[發(fā)明專利]一種鎂合金半連續(xù)鑄造裝置和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710383894.0
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107030265A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯冰洋;邢志功
• 申請（專利權(quán)）人: 威海萬華鎂業(yè)有限公司
• 主分類號: B22D11/10
• 分類號: B22D11/10;B22D11/14
• 代理公司: 北京國林貿(mào)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11001
• 代理人: 李桂玲,孫福春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鎂金屬冶煉領(lǐng)域，尤其涉及一種鎂合金半連續(xù)鑄造裝置和方法。

背景技術(shù)

半連續(xù)鑄造技術(shù)是目前應(yīng)用較多的型材擠壓、鍛件和板箔軋制的主要制坯方法之一，廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè)生產(chǎn)。 半連續(xù)鑄造技術(shù)是將金屬液體經(jīng)過一種特殊的冷卻裝置凝成型后從下方拉出，快速冷卻后成具有一定斷面形狀和一定長度的鑄坯的過程。由于其大多采用基坑形式，故每當(dāng)拉坯裝置到達基坑底部，需取出鑄錠才可進行下一次的鑄造生產(chǎn)， 故稱之為半連續(xù)鑄造。 半連鑄鑄造的主要優(yōu)點是： 結(jié)晶速度高，改善了鑄錠的晶內(nèi)結(jié)構(gòu)，減小了化學(xué)成分的區(qū)域偏析，提高了鑄錠的機械性能；改善了金屬熔鑄系統(tǒng)，減少了氧化夾雜和金屬雜質(zhì)，提高了金屬的凈度；由于合理的結(jié)晶順序性，提高了鑄錠的致密度，并使鑄錠中心部位減少了疏松；增大了鑄錠長度，相對減少了切頭、切尾等幾何廢料的百分比；實現(xiàn)了機械化和自動化，改善了勞動條件，提高了勞動生產(chǎn)率。目前，我國鎂合金半連續(xù)鑄造普遍采用坩堝下部塞孔出液、流槽轉(zhuǎn)移、人工調(diào)節(jié)流量穩(wěn)定結(jié)晶器液位、人工調(diào)速拉坯的落后生產(chǎn)模式，存在著“勞動強度大、安全風(fēng)險高、能耗熔損大、澆出熔體質(zhì)量波動大、澆注熔體二次污染、人工調(diào)節(jié)澆注與拉坯、工藝和品質(zhì)重現(xiàn)性差等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種鎂合金半連續(xù)鑄造裝置和方法的技術(shù)方案, 改進鎂合金半連續(xù)鑄造的技術(shù)，安全可靠高效地進行生產(chǎn)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種鎂合金半連續(xù)鑄造裝置，包括將金屬鎂熔化為液態(tài)鎂合金的熔煉爐、多臺結(jié)晶器和控制裝置；所述鎂合金半連續(xù)鑄造裝置設(shè)有為輸送所述熔煉爐中的液態(tài)鎂合金的加壓系統(tǒng)，所述熔煉爐通過一條導(dǎo)液管連接一個中間包，所述中間包的安裝位置高于所述結(jié)晶器，所述中間包通過分流管連接多臺所述結(jié)晶器。

更進一步，為了保護熔煉爐的坩堝，所述加壓系統(tǒng)包括殼體和密封蓋，在所述殼體上設(shè)有連接壓力氣源的氣壓接口，所述熔煉爐設(shè)有坩堝，所述熔煉爐整體設(shè)置在被所述密封蓋密閉的所述殼體內(nèi)，當(dāng)所述殼體內(nèi)的空氣壓力升高時所述坩堝的內(nèi)腔和外壁之間的壓差為零。

更進一步，所述氣壓接口設(shè)有氣源壓力調(diào)節(jié)閥，所述導(dǎo)液管通過所述密封蓋伸入所述熔煉爐；所述控制裝置通過所述氣源壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流入所述中間包的液態(tài)鎂合金的流量、從而控制所述中間包內(nèi)的液態(tài)鎂合金液面。

更進一步，所述坩堝是外層為不銹鋼、內(nèi)層為碳鋼的復(fù)合鋼板制成的坩堝。

更進一步，為了準(zhǔn)確控制液態(tài)鎂合金的流動，所述熔煉爐設(shè)有檢測所述液態(tài)鎂合金的液面的液面監(jiān)測儀，所述中間包設(shè)有液面監(jiān)測儀，每臺所述結(jié)晶器通過一個流量調(diào)控器連接所述分流管，每臺所述結(jié)晶器設(shè)有液面監(jiān)測儀。

更進一步，為了使液態(tài)鎂合金流動順暢，所述導(dǎo)液管設(shè)有內(nèi)導(dǎo)管和外管，在所述內(nèi)導(dǎo)管和外管之間填充有隔熱絕緣填料，所述內(nèi)導(dǎo)管的兩端連接加熱電源。

一種鎂合金半連續(xù)鑄造方法，采用加壓系統(tǒng)通過氣體壓力將熔煉爐中的液態(tài)鎂合金通過導(dǎo)液管輸送至中間包，再由所述中間包通過流量調(diào)控器輸送至多個結(jié)晶器，通過拉棒機制成鎂合金棒材；所述熔煉爐設(shè)置在密閉的加壓系統(tǒng)內(nèi)，所述導(dǎo)液管是電加熱導(dǎo)液管，其特征在于，所述方法的步驟包括：

a. 在加壓系統(tǒng)非密閉條件下，將鎂合金在熔煉爐的坩堝內(nèi)熔化為液態(tài)鎂合金；

b. 將所述加壓系統(tǒng)封閉；

c. 將導(dǎo)液管加熱到溫度高于液態(tài)鎂合金的狀態(tài)；

d. 保持導(dǎo)液管的加熱狀態(tài)，加壓系統(tǒng)通入壓縮空氣，使所述液態(tài)鎂合金通過導(dǎo)液管輸送至所述中間包，所述液態(tài)鎂合金通過中間包流入各所述結(jié)晶器；

e. 結(jié)晶器中的液態(tài)鎂合金被冷卻并由拉棒機制成鎂合金棒材；

f. 當(dāng)所述熔煉爐坩堝內(nèi)的液態(tài)鎂合金液面下降到設(shè)定下限時，加壓系統(tǒng)撤除氣體壓力，液態(tài)鎂合金停止向所述中間包輸送。

更進一步，在步驟d中，采用流量調(diào)控器控制流入每臺結(jié)晶器的液態(tài)鎂合金的流量，使結(jié)晶器內(nèi)的液態(tài)鎂合金液面的變化量不大于15mm。

更進一步，在步驟d中，通過調(diào)節(jié)加壓系統(tǒng)的氣體壓力，使所述中間包內(nèi)的液態(tài)鎂合金液面保持在工作液面±15mm的范圍內(nèi)。

本發(fā)明的有益效果是：改進了液態(tài)鎂合金的從熔煉爐至結(jié)晶器的輸送方式，使液態(tài)鎂合金保持穩(wěn)定的輸送狀態(tài)和穩(wěn)定的輸送溫度，穩(wěn)定了澆注控制，提高了鎂合金半連續(xù)鑄造的生產(chǎn)效率和安全性；提高了自動化程度，減少了人力消耗以及人為的不確定因素，可顯著增強生產(chǎn)效率，降低了運行成本。熔煉爐整體放置于所述加壓系統(tǒng)內(nèi)，坩堝內(nèi)外壓差為零，有效降低了坩堝強度要求，延長了其使用壽命。

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作一詳細描述。