專利名稱：一種噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及錠坯生產(chǎn)工藝，特別涉及一種噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
噴射成形技術(shù)是在粉末冶金氣體霧化制粉基礎上發(fā)展起來的一種近 終形、半固態(tài)冶金成形加工技術(shù)。它既能克服傳統(tǒng)的冶鑄過程帶來的缺陷， 又可免除粉末冶金的制粉、壓制、燒結(jié)等多道工序。噴射成形學術(shù)思想首
先是由英國Swansea大學的Singer教授于1968年提出，其目的在于從熔 融金屬直接獲得最終產(chǎn)品或半成品。噴射成形作為一種工程技術(shù)則是從 1974年英國Osprey Metals公司取得專利權(quán)開始。Osprey公司對其工藝及 設備進行了大量研究后，發(fā)展成了一種實用技術(shù)，并將此命名為Osprey(奧 斯普瑞)工藝。
噴射成形技術(shù)的基本原理見
圖1、圖2，從噴嘴的形式和數(shù)量上，有 直噴、斜噴以及單噴、雙噴和多噴嘴噴射幾種方式，從錠坯的沉積器運動 方式來說，有直拉、斜拉及水平拉伸幾種方式。在噴射成形過程中，用霧 化噴嘴4內(nèi)高壓惰性氣體5將從其上部容器一中間包1內(nèi)經(jīng)過導流管3流 出的金屬液體2霧化成細小的熔滴-霧化金屬顆粒6，熔滴-霧化金屬顆粒6 在高速氣流的作用下飛行并被逐漸冷卻，在這些熔滴尚未完全凝固前將其 沉積到具有一定形狀的沉積器8上，通過改變?nèi)鄣?霧化金屬顆粒6射流與 沉積器8的相對位置和沉積器的運動形式，可以得到盤(柱)、管(環(huán))、 板(帶)等不同形狀的半成品坯件-錠坯7。
噴射成形技術(shù)是一項新興的技術(shù)，該技術(shù)具有快速凝固的特點，可制 備常規(guī)工藝難以制備的高合金或超高合金材料，且其組織均勻細小，無宏 觀偏析，加工性好。該技術(shù)可克服常規(guī)工藝在鑄造中極易產(chǎn)生宏觀偏析， 在軋制過程材料極易開裂的致命缺點。
但該技術(shù)目前所存在的不足之處在于，錠坯的致密度不高，尚需對噴
射成形錠坯在噴制后，從沉積器上取下，采用鍛造或軋制的方法來使錠坯 到達致密的目的；另外，噴射成形錠坯的生產(chǎn)過程是在具有一定內(nèi)腔尺寸 的空間內(nèi)進行的，由于受錠坯沉積器的機械結(jié)構(gòu)與內(nèi)腔尺寸的限制，尚不 能實現(xiàn)錠坯的連續(xù)噴制來制作理論上無限長的錠坯，限制了該技術(shù)的大生
產(chǎn)實施。
如US4804034、 217747、 9248665、 0200349、 EP022573， EP0574458B1
等專利將金屬噴射到霧化器下方的沉積器上，該沉積器具有旋轉(zhuǎn)和向下運 動的形式。如前所述，該方法不能實現(xiàn)錠坯的長距離拉拔，即錠坯的長度 是受限的；錠坯需要進一步鍛造或軋制以獲得致密度足夠高的坯件。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，解決現(xiàn)有 錠坯的致密度不高，以及由于受錠坯沉積器的機械結(jié)構(gòu)與內(nèi)腔尺寸的限 制，還能實現(xiàn)制作理論上無限長的錠坯。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，
一種噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其采用噴射成形技術(shù)和斜軋機組 連續(xù)軋制技術(shù)，噴射成形采用霧化噴嘴，通過氮氣、氬氣或它們的混合氣 體，將經(jīng)過導流管流出的合金液流霧化成細小的熔滴，熔滴沉積到引錠坯 上形成錠坯，引錠坯隨斜軋機組軋輥的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，并隨斜軋機組軋輥的 轉(zhuǎn)動而向外運動；同時，錠坯受斜軋機組內(nèi)斜軋輥軋制而形成圓坯；
其中，噴射成形的氣體壓力為1.5 3.5Mpa;金屬過熱度80 280 °C;金屬流量6 30kg/minX噴嘴數(shù)量；霧化艙內(nèi)保持微正壓；霧化 距離350 530mm;
