[实用新型]一种可避免金属熔体氧化的铸轧保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶金制造中铸轧工艺中可避免金属熔体氧化的铸轧保护装置。

背景技术

铝及铝合金板带箔产品坯料的生产目前国内外采用两种不同工艺，即热轧工艺和双辊铸轧工艺。热轧工艺过程示意如下：

热轧工艺是铝及铝合金板带箔坯料生产的传统工艺，技术的形成与发展已有200多年的历史。热轧工艺及其生产的产品具有技术成熟、质量稳定、产品应用领域较广泛等优点。但热轧工艺仍然有由于其工艺过程较长，生产成本和设备投资较大，能源消耗和金属损失较大的不足。

上世纪50年代，法塔.亨特公司发明了用于铝及铝合金板带箔坯料生产的双辊铸轧技术。其工艺过程示意如下：

双辊铸轧技术的工艺流程简述如下：

1、将电解铝锭在熔化炉内熔化成液态金属；

2、液态金属经溜槽进入铸嘴2；

3、铸嘴2将液态金属成扇形分布至坯料宽度；

4、液态金属在铸轧区4内与铸轧辊3接触、冷却并同时完成结晶(凝固)过程；

5、凝固后的金属通过铸轧辊3轧制变形，获得所需厚度坯料5。

双辊铸轧技术自上世纪60年代进入我国并在70年代末进入工业化应用以来，由于其本身具有投资规模小、建设周期短、生产成本低、短流程、低能耗的技术优势，再加上我国改革开放后铝及铝加工产品大规模从军工、航空领域向民用领域转移的市场环境，该项技术和产能得到飞速发展。截至目前，我国采用铸轧工艺生产铝及铝合金板带箔产品，无论从生产能力还是从实际产量，均占有了我国铝板带箔生产和消费的70％以上。

从上述的两种不同的工艺过程描述中可以清楚看到，和热轧工艺相比，铸轧板坯没有铣面，板坯表面即是今后的产品表面。铝属于活泼金属，在自然环境下极易与空气中的氧发生化学反应生成氧化膜(Al₂O₃)，特别是在高温环境下，铝的氧化反应更为迅速。由于双辊铸轧工艺的固有特性，铸嘴(结晶器)与铸轧辊之间必须保持1毫米左右间隙(见示意图3的局部放大)，间隙处的金属熔体由于暴露在空气中，必将产生氧化并生成氧化膜。这一氧化膜随生产过程的延续，持续、间断地被带到坯料表面。这些非自然氧化膜的存在，给铝箔生产过程和产品的表面质量造成不利影响：在最终产品上形成表面条纹，降低表面质量；Al₂O₃是一种硬脆性杂质，易在最终产品上形成孔洞(针孔)或造成断带，破坏铝箔轧制过程的连续性，降低生产效率和成品率。

如前所述，铝及铝合金双辊铸轧技术的生产过程为：金属熔体从铸嘴前端进入铸嘴(结晶器)，在铸轧区内受铸轧辊冷却，逐渐由液态结晶为固态并随铸轧辊的转动和轧制，形成最终的铸轧板坯(成品)。

深入考察铸轧工艺和热轧工艺间的区别，可发现由于铸轧辊和铸嘴(结晶器)之间必须保留的间隙，在高温下金属熔体极易发生氧化并生成氧化膜。在生产过程中，形成的氧化膜间断的、随机的、持续的、随铸轧辊的转动带到并残留在铸轧坯料的表面，从而导致了上述质量问题。目前，铸轧工艺所生产的产品所面临解决的一个很重要的问题，也由于这个问题的存在从而使铸轧工艺所生产的产品的质量性能不及热轧工艺的产品。如何采用一种有效的保护装置，通过该装置的运用可以很好对铸轧工艺的嘴辊之间的氧化膜的产生起到有效阻隔作用，对本领域的技术人员所需要解决的一个重要问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的旨在提供一种可避免金属熔体氧化的铸轧保护装置，通过该装置与惰性气体的配合使用，可有效地避免铸嘴与铸轧辊间隙处的金属熔体与自然环境中含氧空气的接触，防止在该处铝金属熔体形成氧化膜并被带到坏料表面而造成的质量问题，大大地提高铸轧工艺生产的产品的质量。

本发明的目的是通过下述方式实现的。

所述的保护装置为有一个开口的罩状体，罩体上设有通入惰性气体的导孔。

所述的罩状体为多面体或圆弧体。

所述的多面体为优选四面体或三面体，所述的四面体或三面体的两边端面上有一侧边为圆弧。

所述圆弧的圆弧半径与铸轧辊的辊径相吻合。

罩状体上设有可将其连接固定铸嘴的连接件。

所述的连接件为压板。

罩状体的宽度比所需铸轧的金属熔体所形成坏料宽度大30-60毫米。

本发明优选的保护装置为由顶板、后侧板及两边的端板所构成的罩状四面体，端板上一侧边为圆弧，其圆弧半径与铸轧辊的辊径相吻合，罩状体上设有通过惰性气体的导孔，及连接固定铸嘴的连接件。

所述的导孔设置在顶板上。