CN2592301Y - 一种规模化生产急冷金属薄带的制造设备 - Google Patents

Abstract

一种规模化连续生产急冷金属薄带的制造设备。属于冶金设备领域。旨在提高急冷金属薄带连续生产能力与产品一致性，节能、降耗，降低产品成本；它主要是由真空冶炼炉钢水供应系统、感应加热中间包及其出钢控制机构、迷宫式保温缓流分流阀，喷铸包及其定位调节机构，双冷却辊及其旋转调控机构，可调剥离气体嘴，气力输送管、带形检测区、二冷区，复合卷带机、呈双链交联、梯级位差分布结构及与上述设备配套的致冷循环系统、气力供应系统、液压传动系统、电力控制系统等部分组成；该设备特别适用于非晶态合金的原材料富矿的地区与国家产业化生产优质磁性材料薄带，它的投资收益率高。

Description

一种规模化生产急冷金属薄带的制造设备

技术领域

本实用新型属于冶金设备领域，涉及一种规模化生产急冷金属薄带的制造设备，特别适用于非晶合金的生产。

背景技术

日本日立金属株式会社制造的间歇式单包密封加压急冷喷带装置，由于其工作原理决定了其连续化生产不仅困难且成本高。美国联合公司能够连续喷带5小时的三包连续式急冷喷带装置，其连续生产急冷金属薄带的能力仍可提高、成品成本可以进一步降低。中国是非晶态合金原材料的富矿国，可是目前非晶合金软磁材料生产成本却远高于美、日，究其原因就是非晶合金软磁材料的连续生产能力差，过程损耗高。北京钢铁研究总院安泰公司制造的双包单辊式连续急冷喷带装置与其三包单辊式等制带装置，采用的是单链断续生产工艺，从最初的原材料真空、非真空冶炼到成品铸锭、再破碎重熔，因单辊、单包故障而停产出钢，再成锭、再重熔再重调成分再制带，这期间材料由冷态变热态，再变冷态再变热态，单链工艺的设备一旦出故障，材料还需再变冷态，尔后再高热态才能制带，同时材料的粒度由小变大、由大变小再由小变大、由大变小，单链工艺设备出现故障，又需由小变大、由大变小其间能量、材料、人力时间等资源耗损激增，使天赋的富矿资源优势，与廉价劳动力资源优势在制成的非晶合金带材成本上得不到充分发挥，非晶成带后的摊带冷却再卷带也遏制了连续化生产、降低了生产效率，提高了非晶合金带的生产成本、降低了产品品质、给后续非晶合金软磁材料市场化推广、应用带来一定困难。

发明内容

本实用新型一种规模化生产急冷金属薄带的制造设备旨在提高急冷金属薄带的连续生产能力与产品一致性，节能、降耗，降低产品成本；本实用新型的上述技术问题部分是由如下技术方案实现的。

一种规模化生产急冷金属薄带的制造设备，它主要由冶炼炉、中间包、喷铸包、卷带机构成，其主要特征在于本设备采用了单、双真空冶炼炉钢水供应系统3、中间包4、迷宫式缓流分流阀5、不少于两个的喷铸包6、双冷却辊及其致冷控制系统7、不少于两个的气力输送管8、双带形检测区9、双二冷区10和双复合卷带机11呈双链交联、梯级位差分布结构。

单、双感应加热坩埚26包含在钢水供应系统3内，钢水供应系统3除感应加热坩埚26外，还设有蔽渣器28、蔽渣器流道29、钢水测温装置27、钢水液位测控装置91、真空感应冶炼炉冷却水循环控制系统93、中频感应加热供电控制系统94、在线钢水成份取样器96、出钢阀盖119；单、双真空冶炼炉钢水供应系统与带蔽渣器，撇渣器的由钢流道相连，冶炼炉具有顶底钢水取样及钢水测温、蔽渣器液位显示控制系统。

中间包4包含中间包加热功率给进及动力驱动控制33、轻质气体保护罩30、水冷循环系统34、中间包钢水温度显示控制系统31、钢水液位显示控制系统32、双塞把37、后备双滑动水口38、残余钢水塞把35、后备残余钢水滑动水口36、中间包支倾架调位机构97、可移动钢水漏斗55；开启阀盖后，钢水经流道进入置于支倾架调位机构上的中间包，中间包上盖装有轻质气体保护罩，中间包外壳为耐热钢与保温层、内衬为耐火材料打结的坩埚，外壳与内衬之间位置处为水冷感应线圈或电阻加热体并与外部加热功率给进调温系统相连，包内设置有钢水液位、温度探头并与外部钢水液位、温度显示控制系统相连，中间包底侧部还具有三塞把及三滑动水口后备保护出钢系统。

对应于中间包出钢口设有可移动、可更换的迷宫式缓流分流阀5，分流阀5由钢水分流板103、缓流分流流道99、液压传动出钢塞把100、碳矽棒加热控制系统101及测温显示控制系统102等部分组成。