斜軋機組錠坯的旋轉(zhuǎn)速度10 120rpm;斜軋機組軋制錠坯的斷面
收縮率5 35。％; 拉速<formula>formula see original document page 6</formula>
其中
Vcc—連續(xù)錠坯拉速，mm/min
霧化噴嘴編號，/ = 1， 2， 3，……
n—霧化噴嘴數(shù)量，常數(shù)
0—導液管直徑，mm
Vp—金屬液體流出導液管的速度，mm/min。與金屬成份、溫度、 液面高度有關
R—霧化金屬收得率，常數(shù)，與噴嘴特性和工藝制度有關 ①一期望錠坯直徑，mm
軋制前錠坯密度/霧化前液態(tài)金屬密度，常數(shù)，與金屬特性、 噴射沉積工藝有關。
進一步，本發(fā)明噴射成形霧化艙內(nèi)壓力為1 1.15atm。 本發(fā)明通過調(diào)整斜軋機組內(nèi)軋輥傾斜角度和轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對引錠坯和錠
坯拉伸速度以及旋轉(zhuǎn)速度的控制和調(diào)整；
本發(fā)明還設引錠坯面和沉積面檢測裝置，用以控制和調(diào)整拉伸速度，
控制噴射距離；
本發(fā)明還設沉積錠坯直徑檢測裝置，用以控制和調(diào)整拉伸速度，從而 控制和調(diào)整錠坯直徑。
本發(fā)明還設軋后錠坯直徑檢測，以控制和調(diào)整錠坯軋制力和錠坯斷面 軋制收縮率。
本發(fā)明還設錠坯溫度檢測，用來檢測錠坯溫度。
另外，本發(fā)明噴射成形采用單個或多個霧化噴嘴，該噴嘴為傾斜布置
或垂直+傾斜布置。
所述的噴嘴可以為限制式噴嘴，也可以為非限制式噴嘴。 所述的引錠坯的上表面加工成一定形狀的帶有凸起的釘狀或凹陷的
坑狀，使霧化的金屬熔滴易于沉積到引錠坯表面上，還可以防止沉積到引
錠坯上的錠坯跌落，并且易于使錠坯與引錠坯在機械作用下脫開。
沉積的金屬錠坯直徑，可以控制為過渡段逐漸增大直至達到設定的直
徑，或控制為與引錠坯相同，或控制為過渡段逐漸減小。 控制的沉積圓錠坯的表面波浪起伏控制在10mm以內(nèi)。 錠坯隨引錠坯的轉(zhuǎn)動和而轉(zhuǎn)動和向外移動，被逐漸咬入斜軋機組，斜
軋機組的開口度根據(jù)錠坯直徑和設定的錠坯斷面收縮率確定，圓錠坯被斜
軋機組軋制而形成了圓坯并實現(xiàn)了致密化。
在斜軋機組的前端設置一快速加熱裝置，使錠坯被咬入斜軋機組之前 采用快速加熱。根據(jù)測量的錠坯溫度，確定是否需要對錠坯加熱，以及加 熱的功率。
在斜軋機組的后方還設置其它形式的軋制機組或出錠輥道。 在霧化開始前需吹入惰性氣體，以排除艙內(nèi)空氣及含氧氣體；在霧化
噴射時，控制霧化艙內(nèi)的壓力為正壓，在沉積錠坯被拉出霧化艙的時候，
采用機械或氣體密封的方法防止空氣進入霧化艙。
制備出的經(jīng)過軋制的圓錠坯通過切割方式切割成需要的一定長度的
圓錠坯。
在切割前或切割后對圓錠坯進行熱處理，形成用戶最終需要的產(chǎn)品。 本發(fā)明吸收了噴射成形、圓坯連續(xù)軋制的優(yōu)點來直接制備可實現(xiàn)在理 論上無限長金屬坯件，且噴制和軋制實現(xiàn)了一步完成的工藝方法。 本發(fā)明綜合了噴射成形與圓坯連續(xù)軋制的優(yōu)點.-
噴射成形工藝可噴射高合金含量或超高合金含量的金屬，也可生產(chǎn)有 色金屬，其沉積物沒有宏觀偏析，組織均勻細小，加工性好； 噴射成形具有快速凝固的特點；
噴射成形后的沉積圓錠坯，直接采用斜軋機軋制，使錠坯的致密度提
咼5
噴射成形后的沉積圓錠坯，直接采用斜軋機軋制，實現(xiàn)了錠坯的旋轉(zhuǎn)，
滿足了噴射成形工藝的要求；
噴射成形后的沉積圓錠坯，直接采用斜軋機軋制，實現(xiàn)了錠坯的拉拔， 滿足了噴射成形工藝的要求；
噴射成形錠坯的直接連續(xù)軋制生產(chǎn)工藝可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，效率提高， 可實現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)；
通過對尚處于高溫狀態(tài)下的噴射成形錠坯的直接軋制，可將噴射沉積 錠坯壓制密實，流程縮短， 一火成材，可大大節(jié)約能源消耗，提高噴射成 形錠坯材料的收得率；
