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    重庆时时彩免费杀号软件: 一种铝合金电磁场辅助铸造结晶器.pdf

    关 键 词:
    一种 铝合金 电磁场 辅助 铸造 结晶器
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    摘要
    申请专利号:

    CN200710190961.3

    申请日:

    2007.11.30

    公开号:

    CN101185959A

    公开日:

    2008.05.28

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):B22D 11/115公开日:20080528|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: B22D11/115(2006.01) 主分类号: B22D11/115
    申请人: 苏州有色金属研究院有限公司;
    发明人: 王家淳; 郭世杰; 刘金炎; 马科
    地址: 215021江苏省苏州市工业园区沈浒路200号
    优先权:
    专利代理机构: 南京苏科专利代理有限责任公司 代理人: 陈忠辉;姚姣阳
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200710190961.3

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2010.07.14|||2008.07.23|||2008.05.28

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供一种铝合金电磁场辅助铸造结晶器,包括上壁、下壁、外壁和内壁,结晶器的内壁采用锻铝材质,内壁的厚度为5~15mm,且内壁设有切缝;上壁和下壁的厚度为10~20mm,外壁的厚度为15~30mm;结晶器内部安装有电磁感应线圈,所述电磁感应线圈为铜板结构,铜板通过上下两端的绝缘线圈固定于结晶器内部,且铜板上侧开有孔。本发明结晶器应用于铝合金半连续铸造时,利用产生的电磁力减小熔体和结晶器内壁的接触压力,降低摩擦,明显改善了铸锭的表面质量;该技术依旧采用结晶器壁作为液态铝合金金属的支撑,大大降低了铸造工艺对控制精度的要求,设备的通用性较好。

    权利要求书

    1: 一种铝合金电磁场辅助铸造结晶器,包括上壁(2)、下壁(4)、 外壁(5)和内壁(1),其特征在于:结晶器的内壁(1)采用锻铝材质, 内壁(1)的厚度为5~15mm,且内壁设有切缝;结晶器内部安装有电磁 感应线圈(6),所述电磁感应线圈(6)为铜板结构,铜板通过上下两端 的绝缘线圈(8)固定于结晶器内部,且铜板上侧开有孔(9)。
    2: 根据权利要求1所述的一种铝合金电磁场辅助铸造结晶器,其特 征在于:所述上壁(2)和下壁(4)的厚度为10~20mm,外壁(5)的厚 度为15~30mm。
    3: 根据权利要求1所述的一种铝合金电磁场辅助铸造结晶器,其特 征在于:所述铜板上侧孔(9)的直径为Φ3mm。

    说明书


    一种铝合金电磁场辅助铸造结晶器

        【技术领域】

        本发明涉及一种铝合金电磁场辅助半连续铸造结晶器,属于铝合金半连续铸造技术领域。

        背景技术

        直冷式半连续铸造是目前生产铝合金圆锭和扁锭的主要方式,该工艺的特点是液体金属通过流槽导入通水冷却的结晶器内,液体金属在结晶器壁的一次冷却作用下凝固成外壳,此时铸锭中心仍然是液体。随着铸造平台的下移,铸锭逐渐脱出结晶器并接触到结晶器内的冷却水,在冷却水的二次冷却作用下整个铸锭凝固成形。

        由于直冷式半连续铸造工艺多采用铜制结晶器,结晶器的高度较高,铸锭的一次冷却区间较长,铸锭外的凝固薄壳往往被其内部的热源部分重熔,铸锭的表面质量较差,冷隔、表面裂纹等铸造缺陷较为严重。

        为了改善铸锭的表面质量,提高铸锭的综合质量,国内外相继开发出了多种铝合金铸造技术,包括热顶铸造、气滑铸造、气幕铸造、低液位铸造、电磁铸造等。然而,热顶铸造铸锭表面质量不稳定,容易出现表面层周期性偏析;气滑铸造、气幕铸造和低液位铸造是目前国外所采用的铝合金锭铸造方式,且设备价格较高。电磁铸造技术首先由前苏联学者Getselev提出,由于在铸造过程中金属熔体完全靠电磁力约束成型,不与结晶器壁直接接触,因此制备的铝合金锭表面非常光亮,可以不用车削而直接进行后续变形。但是,电磁铸造要求铸造参数和电磁参数的匹配非常精确,否则很容易拉漏、甚至难以铸造成形。

        【发明内容】

        本发明的目的是克服现有铝合金铸造技术的不足,提供一种铝合金电磁场辅助铸造结晶器,提高铝合金铸锭表面质量。

        本发明的目的通过以下技术方案来实现:

        一种铝合金电磁场辅助铸造结晶器,包括上壁、下壁、外壁和内壁,特点是:结晶器的内壁采用锻铝材质,内壁的厚度为5~15mm,且内壁设有切缝;结晶器内部安装有电磁感应线圈,所述电磁感应线圈为铜板结构,铜板通过上下两端的绝缘线圈固定于结晶器内部,且铜板上侧开有孔。

        进一步地,上述的一种铝合金电磁场辅助铸造结晶器,所述上壁和下壁的厚度为10~20mm,外壁的厚度为15~30mm。

        更进一步地,上述的一种铝合金电磁场辅助铸造结晶器,所述铜板上侧孔的直径为Φ3mm。

        本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在:

        ①采用锻铝作为结晶器的内壁,提供液态铝合金金属凝固时的支撑,在结晶器内部安装电磁感应线圈,熔体在电磁场的作用下受到指向熔体轴线的“电磁挤压力”,从而减小铸造过程中熔体和结晶器内壁的接触压力,提高了铝合金铸锭的表面质量;

