專利名稱：一種鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于鎂合金板帶鑄軋設備技術領域，尤其涉及一種鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置。
背景技術：
當前世界范圍的鎂合金消費量呈不斷增長的趨勢，我國是鎂資源大國，但是鎂合金的加工生產(chǎn)水平落后，成本過高，嚴重制約了其應用市場的拓展。因此，開發(fā)適用于鎂合金的低成本短流程技術，是擴大鎂合金應用不可或缺的關鍵技術。雙輥連續(xù)流變鑄軋技術將半固態(tài)加工技術與雙輥連續(xù)鑄軋技術相結(jié)合，兼具了這兩種先進技術的優(yōu)點，是一種全方位高效、節(jié)能、短流程、近終形的加工技術。近十年來，該技術在國際上引起了極大重視，全面實現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化的關鍵技術是目前冶金及材料領域的一項前沿課題，其重要的現(xiàn)實意義在于可以擴大半固態(tài)加工技術的應用范圍，擴大雙輥連續(xù)鑄軋的應用范圍。該技術不僅可以顯著提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源和降低生產(chǎn)成本，在改善鑄軋板坯質(zhì)量方面亦具有很大潛力。然而，國內(nèi)現(xiàn)有的鎂合金雙輥連續(xù)流變鑄軋技術仍然處于實驗室研究階段，進展緩慢，雙輥鑄軋機及其周邊裝備均借鑒于鋁合金鑄軋。由于鎂合金與鋁合金在熱物理化學性能方面有著非常大的差異，因此鎂合金雙輥鑄軋機及其周邊裝備的研究開發(fā)成為鎂合金流變鑄軋關鍵技術研究的迫切要求。鎂合金流變鑄軋的周邊裝備主要是前箱及供料裝置， 前箱主要用于存儲制備的鎂合金半固態(tài)漿料，供料裝置的主要作用是向雙輥鑄軋機提供連續(xù)穩(wěn)定的漿料。由于鎂合金的特殊的熱物理性質(zhì)，因此必須針對性地根據(jù)鎂合金漿料制備設備的結(jié)構(gòu)特點開發(fā)新型的適合鎂合金流變鑄軋的前箱及供料裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，所述前箱及供料裝置能夠方便地與鎂合金半固態(tài)漿料制備設備對接，能夠?qū)⒅苽涞逆V合金半固態(tài)漿料存儲并連續(xù)穩(wěn)定地輸送到鑄軋機進行鑄軋成形。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設計方案—種鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，包括帶有進料口及出料口的前箱及后續(xù)連接的供料嘴；其特征在于前箱內(nèi)置有保溫坩堝，該保溫坩堝分割成一上位保溫室及一下位保溫室，上位保溫室的位置高于下位保溫室，上位保溫室的底部開口并經(jīng)由一坩堝導流管與下位保溫室聯(lián)通；且一進料管經(jīng)進料口通于上位保溫室中，保護氣管經(jīng)保護氣入口通于下位保溫室中；下位保溫室的尾端開設出料口，該前箱的出料口經(jīng)導流管與供料嘴內(nèi)腔聯(lián)通；供料嘴出料口附近固定有三個橢圓形分流塊；在前箱頂部保溫蓋中央安裝有一鎂合金液面高度穩(wěn)定器。所述鎂合金液面高度穩(wěn)定器包括一固定在中心支點上的杠桿，杠桿兩側(cè)支臂的下端分別連接一塞頭及一浮漂，并分別伸入到保溫坩堝的上位保溫室及下位保溫室中；所述的塞頭位于坩堝導流管的上端口的上方，在杠桿的作用下可實現(xiàn)對坩堝導流管上端口的啟閉；所述的浮漂浮于下位保溫室的鎂合金半固態(tài)漿料液面上。所述的杠桿采用普通耐熱鋼材質(zhì)制作，塞頭和浮漂材質(zhì)均采用輕質(zhì)碳化硅(SiC) 復合材料制作。