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一種雙金屬復合板電脈沖固液鑄軋設備及方法_2

文檔序號:8329445閱讀:來源:國知局
>[0023] 圖2為本發(fā)明雙金屬復合板電脈沖固液鑄乳設備的結(jié)構(gòu)圖;
[0024] 圖3為本發(fā)明設備沿圖2的A-A線剖視圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面將結(jié)合圖1、圖2和圖3,以銅/鋁固液鑄軋電流強化復合為例,具體說明本發(fā) 明的設備及實施方法。
[0026] 如圖1及圖2所示,本發(fā)明提供一種雙金屬復合板電脈沖固液鑄軋設備,其包括凸 字型機架1、通過固定裝置設置在機架1上的鑄軋輥3以及用于調(diào)節(jié)鑄軋輥3位置的輥縫調(diào) 節(jié)裝置。
[0027] 鑄軋輥3設置有軋輥扁頭13,軋輥扁頭13由電機獨立驅(qū)動。鑄軋輥3包括第一 主鑄軋輥31、第二主鑄軋輥32以及輔助鑄軋輥33,第一主鑄軋輥31以及第二主鑄軋輥32 基本平行地設置在機架1的底部,輔助鑄乳棍33設置在機架1的上部并與第一主鑄乳棍31 相鄰,第一主鑄軋輥31設置有輥芯311、輥套312、設置在輥套312內(nèi)表面的可導熱電絕緣 涂層313以及設置在輥芯311內(nèi)部的多個冷水通道314,第二主鑄軋輥32設置有輥芯321、 輥套322、設置在輥套322內(nèi)表面的可導熱電絕緣涂層323以及設置在輥芯321內(nèi)部的多個 冷水通道324,輔助鑄軋輥33設置有輥芯331、輥套332、設置在輥套332內(nèi)表面的可導熱電 絕緣涂層333以及設置在輥芯331內(nèi)部的多個冷水通道334??蓪犭娊^緣涂層的具體材 料為A1 203、MgO、ZrO2等氧化物陶瓷涂層,涂層的厚度為10~30 μ m,涂層具有高導熱率和 良好的電絕緣性能。
[0028] 第一主鑄軋輥31的一側(cè)的輥芯311上安裝有第一供電滑環(huán)51,第二主鑄軋輥32 的一側(cè)的輥芯321上安裝有第二供電滑環(huán)52,前述的"一側(cè)"為工作人員的操作側(cè),第一供 電滑環(huán)51的定子導線511連接大功率脈沖電流源6的負極,第二供電滑環(huán)的定子導線521 連接大功率脈沖電流源6的正極,第一供電滑環(huán)51的轉(zhuǎn)子導線512穿過輥芯311與輥套312 連接并與第一主鑄軋輥31 -起轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)子導線512穿過輥芯311的部分包覆有絕緣材料, 第二供電滑環(huán)52的轉(zhuǎn)子導線522穿過輥芯321與輥套322連接并與第二主鑄軋輥32 -起 轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)子導線522穿過輥芯321的部分也包覆有絕緣材料,輥套312與輥芯311間以及輥 套322與輥芯321間分別設置可導熱絕緣材料涂層,在不削弱鑄軋輥內(nèi)冷卻水對輥套的冷 卻強度前提下,解決了輥體整體帶電、冷卻水對外接地導通等問題。第一主鑄軋輥31與輔 助鑄軋輥33之間設置有水平布流器71以及第一中間包81,第一主鑄軋輥31與第二主鑄軋 輥32之間設置有豎直布流器72以及第二中間包82,豎直布流器72和第二中間包82之間 以及水平布流器71和第一中間包81之間均設置有滑動開關9。第一中間包81中盛放有熔 融態(tài)的第一金屬液A,第二中間包82中盛放有恪融態(tài)的第一金屬液B。
[0029] 輔助鑄軋輥的輥徑為02O(T08OOmm、第一主鑄軋輥和第二主鑄軋輥的輥徑大小 相同,優(yōu)選為〔MOiTOlSOOtmii,輔助鑄軋輥的輥徑通常設置為小于第一主鑄軋輥和第二主 鑄軋輥的輥徑。三個鑄軋輥通過各自的輥縫調(diào)節(jié)裝置獨立驅(qū)動。
[0030] 在使用時,首先設置各鑄軋輥的工作參數(shù):輔助鑄軋輥相對于第一主鑄軋輥的周 向位置角Θ為-30°~30°,輔助鑄軋輥相對于第一主鑄軋輥的周向位置角Θ為輔助鑄 軋輥的軸線和第一主鑄軋輥的軸線之間的連線與豎直方向所成的夾角,與單金屬鑄軋區(qū)鑄 軋速度為15~150mm/s、雙金屬固液鑄軋復合區(qū)鑄軋速度為15~200mm/s,調(diào)節(jié)輔助鑄軋 輥與第一主鑄軋輥輥面線速度異速比為1. 05~1. 3,使單金屬帶坯或板坯向下彎曲,便于 引入第一主鑄軋輥和第二主鑄軋輥輥縫,第一主鑄軋輥與第二主鑄軋輥輥面線速度異速比 為0. 7~1. 6,以控制復合板出口平直度。鑄軋輥內(nèi)冷卻水的流量為50~200噸/小時,冷 卻水入口溫度為25 °C。
