CN104826865A - 一种制备金属复合板的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备金属复合板的方法及装置，包括：对第一板坯、第二板坯待复合界面的氧化铁皮进行处理，打毛第一板坯及第二板坯的待复合界面；叠合第一板坯及第二板坯，对第一板坯及第二板坯预热至200℃后，加热至800～850℃；利用浓度为5％～20％、温度为600～950℃的还原气体对第一板坯及第二板坯的表面氧化铁皮进行还原，还原温度不小于800℃，时间为15～20min；加热叠合后的第一板坯及第二板坯至950～1300℃，同时施加不大于20000N的压合力对第一板坯及第二板坯压合15～20min，形成待复合板坯；对待复合板坯进行除磷、多道次轧制形成复合板坯，将复合板坯冷却后形成金属复合板；如此，采用还原气体对待复合板坯表面的氧化铁皮进行还原，消除氧化物对复合界面影响的同时提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种制备金属复合板的方法及装置。
背景技术
金属复合板是由两种或多种不同的金属材料经特殊工艺复合而成的新型材料。与单一金属组元相比，经过合理设计组合后的金属复合板结合了金属组元各自的优点，可以获得单一金属所不具备的力学、物理和化学性能。目前，金属复合板已经在航空航天、石油、化工、冶金、机械、汽车、轮船、建筑等领域得到了广泛的应用。
金属复合板由于材料之间的性能差异较大，因此金属复合板的制备有一定的难度。目前制备的方法主要包括：有爆炸复合法、钎焊复合法和轧制复合法。而轧制复合法是应用最广的方法之一，该方法是将两种或多种表面洁净的金属互相接触，在轧机的强大压力下，通过加热或塑性变形使原子间通过扩散作用实现冶金结合。实际中多采用热轧复合法，而热轧加热过程中复合界面的严重氧化影响了复合效果。为了减少复合界面的氧化，现有技术中多采用界面保护或真空轧制等方法，但是该方法操作复杂，要求添置专用设备且不利于实现在线连续复合轧制生产。
基于此，目前亟需一种在需要减少金属复合板复合界面氧化的同时也要考虑到如何实现连续复合轧制的方法及装置，以保证可以高效、连续的对板坯进行复合轧制生产。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种制备金属复合板的方法及装置，用于解决现有技术中制备金属复合板时，不能在减少金属复合板复合界面氧化的同时实现连续复合轧制的技术问题。
本发明提供了一种制备金属复合板的方法，所述方法包括：
对第一板坯、第二板坯待复合界面的氧化铁皮进行处理，并打毛所述第一板坯的待复合界面及所述第二板坯的待复合界面；
叠合所述第一板坯及所述第二板坯，对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯预热至200℃后，加热至800～850℃；
利用浓度为5％～20％、温度为600～950℃的还原气体对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯的表面氧化铁皮进行还原，还原温度不小于800℃，还原时间为15～20min；
加热所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯至950～1300℃，加热过程中同时施加不大于20000N的压合力对所述第一板坯及所述第二板坯进行压合15～20min，形成待复合板坯；
对所述待复合板坯进行除磷、多道次轧制形成复合板坯，将所述复合板坯冷却后形成所述金属复合板。
上述方案中，所述对所述待复合板坯进行多道次轧制包括：
控制粗轧首道次的压下率不低于50％，精轧轧制道次为4～6道次对所述待复合板坯进行多道次轧制。
上述方案中，所述对所述复合板坯进行冷却包括：利用层流冷却工艺对所述复合板坯进行冷却。
本发明还提供了一种制备金属复合板的装置，所述装置包括：
第一辊道，所述第一辊道用于通过第一刷辊、第一密封水槽对所述第一板坯待复合界面的氧化铁皮进行处理，并打毛所述第一板坯的待复合界面；
