专利名称：不锈钢复合板坯的固-液相连续复合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属复合材料生产装置，特别是一种不锈钢复合板坯的固-液相连续复合装置。
背景技术：
不锈钢复合板材通常以不锈钢做面材，以普通结构钢为基材，通过各种方式结合 成一体而形成的多层材质不同的复合板材，它兼具不锈钢的防锈耐蚀和普通结构钢的高强 价低的优点，在性价比上具有同规格纯不锈钢无法比拟的优势，因此，不锈钢复合板材自诞 生以来就一直受到人们的高度重视。目前，不锈钢复合板坯的生产仍然以固-固相复合为主，固-固相复合技术中又 以爆炸焊接和真空扩散焊接最为成熟，但采用这两种方法生产的复合板坯界面结合强度 比较低，需要通过后续的轧制工艺提高界面结合强度，这就造成成材率低，生产成本高的现 象，妨碍了不锈钢复合板的广泛应用。液-液相复合技术界面结合强度高，生产成本低，但 目前仍然处于研究开发阶段，其中，见于专利文献报道比较典型的方法及装置有双结晶器 连铸工艺(CN1059617C、EP199M41A1)、带式连铸双金属工艺(CN1326645C、CN1007045B)、 双辊铸轧工艺(CN1186137C、JP7068349A、DE19815010C1、JP62259641A、JP2005254329A, JP2008142763A)及电磁控制双金属连铸工艺(JP5069088A、JP7314093A)。上述专利文献提 出的制备不锈钢复合板坯的装置和方法还存在以下几个方面缺点(1)双结晶器连铸工艺 存在上部铸坯温度控制和保护以及上下两个结晶器铸速匹配问题，即必须保证上部铸坯在 进入下部熔池之前形成固态坯料，且表面不能形成氧化皮，同时还要保证上下结晶器的拉 坯速度相匹配，否则将产生严重的质量缺陷甚至难以铸出复合板坯；( 带式连铸机尽管 解决了铸坯与结晶器之间的滑动摩擦问题，但采用旋转的金属带做结晶器器壁事实上很难 实现，因为当金属带较厚时很难弯曲，当金属带较薄时很难承受高温金属的浸蚀。另外，该 类装置与双结晶器连铸装置一样存在上部铸坯温度控制和表面防氧化问题。( 双辊铸轧 工艺由于液态金属结晶空间小，侧封与轧辊端面始终处于动态摩擦状态，故存在侧封磨损 严重、液态金属与轧辊粘结以及只能生产厚度比较小的薄规格铸坯等问题。(4)电磁控制双 金属连铸工艺是生产复合板坯的最简洁的方法，但采用电磁力来控制复合界面实施起来难 度很大，同时，由于采用固定式结晶器，不能避免因铸坯与结晶器之间存在滑动摩擦阻力而 产生的表面质量问题。
发明内容
本发明提供了一种以固体不锈钢带和普通结构钢水为原料连续复合生产不锈钢 复合板坯的装置，利用该装置，可以高效率、低成本、高质量地连续生产出不锈钢复合板坯。 使用本装置不但可以生产单一金属材料薄板坯，还可以连续生产不同金属材料复合薄板 坯，特别适合连续生产不锈钢复合板坯。本发明提供的不锈钢复合板坯的固-液相连续复合装置包括开卷机和钢丝刷、导向辊、浇铸系统、保护气氛加热系统、履带式结晶器、冷却分隔系统。开卷机为二台，前后 相互错开布置在上料位置，开卷机后设置两台钢丝刷，导向辊设在钢丝刷之后，导向辊下面 是保护气氛加热系统，保护气氛加热系统两侧是浇铸系统，浇铸系统下面是履带式结晶器， 最下面是冷却分隔系统。