CN110238356B - 用于铝锂合金dc铸造的熔体浇注装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注装置及方法，装置包括氩气控制单元、顶板单元、吹氩单元、液位检测单元、导流单元和坩埚；方法之一为：坩埚熔炼铝合金液，压入固态金属锂，吹氩气后抽真空，氩气加压，铝锂合金液经导流管流入结晶器，进行连铸；方法之二为：中频炉熔炼铝合金液，经导流管导入坩埚，向坩埚压入固态金属锂，吹氩气后抽真空，氩气加压，铝锂合金液经导流管流入结晶器，进行连铸；方法之三为：中频炉熔炼铝锂合金液，经导管导入导入坩埚，吹氩气后抽真空，氩气加压，铝锂合金液经导流管流入结晶器，进行连铸；本发明的方法可实现熔体的全保护流动，保证熔体不污染，又可以实现恒流量浇注，保证熔体稳定流动，铸造稳定运行。

Description

用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注装置及方法

技术领域

本发明属于材料加工成型制造技术领域，具体涉及一种用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注装置及方法。

背景技术

铝锂合金由于高比强和高比刚度，在航天、航空领域的飞行器中得到大量应用；铝锂合金制备的关键技术是合金的熔铸；在DC铸造（直接水冷铸锭法铸造）过程中，由于液态的铝锂合金活性高，极易与空气中的水汽反应，与氧形成氧化物夹渣，而氢吸入熔体内；液态铝锂合金表面形成的氧化物，疏松且脆，空气从其微孔和裂纹浸入，加速了氧化，加剧了吸氢，所以，铝锂合金从静置炉到结晶器的浇注方法十分重要。

目前，铝锂合金从坩埚（或静置炉）到结晶器的浇注方法主要有3种；第一种方法是短溜槽，从坩埚导出的铝锂合金熔体经溜槽进入结晶器，熔体上面施加氩气保护；第二钟方法是从坩埚底部放流，采用金属导流管，管内施加氩气保护，这二种方法保护不完全，氩气耗量大；第三种方法是采用导流管，虹吸的方法将坩埚或静置炉中的铝锂合金液吸到结晶器中，在出口施加氩气保护。

采用导流管虹吸的方法的问题是氩气施加在一个开口空间，没有足够的压力，不能完全隔离空气，氧化还要发生；更重要的是铝锂合金熔体流动不稳定，因此液面波动，波动的液面一方面可能有新鲜熔体暴露，被氧化，更重要的是波动的液面极易将氧化物裹入到熔体中，形成夹渣，降低铸锭冶金质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注装置及方法，利用封闭空间施加氩气，利用氩气压力控制熔体流出，实现熔体的全保护恒流量浇注。

本发明的用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注装置包括氩气控制单元、顶板单元、吹氩单元、液位检测单元、导流单元和坩埚；氩气控制单元的储气瓶出气口外部设有压力表、流量表和导气软管，导气软管的后端与进气管插接，导气软管上装配有恒流控制阀和三位四通换向阀，三位四通换向阀还分别通过管道与真空泵和吹氩单元的吹氩阀门连通；进气管固定在顶板单元的顶板上，且底端设置在坩埚内合金熔体的上方；顶板单元固定安装在坩埚顶部；吹氩单元的吹氩管穿过顶板插入坩埚内部，吹氩管底端的端板上设有若干通孔，吹氩单元的法兰盘固定安装在顶板上，吹氩单元的法兰盘上还设有快速泄压阀和限压阀，吹氩管顶部设有吹氩阀门；液位检测单元通过密封压紧装置固定在顶板上；导流单元的法兰盘固定安装在顶板上，导流单元的导流管位于坩埚外部分的外壁上包覆保温套，导流管的前部延伸出保温套并穿过顶板插入坩埚内，导流管的前端设置在坩埚内合金熔体的下部，导流管的后部延伸出保温套后端；导流管的前部与导线管并排固定在一起，导线管底端穿过顶板插入坩埚内下部，导线管顶端设有接线端子，导线管内设有内加热导线，内加热导线通过接线端子与外加热导线串联，接线端子与导线管之间通过接线绝缘板绝缘，内加热导线的下端与导线管底部连接，内加热导线与导线管内壁之间填充有绝缘粉；外加热导线与电源箱的低压电源一极连接；低压电源的另一极通过地线与地线端子连接，地线端子装配在导流管后部侧壁上；保温套内靠近导流管出口端的一侧设有导流管热电偶，导流管热电偶通过数据线与电源箱内的控温表装配在一起。

上述装置中，导流单元的法兰盘上还设有熔体热电偶，熔体热电偶的底端插入坩埚内部，熔体热电偶通过数据线与电源箱内的控温表装配在一起。

上述装置中，外加热导线、内加热导线、导线管底端、导流管、地线和电源箱的低压电源构成导流管加热回路。

上述装置中，储气瓶内的变色硅胶放置在多孔挡板上，多孔挡板位于储气瓶底部的进气口和底板之间，进气口与气源连通；其中变色硅胶填充在进气口和出气口之间，变色硅胶堆积空间占储气瓶总容积的60%以上。

上述装置中，进气管是通过法兰盘固定在顶板上，该法兰盘通过石墨盘根与顶板密封连接，并通过螺栓紧固。

上述装置中，吹氩单元的法兰盘通过石墨盘根与顶板密封连接，通过螺栓紧固；顶板上与吹氩单元相连的通孔称为顶板圆孔；吹氩单元的限压阀，用于限制坩埚内部的压力；快速泄压阀安装在限压阀上，用于紧急情况下卸掉氩气压力。

上述装置中，导流单元的法兰盘通过石墨盘根与顶板密封连接，通过螺栓紧固。

上述装置中，顶板通过石墨盘根与坩埚密封连接，坩埚上设有多个销轴，顶板边部设有多个凹槽；每个销轴与一个T形杆的底端铰接，每个T形杆的杆体穿过顶板边部的凹槽，T形杆的杆头和顶板之间插有楔形块，楔形块和T形杆将顶板紧固在坩埚上。

上述装置中，液位检测单元包括测位杆，顶板上表面固定有密封螺套，测位杆插入密封螺套内并穿过顶板插入坩埚内部，测位杆位于套筒内的部分设有绝缘套，密封压紧盖套在测位杆外，且与密封螺套的外壁通过螺纹连接，密封压紧盖的中孔与测位杆之间的缝隙填充有绝缘粉，密封压紧盖的底面和密封螺套顶面之间填充有绝缘粉，密封螺套与绝缘套之间填充有绝缘粉，密封压紧盖通过密封螺套及绝缘粉将测位杆和绝缘套固定压紧；测位杆顶端通过测位导线依次与电流表、显示灯和电源的一极串联，该电源位于电源箱内，该电源的另一极通过导线与导线管的上部连接；电源、电流表、显示灯、测位杆、坩埚内的合金熔体和导线管通过导线构成液位检测导电回路。

