專利名稱:伸縮式鑄錠凝固末端電磁攪拌裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種在冶金行業(yè)應(yīng)用的鑄坯凝固末端電磁攪拌裝置，具體涉及一種在半連續(xù)鋁合金鑄造過程中應(yīng)用的伸縮式鑄錠凝固末端電磁攪拌裝置。所述的固定于鑄井外的地面上，該裝置包括兩組平行設(shè)置的電磁攪拌裝置、氣動裝置及蝸桿蝸輪升降裝置并且關(guān)于鑄錠凝固末端縱截面對稱；位于電磁攪拌裝置中的電磁攪拌器一端與位于氣動裝置中的氣缸活動連接；電磁攪拌裝置和氣動裝置設(shè)置在承重鋼板上，承重鋼板上設(shè)有定位孔；蝸桿蝸輪升降裝置固定設(shè)置在底座上且一端與承重鋼板活動連接。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、適用面廣、安全穩(wěn)定及生產(chǎn)效率高，提高了鋁合金鑄錠的質(zhì)量，保證了鑄錠的成材率。
【專利說明】伸縮式鑄錠凝固末端電磁攪拌裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種在冶金行業(yè)應(yīng)用的鑄坯凝固末端電磁攪拌裝置，具體涉及伸縮式鑄錠凝固末端電磁攪拌裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]半連續(xù)鑄造鋁合金錠的生產(chǎn)過程是以一定的鑄造速度將熔融鋁液不斷地澆入結(jié)晶器內(nèi)，結(jié)晶器內(nèi)配有冷卻水套，結(jié)晶的鑄錠連續(xù)不斷地以一定速度被垂直拉出，從結(jié)晶器出來的鑄錠冷卻凝固后成型。
[0003]一般情況下，從結(jié)晶器出來的鋁合金鑄錠的凝固末端內(nèi)部存在500mm — 100mm深度的彎月形液穴，而且鑄錠內(nèi)外存在較大溫差，待冷卻凝固成型后易導(dǎo)致鑄錠內(nèi)部組織不均勻、鑄錠內(nèi)部溶質(zhì)元素宏觀偏析以及鑄錠內(nèi)部應(yīng)力與裂紋。尤其是成型鑄錠寬度較大時，鑄錠內(nèi)部的液穴深度分布較大，不同區(qū)域的晶核成長速率不同，鑄錠兩端凝固較快，晶粒細(xì)小，鑄錠中心凝固較慢，晶核成長時間長，晶粒粗大，導(dǎo)致鋁合金鑄錠存在質(zhì)量缺陷，給鑄錠后期軋制生產(chǎn)帶來極大的質(zhì)量隱患，乳制產(chǎn)品的力學(xué)性能和加工厚度會受到很大的制約。
[0004]目前，常規(guī)鑄造工藝難以解決鑄錠的偏析及裂紋等問題。對既能夠避免偏析及裂紋等缺陷，又具有高表面質(zhì)量的半連續(xù)鑄造新工藝的研宄具有十分重要的意義。近年來，電磁鑄造技術(shù)在提高鋁產(chǎn)品質(zhì)量方面的應(yīng)用取得了相當(dāng)大的進(jìn)展。通過施加電磁場將金屬液液穴內(nèi)部的過熱熔體帶向邊緣區(qū)域，減小溫度梯度與液穴深度的相互作用，有效地降低液穴內(nèi)部的熔體溫度和液穴深度，最大限度地消除宏觀偏析與熱裂紋等鑄造缺陷。
[0005]現(xiàn)有的凝固末端電磁攪拌裝置分為位置固定的凝固末端電磁攪拌裝置和位置可調(diào)的凝固末端電磁攪拌裝置，由于鑄錠的合金牌號和規(guī)格尺寸不同，位置固定的凝固末端電磁攪拌裝置無法滿足使用要求，而現(xiàn)有位置可調(diào)的凝固末端電磁攪拌裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整費(fèi)時費(fèi)力、難度大。例如公開號CN101602096A公開了可移動的鑄還凝固末端電磁攪拌裝置，所述的通過升降驅(qū)動裝置調(diào)整電磁攪拌器的位置對鑄坯凝固末端進(jìn)行電磁攪拌，該裝置布置在豎井內(nèi)，一次只能對一個鑄錠進(jìn)行電磁攪拌，而且在生產(chǎn)初期對鑄造機(jī)結(jié)晶器漏鋁的危險情況沒有辦法采取有效措施，給生產(chǎn)帶來重大安全隱患，而且整個裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整操作困難。