專利名稱：不銹鋼復(fù)合板坯的固-液相連續(xù)復(fù)合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬?gòu)?fù)合材料生產(chǎn)裝置，特別是一種不銹鋼復(fù)合板坯的固-液相連續(xù)復(fù)合裝置。
背景技術(shù)：
不銹鋼復(fù)合板材通常以不銹鋼做面材，以普通結(jié)構(gòu)鋼為基材，通過(guò)各種方式結(jié)合 成一體而形成的多層材質(zhì)不同的復(fù)合板材，它兼具不銹鋼的防銹耐蝕和普通結(jié)構(gòu)鋼的高強(qiáng) 價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，在性價(jià)比上具有同規(guī)格純不銹鋼無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，因此，不銹鋼復(fù)合板材自誕 生以來(lái)就一直受到人們的高度重視。目前，不銹鋼復(fù)合板坯的生產(chǎn)仍然以固-固相復(fù)合為主，固-固相復(fù)合技術(shù)中又 以爆炸焊接和真空擴(kuò)散焊接最為成熟，但采用這兩種方法生產(chǎn)的復(fù)合板坯界面結(jié)合強(qiáng)度 比較低，需要通過(guò)后續(xù)的軋制工藝提高界面結(jié)合強(qiáng)度，這就造成成材率低，生產(chǎn)成本高的現(xiàn) 象，妨礙了不銹鋼復(fù)合板的廣泛應(yīng)用。液-液相復(fù)合技術(shù)界面結(jié)合強(qiáng)度高，生產(chǎn)成本低，但 目前仍然處于研究開(kāi)發(fā)階段，其中，見(jiàn)于專利文獻(xiàn)報(bào)道比較典型的方法及裝置有雙結(jié)晶器 連鑄工藝(CN1059617C、EP199M41A1)、帶式連鑄雙金屬工藝(CN1326645C、CN1007045B)、 雙輥鑄軋工藝(CN1186137C、JP7068349A、DE19815010C1、JP62259641A、JP2005254329A, JP2008142763A)及電磁控制雙金屬連鑄工藝(JP5069088A、JP7314093A)。上述專利文獻(xiàn)提 出的制備不銹鋼復(fù)合板坯的裝置和方法還存在以下幾個(gè)方面缺點(diǎn)(1)雙結(jié)晶器連鑄工藝 存在上部鑄坯溫度控制和保護(hù)以及上下兩個(gè)結(jié)晶器鑄速匹配問(wèn)題，即必須保證上部鑄坯在 進(jìn)入下部熔池之前形成固態(tài)坯料，且表面不能形成氧化皮，同時(shí)還要保證上下結(jié)晶器的拉 坯速度相匹配，否則將產(chǎn)生嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷甚至難以鑄出復(fù)合板坯；( 帶式連鑄機(jī)盡管 解決了鑄坯與結(jié)晶器之間的滑動(dòng)摩擦問(wèn)題，但采用旋轉(zhuǎn)的金屬帶做結(jié)晶器器壁事實(shí)上很難 實(shí)現(xiàn)，因?yàn)楫?dāng)金屬帶較厚時(shí)很難彎曲，當(dāng)金屬帶較薄時(shí)很難承受高溫金屬的浸蝕。另外，該 類裝置與雙結(jié)晶器連鑄裝置一樣存在上部鑄坯溫度控制和表面防氧化問(wèn)題。( 雙輥鑄軋 工藝由于液態(tài)金屬結(jié)晶空間小，側(cè)封與軋輥端面始終處于動(dòng)態(tài)摩擦狀態(tài)，故存在側(cè)封磨損 嚴(yán)重、液態(tài)金屬與軋輥粘結(jié)以及只能生產(chǎn)厚度比較小的薄規(guī)格鑄坯等問(wèn)題。(4)電磁控制雙 金屬連鑄工藝是生產(chǎn)復(fù)合板坯的最簡(jiǎn)潔的方法，但采用電磁力來(lái)控制復(fù)合界面實(shí)施起來(lái)難 度很大，同時(shí)，由于采用固定式結(jié)晶器，不能避免因鑄坯與結(jié)晶器之間存在滑動(dòng)摩擦阻力而 產(chǎn)生的表面質(zhì)量問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種以固體不銹鋼帶和普通結(jié)構(gòu)鋼水為原料連續(xù)復(fù)合生產(chǎn)不銹鋼 復(fù)合板坯的裝置，利用該裝置，可以高效率、低成本、高質(zhì)量地連續(xù)生產(chǎn)出不銹鋼復(fù)合板坯。 