[0031] 第一主鑄軋輥31與輔助鑄軋輥33之間形成一個單金屬鑄軋區(qū)100,第一主鑄軋 輥31與第二主鑄軋輥32之間形成一個雙金屬固液鑄軋復合區(qū)101。雙金屬固液鑄軋復合 區(qū)101包括位于第一區(qū)域的固液鑄軋復合區(qū)和位于第二區(qū)域的固固軋制復合區(qū),第一區(qū)域 為雙金屬固液鑄軋復合區(qū)101的上部分區(qū)域,第二區(qū)域為雙金屬固液鑄軋復合區(qū)101的下 部分區(qū)域。
[0032] 熔融態(tài)的第一金屬液A首先從第一中間包81內(nèi)進入水平布流器71,在第一主鑄 軋輥31和輔助鑄軋輥33之間形成的單金屬鑄軋區(qū)100內(nèi)鑄軋成單金屬帶坯或板坯,并隨 第一主鑄軋輥31的轉(zhuǎn)動繼續(xù)冷卻前行。同時熔融態(tài)的第二金屬液B從第二中間包82內(nèi)進 入豎直布流器72內(nèi),在第一主鑄軋輥31和第二主鑄軋輥32形成的雙金屬固液鑄軋復合區(qū) 101內(nèi),與單金屬鑄軋區(qū)100鑄軋的板坯一起鑄軋成型,實現(xiàn)固-液復合法制備雙金屬復合 板10,雙金屬固液鑄軋復合區(qū)101通過設置在主鑄軋輥輥身端面的側(cè)封板12對金屬熔體 11進行側(cè)封,避免發(fā)生金屬液B溢出事故。
[0033] 輥縫調(diào)節(jié)裝置包括用于調(diào)節(jié)鑄軋輥3位置的調(diào)節(jié)螺絲41以及用于驅(qū)動調(diào)節(jié)螺絲 41的驅(qū)動電機42。調(diào)節(jié)螺絲41為壓下螺絲,第一主鑄軋輥31、第二主鑄軋輥32以及輔助 鑄軋輥33均設置有自己獨立的輥縫調(diào)節(jié)裝置,方便調(diào)節(jié)各鑄軋輥3之間的輥縫以及第一主 鑄軋輥31相對于輔助鑄軋輥33的位置。
[0034] 下面結(jié)合圖1、圖2和圖3對本發(fā)明雙金屬復合板電脈沖固液鑄軋設備的工作步驟 做進一步說明,其中第一金屬液A選用工業(yè)紫銅,第二金屬液B選用工業(yè)純鋁,生產(chǎn)銅/鋁 復合帶材10的厚度為4_、寬度為400_,銅/鋁厚度比約為1: 3。第一主鑄軋輥31和第二 鑄軋棍32的棍徑均為0800mm,輔助鑄軋棍33的棍徑為04〇〇皿1。
[0035] 步驟1 :根據(jù)成品規(guī)格,第一主鑄軋輥31和第二主鑄軋輥32之間的輥縫值調(diào)整為 4mm,取壓下率為50 %,考慮兩種金屬壓下率分配不同,將第一鑄軋輥31和輔助鑄軋輥33之 間輥縫值調(diào)整為I. 8mm。開啟鑄軋機,控制輔助鑄軋輥33軋制速度為15~150mm/s、輔助 鑄軋輥33和第一鑄軋輥異速比為1. 05~1. 3,控制第一主鑄軋輥31與第二主鑄軋輥32異 速比為0. 7~1. 6,使鑄軋機處于空轉(zhuǎn)待機狀態(tài)。
[0036] 步驟2 :將700°C熔融態(tài)的工業(yè)純鋁盛放在第二中間包82內(nèi),1200°C熔融態(tài)的工業(yè) 紫銅盛放在第二中間包81內(nèi),關閉滑動開關9。
[0037] 步驟3 :開啟脈沖電流源6,設置脈沖電流為500~20000A,脈沖頻率為30~ 2000Hz。
[0038] 整個裝置在保護氣氛的控制下,開啟滑動開關9,熔融態(tài)的工業(yè)紫銅從第一中間包 81內(nèi)經(jīng)過導管進入水平布流器71內(nèi),在第一鑄軋輥31和輔助鑄軋輥33形成的單金屬鑄 軋區(qū)100內(nèi)鑄軋成I. 8_板坯,并隨第一鑄軋輥31的轉(zhuǎn)動繼續(xù)冷卻前行。同時熔融態(tài)的工 業(yè)純鋁從第二中間包82內(nèi)經(jīng)過導管進入豎直布流器72內(nèi),然后再由導管澆注到第一鑄軋 輥31和第二鑄軋輥32形成的雙金屬固液鑄軋復合區(qū)101內(nèi),并與單金屬鑄軋區(qū)100鑄軋 的工業(yè)紫銅板一起鑄軋成型,實現(xiàn)固-液復合法制備銅/鋁雙金屬復合板10。
[0039] 進一步,鑄軋成形的銅板進入由第一鑄軋輥31和第二鑄軋輥32形成的雙金屬固 液鑄軋復合區(qū)101時的溫度,可以通過調(diào)整輥速、冷卻水流量和強度來控制。第一鑄軋輥31 和第二鑄軋輥32可以采用異速鑄軋實現(xiàn)對復合板翹曲的控制。
[0040] 利用輔助鑄軋輥33與第一主鑄軋輥31形成的單金屬鑄軋區(qū)100,替代了傳統(tǒng)
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