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供伸縮式鑄錠凝固末端電磁攪拌裝置，以解決立式鑄機(jī)鑄造的鋁合金鑄坯凝固末端疏松和縮孔等問題，從而提高鋁合金鑄錠的質(zhì)量，保證鑄錠的成材率，減少生產(chǎn)成本。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0008]伸縮式鑄錠凝固末端電磁攪拌裝置，所述的伸縮式鑄錠凝固末端電磁攪拌裝置固定于鑄井外的地面上，該裝置包括兩組平行設(shè)置的電磁攪拌裝置、氣動裝置及蝸桿蝸輪升降裝置并且關(guān)于鑄錠凝固末端縱截面對稱；位于電磁攪拌裝置中的電磁攪拌器一端與位于氣動裝置中的氣缸活動連接，電磁攪拌器另一端設(shè)置在鑄錠凝固末端的一側(cè)；電磁攪拌裝置活動設(shè)置在承重鋼板的一端，氣動裝置固定設(shè)置在承重鋼板的另一端；承重鋼板上設(shè)有定位孔，定位孔包括電磁攪拌裝置定位孔和氣動裝置定位孔，沿承重鋼板橫截面方向分別設(shè)置至少兩組電磁攪拌裝置定位孔和氣動裝置定位孔，每一組電磁攪拌裝置定位孔和氣動裝置定位孔位于承重鋼板的同一個縱軸面上；承重鋼板通過蝸桿蝸輪升降裝置與底座連接。
[0009]進(jìn)一步，所述的電磁攪拌裝置包括方管、電磁攪拌器、導(dǎo)向滾輪、第一電磁攪拌裝置定位塊、第二電磁攪拌裝置定位塊及定位滾動桿；電磁攪拌器活動安裝在方管內(nèi)，導(dǎo)向滾輪通過第一電磁攪拌裝置定位塊與方管的一端活動連接并且導(dǎo)向滾輪活動設(shè)在承重鋼板上的中部；定位滾動桿通過第二電磁攪拌裝置定位塊與方管的另一端活動連接并且定位滾動桿固定設(shè)置在承重鋼板上的一端；
[0010]進(jìn)一步，所述的電磁攪拌器包括電磁攪拌器進(jìn)水管和電磁攪拌器出水管，電磁攪拌器進(jìn)水管和電磁攪拌器出水管設(shè)置在電磁攪拌器的同一端；
[0011]進(jìn)一步，所述的氣動裝置包括氣缸和氣缸定位架，氣缸通過氣缸定位架固定安裝在承重鋼板上。
[0012]進(jìn)一步，所述的蝸輪蝸桿升降裝置與底座固定連接，底座固定安裝在鑄井外的地面上；承重鋼板與蝸輪蝸桿升降裝置活動連接，且與蝸輪蝸桿升降裝置同步升降。
[0013]本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果:
[0014]1、本實用新型通過減小液穴深度、抑制偏析通道及消除中心偏析，改善了鑄坯的表面和內(nèi)部質(zhì)量，解決了立式鑄機(jī)鋁合金鑄坯凝固末端疏松、縮孔等問題，提高了鋁合金鑄錠的質(zhì)量，保證了鑄錠的成材率，減少了生產(chǎn)成本，而且可以通過增加本實用新型的數(shù)量同時對二個及以上的鑄錠進(jìn)行處理。
[0015]2、本實用新型安全穩(wěn)定和生產(chǎn)效率高。所述的裝置避免了生產(chǎn)初期的鑄造機(jī)結(jié)晶器漏鋁的危險情況，能夠及時采取有效補(bǔ)救措施，有利于生產(chǎn)過程的安全和穩(wěn)定。
[0016]3、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、操作方便及適用面廣。所述的裝置在鑄井外對鑄錠凝固末端施加電磁場，無論新建的或已有的鑄造系統(tǒng)都可以簡單改造后投入使用。

【附圖說明】

[0017]圖1是本實用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本實用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1、結(jié)晶器；2、引錠裝置；3、扁錠內(nèi)鋁合金熔體；4、凝固的鋁合金扁錠；5、鑄井架；6、鑄井；7、蝸桿蝸輪升降裝置；8、電磁攪拌器；9、氣缸；10、底座；11、承重鋼板；12、導(dǎo)向滾輪；13、定位滾動桿；14、電磁攪拌裝置；15、氣缸定位架；16、電磁攪拌器進(jìn)水管；17、電磁攪拌器出水管；18、第一電磁攪拌裝置定位塊；19、第二電磁攪拌裝置定位塊；20、定位孔。

