[发明专利]钛合金棒材高效率高通量结晶装置

说明书

本发明提供一种钛合金棒材高效率高通量结晶装置，包括一主体部，所述主体部成竖直状态地设置并且位于金属液流流向的下方位置；所述主体部限定了内部的多个位置，所述位置被配置用于装配结晶器；多个结晶器设置一一对应地设置所述位置上，每个结晶器用于接收一路流入的金属液流并在结晶器内结晶成型；所述每个结晶器的内部还设置有一通过电机驱动的下拉机构，被设置成在电机的驱动下沿着结晶器的内壁在竖直方向移动，以下拉或者支撑钛合金坯棒；其中，所述多个结晶器之间等间隔地竖向排列，并且在每个结晶器的外表面设置有热障材料涂层。本发明可实现棒状钛合金高效率、高均匀性、低成本化的结晶成型。

技术领域

本发明涉及钛合金制备技术领域，具体而言涉及一种钛合金棒材高效率高通量连铸连轧结晶装置。

背景技术

钛合金具有高比强度、良好的耐蚀性和可加工性等优点，经常被用作船舶与海洋工程中的结构件材料，在船舶上使用钛合金可以大幅度提高船舶的使用寿命，并实现减重和增载，降低船舶维护成本。在海洋工程上，可以使用钛合金棒材作为支撑，提高在海洋环境下的耐腐蚀性能，减少海水环境对于桥墩、护坡等建筑构件的腐蚀，提高使用寿命。然而，目前钛合金棒材的制备出了钛原料的成本意外，其加工的周期长同样限制了钛合金的应用。

现有的钛合金棒材加工制作过程一般分为熔炼、开坯锻造、成型锻造、轧制等工序。目前而言，传统设备和方法加工平均加工一根钛合金棒材大约需要50小时，效率较低。而且在这些加工过程中，坯料表面容易出现裂纹等缺陷，而表面缺陷必须在下一加工流程前去除，因此大量材料会被损耗，加工成本会受到不可避免的增加。

为了降低成本的同时提高效率，新型的连铸连轧技术成为了现如今钛合金研究领域的一大重点方向，连铸连轧技术具有短流程、效率高、低成本等一系列特性，与传统的加工方法相比，具有巨大的优势和实用潜力，是降低钛合金使用成本的方法之一。

发明内容

本发明目的在于提供一种钛合金棒材高效率高通量连铸连轧系统的结晶装置，可针对现有的钛合金制备、加工的效率低、成本高的问题，实现缩短工艺流程和周期，实现棒状钛合金高效率、高均匀性、低成本化的结晶成型。

为实现上述目的，本发明第一方面提出一种钛合金棒材高效率高通量结晶装置，所述结晶装置被配置在用于接收熔炼的金属液流而结晶形成钛合金坯棒，所述的高通量结晶装置包括一主体部，所述主体部成竖直状态地设置并且位于金属液流流向的下方位置；

所述主体部限定了内部的多个位置，所述位置被配置用于装配结晶器；

多个结晶器一一对应地设置所述位置上，每个结晶器用于接收一路流入的金属液流并在结晶器内结晶成型；

所述每个结晶器的内部还设置有一通过电机驱动的下拉机构，被设置成在电机的驱动下沿着结晶器的内壁在竖直方向移动，以下拉或者支撑钛合金坯棒；

其中，所述多个结晶器之间等间隔地竖向排列，并且在每个结晶器的外表面设置有热障材料涂层。

进一步地，所述主体部内部设置有三个结晶器。

进一步地，所述多个结晶器的分布成一字排列，相互之间间隔开。

进一步地，所述多个结晶器的分布成三角形排列，相互之间间隔开。

进一步地，所述多个结晶器中，每个结晶器表面的热障材料涂层厚度相等。

进一步地，所述多个结晶器的结构相同，并且内径为5-20mm。

进一步地，所述多个结晶器的外部包围地设置了水冷装置。

进一步地，所述热障材料涂层为7YSZ热障涂层。

进一步地，所述热障材料涂层的厚度为5-10mm。

进一步地，所述下拉机构采用纯钛材料制备，呈圆棒状结构，直径与单个结晶器的内径相同。