第二辊道，所述第二辊道用于通过第二刷辊、第二密封水槽对所述第二板坯待复合界面的氧化铁皮进行处理，并打毛所述第二板坯的待复合界面；
钢坯入口导辊，所述钢坯入口导辊用于将叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯导入预热炉；
预热炉，所述预热炉用于对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯预热至200℃；
加热炉，所述加热炉用于对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯加热至800～850℃；
还原炉，所述还原炉用于利用浓度为5％～20％、温度为600～950℃的还原气体对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯的表面氧化铁皮进行还原，还原时间为15～20min；
高温多头压力机，所述压力机用于利用不大于20000N的压合力对所述第一板坯及所述第二板坯进行压合15～20min，形成待复合板坯；
加热器，所述加热器用于控制所述还原温度不小于800℃，加热所述待复合板坯至950～1300℃；
高压水除磷机，所述高压水除磷机用于对所述待复合板坯进行除磷；
轧机入口导辊，所述轧机入口导辊用于将除磷后的所述待复合板坯导入轧机；
轧机，所述轧机用于对所述待复合板坯进行多道次轧制。
上述方案中，所述装置还包括：第一入口密封导嘴；其中，
所述第一入口密封导嘴与所述预热炉的一端连接，用于确保所述还原炉的密封性。
上述方案中，所述装置还包括：
第一气体入口管道，所述第一气体入口管道用于将高温惰性气体导入所述预热炉内；
第一气体出口管道，所述第一气体出口管道用于将所述高温惰性气体导出所述预热炉。
上述方案中，所述装置还包括：
第二气体入口管道，所述第二气体入口管道用于将高温惰性气体导入所述加热炉内；
第二气体出口管道，所述第二气体出口管道用于将所述高温惰性气体导出所述加热炉。
上述方案中，所述装置还包括：
第三气体入口管道，所述第三气体入口管道用于将所述还原气体导入所述还原炉内；
第三气体出口管道，所述第三气体出口管道用于将所述还原气体导出所述还原炉。
上述方案中，所述轧机包括：粗轧机及精轧机；其中，
所述粗轧机用于控制粗轧首道次的压下率不低于50％，对所述待复合板坯进行首道次轧制；
所述精轧机用于对所述待复合板坯进行4～6道次的多道次轧制。
上述方案中，所述装置还包括：
第四气体入口管道，所述第四气体入口管道用于将保护性气体导入所述轧机内；
第四气体出口管道，所述第四气体出口管道用于将所述保护性气体导出所述轧机。
本发明提供了一种制备金属复合板的方法及装置，所述方法包括：对第一板坯、第二板坯表面的氧化铁皮进行处理，并打毛所述第一板坯的待复合界面及所述第二板坯的待复合界面；叠合所述第一板坯及所述第二板坯，对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯预热至200℃后，加热至800～850℃；利用浓度为5％～20％、温度为600～950℃的还原气体对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯的表面氧化铁皮进行还原，还原温度不小于800℃，还原时间为15～20min；加热所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯至950～1300℃，加热过程中同时施加不大于20000N的压合力对所述复合板坯进行压合15～20min，形成待复合板坯；对所述待复合板坯进行除磷、多道次轧制形成复合板坯，将所述复合板坯冷却后形成所述金属复合板；如此，采用还原气体对复合板坯表面氧化铁皮进行还原，消除了复合时界面氧化物对复合的影响；且可以实现板坯的在线连续复合轧制生产，提高了复合板坯的生产效率。另外，本方法是在板坯表面还原加热的过程中，同时对板坯施加压力，复合界面在强大的机械压力下原子扩散效果明显，界面结合强度高，提高了金属复合板的质量。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的制备金属复合板的方法流程示意图；
