要流程是将熔融的合金液体倒入喷嘴包中，熔融液体通过设置于喷嘴包底部的喷嘴的狭缝喷射到快速旋转的冷却辊表面，合金液体被快速冷却，从而形成数十个微米厚的合金薄带。喷嘴的主要功能是给喷带过程提供具有稳定液流和压力的高温钢液，使其在铜辊上形成的熔潭保持在稳定的状态，因此喷嘴内部结构的稳定性对非晶合金带材的质量具有重要的影响。

现有的喷嘴结构参见图12，其仅包括钢液容纳体和嘴缝10，所述钢液容纳体包括第一钢液容纳体侧壁(图中未示出)、第二钢液容纳体侧壁1、第三钢液容纳体侧壁(图中未示出)、第四钢液容纳体侧壁1’，第一钢液容纳体侧壁、第二钢液容纳体侧壁1、第三钢液容纳体侧壁以及第四钢液容纳体侧壁1’依次连接以形成封闭的钢液容纳体周壁，钢液容纳体下底壁5’上直接加工有嘴缝10，所述钢液容纳体周壁、钢液容纳体下底壁5’围成上部开口的钢液容纳部；其中第一钢液容纳体侧壁和所述第三钢液容纳体侧壁与所述嘴缝10的长度方向平行。

喷嘴不仅是生产非晶合金薄带的关键工艺装备部件，也是非晶合金薄带生产的消耗品。它的品质、寿命和成本决定了非晶合金薄带的品质和生产成本。目前使用较多的是BN材料，通过BN坯料的铣削制成所需大小和形状的喷嘴，嘴缝可以根据工艺需求确定其尺寸，由于氮化硼具有良好的可切削性能、强度和硬度适宜、且与钢水润湿性好，目前实际生产中基本使用这种材料制作喷嘴。合金薄带的宽度取决于喷嘴的嘴缝长度，而带材的厚度主要取决于喷嘴的嘴缝的宽度。为了获得完全的非晶态组织，喷嘴必须是一条窄缝，而且喷嘴嘴缝的宽度一般为0.2～0.3mm，在合适的辊嘴间距下，喷制的非晶合金带材厚度一般为20～40μm。要想获得更薄的非晶合金带，就要使用更窄的喷嘴缝，然而，现有技术是采用小于1mm的立铣刀进行数控加工，导致加工费用和刀具费用都很高，并且该开缝工艺很难制备出缝宽小于0.2mm的喷嘴嘴缝。带材厚度是非晶合金带材的关键参数之一，带材厚度的减小，可以有效的减小带材的损耗，继而影响了后续铁芯的效率以及性能。现有技术中，喷制的非晶合金带材厚度不低于20μm，限制带材损耗的进一步降低。因此，获得更薄的非晶合金带材是目前急需解决的技术问题。

平面流铸造法制备非晶带材时熔潭处于动态平衡状态，只有从喷嘴包进入熔潭的熔体和从熔潭底部抽取的非晶带材达到动态平衡，非晶带材的稳定生产才能持续。此时喷嘴嘴缝长度直接决定了带宽，喷嘴嘴缝宽度直接决定了带厚。同时，熔潭内层流钢液的横向扰动及熔潭不稳定性会增大带材自由面的粗糙度和划痕的深度，从而间接影响带材的厚度，另一方面，气流随冷却辊运动进入熔潭底部形成的气泡，也会间接影响带材的厚度。

从图12中可以看出，现有的喷嘴无钢液容纳体下方的熔潭保护体，熔潭均暴露在空气中，受转动的冷却辊子表层的气流的影响急速冷却，降温比较严重，加之喷嘴外露，以便与冷却辊接近形成必要的熔潭形状，喷嘴的外露的平面在快速转动的冷却辊的表面处降温很快。若要保持喷嘴的温度，需要不断流过喷嘴的金属液对喷嘴有加热作用，甚至采用复杂的火焰幕熔潭保护技术使喷嘴失去的热量与金属液对喷嘴的热量补充相平衡，技术难度高，效果差。并且，随着厚度的减小，由于熔潭不稳定性引起的带材自由面的粗糙度对厚度的影响越来越大，同时随着冷却辊转动引起的辊面气流进入熔潭底部形成的气泡也会反映到带材的表面，增加了带材的粗糙度，并且粗糙度的增加，会急剧降低带材的填充系数。因此现有技术很难喷出表面质量好、厚度为1-20微米、填充系数高的非晶超薄带材。

