[發明專利]一種外加電磁場的大規格鋼錠澆注凝固裝置

在審

• 申請號: 202011599376.0
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112676545A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 陳慧琴;康麗;李怡宏;李華英;王芳
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: B22D11/14
• 分類號: B22D11/14;B22D11/124;B22D11/11;B22D11/12;B22D11/08
• 代理公司: 太原達引擎專利代理事務所(特殊普通合伙) 14120
• 代理人: 朱世婷

一種外加電磁場的大規格鋼錠澆注凝固裝置，屬于鑄造設備技術領域，本發明主要解決現有漸進澆注凝固技術中存在的界面易氧化、難熔接等影響鑄錠質量的關鍵問題。本發明的技術方案為：一種外加電磁場的大規格鋼錠澆注凝固裝置，其中：包括高頻交流電源、支撐平臺、設在支撐平臺頂面的夾裝底座和安裝在夾裝底座上的結晶器，所述支撐平臺底面兩側設有若干液壓桿支撐座；所述結晶器內腔頂部設有密封蓋，所述密封蓋上分別設有金屬液進液管接口、導線進口、抽真空接口、排氣口和進氣管連接口。本發明具有結構設計合理、操作簡單、工作效率高等優點。

技術領域

本發明屬于鑄造設備技術領域，具體涉及的是一種外加電磁場的大規格鋼錠澆注凝固裝置。

背景技術

近年來中國重型裝備制造業發展迅速，對于大型鍛件的需求旺盛，特別是在代表大型鍛件最高水平的核電設備方面。這類產品所用鋼材一般是由大型鋼錠經過開坯和鍛造等加工過程生產的，其質量的好壞與鋼錠的質量密切相關。要獲得高質量的鍛件，必須對鋼錠中固有的質量缺陷如偏析、縮孔、夾雜等進行控制。

為了解決這些問題，一種新型的大型鋼錠(坯)漸進澆注凝固成型技術被提出，見發明專利《一種大型鋼錠或鋼坯的漸進凝固成型方法》(專利號201811050552.8)，如專利所述的漸進澆注凝固技術的工作原理在于：根據增材制造中離散堆垛的原理，通過實芯錠澆注+熔覆層包覆，經冷卻凝固，形狀和尺寸符合制作要求的鋼錠(坯)逐漸成型。具體操作包括逐步將金屬熔體注入不同尺寸的模板中，而且將上一步澆注成型的鋼錠作為下一步的錠芯，后續再將金屬熔體連續澆注在新的錠芯周圍，循環往復的進行操作，最終累積形成符合目標尺寸的鋼錠。采用這種技術可實現產品多樣、生產靈活的目的，可以使大規格鋼錠(坯)中缺陷的數量和程度顯著降低，鋼錠(坯)的性能及品質大大提升，也可用于生產各種非常規的鑄件，例如方形和圓形，以及其他直徑在軸上波動的非常規鑄件。

其中，采用漸進澆注凝固技術制備的大規格鋼錠在錠芯和包覆層界面處是否能實現良好的冶金結合對最終鑄件的產品質量至關重要。而事實上，一方面，由于先制備的錠芯始終暴露在空氣中，鑄件表面容易與氧氣發生反應，使得錠芯表面存在氧化皮，對冶金結合界面的質量產生不利影響。另一方面，當錠芯與包覆層相比尺寸過大時，澆注后，錠芯吸熱升溫，但其溫度達不到固相線，兩者難以實現熔接，影響最終鑄件的力學性能，甚至引起裂紋。從公開發表的專利來看，現有的技術和設備還難以解決這些問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種外加電磁場的大規格鋼錠澆注凝固裝置，解決現有漸進澆注凝固成型技術中存在的界面易氧化、難熔接的問題。

為了解決上述問題，本發明的技術方案為：一種外加電磁場的大規格鋼錠澆注凝固裝置，其中：包括高頻交流電源、支撐平臺、設在支撐平臺頂面的夾裝底座和安裝在夾裝底座上的結晶器，所述支撐平臺底面兩側設有若干液壓桿支撐座；所述結晶器內腔頂部設有密封蓋，所述密封蓋上分別設有金屬液進液管接口、導線進口、抽真空接口、排氣口和進氣管連接口；

所述夾裝底座中部與結晶器底部鋼錠出口相對應位置處設有鋼錠過孔，所述支撐平臺上與鋼錠過孔相對應位置處設有鋼錠出口孔；所述密封蓋底面中部設有錠芯導向管，所述錠芯導向管與導線進口連通；

所述支撐平臺底面、鋼錠出口孔兩側各設有一組豎直支架，所述豎直支架上設有若干冷卻噴嘴；

所述結晶器內腔中豎直方向設有錠芯，所述錠芯上端設在錠芯導向管中且通過導線與高頻交流電源的正極端連接，所述高頻交流電源的負極端伸出的導線穿過結晶器底部的活動襯底后與所述錠芯下端連接。

所述密封蓋頂部設有把手。

所述結晶器頂部兩側分別設有吊耳。

所述鋼錠過孔和鋼錠出口孔側壁均設有若干導向輪。