直流磁場改變非晶噴帶磁疇取向的方法及裝置與流程

本發明涉及一種非晶帶材的生產方法及相應的生產裝置，尤其涉及一種用于非晶噴帶機上用于增強帶材軟磁性能的方法及裝置。

背景技術：

目前，公知的非晶合金帶材是利用超急冷技術，使合金原子來不及有序排列而得到的長程無序結構，沒有晶態合金的晶粒與晶界，具有很多獨特的性能，優異的軟磁性能正是其中之一，且帶材的軟磁性能與帶材的磁疇取向有直接的關系。

非晶帶材常規噴帶裝置由噴嘴包及其調整系統、冷卻銅輥(內部通冷卻水)、循環冷卻系統、合金熔煉裝置及其他噴帶輔助系統組成。由合金熔煉裝置，將熔融的鐵水倒進噴嘴包內，噴嘴包具有加熱保溫功能，鐵水溫度維持在1350-1380℃，鐵水在重力的作用下從噴嘴包底部鋼液噴嘴處噴出，噴射到高速旋轉的冷卻銅輥上，被銅輥甩出成帶。在超急冷的作用下，帶材內部原子未來得及整齊排列而被凍結，進而成為非晶體。帶材經適當的熱處理后，其磁疇方向與磁場方向存在一定角度，該角度越小，帶材的軟磁性能越佳。目前國產鐵基非晶帶材的磁疇方向與磁場方向角度為30-45，如圖4所示，若能進一步降低該角度，將會有效提高帶材導磁率，提高帶材軟磁性能。

技術實現要素：

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種能夠改變磁疇的方向、提高帶材軟磁性能的直流磁場改變非晶噴帶磁疇取向的方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：直流磁場改變非晶噴帶磁疇取向的方法，包括盛裝有高溫鐵水的噴嘴包，所述噴嘴包的鋼液噴嘴下方安裝有高速旋轉的冷卻銅輥，所述冷卻銅輥包括圓筒狀輥體，所述輥體的兩端固定安裝有導電板，所述冷卻銅輥內設置有冷卻腔，所述冷卻腔內填充有冷卻液，所述冷卻腔連通有循環冷卻系統，所述冷卻銅輥兩側的導電板上分別固定安裝有一個導電環，每個所述導電環電連接有一個電刷，所述電刷連接有直流電源，所述直流電源產生的高直流電流通過電刷、導電環和導電板流入輥體，利用高直流電流產生的穩定磁場，引導帶材在成形瞬間的晶粒結構與晶粒取向，降低磁疇方向與磁場方向角度。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供一種能夠改變磁疇的方向、提高帶材軟磁性能的直流磁場改變非晶噴帶磁疇取向的裝置。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：直流磁場改變非晶噴帶磁疇取向的裝置，包括盛裝有高溫鐵水的噴嘴包，所述噴嘴包的鋼液噴嘴下方安裝有高速旋轉的冷卻銅輥，所述冷卻銅輥包括圓筒狀輥體，所述輥體的兩端固定安裝有導電板，所述冷卻銅輥內設置有冷卻腔，所述冷卻腔內填充有冷卻液，所述冷卻腔連通有循環冷卻系統，所述冷卻銅輥兩側的導電板上分別固定安裝有一個導電環，每個所述導電環電連接有一個電刷，所述電刷連接有直流電源。

作為一種優選的技術方案，所述電刷設置于所述冷卻銅輥的噴帶熔潭的下部，且自鋼液噴嘴的熔潭位置沿噴帶方向旋轉-45°至+45°角。。

作為一種優選的技術方案，所述電刷為石墨電刷。

作為一種優選的技術方案，所述導電環為石墨導電環、銅導電環或鐵導電環。

作為一種優選的技術方案，位于所述冷卻銅輥兩側的所述導電板的中央分別設置有冷卻液出口和冷卻液進口，所述冷卻液出口和所述冷卻液進口之間安裝有所述循環冷卻系統。

作為一種優選的技術方案，所述循環冷卻系統包括與所述冷卻液出口連通的水箱，所述水箱連接有循環泵，所述循環泵與所述冷卻液進口連接。

由于采用了上述技術方案，直流磁場改變非晶噴帶磁疇取向的裝置，包括盛裝有高溫鐵水的噴嘴包，所述噴嘴包的鋼液噴嘴下方安裝有高速旋轉的冷卻銅輥，所述冷卻銅輥包括圓筒狀輥體，所述輥體的兩端固定安裝有導電板，所述冷卻銅輥內設置有冷卻腔，所述冷卻腔內填充有冷卻液，所述冷卻腔連通有循環冷卻系統，所述冷卻銅輥兩側的導電板上分別固定安裝有一個導電環，每個所述導電環電連接有一個電刷，所述電刷連接有直流電源；工作時，輥體流過直流電流，根據右手定則，利用高直流電流產生的穩定磁場，引導帶材在成形瞬間的晶粒結構與晶粒取向，降低磁疇方向與磁場方向角度，提高導磁率；本發明不需要改變非晶噴帶機的結構，僅依靠加裝輔助裝置就能提高非晶帶材的軟磁特性，結構簡單。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本發明做示意性說明和解釋，并不限定本發明的范圍。其中：

