CN102211175A - 一种复层管坯的水平电磁连续铸造装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种复层管坯的水平电磁连续铸造装置及方法，属于有色金属加工制备技术领域。本发明是在结晶器与石墨芯之间设置环形石墨挡板，在结晶器外侧，石墨挡板中部位置安装旋转磁场发生器，连铸过程中，外层金属液首先浇入结晶器与石墨挡板形成的空腔内，同时启动旋转磁场，以一定速率牵引引锭头，当牵引出一定长度的外层金属壳时，打开控制阀门，浇入内层金属液，以恒定速度拉出，线圈产生的电磁力或洛伦兹力驱动驱动结晶器内液体金属的流动，促进结晶器内的液体金属沿周向均匀地凝固，获得凝固组织均匀、无裂纹、偏析等铸造缺陷的复层管坯。在汽车、舰船、航空航天、石油化工、电子、核工业等领域有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于金属材料制备领域，特别涉及到复层管坯的水平电磁连续铸造方法。
背景技术
复层材料是利用复合技术使两种或两种以上物理、化学、力学性能不同的金属在界面上实现牢固结合而制备的一种新型复合材料，能有效地结合其组成原料的各自优点以及在不同部位与侧面具有不同的性能，具有良好的可设计性和高的机械性能，在保持母材金属特性的同时具有“相补效应”，可以弥补各自的不足，经过恰当的组合易于形成优异的综合性能，被广泛的应用于汽车、飞机、环保设备和化工设备等方面。
金属管材是一种具有高附加值的经济型材，在国民经济中占有十分重要的地位。随着世界经济的快速发展和人们物质生活水平的提高，对金属管材的质量提出了越来越高的要求，单一性能材料构成的管材已经不能满足要求，因此发展复层管材等先进制备技术以确保其技术性能的提高已成为一种必然。
传统复层管材的制备方法主要是通过浸渗、刷涂等途径在金属管基材外面制成复合涂层，其性能和应用有限。新型制备方法有离心铸造法，焊接法等。离心铸造法是将金属液直接浇注入离心铸型，在旋转的铸型内凝固，可以直接得到空心金属管坯。离心自蔓延法制备陶瓷内衬复合钢管是基于铝热反应原理实现的，将铝热剂置于钢管内，固定在离心机上，使离心机达到一定转速后，将铝热剂点燃，铝热剂发生燃烧反应放出大量的热使得燃烧合成产物熔化。熔融态生成物在离心力作用下，根据其密度不同而相互分离，冷却之后形成了具有过渡层和内衬的复合钢管。但是该法生产的管坯内部质量差，晶粒粗大，导致管坯的强度低、塑性差，同时自蔓延烧结过程较难于控制。
专利92235843.5介绍了一种复层钢管的制备方法，其特征在于根据工状条件的不同，在钢管表面施加不同的涂层，合金涂层表面涂覆金属陶瓷面层来封闭涂层的微孔，然后经过高能量处理使基材与合金涂层，合金涂层与金属陶瓷面层熔为一体呈冶金结合。但是该方法工艺复杂，界面无法实现均匀良好的结合。专利200710028901.1提出了一种连续焊接外不锈钢复层金属复合管的制造方法，其特征在于根据复合管管径确定金属带卷的宽度尺寸，然后开卷，冷轧成型，焊接成管，精整后切割。这种方法工艺简单，成本较低，但是界面为机械结合，界面结合强度低，对原材料金属带卷的性能要求较高，且焊接后造成管材内部组织和应力分布的不均匀。专利200610112817提出了一种包复材料水平连铸直接复合成形设备与工艺，主要工艺为包覆层金属由包覆层金属控温坩埚保温，流经包覆层金属保温腔后，注入由包覆层金属结晶器和芯部金属液浇注管形成的铸型中凝固成包覆层金属管；芯部金属在已凝固的包覆层金属管中凝固，并与包覆层金属管形成复合铸锭；复合铸锭经过二次冷却装置冷却后通过牵引机构连续引出。但是该方法只能生产棒材，若需要管材还需后续加工，设备结构较复杂，而且没有施加电磁场，铸锭的组织均匀性有待提高。
发明内容
本发明提供了一种生产高质量复层管坯的水平电磁连续铸造装置及方法，用该方法可以生产出组织均匀，晶粒细小，界面清晰，表面光洁的复层管坯。
本发明的技术解决方案是：
一种复层管坯的水平电磁连续铸造装置，在结晶器与石墨芯之间设置环形石墨挡板，以隔离内外层金属液，挡板的长度可根据实验条件进行调节。通过调节石墨挡板的内径还可以调节所获得的管坯内外层之间的厚度比例。
在结晶器外侧，石墨挡板中部位置安装旋转磁场发生器，其产生的电磁力使液体金属均匀地充型，形成均匀的外层坯壳。
使用上述装置的水平电磁连续铸造方法：水平连铸时，外层金属液首先浇入结晶器与石墨挡板形成的空腔内，同时启动旋转磁场，牵引系统牵引引锭头，当牵引出外层金属壳时，再打开控制阀门，浇入内层金属液，以恒定速度拉出。旋转磁场产生的电磁力或洛伦兹力驱动结晶器内液体金属的流动，促进结晶器内的液体金属沿周向均匀地凝固，获得凝固组织均匀、无裂纹、偏析等铸造缺陷的复层管坯。
