[發(fā)明專利]冷卻過程可精準(zhǔn)匹配調(diào)節(jié)的電磁半連續(xù)鑄造裝置及方法

有效

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• 申請日: 2019-08-28
• 公開（公告）號: CN110405171B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樂啟熾;賈永輝;侯建;王航;寶磊
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: B22D11/14
• 分類號: B22D11/14;B22D11/049;B22D11/055
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.一種冷卻過程可精準(zhǔn)匹配調(diào)節(jié)的電磁半連續(xù)鑄造裝置，其特征在于包括結(jié)晶器框架、內(nèi)套、一次冷卻水腔、二次冷卻水腔和三次冷卻水腔；結(jié)晶器框架的頂板上設(shè)有中孔，上介板放置在中孔內(nèi)，內(nèi)套為筒狀且上部的外壁上固定有連接板，內(nèi)套位于上介板內(nèi)部且與上介板固定連接；內(nèi)套外部環(huán)繞有一次冷卻水腔和二次冷卻水腔，一次冷卻水腔和二次冷卻水腔內(nèi)部分別設(shè)有勵磁線圈，一次冷卻水腔和二次冷卻水腔的出水口上裝配有可調(diào)球形噴頭，可調(diào)球形噴頭朝向內(nèi)套方向；一次冷卻水腔和二次冷卻水腔的外壁上均設(shè)有至少2個升降板，各升降板上開設(shè)有內(nèi)螺紋孔，各升降板的內(nèi)螺紋孔分別與一個絲杠螺紋連接，各絲杠底端固定在下軸承內(nèi)，下軸承外部固定在結(jié)晶器框架的底板上；各絲杠的上部固定在上軸承內(nèi)，且頂端裝配有手輪，上軸承的外部固定在結(jié)晶器框架的頂板上；結(jié)晶器的頂板和底板通過支桿固定在一起；三次冷卻水腔位于二次冷卻水腔下方，三次冷卻水腔上開設(shè)有出水孔朝向內(nèi)套側(cè)壁或內(nèi)套下方，三次冷卻水腔外壁設(shè)有至少2個固定板，固定板上開設(shè)有內(nèi)螺紋孔，底板上裝配的螺桿與固定板上的內(nèi)螺紋孔通過螺紋連接；底板上開設(shè)有鑄錠通道。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷卻過程可精準(zhǔn)匹配調(diào)節(jié)的電磁半連續(xù)鑄造裝置，其特征在于所述的一次冷卻水腔和二次冷卻水腔上的出水口各自分為上下兩排，各出水口上的可調(diào)球形噴頭的內(nèi)徑1~4mm，同一排出水口中相鄰兩個出水口的間距5~20mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷卻過程可精準(zhǔn)匹配調(diào)節(jié)的電磁半連續(xù)鑄造裝置，其特征在于所述的上介板由水平環(huán)形板和垂直環(huán)形板構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)，水平環(huán)形板與垂直環(huán)形板互相垂直，水平環(huán)形板位于垂直環(huán)形板的外側(cè)；水平環(huán)形板頂面與連接板連接，底面與頂板連接；垂直環(huán)形板的螺栓孔與內(nèi)套上的螺紋孔相對應(yīng)，垂直環(huán)形板通過螺栓與內(nèi)套固定，垂直環(huán)形板位于頂板的內(nèi)端面和內(nèi)套外壁之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷卻過程可精準(zhǔn)匹配調(diào)節(jié)的電磁半連續(xù)鑄造裝置，其特征在于所述的結(jié)晶器框架上共設(shè)有4個絲杠，一次冷卻水腔和二次冷卻水腔上分別設(shè)有2個升降板，一次冷卻水腔的2個升降板分別與2個絲杠螺紋連接，二次冷卻水腔的2個升降板分別與另外2個絲杠螺紋連接；其中與一次冷卻水腔的升降板連接的兩個絲杠稱為一次絲杠，與二次冷卻 水腔的升降板鏈接的兩個絲杠稱為二次絲杠，兩個一次絲杠和兩個二次絲杠沿結(jié)晶器框架的周向交錯分布。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷卻過程可精準(zhǔn)匹配調(diào)節(jié)的電磁半連續(xù)鑄造裝置，其特征在于所述的一次冷卻水腔和二次冷卻水腔內(nèi)的勵磁線圈通過線圈壓板和螺栓固定；一次冷卻水腔和二次冷卻水腔的側(cè)壁上分別設(shè)有電纜通孔；各勵磁線圈所連接的電纜穿過電纜通孔與電源連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷卻過程可精準(zhǔn)匹配調(diào)節(jié)的電磁半連續(xù)鑄造裝置，其特征在于所述的一次冷卻水腔和二次冷卻水腔均由水腔外套和水腔蓋板組成，水腔外套由外側(cè)壁、內(nèi)側(cè)壁和水腔底板構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)；水腔蓋板覆蓋在水腔外套上方并與水腔外套通過螺栓連接，水腔蓋板上設(shè)有密封槽，水腔蓋板和水腔外套之間通過密封墊密封；升降板、進(jìn)水口和電纜通孔設(shè)置在水腔外套的外側(cè)壁上，出水口設(shè)置在水腔外套的內(nèi)側(cè)壁上。

7.一種冷卻過程可精準(zhǔn)匹配調(diào)節(jié)的電磁半連續(xù)鑄造方法，其特征在于采用權(quán)利要求1所述的裝置，按以下步驟進(jìn)行：

（1）調(diào)節(jié)各可調(diào)球形噴頭的角度；

（2）將引錠頭插入內(nèi)套底部；

（3）向一次冷卻水腔和二次冷卻水腔內(nèi)通入冷卻水，然后分別通過一次冷卻水腔和二次冷卻水腔的可調(diào)球形噴頭噴射到內(nèi)套外壁；由一次冷卻水腔內(nèi)噴出的冷卻水稱為一次冷卻水，由二次冷卻水腔內(nèi)噴出的冷卻水稱為二次冷卻水，一次冷卻水和二次冷卻水均沿內(nèi)套外壁流向內(nèi)套下方；通過勵磁線圈向內(nèi)套內(nèi)部施加磁場；

（4）將合金熔體通過溜槽導(dǎo)入內(nèi)套內(nèi)，合金熔體受磁場作用，并在內(nèi)套的冷卻作用下逐漸凝固，在內(nèi)套底部形成糊狀熔體和鑄錠；當(dāng)內(nèi)套內(nèi)的合金熔體達(dá)到設(shè)定高度時，啟動引錠頭使凝固的鑄錠向下移動，開始連鑄；

（5）形成的鑄錠底端脫離結(jié)晶器內(nèi)套時，一次冷卻水和二次冷卻水從內(nèi)套流向鑄錠表面；此時通過三次冷卻水腔向內(nèi)套外壁面或鑄錠表面噴射三次冷卻水，使鑄錠繼續(xù)降溫，直至完成連鑄。