图2为本发明实施例二提供的制备金属复合板的装置结整体构示意图。
具体实施方式
在制备金属复合板时，为了在减少金属复合板复合界面氧化的同时实现连续复合轧制，提高金属复合板的生产效率及质量，本发明提供了一种制备金属复合板的方法及装置，所述方法包括：对第一板坯、第二板坯待复合界面的氧化铁皮进行处理，并打毛所述第一板坯的待复合界面及所述第二板坯的待复合界面；叠合所述第一板坯及所述第二板坯，对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯预热至200℃后，加热至800～850℃；利用浓度为5％～20％、温度为600～950℃的还原气体对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯的表面氧化铁皮进行还原，还原温度不小于800℃，还原时间为15～20min；加热所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯至950～1300℃，加热过程中同时施加不大于20000N的压合力对所述第一板坯及所述第二板坯进行压合15～20min，形成待复合板坯；对所述待复合板坯进行除磷、多道次轧制形成复合板坯，将所述复合板坯冷却后形成所述金属复合板。
下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
实施例一
本实施例提供一种制备金属复合板的方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
步骤110，对第一板坯、第二板坯表面的氧化铁皮进行处理，并打毛所述第一板坯的待复合界面及所述第二板坯的待复合界面。
本步骤中，将所述第一板坯放置在第一辊道上，所述第一辊道上设置有第一刷辊及第一密封槽，利用所述第一刷辊及第一密封槽刷掉所述第一板坯待复合界面的氧化铁皮，并打毛所述第一板坯的待复合界面。
将所述第二板坯放置在第二辊道上，所述第二辊道上设置有第二刷辊及第二密封槽，利用所述第二刷辊及第二密封槽刷掉所述第二板坯表面的氧化铁皮，并打毛所述第二板坯的待复合界面。
这里，所述第一板坯可以为基板，所述第二板坯为覆板；所述第一板坯及所述第二板坯的规格完全相同。
步骤111，叠合所述第一板坯及所述第二板坯，对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯预热至200℃后，加热至800～850℃；
本步骤中，将所述第二板坯叠放在所述第一板坯上，通过钢坯入口导辊将叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯导入预热炉，对叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯预热至200℃。将预热后的所述第一板坯及所述第二板坯导入加热炉内，对所述叠合后的第一板坯及所述第二板坯加热至800～850℃。
这里，所述预热炉的炉底辊下铺设有焦炭，以降低预热炉内的氧气浓度，在对所述第一板坯及所述第二板坯预热时，同时向预热炉内通入高温惰性气体，避免在预热时，所述叠合后的第一板坯及所述第二板坯的待复合界面生产过多的氧化铁皮。其中，所述惰性气体可以包括：氮气、氢气等。
所述加热炉的炉底辊下铺设有焦炭，以降低加热炉内的氧气浓度，对所述叠合后的第一板坯及所述第二板坯加热时，同时向加热炉内通入高温惰性气体，避免在预热时，所述叠合后的第一板坯及所述第二板坯的待复合界面生产过多的氧化铁皮。其中，所述预热炉的长度为10～12米；所述加热炉的长度为10～12米。
步骤112，利用浓度为5％～20％、温度为600～950℃的还原气体对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯的表面氧化铁皮进行还原。
