[發明專利]一種鋁合金電磁場輔助鑄造結晶器

無效

• 申請號: 200710190961.3
• 申請日: 2007-11-30
• 公開（公告）號: CN101185959A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 王家淳;郭世杰;劉金炎;馬科
• 申請（專利權）人: 蘇州有色金屬研究院有限公司
• 主分類號: B22D11/115
• 分類號: B22D11/115
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳忠輝;姚姣陽

技術領域

本發明涉及一種鋁合金電磁場輔助半連續鑄造結晶器，屬于鋁合金半連續鑄造技術領域。

背景技術

直冷式半連續鑄造是目前生產鋁合金圓錠和扁錠的主要方式，該工藝的特點是液體金屬通過流槽導入通水冷卻的結晶器內，液體金屬在結晶器壁的一次冷卻作用下凝固成外殼，此時鑄錠中心仍然是液體。隨著鑄造平臺的下移，鑄錠逐漸脫出結晶器并接觸到結晶器內的冷卻水，在冷卻水的二次冷卻作用下整個鑄錠凝固成形。

由于直冷式半連續鑄造工藝多采用銅制結晶器，結晶器的高度較高，鑄錠的一次冷卻區間較長，鑄錠外的凝固薄殼往往被其內部的熱源部分重熔，鑄錠的表面質量較差，冷隔、表面裂紋等鑄造缺陷較為嚴重。

為了改善鑄錠的表面質量，提高鑄錠的綜合質量，國內外相繼開發出了多種鋁合金鑄造技術，包括熱頂鑄造、氣滑鑄造、氣幕鑄造、低液位鑄造、電磁鑄造等。然而，熱頂鑄造鑄錠表面質量不穩定，容易出現表面層周期性偏析；氣滑鑄造、氣幕鑄造和低液位鑄造是目前國外所采用的鋁合金錠鑄造方式，且設備價格較高。電磁鑄造技術首先由前蘇聯學者Getselev提出，由于在鑄造過程中金屬熔體完全靠電磁力約束成型，不與結晶器壁直接接觸，因此制備的鋁合金錠表面非常光亮，可以不用車削而直接進行后續變形。但是，電磁鑄造要求鑄造參數和電磁參數的匹配非常精確，否則很容易拉漏、甚至難以鑄造成形。

發明內容

本發明的目的是克服現有鋁合金鑄造技術的不足，提供一種鋁合金電磁場輔助鑄造結晶器，提高鋁合金鑄錠表面質量。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

一種鋁合金電磁場輔助鑄造結晶器，包括上壁、下壁、外壁和內壁，特點是：結晶器的內壁采用鍛鋁材質，內壁的厚度為5～15mm，且內壁設有切縫；結晶器內部安裝有電磁感應線圈，所述電磁感應線圈為銅板結構，銅板通過上下兩端的絕緣線圈固定于結晶器內部，且銅板上側開有孔。

進一步地，上述的一種鋁合金電磁場輔助鑄造結晶器，所述上壁和下壁的厚度為10～20mm，外壁的厚度為15～30mm。

更進一步地，上述的一種鋁合金電磁場輔助鑄造結晶器，所述銅板上側孔的直徑為Φ3mm。

本發明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在：

①采用鍛鋁作為結晶器的內壁，提供液態鋁合金金屬凝固時的支撐，在結晶器內部安裝電磁感應線圈，熔體在電磁場的作用下受到指向熔體軸線的“電磁擠壓力”，從而減小鑄造過程中熔體和結晶器內壁的接觸壓力，提高了鋁合金鑄錠的表面質量；

②結晶器采用新型結構設計，增加鋁合金熔體內的電磁場強度，提高電磁場的穿透能力；

③電磁感應線圈采用上端開孔的銅板結構，不僅作為電磁場的激發線圈，激發交變電磁場，實現鋁合金半連續鑄造過程中的軟接觸；還作為結晶器內部的擋水板裝置，避免整個結晶器內冷卻水流量分布不均勻的現象；

④本發明結晶器應用于鋁合金半連續鑄造時，利用產生的電磁力減小熔體和結晶器內壁的接觸壓力，降低摩擦，從而改善了鑄錠的表面質量；同時，該技術依舊采用結晶器壁作為液態鋁合金金屬的支撐，大大降低了鑄造工藝對控制精度的要求，控制的復雜性較低，設備的通用性較強。

附圖說明

下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明：

圖1：本發明結晶器的剖視示意圖；

圖2：本發明結晶器應用時的示意圖。

圖中各附圖標記的含義見下表：