上述装置中，三位四通换向阀位于恒流控制阀和进气管之间。

上述的保温套的材质为硅酸铝。

上述的坩埚材质为不锈钢，坩埚内部涂覆有铝锂合金熔炼炉的不锈钢坩埚涂料。

上述的铝锂合金熔炼炉的不锈钢坩埚涂料为申请号201811106492.7的专利申请公开的涂料。

上述的测位杆材质为钨。

上述的测位杆的底端距离坩埚底板20~50mm。

上述的导流管材质为钛或TC4钛合金。

上述的吹氩管的端板上的通孔孔径Φ0.5~1mm。

上述的绝缘粉材质为云母粉。

上述的变色硅胶为颗粒状，粒径在4~8mm。

上述的多孔挡板的孔径小于变色硅胶的最小粒径。

本发明的用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注方法之一是采用上述装置，按以下步骤进行：

（1）准备纯铝、中间合金、金属锂和其他纯金属组分；先将纯铝及中间合金置于坩埚中，加热到熔化，升温到预定温度，再加入其他纯金属组分，除气后加覆盖剂，坩埚内的熔体为铝合金液；

（2）预先通过氩气气源将储气瓶内的空气排出，并向储气瓶内充入氩气；

（3）将氩气控制单元的进气管，液位检测单元的测位杆和导流单元的导流管以及导线管安装固定在顶板上，再将顶板安装固定在坩埚上；通过液位检测单元检测坩埚内铝合金液的液面位置；

（4）将已装入压罩中的金属锂，通过安装吹氩管的顶板圆孔压入到铝合金液中；然后将吹氩单元安装固定在顶板圆孔上，吹氩管穿过顶板圆孔插入坩埚内；此时吹氩管底端位于坩埚内的铝合金液的下部，进气管的底端位于铝合金液的液面上方，导线管的底端和导流管前部的底端位于液位检测单元的测位杆底端的下方；坩埚外的保温装置对坩埚加热保温，金属锂熔化到铝合金液中，形成铝锂合金液；

（5）在快速泄压阀开启的情况下，接通液位检测单元的电源；调整三位四通换向阀将吹氩阀门与恒流控制阀连通，开启恒流控制阀和吹氩阀门通过吹氩管端板上的通孔向铝锂合金液中吹氩气，吹氩压力为0.1~0.3MPA，吹氩时间为10~20min，氩气呈细小气泡从铝锂合金底部上浮出铝锂合金液面，然后通过快速泄压阀排放到空气中；吹氩结束后将关闭吹氩阀门和快速泄压阀，调整三位四通换向阀使坩埚与真空泵连通，通过真空泵对坩埚抽真空至500~1000Pa，再保持抽真空5~15min，然后调节三位四通换向阀使坩埚与恒流控制阀连通；

（6）开启电源箱的低压电源对导流管加热，通过保温热电偶测量导流管的温度，控制导流管温度为680~700℃；

（7）通过熔体热电偶检测坩埚内铝锂合金液的温度，当铝锂合金液温度为700~720℃时，调整三位四通换向阀将恒流控制阀与坩埚连通；将导流管末端插进结晶器；调节恒流控制阀到设定的流量；

（8）开启恒流控制阀，使储气瓶内的氩气通过导气软管进入坩埚；坩埚内的铝锂合金液在氩气压力作用下，经导流管流入结晶器；当结晶器内铝锂合金液的液位达到预定高度时，开启连铸结晶机进行连铸；

（9）当液位检测单元检测到铝锂合金液与测位杆脱离时，关闭恒流控制阀，完成熔体浇注。

本发明的用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注方法之二是采用上述装置，按以下步骤进行：

（1）准备纯铝、中间合金、金属锂和其他纯金属组分；先将纯铝、中间合金和其他纯金属组分用中频炉熔炼，然后净化保温；中频炉内的熔体为铝合金液；

（2）预先通过氩气气源将储气瓶内的空气排出，并向储气瓶内充入氩气；

（3）将氩气控制单元的进气管，液位检测单元的测位杆和导流单元的导流管以及导线管安装固定在顶板上，再将顶板安装固定在坩埚上，在顶板圆孔上安装钢板，通过石墨盘根密封且用螺栓固定；

（4）开启电源箱的低压电源对导流管加热，通过保温热电偶测量导流管的温度，控制导流管温度为680~700℃；

（5）在吹氩阀门关闭的情况下，调整三位四通换向阀使真空泵与坩埚连通，此时恒流控制阀与坩埚隔断；在导流管插入中频炉内铝合金液的情况下，通过真空泵抽真空，使中频炉内的铝合金液通过导流管进入坩埚；接通液位检测单元的电源，通过液位检测单元的测位杆确定坩埚内铝合金液的液面达到设定位置，再调整三位四通换向阀将真空泵与坩埚隔断；

（6）拆除顶板圆孔上的钢板，将已装入压罩中的金属锂，通过顶板圆孔压入到铝合金液中；然后将吹氩单元安装固定在顶板圆孔上，吹氩管穿过顶板圆孔插入坩埚内，此时吹氩管底端位于坩埚内的铝合金液的下部，进气管的底端位于铝合金液的液面上方，导线管的底端和导流管前部的底端位于液位检测单元的测位杆底端的下方；通过坩埚外的保温装置对坩埚加热保温，使金属锂熔化到铝合金液中，形成铝锂合金液；

（7）在快速泄压阀开启的情况下，调整三位四通换向阀使吹氩阀门和恒流控制阀连通，开启恒流控制阀和吹氩阀门通过吹氩管向铝锂合金液中吹氩气，吹氩压力为0.1~0.3MPa，时间为10~20min，氩气呈细小气泡从铝锂合金底部上浮出铝锂合金液面，再通过快速泄压阀排放到空气中；吹氩结束后将关闭吹氩阀门、恒流控制阀和快速泄压阀，调整三位四通换向阀使坩埚与真空泵连通，通过真空泵对坩埚抽真空至500~1000Pa，保持抽真空5~15min，然后调节三位四通换向阀使坩埚与恒流控制阀连通；