本发明的有益效果：在结晶器外侧安装旋转磁场发生器，使外层金属液能均匀地形成坯壳。用两种金属液直接水平连续铸造出复层管坯，保证了界面具有良好的冶金结合。可以生产大口径的管坯，显著降低了复层管坯材料的生产成本，工艺过程简单，易于实现大批量连续生产。
附图说明
附图1是复层管坯水平电磁连续铸造装置的结构示意图。
图中：1内层金属液，2外层金属液，3旋转磁场发生器，4环形石墨挡板，5冷却水，6冷却铜套，7石墨结晶器，8复层管坯，9牵引系统，10石墨芯，11控制阀门。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。
步骤1：实验装置准备
结晶器7与石墨芯10之间设置好环形石墨挡板4，在结晶器7外侧，石墨挡板4中部位置安装旋转磁场发生器3，然后将石墨结晶器连同冷却系统安装到保温炉上。旋转磁场发生器3由导线缠绕在铁心上制成，外部由金属壳封闭，内部通冷却水。
步骤2：铝合金坯料熔炼和保温
将3003铝合金和4004铝合金分别作为外层金属液2和内层金属液1，用感应炉分别将它们加热至700～750℃，精炼去气后保温待用。
步骤3：复层管坯的水平电磁连续铸造
将引锭头伸入结晶器7内适当位置，当保温炉内的外层金属液2达到710～750℃时，开动牵引机9，同时启动旋转磁场发生器3，当外层金属拉出10～40mm长时，打开控制阀门11，浇入内层金属1，同时控制拉速为150～500mm/min，直至保温炉内金属液浇注完毕，停止铸机，关闭冷却系统，切断电源。
步骤4：复层管坯质量检验
在复层管坯8中部切取一段式样，将断面抛光、腐蚀后观察金相组织，可以看到施加旋转磁场的管坯内、外层分别为4004和3003铝合金，有清晰的界面，表面光洁，凝固组织周向均匀性显著提高。
Claims (2)
1.一种复层管坯的水平电磁连续铸造装置，其特征是在石墨结晶器(7)与石墨芯(10)之间设置环形石墨挡板(4)；通过调节石墨挡板(4)的内径调节所获得的管坯内外层之间的厚度比例；在石墨结晶器(7)外侧，环形石墨挡板(4)中部位置安装旋转磁场发生器(3)。
2.使用权利要求1所述装置的水平电磁连续铸造方法，其特征在于，水平连铸时，外层金属液(2)首先浇入石墨结晶器(7)与石墨挡板(4)形成的空腔内，同时启动旋转磁场，牵引系统(9)牵引引锭头，当牵引出外层金属壳时，再打开控制阀门(11)，浇入内层金属液(1)，以恒定速度拉出，获得连铸复层管坯(8)。
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|---|---|
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103706773A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-04-09 | 陕西同心连铸管业科技有限公司 | 空心铸铁管材及其垂直连铸方法和专用设备 |
| CN104128574A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-11-05 | 武汉泛洲中越合金有限公司 | 水平连铸铸造装置 |
| CN104889353A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-09-09 | 江苏华旺科技有限公司 | 一种镍包铜复合材料连铸工艺 |
| CN106984782A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-07-28 | 燕山大学 | 一种脉冲电流辅助多金属复合管水平连铸装置 |
| CN108015242A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-11 | 中铁建电气化局集团康远新材料有限公司 | 一种大长度大直径高强度高导新型复合线材的生产设备及其工艺 |
| CN108015246A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-11 | 中铁建电气化局集团康远新材料有限公司 | 一种大塑性等通道直角铜钢复合接触线连铸连续挤压设备及其工艺 |
| CN108677042A (zh) * | 2018-05-26 | 2018-10-19 | 孟静 | 高温合金的熔炼与成型装置 |
| CN108707768A (zh) * | 2018-05-26 | 2018-10-26 | 孟静 | 高温合金的熔炼与成型方法 |
| CN113124239A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-16 | 广东恒达胶管制品有限公司 | 一种耐候性复合管材及其加工装置以及加工工艺 |
