本實用新型涉及一種用于制備非晶帶材的噴嘴，具體涉及一種用于制備非晶帶材的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，該噴嘴特別適合于制備非晶超薄帶材。

背景技術(shù)：

非晶態(tài)金屬合金由于缺少長程原子有序，因此具有許多優(yōu)于傳統(tǒng)金屬合金的重要性質(zhì)，以滿足各種應(yīng)用，其中包括：(1)由于來自原子無序的電子散射使得非晶態(tài)磁性合金具有高的電阻率，降低了材料的損耗，提高了金屬軟磁材料的使用頻率；(2)非晶態(tài)不具有宏觀磁晶各向異性，磁化轉(zhuǎn)動相對比較容易，因而可獲得相對高的磁導(dǎo)率；(3)非晶態(tài)合金沒有微觀結(jié)構(gòu)的不連續(xù)(晶界或偏析)以釘扎疇壁。因此通過磁疇壁移動磁化相對容易，因此降低了矯頑力Hc；(4)很多的非晶態(tài)合金具有良好的抗氧化和抗腐蝕性能。非晶合金的這些性能，使其在機械、通訊、航空航天、汽車工業(yè)、化學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

目前大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的非晶合金主要是非晶合金帶材，非晶合金帶材的制備多采用平面流鑄造方法，主要流程是將熔融的合金液體倒入噴嘴包中，熔融液體通過設(shè)置于噴嘴包底部的噴嘴的狹縫噴射到快速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥表面，合金液體被快速冷卻，從而形成數(shù)十個微米厚的合金薄帶。噴嘴的主要功能是給噴帶過程提供具有穩(wěn)定液流和壓力的高溫鋼液，使其在銅輥上形成的熔潭保持在穩(wěn)定的狀態(tài)，因此噴嘴內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對非晶合金帶材的質(zhì)量具有重要的影響。

現(xiàn)有的噴嘴結(jié)構(gòu)參見圖12，其僅包括鋼液容納體和嘴縫10，所述鋼液容納體包括第一鋼液容納體側(cè)壁(圖中未示出)、第二鋼液容納體側(cè)壁1、第三鋼液容納體側(cè)壁(圖中未示出)、第四鋼液容納體側(cè)壁1’，第一鋼液容納體側(cè)壁、第二鋼液容納體側(cè)壁1、第三鋼液容納體側(cè)壁以及第四鋼液容納體側(cè)壁1’依次連接以形成封閉的鋼液容納體周壁，鋼液容納體下底壁5’上直接加工有嘴縫10，所述鋼液容納體周壁、鋼液容納體下底壁5’圍成上部開口的鋼液容納部；其中第一鋼液容納體側(cè)壁和所述第三鋼液容納體側(cè)壁與所述嘴縫10的長度方向平行。

噴嘴不僅是生產(chǎn)非晶合金薄帶的關(guān)鍵工藝裝備部件，也是非晶合金薄帶生產(chǎn)的消耗品。它的品質(zhì)、壽命和成本決定了非晶合金薄帶的品質(zhì)和生產(chǎn)成本。目前使用較多的是BN材料，通過BN坯料的銑削制成所需大小和形狀的噴嘴，嘴縫可以根據(jù)工藝需求確定其尺寸，由于氮化硼具有良好的可切削性能、強度和硬度適宜、且與鋼水潤濕性好，目前實際生產(chǎn)中基本使用這種材料制作噴嘴。合金薄帶的寬度取決于噴嘴的嘴縫長度，而帶材的厚度主要取決于噴嘴的嘴縫的寬度。為了獲得完全的非晶態(tài)組織，噴嘴必須是一條窄縫，而且噴嘴嘴縫的寬度一般為0.2～0.3mm，在合適的輥嘴間距下，噴制的非晶合金帶材厚度一般為20～40μm。要想獲得更薄的非晶合金帶，就要使用更窄的噴嘴縫，然而，現(xiàn)有技術(shù)是采用小于1mm的立銑刀進行數(shù)控加工，導(dǎo)致加工費用和刀具費用都很高，并且該開縫工藝很難制備出縫寬小于0.2mm的噴嘴嘴縫。帶材厚度是非晶合金帶材的關(guān)鍵參數(shù)之一，帶材厚度的減小，可以有效的減小帶材的損耗，繼而影響了后續(xù)鐵芯的效率以及性能?，F(xiàn)有技術(shù)中，噴制的非晶合金帶材厚度不低于20μm，限制帶材損耗的進一步降低。因此，獲得更薄的非晶合金帶材是目前急需解決的技術(shù)問題。

平面流鑄造法制備非晶帶材時熔潭處于動態(tài)平衡狀態(tài)，只有從噴嘴包進入熔潭的熔體和從熔潭底部抽取的非晶帶材達到動態(tài)平衡，非晶帶材的穩(wěn)定生產(chǎn)才能持續(xù)。此時噴嘴嘴縫長度直接決定了帶寬，噴嘴嘴縫寬度直接決定了帶厚。同時，熔潭內(nèi)層流鋼液的橫向擾動及熔潭不穩(wěn)定性會增大帶材自由面的粗糙度和劃痕的深度，從而間接影響帶材的厚度，另一方面，氣流隨冷卻輥運動進入熔潭底部形成的氣泡，也會間接影響帶材的厚度。

