非晶冶炼用复合导流机构及非晶工艺设备的制作方法

本实用新型涉及非晶工艺设备技术领域。具体地说是非晶冶炼用复合导流机构及非晶工艺设备。

背景技术：

非晶合金是由超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，没有晶态合金的晶粒、晶界存在。这种非晶合金具有许多独特的性能，由于它的性能优异、工艺简单，从80年代开始成为国内外材料科学界的研究开发重点。

非晶软磁合金的发展大体上经历了两个阶段：第一个阶段从1967年开始，直到1988年。1984年美国四个变压器厂家在ieee会议上展示实用非晶配电变压器则标志着第一阶段达到高潮，到1989年，美国alliedsignal公司已经具有年产6万吨非晶带材的生产能力，全世界约有100万台非晶配电变压器投入运行。从1988年开始非晶态材料发展进入第二阶段，标志性事件是铁基纳米晶合金的发明。1988年日本日立金属公司在非晶合金基础上通过晶化处理开发出纳米晶软磁合金(finemet)。当年，日立金属公司纳米晶合金实现了产业化，并有产品推向市场。

我国在连续4个五年计划中投入大量资金，组织重点科技攻关。作为主要承担单位，钢铁研究总院通过近20年的努力，在基础研究、材料研究、工艺装备、应用开发及产业化等方面取得了200多项具有国际先进水平的科研成果。再加上钢铁研究总院控股的安泰科技股份有限公司成功上市，为非晶材料的产业化创造了良好环境。安泰公司建立了“千吨级铁基非晶带材生产线”，以及相应的“非晶配电变压器铁芯生产线”，使我国非晶材料生产能力跃居世界第二位。

2016年，中国非晶带材产能约14万吨，实际产量11.3万吨，首次超过10万吨。2016国内有5家企业年产能达到万吨，安泰、云路、兆晶、中岳实际产量均达到2-3万吨。主要工业化产品包括非晶带材、非晶铁芯和气雾化铁铝硅粉末等。

目前使用的导流槽为现场使用浇注料自行浇注施工，存在的主要问题包括：第一，施工条件差：由于没有专用的烘烤设备，没有生产耐火材料的经验，导致生产的导流槽没有烘烤就上线使用，降低了导流槽的寿命；第二，材料选材不当：导流槽的使用环境决定了其要具备良好的抗冲刷性和热震稳定性，现有的浇注料材质抗冲刷能力较差，使用一段时间就会出现开裂，需要多次修补，即使如此其使用寿命也只有一个月。

技术实现要素：

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种使用寿命长、抗冲刷性强的非晶冶炼用复合导流机构及非晶工艺设备。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

非晶冶炼用复合导流机构，包括耐火浇注料层和锆质材料层，所述锆质材料层位于耐火浇注料层内侧。

上述非晶冶炼用复合导流机构，所述非晶冶炼用复合导流机构为非晶冶炼用复合导流槽，其横截面为倒梯形结构，并且所述非晶冶炼用复合导流槽内的钢水通道也为倒梯形结构；所述非晶冶炼用复合导流槽的槽底和槽壁上的耐火浇注料层厚度相等，且所述耐火浇注料层的厚度为15mm～35mm；位于所述非晶冶炼用复合导流槽的槽底上的所述锆质材料层厚度相同，且所述非晶冶炼用复合导流槽的槽底上的所述锆质材料层的厚度为10mm～25mm，自所述非晶冶炼用复合导流槽的槽底且沿所述耐火浇注料层向上：所述锆质材料层的厚度逐渐减小，邻近槽底的所述锆质材料层厚度大于或等于25mm且小于或等于30mm，远离槽底的所述锆质材料层厚度大于或等于10mm；所述非晶冶炼用复合导流槽的槽壁与槽底的夹角a为100-115°。