所述的开卷机用于打开两卷不锈钢带，开卷机后设置的两台钢丝刷分别清理不锈 钢带的两个待复合的外表面。导向辊引导不锈钢带进入保护气氛加热系统。所述的浇铸系统由左侧钢水包和左侧中间包、右侧钢水包和右侧中间包组成，安 装于履带式结晶器的上方，向履带式结晶器内浇注钢水。所述的保护气氛加热系统由入口夹送辊和出口夹送辊、保护气氛罩、加热器、炉壳 组成，入口夹送辊位于保护气氛罩的入口处，将不锈钢带准确导入保护气氛罩内部，出口夹 送辊位于保护气氛罩的出口处，将不锈钢带导出保护气氛罩，进入熔融的钢水池。加热器环 绕在保护气氛罩周围，炉壳罩在加热器外部，上述各部件组成保护气氛加热系统，对不锈钢 带在保护气氛下进行预加热。所述的履带式结晶器包括宽面履带板、宽面链节、宽面销轴、宽面链轮、宽面风冷 烘干器、宽面水冷器、窄面履带板、窄面链节、窄面销轴、窄面链轮、窄面风冷烘干器、窄面水 冷器，宽面履带板固定在宽面链节上，再用宽面销轴连接起来构成宽面履带绕于宽面链轮 上，宽面链轮由电动机驱动；窄面履带板固定在窄面链节上，再用窄面销轴连接起来构成窄 面履带绕于窄面链轮上，窄面链轮也由电动机驱动。两组宽面履带和两组窄面履带共同组 成循环移动履带式结晶器对钢水进行冷却凝固。宽面水冷器、宽面风冷烘干器固定宽面履 带板外侧，对宽面履带板进行水冷和烘干。窄面水冷器和窄面风冷烘干器固定在窄面履带 板外侧，对窄面履带板进行水冷和烘干。所述的冷却分隔系统包括轻压下辊、喷淋器、分隔刀板、弧形导辊、水平导辊、左侧 剪切机和右侧剪切机。轻压下辊对浇铸出来的复合板坯进行正确导向并给予小压下量的轧 制，以提高复合板坯的结合强度，轻压下辊间布置喷淋器对复合板坯进行冷却，分隔刀板安 装于轻压下辊的下部，将原来靠在一起的两固体不锈钢带分开，后面分别布置弧形导辊和 水平导辊将复合好的板坯导出，再由左侧剪切机和右侧剪切机剪切定尺。整个冷却分隔系 统布置在履带式结晶器的下部，用于将复合后的板坯分开并定尺切断。本发明突出的实质性特点和显著的进步主要体现在(1)与现有的带式连铸机相比，本发明所采用的循环移动履带式结晶器由许多块 履带板组成，从而避免了厚金属带不易弯曲、薄金属带容易断裂等问题，提高了连铸的安全 性和铸机的使用寿命。(2)由于钢水是在由履带板组成的宽面履带和窄面履带构成的移动结晶器内冷 却，履带板与铸坯一起向下运动，二者之间没有相对滑动，没有摩擦阻力，所以连铸速度会 大大提高，同时铸坯表面质量也会大大提高。(3)采用固态的不锈钢板带与液态的普通结构钢水复合，可充分利用液态钢水的 温度提高固液界面的结合强度，同时还可保证固液界面清晰，避免界面混钢现象发生，保证 了复合板坯的质量。(4)对不锈钢带进行保护气氛保护，可保证不锈钢带进入钢水之前不被氧化，避免 了双结晶器连铸工艺和带式连铸工艺存在的先铸出的带坯表面氧化问题，从而提高了界面结合强度。(5)在保护气氛罩内对不锈钢带进行预加热，可以准确控制不锈钢带进入钢水之 前的温度，避免了双结晶器连铸工艺和带式连铸工艺存在的先铸出的带坯温度不易控制问 题，从而提高了界面结合强度。