從圖12中可以看出，現(xiàn)有的噴嘴無鋼液容納體下方的熔潭保護體，熔潭均暴露在空氣中，受轉(zhuǎn)動的冷卻輥子表層的氣流的影響急速冷卻，降溫比較嚴重，加之噴嘴外露，以便與冷卻輥接近形成必要的熔潭形狀，噴嘴的外露的平面在快速轉(zhuǎn)動的冷卻輥的表面處降溫很快。若要保持噴嘴的溫度，需要不斷流過噴嘴的金屬液對噴嘴有加熱作用，甚至采用復(fù)雜的火焰幕熔潭保護技術(shù)使噴嘴失去的熱量與金屬液對噴嘴的熱量補充相平衡，技術(shù)難度高，效果差。并且，隨著厚度的減小，由于熔潭不穩(wěn)定性引起的帶材自由面的粗糙度對厚度的影響越來越大，同時隨著冷卻輥轉(zhuǎn)動引起的輥面氣流進入熔潭底部形成的氣泡也會反映到帶材的表面，增加了帶材的粗糙度，并且粗糙度的增加，會急劇降低帶材的填充系數(shù)。因此現(xiàn)有技術(shù)很難噴出表面質(zhì)量好、厚度為1-20微米、填充系數(shù)高的非晶超薄帶材。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對傳統(tǒng)NB噴嘴超窄嘴縫難于加工，用傳統(tǒng)噴嘴制備帶材表面粗糙度大的問題，本實用新型的目的在于提供一種用于制備非晶帶材的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，通過嘴縫分體式組合實現(xiàn)超窄嘴縫的加工，采用熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，降低了輥面氣流對熔潭的沖擊，減少了噴帶過程中卷入熔潭底部的氣泡量，同時使得層流鋼液穩(wěn)定鋪展到冷卻體表面，最終降低帶材表面粗糙度，達到制備備非晶帶材的目的。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種用于制備非晶帶材的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，包括：

噴嘴主體，包括：鋼液容納體，形成有鋼液容納部，用于接收并緩沖來自噴嘴包的鋼液；以及熔潭保護體，自所述鋼液容納體下端面向下延伸，形成有熔潭容納部，用于保護所述鋼液噴出嘴縫后形成的熔潭；以及

嘴縫主體，設(shè)置于所述鋼液容納體的下底壁上，包括可拆卸的兩片嘴縫分體板，組合后的兩片所述嘴縫分體板的中心形成有嘴縫，所述嘴縫使所述鋼液容納體和所述熔潭保護體連通。

在上述用于制備非晶帶材的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述鋼液容納體的下底壁設(shè)置有開口部，用于固定組合后的兩片所述嘴縫分體板，組合后的兩片所述嘴縫分體板的外部形狀與所述開口部的外部形狀相匹配。

在上述用于制備非晶帶材的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述噴嘴主體和所述嘴縫主體的材質(zhì)相同或不同。

在上述用于制備非晶帶材的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述開口部的四個側(cè)面中任意兩個相對側(cè)面為倒置梯形，或者所述開口部的四個側(cè)面均為倒置梯形。

在上述用于制備非晶帶材的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴中，作為一種優(yōu)選實施方式，組合后的兩片所述嘴縫分體板的外側(cè)面上均設(shè)置有定位凹槽，所述開口部的四個側(cè)面上設(shè)置有定位凸塊，所述定位凸塊卡入所述定位凹槽中以將組合后的兩片所述嘴縫分體板牢固地固定于所述開口部。

在上述用于制備非晶帶材的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述嘴縫的寬度為0.05mm～0.3mm，長度為0.5mm～1000mm。

在上述用于制備非晶帶材的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴中，作為一種優(yōu)選實施方式，兩片所述嘴縫分體板的上表面設(shè)置有涂層。

在上述用于制備非晶帶材的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述鋼液容納體包括第一鋼液容納體側(cè)壁、第二鋼液容納體側(cè)壁、第三鋼液容納體側(cè)壁、第四鋼液容納體側(cè)壁，所述第一鋼液容納體側(cè)壁、第二鋼液容納體側(cè)壁、第三鋼液容納體側(cè)壁以及第四鋼液容納體側(cè)壁依次連接以形成封閉的鋼液容納體周壁，所述鋼液容納體周壁、所述鋼液容納體下底壁、以及設(shè)置于所述鋼液容納體下底壁開口部中的兩片所述嘴縫分體板圍成上部開口的所述鋼液容納部；所述第一鋼液容納體側(cè)壁和所述第三鋼液容納體側(cè)壁與所述嘴縫的長度方向平行。

