一種規模化生產急冷金屬薄帶的製造設備的製作方法

2023-06-05 09:00:11

專利名稱：一種規模化生產急冷金屬薄帶的製造設備的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於冶金設備領域，涉及一種規模化生產急冷金屬薄帶的製造設備，特別適用於非晶合金的生產。
一種規模化生產急冷金屬薄帶的製造設備，它主要由冶煉爐、中間包、噴鑄包、卷帶機構成，其主要特徵在於本設備採用了單、雙真空冶煉爐鋼水供應系統3、中間包4、迷宮式緩流分流閥5、不少於兩個的噴鑄包6、雙冷卻輥及其致冷控制系統7、不少於兩個的氣力輸送管8、雙帶形檢測區9、雙二冷區10和雙複合卷帶機11呈雙鏈交聯、梯級位差分布結構。
單、雙感應加熱坩堝26包含在鋼水供應系統3內，鋼水供應系統3除感應加熱坩堝26外，還設有蔽渣器28、蔽渣器流道29、鋼水測溫裝置27、鋼水液位測控裝置91、真空感應冶煉爐冷卻水循環控制系統93、中頻感應加熱供電控制系統94、在線鋼水成份取樣器96、出鋼閥蓋119；單、雙真空冶煉爐鋼水供應系統與帶蔽渣器，撇渣器的由鋼流道相連，冶煉爐具有頂底鋼水取樣及鋼水測溫、蔽渣器液位顯示控制系統。
中間包4包含中間包加熱功率給進及動力驅動控制33、輕質氣體保護罩30、水冷循環系統34、中間包鋼水溫度顯示控制系統31、鋼水液位顯示控制系統32、雙塞把37、後備雙滑動水口38、殘餘鋼水塞把35、後備殘餘鋼水滑動水口36、中間包支傾架調位機構97、可移動鋼水漏鬥55；開啟閥蓋後，鋼水經流道進入置於支傾架調位機構上的中間包，中間包上蓋裝有輕質氣體保護罩，中間包外殼為耐熱鋼與保溫層、內襯為耐火材料打結的坩堝，外殼與內襯之間位置處為水冷感應線圈或電阻加熱體並與外部加熱功率給進調溫系統相連，包內設置有鋼水液位、溫度探頭並與外部鋼水液位、溫度顯示控制系統相連，中間包底側部還具有三塞把及三滑動水口後備保護出鋼系統。
對應於中間包出鋼口設有可移動、可更換的迷宮式緩流分流閥5，分流閥5由鋼水分流板103、緩流分流流道99、液壓傳動出鋼塞把100、碳矽棒加熱控制系統101及測溫顯示控制系統102等部分組成。
對應於迷宮式緩流分流閥5的兩路可位移複合低卷渣流道104分別搭接在兩組噴鑄包6上，噴鑄包6含有噴鑄包綜合控制及其定位調節系統，噴鑄包6上有輕質氣體保護罩39，噴鑄包內具有裸體及耐火材料埋覆碳矽棒發熱體並與外部保溫調溫控制系統相連、噴嘴杯105是套裝在噴鑄包內、緊靠碳矽棒發熱體放置在石墨定位墊片107上，噴嘴杯105是由沿壁導流器52，中置可牽引加配重開啟閥蓋43的錐口穩流筒42、開縫噴嘴106石墨定位墊片多種耐火材料件經高溫粘接劑粘接、適當焙燒構成的，噴嘴杯105鋼水入口處設置有沿壁導流器52，沿壁導流器52下面是穩流筒42，穩流筒上有開啟閥蓋43底部粘接有開縫噴嘴106；噴嘴是露出噴鑄包的；噴嘴杯內設置有鋼水溫度探測及其外部顯示控制系統44、鋼水液位探測及其外部顯示控制系統45；噴鑄包外殼108是由耐熱低變形量的優質鋼或鑄鐵材料製成，配置了噴鑄包預熱設備56，噴鑄包的殼壁鑲嵌有不少於三個弧形凸輪槽109，噴鑄包還具有包體溫度測量及其外部顯示控制系統65，噴鑄包加熱體及其供電控制系統66；噴鑄包是坐落在擁有蝸輪蝸杆細牙螺紋頂杆或液壓傳動的可沿軌滑移的凸輪定位調節機構的框架40上和框架40坐落在可平移、旋轉、整體升降的框架120上，在框架40的53位置處還裝備有可選的熱成像儀與高速攝像機或雷射測厚儀，在框架40的92位置處裝備有側成像高速攝像機，框架120緊密套裝在液壓傳動或螺紋頂杆傳動的柱體59上，噴嘴下側位還設置有噴嘴預熱保溫裝置及其測溫與供電控制系統61。