(6)本复合装置可以生产多种复合板带坯当固体原料为不锈钢板带，液体原料 为普通结构钢水时，可以生产不锈钢/普通结构钢复合板带坯；当固体原料为合金钢板带， 液体原料为普通结构钢时，可以生产合金钢/普通结构钢复合板带坯；当固体原料为不锈 钢板带，液体原料为铝合金时，可以生产不锈钢/铝合金复合板带坯；当固体原料为普通结 构钢板带，液体原料为铝合金时，可以生产普通结构钢/铝合金复合板带坯；当固体原料为 铜合金板带，液体原料为铝合金时，可以生产铜合金/铝合金复合板带坯；当固体原料为普 通结构钢板带，液体原料为铜合金时，可以生产普通结构钢/铜合金复合板带坯。
图1是不锈钢复合板坯的固-液相连续复合装置主视图；图2是不锈钢复合板坯的固-液相连续复合装置中保护气氛加热系统的主视图；图3是不锈钢复合板坯的固-液相连续复合装置中履带式结晶器的主视图；图4是不锈钢复合板坯的固-液相连续复合装置中履带式结晶器的侧视图。
具体实施例方式下面用实施例具体描述本发明，该例仅是本实用新型的一个应用范例，不能理解 为对本实用新型权利要求保护范围的限制。如图1、图2、图3、图4所示，不锈钢复合板坯的固-液相连续复合装置包括开卷机 1和钢丝刷2、导向辊3、浇铸系统、保护气氛加热系统、履带式结晶器、冷却分隔系统。开卷 机1为二台，前后相互错开布置在上料位置，用于打开两卷不锈钢带，开卷机1后设置两台 钢丝刷2，分别清理不锈钢带的两个待复合的外表面。导向辊3设在钢丝刷之后，引导不锈 钢带观进入保护气氛加热系统。浇铸系统由上部钢水包8a和中间包9a、上部钢水包8b和中间包9b组成，安装于 两组宽面履带板10的上方，向履带式结晶器内浇注钢水。保护气氛加热系统由入口夹送辊如和出口夹送辊4b、保护气氛罩5、加热器6、炉 壳7组成，出口夹送辊如位于保护气氛罩5的入口处，不锈钢带28经过导向辊3由入口夹 送辊如准确导入保护气氛罩5内部，出口夹送辊4b位于保护气氛罩5的出口处，将不锈钢 带导出保护气氛罩，进入熔融的钢水池。加热器6环绕在保护气氛罩5周围，炉壳7罩在加 热器6外部，上述各部件组成保护气氛加热系统对不锈钢带在保护气氛下进行预加热。履带式结晶器包括宽面履带板10、宽面链节11、宽面销轴12、宽面链轮13、宽面风 冷烘干器14、宽面水冷器15、窄面履带板22、窄面链节23、窄面销轴24、窄面链轮25、窄面 风冷烘干器沈、窄面水冷器27，宽面履带板10固定在宽面链节11上，再用宽面销轴12连 接起来构成宽面履带绕于宽面链轮13上，宽面链轮13由电动机驱动；窄面履带板22固定 在窄面链节23上，再用窄面销轴M连接起来构成窄面履带绕于窄面链轮25上，窄面链轮 25也由电动机驱动，两组宽面履带和两组窄面履带共同组成循环移动履带式结晶器对钢水进行冷却凝固，宽面水冷器15和宽面风冷烘干器14固定在宽面履带板10外侧，对宽面履 带板10进行水冷和烘干，窄面水冷器27和窄面风冷烘干器沈固定在窄面履带板22外侧， 对窄面履带板22进行水冷和烘干。 冷却分隔系统包括轻压下辊16、喷淋装置17、分隔刀板18、弧形导辊19、水平导辊 20、左侧剪切机21a和右侧剪切机21b。轻压下辊16对浇铸出来的复合板坯进行正确导向 并给予小压下量的轧制，以提高复合板坯的结合强度，辊间布置喷淋器17对复合板坯进行 冷却，分隔刀板18安装于轻压下辊16的下部，将原来靠在一起的两固体不锈钢带分开，后 面分别布置弧形导辊19和水平导辊20将复合好的板坯四导出，再分别由左侧剪切机21a 和右侧剪切机21b剪切定尺。冷却分隔系统布置在循环移动履带式结晶器的下部。
