專利名稱：不銹鋼復合板坯的固-液相連續復合裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及金屬復合材料生產裝置，特別是一種不銹鋼復合板坯的固-液相連續復合裝置。
背景技術：
不銹鋼復合板材通常以不銹鋼做面材，以普通結構鋼為基材，通過各種方式結合 成一體而形成的多層材質不同的復合板材，它兼具不銹鋼的防銹耐蝕和普通結構鋼的高強 價低的優點，在性價比上具有同規格純不銹鋼無法比擬的優勢，因此，不銹鋼復合板材自誕 生以來就一直受到人們的高度重視。目前，不銹鋼復合板坯的生產仍然以固-固相復合為主，固-固相復合技術中又 以爆炸焊接和真空擴散焊接最為成熟，但采用這兩種方法生產的復合板坯界面結合強度 比較低，需要通過后續的軋制工藝提高界面結合強度，這就造成成材率低，生產成本高的現 象，妨礙了不銹鋼復合板的廣泛應用。液-液相復合技術界面結合強度高，生產成本低，但 目前仍然處于研究開發階段，其中，見于專利文獻報道比較典型的方法及裝置有雙結晶器 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)。上述專利文獻提 出的制備不銹鋼復合板坯的裝置和方法還存在以下幾個方面缺點(1)雙結晶器連鑄工藝 存在上部鑄坯溫度控制和保護以及上下兩個結晶器鑄速匹配問題，即必須保證上部鑄坯在 進入下部熔池之前形成固態坯料，且表面不能形成氧化皮，同時還要保證上下結晶器的拉 坯速度相匹配，否則將產生嚴重的質量缺陷甚至難以鑄出復合板坯；( 帶式連鑄機盡管 解決了鑄坯與結晶器之間的滑動摩擦問題，但采用旋轉的金屬帶做結晶器器壁事實上很難 實現，因為當金屬帶較厚時很難彎曲，當金屬帶較薄時很難承受高溫金屬的浸蝕。另外，該 類裝置與雙結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題。( 雙輥鑄軋 工藝由于液態金屬結晶空間小，側封與軋輥端面始終處于動態摩擦狀態，故存在側封磨損 嚴重、液態金屬與軋輥粘結以及只能生產厚度比較小的薄規格鑄坯等問題。(4)電磁控制雙 金屬連鑄工藝是生產復合板坯的最簡潔的方法，但采用電磁力來控制復合界面實施起來難 度很大，同時，由于采用固定式結晶器，不能避免因鑄坯與結晶器之間存在滑動摩擦阻力而 產生的表面質量問題。
發明內容
本發明提供了一種以固體不銹鋼帶和普通結構鋼水為原料連續復合生產不銹鋼 復合板坯的裝置，利用該裝置，可以高效率、低成本、高質量地連續生產出不銹鋼復合板坯。 使用本裝置不但可以生產單一金屬材料薄板坯，還可以連續生產不同金屬材料復合薄板 坯，特別適合連續生產不銹鋼復合板坯。本發明提供的不銹鋼復合板坯的固-液相連續復合裝置包括開卷機和鋼絲刷、導向輥、澆鑄系統、保護氣氛加熱系統、履帶式結晶器、冷卻分隔系統。開卷機為二臺，前后 相互錯開布置在上料位置，開卷機后設置兩臺鋼絲刷，導向輥設在鋼絲刷之后，導向輥下面 是保護氣氛加熱系統，保護氣氛加熱系統兩側是澆鑄系統，澆鑄系統下面是履帶式結晶器， 最下面是冷卻分隔系統。所述的開卷機用于打開兩卷不銹鋼帶，開卷機后設置的兩臺鋼絲刷分別清理不銹 鋼帶的兩個待復合的外表面。導向輥引導不銹鋼帶進入保護氣氛加熱系統。