CN113118403A - 一种非晶合金连铸机及其连续铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种非晶合金连铸机及其连续铸造方法，涉及金属材料铸造技术领域，包括机架、多个移动块、熔池、密封机构和驱动机构；所述机架内侧设置有导轨，多个移动块活动设置于所述导轨上，所述移动块与所述驱动机构动力连接；所述熔池设置于所述机架一端的上方，所述密封机构设置于所述机架上方且位于所述多个移动块的顶部。移动块与钢带所组成的矩形铸腔，实现不同规格的非晶合金连续铸造；移动块与钢带同步运动保证了非晶合金铸坯表面质量；非晶合金的凝固与输出在铸腔内完成，装置结构简单，节省空间；熔体在铸腔内冷却、凝固的同时沿铸造方向运动，实现连续铸造，从而获得连续铸造的非晶合金；移动块相互独立，出现问题时便于更换与拆卸。

Description

一种非晶合金连铸机及其连续铸造方法

技术领域

本发明涉及金属材料铸造技术领域，特别是涉及一种非晶合金连铸机及其连续铸造方法。

背景技术

非晶合金也称金属玻璃，它是一种长程有序、短程无序的亚稳材料，其原子在三维空间内以拓扑无序状态分布，与晶体材料的源自排列方式有着本质区别，使得非晶合金不存在晶界和堆错层等缺陷，因此具备许多晶体材料没有的优异性能。非晶合金作为一种新兴材料，具有高强度、高硬度、高耐磨性和高耐腐蚀性等优异，因此在精密加工、航空航天和国防军事等领域具有巨大的发展潜力和应用前景。

自1960年首次利用快速凝固技术制备出非晶合金条带以来，人们逐步认识到非晶合金的重要性，开始致力于研究非晶合金的制备方式，虽然研究出可连续浇铸和连续制备非晶态合金的双辊急冷轧制法和单辊离心激冷法制备出非晶薄带或者非晶丝，但是厚度为微米级别，限制了非晶合金的在一些领域的应用；目前块体非晶合金的制备工艺有铜模吸铸法、粉末冶金技术、熔体水淬法、压铸法等，上述方法仅局限于生产固定规格的非晶合金，无法实现非晶合金的连续铸造，生产效率低，生产不同规格的铸坯时需要不同的模具，增加了生产成本，同样限制了非晶合金的大规模工业化应用。能够连续生产大块非晶合金一直是研究者不断追求的目标。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种非晶合金连铸机及其连续铸造方法，以实现大块非晶合金的连续铸造。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种非晶合金连铸机，包括机架、多个移动块、熔池、密封机构和驱动机构；所述机架内侧设置有导轨，所述多个移动块活动设置于所述导轨上，所述移动块与所述驱动机构动力连接；所述熔池设置于所述机架一端的上方，所述密封机构设置于所述机架上方且位于所述多个移动块的顶部。

可选的，所述导轨为长圆形闭环导轨，所述导轨中直线部分沿水平方向设置。

可选的，所述密封机构包括绝热辊、张紧辊、钢带和压紧辊；所述绝热辊和所述张紧辊平行设置于所述机架顶部，且所述绝热辊设置于靠近所述熔池的一侧，所述钢带设置于所述绝热辊与所述张紧辊外侧并与所述绝热辊和所述张紧辊传动连接；所述钢带外侧底部与所述多个移动块的顶部相接触；所述压紧辊设置于所述绝热辊与所述张紧辊之间并位于所述钢带的内侧底部。

可选的，所述移动块与所述密封机构形成铸腔，所述铸腔截面为矩形，宽度为0.5～60mm，长度大于1mm。

可选的，所述移动块为块状体，所述移动块顶部两侧设置有向上延伸的挡块；所述移动块两侧均设置有轴，所述轴外部套设有套筒，所述套筒与所述导轨活动连接。

可选的，所述驱动机构包括主动轮和从动轮；所述主动轮与动力源驱动连接，所述主动轮和所述从动轮的外侧壁上设置有多个传动齿，所述传动齿与所述套筒传动连接。

可选的，所述熔池下方靠近所述机架另一端的一侧设置有一中间包，所述中间包远离所述熔池的一侧设置有浇铸口。

本发明还公开一种上述非晶合金连铸机的连续铸造方法，包括以下步骤：

a，母合金液浇注：母合金在熔池内被熔化，熔化后的母合金液从熔池注入中间包，母合金液在静压力或气体压力作用下从中间包注入钢带与移动块之间形成的铸腔内，母合金液在铸腔内被移动块冷却、凝固形成非晶合金；

