用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴制造技术

本发明专利技术公开了一种用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴。该喷嘴包括：喷嘴主体，包括形成有钢液容纳部的钢液容纳体以及自所述钢液容纳体下端面向下延伸的熔潭保护体，形成有熔潭容纳部；以及嘴缝主体，设置于所述钢液容纳体的下底壁上，包括可拆卸的两片嘴缝分体板，组合后的两片所述嘴缝分体板的中心形成有嘴缝，所述嘴缝使所述钢液容纳体和所述熔潭保护体连通。本发明专利技术通过分体式组合实现了超窄嘴缝的加工，熔潭内嵌式喷嘴，大大降低了辊面气流对熔潭的冲击，减少了喷带过程中卷入熔潭底部的气泡量，同时使得层流钢液稳定铺展到冷却体表面，有利于降低带材表面粗糙度，可成功制备1‑20μm厚的非晶带材。

Immersion chamber embedded nozzle for preparing amorphous strip

The invention discloses an internal combustion bath nozzle for preparing amorphous strip. The nozzle comprises a nozzle body, including the formation of a liquid steel containing body and from the molten steel containing puddle protection body end extends down the molten steel containing part, forming a puddle containing part; and the mouth sewn body is arranged on the liquid steel container bottom wall, including two mouth detachable seam split plate, the center plate formed with a split mouth sewing two pieces of the mouth after the combination, the mouth of the joint liquid steel containing body and the protection body connecting puddle. The split type combination has the ultra narrow gap welding processing nozzle, Xiangtan embedded nozzle, greatly reduces the impact of roller surface flow on the puddle, involved in the puddle at the bottom of the bubble volume decreased with spraying process, the laminar flow of molten steel to steady spreading cooling surface is beneficial to reduce the strip surface roughness can be successfully prepared 1 20 m thick amorphous strip.

【技术实现步骤摘要】
用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴
本专利技术涉及一种用于制备非晶带材的喷嘴，具体涉及一种用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，该喷嘴特别适合于制备非晶超薄带材。
技术介绍
非晶态金属合金由于缺少长程原子有序，因此具有许多优于传统金属合金的重要性质，以满足各种应用，其中包括：(1)由于来自原子无序的电子散射使得非晶态磁性合金具有高的电阻率，降低了材料的损耗，提高了金属软磁材料的使用频率；(2)非晶态不具有宏观磁晶各向异性，磁化转动相对比较容易，因而可获得相对高的磁导率；(3)非晶态合金没有微观结构的不连续(晶界或偏析)以钉扎畴壁。因此通过磁畴壁移动磁化相对容易，因此降低了矫顽力Hc；(4)很多的非晶态合金具有良好的抗氧化和抗腐蚀性能。非晶合金的这些性能，使其在机械、通讯、航空航天、汽车工业、化学等领域有着广泛的应用前景。目前大规模商业化生产的非晶合金主要是非晶合金带材，非晶合金带材的制备多采用平面流铸造方法，主要流程是将熔融的合金液体倒入喷嘴包中，熔融液体通过设置于喷嘴包底部的喷嘴的狭缝喷射到快速旋转的冷却辊表面，合金液体被快速冷却，从而形成数十个微米厚的合金薄带。