CN86105956A - 双包单辊式连续急冷喷注装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于合金溶液连续喷注装置，适用于非晶合金的生产领域。

本发明所要解决的是降低喷注装置的成本，保持喷嘴包在喷注过程中具有恒压、恒流、恒温，和能够满足扩大非晶合金生产量的需要。

双包单辊式连续喷注装置包含有熔化包、喷嘴包和冷却辊等设备。本发明主要是在喷嘴包内装有能使溶潭中合金溶液保持恒压、恒流的稳流装置，以及喷嘴包壳体上装有控温的装置，保证了非晶合金的稳定生产。

Description

本发明属于合金熔液连续喷注装置，特别适用于非晶合金的生产领域。

从七十年代初，各国对非晶生产装置开始进行了研究。日本日立金属株式会社在1982年制造出的间歇式单包密封加压急冷喷带装置，每次可喷制100mm宽的非晶带材10kg。该装置基本结构是喷咀和熔化装置为一整体，喷带装置采用的是密封加压喷带方式，因此，装置结构复杂，适用窄咀缝喷咀（0.3mm-0.4mm）。该装置喷咀咀缝容易堵塞，由于合金溶液自身重量形成的压力过大，溶液易于由咀缝处洩漏，喷带过程中不易实现恒压力和恒流量，因装置的容量固定，使生产量受到了一定的限制。（昭60-46845）

美国联合公司在1982年公布了三包连续式急冷喷带装置（熔化包、中间包、喷咀包），可以每小时喷制100mm宽的非晶合金带材一吨，能够连续喷带5小时，但是设备庞大，测控系统复杂，因此，专利和设备等费索价要4500万美元。（美国内部杂誌）

本发明的目的，是提供一种结构简单，容易制造，造价低的，能够控制溶液流量和在喷注过程中，喷咀包能够保持溶液恒温、恒压、恒流的双包单辊式连续急冷喷注装置。

本发明的解决方案，是将合金熔液在熔化包内熔化后，经下注口注入喷咀包，在喷咀包内下部装有一个稳流筒，在稳流筒下部装有喷咀口，当熔液注入喷咀包内的稳流筒外侧时，熔液液面升到所设定的稳流筒高度40mm-80mm后，熔液则流入稳流筒内，熔液经40mm-80mm的动能落差冲出喷咀口喷注在高速旋转的冷却辊面上。在熔液喷注的同时，熔液将很快的充满稳流筒内，熔液升至设定的液位高度，这样喷咀包内就形成有一定恒定压力的熔潭，同时达到有一恒定流量的熔液喷注在冷却辊辊面上的目的。

本发明装置的组成含有熔化包、喷咀包、冷却辊以及中频感应电器设备和双包单辊式急冷喷注装置的支撑框架、控制喷咀包升降的调整系统，直流电机等。

本发明装置生产方法根据附图进行叙述如下。

图1是本发明装置工艺流程的示意图。

图2是本发明中喷咀包的结构图。

在非晶合金的生产过程中，将母合金块按设定合金成分和重量放入熔化包1中，通电后由中频感应线圈7加热，合金熔化后，由热电偶5测温，当达到设定温度后，则提升塞棒4使合金熔液通过熔化包下注口6注入喷咀包2内稳流筒8的外侧，喷咀包2壳体是经电炉丝12加热至设定的温度，当熔化包1注入的熔液在喷咀包2内达到设定温度后，熔液液面随熔液不断的注入而升高，当熔液达到设定高度后，合金熔液则溢入稳流筒8内并很快充满稳流筒8，合金熔液经稳流筒8下部安装的喷咀口9喷注在高速旋转的冷却辊3的辊面上，当带有合金的冷却辊面旋转到剥离气咀15处，从剥离气咀喷出的高压气将合金带从冷却辊子的辊面上剥离开，当合金熔液不断的注入喷咀包2内，则喷咀包2能将合金熔液恒压、恒流地连续喷注在高速旋转的冷却辊子的辊面上，使生产连续进行。