本步骤中，当所述第一板坯及所述第二板坯加热至800～850℃之后，所述第一板坯及所述第二板坯进入还原炉内，通过向所述还原炉内通入浓度为5％～20％、温度为600～950℃的还原气体对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯的表面氧化铁皮进行还原。这里，所述还原温度不小于800℃，可以通过所述还原炉保温层进行保温，还原时间为15～20min。所述还原气体可以包括：氢气、一氧化碳等气体。在还原过程中，可通过第一入口密封导嘴保证还原炉的密封性能。
步骤113，利用不大于20000N的压合力对所述第一板坯及所述第二板坯进行一次压合15～20min，形成复合板坯。
本步骤中，对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯还原后，依然向所述还原炉内通入还原气体。并通过加热器将所述还原炉升温，加热所述待复合板坯至950～1300℃。在加热过程中，同时利用压力机施加不大于20000N的压合力对所述第一板坯及所述第二板坯进行压合15～20min，形成待复合板坯。优选地，压合时间为15min。所述压力机为高温多头压力机，设置在所述还原炉上下辊道间隙中。
步骤114，对所述待复合板坯进行除磷、多道次轧制形成复合板坯，对所述复合板坯冷却后形成所述金属复合板。
本步骤中，当所述待复合板坯出还原炉后，利用高压水除磷机对所述待复合板坯进行除磷，消除所述待复合板坯表面的氧化铁皮。通过轧机入口导辊将所述待复合板坯导入轧机进行轧制。具体地，控制粗轧首道次的压下率不低于50％，精轧轧制道次为4～6道次对所述复合板坯进行多道次轧制，经热处理形成复合板坯或复合板卷。在轧制过程中，向所述轧机内通入保护性气体。其中，所述保护性气体可以包括：氮气、氩气等。
最后利用层流冷却工艺对所述复合板坯进行冷却，形成金属复合板。所述层流冷却工艺是采用层状流水热轧钢板或带钢进行的轧后在线控制冷却工艺。具体地，将数个层流集管安装在精轧机输出辊道的上方，组成一条冷却带，复合板坯热轧后通过冷却带进行加速冷却。
本实施例提供的制备金属复合板的方法采用还原气体对复合板坯表面的氧化铁皮进行还原，消除了复合时界面氧化物对复合的影响；且可以实现板坯的在线连续复合轧制生产，提高了复合板坯的生产效率。另外，本方法是在板坯表面还原加热的过程中，同时对板坯施加压力，复合界面在强大的机械压力下原子扩散效果明显，界面结合强度高，提高了金属复合板的质量。
实施例二
相应于实施例一，本实施例还提供了一种制备金属板的装置，如图2所示，所述装置包括：第一辊道1、第一刷辊2、第一密封水槽3、第二辊道4、第二刷辊5、第二密封水槽6、钢坯入口导辊7、预热炉8、加热炉9、还原炉10、高温多头压力机11、加热器12、高压水除磷机13、轧机入口导辊14、轧机15；其中，
所述第一辊道1上设置有第一刷辊2及第一密封槽3，当所述第一板坯在所述第一辊道1上运行时，所述第一刷辊2及第一密封槽3用于刷掉所述第一板坯待复合界面的氧化铁皮，并打毛所述第一板坯的待复合界面。所述第一刷辊2包括两个。
所述第二辊道4上设置有第二刷辊5及第二密封槽6，当所述第二板坯在所述第二辊道4上运行时，所述第二刷辊5及第二密封槽6用于刷掉所述第二板坯待复合界面的氧化铁皮，并打毛所述第二板坯的待复合界面。所述第二刷辊5包括两个。
这里，所述第一板坯可以为基板，所述第二板坯为覆板；所述第一板坯及所述第二板坯的规格完全相同。
当所述第一板坯及所述第二板坯打毛完毕之后，利用吊床将所述第二板坯叠放在所述第一板坯上，所述钢坯入口导辊7用于将叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯导入预热炉8；
所述预热炉8用于对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯预热至200℃；预热完毕后，将预热后的所述第一板坯及所述第二板坯导入加热炉9内，所述加热炉9用于对所述叠合后的第一板坯及所述第二板坯加热至800～850℃。
