CN103317126A - 一种中间包及利用中间包进行钕铁硼合金铸片浇铸的方法 - Google Patents

Abstract

一种中间包及利用中间包进行钕铁硼合金铸片浇铸的方法，属于铸片浇铸设备及技术领域。其特征在于：包括上中间包（1）和下中间包（2），上中间包（1）安装在坩埚（3）倾倒口下方用于盛接坩埚（3）中流出的合金熔体，上中间包（1）下部连通下中间包（2）上部，上中间包（1）内部安装有液位控制器（105）和上限传感器（108），下中间包（2）安装在旋转结晶器（5）一侧，下中间包（2）在靠近旋转结晶器（5）的位置开设布液出口（202），合金熔体通过布液出口（202）均匀浇筑在旋转结晶器（5）表面。具有可以净化钕铁硼合金熔体，消除熔体中杂质，保证旋转结晶器上合金熔体均匀浇铸等有益效果。

Description

一种中间包及利用中间包进行钕铁硼合金铸片浇铸的方法

技术领域

一种中间包及利用中间包进行钕铁硼合金铸片浇铸的方法，属于铸片浇铸设备及技术领域，具体涉及一种中间包及利用中间包进行合金铸片浇铸的技术工艺。 

背景技术

钕铁硼永磁合金，具有十分优异的永磁特性，在钕铁硼永磁合金中，Nd2Fel4B相占总体积的90％以上，其他是富钕相、富硼相以及金属钕的氧化物如Nd2O3等，钕铁硼永磁合金也被称之为第三代稀土永磁合金。目前随着烧结钕铁硼磁体制造行业中真空速凝（strip casting）工艺的推广应用，钕铁硼合金铸片的质量对烧结钕铁硼磁体的性能有很大的影响，如何控制真空速凝铸片炉内旋转结晶器浇铸速度以及有效控制合金熔体中杂质的溢出，对高性能钕铁硼磁体的制备有非常重要的意义。目前通用的方案是通过坩埚直接将合金熔体倾倒至旋转结晶器上，在坩埚内设置角度传感器，通过角度传感器来控制坩埚倾倒角度，由于坩埚倾倒角度不同，合金熔体的流速也不同，从而达到控制合金熔体流速的目的，但这种坩埚直接倾倒的方式，容易受到熔炼过程中坩埚造渣原因的变形等原因的制约，不能够保证每次浇铸过程中倾倒至旋转结晶器上的合金熔体的流量的一致性，使合金熔体浇筑不均匀，并且合金熔体中掺杂部分渣子等杂质，对产品的一致性和产品品质都造成了潜在的不良影响。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种具有净化钕铁硼合金熔体，消除熔体中杂质，保证旋转结晶器上合金熔体均匀浇铸的中间包以及利用中间包进行钕铁硼合金铸片浇铸的方法。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种中间包，其特征在于：包括上中间包和下中间包，上中间包安装在坩埚倾倒口下方用于盛接坩埚中流出的合金熔体，上中间包下部连通下中间包上部，上中间包内部安装有液位控制器和上限传感器，下中间包安装在旋转结晶器一侧，下中间包在靠近旋转结晶器的位置开设布液出口，合金熔体通过布液出口均匀浇筑在旋转结晶器表面。液位控制器和上限传感器可控制合金熔体的液位保持在一定高度。 

所述的上中间包为上部开口的方形容器，由前、后板、底板及两个侧板合围而成，底板上方竖直固定一挡渣孔板，挡渣孔板与前板及侧板合围形成一三角区域，在三角区域内的底板上贯穿开有浇筑口；挡渣孔板可挡住坩埚中流下的渣子。 

所述的下中间包为一密闭的方形容器，下中间包上部开有可连通浇筑口的承液口，所述布液出口开设在下中间包前侧下部。布液出口呈长条状，可使合金熔体均匀流出。 

优选的，所述的浇筑口和承液口的中心位于同一条竖直线上。 

优选的，所述的前板的高度大于后板的高度。 

所述的挡渣孔板下部与底板连接在一起，下部连接处并排设有多个可以容合金熔体通过的孔。合金熔体进入上中间包后经过挡渣孔板然后通过浇筑口进入下中间包。 

利用中间包进行钕铁硼合金铸片浇铸的方法，其特征在于：包括如下步骤， 

1、倾动坩埚，使坩埚中的合金熔体快速倾倒在上中间包内；

2、上中间包内合金熔体液位持续升高并达到液位控制器下限时，浇铸液压系统开启自动工作，合金熔体通过浇筑口进入下中间包，再通过布液出口均匀浇筑到旋转结晶器表面；

3、当合金熔体液位接近上限传感器位置时，上限传感器反馈给浇铸液压系统，控制浇筑液压系统减速直至停止，当合金熔体液位下降至液位控制器下限时，再次通过倾动坩埚对上中间包内的合金熔体进行补充，通过使合金熔体液位保持在上中间包内一定高度范围，并通过温度的镇静作用来保证下中间包内合金熔体流速均匀。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是： 