所述的三個分流塊呈等腰三角形分布，其中一個在前，位于軸中心線上，其余兩個在后與軸中心線呈對稱設置。所述的三個分流塊橢圓形為佳。所述的前箱的四面周圍及底圍有保溫材料層，頂部有保溫蓋；所述的導流管與供料嘴的圍側(cè)均圍有保溫材料層。在所述保溫材料層的內(nèi)側(cè)還可有加熱電纜。 在前箱頂部保溫蓋的一側(cè)還可安裝有保護氣管。所述保溫坩堝、供料嘴和導流管之間通過法蘭相互連接。所述保溫坩堝、供料嘴和導流管材質(zhì)均采用ICrllMoV耐熱鋼制作。在供料嘴出料口處設有三個橢圓形的分流塊。本發(fā)明的優(yōu)點是1、裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊，重量輕，操作方便可靠，便于拆卸修理；2、采用了保溫及加熱措施，使半固態(tài)金屬漿料在存儲及連續(xù)輸送過程中散熱量極少，較容易地控制了半固態(tài)漿料的固相分數(shù)，從而保證了連續(xù)鑄軋出質(zhì)量較高的鑄軋板坯；3、設計合理，鎂合金液面高度穩(wěn)定器的介入，使得易于實現(xiàn)鎂合金半固態(tài)漿料存儲與連續(xù)穩(wěn)定的輸送，具有較強的實用性；4、本發(fā)明裝置可將鎂合金半固態(tài)漿料制備設備和常規(guī)雙輥連續(xù)鑄軋機有效連接起來，實現(xiàn)了鎂合金半固態(tài)漿料制備、存儲、穩(wěn)定輸送以及鑄軋成形的一體化過程，其是一種先進的鎂合金連續(xù)流變鑄軋的中間裝置。


圖1為本發(fā)明鎂合金流變鑄軋供料系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖(主剖視)。圖2為本鎂合金流變鑄軋供料系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖(俯視)。圖3為鎂合金液面高度穩(wěn)定器結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為供料嘴結(jié)構(gòu)示意圖(俯視)。下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明
具體實施例方式參閱圖1、圖2所示，本發(fā)明鎂合金連續(xù)流變鑄軋供料系統(tǒng)裝置主要包括前箱及后續(xù)連接的供料嘴；前箱帶有進料口及出料口，該出料口經(jīng)導流管與供料嘴內(nèi)腔聯(lián)通。所述的前箱內(nèi)置有保溫坩堝2，保溫坩堝的作用是存儲鎂合金半固態(tài)漿料，為鑄軋機提供穩(wěn)定的漿料。該保溫坩堝分割成一上位保溫室21及一下位保溫室22，上位保溫室21 的位置高于下位保溫室22，上位保溫室21的底部開口并經(jīng)由一坩堝導流管23與下位保溫室22聯(lián)通。且一進料管5經(jīng)進料口通于上位保溫室21中，保護氣管7經(jīng)保護氣入口通于下位保溫室22中。下位保溫室22的尾端開設出料口，該出料口經(jīng)導流管8與供料嘴9內(nèi)腔聯(lián)通。供料嘴9出料口附近固定有三個橢圓形分流塊，分別為91、92、93，在前箱頂部保溫蓋1中央安裝有一鎂合金液面高度穩(wěn)定器6。 所述的前箱的四面周圍及底圍有保溫材料層，頂部有保溫蓋1，該保溫蓋由外殼和填充的輕質(zhì)硅酸鋁棉組成，外殼使用2mm厚的耐熱不銹鋼板制作，頂部設計有鎂合金漿料進料口和保護氣體入口，進料管5經(jīng)該進料口通于上位保溫室21中，保護氣管7從該保護氣體入口插入到前箱內(nèi)的下位保溫室22中，上位保溫室和下位保溫室頂部互通，保護氣可以同時對兩個保溫室內(nèi)的鎂合金半固態(tài)漿料進行保護。