CN112108621A - 一种半连续铸造装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是一种半连续铸造装置，该半连续铸造装置由进液口、保温盖、保温杯、金属液、导液管、超声波震动棒、保护罩、平台、保护气体管、结晶器、电磁线圈、冷却水孔、结晶器金属液、铸棒、引锭器、限流块、保温杯保护气体进气管等组成。该装置用于轻合金的半连续铸造，该装置采用气体保护防止金属液氧化，凝固过程中采用电磁搅拌及超声波震动方式，联合细化结晶晶粒。本发明克服了传统半连续铸造过程中，金属液体容易出现氧化、结渣等损害传输液体质量的因素，铸棒凝固过程中采用电磁搅拌和超声波震动联合方式，使得铸棒内部质量更优。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种半连续铸造装置，该半连续铸造装置主要运用于高性能铝合金及镁合金半连续铸造等领域，特别是高强度铝合金及镁合金半连续铸棒生产，为军工及航空航天领域高强度轻合金零配件生产提供高品质装备及工艺。
背景技术
铝合金及镁合金半连续铸造生产过程中，特别是大型铸棒生产过程中，铸棒内部容易形成夹渣、缩孔缩松、结晶晶粒粗大及成分偏析严重等影响铸棒品质的缺陷。
目前，为防止上述缺陷，已有办法之一是在生产过程单独引入电磁振动的方式细化晶粒，另外，还有的办法是单独采用超声波震动的方式，细化晶粒，单独采用电磁振动的方式，由于电磁搅拌的极肤效应，电磁搅拌效果只能在铸棒四周边沿地带效果较好，而铸棒中间效果不好，而单独采用超声波震动，则效果和电磁振动相反，中间搅拌效果好，而周边效果差；同时很多半连续铸棒过程，没有采取很好的保护，导致金属熔体在铸造过程中容易氧化夹渣及吸氢，导致铸件内部出现夹渣及气孔缺陷；另外，常规的半连续铸棒过程，金属熔体往往不进行保温加热，温度工艺参数无法精确控制，也往往造成半连续铸棒质量的不稳定。
发明内容
本发明就是针对上述半连续铸造装置的不足，开发一种温度控制精度高、熔体保护效果好、内部晶粒细化及成分均匀的半连续铸造装置。
根据上述设计思路，为防止熔体传输过程中温度的下降，在保温杯及导液管上设置加热保温装置，对传熔体进行加热及控温，防止熔体热量的散失，维持半连铸温度工艺参数的稳定。
另外，为防止金属液氧化夹渣及吸氢，本发明设计的半连续铸造装置，在保温杯及结晶器内部上端都设置保护气体进气孔，铸造过程通入保护气体进行保护，再者，为细化铸棒内部和边缘晶粒，半连铸过程中，采用电磁搅拌及超声波震动联合方式对铸棒内部进行全方位晶粒细化措施，降低成分偏析，细化晶粒，去除缩孔缩松缺陷。
实现本发明的一个具体技术方案是：
一种半连续铸造装置，其由进液口（1）、保温盖（2）、保温杯（3）、金属液（4）、导液管（5）、超声波震动棒（6）、保护罩（7）、平台（8）、保护气体管（9）、结晶器（10）电磁线圈（11）、冷却水孔（12）、结晶器金属液（13）、铸棒（14）、引锭器（15）、限流块（16）和保温杯保护气体进气管（17），保温杯（3）安装于结晶器（10）上方，保温杯（3）上方设置有保温盖（2），保温盖（2）上开有进液口（1），保温杯（3）内部装有金属液（4），保温杯（3）侧壁上部安装有保温杯保护气体进气管（17），结晶器（10）内部安装有电磁线圈（11），结晶器（10）内部下端四周开有冷却水孔（12），结晶器（10）上端安装有保护罩（7），保护罩（7）上端安装有超声波震动棒（6），保护罩（7）侧壁安装有超声波振动棒（6），下端***到结晶器（10）内部的结晶器金属液（13）中部，保温杯（3）下端与结晶器（10）内部通过导液管（5）相连，导液管（5）下端设置有限流块（16），结晶器（10）下方设置有引锭器（15），引锭器（15）与结晶器金属液（13）之间为铸棒（14）。
本发明与现有半连续铸造装置相比，有如下效果：
1、工艺温度参数控制更稳定；
2、铸棒中间及边缘晶粒更细化，成分偏析更少；
