一種雙金屬層狀復合管固液復合鑄軋機的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及雙金屬層狀復合材料領域，具體的涉及一種雙金屬層狀復合管的生產 設備。
【背景技術】
[0002] 雙金屬復合管由內層和外層兩種不同的金屬管材構成，兼具剛度、強度和耐蝕、耐 磨等綜合性能的結構和功能材料。管層之間通過各種變形和連接技術形成緊密結合，受外 力作用時，內外管材同時變形且界面不分離。近年來，隨著國民經濟的飛速發展，我國對石 油化工、海洋開發、核能利用的管道輸送技術提出了更高的要求，傳統的單一金屬管材難以 適應復雜和極端的環境服役條件。目前具有較高強度和剛性的基層與抗環境介質腐蝕或者 抗磨損能力的覆層構成的雙金屬復合管已開始部分替代傳統高合金無縫鋼管，被廣泛應用 于石油、化工、電力、海洋工程等行業，油氣田、海洋平臺等強腐蝕環境對雙金屬復合管的需 求急劇上升，使得雙金屬復合管的開發和應用受到了廣泛關注，其高效成形技術與裝備研 發成為行業的前沿熱點。
[0003] 為解決雙金屬復合管成形制備問題，國內外學者與行業專家先后提出了拉拔復 合、滾壓復合、脹接復合、旋壓復合、爆炸復合、堆焊復合、離心鑄造復合和熱乳復合等，對推 動行業的發展和進步做出了重要貢獻。利用固液復合工藝生產雙金屬復合管由于覆層金屬 采用液態澆注，解決了拉拔復合、脹接復合等傳統固-固相復合工藝對坯料尺寸和形狀精 度要求高等問題，同時利用高溫液相和乳制壓力，實現基材與覆層的復合，可以獲得較高的 結合強度。目前固液復合工藝技術只見應用于雙金屬復合板帶材的生產，尚未在雙金屬復 合管生產領域上有突破性研究，如布流裝置、設備方案設計等許多技術問題亟待解決。
【發明內容】
[0004] 本發明提供了一種雙金屬層狀復合管的生產設備，解決了利用固液復合工藝技術 進行雙金屬復合管生產中存在的孔型布置、布流裝置、復雜孔型側封及調整機構等設備集 成技術問題。
[0005] 具體地，一種雙金屬層狀復合管固液復合鑄乳機，其包括機架、壓下調節裝置、用 于灌注金屬液的澆注單元以及鑄乳輥單元，還包括布置在鑄乳輥單元上方的環形布流器、 包覆在環形布流器外部的加熱裝置、設置在環形布流器上部的用于引導和保持一穿過環形 布流器的待復合管基材的管材導向支架；
[0006] 所述鑄乳輥單元包括沿水平方向并列布置且輥面相互鄰接的第一鑄乳輥以及第 二鑄乳輥，第一鑄乳輥和第二鑄乳輥的輥面上開設有周向環形槽，所述周向環形槽的橫截 面為半圓形，所述第一鑄乳輥和第二鑄乳輥的所述周向環形槽在鄰接位置形成圓形孔型， 所述圓形孔型供所述待復合管基材穿過其中，所述圓形孔型的直徑設置為大于待復合管基 材的直徑；
[0007] 所述環形布流器包括導向套、外壁以及設置在所述導向套與所述外壁之間的外 腔，所述導向套供待復合管基材穿過，所述外腔與所述澆注單元流路連通，以供熔融態金屬 液通過，待復合管基材以及熔融態金屬液在所述環形布流器的出口處匯聚并共同進入鑄乳 輥單元的圓形孔型，并在其中鑄乳復合成形。
[0008] 優選地，所述澆注單元包括前箱、蓋板、立柱、支撐板、仿形側封模具以及模具框 架，所述仿形側封模具置入所述模具框架中，所述蓋板與所述模具框架通過螺柱連接，所述 仿形側封模具與模具框架外側弧形段分別與第一鑄乳輥以及第二鑄乳輥的外表面呈相切 位置設置并形成鑄乳輥單元側封區。
[0009] 優選地，所述仿形側封模具的材料為硅酸鋁耐火材料。
[0010] 優選地，所述仿形側封模具中心開設沉頭孔及與所述沉頭孔相連的錐形孔和圓柱 孔構成的變截面孔。
[0011] 優選地，所述前箱的內部設有傾斜引流板，所述前箱的底部開設布流口，所述導向 套的外部固定有阻流塊形成環形布流器的入口。