发明内容

针对传统NB喷嘴超窄嘴缝难于加工，用传统喷嘴制备带材表面粗糙度大的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，通过嘴缝分体式组合实现超窄嘴缝的加工，采用熔潭内嵌式喷嘴，降低了辊面气流对熔潭的冲击，减少了喷带过程中卷入熔潭底部的气泡量，同时使得层流钢液稳定铺展到冷却体表面，最终降低带材表面粗糙度，达到制备备非晶带材的目的。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，包括：

喷嘴主体，包括：钢液容纳体，形成有钢液容纳部，用于接收并缓冲来自喷嘴包的钢液；以及熔潭保护体，自所述钢液容纳体下端面向下延伸，形成有熔潭容纳部，用于保护所述钢液喷出嘴缝后形成的熔潭；以及

嘴缝主体，设置于所述钢液容纳体的下底壁上，包括可拆卸的两片嘴缝分体板，组合后的两片所述嘴缝分体板的中心形成有嘴缝，所述嘴缝使所述钢液容纳体和所述熔潭保护体连通。

在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，所述钢液容纳体的下底壁设置有开口部，用于固定组合后的两片所述嘴缝分体板，组合后的两片所述嘴缝分体板的外部形状与所述开口部的外部形状相匹配。

在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，所述喷嘴主体和所述嘴缝主体的材质相同或不同。

在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，所述开口部的四个侧面中任意两个相对侧面为倒置梯形，或者所述开口部的四个侧面均为倒置梯形。

在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，组合后的两片所述嘴缝分体板的外侧面上均设置有定位凹槽，所述开口部的四个侧面上设置有定位凸块，所述定位凸块卡入所述定位凹槽中以将组合后的两片所述嘴缝分体板牢固地固定于所述开口部。

在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，所述嘴缝的宽度为0.05mm～0.3mm，长度为0.5mm～1000mm。

在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，两片所述嘴缝分体板的上表面设置有涂层。

在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，所述钢液容纳体包括第一钢液容纳体侧壁、第二钢液容纳体侧壁、第三钢液容纳体侧壁、第四钢液容纳体侧壁，所述第一钢液容纳体侧壁、第二钢液容纳体侧壁、第三钢液容纳体侧壁以及第四钢液容纳体侧壁依次连接以形成封闭的钢液容纳体周壁，所述钢液容纳体周壁、所述钢液容纳体下底壁、以及设置于所述钢液容纳体下底壁开口部中的两片所述嘴缝分体板围成上部开口的所述钢液容纳部；所述第一钢液容纳体侧壁和所述第三钢液容纳体侧壁与所述嘴缝的长度方向平行。

在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，所述熔潭保护体包括：

前唇，自所述第一钢液容纳体侧壁下端面垂直向下延伸；

后唇，自所述第三钢液容纳体侧壁下端面垂直向下延伸；

第一侧唇，自所述第二钢液容纳体侧壁下端面垂直向下延伸；

第二侧唇，自所述第四钢液容纳体侧壁下端面垂直向下延伸；

所述前唇、所述第一侧唇、所述后唇以及所述第二侧唇依次连接以形成下部开口的所述熔潭容纳部；

所述前唇的高度高于所述后唇的高度。

在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，所述熔潭容纳部的形状与钢液喷出所述嘴缝后形成的熔潭形状相同或接近。

在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，所述后唇的内壁自上到下是倾斜设置的且所述后唇的壁厚自上到下逐渐减小；所述后唇的内壁为直线型倾斜设置或凸弧线型倾斜设置。

在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，所述前唇的下端面的形状与对应的冷却辊面形状相同；所述后唇的下端面的形状与对应的冷却辊面形状相同；所述第一侧唇的下端面的形状与对应的冷却辊面形状相同；所述第二侧唇的下端面的形状与对应的冷却辊面形状相同；所述前唇的下端面与所述冷却辊表面的垂直距离不低于0.05mm；所述后唇的下端面与所述冷却辊表面的垂直距离不低于0.1mm。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过分体式组合实现了超窄嘴缝的加工，采用熔潭内嵌式喷嘴，大大降低了辊面气流对熔潭的冲击，减少了喷带过程中卷入熔潭底部的气泡量，同时使得层流钢液稳定铺展到冷却体表面，有利于降低带材表面粗糙度，可成功制备1-20μm厚的非晶带材。该发明不仅提高了喷嘴材料的利用率，节约了能源和生产成本，而且提升了非晶带材表面质量，继而提高后续铁芯叠片系数和性能。具体地：