在上述用于制備非晶帶材的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述熔潭保護體包括：

前唇，自所述第一鋼液容納體側(cè)壁下端面垂直向下延伸；

后唇，自所述第三鋼液容納體側(cè)壁下端面垂直向下延伸；

第一側(cè)唇，自所述第二鋼液容納體側(cè)壁下端面垂直向下延伸；

第二側(cè)唇，自所述第四鋼液容納體側(cè)壁下端面垂直向下延伸；

所述前唇、所述第一側(cè)唇、所述后唇以及所述第二側(cè)唇依次連接以形成下部開口的所述熔潭容納部；

所述前唇的高度高于所述后唇的高度。

在上述用于制備非晶帶材的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述熔潭容納部的形狀與鋼液噴出所述嘴縫后形成的熔潭形狀相同或接近。

在上述用于制備非晶帶材的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述后唇的內(nèi)壁自上到下是傾斜設(shè)置的且所述后唇的壁厚自上到下逐漸減??；所述后唇的內(nèi)壁為直線型傾斜設(shè)置或凸弧線型傾斜設(shè)置。

在上述用于制備非晶帶材的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述前唇的下端面的形狀與對應(yīng)的冷卻輥面形狀相同；所述后唇的下端面的形狀與對應(yīng)的冷卻輥面形狀相同；所述第一側(cè)唇的下端面的形狀與對應(yīng)的冷卻輥面形狀相同；所述第二側(cè)唇的下端面的形狀與對應(yīng)的冷卻輥面形狀相同；所述前唇的下端面與所述冷卻輥表面的垂直距離不低于0.05mm；所述后唇的下端面與所述冷卻輥表面的垂直距離不低于0.1mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于：通過分體式組合實現(xiàn)了超窄嘴縫的加工，采用熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，大大降低了輥面氣流對熔潭的沖擊，減少了噴帶過程中卷入熔潭底部的氣泡量，同時使得層流鋼液穩(wěn)定鋪展到冷卻體表面，有利于降低帶材表面粗糙度，可成功制備1-20μm厚的非晶帶材。該發(fā)明不僅提高了噴嘴材料的利用率，節(jié)約了能源和生產(chǎn)成本，而且提升了非晶帶材表面質(zhì)量，繼而提高后續(xù)鐵芯疊片系數(shù)和性能。具體地：

(1)本實用新型所述的用于非晶帶材制備的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，噴嘴下端圍成與熔潭形狀相對應(yīng)的空腔即熔潭容納部，進行平面流鑄造時，熔體在輥面上形成的熔潭位于僅與輥面相鄰的下端開口的半封閉空腔內(nèi)部，噴嘴四周實體對熔潭形成保護，大大降低了輥面氣流對熔潭的沖擊，減緩了噴嘴及熔潭隨冷卻輥轉(zhuǎn)動溫度下降的情況，可以延長噴嘴的使用壽命，并且可以提高非晶合金帶材的質(zhì)量。

(2)本實用新型所述的用于非晶帶材制備的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，所述的嘴縫由兩個嘴縫分體板組合而成，構(gòu)成嘴縫的主體結(jié)構(gòu)可以單獨設(shè)計，因此適合制作復(fù)雜的噴嘴結(jié)構(gòu)，并且噴嘴主體(即鋼液容納體和熔潭保護體)及嘴縫主體(即兩個嘴縫分體板)可以選取不同的耐火材料，防止變形或滿足各種工藝要求；同時可以制作大尺寸的噴嘴，使噴制更寬尺寸的非晶合金帶材成為可能。

(3)本實用新型所述的用于非晶帶材制備的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，所述的嘴縫主體由兩個分體板組合而成，在兩個分體板對接處即結(jié)合處形成超窄嘴縫，分體式的嘴縫設(shè)計，極大的降低了噴嘴的加工難度，可以適合制作復(fù)雜的噴嘴結(jié)構(gòu)，防止變形或滿足各種工藝要求；同時可以制作大尺寸的噴嘴，使噴制更寬尺寸的非晶合金帶材成為可能。

(4)本實用新型所述的用于非晶帶材制備的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，所述的噴嘴由噴嘴主體及嘴縫主體組合而成，所述噴嘴主體的上部即鋼液容納體的下底壁設(shè)置開口部，嘴縫主體具有與開口部相適應(yīng)的外形，組合后的兩片嘴縫分體板外壁的各個尺寸比開口部的各對應(yīng)側(cè)壁尺寸略小，兩片嘴縫分體板可從鋼液容納體的上部開口插入開口部內(nèi)，在受熱膨脹后，組合后的兩片嘴縫分體板外壁與開口部的各對應(yīng)側(cè)壁形成封閉連接，從而形成熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，減少了高溫膠的使用，降低了成本。

(5)本實用新型所述的用于非晶帶材制備的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，所述的噴嘴由噴嘴主體及嘴縫主體組合而成，所述噴嘴主體可以重復(fù)修補，多次使用，可以大大降低噴嘴成本，使非晶合金帶材的生產(chǎn)成本大幅度降低。

