[发明专利]具有过渡层的双金属复合管坯、其生产方法及其生产设备

说明书

技术领域

本发明涉及管坯浇注领域，尤其涉及一种具有过渡层的双金属复合管坯、其生产方法及其生产设备。

背景技术

目前，采用离心浇注方法生产双金属复合管坯的工艺为：管模涂料涂布--预热炉内管模加热干燥涂料--两层金属液分别冶炼出炉--第一层待浇注金属液面清渣(拔除金属液表面炉渣)--离心浇注第一层金属液--第二层金属液表面清渣--浇注第二层金属液。该工艺的不足之处在于：由于内外层金属浇注过程中没有中间过渡层的浇注，导致外层金属与内层金属间出现夹渣或过度融合。夹渣导致两层金属分层，过度融合导致内层金属成分大幅度改变，因此该工艺不能生产对内、外层金属成分控制要求比较精确的复合管坯。使得这种浇注复合管坯的工艺虽然在上世纪70年代已有应用，但一直仅限于生产对成分要求不高的铸态复合轧辊、外普碳钢内耐磨铸铁的低端耐磨管。此外，由于现有双金属复合管坯内层金属与外层金属之间没有缓冲过渡层，使用过程中环境温度变化产生的热应力全部集中在内外层金属的结合面上，极易造成结合面分层，大大缩短了由该管坯制得的管材的使用寿命。

发明内容

本发明目的之一是提供一种可精确控制内、外层金属成分、生产的双金属复合管坯完全冶金熔合、不易分层、使用寿命长的具有过渡层的双金属复合管坯的生产方法。

本发明的另一个目的是提供一种内、外层金属成分精确、不易分层、使用寿命长的具有过渡层的双金属复合管坯。

本发明的再一个目的是提供上述具有过渡层的双金属复合管坯的生产设备。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有过渡层的双金属复合管坯的生产方法，至少包括以下步骤：

(1)加热管模，然后在管模内表面喷涂涂料，待涂料中的水分排除后停止加热；

(2)将外层金属液通过第一中间包通入管模内离心浇注，浇注完后开启冷却装置冷却管模，待外层内表面温度冷却至低于外层金属液熔点30℃-200℃时停止冷却，并开始浇注过渡层金属液；

(3)将过渡层金属液通过第二中间包通入管模内离心浇注，浇注完后空气冷却，待过渡层内表面温度冷却至低于过渡层金属液熔点20℃～100℃时停止冷却，并开始浇注内层金属液；

(4)将内层金属液通过第二中间包通入管模内离心浇注，浇注完后开启冷却装置冷却管模，待外层、过渡层和内层全部凝固后停止冷却，得具有过渡层的双金属复合管坯。

本发明具有过渡层的双金属复合管坯的生产方法，其中所述过渡层金属液与内层金属液的成分相同，所述过渡层厚度优选为2mm-7mm。

本发明具有过渡层的双金属复合管坯的生产方法，其中在(2)步骤前向外层金属液中加入保护渣，在(3)步骤前向过渡层金属液中加入保护渣，在(4)步骤前向内层金属液中加入保护渣，所述保护渣为萤石，加入量为金属液重量的0.5％-1.5％。

本发明具有过渡层的双金属复合管坯的生产方法，其中在(2)步骤前向第一中间包和管模内通入惰性气体，将管模、第一中间包内的空气排除干净；在(3)步骤前向第二中间包内通入惰性气体，将第二中间包内的空气排除干净。

本发明具有过渡层的双金属复合管坯的生产方法，其中在整个浇注过程中，第一中间包、第二中间包和管模内均充有惰性气体。

本发明具有过渡层的双金属复合管坯的生产方法，其中在(1)步骤中，用位于管模下方的煤气或天然气加热装置对管模进行加热。

本发明具有过渡层的双金属复合管坯的生产方法，其中所述外层金属液是铸铁、铸铁合金、普碳钢、合金结构钢、高合金钢或镍基合金，所述内层金属液是铸铁、铸铁合金、普碳钢、合金结构钢、高合金钢或镍基合金，且外层金属液与内层金属液的成分不同。

本发明还提供了一种由上述具有过渡层的双金属复合管坯的生产方法制得的具有过渡层的双金属复合管坯。

本发明还提供了一种上述具有过渡层的双金属复合管坯的生产设备，包括管模、离心装置、中间包，管模位于离心装置上，管模的浇注端挡板上开有浇注口，中间包的浇注流嘴伸入浇注口内，浇注流嘴与浇注口间留有间隙，中间包有两个，还包括冷却装置和加热装置，加热装置为均匀排列在管模下方的多个天然气或煤气加热嘴，冷却装置包括在管模上方两侧均匀排列的多个冷却水喷淋头，冷却水喷淋头通过管道与冷却水塔相连。

本发明具有过渡层的双金属复合管坯的生产设备，其中所述中间包上开有进气口，所述管模的非浇注端挡板上开有管模进气口。