(1)本实用新型所述的用于非晶带材制备的熔潭内嵌式喷嘴，喷嘴下端围成与熔潭形状相对应的空腔即熔潭容纳部，进行平面流铸造时，熔体在辊面上形成的熔潭位于仅与辊面相邻的下端开口的半封闭空腔内部，喷嘴四周实体对熔潭形成保护，大大降低了辊面气流对熔潭的冲击，减缓了喷嘴及熔潭随冷却辊转动温度下降的情况，可以延长喷嘴的使用寿命，并且可以提高非晶合金带材的质量。

(2)本实用新型所述的用于非晶带材制备的熔潭内嵌式喷嘴，所述的嘴缝由两个嘴缝分体板组合而成，构成嘴缝的主体结构可以单独设计，因此适合制作复杂的喷嘴结构，并且喷嘴主体(即钢液容纳体和熔潭保护体)及嘴缝主体(即两个嘴缝分体板)可以选取不同的耐火材料，防止变形或满足各种工艺要求；同时可以制作大尺寸的喷嘴，使喷制更宽尺寸的非晶合金带材成为可能。

(3)本实用新型所述的用于非晶带材制备的熔潭内嵌式喷嘴，所述的嘴缝主体由两个分体板组合而成，在两个分体板对接处即结合处形成超窄嘴缝，分体式的嘴缝设计，极大的降低了喷嘴的加工难度，可以适合制作复杂的喷嘴结构，防止变形或满足各种工艺要求；同时可以制作大尺寸的喷嘴，使喷制更宽尺寸的非晶合金带材成为可能。

(4)本实用新型所述的用于非晶带材制备的熔潭内嵌式喷嘴，所述的喷嘴由喷嘴主体及嘴缝主体组合而成，所述喷嘴主体的上部即钢液容纳体的下底壁设置开口部，嘴缝主体具有与开口部相适应的外形，组合后的两片嘴缝分体板外壁的各个尺寸比开口部的各对应侧壁尺寸略小，两片嘴缝分体板可从钢液容纳体的上部开口插入开口部内，在受热膨胀后，组合后的两片嘴缝分体板外壁与开口部的各对应侧壁形成封闭连接，从而形成熔潭内嵌式喷嘴，减少了高温胶的使用，降低了成本。

(5)本实用新型所述的用于非晶带材制备的熔潭内嵌式喷嘴，所述的喷嘴由喷嘴主体及嘴缝主体组合而成，所述喷嘴主体可以重复修补，多次使用，可以大大降低喷嘴成本，使非晶合金带材的生产成本大幅度降低。

(6)本实用新型所述的用于非晶带材制备的熔潭内嵌式喷嘴，所述的喷嘴前唇紧贴辊面，极大的阻止了喷带过程中，辊面气流卷入熔潭底部的几率，从而降低了了制备带材贴辊面的粗糙度，改善了带材贴辊面的表面质量。

(7)本实用新型所述的用于非晶带材制备的熔潭内嵌式喷嘴，所述的喷嘴后唇与熔潭下端紧密相连，对熔潭自由面形成刮压和修正作用，减小了非晶合金带材对层流钢液的横向扰动，从而降低了制备带材自由面的粗糙度，改善了带材自由面的表面质量。

附图说明

图1是本实用新型熔潭内嵌式喷嘴外部结构立体视图；

图2是沿图1所示A-A线剖切后的熔潭内嵌式喷嘴平面示意图，示出了沿图1所示A-A线剖切后本实用新型熔潭内嵌式喷嘴的正面视图；

图3是未设置嘴缝主体即两块嘴缝分体板的熔潭内嵌式喷嘴平面示意图，即喷嘴主体的正面视图，相当于图2中未设置嘴缝主体；

图4是本实用新型熔潭内嵌式喷嘴的俯视图；

图5是未设置第一嘴缝分体板和第二嘴缝分体板的熔潭内嵌式喷嘴即喷嘴主体的俯视图；

图6是本实用新型熔潭内嵌式喷嘴的仰视图；

图7是未设置第一嘴缝分体板和第二嘴缝分体板的熔潭内嵌式喷嘴即喷嘴主体的仰视图；

图8是沿图1所示B-B线剖切后的熔潭内嵌式喷嘴平面示意图，示出了沿图1所示B-B线剖切后本实用新型熔潭内嵌式喷嘴的左侧视图，其中，后唇内表面为直线型倾斜设置；

图9是未设置第一嘴缝分体板和第二嘴缝分体板的熔潭内嵌式喷嘴即喷嘴主体的左侧视图，相当于图8中未设置第一嘴缝分体板和第二嘴缝分体板；

图10是沿图1所示B-B线剖切后的熔潭内嵌式喷嘴平面示意图，示出了沿图1所示B-B线剖切后本实用新型熔潭内嵌式喷嘴的左侧视图，其中，后唇内表面为凸弧流线形倾斜设置；

