专利名称：金属材料表面电渣快速均衡加热及复合装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属材料表面电渣快速均衡加热及复合装置。
背景技术：
现代科学技术的发展，对材料的复合性能提出了越来越高的要求，例如 在轧钢领域，轧制新技术的应用可有效地提高轧材的质量，但同时也对轧 辊的耐磨性、强度和韧性等提出/更高的要求。金属的加热和复合技术是 金属材料复合技术中的关键性技术，它直接影响金属材料复合成败和复合
的质量，《高速钢轧辊研究的现状及展望》(符寒光著，"钢铁"2000年5 月第5期)中，公开了目前国内外复合轧辊制造技术的发展，其主要复合
方法是1、离心铸造法；2、连续浇铸复合铸造法(CPC法)；3、旋转电 渣熔铸法；4、喷射成形工艺；5、热等压工艺等。J:述方法存在的主要问 题是1、对复合层含有钨、铬、钒等密度差别较大的金属元素，采Uj离心 铸造法时，易产生偏析而严重影响轧辊质量；2、 CPC法装置的感应加热速 度较慢，被复合的金属需进行精炼处理，否则没有电渣熔铸法的组织纯净； 3、旋转电渣熔铸法中被复合的金属需制成管状其成本较高，管状^耗电极 在渣池屮熔化时形成的高温区可使辊芯表面被加热后复合，但熔铸过程中 辊芯表面温度变化较大并且控制困难4、热等压工艺需大型制粉设备、高
温设备、高压设备和抽真空设备，投资人、成本高。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种金属材料表面电渣快速均衡加热及复合 装置，可在电渣的作用下在渣池中形成均衡的温度场，使金属材料表面被 快速均衡加热，与此同时匀速注入经电渣精炼后的另一材质的金属液，并 使该金属快速复合到被电渣快速均衡加热的金属材料表面，从而获得优质 低耗的双金属或多金属复合材料。
本实用新型是这样来实现的，它由均衡加热装置、熔化装置、联通器、 抽出装置组成，其特征是联通器连接熔化装置和均衡加热装置，均衡加热
装置包括结晶器、均衡加热器、加热渣池和金属液池，均衡加热器上卜-周 边连有绝缘层，在电渣作用F，可实现对被复合金属的快速加热。熔化装 置包括结晶器、金属熔池、熔化渣池、传感器、自耗电极、自耗电极输送 机构、底水箱，传感器连在自耗电极输送机构匕自耗电极由输送机构输 送，在渣池中熔化，金属熔池的底端设有底水箱。在电渣作用熔化/的金 属液，经联通器匀速地流入均衡加热装置下部，形成金属液池。抽出装置 包括在金属熔池下的冷却水箱和抽出机构，熔融的金属液在结晶器中凝固 并与被复合金属复合成双金属构件，由抽出机构连续匀速抽出。
本实用新型的优点是(1)电渣加热装置的均衡加热层可获得温度分 布均衡的温度场，被复合金属表面升温速度快；(2)复合金属在独立的电 渣熔炼炉中熔炼，自耗电极下面渣池中的高温区不会对加热装置发牛.千扰 (3)复合金属经电渣熔炼其组织纯净，复合后经结晶器凝固，组织致密， 产品质量优良；U)结构简单，熔化与复合易实现精确定量和自动控制；(5) 适用范围广，可对板材、矩形、园柱形等多种形状的工件进行复合，也nf 根据性能要求，在被复合工件上，复合纯金属、合金甚至是复合材料；(6) 节能，经济效益显著。
图1为本实用新型的结构示意图
在图中1、均衡加热装置2、熔化装置 3、绝缘层 4、均衡加 热器5、加热渣池6、金属液池7、被复合金属8、复合金属层9、 结晶器10、冷却水箱11、抽出机构12、传感器 13、自耗电极输送 机构 14、自耗电极 15、熔化渣池16、结晶器17、金属熔池18、 底水箱19、联通器20、抽出装置
如图1所示，本实用新型由均衡加热装置1、熔化装置2、联通器19、 抽出装置20组成，其特征是联通器19连接熔化装置2和均衡加热装置1。 均衡加热装置1包括结晶器9、绝缘层3、均衡加热器4、加热渣池5、金
具体实施方式
属液池6;熔化装置2包括传感器12、自耗电极输送机构13、自耗电极M、
熔化渣池15、金属熔池16、结晶器17、底水箱18;抽出装置20包括冷却 水箱IO、抽出机构ll。均衡加热器5上下周边连有绝缘层3，在结晶器9 的底端连有冷却水箱IO，抽出机构U连在冷却水箱10的下端。熔化装置 的传感器12连在自耗电极输送机构13上，自耗电极输送机构13将变压器 输出的j端电源接在自耗电极14..匕变压器输出的另一端连接底水箱，〖j 耗电极14的一端在熔化渣池15中熔化，金属液在电渣液的保护下，经联 通器19匀速地流入均衡加热装置2。使用时，均衡加热装置是在被复合的 金属和均衡加热器4间的渣液区域施加一均衡电场，在高温渣液作用下可 实现对被复合的金属材料表面快速均衡加热。流入加热装置2的复合的金 属与被复合金属7复合，形成复合金属层8，经结晶器9使金属液结晶凝固， 复合后的金属构件由抽出机构匀速抽出。熔化装置2的自耗电极(复合金 属)熔化的重量由安装在自耗电极输送机构卜.的传感器12及控制系統控制， 并输出信号给复合后的金属材料抽出机构，根据传感系统输出的信号，控 制抽出机构的抽出速度，使连接熔化的重量等于抽出的复合金属的重量。 当需复合第三种金属材料时，可将巳复合好的材料重新置入加热炉屮，将 第三种金属材料置入熔化装置，重复上述T.艺即可。被复合金属的形状nj' 以是长方体，也可以是圆柱体，也可以是板材。
权利要求1、一种金属材料表面电渣快速均衡加热及复合装置，它由均衡加热装置、熔化装置、联通器、抽出装置组成，其特征是联通器连接熔化装置和均衡加热装置，均衡加热装置包括结晶器、均衡加热器、加热渣池、金属液池，均衡加热器上下周边连有绝缘层；熔化装置包括传感器、自耗电极输送机构、自耗电极、熔化渣池、金属熔池、结晶器、底水箱，传感器连在自耗电极输送机构上，金属熔池的底端设有底水箱；抽出装置连在均衡加热装置底端，它包括冷却水箱、抽出机构。
专利摘要一种金属材料表面电渣快速均衡加热及复合装置，它由均衡加热装置、熔化装置、联通器组成，其特征是联通器连接熔化装置和均衡加热装置，均衡加热器上下周边连有绝缘层，金属熔池的底端连接底水箱，抽出装置连在均衡装置加热底端。本实用新型的优点是(1)电渣加热装置的均衡加热器可获得温度分布均衡的温度场；(2)自耗电极下面的高温区不会对加热装置发生干扰；(3)复合金属经电渣熔炼其组织纯净，产品质量优良；(4)结构简单，熔化与复合易实现精确定量和自动控制；(5)适用范围广，可对各种形状的工件进行复合；(6)节能，经济效益显著。
文档编号B22D19/16GK201042735SQ200620172348
公开日2008年4月2日 申请日期2006年12月15日 优先权日2006年12月15日
发明者刘小文, 莹 张, 耿小牧, 耿茂鹏, 磊 饶 申请人:南昌大学