圖1是本發明實施例的結構示意圖；

圖2是本發明實施例的剖視圖；

圖3是本發明實施例加直流磁場的帶材加磁后的磁疇分布圖；

圖4是現有技術常規噴帶的帶材加磁后的磁疇分布圖；

圖中：1-噴嘴包；2-冷卻銅輥；21-輥體；22-導電板；23-冷卻腔；24-冷卻液出口；25-冷卻液進口；31-導電環；32-電刷；33-直流電源；4-帶材；5-熔潭。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，進一步闡述本發明。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本發明的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。

如圖1和圖2所示，直流磁場改變非晶噴帶磁疇取向的方法，包括盛裝有高溫鐵水的噴嘴包1，所述噴嘴包1的鋼液噴嘴下方安裝有高速旋轉的冷卻銅輥2，所述冷卻銅輥2包括圓筒狀輥體21，所述輥體21的兩端固定安裝有導電板22，所述冷卻銅輥2內設置有冷卻腔23，所述冷卻腔23內填充有冷卻液，所述冷卻腔23連通有循環冷卻系統，所述冷卻銅輥2兩側的導電板22上分別固定安裝有一個導電環31，每個所述導電環31電連接有一個電刷32，所述電刷32連接有直流電源33，所述直流電源33產生的高直流電流通過電刷32、導電環31和導電板流入輥體21，利用高直流電流產生的穩定磁場，引導帶材在成形瞬間的晶粒結構與晶粒取向，降低磁疇方向與磁場方向角度。

如圖1和圖2所示，直流磁場改變非晶噴帶磁疇取向的裝置，包括盛裝有高溫鐵水的噴嘴包1，所述噴嘴包1的鋼液噴嘴下方安裝有高速旋轉的冷卻銅輥2，所述冷卻銅輥2包括圓筒狀輥體21，所述輥體21的兩端固定安裝有導電板22，所述冷卻銅輥2內設置有冷卻腔23，所述冷卻腔23內填充有冷卻液，所述冷卻腔23連通有循環冷卻系統，所述冷卻銅輥2兩側的導電板22上分別固定安裝有一個導電環31，所述導電環31為石墨導電環31、銅導電環31或鐵導電環31，每個所述導電環31電連接有一個電刷32，所述電刷32連接有直流電源33，所述電刷32設置于所述冷卻銅輥2的噴帶熔潭5的下部，且自鋼液噴嘴的熔潭5位置沿噴帶方向旋轉-45°至+45°角，所述電刷32為石墨電刷32。位于所述冷卻銅輥2兩側的所述導電板22的中央分別設置有冷卻液出口24和冷卻液進口25，所述冷卻液出口24和所述冷卻液進口25之間安裝有所述循環冷卻系統，所述循環冷卻系統包括與所述冷卻液出口24連通的水箱，所述水箱連接有循環泵，所述循環泵與所述冷卻液進口25連接。鋼液噴嘴內的高溫鐵水落到冷卻銅輥2上，在落入點處聚集少量鐵水，形成熔潭5。

工作時，直流電源33通過電刷32、導電環31、導電板22與輥體21連接，輥體21流過直流電流，根據右手定則，利用高直流電流產生的穩定磁場，引導帶材4在成形瞬間的晶粒結構與晶粒取向，降低磁疇方向與磁場方向角度，如圖3所示，提高導磁率；本發明不需要改變非晶噴帶機的結構，僅依靠加裝輔助裝置就能提高非晶帶材4的軟磁特性，結構簡單。

在圖1中，高速旋轉的冷卻銅輥2、盛有鐵水的噴嘴包1及冷卻水路構成最基本的帶材4成形示意圖。鐵水溫度在1350-1380℃，液位高度在350-450mm，鐵水在重力的作用下通過鋼液噴嘴噴射到高速旋轉的冷卻銅輥2上，被冷卻銅輥2甩出成帶。銅輥直徑根據所噴制的帶材4寬度決定，噴制帶材4寬度為142mm-170mm，厚度為25-28um的帶材4，銅輥直徑通常在1600mm。帶材4在被瞬間甩出時，其晶粒排列為長程無序結構，并被瞬間凍結住，成為非晶體。圖4為現有技術中，該非晶帶材4在磁化時磁疇方向與磁場方向的角度。

在圖2中，導電環31通過冷卻銅輥2兩側面導電板22與冷卻輥體21相連，銅質或鐵質導電環31的另一面與石墨電刷32連接，石墨電刷32的另一端接高電流密度的直流電源33。石墨電刷32的放置位置在帶材4出帶點上30-45°角處。根據電磁定律的右手法則，在電流流通過程中，在其周圍形成的閉合磁力線，利用該磁力線改變帶材4在瞬間成形時的晶粒結構及取向。進而降低在帶材4被磁化后的磁疇方向與磁場方向的角度，提高帶材4磁導率。圖3為噴帶時施加直流磁場后，在磁化時非晶帶材4的磁疇取向。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征及本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。