本发明的熔化包是采用中频感应电源加热，熔化包的容量可根据需要而设定，本装置采用容量为40公斤的熔化包，在熔化包的下注口装有控制合金熔液流量的启闭装置，启闭装置是由熔化包内底部镶嵌有出钢下注口和能够升降的塞棒组成，通过控制塞棒的升降来达到控制出钢口合金熔液的流量。

喷咀包安装在熔化包的下方，喷咀包包含有喷咀口、稳流筒、石墨套、喷咀包壳体电阻丝和高温粘结剂。

本发明喷咀包的构成由图2所示，喷咀包壳体13采用耐火材料制成，在喷咀包壳体13的上有许多孔或槽，这些孔或槽中安装的电炉丝12是为喷咀包控温而设置的，电炉丝12所需功率的大小应以保证喷咀包2内达到设定温度为准，喷咀包2内的温度可采用700℃-1000℃，喷咀包2内安装有热电偶14，供测温和控温使用。稳流筒8安装在喷咀包2的底部，在接口连接处垫有石墨套10，喷咀口9安装在稳流筒8的底部。在喷咀包2与石墨套10的装配，石墨套10与稳流筒8的装配，稳流筒8与喷咀口9的装配，都采用动配合，并在装配接口处都用高温粘结剂粘合。在安装喷咀口9时应满足喷咀口9开口长度方向平行于冷却辊3的轴向，稳流筒8的内横截面积应在喷咀包2的内横截面积的 1/3 ～ 2/3 范围内。稳流筒8的高度要根据所熔化合金熔液流动性好坏而定，流动性好的合金熔液稳流筒8的高度可设定低些，而流动性差的合金熔液，则稳流筒8的高度可设定高些。在稳流筒8与合金熔液下注液之间设有挡板11，挡板11的上端与喷咀包2相接，挡板11下端应低当稳流筒8上端10mm～30mm，挡板11与稳流筒8外壁之间的距离为5mm-10mm。挡板11的设置是为防止合金熔液在注入喷咀包2内时有熔液溅入稳流筒8。稳流筒8与喷咀包2接口处设置的石墨套10是为折卸稳流筒8时，防止损坏喷咀包2和稳流筒8。

整体喷咀包2是安装在一个可升降的框架上，通过框架升降的调整来达到喷咀口9与冷却辊3之间距离的调整。框架升降的调整可以采用螺纹顶杆的方式，也可以采用液压升降的方式。

合金熔液由喷咀包2经喷咀口9喷注至高速旋转的冷却辊3的辊面上，冷却辊3采用循环水强制冷却的内冷式铜质材料制成，辊径为φ350mm，冷却辊3安装在喷咀包2的下方，冷却辊3采用直流电动机带动旋转，转速可连续调整从0～2000转/分。根据附图1所示，在靠近冷却辊3表面装有合金带材的剥离气咀15，由剥离气咀15喷出的高压气体将高速旋转冷却辊3表面上的合金带材剥离开通过以上的叙述，则达到了合金薄带的生产要求。

由于每一种合金的熔化温度是一定的，而合金熔液的流动性则是随温度升高而增强，如果只提高熔液的温度，而其他工艺参数不随之改变，则会有因熔液的流动性增强，合金熔液从喷咀口9喷注的流量则增加，合金带变厚，甚至粘辊和打坏喷咀口9。如果合金熔液温度过低也会影响熔液的流动性。所以对流动性好的合金熔液，加热温度尽量低些为好。

根据图2所示，喷咀包2内设置的稳流筒8可防止合金熔液冲击喷咀口9，对喷咀包2内合金熔液起到稳流的作用。当合金熔液从熔化包1注入到喷咀包2时，熔液冲击到的是稳流筒8的外侧，合金熔液则会从喷咀包2的一端流向另一端，喷咀包2内的合金熔液液面随着不断的注入而升高，当合金熔液液面达到稳流筒的高度时，合金熔液经40mm-80mm动能的落差冲出喷咀口9，这样可有效的防止喷咀口9的堵塞，在合金熔液喷注的同时，也能很快的充满稳流筒8内，由于有稳流筒8防止合金熔液冲击搅动，而又有一定液面的高度，使喷咀包2内形成恒定压力的熔潭，这样就有恒定流量的合金熔液连续的喷注至高速旋转的冷却辊3上。

