专利名称：一种铝合金扁锭电磁场辅助半连续铸造用石墨内衬的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铝合金扁锭电磁场辅助半连续铸造用石墨内衬，属于 铝合金半连续铸造技术领域。
背景技术：
前苏联学者Getsdev发明了电磁铸造技术，由于在铸造过程中取代了 传统结晶器壁，而是完全依靠电磁力约束液态金属成形，铸造过程中液态 金属与外界非接触，因此采用电磁铸造制备的铝合金铸锭表面非常光亮， 可以不用车削而直接进行挤压、轧制。但是，该技术要求铸造参数和电磁 参数的匹配必须非常精确，否则很容易出现拉漏、甚至难以铸造成形的现 象。为提高电磁铸造的可操作性和通用性，电磁场辅助半连续铸造技术逐 渐发展起来，该技术是利用电磁力和结晶器壁来共同提供液态金属凝固时 的支撑面，和无模电磁铸造相比，该技术操作简便，通用性强，铸锭质量 也比常规铸造获得了明显的提高。
与常规结晶器不同的是，电磁场辅助半连续铸造技术是在结晶器内添 加一电磁感应器，该电磁感应器可以用铜线或铜板绕制而成。感应器放置 于结晶器内。为了增加结晶器的润滑效果，结晶器往往采用具有"自润滑" 功能的高强石墨内衬作为和液态铝熔体的直接接触面。但是，石墨内衬由 于不断经受感应电流的加热以及高温熔体的侵蚀，内衬表面磨损严重，使 用寿命较短，需要定期更换。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝合金扁锭电磁场辅助半连续铸造用石墨
内衬，旨在克服现有石墨内衬由于磨损而须频繁更换的不足，在铸造时可 以减小铸锭对石墨表面的摩擦，延长石墨内衬的使用寿命。 本发明的目的通过以下技术方案来实现
一种铝合金扁锭电磁场辅助半连续铸造用石墨内衬，其特征在于所 述石墨内衬由前后左右四块石墨组合形成，相邻石墨的衔接处分别设置绝 缘层，石墨内衬呈上下对称结构，石墨内衬的内壁带有锥度，石墨内衬上 下端面各设有一卡槽。
进一步地，上述的一种铝合金扁锭电磁场辅助半连续铸造用石墨内 衬，相邻石墨衔接处设置的绝缘层为云母片。
更进一步地，上述的一种铝合金扁锭电磁场辅助半连续铸造用石墨内 衬，所述石墨内衬内壁带有锥度，其锥角为173° 178°。
本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在-
① 本发明石墨内衬采用分体设计，由四块石墨拼接而成，衔接处设置 绝缘层，阻断了石墨内衬的环路，以降低交变电磁场对石墨内衬的感应加 热作用，提高了电磁场的利用率，铸造过程中铸锭的摩擦力较小；
② 石墨内衬采用上下对称设计，当下表面损坏时可将石墨内衬上下翻
转继续使用，延长了石墨内衬的使用寿命；
③ 石墨内衬与铝熔体接触的内壁采用锥度设计，铸造时利于铸锭顺利 脱模。
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明
图1:石墨内衬的剖视图2:石墨内衬的俯视图3:石墨内衬应用时的示意图。
图中各附图标记的含义见下表:
附图 标记含义附图 标记含义附图 标记含义
1左侧面石墨2后侧面石墨3右侧面石墨
4則WJ囬々墨绝缘层6结晶器本体
7结晶器盖板8电磁感应器9铝合金熔体
10石墨内衬11冷却水12固液两相区
13铸锭
具体实施例方式
如图1、图2所示， 一种铝合金扁锭电磁场辅助半连续铸造用石墨内 衬，由前侧面石墨4、后侧面石墨2、左侧面石墨l、右侧面石墨3共四块 石墨组合而成，相邻石墨的衔接处分别设置云母片5;石墨内衬呈上下对 称结构，石墨内衬的内壁带有锥度，其锥角为173° 178°;石墨内衬上下 端面各设计有一卡槽。