可生產(chǎn)常規(guī)工藝難以生產(chǎn)的具有高附加值的金屬錠坯。
本發(fā)明利用噴射成形制備高合金材料的優(yōu)點，將噴射成形技術(shù)和斜軋 機組連續(xù)軋制技術(shù)的有機結(jié)合，制備組織均勻、細小，密度高、性能好的 金屬圓錠坯，實現(xiàn)噴射成形高合金圓錠坯的連續(xù)生產(chǎn)，提高金屬錠坯的質(zhì) 量，提高產(chǎn)品收得率，提高生產(chǎn)效率，縮短工藝流程，降低能源消耗。
本發(fā)明采用斜軋機組，將引錠坯夾持，該引錠坯隨斜軋機組軋輥的轉(zhuǎn) 動而轉(zhuǎn)動，并向外運動。通過調(diào)整斜軋機組的軋制參數(shù)，實現(xiàn)對引錠坯、 錠坯的轉(zhuǎn)速及拉伸速度的控制和調(diào)整；
采用噴射成形技術(shù)，即通過單個或多個霧化噴嘴射出的高速氣流將液
態(tài)金屬破碎成細小的金屬顆粒；金屬顆粒隨高速氣流在運動的同時被逐漸
冷卻，在半固態(tài)狀況下以較高的速度噴覆在初期設置的引錠坯上。沉積的
金屬逐漸長大，隨引錠坯的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，隨引錠坯的移動而移動；
沉積的金屬錠坯直徑，在初始噴射沉積時，控制在與引錠坯的直徑相 仿，在隨后的繼續(xù)噴射時，逐歩控制在大于引錠坯的直徑，目的在于為了 實現(xiàn)后步對沉積錠坯的軋制而實現(xiàn)致密化。根據(jù)工藝條件(錠坯斷面收縮 率等)和斜軋機組的設備條件(最大軋制力等)，確定控制沉積圓錠坯直 徑的大小；
隨引錠坯的轉(zhuǎn)動和移動，在高溫狀態(tài)下的噴射成形圓錠坯被逐漸咬入 斜軋機組，由于噴射成形圓錠坯的直徑比引錠坯和斜軋機組最小直徑的開 口度大，圓錠坯被斜軋機組軋制而形成圓坯并實現(xiàn)了致密化；
如上所述，噴射成形圓錠坯的直徑可與引錠坯的直徑相同，在進入斜 軋機組而被咬入后，通過逐漸減小斜軋機組的開口度來實現(xiàn)對噴射成形圓 錠坯的軋制，在此情況下，最終的錠坯尺寸會較引錠坯的??；
為了實現(xiàn)自動閉環(huán)控制，可根據(jù)需要，設置噴射錠坯的直徑檢測裝置， 與斜軋機組的開口度調(diào)整實現(xiàn)閉環(huán)控制，用來精確控制斜軋機組軋制錠坯 的斷面收縮率，實現(xiàn)對錠坯致密化要求的精確控制。另外，還可設置錠坯 頂端面(噴射沉積面)位置檢測裝置，以通過控制拉速，實現(xiàn)對噴射距離 的精確控制；
通過調(diào)整斜軋機組的軋制參數(shù)(軋輥轉(zhuǎn)速，軋輥的傾斜角度)，實現(xiàn) 對錠坯的轉(zhuǎn)速及拉伸速度的控制和調(diào)整；
在沉積錠坯被拉出霧化艙的時候，采用機械或氣體密封的方法，同時 采用霧化艙內(nèi)通入惰性氣體，形成微正壓的方法，防止空氣進入霧化艙， 造成噴射霧化過程中金屬的氧化，降低金屬錠坯的性能；
在后步的錠坯輸出過程中，可進一步設置一定數(shù)量的圓坯軋棍，以實 現(xiàn)對圓錠坯的進一步軋制；
制備出的經(jīng)過軋制的圓錠坯通過切割機，將經(jīng)過軋制的錠坯切割成規(guī) 定長度的圓錠坯；
圓錠坯在切割前或切割后，通過熱處理爐對圓錠坯進行熱處理，最終 形成用戶需要的商品材。
通過本發(fā)明工藝方法，即可實現(xiàn)噴射成形圓錠坯的連續(xù)生產(chǎn)的目的。
本發(fā)明可適用于噴射成形的
垂直拉伸圓錠坯的連續(xù)生產(chǎn)；傾斜拉伸圓錠坯的連續(xù)生產(chǎn)；水平拉伸 圓錠坯的連續(xù)生產(chǎn)。
本發(fā)明可適用于噴射成形的噴嘴數(shù)量單霧化噴嘴；雙霧化噴嘴；多 霧化噴嘴。
本發(fā)明可適用于噴射成形的噴嘴形式
限制式(緊密耦合式)霧化噴嘴；非限制式(非緊密耦合式)霧化噴嘴。
本發(fā)明錠坯的旋轉(zhuǎn)速度控制通過設定和調(diào)整斜軋機組內(nèi)斜軋輥的旋 轉(zhuǎn)速度來實現(xiàn)；
錠坯的拉速控制通過調(diào)整斜軋輥旋轉(zhuǎn)速度，或通過調(diào)整斜軋機組內(nèi) 斜軋輥軸線與錠坯軸線的空間交叉傾斜角度來實現(xiàn)；