（8）通过熔体热电偶检测坩埚内铝锂合金液的温度，当铝锂合金液温度为700~720℃时，将导流管末端插进结晶器；调节恒流控制阀到设定的流量；

（9）开启恒流控制阀，将储气瓶内的氩气通过导气软管排入坩埚；坩埚内的铝锂合金液在氩气压力作用下，经导流管流入结晶器；当结晶器内铝锂合金液的液位达到预定高度时，开启连铸结晶机进行连铸；

（10）当液位检测单元检测到铝锂合金液与测位杆脱离时，关闭恒流控制阀，完成熔体浇注。

本发明的用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注方法之三是采用上述装置，按以下步骤进行：

（1）准备纯铝、中间合金、金属锂和其他纯金属组分；将纯铝、中间合金、金属锂和其他纯金属组分用中频炉熔炼，然后净化保温；中频炉内的熔体为铝锂合金液；

（2）预先通过氩气气源将储气瓶内的空气排出，并向储气瓶内充入氩气；

（3）将氩气控制单元的进气管、液位检测单元的测位杆和导流单元的导流管以及导线管安装固定在顶板上，再将顶板安装固定在坩埚上；吹氩单元安装固定在顶板圆孔上，通过石墨盘根密封且用螺栓固定；并且吹氩管穿过顶板圆孔插入坩埚内；此时吹氩管底端位于坩埚下部，进气管的底端位于坩埚上部，导线管的底端和导流管前部的底端位于液位检测单元的测位杆底端的下方；

（4）开启电源箱的低压电源对导流管加热，通过保温热电偶测量导流管的温度，控制导流管温度为680~700℃；

（5）在吹氩阀门关闭的情况下，调整三位四通换向阀，使真空泵与坩埚连通，导流管插入中频炉内铝锂合金液中，通过真空泵抽真空，使中频炉内的铝锂合金液通过导流管进入坩埚；接通液位检测单元的电源，通过液位检测单元的测位杆确定坩埚内铝锂合金液的液面达到设定位置，再调整后换向阀将真空泵与坩埚隔断；此时坩埚外的保温装置对坩埚加热保温；

（6）打开快速泄压阀，调整三位四通换向阀将吹氩阀门与恒流控制阀连通，开启恒流控制阀和吹氩阀门通过吹氩管向铝锂合金液中吹氩气，吹氩压力为0.1~0.3MPa，时间为10~20min，氩气通过快速泄压阀排放到空气中；吹氩结束后关闭吹氩阀门、恒流控制阀和快速泄压阀，调整三位四通换向阀使真空泵与坩埚连通，通过真空泵对坩埚抽真空至500~1000Pa，再保持抽真空5~15min，然后调节三位四通换向阀使坩埚与恒流控制阀连通；

（7）通过熔体热电偶检测坩埚内铝锂合金液的温度；当铝锂合金液温度为700~720℃时，将导流管末端与结晶器连通；调节恒流控制阀到设定的流量；

（8）开启恒流控制阀，将储气瓶内的氩气通过导气软管排入坩埚；坩埚内的铝锂合金液在氩气压力作用下，经导流管流入结晶器；当结晶器内铝锂合金液的液位达到预定高度时，开启连铸结晶机进行连铸；

（9）当液位检测单元检测到铝锂合金液与测位杆脱离时，关闭恒流控制阀，完成熔体浇注。

上述方法中，当坩埚内压力过高时，开启快速泄压阀将氩气排出。

上述方法中，当连铸完成后，打下楔形块，吊出顶板，再清理吹氩管、测位杆、导线管和导流管的表面及内壁；当进行下一次吹氩管、测位杆、导线管和导流管先预热到200~300℃，防止氧化物或残渣带入湿气。

上述方法中，通过储气瓶的压力表，控制氩气进入坩埚时的压力为P，P的计算式为：

P =0.11-0.12（H_dg•d + 0.101325） （1）；

式中，H_dg 为导流管底端与顶端的高度差，单位cm；d为铝锂合金熔体在保温温度下的密度，单位g/cm³；P的单位为MPa。

上述方法中，通过恒流控制阀控制氩气在导气软管内的流量为L，L的计算式为：

L = M•S （2）；

式中，M为结晶器横断面积，单位cm²，S为结晶器的铸造速度，单位cm/min，L的单位为cm³/min。

上述的变色硅胶初始状态为蓝色，用于吸收氩气中的水分，使氩气中水含量达到ppm级；当吸收水分达到饱和时，变为粉红色，则更换变色硅胶。

上述方法中，导流管内径Φ所依据的公式为：

Φ =0.1-0.12（L/S）^1/2 （3）

式中，L为流量，单位为cm³/min，S为铸造速度，cm/min，Φ的单位为cm。

上述方法中，设定导流管的加热温度为650~700℃，当加热电流A为50~200安培时，电源箱中的低压电源的电压V为：

V =4A•Z•r/[π(Φ₁ ²-Φ₂ ²)] （4）；

式中Φ₁为导流管的外径，单位mm，Φ₂为导流管的内径，单位mm，Z为导流管的总长度，单位mm，r为导流管的电阻率，单位欧姆.mm，V的单位为伏特。

上述方法之一、之二和之三中，通过液位检测单元对坩埚内的合金液进行液位测位，当合金液与测位杆接触面积大时，液位检测导电回路的电阻小，电流表显示的电流值相对较高；随着导流浇注的进行，合金液与测位杆接触面积逐渐减小，液位检测导电回路的电阻逐渐增大，电流表显示的电流值逐渐变低；当合金液与测位杆脱离接触时，液位检测导电回路断开，测位导电回路上的显示灯关闭；通过显示灯判断合金液的液面与测位杆脱离。

上述方法之一、之二和之三中，通过液位检测单元的电流表显示的电流值，判断坩埚内合金液液面的波动情况；当通过吹氩管吹氩气时，氩气吹入量按坩埚内合金液的液面波动幅度在10~20mm。

上述方法之一、之二和之三中，铸造时控制导流管内的物料流量与铸造速度匹配，使结晶器内的合金液液面位置恒定。

上述方法之一、之二和之三中，电源箱内设置控温装置用于控制保温套的加热温度。

上述方法之一、之二和之三中，当通过真空泵对坩埚抽真空至500~1000Pa时，坩埚内的熔体上方形成负压，外部空气通过导流管末端进入导流管，并将导流管内的熔体液面压低；利用导流管内外的熔体液面差，将导流管内的空气封堵在导流管内，避免进入坩埚。

本发明利用一个封闭空间施加氩气，利用氩气压力控制铝锂合金液的流出，即可实现熔体的全保护流动，保证熔体不污染，又可以实现恒流量浇注，保证熔体稳定流动，铸造稳定运行；本发明的装置及方法具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例中的用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注装置结构示意图；