使用本裝置不但可以生產(chǎn)單一金屬材料薄板坯，還可以連續(xù)生產(chǎn)不同金屬材料復(fù)合薄板 坯，特別適合連續(xù)生產(chǎn)不銹鋼復(fù)合板坯。本發(fā)明提供的不銹鋼復(fù)合板坯的固-液相連續(xù)復(fù)合裝置包括開(kāi)卷機(jī)和鋼絲刷、導(dǎo)向輥、澆鑄系統(tǒng)、保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)、履帶式結(jié)晶器、冷卻分隔系統(tǒng)。開(kāi)卷機(jī)為二臺(tái)，前后 相互錯(cuò)開(kāi)布置在上料位置，開(kāi)卷機(jī)后設(shè)置兩臺(tái)鋼絲刷，導(dǎo)向輥設(shè)在鋼絲刷之后，導(dǎo)向輥下面 是保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)，保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)兩側(cè)是澆鑄系統(tǒng)，澆鑄系統(tǒng)下面是履帶式結(jié)晶器， 最下面是冷卻分隔系統(tǒng)。所述的開(kāi)卷機(jī)用于打開(kāi)兩卷不銹鋼帶，開(kāi)卷機(jī)后設(shè)置的兩臺(tái)鋼絲刷分別清理不銹 鋼帶的兩個(gè)待復(fù)合的外表面。導(dǎo)向輥引導(dǎo)不銹鋼帶進(jìn)入保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)。所述的澆鑄系統(tǒng)由左側(cè)鋼水包和左側(cè)中間包、右側(cè)鋼水包和右側(cè)中間包組成，安 裝于履帶式結(jié)晶器的上方，向履帶式結(jié)晶器內(nèi)澆注鋼水。所述的保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)由入口夾送輥和出口夾送輥、保護(hù)氣氛罩、加熱器、爐殼 組成，入口夾送輥位于保護(hù)氣氛罩的入口處，將不銹鋼帶準(zhǔn)確導(dǎo)入保護(hù)氣氛罩內(nèi)部，出口夾 送輥位于保護(hù)氣氛罩的出口處，將不銹鋼帶導(dǎo)出保護(hù)氣氛罩，進(jìn)入熔融的鋼水池。加熱器環(huán) 繞在保護(hù)氣氛罩周圍，爐殼罩在加熱器外部，上述各部件組成保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)，對(duì)不銹鋼 帶在保護(hù)氣氛下進(jìn)行預(yù)加熱。所述的履帶式結(jié)晶器包括寬面履帶板、寬面鏈節(jié)、寬面銷軸、寬面鏈輪、寬面風(fēng)冷 烘干器、寬面水冷器、窄面履帶板、窄面鏈節(jié)、窄面銷軸、窄面鏈輪、窄面風(fēng)冷烘干器、窄面水 冷器，寬面履帶板固定在寬面鏈節(jié)上，再用寬面銷軸連接起來(lái)構(gòu)成寬面履帶繞于寬面鏈輪 上，寬面鏈輪由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；窄面履帶板固定在窄面鏈節(jié)上，再用窄面銷軸連接起來(lái)構(gòu)成窄 面履帶繞于窄面鏈輪上，窄面鏈輪也由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。兩組寬面履帶和兩組窄面履帶共同組 成循環(huán)移動(dòng)履帶式結(jié)晶器對(duì)鋼水進(jìn)行冷卻凝固。寬面水冷器、寬面風(fēng)冷烘干器固定寬面履 帶板外側(cè)，對(duì)寬面履帶板進(jìn)行水冷和烘干。窄面水冷器和窄面風(fēng)冷烘干器固定在窄面履帶 板外側(cè)，對(duì)窄面履帶板進(jìn)行水冷和烘干。所述的冷卻分隔系統(tǒng)包括輕壓下輥、噴淋器、分隔刀板、弧形導(dǎo)輥、水平導(dǎo)輥、左側(cè) 剪切機(jī)和右側(cè)剪切機(jī)。輕壓下輥對(duì)澆鑄出來(lái)的復(fù)合板坯進(jìn)行正確導(dǎo)向并給予小壓下量的軋 制，以提高復(fù)合板坯的結(jié)合強(qiáng)度，輕壓下輥間布置噴淋器對(duì)復(fù)合板坯進(jìn)行冷卻，分隔刀板安 裝于輕壓下輥的下部，將原來(lái)靠在一起的兩固體不銹鋼帶分開(kāi)，后面分別布置弧形導(dǎo)輥和 水平導(dǎo)輥將復(fù)合好的板坯導(dǎo)出，再由左側(cè)剪切機(jī)和右側(cè)剪切機(jī)剪切定尺。整個(gè)冷卻分隔系 統(tǒng)布置在履帶式結(jié)晶器的下部，用于將復(fù)合后的板坯分開(kāi)并定尺切斷。