喷嘴的主要功能是给喷带过程提供具有稳定液流和压力的高温钢液，使其在铜辊上形成的熔潭保持在稳定的状态，因此喷嘴内部结构的稳定性对非晶合金带材的质量具有重要的影响。现有的喷嘴结构参见图12，其仅包括钢液容纳体和嘴缝10，所述钢液容纳体包括第一钢液容纳体侧壁(图中未示出)、第二钢液容纳体侧壁1、第三钢液容纳体侧壁(图中未示出)、第四钢液容纳体侧壁1’，第一钢液容纳体侧壁、第二钢液容纳体侧壁1、第三钢液容纳体侧壁以及第四钢液容纳体侧壁1’依次连接以形成封闭的钢液容纳体周壁，钢液容纳体下底壁5’上直接加工有嘴缝10，所述钢液容纳体周壁、钢液容纳体下底壁5’围成上部开口的钢液容纳部；其中第一钢液容纳体侧壁和所述第三钢液容纳体侧壁与所述嘴缝10的长度方向平行。喷嘴不仅是生产非晶合金薄带的关键工艺装备部件，也是非晶合金薄带生产的消耗品。它的品质、寿命和成本决定了非晶合金薄带的品质和生产成本。目前使用较多的是BN材料，通过BN坯料的铣削制成所需大小和形状的喷嘴，嘴缝可以根据工艺需求确定其尺寸，由于氮化硼具有良好的可切削性能、强度和硬度适宜、且与钢水润湿性好，目前实际生产中基本使用这种材料制作喷嘴。合金薄带的宽度取决于喷嘴的嘴缝长度，而带材的厚度主要取决于喷嘴的嘴缝的宽度。为了获得完全的非晶态组织，喷嘴必须是一条窄缝，而且喷嘴嘴缝的宽度一般为0.2～0.3mm，在合适的辊嘴间距下，喷制的非晶合金带材厚度一般为20～40μm。要想获得更薄的非晶合金带，就要使用更窄的喷嘴缝，然而，现有技术是采用小于1mm的立铣刀进行数控加工，导致加工费用和刀具费用都很高，并且该开缝工艺很难制备出缝宽小于0.2mm的喷嘴嘴缝。带材厚度是非晶合金带材的关键参数之一，带材厚度的减小，可以有效的减小带材的损耗，继而影响了后续铁芯的效率以及性能。现有技术中，喷制的非晶合金带材厚度不低于20μm，限制带材损耗的进一步降低。因此，获得更薄的非晶合金带材是目前急需解决的技术问题。平面流铸造法制备非晶带材时熔潭处于动态平衡状态，只有从喷嘴包进入熔潭的熔体和从熔潭底部抽取的非晶带材达到动态平衡，非晶带材的稳定生产才能持续。此时喷嘴嘴缝长度直接决定了带宽，喷嘴嘴缝宽度直接决定了带厚。同时，熔潭内层流钢液的横向扰动及熔潭不稳定性会增大带材自由面的粗糙度和划痕的深度，从而间接影响带材的厚度，另一方面，气流随冷却辊运动进入熔潭底部形成的气泡，也会间接影响带材的厚度。从图12中可以看出，现有的喷嘴无钢液容纳体下方的熔潭保护体，熔潭均暴露在空气中，受转动的冷却辊子表层的气流的影响急速冷却，降温比较严重，加之喷嘴外露，以便与冷却辊接近形成必要的熔潭形状，喷嘴的外露的平面在快速转动的冷却辊的表面处降温很快。若要保持喷嘴的温度，需要不断流过喷嘴的金属液对喷嘴有加热作用，甚至采用复杂的火焰幕熔潭保护技术使喷嘴失去的热量与金属液对喷嘴的热量补充相平衡，技术难度高，效果差。并且，随着厚度的减小，由于熔潭不稳定性引起的带材自由面的粗糙度对厚度的影响越来越大，同时随着冷却辊转动引起的辊面气流进入熔潭底部形成的气泡也会反映到带材的表面，增加了带材的粗糙度，并且粗糙度的增加，会急剧降低带材的填充系数。因此现有技术很难喷出表面质量好、厚度为1-20微米、填充系数高的非晶超薄带材。
技术实现思路
针对传统NB喷嘴超窄嘴缝难于加工，用传统喷嘴制备带材表面粗糙度大的问题，本专利技术的目的在于提供一种用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，通过嘴缝分体式组合实现嘴缝特别是超窄嘴缝的加工，采用熔潭内嵌式喷嘴，降低了辊面气流对熔潭的冲击，减少了喷带过程中卷入熔潭底部的气泡量，同时使得层流钢液稳定铺展到冷却体表面，最终降低带材表面粗糙度，达到制备备非晶带材特别是非晶合金超薄带材的目的。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，包括：喷嘴主体，包括：钢液容纳体，形成有钢液容纳部，用于接收并缓冲来自喷嘴包的钢液；以及熔潭保护体，自所述钢液容纳体下端面向下延伸，形成有熔潭容纳部，用于保护所述钢液喷出嘴缝后形成的熔潭；以及嘴缝主体，设置于所述钢液容纳体的下底壁上，包括可拆卸的两片嘴缝分体板，组合后的两片所述嘴缝分体板的中心形成有嘴缝，所述嘴缝使所述钢液容纳体和所述熔潭保护体连通。在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，所述钢液容纳体的下底壁设置有开口部，用于固定组合后的两片所述嘴缝分体板，组合后的两片所述嘴缝分体板的外部形状与所述开口部的外部形状相匹配。在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，所述喷嘴主体和所述嘴缝主体的材质相同或不同。