斜軋機組的開口度控制通過液壓或機械的方法，將斜軋輥的軸線沿 斜軋機組開口圓的法線方向擴大或縮小，或通過特定的機構(gòu)，選擇特定的 輥形，采用連桿機構(gòu)，使斜軋輥的軸線以某點擺動等方法實現(xiàn)，最終實現(xiàn) 對錠坯的斷面收縮率控制；
本發(fā)明的有益效果
與常規(guī)的采用鑄造一圓坯軋制工藝相比較 *能擴大金屬圓錠坯的產(chǎn)品范圍(可制備高合金材料甚至超高合金材料，
也可是有色金屬)； 材料具有快速凝固的特點；
*圓錠坯沒有宏觀偏析，組織均勻細小，加工性好，材料的性能好，質(zhì) 量咼；
*可生產(chǎn)常規(guī)工藝難以生產(chǎn)的具有高附加值的金屬錠坯。
與常規(guī)噴射成形技術(shù)相比較 可實現(xiàn)大噸位的連續(xù)生產(chǎn)和多爐材料的連連噴射成形，提高了作業(yè)效
率，可進行理論上的無限長圓錠坯的生產(chǎn)，可實現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)； 由于可實現(xiàn)多爐的噴射成形連續(xù)生產(chǎn)，減少了開噴、結(jié)束噴射的次數(shù)，
使產(chǎn)品的收得率提高； 噴射成形后的沉積圓錠坯，直接采用斜軋機軋制，使錠坯的致密度提
咼；
噴射成形后的沉積圓錠坯，直接采用斜軋機軋制，實現(xiàn)了錠坯的旋轉(zhuǎn)，
滿足了噴射成形工藝的要求； 噴射成形后的沉積圓錠坯，直接采用斜軋機軋制，實現(xiàn)了錠坯的拉拔，
滿足了噴射成形工藝的要求； 通過對尚處于高溫狀態(tài)下的噴射成形錠坯的直接軋制，可將噴射沉積
物壓制密實，流程縮短， 一火成材，可大大節(jié)約能源消耗。 隨著科學技術(shù)的進步，高合金、高性能的金屬圓錠坯的要求越來越高， 替代目前采用沉積器方式、受沉積器機械條件限制的、不能連續(xù)生產(chǎn)的噴 射成形圓錠坯生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)、 一火成材、短流程的"噴射成形 錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝方法"將會在促進噴射成形技術(shù)的盡快實現(xiàn)大規(guī)模的 產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)成為可能。
本發(fā)明結(jié)合了噴射成形、連續(xù)軋制、 一火成材、節(jié)約能源、短流程的 優(yōu)點，因此，將會得到很好的發(fā)展和應用，其社會、經(jīng)濟價值將會非常巨 大。
圖面說明
圖1為現(xiàn)有直噴斜拉噴射成形錠坯生產(chǎn)工藝示意圖； 圖2為現(xiàn)有斜噴直拉噴射成形錠坯生產(chǎn)工藝示意圖； 圖3為本發(fā)明用于橫拉圓錠坯連續(xù)生產(chǎn)的示意圖； 圖4為本發(fā)明用于直拉圓錠坯連續(xù)生產(chǎn)的示意圖； 圖5為本發(fā)明用于斜拉圓錠坯連續(xù)生產(chǎn)的示意圖。 圖中標號說明
1中間包2 金屬液體
3導液管4霧化噴嘴
高速霧化惰性氣體6 霧化金屬顆粒
7噴射成形錠坯8 沉積器
9斜軋機組10軋制后的圓錠坯
11引錠坯12霧化沉積艙
13密封裝置
具體實施例方式
參見圖3，本發(fā)明用于橫拉圓錠坯連續(xù)生產(chǎn)
采用斜軋機組，將水平引錠坯夾持，該引錠坯隨斜軋機組的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn) 動，并向外運動。通過調(diào)整斜軋機組參數(shù)，實現(xiàn)對引錠坯的轉(zhuǎn)速及拉伸速 度的調(diào)整。
噴射成形、斜軋均在霧化沉積艙12中完成，期伺由密封裝置13密封。 具體地，中間包1中的金屬液體2經(jīng)過導液管3，再通過位于霧化沉 積艙12中的單個或多個霧化噴嘴4射出的高速氣流將液態(tài)金屬破碎成細 小的金屬顆粒6;金屬顆粒6隨高速氣流在運動的同時被逐漸冷卻，在半
固態(tài)狀況下以較高的速度噴覆在初期設置的水平引錠坯11上；水平引錠
坯11受斜軋機組9咬入、轉(zhuǎn)動，沉積的金屬逐漸長大，隨引錠坯ll的轉(zhuǎn) 動而轉(zhuǎn)動，隨引錠坯11的移動而移動；
