CN101773992A - 铝合金扁锭电磁搅拌低液位铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铝合金扁锭电磁搅拌低液位铸造方法，在垂直半连铸低液位结晶器的下端、铸坯大面的一侧或两侧设置行波磁场发生器，铸造过程中，行波磁场发生器内通频率为1～1000Hz的三相交流电或周期为1～50秒的脉冲电，磁感应强度在10～1000毫特斯拉，通过施加行波磁场利用电磁力驱动坯壳内金属液产生强迫运动。从而大大改善液穴内金属液的流动性，提高铸坯温度及成分均匀性，降低凝固区间温度梯度，消除组织疏松、成分偏析、裂纹等缺陷，非常实用。
Description
技术领域
本发明涉及在电磁搅拌条件下铝合金扁锭低液位垂直半连铸方法，属于有色金属加工制造领域。
背景技术
低液位铸造技术是上个世纪90年代研制的新型铝合金铸造技术，该技术在结晶器内壁镶嵌一层石墨环，石墨环采用连续渗透式润滑。在铸造过程中精确控制结晶器内金属液面的高度。此外，低液位铸造技术采用的结晶器长度远小于传统的结晶器，避免了坯壳在结晶器内重熔。因此采用低液位铸造技术生产的锭坯表面光滑，甚至可以和无模电磁铸造铸坯相媲美，已成为制备铝合金扁锭一种常用的铸造方法。
当前，铝加工业对扁锭质量的质量要求越来越高，在扁锭生产过程中，由于宽面和窄面冷却强度不一致，因此采用低液位铸造扁锭时，扁锭存在组织疏松、成分不均匀、裂纹等铸造缺陷，降低了铸坯的成材率，同时对后续塑性加工造成困难。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种铝合金扁锭电磁搅拌低液位铸造方法，旨在有效解决低液位铸造铝合金扁锭存在的铸造缺陷问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
铝合金扁锭电磁搅拌低液位铸造方法，特点是：在垂直半连铸低液位结晶器的下端、铸坯大面的一侧或两侧设置行波磁场发生器，铸造过程中，行波磁场发生器内通频率为1～1000Hz的三相交流电或周期为1～50秒的脉冲电，磁感应强度在10～1000毫特斯拉，通过施加行波磁场利用电磁力驱动坯壳内金属液产生强迫运动。
进一步地，上述的铝合金扁锭电磁搅拌低液位铸造方法，所述行波磁场发生器包括铜导线、铁芯及金属水套，铜导线缠绕在铁芯上，缠绕铜导线的铁芯封装在金属水套中。
本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：
本发明在低液位结晶器下端的二冷区设置行波磁场发生器，利用电磁力驱动坯壳内金属液产生强迫运动，大大改善液穴内金属液的流动性，提高铸坯温度及成分均匀性，降低凝固区间温度梯度，消除组织疏松、成分偏析、裂纹等缺陷，功能卓越、使用简洁，经济效益和社会效应显著。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1：铝合金扁锭电磁搅拌低液位铸造装置的示意图。
图中各附图标记的含义见下表：
| 附图标记 | 含义 | 附图标记 | 含义 | 附图标记 | 含义 |
| 1 | 低液位结晶器 | 2 | 行波磁场发生器 | 3 | 铸坯 |
| 4 | 糊状区 | 5 | 金属液 | 6 | 石墨环 |
具体实施方式
本发明提供了一种在二冷区施加行波磁场进行搅拌的扁锭制备新方法，通过在垂直半连铸低液位结晶器底部施加行波磁场，利用电磁力驱动坯壳内金属液产生强迫运动，提高铸坯温度及成分均匀性，减少组织疏松、成分偏析、裂纹等缺陷。
如图1所示的铝合金扁锭电磁搅拌低液位铸造装置，低液位结晶器1的内壁镶嵌一层石墨环6，并在垂直半连铸低液位结晶器1的下端、铸坯大面的一侧或两侧固定行波磁场发生器2，行波磁场发生器2包括铜导线、铁芯及金属水套，铜导线缠绕在铁芯上，缠绕铜导线的铁芯封装在金属水套中。
铝合金液达到浇铸温度时启动铸造机，调整铸造工艺参数，使金属液5在低液位结晶器1内形成具有一定厚度的坯壳，金属液5的下方为糊状区4，铸坯3出低液位结晶器3后在二冷水作用下继续凝固。当铸造稳定运行后接通与行波磁场发生器2相连的电源，施加磁场对坯壳内的金属液进行搅拌。行波磁场发生器2内通频率为1～1000Hz的三相交流电或周期为1～50秒的脉冲电，磁感应强度在10～1000毫特斯拉，通过施加行波磁场利用电磁力驱动坯壳内金属液产生强迫运动；运行过程中金属水套通水冷却。
综上所述，本发明将行波磁场发生器固定在低液位结晶器下端的二冷区，利用电磁力驱动坯壳内金属液产生强迫运动，大大提高液穴内金属液的流动性，改善铸坯温度及成分均匀性，降低凝固区间温度梯度，消除组织疏松、成分偏析、裂纹等缺陷。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (2)
1.铝合金扁锭电磁搅拌低液位铸造方法，其特征在于：在垂直半连铸低液位结晶器的下端、铸坯大面的一侧或两侧设置行波磁场发生器，铸造过程中，行波磁场发生器内通频率为1～1000Hz的三相交流电或周期为1～50秒的脉冲电，磁感应强度在10～1000毫特斯拉，通过施加行波磁场利用电磁力驱动坯壳内金属液产生强迫运动。
2.根据权利要求1所述的铝合金扁锭电磁搅拌低液位铸造方法，其特征在于：所述行波磁场发生器包括铜导线、铁芯及金属水套，铜导线缠绕在铁芯上，缠绕铜导线的铁芯封装在金属水套中。
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2009
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