【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0021]如圖1和2所示，伸縮式鑄錠凝固末端電磁攪拌裝置，所述的伸縮式鑄錠凝固末端電磁攪拌裝置固定于鑄井6外的地面上，該裝置包括兩組平行設(shè)置的電磁攪拌裝置14、氣動裝置及蝸桿蝸輪升降裝置7并且關(guān)于鑄錠凝固末端縱截面對稱；位于電磁攪拌裝置14中的電磁攪拌器8 —端與位于氣動裝置中的氣缸9活動連接，電磁攪拌器8另一端設(shè)置在鑄錠凝固末端的一側(cè)；電磁攪拌裝置14活動設(shè)置在承重鋼板11的一端，氣動裝置固定設(shè)置在承重鋼板11的另一端；承重鋼板11上設(shè)有定位孔20，定位孔20包括電磁攪拌裝置定位孔和氣動裝置定位孔，沿承重鋼板11橫截面方向分別設(shè)置至少兩組電磁攪拌裝置定位孔和氣動裝置定位孔，每一組電磁攪拌裝置定位孔和氣動裝置定位孔位于承重鋼板11的同一個縱軸面上；承重鋼板11通過蝸桿蝸輪升降裝置7與底座10連接。
[0022]優(yōu)選地，電磁攪拌裝置14包括方管、電磁攪拌器8、導(dǎo)向滾輪12、第一電磁攪拌裝置定位塊18、第二電磁攪拌裝置定位塊19及定位滾動桿13 ;電磁攪拌器8活動安裝在方管內(nèi)，導(dǎo)向滾輪12通過電磁攪拌裝置定位塊18與方管的一端活動連接并且導(dǎo)向滾輪12活動設(shè)在承重鋼板11上的中部，定位滾動桿13通過第二電磁攪拌裝置定位塊19與方管的另一端活動連接并且定位滾動桿13固定設(shè)置在承重鋼板11上的一端。電磁攪拌器8包括電磁攪拌器進(jìn)水管16和電磁攪拌器出水管17，電磁攪拌器進(jìn)水管16和電磁攪拌器出水管17設(shè)置在電磁攪拌器8的同一端。氣動裝置包括氣缸9和氣缸定位架15，氣缸9通過氣缸定位架15固定安裝在承重鋼板11上。蝸輪蝸桿升降裝置7與底座10固定連接，底座10固定安裝在鑄井外的地面上，承重鋼板11與蝸輪蝸桿升降裝置7活動連接，承重鋼板11與蝸輪蝸桿升降裝置7同步升降。
[0023]本實用新型的工作原理:在生產(chǎn)過程中，扁錠內(nèi)鋁合金熔體3充滿在結(jié)晶器I鑄模內(nèi)，隨著底模在引錠裝置2作用下勻速下降，結(jié)晶器底部拉伸出外殼凝固的鋁合金扁錠4，由于其中心部位液穴處熔體未凝固，鑄錠內(nèi)外存在較大的溫差，為了盡快降低此處溫差，在底模勻速降至鑄井6 口后，將電磁攪拌裝置14在氣動裝置的推動下伸入扁錠4的兩側(cè)，覆蓋整個鑄坯寬度，隨著扁錠的勻速下降，開始施加低頻交變電磁場，在鑄錠凝固末端通過電磁力驅(qū)動的強(qiáng)迫水平對流調(diào)整溫度場、減小液穴深度，抑制偏析通道形成，消除中心偏析，改善鑄坯的表面和內(nèi)在質(zhì)量。
[0024]本實用新型的具體操作過程:
[0025](I)確定凝固的鋁合金扁錠4的合金牌號和規(guī)格尺寸，再依據(jù)凝固的鋁合金扁錠4的厚度調(diào)整電磁攪拌裝置14的中心距離，并按對應(yīng)的定位孔19進(jìn)行固定(凝固的鋁合金扁錠4的厚度調(diào)整幅度在600mm-900mm之間)，氣缸9的定位與之相同；隨后再依據(jù)不同合金牌號對應(yīng)的凝固的鋁合金扁錠4凝固末端的高度調(diào)整蝸桿蝸輪升降裝置7的對應(yīng)高度，使電磁攪拌器8與凝固的鋁合金扁錠4凝固末端位置在一個水平面。
