真空旋轉平盤速凝爐的製作方法

2023-06-05 17:13:51

專利名稱：真空旋轉平盤速凝爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及生產釹鐵硼稀土永磁合金材料及稀土儲氫合金材料的設備，具 體為真空旋轉平盤速凝爐。
背景技術：
目前生產釹鐵硼稀土永磁合金材料及稀土儲氫合金材料的真空熔煉速凝都 是將鋼液澆入- 個中間包或稱澆口，與中間包密封接觸有冷卻輥(如附圖1所 示)，冷卻輥內部設有內腔，內腔通有流動的冷卻介質。冷卻輥表面與中間包 內的鋼液接觸，隨著冷卻輥的轉動，在冷卻輥表面形成結晶層或稱凝固層—— 鑄片。在鑄片形成過程中，在貼近冷卻輥的地方(稱為激冷層)由於冷卻速度 較快，產生不同程度的微晶甚至出現非晶。這將使磁場成型時取向不好，表現 在產品剩磁較低、脆性增加。鑄片的厚度與冷卻輥的轉速相關，冷卻輥在正常
或較快轉速F，難以形成較厚的鑄片(通常在0.2-0.5mm)，鑄片中激冷層所 佔比例較高(通常在15-20%)，影響最終磁性材料的性能；當然，在冷卻輥 轉速較低的情況下，也能形成較厚的鑄片，但由於結晶過程是在鋼液中完成的， 或者換句話講只有在鋼液中完成結晶過程，形成的結晶層才能履著在冷卻輥表 面並隨冷卻輥的轉動而上升，否則未結晶的液體隨冷卻輥的轉動而下流。這樣， 鑄片激冷層以外的部分在結晶過程中與高溫鋼液較長時間的接觸，使鑄片激冷 層以外的部分結晶冷卻速度較慢，從而析出大量的的a-鐵，同樣會影響最終磁 性材料的性能。另外，冷卻輥結果複雜，精度要求高，成本高，不易推廣使用。

發明內容
本發明為了解決現有的真空速凝爐難以形成較厚的鑄片，鑄片中激冷層所 佔比例較高，影響最終磁性材料的性能的問題，提供一種真空旋轉平盤速凝爐。
本發明是採用如F技術方案實現的真空旋轉平盤速凝爐，包括真空爐體, 在真空爐體內設有可旋轉且其上設有帶進、出水口的水套的水冷轉盤，在真空 爐體內還固定有位於水冷轉盤上部的中間包，中間包的出液口端面與水冷轉盤 的.匕端面保持接觸並且在中間包出液口的部分端面..匕開有出液狹縫，出液狹縫
的高度為0.3-2.0mm;在真空爐體內還固定有位於水冷轉盤.t部且其下端與水 冷轉盤保持接觸的鏟料板。鋼液澆入中包間，隨著水冷轉盤的轉動，中間包內 的鋼液從出液狹縫內被帶出，在水冷轉盤上得到冷卻而形成鑄片，鑄片被鏟料 板鏟起(將局部有粘連的鑄片從水冷卻盤.t剝離)而從水冷轉盤上落下。與現 有技術相比，本發明採用了上端面水平的水冷轉盤，鋼液可在液態下被帶出中 間包而仍覆著在水冷轉盤的表面，因此在出液狹縫高度較大的情況下可形成較 厚的鑄片，關鍵是激冷層以外的部分可以被很快帶出中間包而脫離與鋼液的接 觸，即激冷層以外的部分的結晶過程是在不與鋼液接觸的情況下完成，因此其 冷卻速度相對較快，不會有a-鐵析出，或者減少了a-鐵的析出，從而提高了 最終磁性材料的性能。在出液狹縫高度-一定的情況下，鑄片的厚度仍然與水冷 轉盤的轉速相關，在轉速較快時，鑄片的厚度可以小於出液狹縫的高度，但轉 速再慢，鑄片的厚度不會超過出液狹縫的高度(最多只能等於狹縫的高度)； 但如果水冷轉盤的轉速過慢，在中間包的出液狹縫處會形成過厚的結晶層而阻 塞出液狹縫；綜合考慮上述因素，本領域技術人員通過有限次的試驗可容易地 確定水冷轉盤的轉速。在確保不析出a-鐵的情況下，出液狹縫的高度應儘可能的大，這樣可得到儘可能厚的鑄片，以降低激冷層的比例，但出液狹縫高度過 大，鑄片過厚，激冷層以外的部分特別是中心部位的冷卻速度會降低，會增加
