[實用新型]一種結晶器激光再制造成套設備

有效

• 申請號: 201020647512.4
• 申請日: 2010-12-08
• 公開（公告）號: CN201883147U
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 張翼飛;邢飛;徐國建;羅勇;陳昭
• 申請（專利權）人: 杭州中科新松光電有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B22D11/04;B22D11/14
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

技術領域

本發明屬于激光器應用技術領域，特別是涉及一種結晶器激光再制造成套設備。

背景技術

結晶器是煉鋼中連鑄鋼的關鍵部件，連鑄時鋼水通過結晶器表面連續冷卻而直接鑄出鋼坯，結晶器的質量直接影響連鑄坯表面質量、連鑄機作業率和連鑄坯成本及出鋼噸位等。高效連鑄技術的發展對結晶器質量提出了更高的要求，高強度、高耐磨性、耐腐蝕性和良好的導熱性成為衡量結晶器質量的重要指標。目前，對結晶器表面處理常用的技術有：堆焊技術、熔接技術、電鍍、化學鍍、熱噴涂、非金屬鍍技術、物理與化學氣相沉積、化學熱處理、激光熔覆等。然而廣泛應用的電鍍、化學鍍、熱噴涂等表面處理方法雖然能提高結晶器銅板的耐磨性，但由于制備的涂層與基體是機械結合，而不是冶金結合，在結晶器使用過程中常會由于熱疲勞鍍層易于發生剝落起皮，引起結晶器銅板的報廢和連鑄停產；涂層存在著疏松、氣孔、夾雜等缺陷，顯著影響涂層性能和使用壽命。

近年來，出現了大功率CO₂激光器在結晶器銅板表面進行激光熔覆工藝的研究；獲得的激光熔覆耐磨合金涂層為冶金結合，與電鍍、熱噴涂等涂層相比，具有結合強度高、熔層組織細密均勻的特點。然而，目前結晶器激光熔覆的設備均采用大功率CO₂激光器，該激光器在金屬對激光的吸收率和光束質量等方面與工業化高功率全固態激光器相比都存在較大劣勢。

發明內容

針對上述存在的技術問題，本發明的目的在于提供一種結晶器激光再制造成套設備，滿足結晶器表面進行激光熔覆工藝的可實施性，同時獲得的激光熔覆涂層滿足結晶器惡劣的工作環境，最終可以提高結晶器的性能和使用壽命。

本發明采用的技術方案如下：

本發明包括激光器、數控加工機床、激光加工頭、送粉器、整機控制系統和安全防護房，所述的激光器為全固態激光器，與機床上的激光加工頭通過傳輸光纖連接。

所述的送粉器包括存儲粉末的料筒、驅動機構、密封箱和置于密封箱的第一刮粉塊、第二刮粉塊、送粉盤，驅動機構與送粉盤連接，第一刮粉塊和第二刮粉塊對稱置于送粉盤的同一端面上，通過密封箱蓋固定壓緊，密封箱上設有通氣管，料筒出料口與第一刮粉塊的進料口配合，第二刮粉塊的出粉口與送粉管連接，在送粉盤與兩刮粉塊相接觸的端面上開有環形溝槽，在工作時，密封箱內通入惰性氣體；環形溝槽的寬度為5-10mm，深度為0.5-1mm。

本發明的有益效果：

本發明采用全固態激光器對結晶器進行表面熔覆，可以產生更高功率的激光束，通過傳輸光纖與激光加工頭連接，結構簡單，適于銅合金對激光的吸收。

本發明中的送粉器結構，使粉末從料筒出口依靠重力和氣壓作用落到送粉盤的環形溝槽內，均勻分布在環形溝槽內，載流氣體通過吸粉嘴將粉末以流動的形式送出。粉末的輸送量由環形槽形狀、尺寸和送粉盤的轉速控制。粉末輸送通過通氣管連接密封箱的封閉式載氣結構，且通氣管的通氣方式采用壓氣式氣力輸送，利于粉末流動和混合。

本發明根據結晶器的機械性能、失效情況和銅合金表面激光熔覆的特點而設計，在結晶器表層獲得耐磨、耐沖蝕的冶金結合熔覆層。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為圖1中激光器的結構示意圖。

圖3為圖1中激光頭的結構示意圖。

圖4為圖1中送粉器的結構示意圖。

圖5為結晶器合金的涂層結構示意圖。

圖中：?1、諧振腔；2、放大單元；3、激光束；4、X軸執行機構；5、Y軸執行機構；6、龍門立柱；7、Z軸執行機構；8、激光加工頭；9、結晶器；10、背板；11、送粉器；12、送粉管；13、安全防護房；14、電控柜；15、工作臺；16、龍門橫梁；17、水冷機；18、傳輸光纖；19、激光器；20、整機控制臺；21、數控操作臺；22、光纖連接器；23、激光準直單元；24、激光聚焦單元；25、送粉頭；26、料筒；27、第一刮粉塊；28、送粉盤；29、密封箱，30、耦合器，31、第二刮粉塊；32、合金涂層；33、環形溝槽,34、通氣管。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

實施例1：如圖1所示，本發明包括激光器19、數控加工機床、激光加工頭8、送粉器11、整機控制系統和安全防護房，所述的激光器19為全固態激光器，與機床上的激光加工頭8通過傳輸光纖18連接，工作時，結晶器9安裝在機床上激光加工頭的下方。