权利要求
1.一种不锈钢复合板坯的固-液相连续复合装置，其特征在于该装置包括开卷机和 钢丝刷、导向辊、浇铸系统、保护气氛加热系统、履带式结晶器、冷却分隔系统，开卷机为二 台，前后相互错开布置在上料位置，开卷机后设置两台钢丝刷，导向辊设在钢丝刷之后，导 向辊下面是保护气氛加热系统，保护气氛加热系统两侧是浇铸系统，浇铸系统下面是履带 式结晶器，最下面是冷却分隔系统。
2.根据权利要求1所述的不锈钢复合板坯的固-液相连续复合装置，其特征在于所说 的浇铸系统由左侧钢水包和左侧中间包、右侧钢水包和右侧中间包组成，安装于履带式结 晶器的上方。
3.根据权利要求1所述的不锈钢复合板坯的固-液相连续复合装置，其特征在于所说 的保护气氛加热系统由入口夹送辊和出口夹送辊、保护气氛罩、加热器、炉壳组成，入口夹 送辊位于保护气氛罩的入口处，出口夹送辊位于保护气氛罩的出口处，加热器环绕在保护 气氛罩周围，炉壳罩在加热器外部。
4.根据权利要求1所述的不锈钢复合板坯的固-液相连续复合装置，其特征在于所说 的履带式结晶器包括宽面履带板、宽面链节、宽面销轴、宽面链轮、宽面风冷烘干器、宽面水 冷器、窄面履带板、窄面链节、窄面销轴、窄面链轮、窄面风冷烘干器、窄面水冷器，宽面履带 板固定在宽面链节上，再用宽面销轴连接起来构成宽面履带绕于宽面链轮上，宽面链轮由 电动机驱动；窄面履带板固定在窄面链节上，再用窄面销轴连接起来构成窄面履带绕于窄 面链轮上，窄面链轮也由电动机驱动。宽面水冷器和宽面风冷烘干器固定在宽面履带板外 侧，窄面水冷器和窄面风冷烘干器固定在窄面履带板外侧。
5.根据权利要求1所述的不锈钢复合板坯的固-液相连续复合装置，其特征在于所说 的冷却分隔系统包括轻压下辊、喷淋器、分隔刀板、弧形导辊、水平导辊、左侧剪切机和右侧 剪切机，轻压下辊间布置喷淋器，分隔刀板安装于轻压下辊的下部，后面分别布置弧形导辊 和水平导辊，整个冷却分隔系统布置在履带式结晶器的下部。
全文摘要
本发明公开了一种不锈钢复合板坯的固-液相连续复合装置。利用该装置，可以高效率、低成本、高质量地连续生产出不锈钢复合板坯。不锈钢复合板坯的固-液相连续复合装置包括开卷机和钢丝刷、导向辊、浇铸系统、保护气氛加热系统、履带式结晶器、冷却分隔系统。开卷机为二台，前后相互错开布置在上料位置，开卷机后设置两台钢丝刷，导向辊设在钢丝刷之后，导向辊下面是保护气氛加热系统，保护气氛加热系统两侧是浇铸系统，浇铸系统下面是履带式结晶器，最下面是冷却分隔系统。使用本装置不但可以生产单一金属材料薄板坯，还可以连续生产不同金属材料复合薄板坯，特别适合连续生产不锈钢复合板坯。
文档编号B22D11/124GK102049478SQ20101000410
公开日2011年5月11日 申请日期2010年1月7日 优先权日2009年11月6日
发明者井玉安, 王玉民, 胡小东, 胡林 申请人:辽宁科技大学