CN207787673U - 一种电磁搅拌金属凝固装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电磁搅拌金属凝固装置，包括电磁搅拌线圈、导电模具、金属熔体、石墨电极、直流定时换向器、第一直流稳压电源、第二直流稳压电源；所述的第一直流稳压电源的输出端与直流定时换向器的输入端相连接，所述的直流定时换向器的输出端与电磁搅拌线圈的输入端相连接；所述的第二直流稳压电源的输出端与导电模具相连接，同时与石墨电极相连接；所述的石墨电极插到金属熔体的中心位置，所述的金属熔体盛放于导电模具中。本电磁搅拌金属凝固装置中电磁搅拌线圈电压电流大小方向可控，电极电压电流大小可控，同时由于静磁场在金属熔体中不会出现衰减，熔池内部搅拌充分，从而能有效改善铸锭组织、减轻偏析和改进性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及金属铸造业，尤其是一种电磁搅拌金属凝固装置。
背景技术
通常金属在熔炼之后浇注到特定模具中凝固成型，得到铸锭后，可以直接在铸态下使用，也可以再进行塑性变形加工后使用。铸锭不管在铸态使用还是变形后使用，其组织偏析等情况对性能影响很大。而通常金属在铸造凝固之后得到的铸锭都或多或少的存在组织粗大不均匀以及偏析严重等问题。特别是大型铸锭由于凝固时间较长，这些问题更为严重。通过施加电磁搅拌可以细化铸锭组织，减轻合金元素偏析，提高铸锭的力学性能。但由于传统使用的交变电磁场在熔体内部存在衰减，使得铸锭组织和偏析还有较大细化和减轻空间。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提出向电磁搅拌线圈中通入恒定电流产生静磁场，并在金属熔体中通入恒定的电流，最终在金属熔体中产生均匀的轴向静磁场和径向电流，由于电磁感应，使得金属熔体产生环向的旋转。
本实用新型采用如下技术方案：
一种电磁搅拌金属凝固装置，包括电磁搅拌线圈、导电模具、金属熔体、石墨电极、直流定时换向器、第一直流稳压电源、第二直流稳压电源；
所述的第一直流稳压电源的输出端与直流定时换向器的输入端相连接，所述的直流定时换向器的输出端与电磁搅拌线圈的输入端相连接；
所述的第二直流稳压电源的输出端与导电模具相连接，同时与石墨电极相连接；
所述的石墨电极插到金属熔体的中心位置，所述的金属熔体盛放于导电模具中。
进一步地，所述第一直流稳压电源的电压在0-10000V范围内调节，电流在0-20000A范围内调节。
进一步地，所述第二直流稳压电源的电压在0-10000V范围内调节，电流在0-20000A范围内调节。
进一步地，所述直流定时换向器可在0-100h范围内定时调节直流电流的方向。
进一步地，所述石墨电极可插入金属熔体中任意深度。
进一步地，所述金属熔体为钢熔体、铁熔体或有色金属熔体等。
更进一步地，所述导电模具材质为钢制、铁制或石墨等。
采用如上技术方案取得的有益技术效果为：
第二直流稳压电源产生的直流电流通过石墨电极、金属熔体和导电模具在金属熔体中产生径向电流；同时，第一直流稳压电源产生的直流电流通过直流定时换向器和电磁搅拌线圈在金属熔体中产生定时换向的轴向静磁场，金属熔体在轴向静磁场和径向电流交互作用下产生旋转运动直到凝固。
向金属熔体中插入直流电电极，同时向模具外围缠绕的电磁搅拌线圈通入直流电产生轴向静磁场，使得金属熔体内部存在轴向静磁场和径向电流。由于电磁感应作用，模具中的金属熔体产生环向旋转，使得凝固枝晶打断，组织细化，合金元素均匀化，从而有效改善合金铸锭的力学性能。
添加了直流定时换向器，可以定时改变通入电磁搅拌线圈的直流电流方向，可以实现熔体中静磁场的轴向换向，从而改变熔体环向旋转的方向，进一步改善电磁搅拌效果。
本电磁搅拌金属凝固装置中电磁搅拌线圈电压电流大小方向可控，电极电压电流大小电流可控，同时由于静磁场在金属熔体中不会出现衰减，熔池内部搅拌充分，从而能有效改善铸锭组织、减轻偏析和改进性能。
附图说明
图1为一种电磁搅拌金属凝固装置结构示意图。
图中，1电磁搅拌线圈；2导电模具；3金属熔体；4石墨电极；5直流定时换向器；6第一直流稳压电源；7第二直流稳压电源。
具体实施方式
结合附图1对本实用新型的具体实施方式做进一步说明：
一种电磁搅拌金属凝固装置，包括电磁搅拌线圈、导电模具、金属熔体、石墨电极、直流定时换向器、第一直流稳压电源、第二直流稳压电源；所述的第一直流稳压电源的输出端与直流定时换向器的输入端相连接，所述的直流定时换向器的输出端与电磁搅拌线圈的输入端相连接；所述的第二直流稳压电源的输出端与导电模具相连接，同时与石墨电极相连接；所述的石墨电极插到金属熔体的中心位置，所述的金属熔体盛放于导电模具中。