图2为图1中的顶板单元部分俯视结构示意图；

图3为图1中的氩气控制单元结构示意图；

图4为图1中的顶板单元结构示意图；

图5为图1中的吹氩单元结构示意图；

图6为图1中的液位检测单元结构示意图；

图7为图1中的导流单元结构示意图；

图中，A、氩气控制单元，B、顶板单元，C、吹氩单元，D、液位检测单元，E、导流单元，F、坩埚，G、合金熔体，H、顶板圆孔，A1、多孔挡板，A2、进气口，A3、变色硅胶，A4、储气瓶，A5、压力表，A6、流量表，A7、恒流控制阀， A8、三位四通换向阀，A9、进气管石墨盘根，A10、进气管紧固螺栓，A11、进气管，A12、导气软管。 B1、楔形块，B2、T形杆，B3、顶板，B4、顶板石墨盘根，C1、吹氩管紧固螺栓，C2、吹氩管石墨盘根，C3、吹氩管，C4、快速泄压阀，C5、限压阀，C6、吹氩阀门， D1、测位杆，D2、绝缘套，D3、密封螺套，D4、测位杆绝缘粉，D5、密封压紧盖，D6、接线螺母，D7、电流表，D8、显示灯，D9、测位导线，E1、导流管，E2、导线管，E3、内加热导线，E4、导线管绝缘粉，E5、导流管石墨盘根，E6、接线绝缘板，E7、导流管紧固螺栓，E8、接线端子，E9、外加热导线，E10、保温套，E11、地线端子，E12、导流管热电偶，E13、地线，E14、导流管热电偶数据线，E15、电源箱，E16、熔体热电偶，g、导流管顶端，d、导流管下端，J、导流管出口。

具体实施方式

本发明实施例中导流管的工作电压为5~10V，电流50~200A。

本发明实施例中与测位杆连接的电源电压为36V。

本发明实施例中保温装置套在坩埚F外，其外沿为图1中炉体外径所示位置。

本发明实施例中的除气向合金熔体G中通入六氯乙烷，所述合金熔体G为铝合金液或铝锂合金液。

本发明实施例中加入覆盖剂时，覆盖剂成分按质量比为68%KCl+29%LiCl+3%CaF，加入量按完全覆盖合金液面，且厚度达到5~10mm。

本发明实施例中保温套E10的材质为硅酸铝。

本发明实施例中坩埚F材质为不锈钢，坩埚内部涂覆有铝锂合金熔炼炉的不锈钢坩埚涂料；铝锂合金熔炼炉的不锈钢坩埚涂料为申请号201811106492.7的专利申请公开的涂料。

本发明实施例中测位杆D1的材质为钨。

本发明实施例中测位杆D1的底端距离坩埚底板20~50mm。

本发明实施例中导流管E1的材质为钛或TC4合金。

本发明实施例中测位杆绝缘粉D4和导线管绝缘粉E4的材质为云母粉。

本发明实施例中接线绝缘板E6的材质为云母。

本发明实施例中变色硅胶A3为颗粒状，粒径在4~8mm。

本发明实施例中多孔挡板A1的孔径小于变色硅胶的粒径。

本发明实施例中的电源箱E15内设有与熔体热电偶E16和保温热电偶E12装配在一起的测温和控温装置，通过数显表分别显示温度值。

本发明实施例中的电源箱E15内设有电源（36V）低压电源（5~10V）及坩埚加热电源220V，坩埚加热电源与保温装置装配在一起。

本发明实施例中将氩气控制单元A的进气管A11安装在顶板B3上时，将与进气管A11固定连接的法兰盘通过进气管石墨盘根A9与顶板B3密封连接，通过进气管紧固螺栓A10将该法兰盘固定在顶板B3上，进气管A11穿过顶板B3。

本发明实施例中将液位检测单元D安装在顶板B3上时，将测位杆D1穿过顶板B3，测位杆D1外的绝缘套D2位于顶板B3的密封螺套D3内，在密封螺套D3内内充填测位杆绝缘粉D4，通过密封压紧盖D5与密封螺套D3的螺纹连接，将绝缘粉D4压紧在测位杆D1外围。

本发明实施例中测位杆D1通过顶板B3上的测位孔插入坩埚F内，测位杆D1与测位孔之间有间隙，且绝缘套D2的外径大于测位孔的直径。

本发明实施例中将导流单元E的导流管E1以及导线管E2安装在顶板B3上时，将与导流管E1和导线管E2固定连接的法兰盘通过导流管石墨盘根E5与顶板B3密封连接，通过导流管紧固螺栓E7将该法兰盘固定在顶板B3上；导流管E1和导线管E2穿过顶板B3；法兰盘上还固定安装有熔体热电偶E16，熔体热电偶E16穿过顶板B3进入熔体。

本发明实施例中将吹氩单元C安装在顶板B3上时，将与吹氩管C3固定连接的法兰盘通过吹氩管石墨盘根C2与顶板B3密封连接，通过吹氩管紧固螺栓C1将该法兰盘固定在顶板B上，吹氩管C3穿过顶板B3。

本发明实施例中将顶板单元B安装在坩埚F上时，将顶板B3通过顶板石墨盘根B4与坩埚F顶部密封连接，将T形杆B2的底端与坩埚F顶部的销轴F1铰接，T形杆B2的杆体穿过顶板B3边部的凹槽，T形杆B2的杆头位于顶板B3上方；在T形杆B2的杆头和顶板B3之间打入楔形块B1，使T形杆B2和顶板B3将楔形块B1夹紧，将顶板B3固定在坩埚F上。

本发明实施例中顶板B3上设有四个凹槽，每个凹槽内设有一个T形杆B2。

本发明实施例中制备的铝锂合金为2A97Al-Li合金、2195Al-Li合金或5A90Al-Li合金。

本发明实施例中的恒流控制阀A7、快速泄流阀C4、三位四通换向阀A8、吹氩阀门C6和限压阀C5为市购产品。

本发明实施例中的绝缘套D2、测位杆绝缘粉D4、导线管绝缘粉E4和接线绝缘板E6为市购产品。

本发明实施例中当连铸完成后，打下楔形块，吊出顶板，再清理吹氩管、测位杆、导线管和导流管的表面及内壁；当进行下一次浇注时，吹氩管、测位杆、导线管和导流管先预热到200~300℃，防止氧化物或残渣带入湿气。