这里，所述装置还包括：第一入口密封导嘴16，第一气体入口管道17、第一气体出口管道18、第二气体入口管道19、第二气体出口管道20、第三气体入口管道21、第三气体出口管道22；其中，
所述第一入口密封导嘴16与所述预热炉8的一端连接，所述预热炉8的另一端与所述加热炉9的一端连接，所述加热炉9的另一端与所述还原炉10的一端连接。所述第一入口密封导嘴16用于确保所述还原炉10内的密封性能。
所述预热炉8的炉底辊下铺设有焦炭，以降低预热炉8内的氧气浓度，在对所述叠合后的第一板坯及所述第二板坯预热时，同时通过所述第一气体入口管道17向预热炉内8通入高温惰性气体，避免在预热时，所述叠合后的第一板坯及所述第二板坯的待复合界面生产过多的氧化铁皮。当生产完成之后，可通过第一气体出口管道18将所述高温惰性气体排出预热炉8。其中，所述惰性气体可以包括：氮气、氢气等。
所述加热炉9的炉底辊下铺设有焦炭，以降低加热炉9内的氧气浓度，对所述叠合后的第一板坯及所述第二板坯加热时，同时通过第二气体入口管道19向加热炉9内通入高温惰性气体，避免在预热时，所述叠合后的第一板坯及所述第二板坯的待复合界面生产过多的氧化铁皮。当生产完成之后，可通过第二气体出口管道20将所述高温惰性气体排出加热炉9。其中，所述预热炉8的长度为10～12米；所述加热炉9的长度为10～12米。
当对所述叠合后的第一板坯及所述第二板坯加热800～850℃之后，将所述叠合后的第一板坯及所述第二板坯导入还原炉10内，通过第三气体入口管道21向所述还原炉10中通入浓度为5％～20％、温度为600～950℃的还原气体对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯的表面氧化铁皮进行还原。这里，可利用加热器12将所述还原温度控制不小于800℃。所述还原气体可以包括：氢气、一氧化碳等，还原时间为15～20min。当还原完毕之后，可通过第三气体出口管道22将所述还原气体导出还原炉10。所述第三气体入口管道21包括两个，所述第三气体出口管道22包括两个。
进一步地，所述还原炉10对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯还原后，依然向所述还原炉内通入还原气体。利用加热器12将所述还原炉10升温，加热所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯至950～1300℃。在加热的同时，所述压力机11用于施加不大于20000N的压合力对所述第一板坯及所述第二板坯进行压合15～20min，优选地，为15min，形成待复合板坯；所述压力机11为高温多头压力机，所述压力机11设置在所述还原炉10上下辊的间隙中。
这里，所述装置还包括：还原炉保温层23，所述还原炉保温层23用于对还原炉10进行保温。
当所述第一板坯及所述第二板坯形成待复合板坯时，所述高压水除磷机13用于对所述待复合板坯进行除磷，消除所述待复合板坯表面的氧化铁皮。
当所述待复合板坯进行除磷完成之后，通过所述轧机入口导辊14将所述待复合板坯导入轧机15，对所述复合板坯进行多道次轧制。
具体地，所述轧机15包括：粗轧机151级精轧机152；其中，所述粗轧机151用于控制粗轧首道次的压下率不低于50％，对所述复合板坯进行首道次轧制；所述精轧机152用于对所述复合板坯进行4～6道次的多道次轧制。
这里，所述装置还包括：第四气体入口管道24、第四气体出口管道25及第二入口密封导嘴26；其中，
在轧机15对所述复合板坯进行轧制时，通过第四气体入口管道24将保护性气体通入轧机15中，当轧制完成后，通过第四气体出口管道25将保护性气体导出轧机15。其中，所述保护性气体可以包括：氮气、氩气等。
另外，所述第二入口密封导嘴26与所述轧机15的入口连接，以防止复合板坯在轧制过程中，氧气进入复合板坯的中间层，导致中间层产生氧化铁皮无法进行更好的轧合。
当轧制完成后形成复合板坯，利用层流冷却工艺对所述复合板坯进行冷却，形成金属复合板。所述层流冷却工艺是采用层状流水热轧钢板或带钢进行的轧后在线控制冷却工艺。具体地，将数个层流集管安装在精轧机输出辊道的上方，组成一条冷却带，复合板坯热轧后通过冷却带进行加速冷却。