对应于迷宫式缓流分流阀5的两路可位移复合低卷渣流道104分别搭接在两组喷铸包6上，喷铸包6含有喷铸包综合控制及其定位调节系统，喷铸包6上有轻质气体保护罩39，喷铸包内具有裸体及耐火材料埋覆碳矽棒发热体并与外部保温调温控制系统相连、喷嘴杯105是套装在喷铸包内、紧靠碳矽棒发热体放置在石墨定位垫片107上，喷嘴杯105是由沿壁导流器52，中置可牵引加配重开启阀盖43的锥口稳流筒42、开缝喷嘴106石墨定位垫片多种耐火材料件经高温粘接剂粘接、适当焙烧构成的，喷嘴杯105钢水入口处设置有沿壁导流器52，沿壁导流器52下面是稳流筒42，稳流筒上有开启阀盖43底部粘接有开缝喷嘴106；喷嘴是露出喷铸包的；喷嘴杯内设置有钢水温度探测及其外部显示控制系统44、钢水液位探测及其外部显示控制系统45；喷铸包外壳108是由耐热低变形量的优质钢或铸铁材料制成，配置了喷铸包预热设备56，喷铸包的壳壁镶嵌有不少于三个弧形凸轮槽109，喷铸包还具有包体温度测量及其外部显示控制系统65，喷铸包加热体及其供电控制系统66；喷铸包是坐落在拥有蜗轮蜗杆细牙螺纹顶杆或液压传动的可沿轨滑移的凸轮定位调节机构的框架40上和框架40坐落在可平移、旋转、整体升降的框架120上，在框架40的53位置处还装备有可选的热成像仪与高速摄像机或激光测厚仪，在框架40的92位置处装备有侧成像高速摄像机，框架120紧密套装在液压传动或螺纹顶杆传动的柱体59上，喷嘴下侧位还设置有喷嘴预热保温装置及其测温与供电控制系统61。

喷嘴下方为双冷却辊及其致冷控制系统7，包含双冷却辊88、不低于C级的四组支撑辊轴轴承58、三组密封导流盒57、冷却辊轴管端口与密封导流盒动密封对接、导流盒另一端与集中开闭环循环致冷控制系统相连，三组密封导流盒57进出口采用挠性接口63连接，双冷却辊的各自挡风板及其辊面清洁机构和辊面修磨机构位于各自辊面一侧与机座连接，该侧为辊面车削机构46、辊面修磨机构47、辊面清洁抽风口及其后备控制设备48、辊体另一侧下部机座壁上设有可调剥离气体喷嘴41、它位于剥离出带位置，可调剥离气体喷嘴41通过管道连接有气液、油水分离阀49气泵及消声器50，冷却辊轴111上的皮带传动轮通过皮带与冷却辊下部机座112内腔中的皮带轮62谐波轮减速箱64直流调速电机及其供电控制系统110相连，直流调速电机及其供电控制系统110通过谐波轮减速箱64及辊轴111上的皮带轮62以皮带传动将转动动力传给冷却辊88；紧靠皮带轮62配有辊速测试仪54，在冷却辊支撑机座112内腔内设置有动平衡测量仪51；直流调速电机与冷却辊旋转驱动控制装置、辊速测试装置、位于冷却辊下机座内系统动平衡测试仪相连，其外还连接有对辊嘴间隙及其熔潭的监控调节集中控制系统，并能分路控制各冷却辊对应的定位调节框架，辊面修磨及其清洁等系统。

对应于剥离出带处的两端为喇叭口85的薄带气力输送管8，是由带传动溜道90、侧排气孔83及连接的可控气源60、管体入口处钢渣漏斗81、管道插板阀82、管体支架84等部分组成，后接具有带材滚剪机、带面带缘、带厚检测的带形检测区9及二冷区10，二冷区10由冷却夹辊87及抽风机86等部分组成。

复合卷带机11，它是由具有卡口含内锥腔带孔卷带筒75，带液压顶出杆73有内外锥度插齿和密封圈113的插筒轮74、连接传感器驱动的直流调速电机72的谐波传动的旋绕设备114，可被动旋转带并有外锥度插齿和密封圈113的插筒轮77且该轮是通过轴承导管与抽风机相连的电机拖动设备等部分组成；含内锥腔外壁为柱面筒壁带通孔的卷带筒75上套有调宽挡圈76，谐波传动的旋绕设备114可沿滑轨80移动，也可由紧固扣115固定在滑轨80上，有外锥度插齿及密封圈113以轴承导管连接到抽风管78的插筒轮77安装在电动小车79上，电动小车79可在滑轨80上移动；其中卷带筒75内锥度与旋绕机插筒轮74插齿外锥度要间隙配合；旋绕机插筒轮74插齿内锥度要与连有抽风机的电机拖动设备的被动旋转插筒轮77插齿的外锥度形成过盈配合；74、75、77三者套合插紧后，卷带筒卡紧在组合旋转体上，三者松开后，卷带筒可被顶杆73顶出更换另一卷带筒。卷带筒也可以与外壁为圆台面、内为空腔台壁面有通孔的插筒轮套合锁紧，构成组合旋转体，组合旋转体通过轴承套管与抽风机、由传感器驱动的直流调速电机及其带有控制系统的、以谐波方式传动的旋绕设备相连，构成复合卷带机。