a-鐵的析出；本發明通過多次試驗確定出液狹縫的高度為0.3-2.0mm。作為優 選，出液狹縫的高度為0.5-1.5mm。顯然，鏟料板的固定位置只要保證鑄片被 鏟起前有充分的在水冷轉盤..h的留置時間，而充分完成結晶過程即可。
本領域技術人員可以容易地以多種結構實現水冷轉盤在真空爐體內的支撐 和轉動以及水冷轉盤水套的進、出水口的結構設計。本發明在具體實施方式
中 也給出了具體的水冷轉盤的支撐及被驅動旋轉的結構和水冷轉盤水套的進、出 水口的結構。該結構設計更合理、更簡單。
另外，在真空爐體內還設有位於水冷轉盤F部且可轉動的二次冷卻槽，二 次冷卻槽內設有帶有支撐柄的料鏟，料鏟的支撐柄為空心的，料鏟支撐柄的上 端與輸風管路連通，在真空爐體外有風機，風機的入風口經入風管路與真空爐 體內相通並在入風管路....匕設置熱交換器，風機的出風口與輸風管路相連。水冷 轉盤上的鑄片落入二次冷卻槽。風機經入風管路將真空爐體內的氣體抽出，經 熱交換器冷卻，再經輸風管路吹入真空爐體內。二次冷卻槽在電機驅動「、'轉動， 料鏟將鑄片鏟起、攪拌，同時料鏟支撐柄的F端輸出冷卻風，冷卻風直接吹入 被鏟起的鑄片F部，極大提高了鑄片的冷卻速度。現有同類產品中也有二次冷 卻槽，其內也設有料鏟，但其冷卻風是直接吹入二次冷卻槽，不能直接將冷卻 風吹入被伊起的鑄片下部，冷卻效果較差。
本發明所述的真空旋轉平盤速凝爐通過合理的結構設計——水冷轉(平) 盤的設置，即將水冷輥式改為水冷盤式，使該速凝爐能容易地產出較厚(1mm 以上)且不析出或少析出a-鐵(5%以F)的鑄片，使鑄片中激冷層(也即微晶或非晶成分)所佔的比例大幅度F降(達到10%以F)，充分提高了最終磁性 材料的性能。另外與現有產品相比，其結構簡單，精度要求不高，成本低，更 換方便，易推廣使用。


圖1為現有同類產品局部結構及鑄片結晶過程示意圖2為本發明所述的真空旋轉平盤速凝爐的一種具體結構示意圖3為圖2的的俯剖圖4為圖2的局部結構放大圖5為圖2的另一局部結構放大圖6為圖2的A向局部結構放大圖7為水冷轉盤的俯視圖8為本發明所述的真空旋轉平盤速凝爐的另一種具體結構示意圖； 圖中1-真空爐體，2-水冷轉盤，3-中間包，4-出液狹縫，5-鏟料板，6-空 心軸，7-回水管，8-進水腔，9-出水腔，10-進水管，11-進水孔，12-出水管， 13-擋水板，14-出水孔，15-鏈輪，16-二次冷卻槽，17-支撐柄，18-料伊，19-輸風管路，20-風機，21-熱交換器。
具體實施例方式
