[发明专利]一种非晶薄带材生产系统

说明书

技术领域

本发明涉及非晶材料制备领域，尤其是涉及一种非晶薄带材生产系统。

背景技术

非晶态金属与合金是20世纪70年代问世的一一个新型材料领域，是具有新型微观组织结构的功能材料。它的制备技术完全不同于传统的方法，而是采用了冷却速度大约每秒钟一百万度的超急拎凝固技术，从钢液到薄带一次成形，比一般冷轧金属薄带制造工艺减少了许多中间工序，各道工序加热用的能耗可节约80％，即生产1非晶态合金薄带比生产1kg冷轧薄硅钢片可节约1L石油。由于超急冷凝固，合金凝固的原子来不及有序排列，得到的固态合金是长程无序结构，与通常情况下金属材料的原子排布呈周期性和对称性不同，没有晶态合金的晶粒、晶界存在，谓之非晶态合金。这类材料在微观结构上完全不同于人类几千年来所认识和使用的金属和合金，因而有一系列的宏观特性和优异的使用性能，被称为冶金材料学的一次革命。

目前，国内生产非晶带材的厂家所使用的生产线，一般通过中频感应炉熔炼原材料，钢水倾倒入中间包，底注到喷带包中。喷带包由人工调整机构带动，移动至冷却辊的上方，钢液由喷嘴喷射到高速旋转的冷却辊上，瞬间凝固成厚度在25-30μm的薄带，并通过离线卷取方式，由操作工与卷取装置手动配合完成卷取，卷取质量和张力大小依赖于操作工的经验和主观判断。这种生产线需要大量的劳动力，所生产非晶带材的质量依赖于操作工的经验，生产效率低下，难以满足生产高密度、高饱和磁感应强度非晶带材的要求。

发明内容

为了提供一种能可靠地生产出非晶带材、节省能源和劳动力、实现在线卷取的一种非晶薄带材生产系统，本发明采用如下技术方案：

一种非晶薄带材生产系统，包括喷制系统和收卷系统，喷制系统包括熔炼喷包；收卷系统包括制带区和收卷区，制带区内安装有由第一伺服电机驱动的冷却辊，收卷区内安装有收卷机，收卷机上设有由第二伺服电机驱动的真空吸附辊；所述收卷区内还设有贯通整个收卷区的水平导轨；收卷机安装在水平导轨上，能相对水平导轨往复平移；还包括监控终端和用于检测冷却辊和真空吸附辊状态的第一线速度检测装置和第二线速度检测装置；所述监控终端根据第一线速度检测装置和第二线速度检测装置的信号控制第一伺服电机和第二伺服电机，同步冷却辊和真空吸附辊的线速度。

监控终端可以是设有信息比对模块和输出控制模块的服务器或PLC系统。

真空泵组与真空吸附辊相连，为真空吸附辊提供吸附带材所需的真空环境。

在非晶带材的制备工艺中，处于熔融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上，钢水以每秒百万度的速度迅速冷却，仅用千分之一秒的时间就将1300℃的钢水降到200℃以下，从而形成非晶带材。因此，钢水冷却的效果对非晶带材的质量有很大的影响。为了保证带材的冷却效果符合制备工艺要求，优选的是，所述收卷区内安装有由第三伺服电机驱动的下压辊和用于驱动下压辊升降的第一驱动装置；所述下压辊设在收卷区靠近冷却辊的一侧，下压辊上设有用于监测下压辊状态的第三线速度检测装置；所述收卷区内安装有由第四伺服电机驱动的提升辊和用于控制提升辊升降、平移的第二驱动装置；所述提升辊设在下压辊的下游位置，提升辊上设有用于检测带材表面张力的张力检测装置和检测提升辊状态的第四线速度检测装置；所述监控终端根据第一线速度检测装置、第二线速度检测装置和第四线速度检测装置的信号控制第一伺服电机、第二伺服电机和第四伺服电机，同步冷却辊、真空吸附辊和提升辊的线速度。

第一驱动装置可以是气缸、液压缸或其它常用于提供提供机械能的进行直线往复运动的执行元件或结构。

第二驱动装置可以是气缸、液压缸或其它常用于提供提供机械能的进行直线往复运动的执行元件或结构。

在卷取过程中，第一线速度监测装置、第二线速度检测装置和第三线速度检测装置检测冷却辊、真空吸附辊和下压辊的实时线速度，并将信号上传至监控终端，监控终端通过信息比对模块将冷却辊、真空吸附辊和下压辊的线速度比对，当比对发现三者之间线速度不一致时，监控终端通过输出控制模块发出控制信号，调整第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机的转速，令冷却辊、真空吸附辊和下压辊的线速度保持一致。第一驱动装置驱动下压辊下行，直至下压辊与带材接触，，张紧带材并让带材包裹在冷却辊上，从而增加带材与冷却辊的接触面积，强化冷却效果。