(6)本實用新型所述的用于非晶帶材制備的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，所述的噴嘴前唇緊貼輥面，極大的阻止了噴帶過程中，輥面氣流卷入熔潭底部的幾率，從而降低了了制備帶材貼輥面的粗糙度，改善了帶材貼輥面的表面質(zhì)量。

(7)本實用新型所述的用于非晶帶材制備的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，所述的噴嘴后唇與熔潭下端緊密相連，對熔潭自由面形成刮壓和修正作用，減小了非晶合金帶材對層流鋼液的橫向擾動，從而降低了制備帶材自由面的粗糙度，改善了帶材自由面的表面質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本實用新型熔潭內(nèi)嵌式噴嘴外部結(jié)構(gòu)立體視圖；

圖2是沿圖1所示A-A線剖切后的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴平面示意圖，示出了沿圖1所示A-A線剖切后本實用新型熔潭內(nèi)嵌式噴嘴的正面視圖；

圖3是未設(shè)置嘴縫主體即兩塊嘴縫分體板的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴平面示意圖，即噴嘴主體的正面視圖，相當于圖2中未設(shè)置嘴縫主體；

圖4是本實用新型熔潭內(nèi)嵌式噴嘴的俯視圖；

圖5是未設(shè)置第一嘴縫分體板和第二嘴縫分體板的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴即噴嘴主體的俯視圖；

圖6是本實用新型熔潭內(nèi)嵌式噴嘴的仰視圖；

圖7是未設(shè)置第一嘴縫分體板和第二嘴縫分體板的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴即噴嘴主體的仰視圖；

圖8是沿圖1所示B-B線剖切后的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴平面示意圖，示出了沿圖1所示B-B線剖切后本實用新型熔潭內(nèi)嵌式噴嘴的左側(cè)視圖，其中，后唇內(nèi)表面為直線型傾斜設(shè)置；

圖9是未設(shè)置第一嘴縫分體板和第二嘴縫分體板的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴即噴嘴主體的左側(cè)視圖，相當于圖8中未設(shè)置第一嘴縫分體板和第二嘴縫分體板；

圖10是沿圖1所示B-B線剖切后的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴平面示意圖，示出了沿圖1所示B-B線剖切后本實用新型熔潭內(nèi)嵌式噴嘴的左側(cè)視圖，其中，后唇內(nèi)表面為凸弧流線形傾斜設(shè)置；

圖11是另一種嘴縫主體即組合后的第一嘴縫分體板和第二嘴縫分體板的仰視圖；

圖12是現(xiàn)有噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記如下：

1、第二鋼液容納體側(cè)壁；11、第二鋼液容納體側(cè)壁內(nèi)表面；12、第二鋼液容納體側(cè)壁下端面；1’、第四鋼液容納體側(cè)壁；11’、第四鋼液容納體側(cè)壁內(nèi)表面；12’、第四鋼液容納體側(cè)壁下端面；2、第一鋼液容納體側(cè)壁；21、第一鋼液容納體側(cè)壁內(nèi)表面；22、第一鋼液容納體側(cè)壁下端面；2’、第三鋼液容納體側(cè)壁；21’、第三鋼液容納體側(cè)壁內(nèi)表面；22’、第三鋼液容納體側(cè)壁下端面；

3、第一側(cè)唇；32、第一側(cè)唇下端面；3’、第二側(cè)唇；32’、第二側(cè)唇下端面；4、前唇；41、前唇內(nèi)表面；42、前唇下端面；4’、后唇；41’、后唇內(nèi)表面(也稱為后唇內(nèi)壁)；42’、后唇下端面；

5，5’、鋼液容納體下底壁；51、開口部；6、鋼液容納部；7、熔潭容納部；8、第一嘴縫分體板；82，第一嘴縫分體板下底面；8’、第二嘴縫分體板；82’，第二嘴縫分體板下底面；83’、定位凹槽；9、外沿；10、嘴縫

具體實施方式

為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。

本實用新型提供的用于制備非晶帶材的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，參見圖1-11，包括：噴嘴主體和設(shè)置于噴嘴主體上用于形成嘴縫的嘴縫主體，噴嘴主體包括鋼液容納體以及自鋼液容納體下端面向下延伸出來的熔潭保護體，所述嘴縫主體設(shè)置于所述鋼液容納體的下底壁上，以形成嘴縫并通過嘴縫使鋼液容納體和熔潭保護體連通。下面對以上部件一一進行說明。

