一種制備金屬帶片的裝置和方法制造方法及圖紙

一種制備金屬帶片的裝置和方法，該裝置主要包括安裝有流嘴的盛裝金屬熔體的容器和旋轉的冷卻體，其特征在于澆鑄方向與冷卻體上澆鑄點的運動方向成一特定的角度、冷卻體的工作面為平面、冷卻體的工作面與水平面成一特定的角度；本發明專利技術提供的制備金屬帶片的方法，其中包括合格的金屬熔體以一定的澆鑄方向澆鑄到冷卻體上，通過冷卻體的旋轉、抽拉、冷卻作用使金屬熔體形成帶片。本發明專利技術通過對冷卻體工作面傾斜角度β、流嘴流口方向與冷卻體上澆鑄點的運動方向所成角度α及對澆鑄點處線速度Ｖ等參數的控制來控制、保證鑄帶過程穩定而連續地進行，并可使合金在冷卻體上滯留更長的時間，能夠讓合金得到更為充分的冷卻，避免合金帶片出現重熔現象。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，該裝置和方法用于制備具有微晶、柱狀晶組織的金屬帶片，特別是制備永磁合金、吸氫合金帶片。本專利技術所述裝置主要包括安裝有流嘴2的盛裝金屬熔體的容器1和旋轉的冷卻體5，其特征在于澆鑄方向10與冷卻體5上澆鑄點8的運動方向成一特定的角度、冷卻體的工作面7為平面、冷卻體的工作面與水平面成一特定的角度。本專利技術所述容器1的內部形狀為圓柱形、棱柱形等形狀且由Al2O3、MgO等耐火材料構成的盛裝金屬熔體的冶金容器，該容器上方開口，在該容器的底部或側壁上安裝有流嘴2。在生產中本專利技術所述容器往往作為中間包，其外部設有加熱保溫裝置，該容器起到控制熔體溫度和實現穩定澆鑄等功能。本專利技術所述流嘴是指直接向冷卻體澆鑄熔體并與冷卻體共同形成對熔體的整流與布流作用的裝置，其具體構造可參考已知技術形式。本專利技術所述合格熔體是指根據已知技術對金屬進行熔煉、保溫等處理后可進行澆鑄的金屬熔體。本專利技術所述澆鑄方向10是指流口方向，即在流嘴出液口的中心線9上由容器內指向容器外的方向，對于非對稱出液口而言，是指在其相對中心線上由容器內指向容器外的方向。流嘴出液口的中心線與冷卻體工作表面的交點8為澆鑄點。本專利技術所述冷卻體5與一旋轉軸6相連，冷卻體的工作面7為平面，冷卻體的工作面7與旋轉軸6垂直。冷卻體的工作面7可以由銅、鉻、鉬、銀、鎳、鐵、鈦、鋯等金屬及其合金等材料制成，還可由陶瓷材料制成或由上述材料的復合材料制成，這在已公開的技術中已有闡述。冷卻體5可以是圓臺狀、棱臺狀、圓柱狀、棱柱狀、圓柱狀等形狀，優選的是圓柱狀。冷卻體5的內部具有冷卻通道，冷卻通道的結構可以采用已知技術提供的形式。冷卻體內部流動著能夠不斷帶走熱量的冷卻介質，冷卻介質可以為氟里昂、液氮、水等通用冷卻介質，優選的是水。容器1中的合格的金屬熔體通過流嘴的流口在重力的作用下澆鑄到冷卻體的工作面7上，熔體在冷卻體的表面上形成熔潭3，熔潭3的形成是穩定而連續地制備具有理想組織結構的金屬帶片的關鍵之一。熔潭起到過渡和穩定作用。一方面，熔體從容器1中不斷流入熔潭3，另一方面，由于冷卻體的旋轉抽拉作用，又不斷地從熔潭3中抽走熔體，使熔潭3中的熔體的量保持恒定。熔潭3保持著一種動態平衡，這種動態平衡是穩定而連續地制備具有理想組織結構的金屬帶片的保障。影響熔潭平衡的因素很多，其中包括熔體的溫度、容器中熔體的高度、流嘴流口的幾何尺寸、流嘴的幾何形狀、流嘴和冷卻體之間的距離、冷卻體的冷卻強度、冷卻體上澆鑄點處的線速度、冷卻體表面的幾何形狀等因素，其中已有多種已知技術對熔體的溫度、容器中熔體的高度、流嘴流口的幾何尺寸、流嘴的幾何形狀、流嘴和冷卻體之間的距離、冷卻體的冷卻強度等因素實行精確控制與合理設計。本專利技術所述裝置包括安裝有流嘴2的盛裝金屬熔體的容器1和旋轉的冷卻體5，其特征在于流嘴2出口的方向10與冷卻體上澆鑄點8的運動方向成一特定的角度、冷卻體的工作面為平面、冷卻體的工作面與水平面成一特定的角度。本專利技術通過對冷卻體工作面傾斜角度β(即冷卻體的工作面與水平面所成夾角)、澆鑄方向與冷卻體上澆鑄點的運動方向所成角度α及對澆鑄點處線速度V等參數的控制來控制熔潭3的動態平衡，從而保證鑄帶過程穩定而連續地進行。眾所周知，當熔體澆鑄到冷卻體工作表面上時，熔體在重力的作用下有沿著工作表面7向低處流動的傾向，冷卻體工作面7的傾斜角度將直接影響到這種傾向的程度，另外熔體的澆鑄方向10對熔體沿著工作面7向低處流動的傾向也有很大影響；冷卻體工作面7上澆鑄點8的運動將平衡冷卻體工作面7的傾斜和澆鑄方向10等因素所帶來的熔體向低處流動的傾向，它們的共同的作用保證了熔潭3的平衡，從而保證了鑄帶過程穩定進行。