[0026](2)當(dāng)扁錠內(nèi)鋁合金熔體3流入結(jié)晶器I開始進(jìn)行半連續(xù)鑄錠生產(chǎn)時，凝固的鋁合金扁錠4由引錠裝置2牽引勻速下降到鑄井架5上的鑄井6 口處，啟動電磁攪拌裝置14，由氣缸9推動電磁攪拌器8伸入凝固的鋁合金扁錠4兩側(cè)，開始進(jìn)行低頻電磁攪拌，電磁攪拌器8的低頻頻率大小為15-60赫茲(頻率大小與扁錠的厚度有關(guān))，電磁攪拌器8能在鑄造全過程處于工作狀態(tài)，以實現(xiàn)最佳的攪拌效果，待即將鑄造結(jié)束時，啟動氣缸9將電磁攪拌器8收回到初始位置，即完成一個鑄次的生產(chǎn)過程。
[0027]本發(fā)明實例僅說明一個凝固的鋁合金扁錠4的實施過程，在實際生產(chǎn)中，有二塊及以上凝固的鋁合金扁錠4同時進(jìn)行生產(chǎn)，僅增加本裝置的數(shù)量就能達(dá)到發(fā)明效果。生產(chǎn)實踐證明，采用本技術(shù)方案獲得的大規(guī)格凝固的鋁合金扁錠4無裂紋、無偏析、細(xì)化晶粒均勻及鑄造應(yīng)力低。
[0028]上面結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種伸縮式鑄錠凝固末端電磁攪拌裝置，其特征在于:所述的伸縮式鑄錠凝固末端電磁攪拌裝置固定于鑄井(6)外的地面上，該裝置包括兩組平行設(shè)置的電磁攪拌裝置(14)、氣動裝置及蝸桿蝸輪升降裝置(7)并且關(guān)于鑄錠凝固末端縱截面對稱；位于電磁攪拌裝置(14)中的電磁攪拌器(8) —端與位于氣動裝置中的氣缸(9)活動連接，電磁攪拌器(8)另一端設(shè)置在鑄錠凝固末端的一側(cè)；電磁攪拌裝置(14)活動設(shè)置在承重鋼板(11)的一端，氣動裝置固定設(shè)置在承重鋼板(11)的另一端；承重鋼板(11)上設(shè)有定位孔(20)，定位孔(20)包括電磁攪拌裝置定位孔和氣動裝置定位孔，沿承重鋼板(11)橫截面方向分別設(shè)置至少兩組電磁攪拌裝置定位孔和氣動裝置定位孔，每一組電磁攪拌裝置定位孔和氣動裝置定位孔位于承重鋼板(11)的同一個縱軸面上；承重鋼板(11)通過蝸桿蝸輪升降裝置(7 )與底座(10)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮式鑄錠凝固末端電磁攪拌裝置，其特征在于:所述的電磁攪拌裝置(14)包括方管、電磁攪拌器(8)、導(dǎo)向滾輪(12)、第一電磁攪拌裝置定位塊(18)、第二電磁攪拌裝置定位塊(19)及定位滾動桿(13);電磁攪拌器(8)活動安裝在方管內(nèi)，導(dǎo)向滾輪(12)通過電磁攪拌裝置定位塊(18)與方管的一端活動連接并且導(dǎo)向滾輪(12)活動設(shè)在承重鋼板(11)上的中部，定位滾動桿(13)通過第二電磁攪拌裝置定位塊(19)與方管的另一端活動連接并且定位滾動桿(13)固定設(shè)置在承重鋼板(11)上的一端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮式鑄錠凝固末端電磁攪拌裝置，其特征在于:所述的電磁攪拌器(8)包括電磁攪拌器進(jìn)水管(16)和電磁攪拌器出水管(17)，電磁攪拌器進(jìn)水管(16 )和電磁攪拌器出水管(17 )設(shè)置在電磁攪拌器(8 )的同一端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮式鑄錠凝固末端電磁攪拌裝置，其特征在于:所述的氣動裝置包括氣缸(9)和氣缸定位架(15)，氣缸(9)通過氣缸定位架(15)固定安裝在承重鋼板(11)上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伸縮式鑄錠凝固末端電磁攪拌裝置，其特征在于:所述的蝸輪蝸桿升降裝置(7)與底座(10)固定連接，底座(10)固定安裝在鑄井外的地面上，承重鋼板(11)與蝸輪蝸桿升降裝置(7 )活動連接。
【文檔編號】B22D11-115GK204294890SQ201420366121
【發(fā)明者】戴飛 [申請人]河南中孚實業(yè)股份有限公司