[发明专利]一种不锈钢/碳钢复合管浇注系统及其浇注工艺

说明书

本发明公开了一种不锈钢/碳钢复合管浇注系统及其浇注工艺，包括浇注区、基层管、用于驱动基层管转动的旋转组件、陶瓷模具、盛钢桶以及升降机构；该系统及工艺采用固液复合的方式生产碳钢/不锈钢复合管，降低了生产过程对真空度的要求，不锈钢/碳钢间界面通过熔合实现冶金结合，强度足以满足后续热轧生产的需求；通过合理设计陶瓷模具形状及运动方式，在浇注过程中对复层产生挤压作用，通过压力提高固液界面冶金结合强度的同时，改善了不锈钢复层的表面及内部质量；外壁的基层管也可在浇注过程中同步进行旋转，进一步提高界面结合强度，并改善不锈钢复层的均匀性；该方案自动化程度高，提高了产品稳定性及生产效率。

技术领域

本发明涉及双金属复合材料的制备领域，具体涉及一种不锈钢/碳钢复合管浇注系统及其浇注工艺。

背景技术

双金属复合材料是通过各式复合技术将两种性能不同的金属复合在一起制备的新型材料，既发挥了复层材料耐腐蚀、耐热、耐磨损等性能，又结合了基层材料的强度和刚度，使其获得单一组元金属无法企及的综合性能，更加适应工业与科技快速发展对于材料越来越高的要求。

不锈钢复合管通过在碳钢或低合金钢钢管上以一定工艺结合一层具有高耐蚀性不锈钢的层状复合材料，适应高腐蚀环境的，同时极大地节约昂贵的不锈钢用量，显著降低生产成本。目前双金属复合管成型技术，主要包括机械成型法和冶金成型法，其中机械成型法主要有机械扩径法、爆炸扩径法、定径法等方法，冶金成型法主要有热轧制，热挤压和离心铸造等方法。

综上所述，目前还没有一种通过固液复合法高效生产大规格碳钢/不锈钢复合管的浇注系统及浇注方法。为解决复合管固液复合浇注过程中的温度控制问题、表面质量问题、生产效率问题，开发一种新型的碳钢/不锈钢固液复合浇注系统及浇注工艺显得尤为关键。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种不锈钢/碳钢复合管浇注系统及其浇注工艺。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下： 一种不锈钢/碳钢复合管浇注系统，包括浇注区、基层管、用于驱动基层管转动的旋转组件、陶瓷模具、盛钢桶以及升降机构；

所述基层管通过旋转组件竖直设置在所述浇注区内，所述陶瓷模具位于所述基层管内部且分别与所述基层管内壁和底壁之间均具有浇注腔体，所述盛钢桶位于所述基层管内且与所述陶瓷模具顶端之间具有浇钢通道，所述浇钢通道与所述浇注腔体相连通，所述升降机构的下端分别与所述盛钢桶和陶瓷模具相连接，通过所述升降机构带动盛钢桶和陶瓷模具沿所述基层管竖直升降。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述升降机构包括驱动件以及连接在所述驱动件上的升降定位轴，且所述升降定位轴的下端分别与所述盛钢桶和陶瓷模具相连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述陶瓷模具包括进口段、位于所述进口段下方的出口段以及连接在所述进口段与所述出口段之间的过渡段；

所述进口段的直径小于所述出口段的直径，使得过渡段呈锥度结构，且锥度为0.5%/m-3%/m。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述盛钢桶内设置有控温装置及控流装置。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述基层管的底端且与所述陶瓷模具相对应位置设置有冷却系统，通过所述冷却系统对离开陶瓷模具的复合层进行冷却。

本发明还提供了一种不锈钢/碳钢复合管的浇注工艺，基于上述浇注系统进行浇注，包括以下步骤：

步骤①：对基层管进行预热，并将预热后的基层管吊运至浇注区的旋转组件上安装固定；

步骤②：对陶瓷模具进行预热，预热温度100-1500℃，并将陶瓷模具降吊至基层管内底部进行对中，使得所述陶瓷模具与所述基层管之间形成浇注腔体；

步骤③：对盛钢桶内的浇注液进行加热，并控制浇注液温度在浇注液液相线上50-70℃；