沉積的金屬錠坯-噴射成形圓錠坯7直徑從初始時與引錠坯ll直徑相
近，逐步控制在大于引錠坯11直徑的20%;
隨引錠坯11的轉(zhuǎn)動和移動，噴射成形圓錠坯7被逐漸咬入斜軋機組， 由于噴射成形圓錠坯7的直徑較大，圓錠坯7被斜軋機組9軋制而形成圓 錠坯圓IO并實現(xiàn)了致密化。根據(jù)工藝需要，軋制的軋制量控制在10%
30%;
在后步的過程中，可進一步設置一定數(shù)量的圓坯軋棍，以實現(xiàn)對圓錠
坯的進一步軋制；
制備出的經(jīng)過軋制的圓錠坯通過一定的切割方式，來切割成需要的一 定長度的圓錠坯；
圓錠坯在切割前或切割后，通過熱處理爐進行對圓錠坯的熱處理，最 終形成用戶需要的產(chǎn)品。
參見圖4，本發(fā)明用于直拉圓錠坯連續(xù)生產(chǎn)
采用斜軋機組，將垂直引錠坯夾持，該引錠坯隨斜軋機組的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn) 動，并向下運動。通過調(diào)整斜軋機組參數(shù)，實現(xiàn)對引錠坯的轉(zhuǎn)速及拉伸速 度的調(diào)整；
采用噴射成形技術(shù)，使金屬顆粒6在半固態(tài)狀況下以較高的速度噴覆 在初期設置的垂直引錠坯11上。沉積的金屬逐漸長大，隨引錠坯11的轉(zhuǎn) 動而轉(zhuǎn)動，隨引錠坯11的移動而向下移動；
沉積的金屬錠坯直徑從初始時與引錠坯11直徑相近，逐步控制在大
于引錠坯直徑的15。％;
隨引錠坯的轉(zhuǎn)動和移動，噴射成形圓錠坯被逐漸咬入斜軋機組，由于
噴射成形圓錠坯7的直徑較大，圓錠坯7被斜軋機組9軋制而形成圓坯10
并實現(xiàn)了致密化。根據(jù)工藝需要，軋制的軋制量控制在10% 20。％;
在后步的過程中，可進一步設置一定數(shù)量的圓坯軋棍，以實現(xiàn)對圓錠
坯的進一歩軋制；
制備出的經(jīng)過軋制的圓錠坯通過一定的切割方式，來切割成需要的一
定長度的圓錠坯；
圓錠坯在切割前或切割后，通過熱處理爐進行對圓錠坯的熱處理，最 終形成用戶需要的產(chǎn)品。
參見圖5，本發(fā)明用于斜拉圓錠坯連續(xù)生產(chǎn)
采用斜軋機組，將傾斜的引錠坯夾持，該引錠坯隨斜軋機組的轉(zhuǎn)動而 轉(zhuǎn)動，并向斜下方運動。通過調(diào)整斜軋機組參數(shù)，實現(xiàn)對引錠坯的轉(zhuǎn)動及
拉伸速度的調(diào)整；
采用噴射成形技術(shù)，使金屬顆粒在半固態(tài)狀況下以較高的速度噴覆在 初期設置的傾斜引錠坯上。沉積的金屬逐漸長大，隨引錠坯的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動， 隨引錠坯的移動而移動；
沉積的金屬錠坯直徑從初始時與引錠坯直徑相近，逐步控制在小于引 錠坯直徑的10%;
隨引錠坯ll的轉(zhuǎn)動和移動，噴射成形圓錠坯7被逐漸咬入斜軋機組9，
通過逐步減小斜軋機組9的開口 ，使圓錠坯7被斜軋機組9軋制而形成圓 坯IO并實現(xiàn)了致密化。根據(jù)工藝需要，軋制的軋制量控制在10% 20%;
在后步的過程中，可進一步設置一定數(shù)量的圓坯軋棍，以實現(xiàn)對圓錠
坯的進一步軋制；
制備出的經(jīng)過軋制的圓錠坯通過一定的切割方式，來切割成需要的一 定長度的圓錠坯；
圓錠坯在切割前或切割后，通過熱處理爐進行對圓錠坯的熱處理，最 終形成用戶需要的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其采用噴射成形技術(shù)和斜軋機組連續(xù)軋制技術(shù)；噴射成形采用霧化噴嘴，通過氮氣、氬氣等惰性氣體或它們的混合氣體，將經(jīng)過導流管流出的合金液流霧化成細小的熔滴，熔滴沉積到引錠坯上形成錠坯，引錠坯、錠坯隨斜軋機組軋輥的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，并隨斜軋機組軋輥的轉(zhuǎn)動而向外運動；同時，錠坯受斜軋機組內(nèi)斜軋輥的軋制而形成圓坯并實現(xiàn)致密化；其中，噴射成形的氣體壓力為1.5～3.5Mpa；金屬過熱度80～280℃；金屬流量6～30kg/min×噴嘴數(shù)量；霧化艙內(nèi)保持正壓