本发明实施例中通过储气瓶的压力表，控制氩气进入坩埚时的压力为P，P的计算式为：

P =0.11-0.12（H_dg•d + 0.101325） （1）；

式中，H_dg 为导流管下端d与导流管上端g的高度差，单位cm；d为铝锂合金熔体在保温温度下的密度，单位g/cm³；P的单位为MPa。

本发明实施例中通过恒流控制阀控制氩气在导气软管内的流量来控制导流管中的铝锂合金流出量为L，L的计算式为：

L = M•S （2）；

式中，M为结晶器横断面积，单位cm²，S为结晶器的铸造速度，单位cm/min，L的单位为cm³/min。

本发明实施例中变色硅胶初始状态为蓝色，用于吸收氩气中的水分，使氩气中水含量达到ppm级；当吸收水分达到饱和时，变为粉红色，更换变色硅胶。

本发明实施例中导流管内径Φ所依据的公式为：

Φ =0.1-0.12（L/S）^1/2 （3）

式中，L为流量，单位为cm³/min，S为铸造速度，cm/min，Φ的单位为cm。

本发明实施例中设定导流管的加热温度为650~700℃，当加热电流A为50~200安培时，电源箱中的低压电源的电压V为：

V =4A•Z•r/[π(Φ₁ ²-Φ₂ ²)] （4）；

式中Φ₁为导流管的外径，单位mm，Φ₂为导流管的内径，单位mm，Z为导流管的总长度，单位mm，r为导流管的电阻率，单位欧姆.mm，V的单位为伏特。

本发明实施例中，通过液位检测单元对坩埚内的合金液进行液位测位，当合金液与测位杆接触面积大时，液位检测导电回路的电阻小，电流表显示的电流值相对较高；随着导流浇注的进行，合金液与测位杆接触面积逐渐减小，液位检测导电回路的电阻逐渐增大，电流表显示的电流值逐渐变低；当合金液与测位杆脱离接触时，液位检测导电回路断开，测位导电回路上的显示灯关闭；通过显示灯判断合金液的液面与测位杆脱离。

本发明实施例中，通过液位检测单元的电流表显示的电流值，判断坩埚内合金液液面的波动情况；当通过吹氩管吹氩气时，氩气吹入量按坩埚内合金液的液面波动幅度在10~20mm。

本发明实施例中，铸造时控制导流管内的物料流量与铸造速度匹配，使结晶器内的合金液液面位置恒定。

本发明实施例中，电源箱内设置控温装置用于控制坩埚内熔体和导流管的加热以及保温温度。

本发明实施例中，当通过真空泵对坩埚抽真空至500~1000Pa时，坩埚内的熔体上方形成负压，外部空气通过导流管末端进入导流管，并将导流管内的熔体液面压低；利用导流管内外的熔体液面差，将导流管内的空气封堵在导流管内，避免进入坩埚。

实施例1

用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注装置包括氩气控制单元A、顶板单元B、吹氩单元C、液位检测单元D、导流单元E和坩埚F；坩埚F外装配有保温装置；结构如图1和图2所示；顶板单元B固定安装在坩埚F顶部；结构如图4所示；

氩气控制单元A的储气瓶A4出气口外部设有压力表A5、流量表A6和导气软管A12，导气软管A12的后端与进气管A11插接，导气软管A12上装配有恒流控制阀A7和三位四通换向阀A8，三位四通换向阀A8还分别通过管道与真空泵和吹氩单元的吹氩阀门C6连通；进气管A11固定在顶板单元B的顶板B3上，且底端设置在坩埚F内合金熔体G的上方；顶板单元B固定安装在坩埚F顶部；结构如图3所示；

吹氩单元C的吹氩管C3穿过顶板B3插入坩埚F内部，吹氩管C3底端的端板上设有若干通孔，吹氩单元C的法兰盘固定安装在顶板B3上，吹氩单元C的法兰盘上还设有快速泄压阀C4和限压阀C5，吹氩管C3顶部设有吹氩阀门C6；结构如图5所示；

导流单元E的法兰盘固定安装在顶板B3上，导流单元E的导流管E1位于坩埚外部分的外壁上包覆保温套E10，导流管E1的前部延伸出保温套E10并穿过顶板B3插入坩埚F内，导流管E1的前端设置在坩埚F内合金熔体G的下部，导流管E1的后部延伸出保温套E10后端；导流管E1的前部与导线管E2并排固定在一起，导线管E2底端穿过顶板B3插入坩埚F内下部，导线管E2顶端设有接线端子E8，导线管E2内设有内加热导线E3，内加热导线E3通过接线端子E8与外加热导线E9串联，接线端子E8与导线管E2之间通过接线绝缘板E6绝缘，内加热导线E3的下端与导线管E2底部连接，内加热导线E3与导线管E2内壁之间填充有导线管绝缘粉E4；外加热导线E9与电源箱E15的低压电源一极连接；低压电源的另一极通过地线E13与地线端子E11连接，地线端子E11装配在导流管E1后部侧壁上；保温套E10内靠近导流管出口J的一侧设有导流管热电偶E12，导流管热电偶E12通过导流管热电偶数据线E14与电源箱E15内的控温表装配在一起；结构如图7所示；

导流单元E的法兰盘上还设有熔体热电偶E16，熔体热电偶E16的底端插入坩埚F内部，熔体热电偶E16的上端通过另外一个数据线与电源箱E15装配在一起；

外加热导线E9、内加热导线E3、导线管E2底端、导流管E1、地线E13和电源箱E15的低压电源构成导流管加热回路；

储气瓶A4内的变色硅胶A3放置在多孔挡板A1上，多孔挡板A1位于储气瓶A4底部的进气口A2和储气瓶A4底板之间，进气口A2与气源连通；其中变色硅胶A3填充在进气口A2和出气口之间，占储气瓶A4总容积的60%以上；

进气管A11是通过法兰盘固定在顶板B3上，该法兰盘通过进气管石墨盘根A9与顶板B3密封连接，通过进气管紧固螺栓A10紧固；

吹氩单元C的法兰盘通过吹氩管石墨盘根C2与顶板B3密封连接，通过吹氩管紧固螺栓C1紧固；顶板B3上与吹氩单元C相连的通孔称为顶板圆孔H；吹氩单元C的快速泄压阀C4用于排出氩气，以及紧急情况下卸掉氩气压力；吹氩单元的限压阀C5用于限制坩埚内部的压力；限压阀C5通过一个管道与坩埚内部连通，该管道的一个支管安装快速泄压阀C4；