噴嘴下方為雙冷卻輥及其致冷控制系統7，包含雙冷卻輥88、不低於C級的四組支撐輥軸軸承58、三組密封導流盒57、冷卻輥軸管埠與密封導流盒動密封對接、導流盒另一端與集中開閉環循環致冷控制系統相連，三組密封導流盒57進出口採用撓性接口63連接，雙冷卻輥的各自擋風板及其輥面清潔機構和輥面修磨機構位於各自輥面一側與機座連接，該側為輥面車削機構46、輥面修磨機構47、輥面清潔抽風口及其後備控制設備48、輥體另一側下部機座壁上設有可調剝離氣體噴嘴41、它位於剝離出帶位置，可調剝離氣體噴嘴41通過管道連接有氣液、油水分離閥49氣泵及消聲器50，冷卻輥軸111上的皮帶傳動輪通過皮帶與冷卻輥下部機座112內腔中的皮帶輪62諧波輪減速箱64直流調速電機及其供電控制系統110相連，直流調速電機及其供電控制系統110通過諧波輪減速箱64及輥軸111上的皮帶輪62以皮帶傳動將轉動動力傳給冷卻輥88；緊靠皮帶輪62配有輥速測試儀54，在冷卻輥支撐機座112內腔內設置有動平衡測量儀51；直流調速電機與冷卻輥旋轉驅動控制裝置、輥速測試裝置、位於冷卻輥下機座內系統動平衡測試儀相連，其外還連接有對輥嘴間隙及其熔潭的監控調節集中控制系統，並能分路控制各冷卻輥對應的定位調節框架，輥面修磨及其清潔等系統。
對應於剝離出帶處的兩端為喇叭口85的薄帶氣力輸送管8，是由帶傳動溜道90、側排氣孔83及連接的可控氣源60、管體入口處鋼渣漏鬥81、管道插板閥82、管體支架84等部分組成，後接具有帶材滾剪機、帶面帶緣、帶厚檢測的帶形檢測區9及二冷區10，二冷區10由冷卻夾輥87及抽風機86等部分組成。
複合卷帶機11，它是由具有卡口含內錐腔帶孔卷帶筒75，帶液壓頂出杆73有內外錐度插齒和密封圈113的插筒輪74、連接傳感器驅動的直流調速電機72的諧波傳動的旋繞設備114，可被動旋轉帶並有外錐度插齒和密封圈113的插筒輪77且該輪是通過軸承導管與抽風機相連的電機拖動設備等部分組成；含內錐腔外壁為柱面筒壁帶通孔的卷帶筒75上套有調寬擋圈76，諧波傳動的旋繞設備114可沿滑軌80移動，也可由緊固扣115固定在滑軌80上，有外錐度插齒及密封圈113以軸承導管連接到抽風管78的插筒輪77安裝在電動小車79上，電動小車79可在滑軌80上移動；其中卷帶筒75內錐度與旋繞機插筒輪74插齒外錐度要間隙配合；旋繞機插筒輪74插齒內錐度要與連有抽風機的電機拖動設備的被動旋轉插筒輪77插齒的外錐度形成過盈配合；74、75、77三者套合插緊後，卷帶筒卡緊在組合旋轉體上，三者鬆開後，卷帶筒可被頂杆73頂出更換另一卷帶筒。卷帶筒也可以與外壁為圓臺面、內為空腔臺壁面有通孔的插筒輪套合鎖緊，構成組合旋轉體，組合旋轉體通過軸承套管與抽風機、由傳感器驅動的直流調速電機及其帶有控制系統的、以諧波方式傳動的旋繞設備相連，構成複合卷帶機。
本設備設有四個集中控制區，分別是 出鋼控制系統的集中控制區14、執行功能為真空冶煉爐鋼水測溫27，蔽渣器鋼水液位控制91，中頻感應加熱供電控制系統94，真空冶煉爐鋼水供應系統3充氣控制，中間包鋼水成分微調、部分除渣、鎮靜、調溫，中間包保護氣體蓋30開閉控制及充氣控制，中間包三塞把35、37及滑動出鋼水口36、38液壓傳動控制，中間包加熱功率給進及動力驅動控制33。
分流閥、噴鑄包、冷卻輥的製冷控制系統的集中主控控制區16。執行功能為迷宮緩流分流閥5、塞把100鋼水出水口液壓傳動控制，噴鑄包氣體保護罩39開閉及充氣控制、噴鑄包鋼水溫度44及液位45控制，噴鑄包噴嘴106對冷卻輥致冷及控制系統7中的冷卻輥88的輥嘴間隙控制40、噴鑄包整體升降59控制，穩流筒蓋43浮牽控制，冷卻輥致冷物測溫及流量控制25，剝離氣體流量控制41，輥嘴間鋼水熔潭形貌高速攝影92及其熱成像顯示測控53，冷卻輥輥速測控54，冷卻輥動平衡測控51，氣力輸送管8開關控制，綜合工藝參數數據採集及其計算機數據處理輔助控制，現場工況故障回饋顯示與其應對輔助控制98，現場綜合工況合規就緒鳴笛與現場工況異常鳴笛和指令傳送通訊系統89。
分流閥、噴鑄包、冷卻輥的製冷控制系統集中輔助控制區15，執行功能為致冷換熱器23控制、泵組20控制，剝離氣體泵50控制，迷宮式緩流分流閥測溫101及加熱功率給進102控制，輥麵粉塵抽風機48、輥面車削修磨46控制，輥面拋光47控制，噴鑄包發熱體65測溫及其功率給進66控制，噴嘴預熱保溫器測溫及其加熱功率給進61控制。