本设备设有四个集中控制区，分别是

出钢控制系统的集中控制区14、执行功能为真空冶炼炉钢水测温27，蔽渣器钢水液位控制91，中频感应加热供电控制系统94，真空冶炼炉钢水供应系统3充气控制，中间包钢水成分微调、部分除渣、镇静、调温，中间包保护气体盖30开闭控制及充气控制，中间包三塞把35、37及滑动出钢水口36、38液压传动控制，中间包加热功率给进及动力驱动控制33。

分流阀、喷铸包、冷却辊的制冷控制系统的集中主控控制区16。执行功能为：迷宫缓流分流阀5、塞把100钢水出水口液压传动控制，喷铸包气体保护罩39开闭及充气控制、喷铸包钢水温度44及液位45控制，喷铸包喷嘴106对冷却辊致冷及控制系统7中的冷却辊88的辊嘴间隙控制40、喷铸包整体升降59控制，稳流筒盖43浮牵控制，冷却辊致冷物测温及流量控制25，剥离气体流量控制41，辊嘴间钢水熔潭形貌高速摄影92及其热成像显示测控53，冷却辊辊速测控54，冷却辊动平衡测控51，气力输送管8开关控制，综合工艺参数数据采集及其计算机数据处理辅助控制，现场工况故障回馈显示与其应对辅助控制98，现场综合工况合规就绪鸣笛与现场工况异常鸣笛和指令传送通讯系统89。

分流阀、喷铸包、冷却辊的制冷控制系统集中辅助控制区15，执行功能为：致冷换热器23控制、泵组20控制，剥离气体泵50控制，迷宫式缓流分流阀测温101及加热功率给进102控制，辊面粉尘抽风机48、辊面车削修磨46控制，辊面抛光47控制，喷铸包发热体65测温及其功率给进66控制，喷嘴预热保温器测温及其加热功率给进61控制。

成品带卷取集中控制区17，执行功能为：带形检测及滚剪机9驱动控制、二冷区10带传送及其换热致冷控制，卷带机11驱动控制。

保护气体供应站由高压气罐95与减压分流控制器13组成。液压泵站12。集中开闭环循环致冷控制系统2，由水泵组20、制冷换热器23、冷却塔21、高位水箱22、低位水池19、开闭环循环水冷调配器24及循环管线、水压表、流量计、闸阀和各需要水冷的设备组成。

配送料系统116由贮料罐、皮带电子秤或核子秤及送料传送带、计算机优化配料控制系统等部分组成。

吊运转送系统18，由天车、单臂移动吊车、电平叉车、电平车、球球轴承轮滑板、传送带等组成。其中球球轴承由大滚珠68，压紧轴承套69，小滚珠70，轴承腔座71组成。

配电供电系统1由多路380V动力电和多路220V照明电及柴油发电机后备电力供应系统组成。

空调117与布袋除尘118系统，由工业用空调机、通风机及其管道、布袋除尘器等组成。

除上述主要技术特征外，在具体实施过程中，还需具备如下技术特征：

本套设备喷铸包升降调位机构可以是带滑轨的由液压传动或螺纹顶杆传动整体升降的框架，框架上设置有平移喷铸包导轨、采用三秃轮、蜗轮蜗杆传动或液压传动调整喷嘴与辊面间隙机构；也可以是三维互为垂直旋转以多柱为轴、单杈支梁、蜗轮蜗杆及螺纹顶杆升降、平移、倾转喷铸包的复合框架。

本套设备喷铸包壳壁镶嵌有不少于三个弧形凸轮槽109，槽内可设置精密等级不低于C级的球球轴承67，也可以不设置球球轴承67，球球轴承是由大滚珠与小滚珠组合于半球空穴中，并由轴承架固定的结构，其精度等级高于C级。

本套设备中间包出钢除可以采用塞把及滑动水口复合安全出钢结构外还可以采用倾注式出钢结构。

本套设备迷宫式缓流分流阀5是具有保温衬底结构的。

由于是规模化连续生产，本套设备是以计算机非晶态合金优化配料软件系统及中间包钢水主要成分在线检测系统支撑的在线配送料控制结构。

本设备采用的双链交联、梯级位差分布结构，有效利用了重力势能并克服了连续化生产对单链设备及部件要求苛刻的弱点。由于是在标准大气压，有常规重力的环境作用下急冷制带的；因此，对于本套设备的喷铸包、冷却辊、流体钢水急冷成带尺度控制结构关系应符合下式 $\mathrm{\δ}=\frac{\mathrm{kh}}{V}\×\sqrt{\frac{8\mathrm{gH}}{[3-\frac{h}{d}+\frac{{2h}^2}{d^2}]}}0.5\≤k\≤1.5$ h：辊嘴间距单位：(米)      H：喷铸包内喷嘴杯中钢水液位单位(米)d：喷嘴的嘴缝宽度单位(米)  V：旋辊线速度单位(米/秒)δ：带厚单位(米)  g：重力加速度9.8米/秒²  k：工况修正系数