导流单元E的法兰盘通过导流管石墨盘根E5与顶板B3密封连接，通过导流管紧固螺栓E7紧固；

顶板B3通过顶板石墨盘根B4与坩埚F密封连接，坩埚F上设有多个销轴F1，顶板B3边部设有多个凹槽；每个销轴F1与一个T形杆B2的底端铰接，每个T形杆B2的杆体穿过顶板B3边部的凹槽，T形杆B2的杆头和顶板B3之间插有楔形块B1，楔形块B1和T形杆B2将顶板B3紧固在坩埚F上；

液位检测单元D通过密封压紧装置固定在顶板B3上；

液位检测单元D结构如图6所示，包括测位杆D1，顶板B3上表面固定有密封螺套D3，测位杆D1插入密封螺套D3内并穿过顶板B3插入坩埚F内部，测位杆D1位于套筒内的部分设有绝缘套D2，密封压紧盖D4套在测位杆D1外，且与密封螺套D3的外壁通过螺纹连接，密封压紧盖D5的中孔与测位杆D1之间的缝隙填充有测位杆绝缘粉D4，密封压紧盖D5的底面和密封螺套D3顶面之间填充有测位杆绝缘粉D4，密封螺套D3与绝缘套D2之间填充有绝测位杆绝缘粉D4，密封压紧盖D5通过密封螺套D3及测位杆绝缘粉D4将测位杆D1和绝缘套D2固定压紧；测位杆D1顶端通过连接在接线螺母D6上的测位导线D9依次与电流表D7、显示灯D8和电源的一极串联，该电源位于电源箱E15内，该电源的另一极通过导线与导线管E2的上部连接；电源、电流表D7、显示灯D8、测位杆D1、坩埚内的合金熔体G和导线管E2的上部部分通过导线构成液位检测导电回路；

三位四通换向阀A8位于恒流控制阀A7和进气管A11之间；

采用上述装置，通过结晶器连铸机制备2A97铝锂合金铸锭，铸锭尺寸Φ200mm，铸造速度70mm/min，铸造温度710℃；

采用的坩埚直径300mm，内部高度800mm；

导流管材质纯钛，内径24mm，外径30mm，H_dg 1200mm，总长度3.5m；

采用方法一进行导流浇注，其中吹氩时的吹氩时间10分钟；抽真空至1000Pa，然后保持5分钟；导流管的加热电流100A，电压8V；

测位杆距坩埚底部距离30mm，施加电压36V；

进入恒流控制阀的氩气初始压力0.143MPa，恒流控制阀的氩气流量0.0022m³/min；

2A97铝锂合金的设计成分按质量百分比为Cu 4.0%，Mg 0.40%，Li 1.4%，Zr 0.1%，Mn 0.4%，Fe 0.10%，Si 0.05%，余量为Al；

实际制备的2A97铝锂合金的成分按质量百分比为Cu 4.19%，Mg 0.41%，Li 1.43%，Zr 0.12%，Mn 0.38%，Fe 0.11%，Si 0.04%，余量为Al；

由于供流稳定，表面冷隔消除，大块氧化物尺寸减少，氢含量降低，探伤结果良好；其中表面大冷隔深度1mm，最大夹渣尺寸0.5mm，超声探伤结果为A，氢含量0.09ppm；

采用传统溜槽氩气保护方法制备相同铝锂合金，其面大冷隔深度3mm，最大夹渣尺寸2.8mm，超声探伤结果为B，氢含量0.12ppm。

实施例2

装置结构同实施例1；

通过结晶器连铸机制备2195铝锂合金，铸锭尺寸Φ300mm，铸造速度45mm/min，铸造温度700℃；

采用的坩埚直径300mm，内部高度800mm；

导流管材质纯钛，内径50mm，外径60mm，H_dg1200mm，总长度3.5m；

采用方法二进行导流浇注；

导入铝合金熔体时的吸入真空度500Pa；吹氩时的吹氩时间10分钟；抽真空至1000Pa，然后保持抽真空5分钟；

导流管加热电流150A，电压9.9V；

测位杆距坩埚底部距离30mm，施加电压36V；

进入恒流控制阀的氩气初始压力0.16MPa，恒流控制阀的氩气流量0.0032m³/min；

2195铝锂合金设计成分按质量百分比为Cu 4.0%，Mg 0.40%，Li 1.3%，Zr 0.12%，Ag 0.4%，Fe 0.10%，Si 0.05%，余量为Al；

实际制备的2195铝锂合金的成分按质量百分比为Cu 4.2%，Mg 0.43%，Li 1.28%，Zr 0.13%，Ag 0.38%，Fe 0.09%，Si 0.04%，余量为Al；

制备的2195铝锂合金的表面大冷隔深度1mm，最大夹渣尺寸0.9mm，超声探伤结果为A，氢含量0.1ppm；

采用传统溜槽氩气保护方法制备相同铝锂合金，其面大冷隔深度4mm，最大夹渣尺寸3.2mm，超声探伤结果为B，氢含量0.16ppm。

实施例3

装置结构同实施例1；

通过结晶器连铸机制备5A90铝锂合金，铸锭尺寸Φ300mm，铸造速度40mm/min，铸造温度700℃；

采用的坩埚直径300mm，内部高度800mm；

导流管材质纯钛，内径50mm，外径60mm，H_dg1200mm，总长度3.5m；

采用方法之三进行导流浇注；

导入铝锂合金熔体时的吸入真空度500Pa；吹氩时的吹氩时间10分钟；抽真空至1000Pa，然后保持抽真空5分钟；

导流管加热电流150A，电压9.9V；

测位杆距坩埚底部距离30mm，施加电压36V；

进入恒流控制阀的氩气初始压力0.14MPa，恒流控制阀的氩气流量0.0032m³/min；

5A90铝锂合金设计成分按质量百分比为Mg 5.0%，Li 2.2%，Zr 0.12%，Fe 0.15%，Si 0.1%，余量为Al；

实际制备的5A90铝锂合金的成分按质量百分比为Mg4.88%，Li 2.15%，Zr 0.13%，Fe 0.12%，Si 0.11%，余量为Al；

制备的5A90铝锂合金的表面大冷隔深度2mm，最大夹渣尺寸1.3mm，超声探伤结果为A，氢含量0.15ppm；

采用传统溜槽氩气保护方法制备相同铝锂合金，其面大冷隔深度6mm，最大夹渣尺寸5.4mm，超声探伤结果为B，氢含量0.28ppm。

Claims (10)