成品帶卷取集中控制區17，執行功能為帶形檢測及滾剪機9驅動控制、二冷區10帶傳送及其換熱致冷控制，卷帶機11驅動控制。
保護氣體供應站由高壓氣罐95與減壓分流控制器13組成。液壓泵站12。集中開閉環循環致冷控制系統2，由水泵組20、製冷換熱器23、冷卻塔21、高位水箱22、低位水池19、開閉環循環水冷調配器24及循環管線、水壓表、流量計、閘閥和各需要水冷的設備組成。
配送料系統116由貯料罐、皮帶電子秤或核子秤及送料傳送帶、計算機優化配料控制系統等部分組成。
吊運轉送系統18，由天車、單臂移動吊車、電平叉車、電平車、球球軸承輪滑板、傳送帶等組成。其中球球軸承由大滾珠68，壓緊軸承套69，小滾珠70，軸承腔座71組成。
配電供電系統1由多路380V動力電和多路220V照明電及柴油發電機後備電力供應系統組成。
空調117與布袋除塵118系統，由工業用空調機、通風機及其管道、布袋除塵器等組成。
除上述主要技術特徵外，在具體實施過程中，還需具備如下技術特徵本套設備噴鑄包升降調位機構可以是帶滑軌的由液壓傳動或螺紋頂杆傳動整體升降的框架，框架上設置有平移噴鑄包導軌、採用三禿輪、蝸輪蝸杆傳動或液壓傳動調整噴嘴與輥面間隙機構；也可以是三維互為垂直旋轉以多柱為軸、單杈支梁、蝸輪蝸杆及螺紋頂杆升降、平移、傾轉噴鑄包的複合框架。
本套設備噴鑄包殼壁鑲嵌有不少於三個弧形凸輪槽109，槽內可設置精密等級不低於C級的球球軸承67，也可以不設置球球軸承67，球球軸承是由大滾珠與小滾珠組合於半球空穴中，並由軸承架固定的結構，其精度等級高於C級。
本套設備中間包出鋼除可以採用塞把及滑動水口複合安全出鋼結構外還可以採用傾注式出鋼結構。
本套設備迷宮式緩流分流閥5是具有保溫襯底結構的。
由於是規模化連續生產，本套設備是以計算機非晶態合金優化配料軟體系統及中間包鋼水主要成分在線檢測系統支撐的在線配送料控制結構。
本設備採用的雙鏈交聯、梯級位差分布結構，有效利用了重力勢能並克服了連續化生產對單鏈設備及部件要求苛刻的弱點。由於是在標準大氣壓，有常規重力的環境作用下急冷制帶的；因此，對於本套設備的噴鑄包、冷卻輥、流體鋼水急冷成帶尺度控制結構關係應符合下式=khV8gH[3-hd+2h2d2]0.5k1.5]]>h輥嘴間距單位(米) H噴鑄包內噴嘴杯中鋼水液位單位(米)d噴嘴的嘴縫寬度單位(米) V旋輥線速度單位(米/秒)δ帶厚單位(米) g重力加速度9.8米/秒2k工況修正係數要求冷卻輥為鉻銅輥，紫銅輥，原始輥面溫度T＝10℃±5℃，金屬熔體過熱度150℃左右，輥面光潔度7以上，h＜d。
本套設備實現連續制帶的物流條件及液位結構關係是單位時間內真空冶煉合格鋼水注入到中間包的鋼水量不小於同單位時間內、中間包鋼水總裝入量下降到維持噴鑄包合適液位、正常制帶工況下的臨界存留量的減少量，且此減少量不小於同單位時間內由噴嘴噴出的金屬量，噴嘴噴出的金屬量等於成帶金屬量與過程損耗金屬量之和。
本套設備雙冷卻輥以狹流道形成高速水流或高流速低溫氮氣在冷卻輥內輥面完成換熱冷卻的結構、支撐冷卻輥旋轉軸承精密等級不低於C級，雙冷卻輥中軸可以是同軸也可以是異軸。
本套設備中間包鋼水複合出水口是採用鎢絲、鉬絲強化耐火材料塞把、塞頭並與水口研磨做為主出水口，並有下部滑動水口做保護備用水口，塞把及滑板可用液壓傳動控制開啟與閉合的結構。
本設備冷卻輥旋轉機構採用分路控制各自的定位調節框架，輥面修磨及其清潔系統；還具有可更換噴鑄包及其預熱設備，所謂不少於兩個的噴鑄包是指在雙冷卻輥之間位置處可另加入第三套及以上的具有定位調節、升降框架的噴鑄包；所謂不少於兩個的氣力輸送管是指不少於兩個平行排列的可移動的氣力輸送管；中間包留有鋼水緊急導出通道，鋼水可直接進入鋼錠模成錠，以防雙重出鋼口失效而嚴重漏鋼的情況發生。
本套設備還配有創造的球球軸承輪短途傳送車局部區域的轉送裝置；配送料系統經計算機優化配料、稱料控制系統由貯料罐、皮帶電子秤、核子秤及其傳送帶主要部分完成對單、雙真空冶煉爐鋼水供應系統送料；由天車、單臂吊車、電平起重叉車、電平車、傳送帶、球球軸承輪滑板構成的吊運系統，並以具有防雷功能的配電系統，空調、布袋除塵系統對設備送電、環境除塵。