图11是另一种嘴缝主体即组合后的第一嘴缝分体板和第二嘴缝分体板的仰视图；

图12是现有喷嘴的结构示意图。

附图标记如下：

1、第二钢液容纳体侧壁；11、第二钢液容纳体侧壁内表面；12、第二钢液容纳体侧壁下端面；1’、第四钢液容纳体侧壁；11’、第四钢液容纳体侧壁内表面；12’、第四钢液容纳体侧壁下端面；2、第一钢液容纳体侧壁；21、第一钢液容纳体侧壁内表面；22、第一钢液容纳体侧壁下端面；2’、第三钢液容纳体侧壁；21’、第三钢液容纳体侧壁内表面；22’、第三钢液容纳体侧壁下端面；

3、第一侧唇；32、第一侧唇下端面；3’、第二侧唇；32’、第二侧唇下端面；4、前唇；41、前唇内表面；42、前唇下端面；4’、后唇；41’、后唇内表面(也称为后唇内壁)；42’、后唇下端面；

5，5’、钢液容纳体下底壁；51、开口部；6、钢液容纳部；7、熔潭容纳部；8、第一嘴缝分体板；82，第一嘴缝分体板下底面；8’、第二嘴缝分体板；82’，第二嘴缝分体板下底面；83’、定位凹槽；9、外沿；10、嘴缝

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型提供的用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，参见图1-11，包括：喷嘴主体和设置于喷嘴主体上用于形成嘴缝的嘴缝主体，喷嘴主体包括钢液容纳体以及自钢液容纳体下端面向下延伸出来的熔潭保护体，所述嘴缝主体设置于所述钢液容纳体的下底壁上，以形成嘴缝并通过嘴缝使钢液容纳体和熔潭保护体连通。下面对以上部件一一进行说明。

钢液容纳体，形成有钢液容纳部6，用于接收并缓冲来自喷嘴包的钢液；钢液容纳部6的形状可以是圆柱体、长方体、正方体、倒置的梯形体等。

具体地，钢液容纳体包括第一钢液容纳体侧壁2、第二钢液容纳体侧壁1、第三钢液容纳体侧壁2’、第四钢液容纳体侧壁1’。其中，第一钢液容纳体侧壁2、第二钢液容纳体侧壁1、第三钢液容纳体侧壁2’以及第四钢液容纳体侧壁1’的侧边缘依次连接以形成封闭的钢液容纳体周壁，第一钢液容纳体侧壁内表面21、第二钢液容纳体侧壁内表面11、第三钢液容纳体侧壁内表面21’、第四钢液容纳体侧壁内表面11’可以是倒置的梯形，参见图2-4以及图8-10，由此形成倒置的梯形体的钢液容纳部6；而第一钢液容纳体侧壁外表面、第二钢液容纳体侧壁外表面、第三钢液容纳体侧壁外表面、第四钢液容纳体侧壁外表面则为竖直向下的长方形。

钢液容纳体还包括钢液容纳体下底壁5，钢液容纳体下底壁5设置有开口部51，用于固定组合后的第一嘴缝分体板8和第二嘴缝分体板8’，开口部51开设于钢液容纳体的下底壁5的中心位置，其使钢液容纳体与熔潭保护体连通，开口部51可以是圆柱体、长方体、正方体、倒置的梯形体等，优选地，开口部51的四个侧面中任意两个相对侧面为倒置梯形，或者开口部51的四个侧面均为倒置梯形即开口部51为倒置的梯形体；更加优选地，开口部51中，与嘴缝10宽度方向一致的两个相对侧面为倒置梯形，且所述倒置梯形的上下边长度差为2～10mm，这样有利于嘴缝主体结构卡入该开口部中，并固定该嘴缝主体，参见图1-10。组合后的第一嘴缝分体板8和第二嘴缝分体板8’的外部形状与开口部51的外部形状相匹配，其正好可以卡入开口部51中，也就是说，组合后的第一嘴缝分体板8和第二嘴缝分体板8’的外壁的各个尺寸比开口部51的各壁面尺寸略小，嘴缝主体可从喷嘴主体的上方开口插入开口部51内，在受热膨胀后嘴缝主体外壁面与开口部内壁面形成封闭连接。为了更加牢固的将嘴缝主体固定于开口部51内，所述开口部的四个侧面的下部设置有定位凸块(图中未示出)，而嘴缝主体外侧面上设置有多个与所述定位凸块相配合的定位凹槽83’，参见图11，从而使定位凸块卡入定位凹槽83’内，从而实现更加牢固的固定。