要求冷却辊为铬铜辊，紫铜辊，原始辊面温度T＝10℃±5℃，金属熔体过热度150℃左右，辊面光洁度7以上，h＜d。

本套设备实现连续制带的物流条件及液位结构关系是单位时间内真空冶炼合格钢水注入到中间包的钢水量不小于同单位时间内、中间包钢水总装入量下降到维持喷铸包合适液位、正常制带工况下的临界存留量的减少量，且此减少量不小于同单位时间内由喷嘴喷出的金属量，喷嘴喷出的金属量等于成带金属量与过程损耗金属量之和。

本套设备双冷却辊以狭流道形成高速水流或高流速低温氮气在冷却辊内辊面完成换热冷却的结构、支撑冷却辊旋转轴承精密等级不低于C级，双冷却辊中轴可以是同轴也可以是异轴。

本套设备中间包钢水复合出水口是采用钨丝、钼丝强化耐火材料塞把、塞头并与水口研磨做为主出水口，并有下部滑动水口做保护备用水口，塞把及滑板可用液压传动控制开启与闭合的结构。

本设备冷却辊旋转机构采用分路控制各自的定位调节框架，辊面修磨及其清洁系统；还具有可更换喷铸包及其预热设备，所谓不少于两个的喷铸包是指在双冷却辊之间位置处可另加入第三套及以上的具有定位调节、升降框架的喷铸包；所谓不少于两个的气力输送管是指不少于两个平行排列的可移动的气力输送管；中间包留有钢水紧急导出通道，钢水可直接进入钢锭模成锭，以防双重出钢口失效而严重漏钢的情况发生。

本套设备还配有创造的球球轴承轮短途传送车局部区域的转送装置；配送料系统经计算机优化配料、称料控制系统由贮料罐、皮带电子秤、核子秤及其传送带主要部分完成对单、双真空冶炼炉钢水供应系统送料；由天车、单臂吊车、电平起重叉车、电平车、传送带、球球轴承轮滑板构成的吊运系统，并以具有防雷功能的配电系统，空调、布袋除尘系统对设备送电、环境除尘。

生产中采用双链交联工艺，二炼二、二炼一、二喷二、二喷一、二卷二、二卷一交错与共同作业相配合。从原材料的计算机优化配料及其核子秤或皮带电子枰称料配送入炉开始，材料主要经过冷态原材料到热态金属熔体再到冷态成品带材一个冷热交替循环，顶多再有部分不合格的返回料再经历一次冷热交替循环，就完成了制带任务，节约了能源，降低了材料过程损耗，同时通过带形检测、二冷、直接卷取成成卷带材。

本实用新型的优点在于：以双链交联、梯级位差分布结构，由单、双冶炼炉、中间包、迷宫式缓流分流阀、不少于两个的喷铸包、双冷却辊、不少于两个的气力输送管、双带形检测区及其二冷区和复合双卷带机组成总体设备，有效利用了重力势能并克服了连续化生产对单链设备及部件要求苛刻的弱点。可靠性高、抗故障发生能力强、灵活性高、降耗节能，连续生产能力强。产量相同条件下，生产周期短、产品一致性好、生产效率高、综合投资效益指标高，适合于规模化工业生产。

附图说明

图1：一种规模化连续生产急冷金属薄带的成套制造设备总体结构示意图

图2：一种规模化连续生产急冷金属薄带的成套制造设备双链交联工艺的主要设备布置示意图。

图3：气力输送管、带形检测区、二冷区、复合卷带机布置示意图

图4：具有A-A剖面的复合卷带机结构示意图

图5：大包角反喷带设备结构布置示意图

图6：球球轴承结构示意图的俯视图

图7：球球轴承结构示意图的B-B剖面图

图8：剥离气体喷嘴结构示意图

图9：喷铸包及其预热设备结构示意图

具体实施方式

如图1所示，一种规模化生产急冷金属薄带的制造设备，主要由单、双真空冶炼炉钢水供应系统3、中间包4、喷铸包6、薄带气力输送管8、卷带机11构成，本设备采用了单、双感应加热坩埚、中间包、迷宫式缓流分流阀、双喷铸包、双冷却辊、双气力输送管、双带形检测区、双二冷区和双复合卷带机呈双链交联、梯级位差分布结构。

单、双感应加热坩埚26包含在钢水供应系统3内，钢水供应系统3除感应加热坩埚26外，还设有蔽渣器28、蔽渣器流道29、钢水测温装置27、钢水液位测控装置91、真空感应冶炼炉冷却水循环控制系统93、中频感应加热供电控制系统94、在线钢水成份取样器96、出钢阀盖119。

中间包4包含中间包加热功率给进及动力驱动控制33、轻质气体保护罩30、水冷循环系统34、中间包钢水温度显示控制系统31、钢水液位显示控制系统32、双塞把37、后备双滑动水口38、残余钢水塞把35、后备残余钢水滑动水口36、中间包支倾架调位机构97、可移动钢水漏斗55。

对应于中间包出钢口设有可移动、可更换的迷宫式缓流分流阀5，分流阀5由钢水分流板103(见图2)、缓流分流流道99、液压传动出钢塞把100、碳矽棒加热控制系统101及测温显示控制系统102等部分组成。