生產中採用雙鏈交聯工藝，二煉二、二煉一、二噴二、二噴一、二卷二、二卷一交錯與共同作業相配合。從原材料的計算機優化配料及其核子秤或皮帶電子枰稱料配送入爐開始，材料主要經過冷態原材料到熱態金屬熔體再到冷態成品帶材一個冷熱交替循環，頂多再有部分不合格的返回料再經歷一次冷熱交替循環，就完成了制帶任務，節約了能源，降低了材料過程損耗，同時通過帶形檢測、二冷、直接卷取成成卷帶材。
本實用新型的優點在於以雙鏈交聯、梯級位差分布結構，由單、雙冶煉爐、中間包、迷宮式緩流分流閥、不少於兩個的噴鑄包、雙冷卻輥、不少於兩個的氣力輸送管、雙帶形檢測區及其二冷區和複合雙卷帶機組成總體設備，有效利用了重力勢能並克服了連續化生產對單鏈設備及部件要求苛刻的弱點。可靠性高、抗故障發生能力強、靈活性高、降耗節能，連續生產能力強。產量相同條件下，生產周期短、產品一致性好、生產效率高、綜合投資效益指標高，適合於規模化工業生產。
圖3氣力輸送管、帶形檢測區、二冷區、複合卷帶機布置示意圖圖4具有A-A剖面的複合卷帶機結構示意圖圖5大包角反噴帶設備結構布置示意圖圖6球球軸承結構示意圖的俯視圖圖7球球軸承結構示意圖的B-B剖面圖圖8剝離氣體噴嘴結構示意圖圖9噴鑄包及其預熱設備結構示意圖單、雙感應加熱坩堝26包含在鋼水供應系統3內，鋼水供應系統3除感應加熱坩堝26外，還設有蔽渣器28、蔽渣器流道29、鋼水測溫裝置27、鋼水液位測控裝置91、真空感應冶煉爐冷卻水循環控制系統93、中頻感應加熱供電控制系統94、在線鋼水成份取樣器96、出鋼閥蓋119。
中間包4包含中間包加熱功率給進及動力驅動控制33、輕質氣體保護罩30、水冷循環系統34、中間包鋼水溫度顯示控制系統31、鋼水液位顯示控制系統32、雙塞把37、後備雙滑動水口38、殘餘鋼水塞把35、後備殘餘鋼水滑動水口36、中間包支傾架調位機構97、可移動鋼水漏鬥55。
對應於中間包出鋼口設有可移動、可更換的迷宮式緩流分流閥5，分流閥5由鋼水分流板103(見圖2)、緩流分流流道99、液壓傳動出鋼塞把100、碳矽棒加熱控制系統101及測溫顯示控制系統102等部分組成。
對應於迷宮式緩流分流閥5的兩路可位移複合低卷渣流道104分別搭接在兩組噴鑄包6上。噴鑄包6含有噴鑄包綜合控制及其定位調節系統，噴鑄包6上有輕質氣體保護罩39，噴鑄包內具有裸體及耐火材料埋覆碳矽棒發熱體並與外部保溫調溫控制系統相連、噴嘴杯105是套裝在噴鑄包內、緊靠碳矽棒發熱體放置在石墨定位墊片107上，噴嘴杯105是由沿壁導流器52，中置可牽引加配重開啟閥蓋43的錐口穩流筒42、石墨定位墊片多種耐火材料件經高溫粘接劑粘接、適當焙燒構成的，穩流筒底部粘接有開縫噴嘴106；噴嘴是露出噴鑄包的；噴嘴杯105鋼水入口處設置有沿壁導流器52，沿壁導流器52下端低於錐口穩流筒開啟閥蓋43，錐口穩流筒42經石墨定位墊片107與粘接有噴嘴的噴嘴套106用高溫粘接劑燒結在噴嘴杯105的底部中心處。噴嘴杯內設置有鋼水溫度探測及其外部顯示控制系統44、鋼水液位探測及其外部顯示控制系統45。噴鑄包外殼108(見圖2)是由耐熱低變形量的優質鋼或鑄鐵材料製成；為減少制帶時噴鑄包的熱變形量而預先達到工況溫度及靈活更換噴鑄包的需要，配置了噴鑄包預熱設備56(見圖9)，噴鑄包的殼壁鑲嵌有不少於三個弧形凸輪槽109(見圖9)，槽內可以設置精密等級不低於C級的球球軸承67(見圖6)，也可以不設置。噴鑄包還具有包體溫度測量及其外部顯示控制系統65，噴鑄包加熱體及其供電控制系統66，噴鑄包是坐落在擁有蝸輪蝸杆細牙螺紋頂杆或液壓傳動的可沿軌滑移的凸輪定位調節機構的框架40上，框架40坐落在可平移、旋轉、整體升降的框架120(見圖2)上，在框架40的53位置處(見圖5)還裝備有可選的熱成像儀與高速攝像機或雷射測厚儀和在框架40的92位置處(見圖5)裝備有側成像高速攝像機，框架120緊密套裝在液壓傳動或螺紋頂杆傳動的柱體59(見圖2)上，噴嘴下側位還設置有噴嘴預熱保溫裝置及其測溫與供電控制系統61。