        ②结晶器采用新型结构设计,增加铝合金熔体内的电磁场强度,提高电磁场的穿透能力;

        ③电磁感应线圈采用上端开孔的铜板结构,不仅作为电磁场的激发线圈,激发交变电磁场,实现铝合金半连续铸造过程中的软接触;还作为结晶器内部的挡水板装置,避免整个结晶器内冷却水流量分布不均匀的现象;

        ④本发明结晶器应用于铝合金半连续铸造时,利用产生的电磁力减小熔体和结晶器内壁的接触压力,降低摩擦,从而改善了铸锭的表面质量;同时,该技术依旧采用结晶器壁作为液态铝合金金属的支撑,大大降低了铸造工艺对控制精度的要求,控制的复杂性较低,设备的通用性较强。

        【附图说明】

        下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明:

        图1:本发明结晶器的剖视示意图;

        图2:本发明结晶器应用时的示意图。

        图中各附图标记的含义见下表:

        ??附图??标记??含义??附图??标记??含义??附图??标记??含义??1??结晶器内壁??2??结晶器上壁??3??内壁缝隙??4??结晶器下壁??5??结晶器外壁??6??电磁感应线圈??7??喷水孔??8??绝缘垫圈??9??孔??10??内腔??11??外腔??12??熔体入口??13??弯月面??14??液、固两相区??15??铸锭

        【具体实施方式】

        本发明铝合金电磁场辅助铸造结晶器,该结晶器中设置电磁感应线圈用于产生辅助电磁场,利用电磁约束力和结晶器壁约束成型,降低电磁铸造的苛刻操作要求,同时提高铝合金铸锭表面质量。

        如图1所示,一种铝合金电磁场辅助铸造结晶器,包括上壁2、下壁4、外壁5和内壁1,形成框式结构,结晶器的内壁1采用锻铝材质,内壁1的厚度为5~15mm,且内壁设有切缝。结晶器上壁、下壁和外壁不切缝,但是厚度不一致,上壁和下壁的厚度范围为10~20mm,结晶器的外壁最厚,范围为15~30mm。结晶器内部安装有电磁感应线圈6,电磁感应线圈6为铜板结构,铜板通过上下两端的绝缘线圈8固定于结晶器内部,形成内腔10和外腔11;铜板上侧开有直径为Φ3mm孔9,同时兼做结晶器的挡水板。

        采用锻铝作为结晶器的内壁1,提供液态铝合金金属凝固时的支撑,在结晶器内部安装电磁感应线圈6,以激发高频电磁场,熔体在电磁场的作用下受到指向熔体轴线的“电磁挤压力”,从而减小铸造过程中熔体和结晶器内壁的接触压力,提高了铝合金铸锭的表面质量。

        结晶器采用特殊结构设计,增加铝合金熔体内的电磁场强度,结晶器内壁1的厚度为5~15mm,并采用切缝设计,增加电磁场的穿透能力,结晶器上壁2、下壁4和外壁5均不切缝,但厚度不一致。

        电磁感应线圈6采用上端开孔的铜板结构,此铜板具有双重作用,一方面作为电磁场的激发线圈,激发交变电磁场,实现铝合金半连续铸造过程中的软接触;另一方面作为结晶器内部的挡水板装置,使结晶器内部的冷却水到一定高度后再从结晶器下沿均匀分布的喷水孔7流出,这样既冷却了结晶器内壁的通电感应线圈,又避免了整个结晶器内冷却水流量分布不均匀的现象。

        本发明装置适合铝合金圆锭和扁锭的半连续铸造,如图2,将结晶器本体安装到半连续铸造平台,引锭头底座安装到液压式半连续铸造平台上,并将电磁感应线圈与电源连接;结晶器接通冷却水,调节冷却水流量范围在2~5m3/h之间;铝合金熔体由熔体入口12进入结晶器,同时结晶器内的电磁感应线圈6通入频率为500~3000Hz,强度为1000~10000A的中频交变电流以激发中频电磁场,结晶器角部的磁场强度在30~50mT范围内,结晶器中心位置的磁场强度在15~25mT范围内;倾动炉体将熔体缓缓经浇口倒入结晶器内,待结晶器内液面达到一定高度时,启动铸造机,引锭头向下运动开始铸造,获得铸锭15,铸锭15上有液、固两相区14。

        由于中频电磁场在导电金属内强烈的“集肤”效应而使其生成的感生电流主要集中在铝合金熔体的表面,感生电流和外加中频电磁场相互作用产生指向铸锭中心的径向电磁力,使铝合金上表面形成拱起的“弯月面”13,熔体和结晶器壁的接触静压力大大减小,熔融金属和结晶器壁接触的滑动摩擦力大大减??;同时,液态金属形成弯月面后,金属和结晶器壁的接触面积减小,铸锭的一次冷却强度大幅度降低?;谏鲜鏊匾蛩?,采用本新型结晶器铸造的铝合金铸锭表面质量获得了明显提高。与无模电磁铸造相比,本结晶器内壁对液态金属的部分支撑大大提高了铸造工艺的稳定性和可操作性,控制的复杂性明显降低,设备的通用性大大加强。

        以上仅是本发明的具体应用范例,对本发明的?;し段Р还钩扇魏蜗拗?。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案,均落在本发明权利?;し段е?。

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