镁合金熔体与金属制内套及引锭接触的部分形成稳定的凝固壳后开启铸造机，将已凝固的锭坯拉出结晶器，引锭下降的速度为60mm/min ;同时通过冷却水箱向锭坯表面通入冷却水，控制冷却水线密在0.5L/s*m ；
当铸造结束后，先切断励磁线圈中的交变电流，将最后凝固的锭坯拉出结晶器并关闭冷却水，最后取出锭坯准备进行下一次的半连续铸造；
获得的锭坯心部金相照片如图5所示；
采用传统的无保温层按上述方式铸造相同铸坯，获得的锭坯心部金相照片如图4所不O
[0036]实施例2
抑制镁合金锭坯开裂的半连续铸造结晶器结构同实施例1，不同点在于:
(1)保温层设置在外壁的上方，为外保温层；外保温层的高度为内套高度的80%;外保温层嵌入深度为内套侧壁厚度的40% ;
(2)内套的材质为不锈钢；
(3)内保温层的材质为陶瓷纤维纸，且陶瓷纤维纸表面接触熔体的一侧涂覆有碳化硼涂料；
(4)内保温层的内侧面延伸出内套内壁表面8mm;过渡带由脂肪酸甘油酯和滑石粉按重量比1:2混合制成；过渡带的斜侧面与内套内壁的夹角在45° ;
采用上述结晶器铸造300mm X 800mm镁合金大规格扁坯，牌号为AZ31，方法同实施例1，不同点在于:
(1)励磁线圈的工作频率为20Hz，向励磁线圈通入的交流电的电流强度为300A;
(2)引锭下降的速度为25mm/min;控制冷却水线密在5L/s*m ；
获得的扁坯边部照片如图7所示；
采用传统的无保温层按上述方式铸造相同铸坯，获得的扁坯边部照片如图6所示。
[0037]实施例3
抑制镁合金锭坯开裂的半连续铸造结晶器结构同实施例1，不同点在于:
(1)保温层设置在内套的内壁的上方，为内保温层；内保温层的高度为内套高度的80% ;内保温层嵌入深度为内套侧壁厚度的40% ;
(2)内套的材质为铜合金；
(3)内保温层的材质为陶瓷纤维纸，且陶瓷纤维纸表面接触熔体的一侧涂覆有二硫化钥涂料；
(4)内保温层的内侧面延伸出内套内壁表面1mm;过渡带由脂肪酸甘油酯和滑石粉按重量比1:3混合制成；过渡带的斜侧面与内套内壁的夹角在45° ;
采用上述结晶器铸造Mg-9Gd-3Y-l.5Zn-0.6Zr合金铸锭，方法同实施例1，不同点在于:
(1)励磁线圈的工作频率为30Hz，向励磁线圈通入的交流电的电流强度为260A;
(2)引锭下降的速度为100mm/min;控制冷却水线密在3L/s*m ；
获得的铸锭表面照片如图9所示；
采用传统的无保温层按上述方式铸造相同铸坯，获得的铸锭表面照片如图8所示。
[0038]实施例4
抑制镁合金锭坯开裂的半连续铸造结晶器结构同实施例1，不同点在于:
(I)保温层同时设置在内壁和外壁的上方；外保温层的高度为内套高度的70% ;内保温层的高度为内套高度的70% ;内保温层嵌入深度为内套侧壁厚度的30% ;外保温层嵌入深度为内套侧壁厚度的30% ;
(2)内套的材质为不锈钢；
(3)内保温层的材质为陶瓷纤维纸，且陶瓷纤维纸表面接触熔体的一侧涂覆有二硫化钥涂料；
(4)内保温层的内侧面延伸出内套内壁表面6mm;过渡带由脂肪酸甘油酯和滑石粉按重量比1:5混合制成；过渡带的斜侧面与内套内壁的夹角在60° ;
采用上述装置铸造ZK60镁合金，方法同实施例1，不同点在于:
(1)励磁线圈的工作频率为50Hz，向励磁线圈通入的交流电的电流强度为150A;
(2)引锭下降的速度为200mm/min;控制冷却水线密在2L/s*m ；
获得的锭坯表面照片如图10所示。