噴嘴下方為雙冷卻輥致冷及其控制系統7，包含雙冷卻輥88、不低於C級的輥軸支撐軸承58(見圖2)、三組密封導流盒57(見圖2)、後部輥面車削機構46、輥面修磨機構47、輥面清潔抽風口及其後備控制設備48、輥體側下部的可調剝離氣體噴嘴41、通過管道連接有氣液、油水分離閥49、氣泵及消聲器50，冷卻輥下部連接直流調速電機及其供電控制系統110(見圖2)，通過諧波輪減速箱64(見圖2)及皮帶輪62(見圖2)傳動轉動動力給冷卻輥88(見圖2)的輥軸111(見圖2)。緊靠皮帶輪62配有輥速測試儀54，在冷卻輥支撐機座112內腔內設置有動平衡測量儀51。三組密封導流盒57(見圖2)進出口採用撓性接口63(見圖2)連接。
對應於剝離出帶處的兩端為喇叭口85(見圖3)的薄帶氣力輸送管8，是由帶傳動溜道90(見圖3)、側排氣孔83(見圖3)及連接的可控氣源60(見圖2)、管體入口處鋼渣漏鬥81(見圖3)、管道插板閥82(見圖3)、管體支架84(見圖3)等部分組成，後接具有帶材滾剪機和帶面、帶緣、帶厚檢測的帶形檢測區9及二冷區10(見圖3)。二冷區10由冷卻夾輥87(見圖3)及抽風機86(見圖3)等部分組成。
二冷區10後為複合卷帶機11，複合卷帶機11(見圖3)由具有卡口含內錐腔帶孔卷帶筒75(見圖4)，帶液壓頂出杆73(見圖4)有內外錐度插齒和密封圈113(見圖4)的插筒輪74(見圖4)、連接傳感器驅動的直流調速電機72(見圖4)的諧波傳動的旋繞設備114(見圖4)，可被動旋轉帶並有外錐度插齒和密封圈113(見圖4)的插筒輪77(見圖4)且該輪是通過軸承導管與抽風機相連的電機拖動設備等部分組成；含內錐腔外壁為柱面筒壁帶通孔的卷帶筒75(見圖4)上套有調寬擋圈76(見圖4)，諧波傳動的旋繞設備114(見圖4)可沿滑軌80(見圖4)移動，也可由緊固扣115(見圖4)固定在滑軌80(見圖4)上，有外錐度插齒及密封圈113(見圖4)以軸承導管連接到抽風管78(見圖4)的插筒輪77(見圖4)安裝在電動小車79(見圖4)上，電動小車79(見圖4)可在滑軌80(見圖4)上移動；其中卷帶筒75(見圖4)內錐度與旋繞機插筒輪74(見圖4)插齒外錐度要間隙配合；旋繞機插筒輪74(見圖4)插齒內錐度要與連有抽風機的電機拖動設備的被動旋轉插筒輪77(見圖4)插齒的外錐度形成過盈配合；三者套合插緊後，卷帶筒卡緊在組合旋轉體上，卷帶筒可卷帶，三者鬆開後，卷帶筒可被頂出為天車及單臂吊車吊離，這時可以更換用另一卷帶筒繞帶。
本設備設有四個集中控制區，分別是 出鋼控制系統的集中控制區14、執行功能為真空冶煉爐鋼水測溫27，蔽渣器鋼水液位控制91，中頻感應加熱供電控制系統94，真空冶煉爐鋼水供應系統3充氣控制，中間包鋼水成分微調、部分除渣、鎮靜、調溫，中間包保護氣體蓋30開閉控制及充氣控制，中間包三塞把35、37及滑動出鋼水口36、38液壓傳動控制，中間包加熱功率給進及動力驅動控制33。
分流閥、噴鑄包、冷卻輥的集中輔助控制區15，執行功能為致冷換熱器23控制、泵組20控制，剝離氣體泵50控制，迷宮式緩流分流閥測溫101及加熱功率給進102控制，輥麵粉塵抽風機48、輥面車削修磨46控制，輥面拋光47控制，噴鑄包發熱體65測溫及其功率給進66控制，噴嘴預熱保溫器測溫及其加熱功率給進61控制。
分流閥、噴鑄包、冷卻集中主控控制區16。執行功能為迷宮緩流分流閥5、塞把100鋼水出水口液壓傳動控制，噴鑄包氣體保護罩39開閉及充氣控制、噴鑄包鋼水溫度44及液位45控制，噴鑄包噴嘴106對冷卻輥致冷及控制系統7中的冷卻輥88的輥嘴間隙控制40、噴鑄包整體升降59控制，穩流筒蓋43浮牽控制，冷卻輥致冷物測溫及流量控制25，剝離氣體流量控制41，輥嘴間鋼水熔潭形貌高速攝影92(見圖5)及其熱成像顯示測控53(見圖5)，冷卻輥輥速測控54，冷卻輥動平衡測控51，氣力輸送管8開關控制，綜合工藝參數數據採集及其計算機數據處理輔助控制，現場工況故障回饋顯示與其應對輔助控制98，現場綜合工況合規就緒鳴笛與現場工況異常鳴笛和指令傳送通訊系統89。