对应于迷宫式缓流分流阀5的两路可位移复合低卷渣流道104分别搭接在两组喷铸包6上。喷铸包6含有喷铸包综合控制及其定位调节系统，喷铸包6上有轻质气体保护罩39，喷铸包内具有裸体及耐火材料埋覆碳矽棒发热体并与外部保温调温控制系统相连、喷嘴杯105是套装在喷铸包内、紧靠碳矽棒发热体放置在石墨定位垫片107上，喷嘴杯105是由沿壁导流器52，中置可牵引加配重开启阀盖43的锥口稳流筒42、石墨定位垫片多种耐火材料件经高温粘接剂粘接、适当焙烧构成的，稳流筒底部粘接有开缝喷嘴106；喷嘴是露出喷铸包的；喷嘴杯105钢水入口处设置有沿壁导流器52，沿壁导流器52下端低于锥口稳流筒开启阀盖43，锥口稳流筒42经石墨定位垫片107与粘接有喷嘴的喷嘴套106用高温粘接剂烧结在喷嘴杯105的底部中心处。喷嘴杯内设置有钢水温度探测及其外部显示控制系统44、钢水液位探测及其外部显示控制系统45。喷铸包外壳108(见图2)是由耐热低变形量的优质钢或铸铁材料制成；为减少制带时喷铸包的热变形量而预先达到工况温度及灵活更换喷铸包的需要，配置了喷铸包预热设备56(见图9)，喷铸包的壳壁镶嵌有不少于三个弧形凸轮槽109(见图9)，槽内可以设置精密等级不低于C级的球球轴承67(见图6)，也可以不设置。喷铸包还具有包体温度测量及其外部显示控制系统65，喷铸包加热体及其供电控制系统66，喷铸包是坐落在拥有蜗轮蜗杆细牙螺纹顶杆或液压传动的可沿轨滑移的凸轮定位调节机构的框架40上，框架40坐落在可平移、旋转、整体升降的框架120(见图2)上，在框架40的53位置处(见图5)还装备有可选的热成像仪与高速摄像机或激光测厚仪和在框架40的92位置处(见图5)装备有侧成像高速摄像机，框架120紧密套装在液压传动或螺纹顶杆传动的柱体59(见图2)上，喷嘴下侧位还设置有喷嘴预热保温装置及其测温与供电控制系统61。

喷嘴下方为双冷却辊致冷及其控制系统7，包含双冷却辊88、不低于C级的辊轴支撑轴承58(见图2)、三组密封导流盒57(见图2)、后部辊面车削机构46、辊面修磨机构47、辊面清洁抽风口及其后备控制设备48、辊体侧下部的可调剥离气体喷嘴41、通过管道连接有气液、油水分离阀49、气泵及消声器50，冷却辊下部连接直流调速电机及其供电控制系统110(见图2)，通过谐波轮减速箱64(见图2)及皮带轮62(见图2)传动转动动力给冷却辊88(见图2)的辊轴111(见图2)。紧靠皮带轮62配有辊速测试仪54，在冷却辊支撑机座112内腔内设置有动平衡测量仪51。三组密封导流盒57(见图2)进出口采用挠性接口63(见图2)连接。

对应于剥离出带处的两端为喇叭口85(见图3)的薄带气力输送管8，是由带传动溜道90(见图3)、侧排气孔83(见图3)及连接的可控气源60(见图2)、管体入口处钢渣漏斗81(见图3)、管道插板阀82(见图3)、管体支架84(见图3)等部分组成，后接具有带材滚剪机和带面、带缘、带厚检测的带形检测区9及二冷区10(见图3)。二冷区10由冷却夹辊87(见图3)及抽风机86(见图3)等部分组成。

二冷区10后为复合卷带机11，复合卷带机11(见图3)由具有卡口含内锥腔带孔卷带筒75(见图4)，带液压顶出杆73(见图4)有内外锥度插齿和密封圈113(见图4)的插筒轮74(见图4)、连接传感器驱动的直流调速电机72(见图4)的谐波传动的旋绕设备114(见图4)，可被动旋转带并有外锥度插齿和密封圈113(见图4)的插筒轮77(见图4)且该轮是通过轴承导管与抽风机相连的电机拖动设备等部分组成；含内锥腔外壁为柱面筒壁带通孔的卷带筒75(见图4)上套有调宽挡圈76(见图4)，谐波传动的旋绕设备114(见图4)可沿滑轨80(见图4)移动，也可由紧固扣115(见图4)固定在滑轨80(见图4)上，有外锥度插齿及密封圈113(见图4)以轴承导管连接到抽风管78(见图4)的插筒轮77(见图4)安装在电动小车79(见图4)上，电动小车79(见图4)可在滑轨80(见图4)上移动；其中卷带筒75(见图4)内锥度与旋绕机插筒轮74(见图4)插齿外锥度要间隙配合；旋绕机插筒轮74(见图4)插齿内锥度要与连有抽风机的电机拖动设备的被动旋转插筒轮77(见图4)插齿的外锥度形成过盈配合；三者套合插紧后，卷带筒卡紧在组合旋转体上，卷带筒可卷带，三者松开后，卷带筒可被顶出为天车及单臂吊车吊离，这时可以更换用另一卷带筒绕带。