钢液容纳体周壁、钢液容纳体下底壁5、以及设置于所述钢液容纳体下底壁开口部51中的两片嘴缝分体板8,8’围成上部开口的钢液容纳部6；第一钢液容纳体侧壁2和第三钢液容纳体侧壁2’与嘴缝10的长度方向平行。

熔潭保护体，自钢液容纳体下端面向下延伸，形成有熔潭容纳部7，用于保护钢液喷出嘴缝10后形成的熔潭。熔潭容纳部7的形状可以是圆柱体、长方体、正方体、倒置的梯形体等任何可能的形状，优选熔潭容纳部7的形状与钢液喷出嘴缝10后形成的熔潭形状相同或接近。这样可以充分保护熔潭并不破坏熔潭的形状。

具体地，熔潭保护体包括：前唇4，自第一钢液容纳体侧壁下端面22垂直向下延伸，前唇4的外表面与第一钢液容纳体侧壁2的外壁面齐平，前唇内表面41可以是垂直向下延伸的，也可以是凸弧形向下延伸或直线型倾斜向下延伸，优选地，其厚度略大于第一钢液容纳体侧壁2的厚度，前唇内表面41垂直向下延伸，这样的结构与熔潭相应面的形状相同或接近。后唇4’，自第三钢液容纳体侧壁下端面22’垂直向下延伸，后唇4’的外表面与第三钢液容纳体侧壁2’的外壁面齐平，后唇内表面(即内壁)41’可以是垂直向下延伸的，也可以是凸弧形向下延伸或直线型倾斜向下延伸，优选地，后唇内表面41’自上到下是倾斜设置的且所述后唇的壁厚自上到下逐渐减小；更优选地，所述后唇的内壁为直线型倾斜设置(参见图9)或凸弧线型倾斜设置(参见图10)，后唇4’上端部的厚度略大于第三钢液容纳体侧壁2’的厚度，这样的结构与熔潭相应面的形状相同或接近。第一侧唇3，自第二钢液容纳体侧壁下端面12垂直向下延伸，第一侧唇3的外表面与第二钢液容纳体侧壁1的外壁面齐平，第一侧唇内表面可以是垂直向下延伸的，也可以是凸弧形向下延伸或直线型倾斜向下延伸，优选地，其厚度略大于第二钢液容纳体侧壁1的厚度，第一侧唇内表面垂直向下延伸，这样的结构与熔潭相应面的形状相同或接近。第二侧唇3’，自第四钢液容纳体侧壁下端面12’垂直向下延伸,第二侧唇3’的外表面与第四钢液容纳体侧壁1’的外壁面齐平，第二侧唇内表面可以是垂直向下延伸的，也可以是凸弧形向下延伸或直线型倾斜向下延伸，优选地，其厚度略大于第四钢液容纳体侧壁1’的厚度，第二侧唇内表面垂直向下延伸，这样的结构与熔潭相应面的形状相同或接近。前唇4、第一侧唇3、后唇4’以及第二侧唇3’的侧边缘依次连接以形成下部开口的熔潭容纳部7。

前唇4的高度不低于后唇4’的高度；优选地，前唇4的高度高于后唇4’的高度。前唇下端面42的形状与对应的冷却辊面形状相同；后唇下端面42’的形状与对应的冷却辊面形状相同；第一侧唇下端面32的形状与对应的冷却辊面形状相同；第二侧唇下端面32’的形状与对应的冷却辊面形状相同。优选地，前唇下端面42与所述冷却辊表面的垂直距离不低于0.05mm(比如0.06mm、0.08mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm)；后唇下端面42’与所述冷却辊表面的垂直距离不低于0.1mm(比如0.11mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm)；更优选地，后唇下端面42’与所述冷却辊表面的垂直距离为0.1-0.3mm。前唇4紧贴辊面，阻止喷带过程气泡卷入。后唇4’与熔潭下端紧密相连，对熔潭自由面形成刮压和修正作用，减小了非晶合金带材对层流钢液的横向扰动。

在本实用新型中，前唇4和后唇4’是相对于冷却辊运动方向而言的，开启冷却辊后，处于静止状态时冷却辊的最低点转动到喷嘴附近最先通过的是前唇4，之后通过的是喷嘴后唇4’。