[0012] 優選地，所述環形布流器的外壁由剖分式外環構成，所述外環的下端為階梯形，可 放置于所述仿形側封模具的沉頭孔內，所述導向套與所述仿形側封模具的錐形口配合形成 環形布流器的出流口。
[0013] 優選地，所述環形布流器的內部采用分級式布流方式，其包括第一級分流塊、第二 級分流塊以及第三級分流塊，所述第一級分流塊、第二級分流塊以及第三級分流塊沿軸向 依次設置并均勻固定在所述導向套的外部。
[0014] 優選地，所述導向支架包括側導板、立板、管材定位架以及調節環，所述側導板上 開有滑槽，所述立板上設有凸臺，所述凸臺與所述側導板的上端面共同構成楔形塊的水平 導軌。
[0015] 優選地，所述管材定位架開有固定孔和彈簧固定桿連接孔，所述調節環置于一套 筒內，通過改變調節環的大小能夠適應不同直徑規格的復合管基材，所述管材定位架的下 端安裝有平衡彈簧。
[0016] 優選地，所述機架為臥式機架，機架上部設置有用于調節環形布流器高度的升降 調節裝置，所述升降調節裝置包括調整手輪、對開式滑動軸承座、絲桿、橫梁和楔形塊，所述 楔形塊與模具框架的升降斜面貼合，共同構成升降單元，楔形塊位于導向支架的側導板上 支撐平面與立板凸臺構成的水平導軌中，所述調整手輪依靠平鍵與絲桿相連，絲桿端部依 靠螺紋與橫梁相連，旋轉調整手輪帶動絲桿轉動，進而帶動橫梁及楔形塊沿水平導軌移動， 推動模具框架做上下運動，實現環形布流器高度的升降調節。
[0017] 本發明的優點如下所述：
[0018] 1、采用固液鑄乳成形工藝生產雙金屬層狀復合管，將快速凝固技術與乳制技術相 結合，可以實現雙金屬的冶金復合，相比于傳統生產工藝，覆層金屬采用液態澆注，解決了 拉拔復合、脹接復合、旋壓復合等傳統固-固相復合工藝對坯料尺寸和形狀精度要求高等 問題，具有顯著節能、高效率、流程短等優點。
[0019] 2、在鑄乳區后半段，固相覆層金屬環繞包覆于基材金屬管表面，形成了典型的雙 金屬管熱乳復合過程，封閉孔型乳制形成的高溫大變形不但有助于獲得界面良好的冶金結 合效果，也有利于提高覆層金屬材料的微觀組織性能。
[0020] 3、依靠轉動調整手輪，利用絲桿旋轉帶動橫梁水平移動，進而實現的楔形機構的 上下升降動作，控制饒注單元的高度，這種調節方式能夠實現在線調節，操作簡便，勞動強 度低，節省了大量的人力物力。
[0021 ] 4、前箱內置傾斜導板可以使熔融態金屬液快速到達布流器入口，有效降低了金屬 液的熱量損失；環形布流器內部采用三級均布式分流方式，能夠使得澆注金屬液繞內層金 屬管呈環形均勻流出，涂覆在待復合管基材表面，極大提高了金屬液澆注效率，保證了熔池 液面的穩定性。仿形側封模具安裝于模具框架中，其內置錐形收口與環形布流器共同組成 金屬液流出口，外弧形段與鑄乳輥相切配合，可有效防止金屬液向兩側側漏，起到側封作 用，確保工作的安全性。
[0022] 5、側導板上的滑槽對澆注單元的升降起到導向作用，保證了澆注單元垂直升降； 管材定位架能夠實現內層金屬管快速對中，便于喂入鑄乳輥孔型，同時可以限制在鑄乳復 合過程中因變形不均勻而導致的芯管末端擺動。通過調節調整環的大小，可適應內層金屬 管直徑變化，生產不同規格復合管。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發明的立體結構示意圖；
[0024] 圖2為本發明的整體剖視圖；
[0025] 圖3為本發明的鑄乳輥單元；
[0026] 圖4為本發明中升降調節裝置、澆注單元和導向支架位置關系示意圖；
[0027] 圖5為本發明中升降調節裝置結構示意圖；