一种不锈钢/碳钢复合板的浇注系统以及浇注工艺技术方案

本发明专利技术公开了一种不锈钢/碳钢复合板的浇注系统以及浇注工艺，属于复合板制备技术领域。本发明专利技术直接以作为复合层的不锈钢板为模具，作为基层的碳钢通过浇注液形式注入至不锈钢模具的腔体，通过熔合实现冶金结合，结合强度高能够满足后续工艺处理，因界面通过熔合形成，避免了界面氧化的问题，且整个过程简单，极大地提高了生产效率。本发明专利技术的浇注系统可靠，生产过程流畅，自动化程度高，无需大量人工操作，提高了产品稳定性及生产效率。

A gating system and gating technology of stainless steel / carbon steel composite plate

【技术实现步骤摘要】
一种不锈钢/碳钢复合板的浇注系统以及浇注工艺
本专利技术涉及复合板制备
，具体涉及一种不锈钢/碳钢复合板的浇注系统以及浇注工艺。
技术介绍
随着工业与科技的快速发展，材料的综合性能要求在不断提高。尤其在能源输送、海洋工程、石油化工等领域，高磨损或高腐蚀环境下除了要考虑材料本身的机械性能，还必须采用相应的抗磨损或抗腐蚀材料以防止破坏环境。不锈钢复合板通过在碳钢或低合金钢钢板上以一定工艺结合一层具有高耐蚀性不锈钢的层状复合材料，适应高腐蚀环境的同时极大地节约了昂贵的不锈钢用量，可以显著降低生产成本。目前，绝大多数不锈钢复合板生产均采用固固复合连接方式，其中爆炸复合法环境污染严重，自动化程度低，无法实现连续生产。轧制复合法相对而言生产效率较高，但结合界面极易受氧化影响，降低界面结合强度。相较于固固复合连接方式，固液复合连接对结合层氧化皮的要求并不十分严格，且该法通过界面熔合实现冶金连接，强度足以满足后续热轧要求。同时，固液复合法生产的铸坯减小了热轧前结合面预加工的工作量，能够显著提高生产效率。然而，现有的固液复合方式，生产效率低下，产品表面质量难以控制。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种不锈钢/碳钢复合板的浇注系统以及浇注工艺，本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种不锈钢/碳钢复合板的浇注系统，包括：加热炉、行车通道、钢水处理站、浇包、中间包以及液位检测装置；行车通道设置在加热炉的上方用于调运浇包，钢水处理站与浇包连接以处理浇包内的碳钢液，浇包可移动地设置在行车通道上，中间包设置在浇包的下方；浇包的底部设有与中间包相对应的滑动水口，中间包的底部设有连通中间包和加热炉的长水口，长水口位于中间包的一侧设有塞棒控流装置，长水口位于加热炉的另一侧设有导流碳钢管，液位检测装置设置在制备不锈钢/碳钢复合板的不锈钢模具中，不锈钢模具在浇注过程中位于加热炉内。需要说明的是，本专利技术所指的“滑动水口”，是指在水口(意为钢液流出的出口，也可理解为通孔结构)设置滑板的方式来控制浇包与中间包之间的联通状态。本专利技术所指的“长水口”，是指在水口设置长管的方式来连通中间包和加热炉。本专利技术采用的塞棒控流装置的工作原理是，通过在长水口内设置棒状塞子，使塞子在长水口内沿长管上下移动，调节长水口大小，从而来控制钢液加热炉的流量大小。塞子完全拔出来时水流最大，一般情况下通过塞子部分堵塞水口来控制钢液流速，一般通过液压控制耐火材料材质的塞棒垂直移动调整流量。塞棒控流装置的具体结构可以参照现有技术中的结构实现，本专利技术对此不做特别限定。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述加热炉内设有加热系统和气氛保护系统。一种不锈钢/碳钢复合板的浇注工艺，基于上述浇注系统进行浇注，其包括以下步骤：(1)将待浇的碳钢钢液通过钢水处理站进行温度和成分控制，使之满足浇注要求；(2)待加热炉中用于浇注的不锈钢模具就位后进行预热，并且保持加热炉内为惰性气氛或还原气氛；(3)开启浇包的滑动水口，将浇包中的碳钢液注入至中间包中，通过中间包的塞棒控流装置向不锈钢模具的腔体中注入碳钢液，并且通过设置在不锈钢模具内的液位检测装置检测液位高度，以调整塞棒控流装置保持液面平稳不冲刷不锈钢壁面，直至碳钢液注满腔体。本专利技术以作为复合层的不锈钢板构成模具，然后将作为基层的碳钢液通过浇注获得复合板结构，这种方式可通过调整不锈钢模具大小或结构形状来控制整个复合板的结构，十分方便，而且生产过程也十分简单、易操作。同时，为避免碳钢液对不锈钢模具内壁的冲刷而导致结合面性能降低，从而影响整个复合板的性能，本专利技术通过液位检测装置(也可称之为液位检测系统或液位波动检测系统)对液位进行监控，通过液面波动变化的剧烈程度来调节塞棒控流装置的流速大小。当液面波动剧烈时，通过数值模拟技术，将检测到的信号传递给控制器，然后控制器根据检测的信号调节塞棒控流装置调节流速大小，由此避免碳钢液对不锈钢模具内壁的冲刷。控制器为外接的控制设备，可选择上位机或PLC。前述所指的液位的剧烈程度是指单位时间内液面的变化高度，根据变化高度是否超过预设阈值来判断，超过则判断为剧烈，此时需要减小流速，反之，则可不变或适当增大流速。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述不锈钢模具通过以下方法制得：取不锈钢板并根据预计的复合层尺寸分别制作侧板、端板和底板；然后，在侧板的两端分别焊接端板，在侧板的底部焊接底板，得到顶部开口、底部封闭且具有腔体的不锈钢模具。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述不锈钢模具的腔体的数量至少为2个，通过至少三个侧板间隔设置得到。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述预热温度为100-1500℃，预热时间为0.5-3h本专利技术具有以下有益效果：本专利技术直接以作为复合层的不锈钢板为模具，作为基层的碳钢通过浇注液形式注入至不锈钢模具的腔体，通过熔合实现冶金结合，结合强度高能够满足后续工艺处理，因界面通过熔合形成，避免了界面氧化的问题，且整个过程时间简单，极大地提高了生产效率。本专利技术通过直接在不锈钢模具中浇注碳钢液得到铸坯，减小了热轧前结合面预加工的工作量，能够显著提高生产效率，降低了生产过程对真空度的要求，简化了采用砂型铸造或消失模铸造进行固液复合时复杂的前置工艺流程。本专利技术的自动化程度高，无需大量人工操作，提高了产品稳定性及生产效率。附图说明图1为本专利技术实施例的不锈钢/碳钢复合板的浇注系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例的不锈钢模具的结构示意图；图3为本专利技术实施例的不锈钢/碳钢复合板的生产系统的结构示意图；图4为本专利技术实施例的夹持模具的结构示意图；图5为本专利技术浇注复合成型后模具组件示意图。图中：1-加热炉；2-行车通道；3-浇包；4-钢水处理站；5-中间包；6-滑动水口；7-长水口；8-塞棒控流装置；9-导流碳钢管；10-模具组件；11-模具运输平台；110-导轨；111-输送车；101-不锈钢侧板；102-不锈钢边板；103-不锈钢底板；104-模具空腔；106-夹持侧板；107-夹持边板；108-夹持底板；109-吊具。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。实施例1：请参照图1，本专利技术的不锈钢/碳钢复合板的浇注系统，包括：加热炉1、行车通道2、钢水处理站4、浇包3、中间包5以及液位检测装置。如图1所示，行车通道2位于整个浇注系统的上方，其用于调运浇包3，将浇包3调运至中间包5的上方，以向中间包5中注入碳钢液。具体地，行车通道2设置在加热炉1的上方。钢水处理站4与浇包3连接以处理浇包3内的碳钢液，通过钢水处理站4对浇包3内的碳钢液进行温度和成分控制，使之满足浇注要求。...

【技术保护点】
1.一种不锈钢/碳钢复合板的浇注系统，其特征在于，包括：加热炉(1)、行车通道(2)、浇包(3)、钢水处理站(4)、中间包(5)以及液位检测装置；/n所述行车通道(2)设置在所述加热炉(1)的上方用于调运浇包(3)，所述钢水处理站(4)与所述浇包(3)连接以处理所述浇包(3)内的碳钢液，所述浇包(3)可移动地设置在所述行车通道(2)上，所述中间包(5)设置在所述浇包(3)的下方；/n所述浇包(3)的底部设有与所述中间包(5)相对应的滑动水口(6)，所述中间包(5)的底部设有连通中间包(5)和加热炉(1)的长水口(7)，所述长水口(7)位于所述中间包(5)的一侧设有塞棒控流装置(8)，所述长水口(7)位于所述加热炉(1)的另一侧设有导流碳钢管(9)，所述液位检测装置设置在制备所述不锈钢/碳钢复合板的不锈钢模具中，所述不锈钢模具在浇注过程中位于所述加热炉(1)内。/n

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢/碳钢复合板的浇注系统，其特征在于，包括：加热炉(1)、行车通道(2)、浇包(3)、钢水处理站(4)、中间包(5)以及液位检测装置；
所述行车通道(2)设置在所述加热炉(1)的上方用于调运浇包(3)，所述钢水处理站(4)与所述浇包(3)连接以处理所述浇包(3)内的碳钢液，所述浇包(3)可移动地设置在所述行车通道(2)上，所述中间包(5)设置在所述浇包(3)的下方；
所述浇包(3)的底部设有与所述中间包(5)相对应的滑动水口(6)，所述中间包(5)的底部设有连通中间包(5)和加热炉(1)的长水口(7)，所述长水口(7)位于所述中间包(5)的一侧设有塞棒控流装置(8)，所述长水口(7)位于所述加热炉(1)的另一侧设有导流碳钢管(9)，所述液位检测装置设置在制备所述不锈钢/碳钢复合板的不锈钢模具中，所述不锈钢模具在浇注过程中位于所述加热炉(1)内。


2.根据权利要求1所述的不锈钢/碳钢复合板的浇注系统，其特征在于，所述加热炉(1)内设有加热系统和气氛保护系统。


3.一种不锈钢/碳钢复合板的浇注工艺，其特征在于，基于权利要求1或2所述的浇注系统进行浇注，其包括以下步骤：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨岩，张家泉，郑震，兰鹏，王浩，李根，马晓威，史婉丽，董延楠，
申请(专利权)人：青岛力晨新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37