上述非晶冶炼用复合导流机构，所述耐火浇注料层为铝硅质浇注料层，所述锆质材料层为氧化锆材料层。

上述非晶冶炼用复合导流机构，所述非晶冶炼用复合导流机构为非晶冶炼用复合导流管，所述耐火浇注料层为外管，所述锆质材料层为内管。

上述非晶冶炼用复合导流机构，所述锆质材料层为分段式结构，相邻两段所述锆质材料层之间有火泥层；所述火泥层为锆质火泥层。

含有非晶冶炼用复合导流机构的非晶工艺设备，包括熔炼炉、底注炉、非晶冶炼用复合导流机构、喷包、结晶器和回转台；所述底注炉安装在回转台上，所述回转台的转动使得所述底注炉能够位于所述熔炼炉的正下方；所述熔炼炉通过所述非晶冶炼用复合导流机构与所述底注炉流体导通；所述回转台下方设有喷包，所述喷包下方设有结晶器，所述回转台的转动使得所述底注炉能够位于所述喷包的正上方。

上述含有非晶冶炼用复合导流机构的非晶工艺设备，所述非晶冶炼用复合导流机构包括耐火浇注料层和锆质材料层，所述锆质材料层位于耐火浇注料层内侧。

上述含有非晶冶炼用复合导流机构的非晶工艺设备，所述非晶冶炼用复合导流机构为非晶冶炼用复合导流槽，其横截面为倒梯形结构，并且所述非晶冶炼用复合导流槽内的钢水通道也为倒梯形结构；所述非晶冶炼用复合导流槽的槽底和槽壁上的耐火浇注料层厚度相等，且所述耐火浇注料层的厚度为15mm～35mm；位于所述非晶冶炼用复合导流槽的槽底上的所述锆质材料层厚度相同，且所述非晶冶炼用复合导流槽的槽底上的所述锆质材料层的厚度为10mm～25mm，自所述非晶冶炼用复合导流槽的槽底且沿所述耐火浇注料层向上：所述锆质材料层的厚度逐渐减小，邻近槽底的所述锆质材料层厚度大于或等于25mm且小于或等于30mm，远离槽底的所述锆质材料层厚度大于或等于10mm；所述非晶冶炼用复合导流槽的槽壁与槽底的夹角a为100-115°。

上述含有非晶冶炼用复合导流机构的非晶工艺设备，所述锆质材料层为分段式结构，相邻两段所述锆质材料层之间有火泥层。

上述含有非晶冶炼用复合导流机构的非晶工艺设备，所述耐火浇注料层为铝硅质浇注料层，所述锆质材料层为氧化锆材料层；所述火泥层为锆质火泥层。

本实用新型的技术方案取得了如下有益的技术效果：

1.本申请的非晶冶炼用复合导流机构中的耐火浇注料层，成本低；锆质材料层具有抗冲刷性和热震稳定性；

2.锆质材料层自非晶冶炼用复合导流槽的槽底且沿耐火浇注料层向上厚度逐渐减小的设计，可以在保证锆质材料层使用寿命的情况下，尽可能的减少锆质材料的用量，节约成本；

3.锆质材料层采用分段式设计，通过火泥层连接，便于施工，也可以节约加工成本；同时当锆质材料层损毁后，可以根据锆质材料层各段的损毁情况不同，逐段更换新的锆质材料层，更换起来方便；

4.本申请的非晶冶炼用复合导流机构中的既可以满足客户需求，使用寿命可延长至三个月；又能最大程度降低综合成本。

附图说明

图1本实用新型非晶冶炼用复合导流机构的结构示意图(导流管)；

图2本实用新型非晶冶炼用复合导流机构的结构示意图(导流槽)；

图3本实用新型含有非晶冶炼用复合导流机构的非晶工艺设备的结构示意图。

图中附图标记表示为：1-熔炼炉；2-底注炉；3-喷包；4-结晶器；5-非晶冶炼用复合导流机构；6-回转台；5-1-耐火浇注料层；5-2-锆质材料层；5-3-火泥层；7-钢水通道。

具体实施方式

实施例1非晶冶炼用复合导流机构

非晶冶炼用复合导流机构为连接熔炼炉和底注炉的关键设备，熔炼炉初步冶炼的钢水要经过导流槽转至底注炉进行镇定和精炼。现有技术中的导流槽存在抗冲刷性、热震稳定性差，导致其使用一段时间就会出现开裂，需要多次修补，即使如此其使用寿命也只有一个月。