本發(fā)明突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在(1)與現(xiàn)有的帶式連鑄機(jī)相比，本發(fā)明所采用的循環(huán)移動(dòng)履帶式結(jié)晶器由許多塊 履帶板組成，從而避免了厚金屬帶不易彎曲、薄金屬帶容易斷裂等問(wèn)題，提高了連鑄的安全 性和鑄機(jī)的使用壽命。(2)由于鋼水是在由履帶板組成的寬面履帶和窄面履帶構(gòu)成的移動(dòng)結(jié)晶器內(nèi)冷 卻，履帶板與鑄坯一起向下運(yùn)動(dòng)，二者之間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，沒(méi)有摩擦阻力，所以連鑄速度會(huì) 大大提高，同時(shí)鑄坯表面質(zhì)量也會(huì)大大提高。(3)采用固態(tài)的不銹鋼板帶與液態(tài)的普通結(jié)構(gòu)鋼水復(fù)合，可充分利用液態(tài)鋼水的 溫度提高固液界面的結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)還可保證固液界面清晰，避免界面混鋼現(xiàn)象發(fā)生，保證 了復(fù)合板坯的質(zhì)量。(4)對(duì)不銹鋼帶進(jìn)行保護(hù)氣氛保護(hù)，可保證不銹鋼帶進(jìn)入鋼水之前不被氧化，避免 了雙結(jié)晶器連鑄工藝和帶式連鑄工藝存在的先鑄出的帶坯表面氧化問(wèn)題，從而提高了界面結(jié)合強(qiáng)度。(5)在保護(hù)氣氛罩內(nèi)對(duì)不銹鋼帶進(jìn)行預(yù)加熱，可以準(zhǔn)確控制不銹鋼帶進(jìn)入鋼水之 前的溫度，避免了雙結(jié)晶器連鑄工藝和帶式連鑄工藝存在的先鑄出的帶坯溫度不易控制問(wèn) 題，從而提高了界面結(jié)合強(qiáng)度。(6)本復(fù)合裝置可以生產(chǎn)多種復(fù)合板帶坯當(dāng)固體原料為不銹鋼板帶，液體原料 為普通結(jié)構(gòu)鋼水時(shí)，可以生產(chǎn)不銹鋼/普通結(jié)構(gòu)鋼復(fù)合板帶坯；當(dāng)固體原料為合金鋼板帶， 液體原料為普通結(jié)構(gòu)鋼時(shí)，可以生產(chǎn)合金鋼/普通結(jié)構(gòu)鋼復(fù)合板帶坯；當(dāng)固體原料為不銹 鋼板帶，液體原料為鋁合金時(shí)，可以生產(chǎn)不銹鋼/鋁合金復(fù)合板帶坯；當(dāng)固體原料為普通結(jié) 構(gòu)鋼板帶，液體原料為鋁合金時(shí)，可以生產(chǎn)普通結(jié)構(gòu)鋼/鋁合金復(fù)合板帶坯；當(dāng)固體原料為 銅合金板帶，液體原料為鋁合金時(shí)，可以生產(chǎn)銅合金/鋁合金復(fù)合板帶坯；當(dāng)固體原料為普 通結(jié)構(gòu)鋼板帶，液體原料為銅合金時(shí)，可以生產(chǎn)普通結(jié)構(gòu)鋼/銅合金復(fù)合板帶坯。


圖1是不銹鋼復(fù)合板坯的固-液相連續(xù)復(fù)合裝置主視圖；圖2是不銹鋼復(fù)合板坯的固-液相連續(xù)復(fù)合裝置中保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)的主視圖；圖3是不銹鋼復(fù)合板坯的固-液相連續(xù)復(fù)合裝置中履帶式結(jié)晶器的主視圖；圖4是不銹鋼復(fù)合板坯的固-液相連續(xù)復(fù)合裝置中履帶式結(jié)晶器的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式下面用實(shí)施例具體描述本發(fā)明，該例僅是本實(shí)用新型的一個(gè)應(yīng)用范例，不能理解 為對(duì)本實(shí)用新型權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。如圖1、圖2、圖3、圖4所示，不銹鋼復(fù)合板坯的固-液相連續(xù)復(fù)合裝置包括開(kāi)卷機(jī) 1和鋼絲刷2、導(dǎo)向輥3、澆鑄系統(tǒng)、保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)、履帶式結(jié)晶器、冷卻分隔系統(tǒng)。