石墨内衬采用分体式结构，根据扁锭的形状整体设计成长方形，相邻 石墨衔接处分别设置一绝缘层，阻断石墨内衬的环路，防止在电磁场作用 下整个石墨内衬形成环形感应电流，减小电磁场在石墨内衬的消耗并降低 石墨本体发热。
石墨内衬采用上下对称设计，当石墨下部由于使用时间过长出现磨损 现象时可将石墨内衬上下翻转继续使用，整个石墨内衬的使用寿命可以延 长一倍。
石墨内衬与铝熔体接触面采用锥度设计，铸造时金属液面位于石墨内 衬中心线以下，可以减小铸造过程中铸锭对石墨内衬的摩擦力，提高石墨 寿命。石墨内衬上下端面各设计了一个卡槽，用于与结晶器本体进行装配 定位。
本发明石墨内衬10应用于铝合金扁锭电磁场辅助铸造时，如图3所
示。先将四块石墨分别装配于结晶器本体6相应的卡槽中，连接处用云母 片填充；电磁感应线圈8置于石墨内衬与铝壁之间，线圈四周与结晶器本 体6绝缘，盖上结晶器盖板7，完成结晶器装配。
铸造前均匀地向石墨内衬10抹润滑油，使石墨表面形成一薄层均匀 的油膜，冷却水腔通有冷却水ll，电磁感应线圈接通电源；铝合金熔体9 进入结晶器后首先充满底座并逐渐接触到石墨内衬10，随着熔体的流入液 面不断升高，当液面接近石墨内衬中线时铸造过程开始，形成固液两相区 12，整个铸锭13在石墨内衬的一次冷却和冷却水的二次冷却作用下凝固 成形。
综上所述，采用本发明石墨内衬铸造时不仅与铸锭的摩擦力小，而且 利于铸锭顺利脱模。由于石墨内衬本体采用分块设计，有效的减小了交变 电磁场对石墨本身的感应加热作用，增强了电磁场的利用率。此外，石墨 内衬采用对称设计，当石墨内衬下表面由于长期承受高温铝熔体出现磨损 时可将其上下翻转，石墨内衬的使用寿命提高了一倍，带来了极好的技术 意义和深远的经济效益。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限 制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利 保护范围之内。
权利要求
1.一种铝合金扁锭电磁场辅助半连续铸造用石墨内衬，其特征在于所述石墨内衬由前后左右四块石墨组合形成，相邻石墨的衔接处分别设置绝缘层，石墨内衬呈上下对称结构，石墨内衬的内壁带有锥度，石墨内衬上下端面各设有一卡槽。
2. 根据权利要求1所述的一种铝合金扁锭电磁场辅助半连续铸造用 石墨内衬，其特征在于相邻石墨衔接处设置的绝缘层为云母片。
3. 根据权利要求1所述的一种铝合金扁锭电磁场辅助半连续铸造用 石墨内衬，其特征在于:所述石墨内衬内壁带有锥度，其锥角为173。 178。。
全文摘要
本发明提供一种铝合金扁锭电磁场辅助半连续铸造用石墨内衬，石墨内衬由前后左右四块石墨组合形成，相邻石墨的衔接处分别设置绝缘层，石墨内衬呈上下对称结构，石墨内衬的内壁带有锥度，石墨内衬上下端面各设计一卡槽。石墨内衬本体由四块石墨拼接成，连接处用绝缘材料填充，有效降低交变电磁场对石墨内衬的感应加热作用，提高电磁场的利用率；内衬结构采用上下对称设计，当下表面损坏时可将石墨内衬上下翻转继续使用，内衬的使用寿命提高了一倍；石墨内衬与铝熔体接触面采用锥度设计，便于铸锭脱模；非常实用，具有极好的应用价值。
文档编号B22D11/059GK101176910SQ20071019102
公开日2008年5月14日 申请日期2007年12月5日 优先权日2007年12月5日
发明者刘金炎, 王家淳, 郭世杰, 科 马 申请人:苏州有色金属研究院有限公司