3、铸棒内部氧化夹渣、吸氢及缩孔缩松缺陷更少。
附图说明：
附图1为本发明的一种半连续铸造装置结构原理图正视图：
图中：1—进液口；2—保温盖；3—保温杯；4—金属液； 5—导液管；6—超声波震动棒；7—保护罩；8—平台；9—保护气体管；10—结晶器；11—电磁线圈；12—冷却水孔；13—结晶器金属液；14—铸棒；15—引锭器；16—限流块；17—保温杯保护气体进气管。
具体实施方式：
使用该半连续铸造装置生产时，按如下步骤实施：
1）将保温杯（3）及导液管（5）加热到650~750℃；
2）通过保护气体管（9）及保温杯保护气体管（17）分别向保护罩（7）和保温杯（3）内部通入保护气体；
3）引锭器（15）上端上升到结晶器（10）内部，引锭器（15）上端高度高于冷却水孔（12）10~20mm；
4）从进液口（1）向保温杯（3）内注入金属液（4），金属液（4）经导液管（5）进入结晶器（10）内部，当结晶器金属液（13）液位达到漫过限流块（16）大部分时，结晶器（10）通入冷却水，冷却水从冷却水孔（12）中喷出，冷却引锭器（15），当引锭器（15）上部形成一层外壳后，电磁线圈（11）通电，以频率5~50HZ频率震动，同时开启超声波震动棒（6），对结晶器金属液（13）中间部位进行震动，二者共同作用细化凝固边缘及中心晶粒；
5）当上述两个联合震动1~3分钟后，引锭器（15）按照10~50mm/min速度匀速下行引锭，同时进液口（1）连续注入金属液（4），并维持保温杯（3）内液位稳定，连续引锭过程中，冷却水孔（12）持续喷冷却水，电磁线圈(11)及超声震动棒（6）连续工作；
6）当引锭器（15）运动行程结束前5~10分钟，结束进液口（1）注液，保温杯（3）内金属液（4）逐渐流光，直到结晶器金属液（13）完全凝固，形成铸棒（14），并完全引出结晶器（10），则停止引锭器（15）引锭，将铸棒取出，完成半连续铸造过程。
Claims (5)
1.一种半连续铸造装置，其特征在于其包括进液口（1）、保温盖（2）、保温杯（3）、金属液（4）、导液管（5）、超声波震动棒（6）、保护罩（7）、平台（8）、保护气体管（9）、结晶器（10）电磁线圈（11）、冷却水孔（12）、结晶器金属液（13）、铸棒（14）、引锭器（15）、限流块（16）和保温杯保护气体进气管（17），保温杯（3）安装于结晶器（10）上方，保温杯（3）上方设置有保温盖（2），保温盖（2）上开有进液口（1），保温杯（3）内部装有金属液（4），保温杯（3）侧壁上部安装有保温杯保护气体进气管（17），结晶器（10）内部安装有电磁线圈（11），结晶器（10）内部下端四周开有冷却水孔（12），结晶器（10）上端安装有保护罩（7），保护罩（7）上端安装有超声波震动棒（6），保护罩（7）侧壁安装有超声波振动棒（6），下端***到结晶器（10）内部的结晶器金属液（13）中部，保温杯（3）下端与结晶器（10）内部通过导液管（5）相连，导液管（5）下端设置有限流块（16），结晶器（10）下方设置有引锭器（15），引锭器（15）与结晶器金属液（13）之间为铸棒（14）。
2.根据权利要求1所述的一种半连续铸造装置，其特征在于，结晶器（11）内部设置有电磁线圈（11），同时结晶器（10）内壁中的结晶器金属液（13）中设置有两支或两支以上的超声震动棒（6）。
3.根据权利要求1所述的一种半连续铸造装置，其特征在于，保温杯（3）侧壁上部设置有保温杯保护气体进气管（17），保护罩（7）上部侧壁也设置有保护气体管（9）。
4.根据权利要求1所述的一种半连续铸造装置，其特征在于，保温杯（3）及导液管（5）为不与结晶器金属液（13）反应的保温材料制作，并都安装有加热装置。
5.根据权利要求1所述的一种半连续铸造装置，其特征在于，限流块（16）密度低于结晶器金属液（13），并且限流块（16）为不与结晶器金属液（13）反应材料制作。
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