鋼液容納體，形成有鋼液容納部6，用于接收并緩沖來自噴嘴包的鋼液；鋼液容納部6的形狀可以是圓柱體、長方體、正方體、倒置的梯形體等。

具體地，鋼液容納體包括第一鋼液容納體側(cè)壁2、第二鋼液容納體側(cè)壁1、第三鋼液容納體側(cè)壁2’、第四鋼液容納體側(cè)壁1’。其中，第一鋼液容納體側(cè)壁2、第二鋼液容納體側(cè)壁1、第三鋼液容納體側(cè)壁2’以及第四鋼液容納體側(cè)壁1’的側(cè)邊緣依次連接以形成封閉的鋼液容納體周壁，第一鋼液容納體側(cè)壁內(nèi)表面21、第二鋼液容納體側(cè)壁內(nèi)表面11、第三鋼液容納體側(cè)壁內(nèi)表面21’、第四鋼液容納體側(cè)壁內(nèi)表面11’可以是倒置的梯形，參見圖2-4以及圖8-10，由此形成倒置的梯形體的鋼液容納部6；而第一鋼液容納體側(cè)壁外表面、第二鋼液容納體側(cè)壁外表面、第三鋼液容納體側(cè)壁外表面、第四鋼液容納體側(cè)壁外表面則為豎直向下的長方形。

鋼液容納體還包括鋼液容納體下底壁5，鋼液容納體下底壁5設(shè)置有開口部51，用于固定組合后的第一嘴縫分體板8和第二嘴縫分體板8’，開口部51開設(shè)于鋼液容納體的下底壁5的中心位置，其使鋼液容納體與熔潭保護體連通，開口部51可以是圓柱體、長方體、正方體、倒置的梯形體等，優(yōu)選地，開口部51的四個側(cè)面中任意兩個相對側(cè)面為倒置梯形，或者開口部51的四個側(cè)面均為倒置梯形即開口部51為倒置的梯形體；更加優(yōu)選地，開口部51中，與嘴縫10寬度方向一致的兩個相對側(cè)面為倒置梯形，且所述倒置梯形的上下邊長度差為2～10mm，這樣有利于嘴縫主體結(jié)構(gòu)卡入該開口部中，并固定該嘴縫主體，參見圖1-10。組合后的第一嘴縫分體板8和第二嘴縫分體板8’的外部形狀與開口部51的外部形狀相匹配，其正好可以卡入開口部51中，也就是說，組合后的第一嘴縫分體板8和第二嘴縫分體板8’的外壁的各個尺寸比開口部51的各壁面尺寸略小，嘴縫主體可從噴嘴主體的上方開口插入開口部51內(nèi)，在受熱膨脹后嘴縫主體外壁面與開口部內(nèi)壁面形成封閉連接。為了更加牢固的將嘴縫主體固定于開口部51內(nèi)，所述開口部的四個側(cè)面的下部設(shè)置有定位凸塊(圖中未示出)，而嘴縫主體外側(cè)面上設(shè)置有多個與所述定位凸塊相配合的定位凹槽83’，參見圖11，從而使定位凸塊卡入定位凹槽83’內(nèi)，從而實現(xiàn)更加牢固的固定。

鋼液容納體周壁、鋼液容納體下底壁5、以及設(shè)置于所述鋼液容納體下底壁開口部51中的兩片嘴縫分體板8,8’圍成上部開口的鋼液容納部6；第一鋼液容納體側(cè)壁2和第三鋼液容納體側(cè)壁2’與嘴縫10的長度方向平行。

熔潭保護體，自鋼液容納體下端面向下延伸，形成有熔潭容納部7，用于保護鋼液噴出嘴縫10后形成的熔潭。熔潭容納部7的形狀可以是圓柱體、長方體、正方體、倒置的梯形體等任何可能的形狀，優(yōu)選熔潭容納部7的形狀與鋼液噴出嘴縫10后形成的熔潭形狀相同或接近。這樣可以充分保護熔潭并不破壞熔潭的形狀。