；霧化距離350～530mm；斜軋機組錠坯的旋轉(zhuǎn)速度10～120rpm；斜軋機組軋制錠坯的斷面收縮率5～35％；拉速<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>Vcc</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi></munderover><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>φ</mi><mi>i</mi> </msub> <mo>·</mo> <msub><mi>V</mi><mi>Pi</mi> </msub> <mo>·</mo> <msub><mi>R</mi><mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><msup> <mi>Φ</mi> <mn>2</mn></msup><mo>·</mo><mi>γ</mi> </mrow></mfrac> </mrow>]]></math> id="icf0001" file="A2007100441980002C1.tif" wi="36" he="15" top= "120" left = "48" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>其中Vcc-連續(xù)錠坯拉速，mm/min；i-霧化噴嘴編號，i＝1，2，3，……；n-霧化噴嘴數(shù)量，常數(shù)；φ-導液管直徑，mm；Vp-金屬液體流出導液管的速度，mm/min；R-霧化金屬收得率，常數(shù)；Φ-期望錠坯直徑，mm；γ-軋制前錠坯密度/霧化前液態(tài)金屬密度，常數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，在噴 射沉積前，在斜軋機組內(nèi)預置一引錠坯，熔滴首先沉積到該引錠坯頭 部，隨引錠坯的轉(zhuǎn)動而旋轉(zhuǎn)并向外運動，逐漸長大形成錠坯。
3. 如權(quán)利要求2所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，所述 的引錠坯的上表面加工成一定形狀的帶有凸起的釘狀或凹陷的坑狀， 使霧化的金屬熔滴易于沉積到引錠坯表面上，還可以防止沉積到引錠 坯上的錠坯跌落，并且易于使錠坯與引錠坯在機械作用下脫開。
4. 如權(quán)利要求1所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，霧化 艙內(nèi)壓力為1 1.15atm。
5. 如權(quán)利要求1所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，通過 調(diào)整斜軋機組內(nèi)軋輥傾斜角度和轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對引錠坯和錠坯拉伸速度 的控制和調(diào)整。
6. 如權(quán)利要求1所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，還設引錠坯面和沉積面檢測裝置，用以控制和調(diào)整拉伸速度，控制噴射距 離。
7. 如權(quán)利要求1所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，還設 沉積錠坯直徑檢測裝置，用以控制和調(diào)整拉伸速度，從而控制和調(diào)整 錠坯直徑。
8. 如權(quán)利要求1所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，還設 軋后錠坯直徑檢測，以控制和調(diào)整錠坯軋制力和錠坯斷面軋制收縮率。
9. 如權(quán)利要求1所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，還設 錠坯溫度檢測，用來檢測錠坯溫度。
10. 如權(quán)利要求1所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，噴射 成形采用單個或多個霧化噴嘴，該噴嘴為傾斜布置或垂直+傾斜布置。
