[發明專利]一種鋁合金電磁場輔助半連續鑄造用電磁感應器

有效

• 申請號: 200710190963.2
• 申請日: 2007-11-30
• 公開（公告）號: CN101185961A
• 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用電磁感應器，屬于鋁合金半連續鑄造技術領域。

背景技術

為了改善鋁合金鑄錠表面冷隔較多、偏析較嚴重的鑄造缺陷，前蘇聯學者Getselev創造了電磁鑄造技術，該技術完全是靠電磁力約束金屬液成型，取代了傳統鑄造靠結晶器內壁約束成型的方式。因此，采用電磁鑄造制備的鋁合金錠表面非常光亮，可以不用車削而直接進行擠壓、軋制。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。為提高電磁鑄造的可操作性，出現了電磁場輔助半連續鑄造技術，該技術是在傳統結晶器鑄造的基礎上施加電磁場，使結晶器內的金屬熔體受到電磁徑向推力的作用，熔體和結晶器壁接觸靜壓力大大減小，鑄錠的表面質量獲得了顯著改善。

電磁感應線圈的設計以及它和結晶器的整合方式是實現電磁場輔助鋁合金半連續鑄造的關鍵，電磁感應器可采用銅線圈或銅板纏繞而成。采用多匝線圈結構感應器雖然具有安匝數高的優點，但磁場在軸向分布不均勻，并且裝置穩定性差。此外，由于電磁場的“集膚效應”，電磁場在不同介質中會強烈衰減，經計算，電磁場在鋁中的集膚深度為4mm左右，在石墨中的集膚深度為40mm左右。常規結晶器內壁一般包括鋁和石墨內襯，而鋁內壁厚一般為20～40mm。因此如何設計和布置線圈保證磁場能夠均勻滲透到結晶器內的鋁熔體是電磁場輔助鑄造技術的關鍵和難點。

采用多匝線圈結構的感應器，磁場在軸向分布不均勻，并且線圈匝數多，穩定性較差；為了減小線圈到鋁熔體的距離，常將感應線圈布置于石墨內襯和結晶器內壁之間的空腔內，由于冷卻水不經過此空腔，給線圈的冷卻帶來困難。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種電磁場輔助鋁合金半連續鑄造用電磁感應器。

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半連續鑄造用電磁感應器，其特征在于：所述電磁感應器銅板呈銅板結構，由兩塊豎立銅板、上下兩端用銅條密封焊接形成中空結構的單匝銅板線圈，線圈的兩端頭部位分別連接有中空的銅塊，銅塊上分別接有接線塊，線圈的兩端頭間設置有絕緣片、線圈彎曲形成環形閉合狀；另外，在銅塊的附近連接有通水銅管，通水銅管與線圈內腔連通。

進一步地，上述的一種鋁合金電磁場輔助半連續鑄造用電磁感應器，在兩塊豎立銅板的中間部位由鉚釘將兩銅板彼此聯接。

更進一步地，上述的一種鋁合金電磁場輔助半連續鑄造用電磁感應器，在線圈的兩端頭部位分別焊接有中空的銅塊，在銅塊的附近焊接有通水銅管。

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：

本發明電磁感應器采用銅板結構保證了電磁場在軸向上的均勻分布，線圈中空結構確保感應器工作時冷卻水能夠形成回路，且不會滲漏，在冷卻線圈本身的同時避免了冷卻水和液態鋁熔體直接接觸的可能，鑄造非常安全。應用時，電磁感應器置于石墨內襯和結晶器內壁之間，線圈通入中頻交變電流，激發中頻交變電磁場，線圈和鋁熔體距離較近，保證了中頻磁場的滲透深度，大大提高了電磁場的作用效果，顯著改善了鑄錠的表面質量。

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：電磁感應器的主視圖；

圖2：電磁感應器的俯視圖；

圖3：電磁感應器的右視圖；

圖4：電磁感應器應用時的示意圖。

圖中各附圖標記的含義見下表：