本设备设有四个集中控制区，分别是

出钢控制系统的集中控制区14、执行功能为真空冶炼炉钢水测温27，蔽渣器钢水液位控制91，中频感应加热供电控制系统94，真空冶炼炉钢水供应系统3充气控制，中间包钢水成分微调、部分除渣、镇静、调温，中间包保护气体盖30开闭控制及充气控制，中间包三塞把35、37及滑动出钢水口36、38液压传动控制，中间包加热功率给进及动力驱动控制33。

分流阀、喷铸包、冷却辊的集中辅助控制区15，执行功能为：致冷换热器23控制、泵组20控制，剥离气体泵50控制，迷宫式缓流分流阀测温101及加热功率给进102控制，辊面粉尘抽风机48、辊面车削修磨46控制，辊面抛光47控制，喷铸包发热体65测温及其功率给进66控制，喷嘴预热保温器测温及其加热功率给进61控制。

分流阀、喷铸包、冷却集中主控控制区16。执行功能为：迷宫缓流分流阀5、塞把100钢水出水口液压传动控制，喷铸包气体保护罩39开闭及充气控制、喷铸包钢水温度44及液位45控制，喷铸包喷嘴106对冷却辊致冷及控制系统7中的冷却辊88的辊嘴间隙控制40、喷铸包整体升降59控制，稳流筒盖43浮牵控制，冷却辊致冷物测温及流量控制25，剥离气体流量控制41，辊嘴间钢水熔潭形貌高速摄影92(见图5)及其热成像显示测控53(见图5)，冷却辊辊速测控54，冷却辊动平衡测控51，气力输送管8开关控制，综合工艺参数数据采集及其计算机数据处理辅助控制，现场工况故障回馈显示与其应对辅助控制98，现场综合工况合规就绪鸣笛与现场工况异常鸣笛和指令传送通讯系统89。

成品带卷取集中控制区17，执行功能为：带形检测及滚剪机9驱动控制、二冷区10带传送及其换热致冷控制，卷带机11驱动控制。

保护气体供应站由高压气罐95与减压分流控制器13组成。液压泵站12、集中开闭环循环致冷控制系统2，由水泵组20、制冷换热器23、冷却塔21、高位水箱22、低位水池19、开闭环循环水冷调配器24及循环管线、水压表、流量计、闸阀和各需要水冷的设备组成。

配送料系统116由贮料罐、皮带电子秤或核子秤及送料传送带、计算机优化配料控制系统等部分组成。

吊运转送系统18，由天车、单臂移动吊车、电平叉车、电平车、球球轴承轮滑板、传送带等组成。其中球球轴承由大滚珠68(见图7)，压紧轴承套69(见图7)，小滚珠70(见图7)，轴承腔座71(见图7)组成。

配电供电系统1由多路380V动力电和多路220V照明电及柴油发电机后备电力供应系统组成。

空调117与布袋除尘118系统，由工业用空调机、通风机及其管道、布袋除尘器等组成。

实施例：由8000KVA配电供电系统、两座实际冶炼钢水容量不低于800kg真空感应冶炼炉为主的热态钢水供应系统、一座非真空气体保护实际钢水容量不低于1800kg熔炼保温的中间包钢水控制系统、两座实际钢水容量20至80kg的喷铸包、直径1米辊面宽0.5米双冷却辊及双套气力输送管、带形检测区、二冷区、复合卷取机为主组成的连续生产急冷金属薄带的成套设备。采用双链交联制带工艺：二炼二、二喷一(交错喷制)、二卷二作业模式、喷制40mm宽Fe NbCu Si B超微晶合金带材，该带材主要用于电流互感器、逆变变压器磁芯。

制带控制工艺参数为：喷嘴出钢温度1350℃，喷嘴嘴缝宽0.8mm，嘴缝长40mm，喷嘴杯内合金熔体液位为180mm，辊嘴间距为0.32mm，辊速为26m/S出带厚度：28μm宽度39.9mm

经热处理后合金带性能：

      饱和磁感应强度Bs＞1.25T

      初始磁导率μ₀＞80000Gs/Oe

Claims (10)

1.一种规模化生产急冷金属薄带的制造设备，它主要由冶炼炉、中间包、喷铸包、卷带机构成，其特征在于本设备采用了单、双真空冶炼炉钢水供应系统(3)、中间包(4)、迷宫式缓流分流阀(5)、不少于两个的喷铸包(6)、双冷却辊致冷及其控制系统(7)、不少于两个的气力输送管(8)、双带形检测区(9)、双二冷区(10)和双复合卷带机(11)呈双链交联、梯级位差分布结构；

单、双感应加热坩埚(26)包含在钢水供应系统(3)内，钢水供应系统(3)除感应加热坩埚(26)外，还设有蔽渣器(28)、蔽渣器流道(29)、钢水测温装置(27)、钢水液位测控装置(91)、真空冶炼炉冷却水循环控制系统(93)、中频感应加热供电控制系统(94)、在线钢水成份取样器(96)、出钢阀盖(119)；单、双真空冶炼炉钢水供应系统与带蔽渣器，撇渣器的出钢流道相连，冶炼炉具有顶底钢水取样及钢水测温、蔽渣器液位显示控制系统；