b，连续铸造：主动轮在动力源的作用下旋转，从而驱动移动块沿导轨运动，移动块带动钢带沿连铸方向同步运动，进入铸腔的母合金液被钢带和移动块夹持运动的同时冷却、凝固形成非晶合金，从而完成非晶合金连续铸造过程。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、移动块与钢带所组成的矩形铸腔，从而实现不同规格的非晶合金连续铸造；2、移动块与钢带同步运动保证了非晶合金铸坯表面质量；3、非晶合金的凝固与输出在铸腔内完成，装置结构简单，节省空间；4、熔体在铸腔内冷却、凝固的同时沿铸造方向运动，实现连续铸造，从而获得连续铸造的非晶合金；5、移动块相互独立，出现问题时便于更换与拆卸。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的非晶合金连铸机的原理结构示意图；

图2是本发明的移动块原理结构示意图。

图3是本发明的机架原理结构示意图。

附图标记说明：1、移动块；2、主动轮；3、熔池；4、中间包；5、绝热辊；6、钢带；7、压紧辊；8、张紧辊；9、从动轮；10、机架；1-1、冷却块；1-2、底座；1-3、套筒；1-4；轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1至3所示，本实施例提供一种非晶合金连铸机，包括机架10、多个移动块1、熔池3、密封机构和驱动机构；所述机架10内侧设置有导轨，所述多个移动块1活动设置于所述导轨上，所述移动块1与所述驱动机构动力连接；所述熔池3设置于所述机架10一端的上方，所述密封机构设置于所述机架10上方且位于所述多个移动块1的顶部。

于本具体实施例中，机架10包括对称设置的左右两部分，驱动机构设置于左右两部分之间的空腔内。所述导轨为长圆形闭环导轨，所述导轨中直线部分沿水平方向设置。

所述移动块1为块状体，所述移动块1顶部两侧设置有向上延伸的挡块；所述移动块1两侧均设置有轴1-4，所述轴1-4外部套设有套筒1-3，所述套筒1-3与所述导轨活动连接。

于进一步的实施例中，所述移动块1的每一侧都设置有两个轴1-4，每个轴1-4上都设置有套筒1-3，每个移动块1上的四个轴1-4位于同一高度上，且四个轴1-4所在的平面与移动块1的顶部平面相平行，以保证移动块1处于导轨的直线部分时，移动块1的顶面处于水平状态，同时多个移动块1在轨道以及压紧辊7的作用下顶部形成一个水平面，以保证浇铸质量。

于更进一步的实施例中，移动块包括冷却块1-1和底座1-2两部分，冷却块1-1和底座1-2之间通过螺栓进行可拆卸连接，以便于单独更换冷却块1-1或底座1-2，以降低维修成本。

所述驱动机构包括主动轮2和从动轮9；所述主动轮2与动力源驱动连接，所述主动轮2和所述从动轮9的外侧壁上设置有多个传动齿，所述传动齿与所述套筒1-3传动连接。导轨的上部直线部分且位于主动轮2与从动轮9之间的多个移动块1，通过主动轮2上的传动齿拨动靠近主动轮2的一个移动块1上的套筒1-3向前移动，从而使主动轮2与从动轮9之间的多个移动块1之间依靠相互之间的挤压作用力向从动轮9移动，以保证相邻的移动块1之间紧密贴合。

所述密封机构包括绝热辊5、张紧辊8、钢带6和压紧辊7；所述绝热辊5和所述张紧辊8平行设置于所述机架10顶部，且所述绝热辊5设置于靠近所述熔池3的一侧，所述钢带6设置于所述绝热辊5与所述张紧辊8外侧并与所述绝热辊5和所述张紧辊8传动连接；所述钢带6外侧底部与所述多个移动块1的顶部相接触；所述压紧辊7设置于所述绝热辊5与所述张紧辊8之间并位于所述钢带6的内侧底部。通过压紧辊7的重力作用将钢带6压紧在移动块1的顶部，使钢带6与移动块1顶部的挡块共同组成铸腔同时在摩擦力作用下同步运动，使铸造出的非晶合金具有良好的表面质量。

