[发明专利]用于非晶带材制备的喷嘴加热装置和温度控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非晶薄带制造技术，具体地说是一种用于非晶带材制备的喷嘴加热系统及方法。

背景技术

金属在熔化后，内部原子处于活跃状态，当金属开始冷却时，原子就会随着温度的下降，而慢慢地按照一定的晶态规律有序地排列起来，形成晶体。如果冷却过程很快，原子还来不及重新排列就被凝固住了，由此就产生了非晶态合金，非晶态合金与晶态合金相比，在物理性能、化学性能和机械性能方面都发生了显著的变化；以铁元素为主的非晶态合金为例，它具有高饱和磁感应强度和低损耗的特点，由于这样的特性，非晶态合金材料在电子、航空、航天、机械、微电子等众多领域中具备了广阔的应用空间；例如，用于航空航天领域，可以减轻电源、设备重量，增加有效载荷；用于民用电力、电子设备，可大大缩小电源体积，提高效率，增强抗干扰能力；因此非晶态合金具有神奇的功效，具有广阔的市场前景。

在现有技术中，非晶合金薄带的制备多采用单辊快淬的方法，也就是将熔融的合金液体倒入喷嘴包中，熔融液体通过喷嘴的狭缝喷射到快速旋转的冷却辊表面，合金液体被快速冷却，从而形成数十个微米厚的合金薄带。在喷带前和喷带过程中，喷嘴包预热多采用电阻烘烤的方式，喷嘴的预热通过喷嘴包传导热量来提高温度，或用外部护罩增加保温的方法升温。在合金薄带制备过程中，喷嘴没有采用主动加热的方式来保证温度的恒定，通过喷嘴包外部的硅碳棒加热喷嘴包，然后通过喷嘴包给喷嘴传导热量，采用目前的方法，不但会引起喷嘴包外部温度过高，破坏喷嘴包的材料性能，而且传导效果不理想，喷嘴在单辊制带过程中随着冷却辊的旋转温度降低很快，并且氧化现象严重，影响喷嘴的使用寿命和带材的质量。

因此，中国专利CN202447613U、名称为《非晶薄带制取设备的喷嘴包》中公布了一种非晶薄带制取设备的喷嘴包，包括喷嘴包本体，该喷嘴包本体的下部具有喷嘴，所述喷嘴上具有保护气体喷口，保护气体喷口与该喷嘴的方向一致，在喷嘴喷出钢水的同时，保护气体喷口喷出燃烧的气体火焰，火焰对喷嘴喷出钢水形成的熔潭进行加热；所述保护气体喷口位于喷嘴的边缘。该喷嘴包采用保护气体火焰加热，使冷却辊带来的空气流到达火焰区域后瞬时膨胀，空气体积密度降低，从而提升钢水与冷却辊的冷却效果，减少喷嘴材料及钢水的氧化。

专利解决了喷嘴氧化的问题，但是存在喷嘴在随着冷却辊的旋转温度降低过程中出现被析出物阻塞的情况，喷嘴的析出物指的是当喷嘴温度从高温降至较低温度时，钢水喷口处产生的低熔点氧化物析出，该析出物出现在钢水从钢水喷口喷出之前，当析出物较多时将导致喷嘴的堵塞。该专利使用的火焰是在钢液液流从喷嘴内流出后才从喷嘴边缘的喷射口喷出的，其主要目的是对喷嘴下方熔潭后部的气体进行加热，降低该处气体的浓度，从而缓解熔潭被周边气体的氧化，并不能解决喷嘴被析出物堵塞的情况，为实际生产带来很多不便。

发明内容

为此，本发明要解决现有技术中加热装置及方法不能使喷嘴温度比较恒定，造成在降温的过程中出现析出物将喷嘴堵塞的情况，提供一种用于非晶带材制备的喷嘴加热系统及方法，实现喷嘴在使用过程中扫描式均匀加热，能够防止喷嘴表面温度降低，防止喷嘴狭缝析出夹杂物导致喷嘴堵塞，并通过闭环控制实现喷嘴温度完全自动控制。 

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于非晶带材制备的喷嘴加热装置，包括火焰加热装置，所述火焰加热装置设置在喷嘴的一侧，其火焰喷射在喷嘴侧壁上，对所述喷嘴进行加热。

优选地，所述火焰加热装置通过调整机构实现在三维空间内移动，所述调整机构包括上下移动平台、左右移动平台和前后移动平台，所述上下移动平台可带动所述火焰加热装置上下移动，所述前后移动平台可带动所述火焰加热装置靠近和远离所述喷嘴，所述左右移动平台可带动所述火焰加热装置沿喷嘴侧壁平行于喷口或与喷口成一角度地循环往复运动，实现扫描式加热。

优选地，所述角度小于10度。

优选地，所述火焰加热装置为火焰喷枪，所述火焰喷枪设置至少一个枪头，所述枪头形状为圆形或扁长条形。

优选地，所述火焰喷枪的宽度至少是喷嘴长度的两倍，所述枪头与所述喷嘴之间的距离大于30mm。

一种喷嘴加热装置的温度控制系统，包括测温装置、控制单元和所述喷嘴加热装置，所述测温装置设置在喷嘴的一侧，所述控制单元分别与所述火焰加热装置和所述测温装置连接，所述控制单元接收来自所述测温装置的检测信号，并处理该检测信号得到控制指令，并根据指令控制所述火焰加热装置的火焰强度。

优选地，所述测温装置为红外测温仪。