成品帶卷取集中控制區17，執行功能為帶形檢測及滾剪機9驅動控制、二冷區10帶傳送及其換熱致冷控制，卷帶機11驅動控制。
保護氣體供應站由高壓氣罐95與減壓分流控制器13組成。液壓泵站12、集中開閉環循環致冷控制系統2，由水泵組20、製冷換熱器23、冷卻塔21、高位水箱22、低位水池19、開閉環循環水冷調配器24及循環管線、水壓表、流量計、閘閥和各需要水冷的設備組成。
配送料系統116由貯料罐、皮帶電子秤或核子秤及送料傳送帶、計算機優化配料控制系統等部分組成。
吊運轉送系統18，由天車、單臂移動吊車、電平叉車、電平車、球球軸承輪滑板、傳送帶等組成。其中球球軸承由大滾珠68(見圖7)，壓緊軸承套69(見圖7)，小滾珠70(見圖7)，軸承腔座71(見圖7)組成。
配電供電系統1由多路380V動力電和多路220V照明電及柴油發電機後備電力供應系統組成。
空調117與布袋除塵118系統，由工業用空調機、通風機及其管道、布袋除塵器等組成。
實施例由8000KVA配電供電系統、兩座實際冶煉鋼水容量不低於800kg真空感應冶煉爐為主的熱態鋼水供應系統、一座非真空氣體保護實際鋼水容量不低於1800kg熔煉保溫的中間包鋼水控制系統、兩座實際鋼水容量20至80kg的噴鑄包、直徑1米輥面寬0.5米雙冷卻輥及雙套氣力輸送管、帶形檢測區、二冷區、複合卷取機為主組成的連續生產急冷金屬薄帶的成套設備。採用雙鏈交聯制帶工藝二煉二、二噴一(交錯噴制)、二卷二作業模式、噴制40mm寬Fe NbCu Si B超微晶合金帶材，該帶材主要用於電流互感器、逆變變壓器磁芯。
制帶控制工藝參數為噴嘴出鋼溫度1350℃，噴嘴嘴縫寬0.8mm，嘴縫長40mm，噴嘴杯內合金熔體液位為180mm，輥嘴間距為0.32mm，輥速為26m/S出帶厚度28μm寬度39.9mm經熱處理後合金帶性能飽和磁感應強度Bs＞1.25T初始磁導率μ0＞80000Gs/Oe
權利要求1.一種規模化生產急冷金屬薄帶的製造設備，它主要由冶煉爐、中間包、噴鑄包、卷帶機構成，其特徵在於本設備採用了單、雙真空冶煉爐鋼水供應系統(3)、中間包(4)、迷宮式緩流分流閥(5)、不少於兩個的噴鑄包(6)、雙冷卻輥致冷及其控制系統(7)、不少於兩個的氣力輸送管(8)、雙帶形檢測區(9)、雙二冷區(10)和雙複合卷帶機(11)呈雙鏈交聯、梯級位差分布結構；單、雙感應加熱坩堝(26)包含在鋼水供應系統(3)內，鋼水供應系統(3)除感應加熱坩堝(26)外，還設有蔽渣器(28)、蔽渣器流道(29)、鋼水測溫裝置(27)、鋼水液位測控裝置(91)、真空冶煉爐冷卻水循環控制系統(93)、中頻感應加熱供電控制系統(94)、在線鋼水成份取樣器(96)、出鋼閥蓋(119)；單、雙真空冶煉爐鋼水供應系統與帶蔽渣器，撇渣器的出鋼流道相連，冶煉爐具有頂底鋼水取樣及鋼水測溫、蔽渣器液位顯示控制系統；中間包(4)包含中間包加熱功率給進及動力驅動控制(33)、輕質氣體保護罩(30)、水冷循環系統(34)、中間包鋼水溫度顯示控制系統(31)、鋼水液位顯示控制系統(32)、雙塞把(37)、後備雙滑動水口(38)、殘餘鋼水塞把(35)、後備殘餘鋼水滑動水口(36)、中間包支傾架調位機構(97)、可移動鋼水漏鬥(55)；開啟閥蓋後，鋼水經流道進入置於支傾架調位機構上的中間包，中間包上蓋裝有輕質氣體保護罩，中間包外殼為耐熱鋼與保溫層、內襯為耐火材料打結的坩堝，外殼與內襯之間位置處為水冷感應線圈或電阻發熱體並與外部加熱功率給進調溫系統相連，包內設置有鋼水液位、溫度探頭並與外部鋼水液位、溫度顯示控制系統相連，中間包底側部還具有三塞把及三滑動水口後備保護出鋼系統；對應於中間包出鋼口設有可移動、可更換的迷宮式緩流分流閥(5)，分流閥(5)由鋼水分流板(103)、緩流分流流道(99)、液壓傳動出鋼塞把(100)，碳矽棒加熱控制系統(101)及測溫顯示控制系統(102)等部分組成；對應於迷宮式緩流分流閥(5)的兩路可位移複合低卷渣流道(104)分別搭接在兩組噴鑄包(6)