在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，所述开口部的四个侧面中任意两个相对侧面为倒置梯形，或者所述开口部的四个侧面均为倒置梯形；优选地，所述开口部中，与所述嘴缝宽度方向一致的两个相对侧面为倒置梯形，且所述倒置梯形的上下边长度差为2～10mm。在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，组合后的两片所述嘴缝分体板的外侧面上均设置有定位凹槽，所述开口部的四个侧面上设置有定位凸块，所述定位凸块卡入所述定位凹槽中以将组合后的两片所述嘴缝分体板牢固地固定于所述开口部。在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，所述嘴缝的宽度为0.05mm～0.3mm(比如0.06mm、0.08mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm)，长度为0.5mm～1000mm；更优选地，沿嘴缝的长度方向，所述嘴缝的宽度偏差小于±0.025mm(比如0.002mm、0.005mm、0.008mm、0.01mm、0.015mm、0.018mm、0.02mm、0.024mm)。在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，两片所述嘴缝分体板的上表面设置有涂层。在上述用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴中，作为一种优选实施方式，所述钢液容纳体包括第一钢液容纳体侧壁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，其特征在于，包括：喷嘴主体，包括：钢液容纳体，形成有钢液容纳部，用于接收并缓冲来自喷嘴包的钢液；以及熔潭保护体，自所述钢液容纳体下端面向下延伸，形成有熔潭容纳部，用于保护所述钢液喷出嘴缝后形成的熔潭；以及嘴缝主体，设置于所述钢液容纳体的下底壁上，包括可拆卸的两片嘴缝分体板，组合后的两片所述嘴缝分体板的中心形成有嘴缝，所述嘴缝使所述钢液容纳体和所述熔潭保护体连通。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，其特征在于，包括：喷嘴主体，包括：钢液容纳体，形成有钢液容纳部，用于接收并缓冲来自喷嘴包的钢液；以及熔潭保护体，自所述钢液容纳体下端面向下延伸，形成有熔潭容纳部，用于保护所述钢液喷出嘴缝后形成的熔潭；以及嘴缝主体，设置于所述钢液容纳体的下底壁上，包括可拆卸的两片嘴缝分体板，组合后的两片所述嘴缝分体板的中心形成有嘴缝，所述嘴缝使所述钢液容纳体和所述熔潭保护体连通。2.根据权利要求1所述的用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，其特征在于，所述钢液容纳体的下底壁设置有开口部，用于固定组合后的两片所述嘴缝分体板，组合后的两片所述嘴缝分体板的外部形状与所述开口部的外部形状相匹配；优选地，所述喷嘴主体和所述嘴缝主体的材质相同或不同。3.根据权利要求2所述的用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，其特征在于，所述开口部的四个侧面中任意两个相对侧面为倒置梯形，或者所述开口部的四个侧面均为倒置梯形；优选地，所述开口部中，与所述嘴缝宽度方向一致的两个相对侧面为倒置梯形，且所述倒置梯形的上下边长度差为2～10mm。4.根据权利要求2所述的用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，其特征在于，组合后的两片所述嘴缝分体板的外侧面上均设置有定位凹槽，所述开口部的四个侧面上设置有定位凸块，所述定位凸块卡入所述定位凹槽中以将组合后的两片所述嘴缝分体板牢固地固定于所述开口部。5.根据权利要求1所述的用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，其特征在于，所述嘴缝的宽度为0.05mm～0.3mm、，长度为0.5mm～1000mm；优选地，沿嘴缝的长度方向，所述嘴缝的宽度偏差小于±0.025mm；更优选地，两片所述嘴缝分体板的上表面设置有涂层。6.根据权利要求1所述的用于制备非晶带材的熔潭内嵌式喷嘴，其特征在于，所述钢液容纳体包括第一钢液容纳体侧壁、第二钢液容纳体侧壁、第三钢液容纳体侧壁、第四钢液容纳体侧壁，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗臻，周少雄，张广强，董帮少，高慧，
申请(专利权)人：安泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11