本发明喷咀包也可以连续喷注，当有两个以上熔化包或加大熔化包容积时，只要有足够多的合金熔液注入喷咀包内，则喷咀口可以连续喷注相同质量的合金带材。以满足大批量的生产。

本发明与已有技术比较具有以下效果。

1.本发明与国外已有技术相比较，具有装置简单，造价低。日本日立金属株式会社所发明的装置，喷带方法采用密封加压喷带形式，装置结构复杂，每台全套装置索价5亿日元。美国联合公司所生产装置庞大，测控系统复杂，并需要多种高精度仪表和大量基建投资。每台装置索价4500万美元。而本发明装置简单，所需投资人民币7万-8万元。

2.本装置设计合理，本装置采用喷咀包方式，即省去了美国联合公司所发明装置中的中间包一道工序，又解决了日本日立金属株式会社所采用的密封加压方式来保持恒压、恒流喷注的工序。

3.本装置在加大熔化包的容量或另添置若干个熔化包时，只要将合金熔液不断注入喷咀包中，则喷咀包可连续进行喷注。

4.本装置有结构简单，容易制造，操作方便，工艺稳定，喷带成材率高，维修方便。

附图说明

图1是本发明装置示意图

1.熔化包    6.熔化包下注口

2.喷咀包    7.中频感应线圈

3.冷却辊    15.剥离气咀

4.塞棒

5.14.热电偶

图2是喷咀包的装配示意图

8.稳流筒    11.挡板

9.喷咀口    12.电炉丝

10.石墨套    13.喷咀包壳体

实施例

本发明装置的实施方案所用合金熔液为A₁，A₂，合金化学成份分别为：

A₁Fe44-46% Ni44-46% P7-7.5% B1.5-2.5%

A₂Cu75-77% Ni4.5-5.5% Sn11-13% P6-7%

实施方案见表1：

实施例实验结果

A₁成品合金带宽度 100mm

成品合金带厚度    45μ

经磁场热处理后合金带磁性能

B_S＝7800高斯 μm＝60万 H_C＝0.01奥

A₂成品合金带宽度 25mm

成品合金带厚度    40μ

钎焊温度    650℃

焊接处抗拉强度≥16kg/mm²

Claims (6)

1、一种用于生产非晶合金、微晶合金和其它喷注材料的急冷凝固工艺装置，该装置包含有熔化包[1]，喷咀包[2]，冷却辊[3]中频感应电源加热设备，框架升降调整装置和冷却辊[3]的冷却系统，其特征在于喷咀包[2]包含有喷咀包壳体[13]稳流筒[8]喷咀口[9]石墨套[10]挡板[11]和由电炉丝[12]缠绕着的喷咀包壳体[13]。

2、根据权利要求1所述装置，其特征在于喷咀包内底部装有一个具有40mm-80mm高度的稳流筒〔8〕。

3、根据权利要求1、2所述装置，其特征在于喷咀包〔2〕内的稳流筒〔8〕的底部装有喷咀口〔9〕。

4、根据权利要求2所述装置，其特征在于喷咀包〔2〕与稳流筒〔8〕接口处垫有一石墨套〔10〕。

5、根据权利要求3、4所述装置，其特征在于喷咀包〔2〕，稳流筒〔8〕，石墨套〔10〕，喷咀口〔9〕之间接口处都涂有高温粘合剂。

6、根据权利要求1所述装置，其特征在于喷咀包壳体〔13〕绕有供喷咀包〔2〕加热保温的电炉丝加热体〔12〕。

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