具體地，熔潭保護體包括：前唇4，自第一鋼液容納體側(cè)壁下端面22垂直向下延伸，前唇4的外表面與第一鋼液容納體側(cè)壁2的外壁面齊平，前唇內(nèi)表面41可以是垂直向下延伸的，也可以是凸弧形向下延伸或直線型傾斜向下延伸，優(yōu)選地，其厚度略大于第一鋼液容納體側(cè)壁2的厚度，前唇內(nèi)表面41垂直向下延伸，這樣的結(jié)構(gòu)與熔潭相應(yīng)面的形狀相同或接近。后唇4’，自第三鋼液容納體側(cè)壁下端面22’垂直向下延伸，后唇4’的外表面與第三鋼液容納體側(cè)壁2’的外壁面齊平，后唇內(nèi)表面(即內(nèi)壁)41’可以是垂直向下延伸的，也可以是凸弧形向下延伸或直線型傾斜向下延伸，優(yōu)選地，后唇內(nèi)表面41’自上到下是傾斜設(shè)置的且所述后唇的壁厚自上到下逐漸減??；更優(yōu)選地，所述后唇的內(nèi)壁為直線型傾斜設(shè)置(參見圖9)或凸弧線型傾斜設(shè)置(參見圖10)，后唇4’上端部的厚度略大于第三鋼液容納體側(cè)壁2’的厚度，這樣的結(jié)構(gòu)與熔潭相應(yīng)面的形狀相同或接近。第一側(cè)唇3，自第二鋼液容納體側(cè)壁下端面12垂直向下延伸，第一側(cè)唇3的外表面與第二鋼液容納體側(cè)壁1的外壁面齊平，第一側(cè)唇內(nèi)表面可以是垂直向下延伸的，也可以是凸弧形向下延伸或直線型傾斜向下延伸，優(yōu)選地，其厚度略大于第二鋼液容納體側(cè)壁1的厚度，第一側(cè)唇內(nèi)表面垂直向下延伸，這樣的結(jié)構(gòu)與熔潭相應(yīng)面的形狀相同或接近。第二側(cè)唇3’，自第四鋼液容納體側(cè)壁下端面12’垂直向下延伸,第二側(cè)唇3’的外表面與第四鋼液容納體側(cè)壁1’的外壁面齊平，第二側(cè)唇內(nèi)表面可以是垂直向下延伸的，也可以是凸弧形向下延伸或直線型傾斜向下延伸，優(yōu)選地，其厚度略大于第四鋼液容納體側(cè)壁1’的厚度，第二側(cè)唇內(nèi)表面垂直向下延伸，這樣的結(jié)構(gòu)與熔潭相應(yīng)面的形狀相同或接近。前唇4、第一側(cè)唇3、后唇4’以及第二側(cè)唇3’的側(cè)邊緣依次連接以形成下部開口的熔潭容納部7。

前唇4的高度不低于后唇4’的高度；優(yōu)選地，前唇4的高度高于后唇4’的高度。前唇下端面42的形狀與對應(yīng)的冷卻輥面形狀相同；后唇下端面42’的形狀與對應(yīng)的冷卻輥面形狀相同；第一側(cè)唇下端面32的形狀與對應(yīng)的冷卻輥面形狀相同；第二側(cè)唇下端面32’的形狀與對應(yīng)的冷卻輥面形狀相同。優(yōu)選地，前唇下端面42與所述冷卻輥表面的垂直距離不低于0.05mm(比如0.06mm、0.08mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm)；后唇下端面42’與所述冷卻輥表面的垂直距離不低于0.1mm(比如0.11mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm)；更優(yōu)選地，后唇下端面42’與所述冷卻輥表面的垂直距離為0.1-0.3mm。前唇4緊貼輥面，阻止噴帶過程氣泡卷入。后唇4’與熔潭下端緊密相連，對熔潭自由面形成刮壓和修正作用，減小了非晶合金帶材對層流鋼液的橫向擾動。

在本實用新型中，前唇4和后唇4’是相對于冷卻輥運動方向而言的，開啟冷卻輥后，處于靜止狀態(tài)時冷卻輥的最低點轉(zhuǎn)動到噴嘴附近最先通過的是前唇4，之后通過的是噴嘴后唇4’。

嘴縫主體，設(shè)置于鋼液容納體下底壁5的開口部51中，是由可拆卸的兩片嘴縫分體板8,8’組合而成的，組合后的兩片嘴縫分體板8,8’的中心區(qū)形成有嘴縫10，參見圖4、6和11，嘴縫10使鋼液容納體和熔潭保護體連通。嘴縫主體的外形依開口部51的形狀而定，其恰好能卡接與開口部51中，并可以形成密封連接。為了更好地固定嘴縫主體，組合后的兩片所述嘴縫分體板的外側(cè)面上可以設(shè)置多個定位凹槽83’，參見圖11，該定位凹槽83’在嘴縫分體板的外側(cè)面和第一嘴縫分體板下底面82或第一嘴縫分體板下底面82’是開口的，開口部51的四個側(cè)面上也設(shè)置有相應(yīng)的定位凸塊，其設(shè)置于開口部51的四個側(cè)面的下部，以實現(xiàn)定位凹槽83’與定位凸塊的卡接，定位凸塊卡入定位凹槽83’中以將組合后的兩片嘴縫分體板8,8’牢固地固定于開口部51。

嘴縫10的寬度為0.05mm～0.3mm(比如0.06mm、0.08mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm)，長度為0.5mm～1000mm；更優(yōu)選地，沿嘴縫的長度方向，所述嘴縫的寬度偏差小于±0.025mm(比如0.002mm、0.005mm、0.008mm、0.01mm、0.015mm、0.018mm、0.02mm、0.024mm)。

噴嘴主體及嘴縫主體可分別采用BN、MgO、SiC、Si3N4、BN等材料，或者其他可用的材料。嘴縫分體板與噴嘴主體可以選擇不同材質(zhì)，例如嘴縫分體板可以采用易于加工、且與鋼液潤濕性能良好的氮化硼復(fù)合材料，而噴嘴主體可以采用抗熱變形性能更好的氧化鋯或者金屬外殼，也就是說可以根據(jù)不同鋼液的性能設(shè)計與之更加匹配的特種材料噴嘴。