所述的澆鑄系統由左側鋼水包和左側中間包、右側鋼水包和右側中間包組成，安 裝于履帶式結晶器的上方，向履帶式結晶器內澆注鋼水。所述的保護氣氛加熱系統由入口夾送輥和出口夾送輥、保護氣氛罩、加熱器、爐殼 組成，入口夾送輥位于保護氣氛罩的入口處，將不銹鋼帶準確導入保護氣氛罩內部，出口夾 送輥位于保護氣氛罩的出口處，將不銹鋼帶導出保護氣氛罩，進入熔融的鋼水池。加熱器環 繞在保護氣氛罩周圍，爐殼罩在加熱器外部，上述各部件組成保護氣氛加熱系統，對不銹鋼 帶在保護氣氛下進行預加熱。所述的履帶式結晶器包括寬面履帶板、寬面鏈節、寬面銷軸、寬面鏈輪、寬面風冷 烘干器、寬面水冷器、窄面履帶板、窄面鏈節、窄面銷軸、窄面鏈輪、窄面風冷烘干器、窄面水 冷器，寬面履帶板固定在寬面鏈節上，再用寬面銷軸連接起來構成寬面履帶繞于寬面鏈輪 上，寬面鏈輪由電動機驅動；窄面履帶板固定在窄面鏈節上，再用窄面銷軸連接起來構成窄 面履帶繞于窄面鏈輪上，窄面鏈輪也由電動機驅動。兩組寬面履帶和兩組窄面履帶共同組 成循環移動履帶式結晶器對鋼水進行冷卻凝固。寬面水冷器、寬面風冷烘干器固定寬面履 帶板外側，對寬面履帶板進行水冷和烘干。窄面水冷器和窄面風冷烘干器固定在窄面履帶 板外側，對窄面履帶板進行水冷和烘干。所述的冷卻分隔系統包括輕壓下輥、噴淋器、分隔刀板、弧形導輥、水平導輥、左側 剪切機和右側剪切機。輕壓下輥對澆鑄出來的復合板坯進行正確導向并給予小壓下量的軋 制，以提高復合板坯的結合強度，輕壓下輥間布置噴淋器對復合板坯進行冷卻，分隔刀板安 裝于輕壓下輥的下部，將原來靠在一起的兩固體不銹鋼帶分開，后面分別布置弧形導輥和 水平導輥將復合好的板坯導出，再由左側剪切機和右側剪切機剪切定尺。整個冷卻分隔系 統布置在履帶式結晶器的下部，用于將復合后的板坯分開并定尺切斷。本發明突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在(1)與現有的帶式連鑄機相比，本發明所采用的循環移動履帶式結晶器由許多塊 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題，提高了連鑄的安全 性和鑄機的使用壽命。(2)由于鋼水是在由履帶板組成的寬面履帶和窄面履帶構成的移動結晶器內冷 卻，履帶板與鑄坯一起向下運動，二者之間沒有相對滑動，沒有摩擦阻力，所以連鑄速度會 大大提高，同時鑄坯表面質量也會大大提高。(3)采用固態的不銹鋼板帶與液態的普通結構鋼水復合，可充分利用液態鋼水的 溫度提高固液界面的結合強度，同時還可保證固液界面清晰，避免界面混鋼現象發生，保證 了復合板坯的質量。(4)對不銹鋼帶進行保護氣氛保護，可保證不銹鋼帶進入鋼水之前不被氧化，避免 了雙結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題，從而提高了界面結合強度。(5)在保護氣氛罩內對不銹鋼帶進行預加熱，可以準確控制不銹鋼帶進入鋼水之 前的溫度，避免了雙結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 題，從而提高了界面結合強度。