[發明專利]一種包覆材料固/液復合連鑄成形設備與方法

有效

• 申請號: 201410440799.6
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN104174823A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 劉雪峰;伍偉玉;謝建新
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B22D11/041
• 分類號: B22D11/041;B22D19/16
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種包覆材料固/液復合連鑄成形設備，其特征在于，由芯材導引定位裝置（2）、芯材保護裝置（3）、坩堝（5）、加熱器（6）、導流管（7）、反向凝固器（8）、水冷結晶器（9）、二次冷卻裝置（10）、牽引機構（11）、引錠桿（13）組成；芯材導引定位裝置（2）、芯材保護裝置（3）、反向凝固器（8）、水冷結晶器（9）、二次冷卻裝置（10）和牽引機構（11）沿引錠方向依次配置于同一軸線上；芯材導引定位裝置（2）為從動件，安裝在芯材保護裝置（3）沿引錠方向的后端，起到精確對中定位和導引約束芯材（1）的作用，在牽引機構（11）的帶動下，實現將芯材（1）連續輸送穿過芯材保護裝置（3）、反向凝固器（8）、水冷結晶器（9）以及二次冷卻裝置（10），芯材導引定位裝置（2）的運動速度受到主動件牽引機構（11）的制約；芯材保護裝置（3）對通過其內部的芯材（1）起到密封、防氧化和對中定位作用，對反向凝固器（8）中的包覆層金屬熔體（4）進行側封以避免溢出；坩堝（5）安裝于導流管（7）的側面，坩堝（5）的軸線與導流管（7）的軸線垂直，用于盛裝包覆層金屬熔體（4）；加熱器（6）安裝于坩堝（5）周圍或者嵌入坩堝（5）壁中或者纏繞在坩堝（5）外表面，用于對坩堝（5）和包覆層金屬熔體（4）進行加熱與保溫；導流管（7）安裝于坩堝（5）的側面，導流管（7）的軸線與坩堝（5）的軸線垂直，導流管入口端與坩堝（5）側面外表面連接，出口端與反向凝固器（8）連接，坩堝（5）中的包覆層金屬熔體（4）通過導流管（7）進入反向凝固器（8）及水冷結晶器（9）中；反向凝固器（8）緊貼芯材保護裝置（3）出口，反向凝固器（8）的軸線與導流管（7）的軸線垂直，使包覆層金屬熔體（4）在未預熱芯材（1）表面發生強制反向凝固，實現包覆層金屬熔體（4）在芯材（1）表面的薄層凝固；水冷結晶器（9）與反向凝固器（8）緊密相連，保證從反向凝固器（8）中進入水冷結晶器（9）的包覆層金屬熔體（4）實現快速正向凝固；二次冷卻裝置（10）位于水冷結晶器（9）與牽引機構（11）之間，對包覆材料（12）實現進一步的冷卻；牽引機構（11）安裝在二次冷卻裝置（10）之后，用于實現對包覆材料（12）的連續拉出；引錠桿（13）頭端與芯材（1）前部連接，放置于反向凝固器（8）中，引錠桿（13）頭端的頂部緊貼芯材保護裝置（3）出口，引錠桿（13）頭端的側面緊貼導流管（7）出口，在連鑄開始前起到阻塞包覆層金屬熔體（4）流入反向凝固器（8）中的作用，連鑄剛開始時堵住水冷結晶器（9）的出口，使包覆層金屬熔體（4）在反向凝固器（8）和水冷結晶器（9）內與芯材（1）復合，然后在牽引機構（11）的作用下不斷拉出，實現包覆材料（12）的連鑄成形。

2.如權利要求1所述的一種包覆材料固/液復合連鑄成形設備，其特征在于，所述坩堝（5）用中間包取代；在所述水冷結晶器（9）出口附近設置的所述二次冷卻裝置（10）的基礎上再次實施冷卻。

3.如權利要求1所述的一種包覆材料固/液復合連鑄成形設備，其特征在于，所述芯材保護裝置（3）采用石墨、陶瓷或金屬制作；所述加熱器（6）采用外部熱源或感應加熱器。

4.如權利要求1所述的一種包覆材料固/液復合連鑄成形設備，其特征在于，在所述坩堝（5）側面安裝二次導流管，其入口端與所述坩堝（5）側面外表面連接，出口端與所述水冷結晶器（9）連接。

5.如權利要求1所述的一種包覆材料固/液復合連鑄成形設備，其特征在于，將所述坩堝（5）放置于空氣或真空或氮氣或惰性氣體或還原性氣體保護的環境中；整個連鑄成形過程采用人工控制或計算機控制；連鑄方法是上引式、下拉式、水平式、弧形式或傾斜式中的任何一種。