一种超大规格铝合金铸锭的制备装置及方法与流程

文档序号:11071476阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种超大规格铝合金铸锭的制备装置,其特征在于:该装置包括熔体处理器、升降机构、热顶、结晶器、水箱和引锭;所述的热顶安装在结晶器上方,所述的引锭置于结晶器下方,所述的结晶器安装在水箱上,所述的熔体处理器与升降机构相连接,所述的升降机构固定于水箱上,铸造过程中通过升降机构将熔体处理器置于热顶和/或结晶器的内部。

2.根据权利要求1所述的超大规格铝合金铸锭的制备装置,其特征在于:所述的熔体处理器包括电磁线圈、保温单元、冷却单元和支撑单元;所述的电磁线圈固定于支撑单元内部,所述的保温单元固定于支撑单元外部,所述的冷却单元固定于支撑单元下部。

3.根据权利要求2所述的超大规格铝合金铸锭的制备装置,其特征在于:所述的电磁线圈由实芯铜导线或铜管绕制而成,实芯铜导线或铜管外围由绝缘橡胶包裹,所述的电磁线圈为产生旋转磁场的电磁线圈、产生行波磁场的电磁线圈或产生复合磁场的电磁线圈。

4.根据权利要求2所述的超大规格铝合金铸锭的制备装置,其特征在于:所述的保温单元由陶瓷或石棉材料制成,厚度为10mm~50mm,固定于支撑单元侧面的外部。

5.根据权利要求2所述的超大规格铝合金铸锭的制备装置,其特征在于:所述的冷却单元由高导热壳体和底部空心管组成,空心管螺旋盘绕于高导热壳体内部并与其接触,空心管的入口和出口分别延伸至支撑单元顶部之上;所述的高导热壳体由铜合金或石墨材料制成;所述的空心管由铜合金或不锈钢材料制成;空心管内采用的冷却介质为空气、氮气、水或油。

6.根据权利要求2所述的超大规格铝合金铸锭的制备装置,其特征在于:所述的支撑单元由不锈钢或铝合金材料制成,所述的支撑单元顶部设置有进水口和出水口,所述的支撑单元上部设有凸起部分。

7.一种超大规格铝合金铸锭的制备方法,包括如下步骤:采用权利要求1-6中任一项所述的制备装置,在铸锭半连续铸造过程进入稳定状态后,首先将熔体处理器通过升降机构深入到热顶和结晶器内;然后使冷却介质从空心管入口进入,螺旋下降到达底部空心管,沿空心管出口流出,冷却介质通过冷却单元底部的高导热壳体与熔体换热,实现对内部合金熔体的强制冷却;最后对熔体处理器的电磁线圈施加交变电流,产生自内而外的电磁搅拌力,通过与合金熔体冷却的耦合作用,进一步加速熔体的换热和传质,均匀合金熔体的温度场和成分场,实现超大规格铝合金铸锭的细晶均质铸造。

8.根据权利要求7所述的超大规格铝合金铸锭的制备方法,其特征在于:所述的高导热壳体底部与结晶器结晶带位置或底部平齐,所述的熔体处理器数量为一个或多个。

9.根据权利要求7所述的超大规格铝合金铸锭的制备方法,其特征在于:工作过程中对电磁线圈施加交变电流,电磁线圈的安匝数为5000~20000At,施加的电流频率为0.5~50Hz。

10.根据权利要求7所述的超大规格铝合金铸锭的制备方法,其特征在于:工作过程中对冷却单元施加强制冷却,空心管中的冷却介质为空气、氮气或水,冷却介质流量为0~2500L/min,冷却强度为100~5000W/(m2·k)。

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