嘴缝主体，设置于钢液容纳体下底壁5的开口部51中，是由可拆卸的两片嘴缝分体板8,8’组合而成的，组合后的两片嘴缝分体板8,8’的中心区形成有嘴缝10，参见图4、6和11，嘴缝10使钢液容纳体和熔潭保护体连通。嘴缝主体的外形依开口部51的形状而定，其恰好能卡接与开口部51中，并可以形成密封连接。为了更好地固定嘴缝主体，组合后的两片所述嘴缝分体板的外侧面上可以设置多个定位凹槽83’，参见图11，该定位凹槽83’在嘴缝分体板的外侧面和第一嘴缝分体板下底面82或第一嘴缝分体板下底面82’是开口的，开口部51的四个侧面上也设置有相应的定位凸块，其设置于开口部51的四个侧面的下部，以实现定位凹槽83’与定位凸块的卡接，定位凸块卡入定位凹槽83’中以将组合后的两片嘴缝分体板8,8’牢固地固定于开口部51。

嘴缝10的宽度为0.05mm～0.3mm(比如0.06mm、0.08mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm)，长度为0.5mm～1000mm；更优选地，沿嘴缝的长度方向，所述嘴缝的宽度偏差小于±0.025mm(比如0.002mm、0.005mm、0.008mm、0.01mm、0.015mm、0.018mm、0.02mm、0.024mm)。

喷嘴主体及嘴缝主体可分别采用BN、MgO、SiC、Si3N4、BN等材料，或者其他可用的材料。嘴缝分体板与喷嘴主体可以选择不同材质，例如嘴缝分体板可以采用易于加工、且与钢液润湿性能良好的氮化硼复合材料，而喷嘴主体可以采用抗热变形性能更好的氧化锆或者金属外壳，也就是说可以根据不同钢液的性能设计与之更加匹配的特种材料喷嘴。

本发明提供的熔潭内嵌式喷嘴适合生产各种厚度的非晶带材，特别适合于生产厚度在20μm以下的非晶合金超薄带材。

组合后在两片所述嘴缝分体板的中心形成嘴缝，因此喷嘴嘴缝易于加工，克服了传统铣刀难于制备超窄嘴缝的难题，特别适合加工用于非晶超薄带制备的超窄嘴缝。

第一嘴缝分体板8和第二嘴缝分体板8’的上表面即与第一嘴缝分体板下底面82和第二嘴缝分体板下底面82’相对的表面也即与钢液直接接触的表面设有涂层，可以改善钢液与嘴缝分体板的润湿性，从而降低制带时开包难度，对工业生产也有重要意义，所述涂层材质要根据钢液成分而定，只要可以增加钢液与嘴缝分体板表面的润湿性即可。

下面通过具体实例对本实用新型进行说明。

实施例1

本实用新型所述的用于喷制非晶合金薄带的熔潭内嵌式喷嘴，所述的喷嘴由喷嘴主体及嘴缝主体组合而成，在本实施例中，其喷嘴主体材料采用BN，喷缝主体材料采用BN复合材料；与嘴缝宽度方向一致的嘴缝主体的两个相对外侧面成上宽下窄的梯形，另外与嘴缝长度方向一致的嘴缝主体的两个相对外侧面是长方形，喷嘴主体的高度为8mm，喷嘴主体的上表面宽度(即嘴缝宽度方向)为12mm，喷嘴主体的下表面宽度(即嘴缝宽度方向)为8mm；开口部内壁尺寸比嘴缝主体相应外壁尺寸大0.02mm。喷嘴前唇下端面与其正下方的冷却辊的垂直距离为0.05mm，喷嘴后唇下端面与其正下方的冷却辊的垂直距离为0.15mm，嘴缝与其正下方的冷却辊的垂直距离为0.25mm。使用时，首先将嘴缝主体从喷嘴主体的上方插入喷嘴主体的开口部中构成组合喷嘴，将组合喷嘴周围覆盖上耐火材料，并固定于喷嘴包下端。然后对钢液容纳体的下底壁部位进行预热，预热至1250℃，在受热膨胀后嘴缝主体外壁与开口部内壁形成封闭连接。因此嘴缝主体和喷嘴主体构成整个组合喷嘴的实体结构；喷嘴包的下端出口与钢液容纳体的内部空心结构、嘴缝以及熔潭保护体相通，构成高温钢液的通道。生产中高温钢液依次经过喷嘴包主体、喷嘴包下端出口、钢液容纳部、嘴缝和熔潭容纳部浇注在高速旋转的冷却辊上，获得所需宽度和厚度的非晶合金薄带。当一次喷带结束后，将组合喷嘴取下静置冷却至室温，组合喷嘴恢复为嘴缝主体外壁尺寸比开口部的内壁尺寸小的状态，此时即可将嘴缝主体从喷嘴主体上取出，再重新插入新的嘴缝主体以待使用。