11. 如權(quán)利要求IO所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，所述 的噴嘴為限制式噴嘴或非限制式噴嘴。
12. 如權(quán)利要求1所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，沉積 的金屬錠坯直徑，可以控制為過渡段逐漸增大直至達到設定的直徑， 或控制為與引錠坯相同，或控制為過渡段逐漸減小。
13. 如權(quán)利要求1所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，控制 的沉積圓錠坯的表面波浪起伏控制在10mm以內(nèi)。
14. 如權(quán)利要求1所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，錠坯 隨引錠坯的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動并向外移動，被逐漸咬入斜軋機組，斜軋機組 的開口度根據(jù)錠坯直徑和設定的錠坯斷面收縮率確定，圓錠坯被斜軋 機組軋制而形成了圓坯并實現(xiàn)了致密化。
15. 如權(quán)利要求1所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，在斜 軋機組的前端設置一快速加熱裝置，使錠坯被咬入斜軋機組之前采用 快速加熱。
16. 如權(quán)利要求1所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，在斜軋機組的后方還設置其它形式的軋制機組或出錠輥道。
17. 如權(quán)利要求1所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，在霧 化開始前需吹入惰性氣體，以排除艙內(nèi)空氣及含氧氣體；在霧化噴射 時，控制霧化艙內(nèi)的壓力為正壓，在沉積錠坯被拉出霧化艙的時候， 采用機械或氣體密封的方法防止空氣進入霧化艙。
18. 如權(quán)利要求1所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，制備 出的經(jīng)過軋制的圓錠坯通過切割方式切割成需要的一定長度的圓錠 坯。
19. 如權(quán)利要求1所述的噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其特征是，圓錠 坯在切割前或切割后對圓錠坯進行熱處理，形成用戶最終需要的產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種噴射成形錠坯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，其采用噴射成形技術(shù)和斜軋機組連續(xù)軋制技術(shù)的有機結(jié)合；噴射成形采用霧化噴嘴，通過氮氣、氬氣等惰性氣體或它們的混合氣體，將經(jīng)過導流管流出的合金液流霧化成細小的熔滴，熔滴沉積到引錠坯上形成錠坯，引錠坯、錠坯隨斜軋機組軋輥的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，并隨斜軋機組軋輥的轉(zhuǎn)動而向外運動；同時，錠坯受斜軋機組內(nèi)斜軋輥的軋制而形成圓坯并實現(xiàn)致密化和連續(xù)化生產(chǎn)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有噴射成形錠坯的致密度不高，以及受錠坯沉積器的機械結(jié)構(gòu)與霧化艙內(nèi)腔尺寸的限制問題，能夠?qū)崿F(xiàn)制作理論上無限長的錠坯。
文檔編號B21B1/46GK101352726SQ200710044198
公開日2009年1月28日 申請日期2007年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月25日
發(fā)明者樂海榮, 任三兵, 樊俊飛, 趙順利 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司