所述熔池3下方靠近所述机架10另一端的一侧设置有一中间包4，所述中间包4远离所述熔池3的一侧设置有浇铸口。浇铸口与钢带6之间形成矩形的铸腔口，使母合金液经中间包4流入铸腔内时能够对铸腔进行充分浇铸，防止铸腔内浇铸后产生空腔，避免铸造出的非晶合金的表面带有气坑，同时绝热辊5可以避免母合金液在铸腔口处凝固，避免铸腔口堵塞而无法浇铸；在铸腔内移动块1直接对母合金液进行冷却凝固，使板坯在离开连铸机前便完全凝固并且形成非晶合金。

移动块1的个数、机架10以及钢带6的长度可根据需求进行调整；根据钢带6的长度放置合适数量的压紧辊7；当移动块1足够多时，需要主动轮2和从动轮9同时在驱动源作用下同步运动从而驱动移动块运动，使连铸机运行。

实施例二：

本实施例公开一种包含实施例一中的的非晶合金连铸机的连续铸造方法，包括以下步骤：

a，母合金液浇注：母合金在熔池3内被熔化，熔化后的母合金液从熔池3注入中间包4，母合金液在静压力或气体压力作用下从中间包4注入钢带6与移动块1之间形成的铸腔内，母合金液在铸腔内被移动块1冷却、凝固形成非晶合金；

b，连续铸造：主动轮2在动力源的作用下旋转，从而驱动移动块1沿导轨运动，移动块1带动钢带6沿连铸方向同步运动，进入铸腔的母合金液被钢带6和移动块1夹持运动的同时冷却、凝固形成非晶合金，从而完成非晶合金连续铸造过程。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种非晶合金连铸机，其特征在于，包括机架、多个移动块、熔池、密封机构和驱动机构；所述机架内侧设置有导轨，所述多个移动块活动设置于所述导轨上，所述移动块与所述驱动机构动力连接；所述熔池设置于所述机架一端的上方，所述密封机构设置于所述机架上方且位于所述多个移动块的顶部。

2.根据权利要求1所述的非晶合金连铸机，其特征在于，所述导轨为长圆形闭环导轨，所述导轨中直线部分沿水平方向设置。

3.根据权利要求1所述的非晶合金连铸机，其特征在于，所述密封机构包括绝热辊、张紧辊、钢带和压紧辊；所述绝热辊和所述张紧辊平行设置于所述机架顶部，且所述绝热辊设置于靠近所述熔池的一侧，所述钢带设置于所述绝热辊与所述张紧辊外侧并与所述绝热辊和所述张紧辊传动连接；所述钢带外侧底部与所述多个移动块的顶部相接触；所述压紧辊设置于所述绝热辊与所述张紧辊之间并位于所述钢带的内侧底部。

4.根据权利要求1所述的非晶合金连铸机，其特征在于，所述移动块与所述密封机构形成铸腔，所述铸腔截面为矩形，宽度为0.5～60mm，长度大于1mm。

5.根据权利要求1所述的非晶合金连铸机，其特征在于，所述移动块为块状体，所述移动块顶部两侧设置有向上延伸的挡块；所述移动块两侧均设置有轴，所述轴外部套设有套筒，所述套筒与所述导轨活动连接。

6.根据权利要求5所述的非晶合金连铸机，其特征在于，所述驱动机构包括主动轮和从动轮；所述主动轮与动力源驱动连接，所述主动轮和所述从动轮的外侧壁上设置有多个传动齿，所述传动齿与所述套筒传动连接。

7.根据权利要求1所述的非晶合金连铸机，其特征在于，所述熔池下方靠近所述机架另一端的一侧设置有一中间包，所述中间包远离所述熔池的一侧设置有浇铸口。

8.包含权利要求1-7任一项所述的非晶合金连铸机的连续铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：

a，母合金液浇注：母合金在熔池内被熔化，熔化后的母合金液从熔池注入中间包，母合金液在静压力或气体压力作用下从中间包注入钢带与移动块之间形成的铸腔内，母合金液在铸腔内被移动块冷却、凝固形成非晶合金；

b，连续铸造：主动轮在动力源的作用下旋转，从而驱动移动块沿导轨运动，移动块带动钢带沿连铸方向同步运动，进入铸腔的母合金液被钢带和移动块夹持运动的同时冷却、凝固形成非晶合金，从而完成非晶合金连续铸造过程。

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