1.一种用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注装置，其特征在于包括氩气控制单元、顶板单元、吹氩单元、液位检测单元、导流单元和坩埚；氩气控制单元的储气瓶出气口外部设有压力表、流量表和导气软管，导气软管的后端与进气管插接，导气软管上装配有恒流控制阀和三位四通换向阀，三位四通换向阀还分别通过管道与真空泵和吹氩单元的吹氩阀门连通；进气管固定在顶板单元的顶板上，且底端设置在坩埚内合金熔体的上方；顶板单元固定安装在坩埚顶部；吹氩单元的吹氩管穿过顶板插入坩埚内部，吹氩管底端的端板上设有若干通孔，吹氩单元的法兰盘固定安装在顶板上，吹氩单元的法兰盘上还设有快速泄压阀和限压阀，吹氩管顶部设有吹氩阀门；液位检测单元通过密封压紧装置固定在顶板上；导流单元的法兰盘固定安装在顶板上，导流单元的导流管位于坩埚外部分的外壁上包覆保温套，导流管的前部延伸出保温套并穿过顶板插入坩埚内，导流管的前端设置在坩埚内合金熔体的下部，导流管的后部延伸出保温套后端；导流管的前部与导线管并排固定在一起，导线管底端穿过顶板插入坩埚内下部，导线管顶端设有接线端子，导线管内设有内加热导线，内加热导线通过接线端子与外加热导线串联，接线端子与导线管之间通过接线绝缘板绝缘，内加热导线的下端与导线管底部连接，内加热导线与导线管内壁之间填充有绝缘粉；外加热导线与电源箱的低压电源一极连接；低压电源的另一极通过地线与地线端子连接，地线端子装配在导流管后部侧壁上；保温套内靠近导流管出口端的一侧设有导流管热电偶，导流管热电偶通过数据线与电源箱内的控温表装配在一起。

2.根据权利要求1所述的用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注装置，其特征在于所述的储气瓶内的变色硅胶放置在多孔挡板上，多孔挡板位于储气瓶底部的进气口和底板之间，进气口与气源连通；其中变色硅胶填充在进气口和出气口之间，变色硅胶堆积空间占储气瓶总容积的60%以上。

3.根据权利要求1所述的用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注装置，其特征在于所述的吹氩单元的法兰盘通过石墨盘根与顶板密封连接，通过螺栓紧固；顶板上与吹氩单元相连的通孔称为顶板圆孔；吹氩单元的限压阀，用于限制坩埚内部的压力；快速泄压阀安装在限压阀上，用于紧急情况下卸掉氩气压力。

4.根据权利要求1所述的用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注装置，其特征在于所述的顶板通过石墨盘根与坩埚密封连接，坩埚上设有多个销轴，顶板边部设有多个凹槽；每个销轴与一个T形杆的底端铰接，每个T形杆的杆体穿过顶板边部的凹槽，T形杆的杆头和顶板之间插有楔形块，楔形块和T形杆将顶板紧固在坩埚上。

5.根据权利要求1所述的用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注装置，其特征在于所述的液位检测单元包括测位杆，顶板上表面固定有密封螺套，测位杆插入密封螺套内并穿过顶板插入坩埚内部，测位杆位于套筒内的部分设有绝缘套，密封压紧盖套在测位杆外，且与密封螺套的外壁通过螺纹连接，密封压紧盖的中孔与测位杆之间的缝隙填充有绝缘粉，密封压紧盖的底面和密封螺套顶面之间填充有绝缘粉，密封螺套与绝缘套之间填充有绝缘粉，密封压紧盖通过密封螺套及绝缘粉将测位杆和绝缘套固定压紧；测位杆顶端通过测位导线依次与电流表、显示灯和电源的一极串联，该电源位于电源箱内，该电源的另一极通过导线与导线管的上部连接；电源、电流表、显示灯、测位杆、坩埚内的合金熔体和导线管通过导线构成液位检测导电回路。

6.一种用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注方法，其特征在于采用权利要求1所述的装置，按以下步骤进行：

（1）准备纯铝、中间合金、金属锂和其他纯金属组分；先将纯铝及中间合金置于坩埚中，加热到熔化，升温到预定温度，再加入其他纯金属组分，除气后加覆盖剂，坩埚内的熔体为铝合金液；

（2）预先通过氩气气源将储气瓶内的空气排出，并向储气瓶内充入氩气；

（3）将氩气控制单元的进气管，液位检测单元的测位杆和导流单元的导流管以及导线管安装固定在顶板上，再将顶板安装固定在坩埚上；通过液位检测单元检测坩埚内铝合金液的液面位置；

（4）将已装入压罩中的金属锂，通过安装吹氩管的顶板圆孔压入到铝合金液中；然后将吹氩单元安装固定在顶板圆孔上，吹氩管穿过顶板圆孔插入坩埚内；此时吹氩管底端位于坩埚内的铝合金液的下部，进气管的底端位于铝合金液的液面上方，导线管的底端和导流管前部的底端位于液位检测单元的测位杆底端的下方；坩埚外的保温装置对坩埚加热保温，金属锂熔化到铝合金液中，形成铝锂合金液；

（5）在快速泄压阀开启的情况下，接通液位检测单元的电源；调整三位四通换向阀将吹氩阀门与恒流控制阀连通，开启恒流控制阀和吹氩阀门通过吹氩管端板上的通孔向铝锂合金液中吹氩气，吹氩压力为0.1~0.3MPa，吹氩时间为10~20min，氩气呈细小气泡从铝锂合金底部上浮出铝锂合金液面，然后通过快速泄压阀排放到空气中；吹氩结束后将关闭吹氩阀门和快速泄压阀，调整三位四通换向阀使坩埚与真空泵连通，通过真空泵对坩埚抽真空至500~1000Pa，再保持抽真空5~15min，然后调节三位四通换向阀使坩埚与恒流控制阀连通；

（6）开启电源箱的低压电源对导流管加热，通过保温热电偶测量导流管的温度，控制导流管温度为680~700℃；

（7）通过熔体热电偶检测坩埚内铝锂合金液的温度，当铝锂合金液温度为700~720℃时，调整三位四通换向阀将恒流控制阀与坩埚连通；将导流管末端插进结晶器；调节恒流控制阀到设定的流量；

（8）开启恒流控制阀，使储气瓶内的氩气通过导气软管进入坩埚；坩埚内的铝锂合金液在氩气压力作用下，经导流管流入结晶器；当结晶器内铝锂合金液的液位达到预定高度时，开启连铸结晶机进行连铸；

（9）当液位检测单元检测到铝锂合金液与测位杆脱离时，关闭恒流控制阀，完成熔体浇注。

7.一种用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注方法，其特征在于采用权利要求1所述的装置，按以下步骤进行：