1、上中间包安装在坩埚前下方并可盛接坩埚中流出的合金熔体，上中间包内部安装有液位控制器和上限传感器，上中间包通过浇筑口连通下中间包，下中间包与旋转结晶器的最接近部位开设布液出口，液位控制器和上限传感器的设置可以使上中间包内部的合金熔体在工作过程中保持一定高度范围，使从上中间包进入下中间包的合金熔体的流量保持一致，从而保证下中间包浇筑到旋转结晶器表面的合金熔体流量一致，实现均匀浇铸，避免了坩埚中的合金熔体直接浇筑到旋转结晶器造成的浇筑不均等缺陷，保证了旋转结晶器上浇铸速度和浇筑量的一致性，大大提高浇筑的合金铸片质量；

2、该中间包虽然结构简单，但大大提高了钕铁硼合金的产品质量，经多次试验显示，该中间包可以保证浇铸速度45~50kg/min恒定控制，钕铁硼合金铸片厚度在0.25~0.35mm之间的制品占全部制品的85%以上，说明利用该中间包进行钕铁硼合金浇筑的方法能充分保证合金熔体浇筑均匀，有效提高产品质量，使产品更具有竞争力；

3、上中间包内腔安装挡渣装置，可以拦下从坩埚进入合金熔体内的渣子，防止渣子浇筑到旋转结晶器表面，从而净化钕铁硼合金熔体，消除合金熔体中杂质，提高产品的一致性以及产品质量品质。

附图说明

图1是钕铁硼合金铸片浇筑炉结构侧视图。 

图2是图1的A-A向剖视图。 

图3是上中间包的主视图。 

图4是上中间包的俯视图。 

图5是上中间包的轴测图。 

图6是下中间包的轴测图。 

其中：1、上中间包  101、前板  102、后板  103、底板  104、侧板  105、液位控制器  106、挡渣孔板  107、浇筑口  108、上限传感器  2、下中间包  201、承液口  202、布液出口 3、坩埚  4、二次冷却器  5、旋转结晶器  6、坩埚感应器  7、炉门  8、炉体  9、冷却箱。 

具体实施方式

图1~6是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~6对本发明做进一步说明。 

参照附图1、2：该中间包，应用于钕铁硼合金铸片浇筑炉内，钕铁硼合金铸片浇筑炉包括炉体8和冷却箱9，冷却箱9内安装二次冷却器4。炉体8外设有炉门7，炉体8内安装坩埚3，坩埚3中设有坩埚感应器6，坩埚3开口侧的下方安装旋转结晶器5，该中间包安装在坩埚3和旋转结晶器5之间，合金熔从坩埚3倾出后，依次经中间包、旋转结晶器5进入下方的冷却箱9。 

该中间包包括上中间包1和下中间包2，上中间包1安装在坩埚3前下方可盛接坩埚3中流出的合金熔体，上中间包1下部通过浇筑口107连通下中间包2上部，下中间包2安装在旋转结晶器5的一侧并在与旋转结晶器5的最接近部位开设布液出口202，合金熔体可通过布液出口202均匀浇筑在旋转结晶器5表面。 

参照附图3~5，上中间包1为上部开口的方形容器，由前、后板101、102、底板103及两个侧板104合围而成，前板101的高度大于后板102的高度。上中间包1内部安装有液位控制器105和上限传感器108，底板103上方设有挡渣孔板106，挡渣孔板106下部与底板103连接在一起，下部连接处并排设有多个可以容合金熔体通过的孔。挡渣孔板106与前板101及侧板104合围形成一三角区域，在三角区域内的底板103上贯穿开有浇筑口107。 

参照附图6，下中间包2为一密闭的方形容器，下中间包2宽度与上中间包1相同，下中间包2上部开有可连通浇筑口107的承液口201，下中间包2前侧下部开有一条布液出口202。 

该中间包，也可以改变挡渣孔板106的布置方向，使挡渣孔板106将上中间包1的内腔隔成两个矩形区域，合金熔体首先进入其中一个矩形区域内，再经过挡渣孔板106挡渣后从浇筑口107流出。 

利用中间包进行钕铁硼合金铸片浇铸的方法，包括如下步骤， 

1、倾动坩埚3，使坩埚3中的合金熔体快速倾倒在上中间包1内；

2、上中间包1内合金熔体液位持续升高并达到液位控制器105下限时，浇铸液压系统开启自动工作，合金熔体通过浇筑口107进入下中间包2，再通过布液出口202均匀浇筑到旋转结晶器5表面；

3、当合金熔体液位接近上限传感器108位置时，上限传感器108反馈给浇铸液压系统，控制浇筑液压系统减速直至停止，当合金熔体液位下降至液位控制器105下限时，再次通过倾动坩埚3对上中间包1内的合金熔体进行补充，通过使合金熔体液位保持在上中间包1内一定高度范围，并通过温度的镇静作用来保证下中间包2内合金熔体流速均匀。