本發(fā)明提供的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴適合生產(chǎn)各種厚度的非晶帶材，特別適合于生產(chǎn)厚度在20μm以下的非晶合金超薄帶材。

組合后在兩片所述嘴縫分體板的中心形成嘴縫，因此噴嘴嘴縫易于加工，克服了傳統(tǒng)銑刀難于制備超窄嘴縫的難題，特別適合加工用于非晶超薄帶制備的超窄嘴縫。

第一嘴縫分體板8和第二嘴縫分體板8’的上表面即與第一嘴縫分體板下底面82和第二嘴縫分體板下底面82’相對的表面也即與鋼液直接接觸的表面設(shè)有涂層，可以改善鋼液與嘴縫分體板的潤濕性，從而降低制帶時開包難度，對工業(yè)生產(chǎn)也有重要意義，所述涂層材質(zhì)要根據(jù)鋼液成分而定，只要可以增加鋼液與嘴縫分體板表面的潤濕性即可。

下面通過具體實例對本實用新型進行說明。

實施例1

本實用新型所述的用于噴制非晶合金薄帶的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，所述的噴嘴由噴嘴主體及嘴縫主體組合而成，在本實施例中，其噴嘴主體材料采用BN，噴縫主體材料采用BN復(fù)合材料；與嘴縫寬度方向一致的嘴縫主體的兩個相對外側(cè)面成上寬下窄的梯形，另外與嘴縫長度方向一致的嘴縫主體的兩個相對外側(cè)面是長方形，噴嘴主體的高度為8mm，噴嘴主體的上表面寬度(即嘴縫寬度方向)為12mm，噴嘴主體的下表面寬度(即嘴縫寬度方向)為8mm；開口部內(nèi)壁尺寸比嘴縫主體相應(yīng)外壁尺寸大0.02mm。噴嘴前唇下端面與其正下方的冷卻輥的垂直距離為0.05mm，噴嘴后唇下端面與其正下方的冷卻輥的垂直距離為0.15mm，嘴縫與其正下方的冷卻輥的垂直距離為0.25mm。使用時，首先將嘴縫主體從噴嘴主體的上方插入噴嘴主體的開口部中構(gòu)成組合噴嘴，將組合噴嘴周圍覆蓋上耐火材料，并固定于噴嘴包下端。然后對鋼液容納體的下底壁部位進行預(yù)熱，預(yù)熱至1250℃，在受熱膨脹后嘴縫主體外壁與開口部內(nèi)壁形成封閉連接。因此嘴縫主體和噴嘴主體構(gòu)成整個組合噴嘴的實體結(jié)構(gòu)；噴嘴包的下端出口與鋼液容納體的內(nèi)部空心結(jié)構(gòu)、嘴縫以及熔潭保護體相通，構(gòu)成高溫鋼液的通道。生產(chǎn)中高溫鋼液依次經(jīng)過噴嘴包主體、噴嘴包下端出口、鋼液容納部、嘴縫和熔潭容納部澆注在高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥上，獲得所需寬度和厚度的非晶合金薄帶。當一次噴帶結(jié)束后，將組合噴嘴取下靜置冷卻至室溫，組合噴嘴恢復(fù)為嘴縫主體外壁尺寸比開口部的內(nèi)壁尺寸小的狀態(tài)，此時即可將嘴縫主體從噴嘴主體上取出，再重新插入新的嘴縫主體以待使用。

由于嘴縫寬度是決定帶材厚度的主要因素，本實用新型設(shè)置了一組對比試驗，考察噴嘴嘴縫對制備非晶合金帶材厚度的影響。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)所制備的非晶合金帶材成分均為Fe5Co70Si15B10，分別采用本實用新型所述熔潭內(nèi)嵌式噴嘴和現(xiàn)有傳統(tǒng)噴嘴(即圖12所示)，在相同的工藝下進行對比實驗，制備非晶合金帶材的具體工藝參數(shù)列于表1。采用相同工藝參數(shù)，熔潭內(nèi)嵌式噴嘴和采用傳統(tǒng)噴嘴制備非晶合金態(tài)合金薄帶，實驗結(jié)果表明，其它工藝條件相同時，嘴縫寬度直接決定了帶材的厚度，并且采用熔潭內(nèi)嵌式噴嘴制備的帶材明顯厚度更小，帶材厚度更加一致，帶材的表面粗糙度同比大幅下降，具體結(jié)果對比列于表1中。序號為1-5、7、9為使用本實用新型熔潭內(nèi)嵌式噴嘴制備的非晶合金帶材，序號6、8、10為使用傳統(tǒng)的噴嘴制備的非晶合金帶材。對比可見，采用熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，成功制備了表面質(zhì)量好的超薄非晶帶材。

