[發明專利]復合磁場制備大規格細晶均質鋁合金鑄錠的裝置及方法

有效

• 申請號: 201810366771.0
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108436047B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 朱慶豐;劉旭東;左玉波;張恩閣;劉凡正;康延磊
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B22D11/115
• 分類號: B22D11/115
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.一種復合磁場制備大規格細晶均質鋁合金鑄錠的裝置，其特征在于包括結晶器、熱頂13、外感應線圈11、內感應線圈單元和引錠8；外感應線圈11位于結晶器冷卻水套10內部；結晶器外套內壁鑲嵌有石墨環12；內感應線圈單元由內感應線圈9、導磁套筒2和絕熱套1組成，導磁套筒2內部設有隔板，隔板上的冷卻介質進口管14和冷卻介質出口管15穿過隔板并與內感應線圈單元的外部連通，用于流通冷卻介質；隔板下方為封閉的空腔，內感應線圈9位于該空腔內；絕熱套1鑲嵌在導磁套筒2外壁，內感應線圈9通過導線與電源的兩極連接。

2.根據權利要求1所述的一種復合磁場制備大規格細晶均質鋁合金鑄錠的裝置，其特征在于所述的內感應線圈9位于工作預設位置時，其底端位于石墨環12上沿上方200mm以下，石墨環12上沿下方150mm以上的范圍內。

3.根據權利要求1所述的一種復合磁場制備大規格細晶均質鋁合金鑄錠的裝置，其特征在于所述的內感應線圈9材質為耐熱銅管或扁銅線，匝數為3～50匝；其中當內感應線圈9材質為耐熱銅管時，冷卻介質進口管14和冷卻介質出口管15與內感應線圈為一體結構。

4.根據權利要求1所述的一種復合磁場制備大規格細晶均質鋁合金鑄錠的裝置，其特征在于所述的導磁套筒2的材質為鐵、硅鋼、鐵鋁系合金、鐵鈷系合金、鐵氧體或超導材料。

5.根據權利要求1所述的一種復合磁場制備大規格細晶均質鋁合金鑄錠的裝置，其特征在于所述的絕熱套1的材質為耐高溫絕熱材料，選用石棉、硅酸鋁氈或耐熱陶瓷管。

6.一種復合磁場制備大規格細晶均質鋁合金鑄錠的方法，其特征在于采用權利要求1所述的裝置，包括以下步驟：

(1)在熔煉爐中進行合金熔煉，經精煉和靜置后獲得鋁合金熔體；抬升引錠到結晶器內石墨環下沿位置；

(2)向冷卻介質進口管和冷卻介質出口管通入冷卻介質，保持冷卻介質流通，對內感應線圈進行冷卻；

(3)向結晶器冷卻水套內通入冷卻水；對外感應線圈通入交流電；控制熔體溫度高于液相線50～100℃，將鋁合金熔體澆入結晶器內，通過澆嘴或分流盤控制鋁合金熔體流量；

(4)當結晶器內鋁合金熔體的液面高度達到設定值后，將內感應線圈單元位置下調，插入結晶器內的熔池中至工作預設位置，對內感應線圈通入交流電或直流電，使內感應線圈產生交變磁場或靜磁場，同時開啟鑄造機開始鑄造，鑄造過程中整個結晶器內鋁合金熔體均在內感應線圈與外感應線圈產生的復合磁場作用下，直至完成鑄造獲得鋁合金鑄錠。

7.根據權利要求6所述的一種復合磁場制備大規格細晶均質鋁合金鑄錠的方法，其特征在于步驟(4)中內感應線圈通入交流電時，交流電頻率為5～50000Hz，電流強度為5～600A；通入直流電時，直流電的強度為5～600A。

8.根據權利要求6所述的一種復合磁場制備大規格細晶均質鋁合金鑄錠的方法，其特征在于步驟(2)中外感應線圈通入的交流電頻率為5～50Hz，電流強度為5～600A。

9.根據權利要求6所述的一種復合磁場制備大規格細晶均質鋁合金鑄錠的方法，其特征在于當內感應線圈材質為耐熱銅管時，冷卻介質在內感應線圈內部流通進行冷卻；當內感應線圈材質為扁銅線時，冷卻介質在內感應線圈外部流通進行冷卻。