本实施例的非晶冶炼用复合导流机构如图2所示，包括耐火浇注料层5-1和锆质材料层5-2，所述锆质材料层5-2位于耐火浇注料层5-1内侧。

在本实施例中，所述非晶冶炼用复合导流机构为非晶冶炼用复合导流槽，其横截面为倒梯形结构，并且所述非晶冶炼用复合导流槽内的钢水通道7也为倒梯形结构；所述非晶冶炼用复合导流槽的槽底和槽壁上的耐火浇注料层5-1厚度相等，且所述耐火浇注料层5-1的厚度为15mm～35mm；位于所述非晶冶炼用复合导流槽的槽底上的所述锆质材料层5-2厚度相同，且所述非晶冶炼用复合导流槽的槽底上的所述锆质材料层5-2的厚度为10mm～25mm，自所述非晶冶炼用复合导流槽的槽底且沿所述耐火浇注料层5-1向上：所述锆质材料层5-2的厚度逐渐减小，邻近槽底的所述锆质材料层5-2厚度大于或等于25mm且小于或等于30mm，远离槽底的所述锆质材料层5-2厚度大于或等于10mm；所述非晶冶炼用复合导流槽的槽壁与槽底的夹角a为108°。

所述耐火浇注料层5-1为铝硅质浇注料层，所述锆质材料层5-2为氧化锆材料层。所述锆质材料层5-2具有耐冲刷的特点，相比现有的浇注料，其更能满足导流槽的服役环境。

锆质材料的主要指标为：

材质：氧化锆质；

理化指标：zro2≥65％；

体积密度：体密≥3.60g/cm³，典型体密3.95,3.90,3.85；

显气孔率：显气孔率≤20％；成型方式：半干法机压成型或者等静压成型。

所述耐火浇注料层5-1为铝硅质浇注料，成本较低，其与锆质材料层5-2配合使用，当使用一段时间锆质材料层5-2损毁后，可以更换新的锆质材料层5-2，这样既可以满足客户需求，又能最大程度降低成本。

所述锆质材料层5-2为分段式结构，相邻两段所述锆质材料层5-2之间有火泥层5-3，所述火泥层5-3为锆质火泥层。主要起到连接锆质材料层的作用。锆质材料层采用分段式设计，通过火泥层连接，便于施工，也可以节约加工成本；同时当锆质材料层损毁后，可以根据锆质材料层各段的损毁情况不同，逐段更换新的锆质材料层，更换起来方便。

本实施例的非晶冶炼用复合导流机构，具有如下优点：

1、产品使用寿命长；2、易更换；3、综合成本较低，性价比较高。

实施例2含有非晶冶炼用复合导流机构的非晶工艺设备

如图3所示，本实施例非晶工艺设备含有实施例1所述的非晶冶炼用复合导流槽或非晶冶炼用复合导流管(如图1所示，非晶冶炼用复合导流管包括耐火浇注料层5-1和锆质材料层5-2，所述锆质材料层5-2位于耐火浇注料层5-1内侧耐火浇注料层5-1为外管，锆质材料层5-2为内管)。

本实施例非晶工艺设备包括熔炼炉1、底注炉2、非晶冶炼用复合导流机构5、喷包3、结晶器4和回转台6；所述底注炉2安装在回转台6上，所述回转台6的转动使得所述底注炉2能够位于所述熔炼炉1的正下方；所述熔炼炉1通过所述非晶冶炼用复合导流机构5与所述底注炉2流体导通；所述回转台6下方设有喷包3，所述喷包下方设有结晶器4，所述回转台6的转动使得所述底注炉2能够位于所述喷包3的正上方。

所述熔炼炉1通过所述非晶冶炼用复合导流机构5与所述底注炉2流体导通；熔炼炉1初步冶炼的钢水要经过非晶冶炼用复合导流机构5转至所述底注炉2进行镇定和精炼。

熔炼炉1主要用于熔炼钢水，底注炉2位于所述熔炼炉1的下方并安装在回转台6上，底注炉2主要用于接收熔炼炉1中流出的钢水并镇静钢水，喷包3位于回转台6的下方，用于接收底注炉1中流出的钢水；结晶器4位于喷包3下方，快速冷却喷包3中流出的钢水，从而在结晶器4上形成非晶合金带材。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。