在本專利技術中，澆鑄方向10與冷卻體5上澆鑄點8的運動方向所成的角α為20°～100°，較好地是α為60°～90°；在本專利技術中，冷卻體的工作面7與水平面成的夾角β為0°～80°，較好的是β為30°～60°。在本專利技術中，由于生成的是沿著帶寬方向彎曲的金屬帶片，同桶狀冷卻面制備出沿厚度方向彎曲的金屬帶片相比，這種金屬帶片更不容易在離心力的作用下脫離冷卻體的工作面，因此可以獲得更為充分的冷卻。本專利技術所述的制備金屬帶片的方法，其中包括合格的金屬熔體以一定角度澆鑄到冷卻體的工作面7上，由于重力作用、冷卻體5的旋轉作用和澆鑄作用等因素的共同作用，熔體在冷卻體工作面上形成熔潭3，通過冷卻體5的旋轉、抽拉、冷卻作用使金屬熔體形成帶片。在本專利技術中，帶有流嘴2的容器1位于冷卻體工作面7的上方，流嘴2底面與冷卻體的工作面7間的平均距離為0.2～2mm，冷卻體上澆鑄點8處的切向線速度V為0.2～10m/s，較好的是0.5～5m/s。如果澆鑄點8處的切向線速度V超出0.2～10m/s范圍，將難以保持熔潭3的穩定，影響鑄帶的連續生成并惡化帶片的組織。通過控制工藝參數，可以使金屬帶片4在冷卻到足夠低的溫度后，在離心力的作用下脫離冷卻體的工作面進入收集裝置中，也可以在冷卻體上方離熔潭足夠大的弧長距離處(即金屬帶片經過這一段弧長距離的冷卻后溫度已降到足夠低，金屬帶片在此溫度下組織結構已不會在發生較大變化，帶片基本不會相互粘連)設置清掃器11或清理鏟12，將金屬帶片清離冷卻體的工作面。本專利技術的優點是通過控制冷卻體的工作面與水平面所成的夾角β、金屬熔體澆鑄方向與冷卻體上澆鑄點的運動方向角度α、冷卻體上澆鑄點處的切向線速度V，可實現熔潭的穩定控制，從而實現穩定鑄帶，可以使合金在冷卻體上滯留更長的時間，能夠讓合金得到更為充分的冷卻，避免合金帶片出現重熔現象。圖2是實施本專利技術的有關參數和概念示意圖。圖3是實施本專利技術的裝置特例示意圖。實施例2將Nd28.46kg、Fe70.53kg、B1.01kg原料通過高頻感應熔煉、保溫后，通過容器1的流嘴2澆鑄到冷卻體5的工作面7上。冷卻體工作面7與水平面所成的夾角β為80，澆鑄方向與澆鑄點處的線速度所成的α角為100，澆鑄點處的線速度為10m/s，鑄出厚0.15mm、寬15mm的帶片。實施例3將Nd29.01kg、Fe69.99kg、B1kg原料通過中頻感應熔煉、保溫后，通過容器1的流嘴2澆鑄到冷卻體5的工作面7上。冷卻體工作面7與水平面所成的夾角β為45，澆鑄方向與澆鑄點處的線速度所成的α角為50，澆鑄點處的線速度為1.5m/s，鑄出厚0.35mm、寬20mm的帶片。通過清掃器11將金屬帶片清離冷卻體。實施例4將La32.13kg、Ni67.87kg原料通過中頻感應熔煉、保溫后，通過容器1的流嘴2澆鑄到冷卻體5的工作面7上。冷卻體工作面7與水平面所成的夾角β為60，澆鑄方向與澆鑄點處的線速度所成的α角為60，澆鑄點處的線速度為1.2m/s，鑄出厚0.38mm、寬8mm的帶片。金屬帶片被清掃器11清離冷卻體工作面7。通過清理鏟12將金屬帶片清離冷卻體。權利要求1.一種制備金屬帶片的裝置，該裝置主要包括安裝有流嘴的盛裝金屬熔體的容器和旋轉的冷卻體，其特征在于，冷卻體的工作面為平面，冷卻體的工作面與水平面所成的夾角β為0°～80°。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，冷卻體的工作面與水平面成的夾角β為30°～60°。3.一種制備金屬帶片的方法，其中包括，金屬熔體以一定的澆鑄方向澆鑄到冷卻體上，澆鑄方向與本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制備金屬帶片的裝置，該裝置主要包括安裝有流嘴的盛裝金屬熔體的容器和旋轉的冷卻體，其特征在于，冷卻體的工作面為平面，冷卻體的工作面與水平面所成的夾角β為０°～８０°。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱學新，張奎，張景新，杜東朝，熊柏青，徐駿，石力開，
申請(專利權)人：北京有色金屬研究總院，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]