[發(fā)明專利]一種復(fù)合線材立式連鑄系統(tǒng)及工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111628029.0
• 申請日: 2021-12-28
• 公開（公告）號: CN114273641B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷宇;劉新華;謝建新;趙志遠;程大勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中科金龍金屬材料開發(fā)有限公司;北京科技大學(xué)
• 主分類號: B22D19/14
• 分類號: B22D19/14;B22D11/14;B22D11/18
• 代理公司: 重慶強大凱創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50217
• 代理人: 陳雍

1.一種復(fù)合線材立式連鑄系統(tǒng)，包括座體，其特征在于：所述座體內(nèi)設(shè)有工作液面線和低于工作液面線的起始液面線;所述座體上設(shè)有熔化腔和復(fù)合腔，復(fù)合腔的底部高于熔化腔的底部，且復(fù)合腔的底部與熔化腔的底部之間設(shè)有傾斜設(shè)置的連接通道而形成連通器結(jié)構(gòu)；所述熔化腔連接有自動加料系統(tǒng)、工頻有芯感應(yīng)器和用于調(diào)節(jié)熔化腔內(nèi)壓強大小的調(diào)壓機構(gòu)，所述復(fù)合腔內(nèi)連接有連鑄機構(gòu)，所述連鑄機構(gòu)包括連鑄石墨模具，所述連鑄石墨模具與復(fù)合腔可拆卸連接;所述連鑄石墨模具的頂端高于工作液面線，熔化腔內(nèi)設(shè)有高度低于復(fù)合腔底部的換模液面線;

當(dāng)連鑄結(jié)束維修或者更換連鑄石墨模具，首先停止加料，同時維持熔化腔內(nèi)壓力恒定，繼續(xù)牽引芯材而使芯材繼續(xù)與包覆層金屬液復(fù)合而消耗復(fù)合腔中的包覆層金屬液，直至復(fù)合腔中包覆層金屬液的液面下降到起始液面線，然后對熔化腔進行泄壓，使得復(fù)合腔中的所有包覆層金屬液均回流至熔化腔內(nèi)，且熔化腔中的液位下降至換模液面線，此時復(fù)合腔內(nèi)沒有包覆層金屬液，可快速進行連鑄石墨模具的更換。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合線材立式連鑄系統(tǒng)，其特征在于：所述連鑄機構(gòu)還包括冷卻單元和牽引單元；連鑄石墨模具、冷卻單元和牽引單元依次設(shè)置，連鑄石墨模具上沿著自身中心線方向開有孔徑大于芯材直徑的凝固成型定徑孔，所述凝固成型定徑孔與芯材的外壁之間設(shè)有連鑄間隙，所述連鑄石墨模具的側(cè)壁上開有與凝固成型定徑孔連通的進液部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合線材立式連鑄系統(tǒng)，其特征在于：所述調(diào)壓機構(gòu)包括可拆卸連接于熔化腔上的密封蓋和固定連接于密封蓋上的加壓管，密封蓋與熔化腔之間形成調(diào)壓腔，加壓管與調(diào)壓腔連通且加壓管上連接有氣壓調(diào)節(jié)件。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種復(fù)合線材立式連鑄系統(tǒng)，其特征在于：所述氣壓調(diào)節(jié)件供給的氣體為氮氣、氦氣、氬氣的一種或者多種組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任意一項所述的一種復(fù)合線材立式連鑄系統(tǒng)，其特征在于：所述座體內(nèi)固定連接有液位檢測單元。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種復(fù)合線材立式連鑄系統(tǒng)，其特征在于：所述起始液面線與進液部的頂面齊平，所述液位檢測單元包括分別與工作液面線和起始液面線配合的工作液位檢測器和起始液位檢測器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種復(fù)合線材立式連鑄系統(tǒng)，其特征在于：所述的自動加料系統(tǒng)包括伺服電機和與伺服電機連接的加料對輥。

8.一種復(fù)合線材立式連鑄工藝，其特征在于：使用了如權(quán)利要求7中的一種復(fù)合線材立式連鑄系統(tǒng)，包括如下步驟：

S1：復(fù)合線材連鑄前，將連鑄機構(gòu)安裝到復(fù)合腔內(nèi)；

S2：牽引單元連續(xù)牽引芯材穿過連鑄石墨模具，初始狀態(tài)，熔化腔中包覆層金屬液的液面位于換模液面線處，然后對熔化腔加壓，使熔化腔內(nèi)包覆層金屬液的液面降低而復(fù)合腔中的液面上升至起始液面線；

S3：復(fù)合線材的連鑄，當(dāng)復(fù)合腔中的液面達到起始液面線時，此時復(fù)合腔中的包覆層金屬液經(jīng)進液部進入連鑄間隙后包覆于芯材的外壁，保持熔化腔內(nèi)壓力不變，向熔化腔內(nèi)投入包覆層金屬，根據(jù)芯材牽引速度，計算芯材連鑄時單位時間內(nèi)包覆層金屬液的理論消耗速度，并使包覆層金屬的加料速度大于包覆層金屬液與芯材復(fù)合連鑄時的理論消耗速度，使得熔化腔和復(fù)合腔內(nèi)的液面高度不斷同步上升，當(dāng)復(fù)合腔內(nèi)包覆層金屬液的液面上升至工作液面線時，將包覆層金屬的加料速度降低至等于芯材連鑄時包覆層金屬液的理論消耗速度，并維持復(fù)合腔中包覆層金屬液的液面恒定，此時芯材能夠與包覆層金屬液形成良好的復(fù)合而得到高質(zhì)量的復(fù)合線材，經(jīng)過冷卻單元的冷卻而形成復(fù)合線材；

S4：連鑄結(jié)束以維修或者更換連鑄石墨模具，首先停止加料，同時維持熔化腔內(nèi)壓力恒定，繼續(xù)牽引芯材而使芯材繼續(xù)與包覆層金屬液復(fù)合而消耗復(fù)合腔中的包覆層金屬液，直至復(fù)合腔中包覆層金屬液的液面下降到起始液面線，然后對熔化腔進行泄壓，使得復(fù)合腔中的所有包覆層金屬液均回流至熔化腔內(nèi)，且熔化腔中的液位下降至換模液面線，此時復(fù)合腔內(nèi)沒有包覆層金屬液，可快速進行連鑄石墨模具的更換。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種復(fù)合線材立式連鑄工藝，其特征在于：在S3中，芯材的牽引速度為100~2000mm/min。