向金属熔体中插入直流电电极，同时向模具外围缠绕的电磁搅拌线圈通入直流电产生轴向静磁场，使得金属熔体内部存在轴向静磁场和径向电流。由于电磁感应作用，模具中的金属熔体产生环向旋转，使得凝固枝晶打断，组织细化，合金元素均匀化，从而有效改善合金铸锭的力学性能。
第一直流稳压电压的电压在0-10000V范围内调节，电流在0-20000A范围内调节。
第二直流稳压电压的电压在0-10000V范围内调节，电流在0-20000A范围内调节。
直流定时换向器可在0-100h范围内定时调节直流电流的方向。添加了直流定时换向器，可以定时改变通入电磁搅拌线圈的直流电流方向，实现熔体中静磁场的轴向换向，从而改变熔体环向旋转的方向，进一步改善电磁搅拌效果。
石墨电极可插入金属熔体中任意深度。
金属熔体3可为钢、铁、有色金属等金属熔体。
导电模具材质为钢制、铁制或石墨等。
工作过程如下：
首先将导电模具2放置于电磁搅拌线圈1中，将第二直流稳压电源7的一个输出端接到导电模具2上，将另一个输出端与石墨电极4连接；然后将第一直流稳压电源6和第二直流稳压电源7调节到预定电压，将直流定时换向器5的换向时间设置在预定时间；接着，金属熔体3浇入导电模具2中，然后依次打开直流定时换向器5、第一直流稳压电源6和第二直流稳压电源7，并将石墨电极4插入熔体中心位置；此时，第二直流稳压电源7产生的直流电流通过石墨电极4、金属熔体3和导电模具2在金属熔体3中产生径向电流；同时，第一直流稳压电源6产生的直流电流通过直流定时换向器5和电磁搅拌线圈1在金属熔体3中产生定时换向的轴向静磁场，金属熔体3在轴向静磁场和径向电流交互作用下产生旋转运动直到凝固；最后将石墨电极4抽出，将导电模具2从电磁搅拌线圈1中取出，得到在电磁搅拌后的金属铸件。
本一种电磁搅拌金属凝固装置中电磁搅拌线圈电压电流大小方向可控，电极电压电流大小可控，同时由于静磁场在金属熔体中不会出现衰减，熔池内部搅拌充分，从而能有效改善铸锭组织、减轻偏析和改进性能。
当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。
Claims (6)
1.一种电磁搅拌金属凝固装置，其特征在于，包括电磁搅拌线圈(1)、导电模具(2)、金属熔体(3)、石墨电极(4)、直流定时换向器(5)、第一直流稳压电源(6)、第二直流稳压电源(7)；
所述的第一直流稳压电源(6)的输出端与直流定时换向器(5)的输入端相连接，所述的直流定时换向器(5)的输出端与电磁搅拌线圈(1)的输入端相连接；
所述的第二直流稳压电源(7)的输出端与导电模具(2)相连接，同时与石墨电极(4)相连接；
所述的石墨电极(4)插到金属熔体(3)的中心位置，所述的金属熔体(3)盛放于导电模具(2)中。
2.根据权利要求1所述的一种电磁搅拌金属凝固装置，其特征在于，所述第一直流稳压电源(6)的电压在0-10000V范围内调节，电流在0-20000A范围内调节。
3.根据权利要求1所述的一种电磁搅拌金属凝固装置，其特征在于，所述第二直流稳压电源(7)的电压在0-10000V范围内调节，电流在0-20000A范围内调节。
4.根据权利要求1所述的一种电磁搅拌金属凝固装置，其特征在于，所述直流定时换向器(5)的换向时间在0-100h范围内调节直流电流的方向。
5.根据权利要求1所述的一种电磁搅拌金属凝固装置，其特征在于，所述石墨电极(4)可插入金属熔体(3)中任意深度。
6.根据权利要求1所述的一种电磁搅拌金属凝固装置，其特征在于，所述金属熔体(3)为钢熔体、铁熔体或有色金属熔体。
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| CN201820092510.XU CN207787673U (zh) | 2018-01-19 | 2018-01-19 | 一种电磁搅拌金属凝固装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109780862A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-05-21 | 宁国市华成金研科技有限公司 | 一种熔炼炉及冶炼方法 |
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2018
- 2018-01-19 CN CN201820092510.XU patent/CN207787673U/zh not_active Expired - Fee Related
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