(6)本復合裝置可以生產多種復合板帶坯當固體原料為不銹鋼板帶，液體原料 為普通結構鋼水時，可以生產不銹鋼/普通結構鋼復合板帶坯；當固體原料為合金鋼板帶， 液體原料為普通結構鋼時，可以生產合金鋼/普通結構鋼復合板帶坯；當固體原料為不銹 鋼板帶，液體原料為鋁合金時，可以生產不銹鋼/鋁合金復合板帶坯；當固體原料為普通結 構鋼板帶，液體原料為鋁合金時，可以生產普通結構鋼/鋁合金復合板帶坯；當固體原料為 銅合金板帶，液體原料為鋁合金時，可以生產銅合金/鋁合金復合板帶坯；當固體原料為普 通結構鋼板帶，液體原料為銅合金時，可以生產普通結構鋼/銅合金復合板帶坯。
圖1是不銹鋼復合板坯的固-液相連續復合裝置主視圖；圖2是不銹鋼復合板坯的固-液相連續復合裝置中保護氣氛加熱系統的主視圖；圖3是不銹鋼復合板坯的固-液相連續復合裝置中履帶式結晶器的主視圖；圖4是不銹鋼復合板坯的固-液相連續復合裝置中履帶式結晶器的側視圖。
具體實施例方式下面用實施例具體描述本發明，該例僅是本實用新型的一個應用范例，不能理解 為對本實用新型權利要求保護范圍的限制。如圖1、圖2、圖3、圖4所示，不銹鋼復合板坯的固-液相連續復合裝置包括開卷機 1和鋼絲刷2、導向輥3、澆鑄系統、保護氣氛加熱系統、履帶式結晶器、冷卻分隔系統。開卷 機1為二臺，前后相互錯開布置在上料位置，用于打開兩卷不銹鋼帶，開卷機1后設置兩臺 鋼絲刷2，分別清理不銹鋼帶的兩個待復合的外表面。導向輥3設在鋼絲刷之后，引導不銹 鋼帶觀進入保護氣氛加熱系統。澆鑄系統由上部鋼水包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，向履帶式結晶器內澆注鋼水。保護氣氛加熱系統由入口夾送輥如和出口夾送輥4b、保護氣氛罩5、加熱器6、爐 殼7組成，出口夾送輥如位于保護氣氛罩5的入口處，不銹鋼帶28經過導向輥3由入口夾 送輥如準確導入保護氣氛罩5內部，出口夾送輥4b位于保護氣氛罩5的出口處，將不銹鋼 帶導出保護氣氛罩，進入熔融的鋼水池。加熱器6環繞在保護氣氛罩5周圍，爐殼7罩在加 熱器6外部，上述各部件組成保護氣氛加熱系統對不銹鋼帶在保護氣氛下進行預加熱。履帶式結晶器包括寬面履帶板10、寬面鏈節11、寬面銷軸12、寬面鏈輪13、寬面風 冷烘干器14、寬面水冷器15、窄面履帶板22、窄面鏈節23、窄面銷軸24、窄面鏈輪25、窄面 風冷烘干器沈、窄面水冷器27，寬面履帶板10固定在寬面鏈節11上，再用寬面銷軸12連 接起來構成寬面履帶繞于寬面鏈輪13上，寬面鏈輪13由電動機驅動；窄面履帶板22固定 在窄面鏈節23上，再用窄面銷軸M連接起來構成窄面履帶繞于窄面鏈輪25上，窄面鏈輪 25也由電動機驅動，兩組寬面履帶和兩組窄面履帶共同組成循環移動履帶式結晶器對鋼水進行冷卻凝固，寬面水冷器15和寬面風冷烘干器14固定在寬面履帶板10外側，對寬面履 帶板10進行水冷和烘干，窄面水冷器27和窄面風冷烘干器沈固定在窄面履帶板22外側， 對窄面履帶板22進行水冷和烘干。 冷卻分隔系統包括輕壓下輥16、噴淋裝置17、分隔刀板18、弧形導輥19、水平導輥 20、左側剪切機21a和右側剪切機21b。輕壓下輥16對澆鑄出來的復合板坯進行正確導向 并給予小壓下量的軋制，以提高復合板坯的結合強度，輥間布置噴淋器17對復合板坯進行 冷卻，分隔刀板18安裝于輕壓下輥16的下部，將原來靠在一起的兩固體不銹鋼帶分開，后 面分別布置弧形導輥19和水平導輥20將復合好的板坯四導出，再分別由左側剪切機21a 和右側剪切機21b剪切定尺。冷卻分隔系統布置在循環移動履帶式結晶器的下部。
