专利名称：一种半固态铸轧双辊式薄带坯连铸机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种双辊式薄带坯连铸机，尤其涉及一种半固态铸轧双辊式薄带 坯连铸机。
背景技术：
1977年美国金属凝固学家M. C. Flemings，在国际金属凝固与铸造会议上，发表了 新凝固工艺与产品的报告，它是美国国防部1973年组织麻省理工学院等五个单位，研究四 年多的结果，此项技术将低温金属液进行搅拌，获得半固相浆液，然后进行铸造，所得铸件 的铸造柱晶完全被金属液流热冲击熔断而消失，这种半固态浆液形成与铸造新工艺称流变 铸造(Rheocast)，目前应用更为广泛。我国在铜合金水平连铸技术研发中，应用上述原理，将传统的引锭拉坯方式从拉 一停一拉一停改为拉一停推一停，减少拉程，增大拉坯频率加大反推量因而强化了在连铸 坯凝固前沿的搅拌作用。同样取得上述流变铸造的效果，铸坯在凝固中，铸造柱晶完全 消失，应用M. C. Flemings金属流变铸造(Rhecasting)的原理改进成为金属半固态浆液 产业化装置并与双辊薄带坯连铸机配套，将难加工特种合金双辊式薄带坯连铸机(专利 ZL200920277635. 0)进一步改造为半固态双辊式薄带坯连铸机。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种能够充分发挥双辊式薄带坯连铸技术的半固态 加工与高速凝固的特点，生产非晶态的金属新材料极薄带的固态铸轧双辊式薄带坯连铸 机。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种半固态铸轧双辊式薄带 坯连铸机，它包括溶池、中间包、结晶辊，在中间包的中央安有旋转振荡搅拌柱，在旋转振荡 搅拌柱的上放设置旋转脉动液压振荡器，在中间包的下方设置挤压怖流芯杆和怖流管，两 个结晶辊设置在怖流管的下方，在结晶辊的下方设置导坯装置。导坯装置由导坯轮、上高速铸带、下高速铸带组成。中间包的外壳外有低频搅拌感 应线圈。怖流管外四周有高频加热线圈。在导坯装置的尾部依次设置双辊式飞剪和保温收 集槽。在溶池的上方安有密封盖。在结晶辊的辊出坯口设立雾化水冷却段。在怖流管的侧 面设有液压缸。本实用新型的工作原理将恒低温、高纯洁度钢水注入搅拌冷却中间包内，中间 包中央安有旋转振荡搅拌柱，由上部旋转脉动液压振荡器上下振荡，振动行程，频率、旋转 转速均可无级调节。包壳外有低频搅拌感应线圈，使钢水上、下大循环搅动。由于机械搅 拌与电磁搅拌综合结果使包内低温钢水形成半固态浆液，经中间包下部怖流流入双辊式 薄带坯连铸机的结晶辊组成的熔池内，由于半固态浆液温度低，流动性差，怖流管外四周 有高频加热线圈，使沿怖流管壁面的半固态浆升温熔化，并且依靠旋转的挤压怖流芯杆连 续不断地挤出半固态浆液。两结晶辊高速旋转对金属半固态浆液进行铸轧，形成极薄带(0. 2-0. 3mm)，带速高达300-400M/min，铸轧带进入导坯轮，与上高速铸带与下高速铸带组 成导坯装置，将铸带高速弓I出，由双辊式飞剪定尺切断，落入保温收集槽内。不少具有特殊功能的金属新材料，如高硅电工钢、Invar合金、Inconel合金等表 面极易氧化，本发明机组全长不过几米，很容易从辊下带出口至飞剪段全部密封，形成密封 室，室内通入保护气体(N+H2)。为防止半固态浆面氧化，熔池上方安有密封盖，不少有特功 能的金属新材料，如高硅电工钢等，相变复杂，易高温常化，晶粒长大迅速等，所以在辊出坯 口设立雾化水冷却段快速将薄带高速冷却。冷却速度要达50-65°C /S，为调节怖流管的插 入深度，由液压缸调节冷却搅拌中间包的高度。本发明的关键技术1、如何取得固相率(fs)为45-55%的金属半固态浆液经钢包精炼炉，将高纯洁 度，恒低温钢水兑入冷却搅拌包内的环形空间，使钢水温降速度大于20-30°C /min。为了获得较强的搅拌速度与较高的晶梢剪切碎化率，设置了专门的旋转振荡柱与 低频搅拌线圈，搅拌方式如图中所示，这样将机械搅拌与电磁搅拌结合起来，保证浆液中碎 晶固相率45-55%。2、如何连续供给双辊薄带坯连铸机金属半固态浆液半固态浆液温度低流动性 差，为了能通畅连续供浆液，将怖流内孔直径加粗，内置上、下振动，旋转的挤压怖流芯杆， 外置高频感应加热线圈，将与怖流管内壁接触的金属半固态浆液表面加热，升温至液相线， 使浆液流动性增加，挤压芯杆呈锥形，上、下振动时，将浆液不断地从怖流孔挤出。3、如何在双辊铸轧时，形成极薄带采用小辊径结晶辊，怖流管水口近两辊的吻 合点，以缩短结晶辊对半固态浆液的冷凝长度。只需保持必要的压缩轧制比，直接生产 0. 2-0. 3mm厚极薄带浆面，浆面高度80-120mm，工作时必须用油缸，准确调整旋转搅拌布流 管的埋入深度。由于出坯速度较高用传统辊道出坯已不可能，必须改用高速链带拖动。本实用新型与现有技术相比有如下技术优点本实用新型充分发挥双辊式薄带坯 连铸技术的半固态加工与高速凝固的特点，生产非晶态的金属新材料极薄带。设计专门的 工业化生产的半固态浆液供应系统，将半固态浆液注入双辊薄带连铸机两结晶辊的熔池内 的深处(近两辊吻合点)，直接进行半固态轧制，生产极薄(0.2-0. 3mm)的非晶态金属新材 料。为我国金属新材料(如高硅电工钢等)带材生产提供产业化新途径。