中间包(4)包含中间包加热功率给进及动力驱动控制(33)、轻质气体保护罩(30)、水冷循环系统(34)、中间包钢水温度显示控制系统(31)、钢水液位显示控制系统(32)、双塞把(37)、后备双滑动水口(38)、残余钢水塞把(35)、后备残余钢水滑动水口(36)、中间包支倾架调位机构(97)、可移动钢水漏斗(55)；开启阀盖后，钢水经流道进入置于支倾架调位机构上的中间包，中间包上盖装有轻质气体保护罩，中间包外壳为耐热钢与保温层、内衬为耐火材料打结的坩埚，外壳与内衬之间位置处为水冷感应线圈或电阻发热体并与外部加热功率给进调温系统相连，包内设置有钢水液位、温度探头并与外部钢水液位、温度显示控制系统相连，中间包底侧部还具有三塞把及三滑动水口后备保护出钢系统；

对应于中间包出钢口设有可移动、可更换的迷宫式缓流分流阀(5)，分流阀(5)由钢水分流板(103)、缓流分流流道(99)、液压传动出钢塞把(100)，碳矽棒加热控制系统(101)及测温显示控制系统(102)等部分组成；

对应于迷宫式缓流分流阀(5)的两路可位移复合低卷渣流道(104)分别搭接在两组喷铸包(6)上，喷铸包(6)含有喷铸包综合控制及其定位调节系统，喷铸包(6)上有轻质气体保护罩(39)，喷铸包内具有裸体及耐火材料埋覆碳矽棒发热体并与外部保温调温控制系统相连、喷嘴杯(105)是套装在喷铸包内、紧靠碳矽棒发热体放置在石墨定位垫片(107)上，喷嘴杯(105)是由沿壁导流器(52)，中置可牵引加配重开启阀盖(43)的锥口稳流筒(42)、开缝喷嘴(106)石墨定位垫片多种耐火材料件经高温粘接剂粘接、适当焙烧构成的，喷嘴杯(105)钢水入口处设置有沿壁导流器(52)，沿壁导流器(52)下面是稳流筒(42)，稳流筒上有开启阀盖(43)底部粘接有开缝喷嘴(106)；喷嘴是露出喷铸包的；喷嘴杯内设置有钢水温度探测及其外部显示控制系统(44)、钢水液位探测及其外部显示控制系统(45)；喷铸包外壳(108)是由耐热低变形量的优质钢或铸铁材料制成，配置了喷铸包预热设备(56)，喷铸包的壳壁镶嵌有不少于三个弧形凸轮槽(109)，喷铸包还具有包体温度测量及其外部显示控制系统(65)，喷铸包加热体及其供电控制系统(66)；喷铸包是坐落在拥有蜗轮蜗杆细牙螺纹顶杆或液压传动的可沿轨滑移的凸轮定位调节机构的框架(40)上，框架(40)坐落在可平移、旋转、整体升降的框架(120)上，在框架(40)的(53)位置处还装备有可选的热成像仪、高速摄像机或激光测厚仪和在框架(40)的(92)位置处装备有侧成像高速摄像机，框架(120)紧密套装在液压传动或螺纹顶杆传动的柱体(59)上，喷嘴下侧位还设置有喷嘴预热保温装置及其测温与供电控制系统(61)；

喷嘴下方为双冷却辊致冷及其控制系统(7)，包含双冷却辊(88)、不低于C级的四组支撑辊轴轴承(58)、三组密封导流盒(57)、冷却辊轴管端口与密封导流盒动密封对接、导流盒另一端与集中开闭环循环致冷控制系统相连，三组密封导流盒(57)进出口采用挠性接口(63)连接，双冷却辊的各自挡风板及其辊面清洁机构和辊面修磨机构位于各自辊面一侧与机座连接，该侧为辊面车削机构(46)、辊面修磨机构(47)、辊面清洁抽风口及其后备控制设备(48)、辊体另一侧下部机座壁上设有可调剥离气体喷嘴(41)、它位于剥离出带位置，可调剥离气体喷嘴(41)通过管道连接有气液、油水分离阀(49)气泵及消声器(50)，冷却辊轴(111)上的皮带传动轮通过皮带与冷却辊下部机座(112)内腔中的皮带轮(62)谐波轮减速箱(64)直流调速电机及其供电控制系统(110)相连，直流调速电机及其供电控制系统(110)通过谐波轮减速箱(64)及辊轴(111)上皮带轮(62)以皮带传动将转动动力传给冷却辊(88)；紧靠皮带轮(62)配有辊速测试仪(54)，在冷却辊支撑机座(112)内腔内设置有动平衡测量仪(51)；直流调速电机与冷却辊旋转驱动控制装置、辊速测试装置、位于冷却辊下机座内系统动平衡测试仪相连，其外还连接有对辊嘴间隙及其熔潭的监控调节集中控制系统；

薄带气力输送管(8)对应于剥离出带处，两端为喇叭口(85)，是由带传动溜道(90)、侧排气孔(83)及连接有可控气源(60)、管体入口处钢渣漏斗(81)、管道插板阀(82)、管体支架(84)等部分组成，后接具有带材滚剪机和带面、带缘、带厚检测的带形检测区(9)及二冷区(10)，二冷区(10)由冷却夹辊(87)及抽风机(86)等部分组成；