（1）准备纯铝、中间合金、金属锂和其他纯金属组分；先将纯铝、中间合金和其他纯金属组分用中频炉熔炼，然后净化保温；中频炉内的熔体为铝合金液；

（2）预先通过氩气气源将储气瓶内的空气排出，并向储气瓶内充入氩气；

（3）将氩气控制单元的进气管，液位检测单元的测位杆和导流单元的导流管以及导线管安装固定在顶板上，再将顶板安装固定在坩埚上，在顶板圆孔上安装钢板，通过石墨盘根密封且用螺栓固定；

（4）开启电源箱的低压电源对导流管加热，通过保温热电偶测量导流管的温度，控制导流管温度为680~700℃；

（5）在吹氩阀门关闭的情况下，调整三位四通换向阀使真空泵与坩埚连通，此时恒流控制阀与坩埚隔断；在导流管插入中频炉内铝合金液的情况下，通过真空泵抽真空，使中频炉内的铝合金液通过导流管进入坩埚；接通液位检测单元的电源，通过液位检测单元的测位杆确定坩埚内铝合金液的液面达到设定位置，再调整三位四通换向阀将真空泵与坩埚隔断；

（6）拆除顶板圆孔上的钢板，将已装入压罩中的金属锂，通过顶板圆孔压入到铝合金液中；然后将吹氩单元安装固定在顶板圆孔上，吹氩管穿过顶板圆孔插入坩埚内，此时吹氩管底端位于坩埚内的铝合金液的下部，进气管的底端位于铝合金液的液面上方，导线管的底端和导流管前部的底端位于液位检测单元的测位杆底端的下方；通过坩埚外的保温装置对坩埚加热保温，使金属锂熔化到铝合金液中，形成铝锂合金液；

（7）在快速泄压阀开启的情况下，调整三位四通换向阀使吹氩阀门和恒流控制阀连通，开启恒流控制阀和吹氩阀门通过吹氩管向铝锂合金液中吹氩气，吹氩压力为0.1~0.3MPa，时间为10~20min，氩气呈细小气泡从铝锂合金底部上浮出铝锂合金液面，再通过快速泄压阀排放到空气中；吹氩结束后将关闭吹氩阀门、恒流控制阀和快速泄压阀，调整三位四通换向阀使坩埚与真空泵连通，通过真空泵对坩埚抽真空至500~1000Pa，保持抽真空5~15min，然后调节三位四通换向阀使坩埚与恒流控制阀连通；

（8）通过熔体热电偶检测坩埚内铝锂合金液的温度，当铝锂合金液温度为700~720℃时，将导流管末端插进结晶器；调节恒流控制阀到设定的流量；

（9）开启恒流控制阀，将储气瓶内的氩气通过导气软管排入坩埚；坩埚内的铝锂合金液在氩气压力作用下，经导流管流入结晶器；当结晶器内铝锂合金液的液位达到预定高度时，开启连铸结晶机进行连铸；

（10）当液位检测单元检测到铝锂合金液与测位杆脱离时，关闭恒流控制阀，完成熔体浇注。

8.一种用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注方法，其特征在于采用权利要求1所述的装置，按以下步骤进行：

（1）准备纯铝、中间合金、金属锂和其他纯金属组分；将纯铝、中间合金、金属锂和其他纯金属组分用中频炉熔炼，然后净化保温；中频炉内的熔体为铝锂合金液；

（2）预先通过氩气气源将储气瓶内的空气排出，并向储气瓶内充入氩气；

（3）将氩气控制单元的进气管、液位检测单元的测位杆和导流单元的导流管以及导线管安装固定在顶板上，再将顶板安装固定在坩埚上；吹氩单元安装固定在顶板圆孔上，通过石墨盘根密封且用螺栓固定；并且吹氩管穿过顶板圆孔插入坩埚内；此时吹氩管底端位于坩埚下部，进气管的底端位于坩埚上部，导线管的底端和导流管前部的底端位于液位检测单元的测位杆底端的下方；

（4）开启电源箱的低压电源对导流管加热，通过保温热电偶测量导流管的温度，控制导流管温度为680~700℃；

（5）在吹氩阀门关闭的情况下，调整三位四通换向阀，使真空泵与坩埚连通，导流管插入中频炉内铝锂合金液中，通过真空泵抽真空，使中频炉内的铝锂合金液通过导流管进入坩埚；接通液位检测单元的电源，通过液位检测单元的测位杆确定坩埚内铝锂合金液的液面达到设定位置，再调整后换向阀将真空泵与坩埚隔断；此时坩埚外的保温装置对坩埚加热保温；

（6）打开快速泄压阀，调整三位四通换向阀将吹氩阀门与恒流控制阀连通，开启恒流控制阀和吹氩阀门通过吹氩管向铝锂合金液中吹氩气，吹氩压力为0.1~0.3MPa，时间为10~20min，氩气通过快速泄压阀排放到空气中；吹氩结束后关闭吹氩阀门、恒流控制阀和快速泄压阀，调整三位四通换向阀使真空泵与坩埚连通，通过真空泵对坩埚抽真空至500~1000Pa，再保持抽真空5~15min，然后调节三位四通换向阀使坩埚与恒流控制阀连通；

（7）通过熔体热电偶检测坩埚内铝锂合金液的温度；当铝锂合金液温度为700~720℃时，将导流管末端与结晶器连通；调节恒流控制阀到设定的流量；

（8）开启恒流控制阀，将储气瓶内的氩气通过导气软管排入坩埚；坩埚内的铝锂合金液在氩气压力作用下，经导流管流入结晶器；当结晶器内铝锂合金液的液位达到预定高度时，开启连铸结晶机进行连铸；

（9）当液位检测单元检测到铝锂合金液与测位杆脱离时，关闭恒流控制阀，完成熔体浇注。

9.根据权利要求6、7或8所述的用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注方法，其特征在于通过储气瓶的压力表，控制氩气进入坩埚时的压力为P，P的计算式为：

P =0.11-0.12（H_dg•d + 0.101325） （1）；

式中，H_dg 为导流管下端与顶端的高度差，单位cm；d为铝锂合金熔体在保温温度下的密度，单位g/cm³；P的单位为MPa。

10.根据权利要求6、7或8所述的用于铝锂合金DC铸造的熔体浇注方法，其特征在于通过恒流控制阀控制氩气在导气软管内的流量，控制铝锂合金液经导流管进入结晶器的流量，L，L的计算式为：

L = M•S （2）；

式中，M为结晶器横断面积，单位cm²，S为结晶器的铸造速度，单位cm/min，L的单位为cm³/min。

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