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图1对本实用新型作进一步详述一种半固态铸轧双辊式薄带坯连铸 机，它包括溶池14、中间包1、结晶辊8，在中间包1的中央安有旋转振荡搅拌柱2，在旋转振 荡搅拌柱2的上放设置旋转脉动液压振荡器3，在中间包1的下方设置挤压怖流芯杆7和 怖流管5，两个结晶辊8设置在怖流管5的下方，在结晶辊8的下方设置导坯装置。导坯装 置由导坯轮9、上高速铸带10、下高速铸带11组成。中间包1的外壳外有低频搅拌感应线 圈4。怖流管5外四周有高频加热线圈6。在导坯装置的尾部依次设置双辊式飞剪12和保温收集槽13。在溶池14的上方安有密封盖15。在结晶辊8的辊出坯口设立雾化水冷却段 16。在怖流管5的侧面设有液压缸17。工作原理将恒低温、高纯洁度钢水注入搅拌冷却中间包1内，中间包中央安有旋 转振荡搅拌柱2，由上部旋转脉动液压振荡器3上下振荡，振动行程，频率、旋转转速均可 无级调节。包壳外有低频搅拌感应线圈4，使钢水上、下大循环搅动。由于机械搅拌与电 磁搅拌综合结果使包内低温钢水形成半固态浆液，经中间包下部怖流管5流入双辊式薄带 坯连铸机的结晶辊8组成的熔池内，由于半固态浆液温度低，流动性差，怖流管外四周有高 频加热线圈6，使沿怖流管壁面的半固态浆升温熔化，并且依靠旋转的挤压怖流芯杆7连 续不断地挤出半固态浆液。两结晶辊8高速旋转对金属半固态浆液进行铸轧，形成极薄带 (0. 2-0. 3mm)，带速高达300-400M/min，铸轧带进入导坯轮9，与上高速铸带10与下高速铸 带11组成导坯装置，将铸带高速引出，由双辊式飞剪12定尺切断，落入保温收集槽13内。不少具有特殊功能的金属新材料，如高硅电工钢、Invar合金、Inconel合金等表 面极易氧化，本发明机组全长不过几米，很容易从辊下带出口至飞剪段全部密封，形成密封 室，室内通入保护气体(N+H2)。为防止半固态浆面氧化，熔池上方安有密封盖15，不少有特 功能的金属新材料，如高硅电工钢等，相变复杂，易高温常化，晶粒长大迅速等，所以在辊出 坯口设立雾化水冷却段16快速将薄带高速冷却。冷却速度要达50-65°C /S，为调节怖流管 的插入深度，由液压缸17调节冷却搅拌中间包的高度。
权利要求一种半固态铸轧双辊式薄带坯连铸机，它包括溶池、中间包、结晶辊，其特征在于在中间包(1)的中央安有旋转振荡搅拌柱(2)，在旋转振荡搅拌柱(2)的上放设置旋转脉动液压振荡器(3)，在中间包(1)的下方设置挤压佈流芯杆(7)和佈流管(5)，两个结晶辊(8)设置在佈流管(5)的下方，在结晶辊(8)的下方设置导坯装置。
2.根据权利要求1所述的半固态铸轧双辊式薄带坯连铸机，其特征在于导坯装置由 导坯轮(9)、上高速铸带(10)、下高速铸带(11)组成。
3.根据权利要求1所述的半固态铸轧双辊式薄带坯连铸机，其特征在于中间包(1) 的外壳外有低频搅拌感应线圈(4)。
4.根据权利要求1所述的半固态铸轧双辊式薄带坯连铸机，其特征在于佈流管(5) 外四周有高频加热线圈(6)。
5.根据权利要求1所述的半固态铸轧双辊式薄带坯连铸机，其特征在于在导坯装置 的尾部依次设置双辊式飞剪(12)和保温收集槽(13)。
6.根据权利要求1所述的半固态铸轧双辊式薄带坯连铸机，其特征在于在溶池(14) 的上方安有密封盖(15)。
7.根据权利要求1所述的半固态铸轧双辊式薄带坯连铸机，其特征在于在结晶辊(8) 的辊出坯口设立雾化水冷却段(16)。
8.根据权利要求1所述的半固态铸轧双辊式薄带坯连铸机，其特征在于在佈流管(5) 的侧面设有液压缸(17)。
专利摘要本实用新型涉及一种双辊式薄带坯连铸机，尤其涉及一种半固态铸轧双辊式薄带坯连铸机。它包括溶池、中间包、结晶辊，在中间包的中央安有旋转振荡搅拌柱，在旋转振荡搅拌柱的上放设置旋转脉动液压振荡器，在中间包的下方设置挤压布流芯杆和布流管，两个结晶辊设置在布流管的下方，在结晶辊的下方设置导坯装置。本实用新型充分发挥双辊式薄带坯连铸技术的半固态加工与高速凝固的特点，生产非晶态的金属新材料极薄带。生产极薄(0.2-0.3mm)的非晶态金属新材料。为我国金属新材料(如高硅电工钢等)带材生产提供产业化新途径。
文档编号B22D11/06GK201669392SQ20102019434
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者张凤泉, 王飞龙, 章仲禹 申请人:南昌市南方连铸工程有限责任公司