專利名稱:雙包單輥式連續(xù)急冷噴注裝置的制作方法
本發(fā)明屬于合金熔液連續(xù)噴注裝置，特別適用于非晶合金的生產(chǎn)領(lǐng)域。
從七十年代初，各國對(duì)非晶生產(chǎn)裝置開始進(jìn)行了研究。日本日立金屬株式會(huì)社在1982年制造出的間歇式單包密封加壓急冷噴帶裝置，每次可噴制100mm寬的非晶帶材10kg。該裝置基本結(jié)構(gòu)是噴咀和熔化裝置為一整體，噴帶裝置采用的是密封加壓噴帶方式，因此，裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用窄咀縫噴咀(0.3mm-0.4mm)。該裝置噴咀咀縫容易堵塞，由于合金溶液自身重量形成的壓力過大，溶液易于由咀縫處洩漏，噴帶過程中不易實(shí)現(xiàn)恒壓力和恒流量，因裝置的容量固定，使生產(chǎn)量受到了一定的限制。(昭60-46845)美國聯(lián)合公司在1982年公布了三包連續(xù)式急冷噴帶裝置(熔化包、中間包、噴咀包)，可以每小時(shí)噴制100mm寬的非晶合金帶材一噸，能夠連續(xù)噴帶5小時(shí)，但是設(shè)備龐大，測控系統(tǒng)復(fù)雜，因此，專利和設(shè)備等費(fèi)索價(jià)要4500萬美元。(美國內(nèi)部雜誌)本發(fā)明的目的，是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，造價(jià)低的，能夠控制溶液流量和在噴注過程中，噴咀包能夠保持溶液恒溫、恒壓、恒流的雙包單輥式連續(xù)急冷噴注裝置。
本發(fā)明的解決方案，是將合金熔液在熔化包內(nèi)熔化后，經(jīng)下注口注入噴咀包，在噴咀包內(nèi)下部裝有一個(gè)穩(wěn)流筒，在穩(wěn)流筒下部裝有噴咀口，當(dāng)熔液注入噴咀包內(nèi)的穩(wěn)流筒外側(cè)時(shí)，熔液液面升到所設(shè)定的穩(wěn)流筒高度40mm-80mm后，熔液則流入穩(wěn)流筒內(nèi)，熔液經(jīng)40mm-80mm的動(dòng)能落差沖出噴咀口噴注在高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥面上。在熔液噴注的同時(shí)，熔液將很快的充滿穩(wěn)流筒內(nèi)，熔液升至設(shè)定的液位高度，這樣噴咀包內(nèi)就形成有一定恒定壓力的熔潭，同時(shí)達(dá)到有一恒定流量的熔液噴注在冷卻輥輥面上的目的。
本發(fā)明裝置的組成含有熔化包、噴咀包、冷卻輥以及中頻感應(yīng)電器設(shè)備和雙包單輥式急冷噴注裝置的支撐框架、控制噴咀包升降的調(diào)整系統(tǒng)，直流電機(jī)等。
本發(fā)明裝置生產(chǎn)方法根據(jù)附圖進(jìn)行敘述如下。
圖1是本發(fā)明裝置工藝流程的示意圖。
圖2是本發(fā)明中噴咀包的結(jié)構(gòu)圖。
在非晶合金的生產(chǎn)過程中，將母合金塊按設(shè)定合金成分和重量放入熔化包1中，通電后由中頻感應(yīng)線圈7加熱，合金熔化后，由熱電偶5測溫，當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度后，則提升塞棒4使合金熔液通過熔化包下注口6注入噴咀包2內(nèi)穩(wěn)流筒8的外側(cè)，噴咀包2殼體是經(jīng)電爐絲12加熱至設(shè)定的溫度，當(dāng)熔化包1注入的熔液在噴咀包2內(nèi)達(dá)到設(shè)定溫度后，熔液液面隨熔液不斷的注入而升高，當(dāng)熔液達(dá)到設(shè)定高度后，合金熔液則溢入穩(wěn)流筒8內(nèi)并很快充滿穩(wěn)流筒8，合金熔液經(jīng)穩(wěn)流筒8下部安裝的噴咀口9噴注在高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥3的輥面上，當(dāng)帶有合金的冷卻輥面旋轉(zhuǎn)到剝離氣咀15處，從剝離氣咀噴出的高壓氣將合金帶從冷卻輥?zhàn)拥妮伱嫔蟿冸x開，當(dāng)合金熔液不斷的注入噴咀包2內(nèi)，則噴咀包2能將合金熔液恒壓、恒流地連續(xù)噴注在高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥?zhàn)拥妮伱嫔?，使生產(chǎn)連續(xù)進(jìn)行。
本發(fā)明的熔化包是采用中頻感應(yīng)電源加熱，熔化包的容量可根據(jù)需要而設(shè)定，本裝置采用容量為40公斤的熔化包，在熔化包的下注口裝有控制合金熔液流量的啟閉裝置，啟閉裝置是由熔化包內(nèi)底部鑲嵌有出鋼下注口和能夠升降的塞棒組成，通過控制塞棒的升降來達(dá)到控制出鋼口合金熔液的流量。