实施例三
为了能更好地理解本发明的技术方案，本实施例参照实际应用对本发明做进一步的描述。
当采用本发明提供的方法制备碳钢-碳钢复合板时，具体实施过程如下：
首先，将第一普碳钢板坯放置在第一辊道上，所述第一辊道上设置有第一刷辊及第一密封槽，利用所述第一刷辊及第一密封槽刷掉所述第一普碳钢板坯待复合界面的氧化铁皮，并打毛所述第一普碳钢板坯的待复合界面。
将所述第二普碳钢板坯放置在第二辊道上，所述第二辊道上设置有第二刷辊及第二密封槽，利用所述第二刷辊及第二密封槽刷掉所述第二普碳钢板坯表面的氧化铁皮，并打毛所述第二普碳钢板坯的待复合界面。
这里，所述第一普碳钢板坯及所述第二普碳钢板坯的规格完全相同；长度为2400mm，宽为2000mm，厚度为220mm；所述第一普碳钢板坯及所述第二普碳钢板坯的材质可以为Q345。
其次，通过吊床将所述第二普碳钢板坯叠放在所述第一普碳钢板坯上，通过钢坯入口导辊将叠合后的所述第一普碳钢板坯及所述第二普碳钢板坯导入预热炉，对叠合后的所述第一普碳钢板坯及所述第二普碳钢板坯预热至200℃。将预热后的所述第一普碳钢板坯及所述第二普碳钢板坯导入加热炉内，对所述叠合后的第一普碳钢板坯及所述第二普碳钢板坯加热至800℃。
这里，所述预热炉的炉底辊下铺设有焦炭，以降低预热炉内的氧气浓度，在对所述第一普碳钢板坯及所述第二板坯普碳钢预热时，同时向预热炉内通入高温惰性气体，避免在预热时，所述叠合后的第一普碳钢板坯及所述第二普碳钢板坯的待复合界面生产过多的氧化铁皮。其中，所述惰性气体可以包括：氮气、氢气等。
所述加热炉的炉底辊下铺设有焦炭，以降低加热炉内的氧气浓度，对所述叠合后的第一板坯及所述第二板坯加热时，同时向加热炉内通入高温惰性气体，避免在预热时，所述叠合后的第一板坯及所述第二板坯的待复合界面生产过多的氧化铁皮。其中，所述预热炉的长度为10～12米；所述加热炉的长度为10～12米。
然后，当所述第一普碳钢板坯及所述第二普碳钢板坯加热至800℃之后，将所述第一普碳钢板坯及所述第二普碳钢板坯导入还原炉内，通过向所述还原炉内通入浓度为20％、温度为850℃的还原气体对所述叠合后的所述第一普碳钢板坯及所述第二普碳钢板坯的表面氧化铁皮进行还原，还原时间为15min。这里，所述还原温度可以通过所述还原炉保温层进行保温，所述还原炉内的温度为900℃。所述还原气体可以包括：氢气、一氧化碳等气体。本实施例中的还原气体采用的是氢气，且在还原过程中，可通过第一入口密封导嘴保证还原炉的密封性能。
对所述叠合后的所述第一普碳钢板坯及所述第二普碳钢板坯还原后，依然向所述还原炉内通入还原气体，并通过加热器将所述还原炉升温，加热所述叠合后的所述第一普碳钢板坯及所述第二普碳钢板坯至1250℃，在加热过程中，同时利用压力机施加18000N的压合力对所述第一普碳钢板坯及所述第二普碳钢板坯进行压合15min，形成待复合板坯。所述压力机为高温多头压力机。
当所述待复合板坯出还原炉后，利用高压水除磷机对所述待复合板坯进行除磷，消除所述待复合板坯表面的氧化铁皮。再通过轧机入口导辊将所述待复合板坯导入轧机进行轧制。具体地，控制粗轧首道次的压下率为50％，精轧轧制道次为4道次对所述复合板坯进行轧制，将所述复合板坯的厚度轧制为120mm，经热处理形成复合板坯或复合板卷。在轧制过程中，向所述轧机内通入保护性气体。其中，所述保护性气体可以包括：氮气、氩气等。
最后，利用层流冷却工艺对所述复合板坯进行冷却，形成碳刚-碳钢复合板。这里，所述层流冷却工艺是采用层状流水热轧钢板或带钢进行的轧后在线控制冷却工艺。具体地，将数个层流集管安装在精轧机输出辊道的上方，组成一条冷却带，复合板坯热轧后通过冷却带进行加速冷却。
实施例四
本实施例是采用本发明提供的方法制备铜-碳钢复合板的具体实施过程。
首先，将铜板坯放置在第一辊道上，所述第一辊道上设置有第一刷辊及第一密封槽，利用所述第一刷辊及第一密封槽刷掉所述铜板坯待复合界面的氧化铁皮，并打毛所述铜板坯的待复合界面。