真空旋轉平盤速凝爐，包括真空爐體1，在真空爐體1內設有可旋轉且其 上設有帶進、出水口的水套的水冷轉盤2，在真空爐體1內還固定有位於水冷 轉盤2 ..匕部的中間包3，中間包3的出液口端面與水冷轉盤的....匕端面保持接觸 並且在中間包出液口的部分端面上開有出液狹縫4，出液狹縫的高度為 0.3-2.0mm;在真空爐體1內還固定有位於水冷轉盤2上部且其F端與水冷轉盤保持接觸的鏟料板5。具體實施時，中間包3可通過各種支撐部件，如支撐 架等支撐。鏟料板5可固定於真空爐體內，如真空爐體內壁上或其它部件上。 中間包3的出液口的截面為矩形且其前、後端面的下端向內傾斜(如圖6所示)， 以利用出液。採用如下結構實現水冷轉盤的支撐及被驅動旋轉和水冷轉盤水套 的進、出水口的設置水冷轉盤2底部固定有空心軸6,空心軸6通過密封軸承 支撐於真空爐體1的底部；空心軸6的內腔與水冷轉盤2的水套相通，在空心 軸6內設置回水管7，在空心軸6位於真空爐體外的軸段上設置有水腔，水腔 內部分成彼此密封的進水腔8和出水腔9，水腔的進水腔8 .匕固定有進水管10， 空心軸6位於水腔的進水腔8內的軸段...匕開有進水孔11，水腔的出水腔9上固 定有出水管12，回水管7的上端伸入水冷轉盤2的水套內，F端與水腔的出水 腔9相通，空心軸6由電機驅動。冷卻水由進水管10進入水腔的進水腔8，經 空心軸...匕的進水口 11、沿空心軸向上進入水冷轉盤2的水套，再沿回水管7回 流至水腔的出水腔9並從出水管12排出，而完成冷卻水的循環。為使冷卻水 在水冷轉盤水套內的充分循環，在水冷轉盤2的水套內、回水管7的端部固定 有擋水板13,這樣，進入水套的冷卻水從擋水板13下循環至擋水板上才能回 流，可使冷卻水在水套內充分循環，以提高水冷轉盤的冷卻效果。具體實施時, 可採用多種結構實現電機對空心軸6的驅動。如圖2所示，可將水腔與真空爐 體1的底部固定(或直接與空心軸固定)，空心軸6向下密封穿過水腔(的出 水腔)底部，空心軸6位於水腔的出水腔9內的軸段上開有出水孔14 (以實現 回水管與出水腔的相通)，空心軸6的下軸端由電機(經減速器)驅動，從而 實現電機對空心軸及水冷轉盤的驅動。或者，如圖8所示，水腔與空心軸6固 定，在真空爐體1底部與水腔之間的空心軸段上設置鏈輪15，電機經減速器及鏈輪鏈條傳動驅動空心軸6，從而實現電機對空心軸及水冷轉盤的驅動。在真 空爐體1內還設有位於水冷轉盤2 F部且可轉動的二次冷卻槽16， 二次冷卻槽 16內設有帶有支撐柄17的料鏟18，料鏟的支撐柄17為空心的，料鏟支撐柄 17的.匕端與輸風管路19連通，在真空爐體1外有風機20，風機20的入風口 經入風管路與真空爐體1內相通並在入風管路....匕設置熱交換器21,風機的出風 口與輸風管路19相連。具體實施時，二次冷卻槽16底部固定有軸,軸通過密封 軸承支撐於真空爐體1的底部，軸由電機經減速器驅動。此時，伊料板5可固 定於輸風管路19 ...匕風機20經入風管路將真空爐體內的氣體抽出，經熱交換 器21冷卻，再經輸風管路19吹入真空爐體內。料鏟18至少設置一個。
權利要求
1、一種真空旋轉平盤速凝爐，包括真空爐體(1)，其特徵為在真空爐體(1)內設有可旋轉且其上設有帶進、出水口的水套的水冷轉盤(2)，在真空爐體(1)內還固定有位於水冷轉盤(2)上部的中間包(3)，中間包(3)的出液口端面與水冷轉盤的上端面保持接觸並且在中間包出液口的部分端面上開有出液狹縫(4)，出液狹縫的高度為0.3-2.0mm；在真空爐體(1)內還同定有位於水冷轉盤(2)上部且其下端與水冷轉盤保持接觸的鏟料板(5)。