開(kāi)卷 機(jī)1為二臺(tái)，前后相互錯(cuò)開(kāi)布置在上料位置，用于打開(kāi)兩卷不銹鋼帶，開(kāi)卷機(jī)1后設(shè)置兩臺(tái) 鋼絲刷2，分別清理不銹鋼帶的兩個(gè)待復(fù)合的外表面。導(dǎo)向輥3設(shè)在鋼絲刷之后，引導(dǎo)不銹 鋼帶觀進(jìn)入保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)。澆鑄系統(tǒng)由上部鋼水包8a和中間包9a、上部鋼水包8b和中間包9b組成，安裝于 兩組寬面履帶板10的上方，向履帶式結(jié)晶器內(nèi)澆注鋼水。保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)由入口夾送輥如和出口夾送輥4b、保護(hù)氣氛罩5、加熱器6、爐 殼7組成，出口夾送輥如位于保護(hù)氣氛罩5的入口處，不銹鋼帶28經(jīng)過(guò)導(dǎo)向輥3由入口夾 送輥如準(zhǔn)確導(dǎo)入保護(hù)氣氛罩5內(nèi)部，出口夾送輥4b位于保護(hù)氣氛罩5的出口處，將不銹鋼 帶導(dǎo)出保護(hù)氣氛罩，進(jìn)入熔融的鋼水池。加熱器6環(huán)繞在保護(hù)氣氛罩5周圍，爐殼7罩在加 熱器6外部，上述各部件組成保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)對(duì)不銹鋼帶在保護(hù)氣氛下進(jìn)行預(yù)加熱。履帶式結(jié)晶器包括寬面履帶板10、寬面鏈節(jié)11、寬面銷軸12、寬面鏈輪13、寬面風(fēng) 冷烘干器14、寬面水冷器15、窄面履帶板22、窄面鏈節(jié)23、窄面銷軸24、窄面鏈輪25、窄面 風(fēng)冷烘干器沈、窄面水冷器27，寬面履帶板10固定在寬面鏈節(jié)11上，再用寬面銷軸12連 接起來(lái)構(gòu)成寬面履帶繞于寬面鏈輪13上，寬面鏈輪13由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；窄面履帶板22固定 在窄面鏈節(jié)23上，再用窄面銷軸M連接起來(lái)構(gòu)成窄面履帶繞于窄面鏈輪25上，窄面鏈輪 25也由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，兩組寬面履帶和兩組窄面履帶共同組成循環(huán)移動(dòng)履帶式結(jié)晶器對(duì)鋼水進(jìn)行冷卻凝固，寬面水冷器15和寬面風(fēng)冷烘干器14固定在寬面履帶板10外側(cè)，對(duì)寬面履 帶板10進(jìn)行水冷和烘干，窄面水冷器27和窄面風(fēng)冷烘干器沈固定在窄面履帶板22外側(cè)， 對(duì)窄面履帶板22進(jìn)行水冷和烘干。 冷卻分隔系統(tǒng)包括輕壓下輥16、噴淋裝置17、分隔刀板18、弧形導(dǎo)輥19、水平導(dǎo)輥 20、左側(cè)剪切機(jī)21a和右側(cè)剪切機(jī)21b。輕壓下輥16對(duì)澆鑄出來(lái)的復(fù)合板坯進(jìn)行正確導(dǎo)向 并給予小壓下量的軋制，以提高復(fù)合板坯的結(jié)合強(qiáng)度，輥間布置噴淋器17對(duì)復(fù)合板坯進(jìn)行 冷卻，分隔刀板18安裝于輕壓下輥16的下部，將原來(lái)靠在一起的兩固體不銹鋼帶分開(kāi)，后 面分別布置弧形導(dǎo)輥19和水平導(dǎo)輥20將復(fù)合好的板坯四導(dǎo)出，再分別由左側(cè)剪切機(jī)21a 和右側(cè)剪切機(jī)21b剪切定尺。冷卻分隔系統(tǒng)布置在循環(huán)移動(dòng)履帶式結(jié)晶器的下部。
權(quán)利要求
1.一種不銹鋼復(fù)合板坯的固-液相連續(xù)復(fù)合裝置，其特征在于該裝置包括開(kāi)卷機(jī)和 鋼絲刷、導(dǎo)向輥、澆鑄系統(tǒng)、保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)、履帶式結(jié)晶器、冷卻分隔系統(tǒng)，開(kāi)卷機(jī)為二 臺(tái)，前后相互錯(cuò)開(kāi)布置在上料位置，開(kāi)卷機(jī)后設(shè)置兩臺(tái)鋼絲刷，導(dǎo)向輥設(shè)在鋼絲刷之后，導(dǎo) 向輥下面是保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)，保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)兩側(cè)是澆鑄系統(tǒng)，澆鑄系統(tǒng)下面是履帶 