權利要求
1.一種不銹鋼復合板坯的固-液相連續復合裝置，其特征在于該裝置包括開卷機和 鋼絲刷、導向輥、澆鑄系統、保護氣氛加熱系統、履帶式結晶器、冷卻分隔系統，開卷機為二 臺，前后相互錯開布置在上料位置，開卷機后設置兩臺鋼絲刷，導向輥設在鋼絲刷之后，導 向輥下面是保護氣氛加熱系統，保護氣氛加熱系統兩側是澆鑄系統，澆鑄系統下面是履帶 式結晶器，最下面是冷卻分隔系統。
2.根據權利要求1所述的不銹鋼復合板坯的固-液相連續復合裝置，其特征在于所說 的澆鑄系統由左側鋼水包和左側中間包、右側鋼水包和右側中間包組成，安裝于履帶式結 晶器的上方。
3.根據權利要求1所述的不銹鋼復合板坯的固-液相連續復合裝置，其特征在于所說 的保護氣氛加熱系統由入口夾送輥和出口夾送輥、保護氣氛罩、加熱器、爐殼組成，入口夾 送輥位于保護氣氛罩的入口處，出口夾送輥位于保護氣氛罩的出口處，加熱器環繞在保護 氣氛罩周圍，爐殼罩在加熱器外部。
4.根據權利要求1所述的不銹鋼復合板坯的固-液相連續復合裝置，其特征在于所說 的履帶式結晶器包括寬面履帶板、寬面鏈節、寬面銷軸、寬面鏈輪、寬面風冷烘干器、寬面水 冷器、窄面履帶板、窄面鏈節、窄面銷軸、窄面鏈輪、窄面風冷烘干器、窄面水冷器，寬面履帶 板固定在寬面鏈節上，再用寬面銷軸連接起來構成寬面履帶繞于寬面鏈輪上，寬面鏈輪由 電動機驅動；窄面履帶板固定在窄面鏈節上，再用窄面銷軸連接起來構成窄面履帶繞于窄 面鏈輪上，窄面鏈輪也由電動機驅動。寬面水冷器和寬面風冷烘干器固定在寬面履帶板外 側，窄面水冷器和窄面風冷烘干器固定在窄面履帶板外側。
5.根據權利要求1所述的不銹鋼復合板坯的固-液相連續復合裝置，其特征在于所說 的冷卻分隔系統包括輕壓下輥、噴淋器、分隔刀板、弧形導輥、水平導輥、左側剪切機和右側 剪切機，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輥 和水平導輥，整個冷卻分隔系統布置在履帶式結晶器的下部。
全文摘要
本發明公開了一種不銹鋼復合板坯的固-液相連續復合裝置。利用該裝置，可以高效率、低成本、高質量地連續生產出不銹鋼復合板坯。不銹鋼復合板坯的固-液相連續復合裝置包括開卷機和鋼絲刷、導向輥、澆鑄系統、保護氣氛加熱系統、履帶式結晶器、冷卻分隔系統。開卷機為二臺，前后相互錯開布置在上料位置，開卷機后設置兩臺鋼絲刷，導向輥設在鋼絲刷之后，導向輥下面是保護氣氛加熱系統，保護氣氛加熱系統兩側是澆鑄系統，澆鑄系統下面是履帶式結晶器，最下面是冷卻分隔系統。使用本裝置不但可以生產單一金屬材料薄板坯，還可以連續生產不同金屬材料復合薄板坯，特別適合連續生產不銹鋼復合板坯。
文檔編號B22D11/124GK102049478SQ20101000410
公開日2011年5月11日 申請日期2010年1月7日 優先權日2009年11月6日
發明者井玉安, 王玉民, 胡小東, 胡林 申請人:遼寧科技大學