| CN113441696A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-28 | 佛山市三水凤铝铝业有限公司 | 一种双金属管的铸造设备及其铸造方法 |
| CN116140570A (zh) * | 2022-10-14 | 2023-05-23 | 大连理工大学 | 一种电磁搅拌装置及水平连续铸造装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201799586U (zh) * | 2010-04-02 | 2011-04-20 | 绍兴文理学院 | 双金属连铸结晶装置 |
-
2011
- 2011-05-24 CN CN 201110136244 patent/CN102211175A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201799586U (zh) * | 2010-04-02 | 2011-04-20 | 绍兴文理学院 | 双金属连铸结晶装置 |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103706773A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-04-09 | 陕西同心连铸管业科技有限公司 | 空心铸铁管材及其垂直连铸方法和专用设备 |
| CN104128574A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-11-05 | 武汉泛洲中越合金有限公司 | 水平连铸铸造装置 |
| CN104889353A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-09-09 | 江苏华旺科技有限公司 | 一种镍包铜复合材料连铸工艺 |
| CN106984782B (zh) * | 2017-04-13 | 2019-05-28 | 燕山大学 | 一种脉冲电流辅助多金属复合管水平连铸装置 |
| CN106984782A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-07-28 | 燕山大学 | 一种脉冲电流辅助多金属复合管水平连铸装置 |
| CN108015242A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-11 | 中铁建电气化局集团康远新材料有限公司 | 一种大长度大直径高强度高导新型复合线材的生产设备及其工艺 |
| CN108015246A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-11 | 中铁建电气化局集团康远新材料有限公司 | 一种大塑性等通道直角铜钢复合接触线连铸连续挤压设备及其工艺 |
| CN108015246B (zh) * | 2017-12-28 | 2023-10-27 | 中铁建电气化局集团康远新材料有限公司 | 等通道直角铜钢复合接触线连铸连续挤压设备及其工艺 |
| CN108677042A (zh) * | 2018-05-26 | 2018-10-19 | 孟静 | 高温合金的熔炼与成型装置 |
| CN108677042B (zh) * | 2018-05-26 | 2019-08-16 | 辽宁宏基电力设备制造有限公司 | 高温合金的熔炼与成型装置 |
| CN108707768B (zh) * | 2018-05-26 | 2019-08-30 | 圣航粉末冶金河北有限公司 | 高温合金的熔炼与成型方法 |
| CN108707768A (zh) * | 2018-05-26 | 2018-10-26 | 孟静 | 高温合金的熔炼与成型方法 |
| CN113124239A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-16 | 广东恒达胶管制品有限公司 | 一种耐候性复合管材及其加工装置以及加工工艺 |
| CN113441696A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-28 | 佛山市三水凤铝铝业有限公司 | 一种双金属管的铸造设备及其铸造方法 |
| CN116140570A (zh) * | 2022-10-14 | 2023-05-23 | 大连理工大学 | 一种电磁搅拌装置及水平连续铸造装置 |
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