由于嘴缝宽度是决定带材厚度的主要因素，本实用新型设置了一组对比试验，考察喷嘴嘴缝对制备非晶合金带材厚度的影响。本实用新型与现有技术所制备的非晶合金带材成分均为Fe5Co70Si15B10，分别采用本实用新型所述熔潭内嵌式喷嘴和现有传统喷嘴(即图12所示)，在相同的工艺下进行对比实验，制备非晶合金带材的具体工艺参数列于表1。采用相同工艺参数，熔潭内嵌式喷嘴和采用传统喷嘴制备非晶合金态合金薄带，实验结果表明，其它工艺条件相同时，嘴缝宽度直接决定了带材的厚度，并且采用熔潭内嵌式喷嘴制备的带材明显厚度更小，带材厚度更加一致，带材的表面粗糙度同比大幅下降，具体结果对比列于表1中。序号为1-5、7、9为使用本实用新型熔潭内嵌式喷嘴制备的非晶合金带材，序号6、8、10为使用传统的喷嘴制备的非晶合金带材。对比可见，采用熔潭内嵌式喷嘴，成功制备了表面质量好的超薄非晶带材。

表1 采用本实用新型所述熔潭内嵌式喷嘴和现有传统喷嘴工艺参数及结果

实施例2

本实用新型所述的用于喷制非晶合金薄带的熔潭内嵌式喷嘴，所述的喷嘴由喷嘴主体及嘴缝主体组合而成，在本实施例中，其喷嘴主体材料采用BN，喷缝主体材料采用BN复合材料；与嘴缝宽度方向一致的嘴缝主体的两个相对外侧面成上宽下窄的梯形，另外与嘴缝长度方向一致的嘴缝主体的两个相对外侧面是长方形，喷嘴主体的高度为8mm，喷嘴主体的上表面宽度(即嘴缝宽度方向)为12mm，喷嘴主体的下表面宽度(即嘴缝宽度方向)为8mm；开口部内壁尺寸比嘴缝主体相应外壁尺寸大0.02mm。喷嘴嘴缝长10mm，缝宽0.15mm，嘴缝与其正下方的冷却辊的垂直距离为0.25mm。使用时，首先将嘴缝主体从喷嘴主体的上方插入喷嘴主体的开口部中构成组合喷嘴，将组合喷嘴周围覆盖上耐火材料，并固定于喷嘴包下端。然后对钢液容纳体的下底壁部位进行预热，预热至1250℃，在受热膨胀后嘴缝主体外壁与开口部内壁形成封闭连接。因此嘴缝主体和喷嘴主体构成整个组合喷嘴的实体结构；喷嘴包的下端出口与钢液容纳体的内部空心结构、嘴缝以及熔潭保护体相通，构成高温钢液的通道。生产中高温钢液依次经过喷嘴包主体、喷嘴包下端出口、钢液容纳部、嘴缝和熔潭容纳部浇注在高速旋转的冷却辊上，获得所需宽度和厚度的非晶合金薄带。当一次喷带结束后，将组合喷嘴取下静置冷却至室温，组合喷嘴恢复为嘴缝主体外壁尺寸比开口部的内壁尺寸小的状态，此时即可将嘴缝主体从喷嘴主体上取出，再重新插入新的嘴缝主体以待使用。

由于熔潭内层流钢液的横向扰动及熔潭不稳定性会增大带材自由面的粗糙度和划痕的深度，从而间接影响带材的厚度，另一方面，气流随冷却辊运动进入熔潭底部形成的气泡，也会间接影响带材的厚度，本实用新型设置了一组对比试验，考察喷嘴前唇、喷嘴后唇尺寸对制备非晶合金带材厚度的影响，本实用新型与现有技术所制备的非晶合金带材成分均为Fe5Co70Si15B10，分别采用本实用新型所述熔潭内嵌式喷嘴和现有传统喷嘴，在相同的工艺下进行对比实验，制备非晶合金带材的具体工艺参数列于表1。实验结果表明，其它工艺条件相同时，采用熔潭内嵌式喷嘴制备的带材明显厚度更小，带材厚度更加一致，随着喷嘴前唇距离冷却辊表面距离的减小，制备的带材的贴辊面粗糙度大幅下降，但是喷嘴前唇距离辊面小于0.05mm时，喷嘴容易碰到辊面，对辊面造成伤害，因此喷嘴前唇距离辊面的距离不宜低于0.05mm。一般嘴缝距离辊面0.25-0.5mm以便形成稳定熔潭，熔体表面张力越大，相同条件下形成的熔潭高度越高。后唇与熔潭下端紧密相连，熔潭下端紧密相连，对熔潭自由面形成刮压和修正作用，减小了非晶合金带材对层流钢液的横向扰动。相对于熔潭前唇要减少最少带材厚度的距离，因此后唇距离辊面不宜低于0.1mm，后唇过低容易直接与凝固的带材接触，在带材自由面形成划痕，若后唇过高，比如与辊嘴间距相同，则喷嘴后唇起不到对熔潭自由面的刮压并对层流钢液的横向扰动的修正作用。具体结果对比列于表2中。序号为1-5为使用本实用新型熔潭内嵌式喷嘴，喷嘴前唇距离辊面不同距离制备的非晶合金带材。序号为6-10为使用本实用新型熔潭内嵌式喷嘴，喷嘴后唇距离辊面不同距离制备的非晶合金带材。对比可见，采用熔潭内嵌式喷嘴，通过协调喷嘴前唇及喷嘴后唇距离辊面的距离，可以有效的改善制备带材的表面粗糙度，从而成功制备表面质量好的超薄非晶带材。