本實施例中的鎂合金液面高度穩(wěn)定器6的作用是通過杠桿原理來調(diào)節(jié)前箱內(nèi)部半固態(tài)漿料液面的高度，進而保證漿料連續(xù)穩(wěn)定地通過供料嘴，從而為鑄軋機提供持續(xù)穩(wěn)定的漿料來源，參見圖3，它主要由塞頭61、固定在中心支點上的杠桿62、浮漂63組成，杠桿62兩側(cè)支臂的下端分別連接塞頭61及浮漂 63，并分別伸入到保溫坩堝的上位保溫室21及下位保溫室22中；所述的塞頭61位于坩堝導流管23的上端口的上方，在杠桿的作用下可實現(xiàn)對坩堝導流管23上端口的啟閉；所述的浮漂63浮于下位保溫室22的鎂合金半固態(tài)漿料液面上。所述的塞頭61和浮漂63由于直接與鎂合金漿料接觸，因此應選用不與鎂合金反應的輕質(zhì)碳化硅(SiC)復合材料，杠桿62 的材質(zhì)可選用普通耐熱鋼。如圖4所示，本發(fā)明鎂合金連續(xù)流變鑄軋供料系統(tǒng)裝置的供料嘴內(nèi)腔的入料口口 徑小于出料口口徑，且在供料嘴9的出料口附近有三個分流塊，各分流塊呈橢圓形為佳，其余形狀亦可。分流塊92和93呈對稱分布，分流塊91在供料嘴軸中心線附近，且與分流塊 92和93之間夾角為60° (三者呈等腰三角形分布)。供料嘴由于與后工序的鑄軋輥直接接觸，因此形狀、尺寸直接決定成形的鑄軋板的質(zhì)量，在鑄軋實驗或者生產(chǎn)中起著至關重要的作用。通過供料嘴可鑄軋的鎂合金板帶寬度范圍100 150mm。所述供料嘴、導流管以及保溫坩堝之間都是通過法蘭相互連接，不僅能有效阻止鎂合金漿料輸送過程發(fā)生泄漏，而且能防止鑄軋過程中鑄軋輥將其咬入，發(fā)生事故。保溫坩堝、導流管及供料嘴材料均采用ICrllMoV耐熱鋼，并且在其外圍裝有加熱電纜3和硅酸鋁棉保溫材料層4，保證漿料在存儲及穩(wěn)定輸送過程中保持恒定的溫度，從而使其連續(xù)鑄軋出質(zhì)量較高的鑄軋板坯。在鎂合金連續(xù)流變鑄軋過程中，本發(fā)明鎂合金連續(xù)流變鑄軋供料系統(tǒng)裝置能將制備的半固態(tài)漿料有效存儲起來并且保持漿料溫度恒定，然后通過調(diào)節(jié)鎂合金液面高度穩(wěn)定器來控制存儲的漿料液面高度，從而保證漿料連續(xù)穩(wěn)定地通過導流管從供料嘴流出，進入鑄軋輥鑄軋成形。在鎂合金漿料的存儲以及連續(xù)輸送過程中都經(jīng)保護氣管通入氬氣保護， 防止鎂合金漿料氧化燃燒。本發(fā)明將鎂合金半固態(tài)漿料制備設備和常規(guī)雙輥連續(xù)鑄軋機有效連接起來，實現(xiàn)了鎂合金半固態(tài)漿料制備、存儲、穩(wěn)定輸送以及鑄軋成形的一體化過程， 其是一種先進的鎂合金連續(xù)流變鑄軋的中間裝置。在實驗過程中，使用鎂合金漿料制備設備進行半固態(tài)漿料制備，然后將制備好的漿料經(jīng)過進料口輸送到本發(fā)明的前箱，前箱內(nèi)的液面高度由鎂合金液面高度穩(wěn)定器控制， 液面高度穩(wěn)定器通過杠桿原理來保證前箱內(nèi)存儲的鎂合金漿料連續(xù)穩(wěn)定地進入供料嘴，漿料進入供料嘴后受到分流塊的分流，最后通過鑄軋輥鑄軋出寬120mm的鑄軋板帶。在鎂合金半固態(tài)漿料存儲及穩(wěn)定輸送過程中，從本發(fā)明保溫蓋上保護氣體入口通入氬氣對漿料進行保護，防止?jié){料氧化和燃燒。半固態(tài)漿料的存儲及輸送溫度取決于制備的半固態(tài)漿料溫度，如對于AZ91D鎂合金，根據(jù)半固態(tài)設備的特點，漿料制備時合理的剪切溫度為590 605°C，因此漿料的存儲及輸送溫度也為590 605°C。
上述各實施例可在不脫離本發(fā)明的范圍下加以若干變化，故以上的說明所包含及附圖中所示的結(jié)構(gòu)應視為例示性，而非用以限制本發(fā)明申請專利的保護范圍。
權利要求