噴咀包安裝在熔化包的下方，噴咀包包含有噴咀口、穩(wěn)流筒、石墨套、噴咀包殼體電阻絲和高溫粘結(jié)劑。
本發(fā)明噴咀包的構(gòu)成由圖2所示，噴咀包殼體13采用耐火材料制成，在噴咀包殼體13的上有許多孔或槽，這些孔或槽中安裝的電爐絲12是為噴咀包控溫而設(shè)置的，電爐絲12所需功率的大小應(yīng)以保證噴咀包2內(nèi)達(dá)到設(shè)定溫度為準(zhǔn)，噴咀包2內(nèi)的溫度可采用700℃-1000℃，噴咀包2內(nèi)安裝有熱電偶14，供測溫和控溫使用。穩(wěn)流筒8安裝在噴咀包2的底部，在接口連接處墊有石墨套10，噴咀口9安裝在穩(wěn)流筒8的底部。在噴咀包2與石墨套10的裝配，石墨套10與穩(wěn)流筒8的裝配，穩(wěn)流筒8與噴咀口9的裝配，都采用動(dòng)配合，并在裝配接口處都用高溫粘結(jié)劑粘合。在安裝噴咀口9時(shí)應(yīng)滿足噴咀口9開口長度方向平行于冷卻輥3的軸向，穩(wěn)流筒8的內(nèi)橫截面積應(yīng)在噴咀包2的內(nèi)橫截面積的 1/3 ～ 2/3 范圍內(nèi)。穩(wěn)流筒8的高度要根據(jù)所熔化合金熔液流動(dòng)性好壞而定，流動(dòng)性好的合金熔液穩(wěn)流筒8的高度可設(shè)定低些，而流動(dòng)性差的合金熔液，則穩(wěn)流筒8的高度可設(shè)定高些。在穩(wěn)流筒8與合金熔液下注液之間設(shè)有擋板11，擋板11的上端與噴咀包2相接，擋板11下端應(yīng)低當(dāng)穩(wěn)流筒8上端10mm～30mm，擋板11與穩(wěn)流筒8外壁之間的距離為5mm-10mm。擋板11的設(shè)置是為防止合金熔液在注入噴咀包2內(nèi)時(shí)有熔液濺入穩(wěn)流筒8。穩(wěn)流筒8與噴咀包2接口處設(shè)置的石墨套10是為折卸穩(wěn)流筒8時(shí)，防止損壞噴咀包2和穩(wěn)流筒8。
整體噴咀包2是安裝在一個(gè)可升降的框架上，通過框架升降的調(diào)整來達(dá)到噴咀口9與冷卻輥3之間距離的調(diào)整?？蚣苌档恼{(diào)整可以采用螺紋頂桿的方式，也可以采用液壓升降的方式。
合金熔液由噴咀包2經(jīng)噴咀口9噴注至高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥3的輥面上，冷卻輥3采用循環(huán)水強(qiáng)制冷卻的內(nèi)冷式銅質(zhì)材料制成，輥徑為φ350mm，冷卻輥3安裝在噴咀包2的下方，冷卻輥3采用直流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可連續(xù)調(diào)整從0～2000轉(zhuǎn)/分。根據(jù)附圖1所示，在靠近冷卻輥3表面裝有合金帶材的剝離氣咀15，由剝離氣咀15噴出的高壓氣體將高速旋轉(zhuǎn)冷卻輥3表面上的合金帶材剝離開通過以上的敘述，則達(dá)到了合金薄帶的生產(chǎn)要求。
由于每一種合金的熔化溫度是一定的，而合金熔液的流動(dòng)性則是隨溫度升高而增強(qiáng)，如果只提高熔液的溫度，而其他工藝參數(shù)不隨之改變，則會(huì)有因熔液的流動(dòng)性增強(qiáng)，合金熔液從噴咀口9噴注的流量則增加，合金帶變厚，甚至粘輥和打壞噴咀口9。如果合金熔液溫度過低也會(huì)影響熔液的流動(dòng)性。所以對(duì)流動(dòng)性好的合金熔液，加熱溫度盡量低些為好。
根據(jù)圖2所示，噴咀包2內(nèi)設(shè)置的穩(wěn)流筒8可防止合金熔液沖擊噴咀口9，對(duì)噴咀包2內(nèi)合金熔液起到穩(wěn)流的作用。當(dāng)合金熔液從熔化包1注入到噴咀包2時(shí)，熔液沖擊到的是穩(wěn)流筒8的外側(cè)，合金熔液則會(huì)從噴咀包2的一端流向另一端，噴咀包2內(nèi)的合金熔液液面隨著不斷的注入而升高，當(dāng)合金熔液液面達(dá)到穩(wěn)流筒的高度時(shí)，合金熔液經(jīng)40mm-80mm動(dòng)能的落差沖出噴咀口9，這樣可有效的防止噴咀口9的堵塞，在合金熔液噴注的同時(shí)，也能很快的充滿穩(wěn)流筒8內(nèi)，由于有穩(wěn)流筒8防止合金熔液沖擊攪動(dòng)，而又有一定液面的高度，使噴咀包2內(nèi)形成恒定壓力的熔潭，這樣就有恒定流量的合金熔液連續(xù)的噴注至高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥3上。