采用上述方法，制备得到下述钕铁硼合金铸片： 

实例1

制备生产牌号为50H的烧结钕铁硼。配料：镨钕为29wt%，硼铁合金为5.04wt%，镝铁合金为1.2wt%、钴为0.6wt%、铝为0.2wt%、铜为0.1wt%、镓为0.2wt%、剩余为铁，总重量达到600kg，经真空感应中频熔炼炉1400℃以上熔化，温度在1400℃±10℃进行浇铸，浇铸时间为9~16min，控制上中间包1中熔体液位高度在5mm-60mm之间，下中间包2的布液出口高度5mm，宽度400mm，可以保证浇铸速度45~50kg/min恒定控制，铸后导入氩气二次搅拌冷却至40℃以下出炉，取样检测铸片厚度在0.25~0.35mm之间的制品占全部制品的86%，而且产品飞边卷边现象完全消失，说明利用该中间包进行钕铁硼合金浇筑的方法能充分保证合金熔体浇筑均匀。经后续工序氢碎-气流-压型-烧结-时效后得到产品性能剩磁（Br）14.2 kGs，矫顽力（Hcj）18.1 kOe与未使用此中间包同样浇铸温度下得到的产品性能剩磁（Br）13.8 kGs，矫顽力（Hcj）16.9 kOe相比使用此中间包后剩磁（Br）提高0.4 kGs，矫顽力（Hcj）提高1.2 kOe。

实例2 

制备生产牌号为38SH的烧结钕铁硼。配料：镨钕为31.7wt%，硼铁合金为4.9wt%，镝铁合金为1.9wt%、钴为1.2wt%、铝为1wt%、铜为0.2wt%、镓为0.1wt%、剩余为铁，总重量达到600kg，经真空感应中频熔炼炉1450℃以上熔化，温度在1450℃±10℃进行浇铸，浇铸时间为9~16min，控制上中间包1中熔体液位高度在5mm-60mm之间，下中间包2的布液出口高度5mm,宽度400mm，可以保证浇铸速度45~50kg/min恒定控制，铸后导入氩气二次搅拌冷却至40℃以下出炉，取样检测铸片厚度在0.25~0.35mm之间的制品占全部制品的89%，而且产品飞边卷边现象完全消失，说明利用该中间包进行钕铁硼合金浇筑的方法能充分保证合金熔体浇筑均匀。经后续工序氢碎-气流-压型-烧结-时效后得到产品性能剩磁（Br）12.7 kGs，矫顽力（Hcj）22.5 kOe与未使用此中间包同样浇铸温度下得到的产品性能剩磁（Br）12.5 kGs，矫顽力（Hcj）21 kOe相比使用此中间包后剩磁（Br）提高0.5 kGs，矫顽力（Hcj）提高1.5 kOe。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。 

Claims (6)

1.一种中间包，其特征在于：包括上中间包（1）和下中间包（2），上中间包（1）安装在坩埚（3）倾倒口下方用于盛接坩埚（3）中流出的合金熔体，上中间包（1）下部连通下中间包（2）上部，上中间包（1）内部安装有液位控制器（105）和上限传感器（108），下中间包（2）安装在旋转结晶器（5）一侧，下中间包（2）在靠近旋转结晶器（5）的位置开设布液出口（202），合金熔体通过布液出口（202）均匀浇筑在旋转结晶器（5）表面。

2.根据权利要求1所述的一种中间包，其特征在于：所述的上中间包（1）为上部开口的方形容器，由前、后板（101、102）、底板（103）及两个侧板（104）合围而成，底板（103）上方竖直固定一挡渣孔板（106），挡渣孔板（106）与前板（101）及侧板（104）合围形成一三角区域，在三角区域内的底板（103）上贯穿开有浇筑口（107）；

所述的下中间包（2）为一密闭的方形容器，下中间包（2）上部开有可连通浇筑口（107）的承液口（201），所述布液出口（202）开设在下中间包（2）前侧下部。

3.根据权利要求2所述的一种中间包，其特征在于：所述的浇筑口（107）和承液口（201）的中心位于同一条竖直线上。

4.根据权利要求2所述的一种中间包，其特征在于：所述的前板（101）的高度大于后板（102）的高度。

5.根据权利要求2所述的一种中间包，其特征在于：所述的挡渣孔板（106）下部与底板（103）连接在一起，下部连接处并排设有多个可以容合金熔体通过的孔。

6.一种利用权利要求1~4任一项所述的中间包进行钕铁硼合金铸片浇铸的方法，其特征在于：包括如下步骤，

（6．1）、倾动坩埚（3），使坩埚（3）中的合金熔体快速倾倒在上中间包（1）内；

（6．2）、上中间包（1）内合金熔体液位持续升高并达到液位控制器（105）下限时，浇铸液压系统开启自动工作，合金熔体通过浇筑口（107）进入下中间包（2），再通过布液出口（202）均匀浇筑到旋转结晶器（5）表面；

（6．3）、当合金熔体液位接近上限传感器（108）位置时，上限传感器（108）反馈给浇铸液压系统，控制浇筑液压系统减速直至停止，当合金熔体液位下降至液位控制器（105）下限时，再次通过倾动坩埚（3）对上中间包（1）内的合金熔体进行补充，通过使合金熔体液位保持在上中间包（1）内一定高度范围，并通过温度的镇静作用来保证下中间包（2）内合金熔体流速均匀。

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