2、 如權利要求1所述的真空旋轉平盤速凝爐，其特徵為水冷轉盤(2) 底部固定有空心軸(6)，空心軸(6)通過密封軸承支撐於真空爐體(1)的底 部；空心軸(6)的內腔與水冷轉盤(2)的水套相通，在空心軸(6)內設置 回水管(7)，在空心軸(6)位於真空爐體外的軸段上設置有水腔，水腔內部 分成彼此密封的進水腔(8)和出水腔(9)，水腔的進水腔(8)上固定有進 水管(10)，空心軸(6)位於水腔的進水腔(8)內的軸段上開有進水孔(11)， 水腔的出水腔(9)上固定有出水管(12)，回水管(7)的上端伸入水冷轉盤(2)的水套內，下端與水腔的出水腔(9)相通，空心軸(6)由電機驅動。
3、 如權利要求2所述的真空旋轉平盤速凝爐，其特徵為空心軸(6)向 下密封穿過水腔底部，空心軸(6)位亍水腔的出水腔(9)內的軸段上開有出 水孔(14)，空心軸(6)的下軸端由電機驅動。
4、 如權利要求2所述的真空旋轉平盤速凝爐，其特徵為水腔與空心軸(6) 固定，在真空爐體(1)底部與水腔之間的空心軸段上設置鏈輪(15)，電機 經減速器及鏈輪鏈條傳動驅動空心軸(6)。
5、 如權利要求1或2或3或4所述的真空旋轉平盤速凝爐，其特徵為在真空爐體(1)內還設有位於水冷轉盤(2)下部且可轉動的二次冷卻槽(16)， 二次冷卻槽(16)內設有帶有支撐柄(17)的料伊(18)，料f產的支撐柄(17) 為空心的，料鏟支撐柄(17)的上端與輸風管路(19)連通，在真空爐體(1) 外有風機(20)，風機(20)的入風口經入風管路與真空爐體(1)內相通並 在入風管路上設置熱交換器(21)，風機的出風口與輸風管路(19)相連。
6、 如權利要求5所述的真空旋轉平盤速凝爐，其特徵為伊料板(5)可 固定於輸風管路(19)上。
7、 如權利要求1或2或3或4所述的真空旋轉平盤速凝爐，其特徵為 中間包(3)的出液口的截面為矩形且其前、後端面的下端向內傾斜。
8、 如權利要求5所述的真空旋轉平盤速凝爐，其特徵為中間包(3)的 出液口的截而為矩形且其前、後端面的下端向內傾斜。
9、 如權利要求1或2或3或4所述的真空旋轉平盤速凝爐，其特徵為 出液狹縫的高度為0.5-1.5mm。
全文摘要
本發明涉及生產釹鐵硼稀土永磁合金材料及稀土儲氫合金材料的設備，具體為真空旋轉平盤速凝爐。解決現有的真空速凝爐難以形成較厚的鑄片，鑄片中激冷層所佔比例較高，影響最終磁性材料的性能的問題。包括真空爐體，在真空爐體內設有可旋轉且其上設有帶進、出水口的水套的水冷轉盤，在真空爐體內還固定有位於水冷轉盤上部的中間包，中間包的出液口端面與水冷轉盤的上端面保持接觸並且在中間包出液口的部分端面上開有出液狹縫，出液狹縫的高度為0.3-2.0mm；在真空爐體內還固定有位於水冷轉盤上部且其下端與水冷轉盤保持接觸的鏟料板。該速凝爐能容易地產出較厚且不析出或少析出a-鐵的鑄片，使鑄片中激冷層所佔的比例大幅度下降。
文檔編號B22D11/06GK101332495SQ20081005548
公開日2008年12月31日 申請日期2008年7月22日 優先權日2008年7月22日
發明者董永安 申請人:董永安