复合卷带机(11)由具有卡口含内锥腔带孔卷带筒(75)，带液压顶出杆(73)有内外锥度插齿和密封圈(113)的插筒轮(74)、连接传感器驱动的直流调速电机(72)的谐波传动的旋绕设备(114)，可被动旋转带并有外锥度插齿和密封圈(113)的插筒轮(77)且该轮是通过轴承导管与抽风机相连的电机拖动设备等部分组成；含内锥腔外壁为柱面筒壁带通孔的卷带筒(75)上套有调宽挡圈(76)，谐波传动的旋绕设备(114)可沿滑轨(80)移动，也可由紧固扣(115)固定在滑轨(80)上，有外锥度插齿及密封圈(113)以轴承导管连接到抽风管(78)的插筒轮(77)安装在电动小车(79)上，电动小车(79)可在滑轨(80)上移动；其中卷带筒(75)内锥度与旋绕机插筒轮(74)插齿外锥度要间隙配合；旋绕机插筒轮(74)插齿内锥度要与连有抽风机的电机拖动设备的被动旋转插筒轮(77)插齿的外锥度形成过盈配合；(74)(75)(77)三者套合插紧后，卷带筒卡紧在组合旋转体上，三者松开后，卷带筒可被顶杆(73)顶出更换另一卷带筒。

2.如权利要求1所述的一种规模化生产急冷金属薄带的制造设备，其特征在于：本套设备喷铸包升降调位机构可以是带滑轨的由液压传动或螺纹顶杆传动整体升降的框架，框架上设置有平移喷铸包导轨、采用三秃轮、蜗轮蜗杆传动或液压传动调整喷嘴与辊面间隙机构；也可以是三维互为垂直旋转以多柱为轴、单杈支梁、蜗轮蜗杆及螺纹顶杆升降、平移、倾转喷铸包的复合框架。

3.如权利要求1所述一种规模化生产急冷金属薄带的制造设备，其特征在于：喷铸包壳壁镶嵌有不少于三个弧形凸轮槽(109)，槽内可设置精密等级不低于C级的球球轴承(67)，也可以不设置球球轴承(67)，球球轴承是由大滚珠与小滚珠组合于半球空穴中，并由轴承架固定的结构，其精度等级高于C级。

4.如权利要求1所述一种规模化生产急冷金属薄带的制造设备，其特征在于：中间包出钢除可以采用塞把及滑动水口复合安全出钢结构外还可以采用倾注式出钢结构。

5.如权利要求1所述一种规模化生产急冷金属薄带的制造设备，其特征在于：迷宫式缓流分流阀(5)是具有保温衬底结构的。

6.如权利要求1所述一种规模化生产急冷金属薄带的制造设备，其特征在于：由于是规模的连续生产，是以计算机非晶态合金优化配料软件系统及中间包钢水主要成分在线检测系统支撑的在线配送料控制结构。

7.如权利要求1所述一种规模化生产急冷金属薄带的制造设备，其特征在于：本设备是在标准大气压，有常规重力的环境作用下急冷制带的；因此，对于本套设备的喷铸包、冷却辊、流体钢水急冷成带尺度控制结构关系应符合下式 $\mathrm{\δ}=\frac{\mathrm{kh}}{V}\×\sqrt{\frac{8\mathrm{gH}}{[3-\frac{h}{d}+\frac{{2h}^2}{d^2}]}}0.5\≤k\≤1.5$ h：辊嘴间距单位：(米)H：喷铸包内喷嘴杯中钢水液位单位(米)d：喷嘴的嘴缝宽度单位(米)  V：旋辊线速度单位(米/秒)δ：带厚  单位(米)g：重力加速度9.8米/秒²  k：工况修正系数

要求冷却辊为铬铜辊，紫铜辊，原始辊面温度T＝10℃±5℃，金属熔体过热度150℃左右，辊面光洁度7以上，h＜d。

8.如权利要求1所述一种规模化生产急冷金属薄带的制造设备，其特征在于：实现连续制带的物流条件及液位结构关系是单位时间内真空冶炼合格钢水注入到中间包的钢水量不小于同单位时间内、中间包钢水总装入量下降到维持喷铸包合适液位、正常制带工况下的临界存留量的减少量，且此减少量不小于同单位时间内由喷嘴喷出的金属量，喷嘴喷出的金属量等于成带金属量与过程损耗金属量之和。

9.如权利要求1所述一种规模化生产急冷金属薄带的制造设备，其特征在于；双冷却辊以狭流道形成高速水流或高流速低温氮气在冷却辊内辊面完成换热冷却的结构、支撑冷却辊旋转轴承精密等级不低于C级，双冷却辊中轴可以是同轴也可以是异轴。

10.如权利要求1所述一种规模化生产急冷金属薄带的制造设备，其特征在于：中间包钢水复合出水口是采用钨丝、钼丝强化耐火材料塞把、塞头并与水口研磨做为主出水口，并有下部滑动水口做保护备用水口，塞把及滑板可用液压传动控制开启与闭合的结构。

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