1.一種鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，包括帶有進料口及出料口的前箱及后續(xù)連接的供料嘴；其特征在于前箱內(nèi)置有保溫坩堝，該保溫坩堝分割成一上位保溫室及一下位保溫室，上位保溫室的位置高于下位保溫室，上位保溫室的底部開口并經(jīng)由一坩堝導流管與下位保溫室聯(lián)通；且一進料管經(jīng)進料口通于上位保溫室中，保護氣管經(jīng)保護氣入口通于下位保溫室中；下位保溫室的尾端開設出料口，該前箱的出料口經(jīng)導流管與供料嘴內(nèi)腔聯(lián)通；供料嘴出料口近尾端處固定有三個分流塊；在前箱頂部保溫蓋中央安裝有一鎂合金液面高度穩(wěn)定器。
2.根據(jù)權利要求1所述的鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，其特征在于所述鎂合金液面高度穩(wěn)定器包括一固定在中心支點上的杠桿，杠桿兩側(cè)支臂的下端分別連接一塞頭及一浮漂，并分別伸入到保溫坩堝的上位保溫室及下位保溫室中；所述的塞頭位于坩堝導流管的上端口的上方，在杠桿的作用下可實現(xiàn)對坩堝導流管上端口的啟閉；所述的浮漂浮于下位保溫室的鎂合金半固態(tài)漿料液面上。
3.根據(jù)權利要求2所述的鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，其特征在于所述的杠桿采用普通耐熱鋼材質(zhì)制作，塞頭和浮漂材質(zhì)均采用碳化硅復合材料制作。
4.根據(jù)權利要求1所述的鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，其特征在于所述的三個分流塊呈等腰三角形分布，其中一個在前，位于軸中心線上，其余兩個在后與軸中心線呈對稱設置。
5.根據(jù)權利要求1所述的鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，其特征在于所述的三個分流塊為橢圓形。
6.根據(jù)權利要求1所述的鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，其特征在于所述保溫坩堝、供料嘴和導流管之間通過法蘭相互連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，其特征在于所述保溫坩堝、供料嘴和導流管材質(zhì)均采用ICrllMoV耐熱鋼制作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎂合金連續(xù)流變鑄軋的供料系統(tǒng)裝置，包括帶有進料口及出料口的前箱及后續(xù)連接的供料嘴；其特征在于前箱內(nèi)置有保溫坩堝，該保溫坩堝分割成一上位保溫室及一下位保溫室，上位保溫室的位置高于下位保溫室，上位保溫室的底部開口并經(jīng)由一坩堝導流管與下位保溫室聯(lián)通；且一進料管經(jīng)進料口通于上位保溫室中，保護氣管經(jīng)保護氣入口通于下位保溫室中；下位保溫室的尾端開設出料口，該出料口經(jīng)導流管與供料嘴內(nèi)腔聯(lián)通；供料嘴出料口附近固定有三個分流塊；在前箱頂部保溫蓋中央安裝有一鎂合金液面高度穩(wěn)定器。其能夠方便地與鎂合金半固態(tài)漿料制備設備對接，將制備的鎂合金半固態(tài)漿料存儲并連續(xù)穩(wěn)定地輸送到鑄軋機進行鑄軋成形。
文檔編號B22D11/10GK102161083SQ20101058090
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權日2010年12月3日
發(fā)明者劉國鈞, 張志峰, 徐駿, 楊柳青 申請人:北京有色金屬研究總院