上，噴鑄包(6)含有噴鑄包綜合控制及其定位調節系統，噴鑄包(6)上有輕質氣體保護罩(39)，噴鑄包內具有裸體及耐火材料埋覆碳矽棒發熱體並與外部保溫調溫控制系統相連、噴嘴杯(105)是套裝在噴鑄包內、緊靠碳矽棒發熱體放置在石墨定位墊片(107)上，噴嘴杯(105)是由沿壁導流器(52)，中置可牽引加配重開啟閥蓋(43)的錐口穩流筒(42)、開縫噴嘴(106)石墨定位墊片多種耐火材料件經高溫粘接劑粘接、適當焙燒構成的，噴嘴杯(105)鋼水入口處設置有沿壁導流器(52)，沿壁導流器(52)下面是穩流筒(42)，穩流筒上有開啟閥蓋(43)底部粘接有開縫噴嘴(106)；噴嘴是露出噴鑄包的；噴嘴杯內設置有鋼水溫度探測及其外部顯示控制系統(44)、鋼水液位探測及其外部顯示控制系統(45)；噴鑄包外殼(108)是由耐熱低變形量的優質鋼或鑄鐵材料製成，配置了噴鑄包預熱設備(56)，噴鑄包的殼壁鑲嵌有不少於三個弧形凸輪槽(109)，噴鑄包還具有包體溫度測量及其外部顯示控制系統(65)，噴鑄包加熱體及其供電控制系統(66)；噴鑄包是坐落在擁有蝸輪蝸杆細牙螺紋頂杆或液壓傳動的可沿軌滑移的凸輪定位調節機構的框架(40)上，框架(40)坐落在可平移、旋轉、整體升降的框架(120)上，在框架(40)的(53)位置處還裝備有可選的熱成像儀、高速攝像機或雷射測厚儀和在框架(40)的(92)位置處裝備有側成像高速攝像機，框架(120)緊密套裝在液壓傳動或螺紋頂杆傳動的柱體(59)上，噴嘴下側位還設置有噴嘴預熱保溫裝置及其測溫與供電控制系統(61)；噴嘴下方為雙冷卻輥致冷及其控制系統(7)，包含雙冷卻輥(88)、不低於C級的四組支撐輥軸軸承(58)、三組密封導流盒(57)、冷卻輥軸管埠與密封導流盒動密封對接、導流盒另一端與集中開閉環循環致冷控制系統相連，三組密封導流盒(57)進出口採用撓性接口(63)連接，雙冷卻輥的各自擋風板及其輥面清潔機構和輥面修磨機構位於各自輥面一側與機座連接，該側為輥面車削機構(46)、輥面修磨機構(47)、輥面清潔抽風口及其後備控制設備(48)、輥體另一側下部機座壁上設有可調剝離氣體噴嘴(41)、它位於剝離出帶位置，可調剝離氣體噴嘴(41)通過管道連接有氣液、油水分離閥(49)氣泵及消聲器(50)，冷卻輥軸(111)上的皮帶傳動輪通過皮帶與冷卻輥下部機座(112)內腔中的皮帶輪(62)諧波輪減速箱(64)直流調速電機及其供電控制系統(110)相連，直流調速電機及其供電控制系統(110)通過諧波輪減速箱(64)及輥軸(111)上皮帶輪(62)以皮帶傳動將轉動動力傳給冷卻輥(88)；緊靠皮帶輪(62)配有輥速測試儀(54)，在冷卻輥支撐機座(112)內腔內設置有動平衡測量儀(51)；直流調速電機與冷卻輥旋轉驅動控制裝置、輥速測試裝置、位於冷卻輥下機座內系統動平衡測試儀相連，其外還連接有對輥嘴間隙及其熔潭的監控調節集中控制系統；薄帶氣力輸送管(8)對應於剝離出帶處，兩端為喇叭口(85)，是由帶傳動溜道(90)、側排氣孔(83)及連接有可控氣源(60)、管體入口處鋼渣漏鬥(81)、管道插板閥(82)、管體支架(84)等部分組成，後接具有帶材滾剪機和帶面、帶緣、帶厚檢測的帶形檢測區(9)及二冷區(10)，二冷區(10)由冷卻夾輥(87)及抽風機(86)等部分組成；複合卷帶機(11)由具有卡口含內錐腔帶孔卷帶筒(75)，帶液壓頂出杆(73)有內外錐度插齒和密封圈(113)的插筒輪(74)、連接傳感器驅動的直流調速電機(72)的諧波傳動的旋繞設備(114)，可被動旋轉帶並有外錐度插齒和密封圈(113)的插筒輪(77)且該輪是通過軸承導管與抽風機相連的電機拖動設備等部分組成；含內錐腔外壁為柱面筒壁帶通孔的卷帶筒(75)上套有調寬擋圈(76)，諧波傳動的旋繞設備(114)可沿滑軌(80)移動，也可由緊固扣(115)固定在滑軌(80)上，有外錐度插齒及密封圈(113)以軸承導管連接到抽風管(78)的插筒輪(77)安裝在電動小車(79)上，電動小車(79)可在滑軌(80)上移動；其中卷帶筒(75)內錐度與旋繞機插筒輪(74)插齒外錐度要間隙配合；旋繞機插筒輪(74)插齒內錐度要與連有抽風機的電機拖動設備的被動旋轉插筒輪(77)插齒的外錐度形成過盈配合；(74)(75)(77)三者套合插緊後，卷帶筒卡緊在組合旋轉體上，三者鬆開後，卷帶筒可被頂杆(73)頂出更換另一卷帶筒。