将所述普碳钢板坯放置在第二辊道上，所述第二辊道上设置有第二刷辊及第二密封槽，利用所述第二刷辊及第二密封槽刷掉所述普碳钢板坯表面的氧化铁皮，并打毛所述普碳钢板坯的待复合界面。
这里，所述铜板坯及所述普碳钢板坯的规格完全相同；长度为2400mm，宽为1200mm，厚度为220mm；所述普碳钢板坯的材质可以为Q345。
其次，通过吊床将所述铜板坯叠放在所述普碳钢板坯上，通过钢坯入口导辊将叠合后的所述铜板坯及所普碳钢板坯导入预热炉，对叠合后的所述铜板坯及所述普碳钢板坯预热至200℃。将预热后的所述铜板坯及所述普碳钢板坯导入加热炉内，对所述叠合后的铜板坯及所述普碳钢板坯加热至800℃。
这里，所述预热炉的炉底辊下铺设有焦炭，以降低预热炉内的氧气浓度，在对所述铜板坯及所述普碳钢板坯预热时，同时向预热炉内通入高温惰性气体，避免在预热时，所述叠合后的铜板坯及所述普碳钢板坯的待复合界面生产过多的氧化铁皮。其中，所述惰性气体可以包括：氮气、氢气等。
所述加热炉的炉底辊下铺设有焦炭，以降低加热炉内的氧气浓度，对所述铜板坯及所述普碳钢板坯加热时，同时向加热炉内通入高温惰性气体，避免在预热时，所述叠合后铜板坯及所述普碳钢板坯的待复合界面生产过多的氧化铁皮。其中，所述预热炉的长度为10～12米；所述加热炉的长度为10～12米。
然后，当所述铜板坯及所述普碳钢板坯加热至800℃之后，将所述铜板坯及所述普碳钢板坯导入还原炉内，通过向所述还原炉内通入浓度为18％、温度为850℃的还原气体对所述叠合后的所述铜板坯及所述普碳钢板坯的表面氧化铁皮进行还原，还原时间为20min。这里，所述还原温度可以通过所述还原炉保温层进行保温，所述还原炉内的温度为900℃。所述还原气体可以包括：氢气、一氧化碳等。本实施例中的还原气体采用的是氢气，且在还原过程中，可通过第一入口密封导嘴保证还原炉的密封性能。
对所述叠合后的所述铜板坯及所述普碳钢板坯还原后，依然向所述还原炉内通入还原气体，并通过加热器将所述还原炉升温，加热所述铜板坯及所述普碳钢板坯至1250℃，在加热过程中，同时利用压力机施加20000N的压合力对所述铜板坯及所述普碳钢板坯进行压合15min，形成待复合板坯。所述压力机为高温多头压力机。
当所述待复合板坯出还原炉后，利用高压水除磷机对所述待复合板坯进行除磷，消除所述待复合板坯表面的氧化铁皮。再通过轧机入口导辊将所述待复合板坯导入轧机进行轧制。具体地，控制粗轧首道次的压下率为55％，精轧轧制道次为6道次对所述复合板坯进行轧制，将所述复合板坯的厚度轧制为20mm，经热处理形成复合板坯或复合板卷。在轧制过程中，向所述轧机内通入保护性气体。其中，所述保护性气体可以包括：氮气、氩气等。
最后，利用层流冷却工艺对所述复合板坯进行冷却，形成铜-碳钢复合板。这里，所述层流冷却工艺是采用层状流水热轧钢板或带钢进行的轧后在线控制冷却工艺。具体地，将数个层流集管安装在精轧机输出辊道的上方，组成一条冷却带，复合板坯热轧后通过冷却带进行加速冷却。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种制备金属复合板的方法，其特征在于，所述方法包括：
对第一板坯、第二板坯待复合界面的氧化铁皮进行处理，并打毛所述第一板坯的待复合界面及所述第二板坯的待复合界面；
叠合所述第一板坯及所述第二板坯，对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯预热至200℃后，加热至800～850℃；
利用浓度为5％～20％、温度为600～950℃的还原气体对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯的表面氧化铁皮进行还原，还原温度不小于800℃，还原时间为15～20min；
加热所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯至950～1300℃，加热过程中同时施加不大于20000N的压合力对所述第一板坯及所述第二板坯进行压合15～20min，形成待复合板坯；