式結(jié)晶器，最下面是冷卻分隔系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼復(fù)合板坯的固-液相連續(xù)復(fù)合裝置，其特征在于所說(shuō) 的澆鑄系統(tǒng)由左側(cè)鋼水包和左側(cè)中間包、右側(cè)鋼水包和右側(cè)中間包組成，安裝于履帶式結(jié) 晶器的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼復(fù)合板坯的固-液相連續(xù)復(fù)合裝置，其特征在于所說(shuō) 的保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)由入口夾送輥和出口夾送輥、保護(hù)氣氛罩、加熱器、爐殼組成，入口夾 送輥位于保護(hù)氣氛罩的入口處，出口夾送輥位于保護(hù)氣氛罩的出口處，加熱器環(huán)繞在保護(hù) 氣氛罩周圍，爐殼罩在加熱器外部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼復(fù)合板坯的固-液相連續(xù)復(fù)合裝置，其特征在于所說(shuō) 的履帶式結(jié)晶器包括寬面履帶板、寬面鏈節(jié)、寬面銷軸、寬面鏈輪、寬面風(fēng)冷烘干器、寬面水 冷器、窄面履帶板、窄面鏈節(jié)、窄面銷軸、窄面鏈輪、窄面風(fēng)冷烘干器、窄面水冷器，寬面履帶 板固定在寬面鏈節(jié)上，再用寬面銷軸連接起來(lái)構(gòu)成寬面履帶繞于寬面鏈輪上，寬面鏈輪由 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；窄面履帶板固定在窄面鏈節(jié)上，再用窄面銷軸連接起來(lái)構(gòu)成窄面履帶繞于窄 面鏈輪上，窄面鏈輪也由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。寬面水冷器和寬面風(fēng)冷烘干器固定在寬面履帶板外 側(cè)，窄面水冷器和窄面風(fēng)冷烘干器固定在窄面履帶板外側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼復(fù)合板坯的固-液相連續(xù)復(fù)合裝置，其特征在于所說(shuō) 的冷卻分隔系統(tǒng)包括輕壓下輥、噴淋器、分隔刀板、弧形導(dǎo)輥、水平導(dǎo)輥、左側(cè)剪切機(jī)和右側(cè) 剪切機(jī)，輕壓下輥間布置噴淋器，分隔刀板安裝于輕壓下輥的下部，后面分別布置弧形導(dǎo)輥 和水平導(dǎo)輥，整個(gè)冷卻分隔系統(tǒng)布置在履帶式結(jié)晶器的下部。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種不銹鋼復(fù)合板坯的固-液相連續(xù)復(fù)合裝置。利用該裝置，可以高效率、低成本、高質(zhì)量地連續(xù)生產(chǎn)出不銹鋼復(fù)合板坯。不銹鋼復(fù)合板坯的固-液相連續(xù)復(fù)合裝置包括開(kāi)卷機(jī)和鋼絲刷、導(dǎo)向輥、澆鑄系統(tǒng)、保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)、履帶式結(jié)晶器、冷卻分隔系統(tǒng)。開(kāi)卷機(jī)為二臺(tái)，前后相互錯(cuò)開(kāi)布置在上料位置，開(kāi)卷機(jī)后設(shè)置兩臺(tái)鋼絲刷，導(dǎo)向輥設(shè)在鋼絲刷之后，導(dǎo)向輥下面是保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)，保護(hù)氣氛加熱系統(tǒng)兩側(cè)是澆鑄系統(tǒng)，澆鑄系統(tǒng)下面是履帶式結(jié)晶器，最下面是冷卻分隔系統(tǒng)。使用本裝置不但可以生產(chǎn)單一金屬材料薄板坯，還可以連續(xù)生產(chǎn)不同金屬材料復(fù)合薄板坯，特別適合連續(xù)生產(chǎn)不銹鋼復(fù)合板坯。
文檔編號(hào)B22D11/124GK102049478SQ20101000410
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者井玉安, 王玉民, 胡小東, 胡林 申請(qǐng)人:遼寧科技大學(xué)