本發(fā)明噴咀包也可以連續(xù)噴注，當(dāng)有兩個(gè)以上熔化包或加大熔化包容積時(shí)，只要有足夠多的合金熔液注入噴咀包內(nèi)，則噴咀口可以連續(xù)噴注相同質(zhì)量的合金帶材。以滿足大批量的生產(chǎn)。
本發(fā)明與已有技術(shù)比較具有以下效果。
1.本發(fā)明與國外已有技術(shù)相比較，具有裝置簡單，造價(jià)低。日本日立金屬株式會(huì)社所發(fā)明的裝置，噴帶方法采用密封加壓噴帶形式，裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，每臺(tái)全套裝置索價(jià)5億日元。美國聯(lián)合公司所生產(chǎn)裝置龐大，測控系統(tǒng)復(fù)雜，并需要多種高精度儀表和大量基建投資。每臺(tái)裝置索價(jià)4500萬美元。而本發(fā)明裝置簡單，所需投資人民幣7萬-8萬元。
2.本裝置設(shè)計(jì)合理，本裝置采用噴咀包方式，即省去了美國聯(lián)合公司所發(fā)明裝置中的中間包一道工序，又解決了日本日立金屬株式會(huì)社所采用的密封加壓方式來保持恒壓、恒流噴注的工序。
3.本裝置在加大熔化包的容量或另添置若干個(gè)熔化包時(shí)，只要將合金熔液不斷注入噴咀包中，則噴咀包可連續(xù)進(jìn)行噴注。
4.本裝置有結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，操作方便，工藝穩(wěn)定，噴帶成材率高，維修方便。
圖1是本發(fā)明裝置示意圖1.熔化包 6.熔化包下注口2.噴咀包 7.中頻感應(yīng)線圈3.冷卻輥 15.剝離氣咀4.塞棒5.14.熱電偶圖2是噴咀包的裝配示意圖8.穩(wěn)流筒 11.擋板9.噴咀口 12.電爐絲10.石墨套 13.噴咀包殼體實(shí)施例本發(fā)明裝置的實(shí)施方案所用合金熔液為A1，A2，合金化學(xué)成份分別為
A1Fe44-46% Ni44-46% P7-7.5% B1.5-2.5%A2Cu75-77% Ni4.5-5.5% Sn11-13% P6-7%實(shí)施方案見表1
實(shí)施例實(shí)驗(yàn)結(jié)果A1成品合金帶寬度 100mm成品合金帶厚度 45μ經(jīng)磁場熱處理后合金帶磁性能BS＝7800高斯 μm＝60萬 HC＝0.01奧A2成品合金帶寬度 25mm成品合金帶厚度 40μ釬焊溫度 650℃焊接處抗拉強(qiáng)度≥16kg/mm2
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)非晶合金、微晶合金和其它噴注材料的急冷凝固工藝裝置，該裝置包含有熔化包[1]，噴咀包[2]，冷卻輥[3]中頻感應(yīng)電源加熱設(shè)備，框架升降調(diào)整裝置和冷卻輥[3]的冷卻系統(tǒng)，其特征在于噴咀包[2]包含有噴咀包殼體[13]穩(wěn)流筒[8]噴咀口[9]石墨套[10]擋板[11]和由電爐絲[12]纏繞著的噴咀包殼體[13]。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述裝置，其特征在于噴咀包內(nèi)底部裝有一個(gè)具有40mm-80mm高度的穩(wěn)流筒〔8〕。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1、2所述裝置，其特征在于噴咀包〔2〕內(nèi)的穩(wěn)流筒〔8〕的底部裝有噴咀口〔9〕。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述裝置，其特征在于噴咀包〔2〕與穩(wěn)流筒〔8〕接口處墊有一石墨套〔10〕。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3、4所述裝置，其特征在于噴咀包〔2〕，穩(wěn)流筒〔8〕，石墨套〔10〕，噴咀口〔9〕之間接口處都涂有高溫粘合劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述裝置，其特征在于噴咀包殼體〔13〕繞有供噴咀包〔2〕加熱保溫的電爐絲加熱體〔12〕。
專利摘要
本發(fā)明屬于合金溶液連續(xù)噴注裝置，適用于非晶合金的生產(chǎn)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B22D11/10GK86105956SQ86105956
公開日1988年6月29日 申請(qǐng)日期1986年9月3日
發(fā)明者馬鴻良, 張傳歷, 劉振生, 杜毓銑, 劉壬寶, 劉國棟, 馮國華 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan