用于钛及钛合金连铸高温状态下快速分段的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于钛和钛合金连铸高温状态下快速分段的方法，包括以下步骤：将原料送入冷床炉中，并进行加热，形成金属熔液；金属熔液流到结晶器中进行管棒材的成型，待金属熔液与结晶器底部的引锭杆结合凝固后，引锭杆在牵引机构的牵引下向下运动，牵引机构牵引管棒材向下做螺旋运动；将可分离封堵部件的下端置于管棒材的上端，冷床炉继续进行溢流浇铸第二段管棒材；管棒材继续向下移动，当移动到指定位置时，分离机构带动管材或棒材向下移动，将封堵部件的上部和下部分离，完成管棒材按既定长度分段。本发明专利技术的方法可以快速分离连铸中的钛和钛合金管或棒材，提高产品质量，且操作便利，设备简单，提高生产效率，降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
用于钛及钛合金连铸高温状态下快速分段的方法


[0001]本专利技术涉及钛和钛合金制备
，具体而言涉及一种用于钛及钛合金连铸高温状态下快速分段的方法。

技术介绍

[0002]新型的连铸连轧技术能够提高生产效率、降低成本，因此成为了现如今钛合金研究领域的一大重点方向。连铸连轧的过程中需要将钛合金管、棒材在高温状态下实现快速分段，目前提出的分段方法主要有等离子切割以及大型锯切，但这两种技术均存在不同程度的缺陷。
[0003]通过等离子切割的方法进行切断会在切割处产生高温，使切割处的钛合金管、棒材融化，融化后会在端面及侧面进行凝固，导致切割后的钛合金管、棒材端面及表面凹凸不平影响后期的轧制等工序进而影响钛合金管、棒材的质量；另一种采用大型的锯切设备进行切断，一方面锯切设备较大，需要在保护气氛下进行随动切割，设备实现较为困难且成本较高，另一方面切割效率低下，影响连铸生产效率。
[0004]因此，开发一种钛合金连铸管、棒材高温状态下快速分段的方法，就成为了提高钛合金生产质量和效率亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于钛和钛合金连铸高温状态下快速分段的方法，该方法可以快速分离连铸中的钛和钛合金管或棒材，并不会使材料产生缺陷，提高了产品质量，且操作便利，设备简单，提高了生产效率，降低了生产成本。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种用于钛及钛合金连铸高温状态下快速分段的方法，包括以下步骤：
[0008]S1：将原料送入冷床炉中，并进行加热，形成金属熔液；
[0009]S2：冷床炉中的金属熔液达到溢流条件后，通过溢流口溢流到结晶器中进行第一段管材或者棒材的成型，待金属熔液与结晶器底部的引锭杆结合凝固后，引锭杆在牵引机构的牵引下向下运动，牵引机构以速度v1牵引第一段管材或棒材向下做螺旋运动；
[0010]S3：待第一段管材或棒材向下移动达到设定长度值时，冷床炉中的金属熔液停止溢流，同时，将可分离封堵部件放置在结晶器中，可分离封堵部件的下端置于第一段管材或棒材的上端，放置完成后，冷床炉继续进行溢流浇铸第二段管材或者棒材，可分离封堵部件的上端承接继续浇铸的金属熔液；
[0011]S4：第一段管材或棒材继续以速度v1向下移动，当移动到指定位置时，分离机构以速度v2带动管材或棒材向下移动，将封堵部件的上部和下部分离，完成管材或棒材按既定长度分段；其中，v1<v2。
[0012]进一步地，步骤S3中，根据制备需要，选择管材可分离封堵部件或棒材可分离封堵部件。
[0013]进一步地，所述管材可分离封堵部件包括第一上封堵和第一下封堵，所述第一上封堵设有自上而下贯穿的第一中心孔，第一上封堵的的顶端设有第一凹槽，所述第一凹槽承接浇铸第二段管材的金属溶液，第一上封堵的底端设有第二凹槽；所述第一下封堵设有自上而下贯穿的第二中心孔，第二中心孔与第一中心孔相匹配，制备管材的芯棒由上而下穿过第一中心孔和第二中心孔，第一下封堵的顶端设有第一凸台，所述第一凸台与第二凹槽可分离连接，第一下封堵的底端与第一段管材连接。
[0014]进一步地，所述棒材可分离封堵部件包括第二上封堵和第二下封堵，所述第二上封堵的的顶端设有第三凹槽，所述第三凹槽承接浇铸第二段棒材的金属溶液，第二上封堵的底端设有第四凹槽，第二下封堵的顶端设有第二凸台，所述第二凸台与第四凹槽可分离连接，第二下封堵的底端与第一段棒材连接。
[0015]进一步地，所述第二凹槽内设有内螺纹，第一凸台上设有外螺纹，第一凸台与第二凹槽通过内螺纹和外螺纹旋合。
[0016]进一步地，所述第四凹槽内设有内螺纹，第二凸台上设有外螺纹，第二凸台与第四凹槽通过内螺纹和外螺纹旋合。
[0017]进一步地，步骤S2中，牵引机构为沿管棒材左右分布的多组旋转辊，每组包含左右两个旋转辊，所述两个旋转辊之间呈5
‑
15
°
角，两个旋转辊互相反向转动，管材或棒材被夹持在两个旋转辊之间。
[0018]进一步地，步骤S4中，所述分离机构包括夹紧定位装置、传动装置、第一支架和第二支架，所述夹紧定位装置通过夹具对管材或棒材进行夹紧定位，所述夹具与管材或棒材尺寸相匹配，且通过液压缸驱动，所述第一支架上设有第一导轨滑块，夹具通过第一导轨滑块沿第一支架横向进行左右移动，所述第一支架与传动装置进行连接，第一支架随传动装置进行上下运动，所述传动装置由伺服电机驱动，并通过安装座与生产设备连接；所述第二支架的一端上设有第二导轨滑块，所述夹紧定位装置通过第二导轨滑块沿第二支架纵向进行上下移动，所述第二支架的另一端与生产设备连接。
[0019]进一步地，管材或棒材按既定长度分段后，夹具松开，分段后的管材或棒材进入翻转机构进行90
°
翻转；之后通过输送机构运动至切割机构，通过切割机构将封堵部件切除，再将切割完成的管材或棒材输送至轧制设备进行连续轧制。
[0020]进一步地，步骤S2中，进行管材制备时，在金属熔液溢流之前，先将芯棒向下移动进入结晶器中。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0022]本专利技术通过在金属液体结晶成型的过程中加入可分离的封堵部件，在成型管材或棒材离开结晶器后，通过牵引机构使管材或棒材以速度v1进行螺旋向下运动，移动到指定位置后，通过分离机构的夹具将管材或棒材夹紧，使夹紧的管材或棒材保持静止，而此时，该管材或棒材的上部材料仍然在做螺旋运动，从而将通过螺纹旋合的上封堵和下封堵旋开，同时整个夹紧定位装置通过滚珠丝杠的传动，并以大于v1的速度向下运动，从而管材或棒材之间分离，从而实现连铸高温状态下快速分段；通过该分段方法，管材或棒材不需要使用等离子切割，避免了等离子在切割过程使材料表面产生凹凸不平，进而影响后续工序，提高了材料的产品质量；且整个过程快速有效，便于操作，提高了生产效率；设备简单，可分离的封堵部件可以回收重复利用，降低了生产成本。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的用于钛和钛合金连铸高温状态下快速分段的方法的工艺图。
[0024]图2是本专利技术的管材或棒材在牵引机构的牵引下的运动受力分析图。
[0025]图3是本专利技术的管材或棒材旋转运动的受力示意图。
[0026]图4a是本专利技术的管材可分离封堵部件的结构示意图。
[0027]图4b是本专利技术的第一上封堵的结构示意图。
[0028]图4c是本专利技术的第一下封堵的结构示意图。
[0029]图5a是本专利技术的棒材可分离封堵部件的结构示意图。
[0030]图5b是本专利技术的第二上封堵的结构示意图。
[0031]图5c是本专利技术的第二下封堵的结构示意图。
[0032]图6是本专利技术的分离机构的结构示意图。
[0033]附图标记说明：1、冷床炉；2、等离子枪；3、第一真空腔室；4、结晶器；5、管材或棒材；6、第二真空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于钛及钛合金连铸高温状态下快速分段的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将原料送入冷床炉中，并进行加热，形成金属熔液；S2：冷床炉中的金属熔液达到溢流条件后，通过溢流口溢流到结晶器中进行第一段管材或者棒材的成型，待金属熔液与结晶器底部的引锭杆结合凝固后，引锭杆在牵引机构的牵引下向下运动，牵引机构以速度v1牵引第一段管材或棒材向下做螺旋运动；S3：待第一段管材或棒材向下移动达到设定长度值时，冷床炉中的金属熔液停止溢流，同时，将可分离封堵部件放置在结晶器中，可分离封堵部件的下端置于第一段管材或棒材的上端，放置完成后，冷床炉继续进行溢流浇铸第二段管材或者棒材，可分离封堵部件的上端承接继续浇铸的金属熔液；S4：第一段管材或棒材继续以速度v1向下移动，当移动到指定位置时，分离机构以速度v2带动管材或棒材向下移动，将封堵部件的上部和下部分离，完成管材或棒材按既定长度分段；其中，v1<v2。2.根据权利要求1所述的用于钛及钛合金连铸高温状态下快速分段的方法，其特征在于：步骤S3中，根据制备需要，选择管材可分离封堵部件或棒材可分离封堵部件。3.根据权利要求2所述的用于钛及钛合金连铸高温状态下快速分段的方法，其特征在于：所述管材可分离封堵部件包括第一上封堵和第一下封堵，所述第一上封堵设有自上而下贯穿的第一中心孔，第一上封堵的顶端设有第一凹槽，所述第一凹槽承接浇铸第二段管材的金属溶液，第一上封堵的底端设有第二凹槽；所述第一下封堵设有自上而下贯穿的第二中心孔，第二中心孔与第一中心孔相匹配，制备管材的芯棒由上而下穿过第一中心孔和第二中心孔，第一下封堵的顶端设有第一凸台，所述第一凸台与第二凹槽可分离连接，第一下封堵的底端与第一段管材连接。4.根据权利要求2所述的用于钛及钛合金连铸高温状态下快速分段的方法，其特征在于：所述棒材可分离封堵部件包括第二上封堵和第二下封堵，所述第二上封堵的顶端设有第三凹槽，所述第三凹槽承接浇铸第二段棒材的金属溶液，第二上封堵的底端设有第四凹槽，第二下封堵的顶端设有第二凸台，所述第二凸台与第四凹槽可分离连...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁志杰，冯和荣，姬会爽，陈小龙，黄响，王长江，沈礼锐，朱云鹏，周志杰，
申请(专利权)人：江苏尚吉亨通新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：