表2 实施例2工艺参数及结果

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，其特征在于，包括：

喷嘴主体，包括：

钢液容纳体，形成有钢液容纳部，用于接收并缓冲来自喷嘴包的钢液；以及

熔潭保护体，自所述钢液容纳体下端面向下延伸，形成有熔潭容纳部，用于保护所述钢液喷出嘴缝后形成的熔潭；以及

嘴缝主体，设置于所述钢液容纳体的下底壁上，包括可拆卸的两片嘴缝分体板，组合后的两片所述嘴缝分体板的中心形成有嘴缝，所述嘴缝使所述钢液容纳体和所述熔潭保护体连通。

2.根据权利要求1所述的用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，其特征在于，所述钢液容纳体的下底壁设置有开口部，用于固定组合后的两片所述嘴缝分体板，组合后的两片所述嘴缝分体板的外部形状与所述开口部的外部形状相匹配。

3.根据权利要求2所述的用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，其特征在于，所述开口部的四个侧面中任意两个相对侧面为倒置梯形，或者所述开口部的四个侧面均为倒置梯形。

4.根据权利要求2所述的用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，其特征在于，组合后的两片所述嘴缝分体板的外侧面上均设置有定位凹槽，所述开口部的四个侧面上设置有定位凸块，所述定位凸块卡入所述定位凹槽中以将组合后的两片所述嘴缝分体板牢固地固定于所述开口部。

5.根据权利要求1所述的用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，其特征在于，所述嘴缝的宽度为0.05mm～0.3mm，长度为0.5mm～1000mm。

6.根据权利要求1所述的用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，其特征在于，所述钢液容纳体包括第一钢液容纳体侧壁、第二钢液容纳体侧壁、第三钢 液容纳体侧壁、第四钢液容纳体侧壁，所述第一钢液容纳体侧壁、第二钢液容纳体侧壁、第三钢液容纳体侧壁以及第四钢液容纳体侧壁依次连接以形成封闭的钢液容纳体周壁，所述钢液容纳体周壁、所述钢液容纳体下底壁、以及设置于所述钢液容纳体下底壁开口部中的两片所述嘴缝分体板围成上部开口的所述钢液容纳部；所述第一钢液容纳体侧壁和所述第三钢液容纳体侧壁与所述嘴缝的长度方向平行。

7.根据权利要求6所述的用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，其特征在于，所述熔潭保护体包括：

前唇，自所述第一钢液容纳体侧壁下端面垂直向下延伸；

后唇，自所述第三钢液容纳体侧壁下端面垂直向下延伸；

第一侧唇，自所述第二钢液容纳体侧壁下端面垂直向下延伸；

第二侧唇，自所述第四钢液容纳体侧壁下端面垂直向下延伸；

所述前唇、所述第一侧唇、所述后唇以及所述第二侧唇依次连接以形成下部开口的所述熔潭容纳部；

所述前唇的高度高于所述后唇的高度。

8.根据权利要求1所述的用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，其特征在于，所述熔潭容纳部的形状与钢液喷出所述嘴缝后形成的熔潭形状相同或接近。

9.根据权利要求7所述的用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，其特征在于，所述后唇的内壁自上到下是倾斜设置的且所述后唇的壁厚自上到下逐渐减小；所述后唇的内壁为直线型倾斜设置或凸弧线型倾斜设置。

10.根据权利要求7所述的用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，其特征在于，所述前唇的下端面的形状与对应的冷却辊面形状相同；所述后唇的下端面的形状与对应的冷却辊面形状相同；所述第一侧唇的下端面的形状与对应的冷却辊面形状相同；所述第二侧唇的下端面的形状与对应的冷却辊面形状相同；所述前唇的下端面与所述冷却辊表面的垂直距离不低于0.05mm；所述后唇的下端面与所述冷却辊表面的垂直距离不低于0.1mm。