2.如權利要求1所述的一種規模化生產急冷金屬薄帶的製造設備，其特徵在於本套設備噴鑄包升降調位機構可以是帶滑軌的由液壓傳動或螺紋頂杆傳動整體升降的框架，框架上設置有平移噴鑄包導軌、採用三禿輪、蝸輪蝸杆傳動或液壓傳動調整噴嘴與輥面間隙機構；也可以是三維互為垂直旋轉以多柱為軸、單杈支梁、蝸輪蝸杆及螺紋頂杆升降、平移、傾轉噴鑄包的複合框架。
3.如權利要求1所述一種規模化生產急冷金屬薄帶的製造設備，其特徵在於噴鑄包殼壁鑲嵌有不少於三個弧形凸輪槽(109)，槽內可設置精密等級不低於C級的球球軸承(67)，也可以不設置球球軸承(67)，球球軸承是由大滾珠與小滾珠組合於半球空穴中，並由軸承架固定的結構，其精度等級高於C級。
4.如權利要求1所述一種規模化生產急冷金屬薄帶的製造設備，其特徵在於中間包出鋼除可以採用塞把及滑動水口複合安全出鋼結構外還可以採用傾注式出鋼結構。
5.如權利要求1所述一種規模化生產急冷金屬薄帶的製造設備，其特徵在於迷宮式緩流分流閥(5)是具有保溫襯底結構的。
6.如權利要求1所述一種規模化生產急冷金屬薄帶的製造設備，其特徵在於由於是規模的連續生產，是以計算機非晶態合金優化配料軟體系統及中間包鋼水主要成分在線檢測系統支撐的在線配送料控制結構。
7.如權利要求1所述一種規模化生產急冷金屬薄帶的製造設備，其特徵在於本設備是在標準大氣壓，有常規重力的環境作用下急冷制帶的；因此，對於本套設備的噴鑄包、冷卻輥、流體鋼水急冷成帶尺度控制結構關係應符合下式=khV8gH[3-hd+2h2d2]0.5k1.5]]>h輥嘴間距單位(米)H噴鑄包內噴嘴杯中鋼水液位單位(米)d噴嘴的嘴縫寬度單位(米) V旋輥線速度單位(米/秒)δ帶厚 單位(米)g重力加速度9.8米/秒2k工況修正係數要求冷卻輥為鉻銅輥，紫銅輥，原始輥面溫度T＝10℃±5℃，金屬熔體過熱度150℃左右，輥面光潔度7以上，h＜d。
8.如權利要求1所述一種規模化生產急冷金屬薄帶的製造設備，其特徵在於實現連續制帶的物流條件及液位結構關係是單位時間內真空冶煉合格鋼水注入到中間包的鋼水量不小於同單位時間內、中間包鋼水總裝入量下降到維持噴鑄包合適液位、正常制帶工況下的臨界存留量的減少量，且此減少量不小於同單位時間內由噴嘴噴出的金屬量，噴嘴噴出的金屬量等於成帶金屬量與過程損耗金屬量之和。
9.如權利要求1所述一種規模化生產急冷金屬薄帶的製造設備，其特徵在於；雙冷卻輥以狹流道形成高速水流或高流速低溫氮氣在冷卻輥內輥面完成換熱冷卻的結構、支撐冷卻輥旋轉軸承精密等級不低於C級，雙冷卻輥中軸可以是同軸也可以是異軸。
10.如權利要求1所述一種規模化生產急冷金屬薄帶的製造設備，其特徵在於中間包鋼水複合出水口是採用鎢絲、鉬絲強化耐火材料塞把、塞頭並與水口研磨做為主出水口，並有下部滑動水口做保護備用水口，塞把及滑板可用液壓傳動控制開啟與閉合的結構。
專利摘要一種規模化連續生產急冷金屬薄帶的製造設備。屬於冶金設備領域。旨在提高急冷金屬薄帶連續生產能力與產品一致性，節能、降耗，降低產品成本；它主要是由真空冶煉爐鋼水供應系統、感應加熱中間包及其出鋼控制機構、迷宮式保溫緩流分流閥，噴鑄包及其定位調節機構，雙冷卻輥及其旋轉調控機構，可調剝離氣體嘴，氣力輸送管、帶形檢測區、二冷區，複合卷帶機、呈雙鏈交聯、梯級位差分布結構及與上述設備配套的致冷循環系統、氣力供應系統、液壓傳動系統、電力控制系統等部分組成；該設備特別適用於非晶態合金的原材料富礦的地區與國家產業化生產優質磁性材料薄帶，它的投資收益率高。
文檔編號B21B9/00GK2592301SQ0122989
公開日2003年12月17日 申請日期2001年7月6日 優先權日2001年7月6日
發明者趙強 申請人:趙強