表1 采用本實用新型所述熔潭內(nèi)嵌式噴嘴和現(xiàn)有傳統(tǒng)噴嘴工藝參數(shù)及結(jié)果

實施例2

本實用新型所述的用于噴制非晶合金薄帶的熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，所述的噴嘴由噴嘴主體及嘴縫主體組合而成，在本實施例中，其噴嘴主體材料采用BN，噴縫主體材料采用BN復(fù)合材料；與嘴縫寬度方向一致的嘴縫主體的兩個相對外側(cè)面成上寬下窄的梯形，另外與嘴縫長度方向一致的嘴縫主體的兩個相對外側(cè)面是長方形，噴嘴主體的高度為8mm，噴嘴主體的上表面寬度(即嘴縫寬度方向)為12mm，噴嘴主體的下表面寬度(即嘴縫寬度方向)為8mm；開口部內(nèi)壁尺寸比嘴縫主體相應(yīng)外壁尺寸大0.02mm。噴嘴嘴縫長10mm，縫寬0.15mm，嘴縫與其正下方的冷卻輥的垂直距離為0.25mm。使用時，首先將嘴縫主體從噴嘴主體的上方插入噴嘴主體的開口部中構(gòu)成組合噴嘴，將組合噴嘴周圍覆蓋上耐火材料，并固定于噴嘴包下端。然后對鋼液容納體的下底壁部位進行預(yù)熱，預(yù)熱至1250℃，在受熱膨脹后嘴縫主體外壁與開口部內(nèi)壁形成封閉連接。因此嘴縫主體和噴嘴主體構(gòu)成整個組合噴嘴的實體結(jié)構(gòu)；噴嘴包的下端出口與鋼液容納體的內(nèi)部空心結(jié)構(gòu)、嘴縫以及熔潭保護體相通，構(gòu)成高溫鋼液的通道。生產(chǎn)中高溫鋼液依次經(jīng)過噴嘴包主體、噴嘴包下端出口、鋼液容納部、嘴縫和熔潭容納部澆注在高速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥上，獲得所需寬度和厚度的非晶合金薄帶。當一次噴帶結(jié)束后，將組合噴嘴取下靜置冷卻至室溫，組合噴嘴恢復(fù)為嘴縫主體外壁尺寸比開口部的內(nèi)壁尺寸小的狀態(tài)，此時即可將嘴縫主體從噴嘴主體上取出，再重新插入新的嘴縫主體以待使用。

由于熔潭內(nèi)層流鋼液的橫向擾動及熔潭不穩(wěn)定性會增大帶材自由面的粗糙度和劃痕的深度，從而間接影響帶材的厚度，另一方面，氣流隨冷卻輥運動進入熔潭底部形成的氣泡，也會間接影響帶材的厚度，本實用新型設(shè)置了一組對比試驗，考察噴嘴前唇、噴嘴后唇尺寸對制備非晶合金帶材厚度的影響，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)所制備的非晶合金帶材成分均為Fe5Co70Si15B10，分別采用本實用新型所述熔潭內(nèi)嵌式噴嘴和現(xiàn)有傳統(tǒng)噴嘴，在相同的工藝下進行對比實驗，制備非晶合金帶材的具體工藝參數(shù)列于表1。實驗結(jié)果表明，其它工藝條件相同時，采用熔潭內(nèi)嵌式噴嘴制備的帶材明顯厚度更小，帶材厚度更加一致，隨著噴嘴前唇距離冷卻輥表面距離的減小，制備的帶材的貼輥面粗糙度大幅下降，但是噴嘴前唇距離輥面小于0.05mm時，噴嘴容易碰到輥面，對輥面造成傷害，因此噴嘴前唇距離輥面的距離不宜低于0.05mm。一般嘴縫距離輥面0.25-0.5mm以便形成穩(wěn)定熔潭，熔體表面張力越大，相同條件下形成的熔潭高度越高。后唇與熔潭下端緊密相連，熔潭下端緊密相連，對熔潭自由面形成刮壓和修正作用，減小了非晶合金帶材對層流鋼液的橫向擾動。相對于熔潭前唇要減少最少帶材厚度的距離，因此后唇距離輥面不宜低于0.1mm，后唇過低容易直接與凝固的帶材接觸，在帶材自由面形成劃痕，若后唇過高，比如與輥嘴間距相同，則噴嘴后唇起不到對熔潭自由面的刮壓并對層流鋼液的橫向擾動的修正作用。具體結(jié)果對比列于表2中。序號為1-5為使用本實用新型熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，噴嘴前唇距離輥面不同距離制備的非晶合金帶材。序號為6-10為使用本實用新型熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，噴嘴后唇距離輥面不同距離制備的非晶合金帶材。對比可見，采用熔潭內(nèi)嵌式噴嘴，通過協(xié)調(diào)噴嘴前唇及噴嘴后唇距離輥面的距離，可以有效的改善制備帶材的表面粗糙度，從而成功制備表面質(zhì)量好的超薄非晶帶材。

表2 實施例2工藝參數(shù)及結(jié)果

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型創(chuàng)造的保護范圍之中。