对所述待复合板坯进行除磷、多道次轧制形成复合板坯，将所述复合板坯冷却后形成所述金属复合板。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述待复合板坯进行多道次轧制包括：
控制粗轧首道次的压下率不低于50％，精轧轧制道次为4～6道次对所述待复合板坯进行多道次轧制。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述复合板坯进行冷却包括：利用层流冷却工艺对所述复合板坯进行冷却。
4.一种制备金属复合板的装置，其特征在于，所述装置包括：
第一辊道，所述第一辊道用于通过第一刷辊、第一密封水槽对所述第一板坯待复合界面的氧化铁皮进行处理，并打毛所述第一板坯的待复合界面；
第二辊道，所述第二辊道用于通过第二刷辊、第二密封水槽对所述第二板坯待复合界面的氧化铁皮进行处理，并打毛所述第二板坯的待复合界面；
钢坯入口导辊，所述钢坯入口导辊用于将叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯导入预热炉；
预热炉，所述预热炉用于对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯预热至200℃；
加热炉，所述加热炉用于对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯加热至800～850℃；
还原炉，所述还原炉用于利用浓度为5％～20％、温度为600～950℃的还原气体对所述叠合后的所述第一板坯及所述第二板坯的表面氧化铁皮进行还原，还原时间为15～20min；
高温多头压力机，所述压力机用于利用不大于20000N的压合力对所述第一板坯及所述第二板坯进行压合15～20min，形成待复合板坯；
加热器，所述加热器用于控制所述还原温度不小于800℃，加热所述待复合板坯至950～1300℃；
高压水除磷机，所述高压水除磷机用于对所述待复合板坯进行除磷；
轧机入口导辊，所述轧机入口导辊用于将除磷后的所述待复合板坯导入轧机；
轧机，所述轧机用于对所述待复合板坯进行多道次轧制。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第一入口密封导嘴；其中，
所述第一入口密封导嘴与所述预热炉的一端连接，用于确保所述还原炉的密封性。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一气体入口管道，所述第一气体入口管道用于将高温惰性气体导入所述预热炉内；
第一气体出口管道，所述第一气体出口管道用于将所述高温惰性气体导出所述预热炉。
7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二气体入口管道，所述第二气体入口管道用于将高温惰性气体导入所述加热炉内；
第二气体出口管道，所述第二气体出口管道用于将所述高温惰性气体导出所述加热炉。
8.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第三气体入口管道，所述第三气体入口管道用于将所述还原气体导入所述还原炉内；
第三气体出口管道，所述第三气体出口管道用于将所述还原气体导出所述还原炉。
9.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述轧机包括：粗轧机及精轧机；其中，
所述粗轧机用于控制粗轧首道次的压下率不低于50％，对所述待复合板坯进行首道次轧制；
所述精轧机用于对所述待复合板坯进行4～6道次的多道次轧制。
10.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第四气体入口管道，所述第四气体入口管道用于将保护性气体导入所述轧机内；
第四气体出口管道，所述第四气体出口管道用于将所述保护性气体导出所述轧机。
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20170627 Termination date: 20210508 |