[0039]实施例5
抑制镁合金锭坯开裂的半连续铸造结晶器结构同实施例4，不同点在于:
内外保温层高度为结晶器高度50% ;
方法同实施例4 ；
获得的锭坯表面照片如图11所示。
【主权项】
1.一种抑制镁合金锭坯开裂的半连续铸造结晶器，其特征在于包括内套、保温层、冷却水箱、励磁线圈和结晶器外壳，保温层设置在内套的内壁的上方，或设置在外壁的上方，或同时设置在内壁和外壁的上方；设置在外壁的上方的保温层为外保温层，其顶端与内套的顶板底面连接，外保温层的高度为内套高度的50~80% ;设置在内壁上方的保温层为内保温层，其顶端与内套顶面同高，内保温层的高度为内套高度的50~80% ;内保温层嵌入内套并粘接在内壁上，嵌入深度为内套侧壁厚度的20~40% ;外保温层嵌入内套并粘接在内套外壁上，嵌入深度为内套侧壁厚度的20~40%。2.根据权利要求1所述的抑制镁合金锭坯开裂的半连续铸造结晶器，其特征在于所述的内保温层的材质选用陶瓷纤维纸，且陶瓷纤维纸表面接触熔体的一侧涂覆有耐高温涂料，耐高温涂料选用氮化硼涂料、碳化硼涂料或二硫化钼涂料。3.根据权利要求1所述的抑制镁合金锭坯开裂的半连续铸造结晶器，其特征在于所述的内保温层的内侧面延伸出内套内壁表面5~10mm，且内保温层的底面与内套内壁之间设有过渡带，过渡带由脂肪酸甘油酯和滑石粉按重量比1: (1~5)混合制成；过渡带的顶面与内保温层的底面粘接，过渡带的直侧面与内套的内壁粘接，过渡带的斜侧面与内套内壁的夹角在 30°~60°。4.根据权利要求1所述的抑制镁合金锭坯开裂的半连续铸造结晶器，其特征在于所述的外保温层的材质为橡胶或塑料。5.根据权利要求1所述的抑制镁合金锭坯开裂的半连续铸造结晶器，其特征在于所述的保温层与内套粘接是采用和粘合剂进行粘接，所述的粘合剂是采用含羟基纤维素钠、淀粉和水混合制成，其中含羟基纤维素钠占总重量的15~25%，淀粉占重量的15~25%。6.权利要求1所述的抑制镁合金锭坯开裂的半连续铸造结晶器的使用方法，其特征在于包括以下步骤: (1)首先将引锭上升到结晶器内形成半封闭的型腔，利用石棉绳将引锭与结晶器内套之间的缝隙填充好； (2)开启冷却水，待冷却水灌满冷却水箱后，在励磁线圈中通入交流电； (3)通过导流装置和分流槽将已经熔炼完毕的镁合金熔体引流到结晶器中，通过励磁线圈产生的洛伦兹力对镁合金熔体进行搅拌，此时引锭和内套的内壁下部对镁合金熔体冷却；其中励磁线圈的工作频率为10~50Hz，向励磁线圈通入的交流电的电流强度为100-300A ； (4)当镁合金熔体与金属制内套及引锭接触的部分形成稳定的凝固壳后开启铸造机，将已凝固的锭坯拉出结晶器，引锭下降的速度为25~200mm/min ;同时通过冷却水箱向锭坯表面通入冷却水，控制冷却水线密在0.5~5L/s*m。
【专利摘要】抑制镁合金锭坯开裂的半连续铸造结晶器及其使用方法，属于铸造技术领域，结晶器包括内套、保温层、冷却水箱、励磁线圈和结晶器外壳，保温层设置在内套的内壁的上方，或设置在外壁的上方，或同时设置在内壁和外壁的上方；内保温层嵌入内套并粘接在内壁上，外保温层嵌入内套并粘接在内套外壁上；使用方法为：（1）将引锭上升到结晶器内；（2）开启冷却水并在励磁线圈中通入交流电；（3）通过励磁线圈产生的洛伦兹力对镁合金熔体进行搅拌；（4）当形成稳定的凝固壳后开启铸造机，将锭坯拉出结晶器。本发明设计的方法与设备合理，可有效的降低易裂合金锭坯及大规格扁坯和圆坯在半连续铸造过程中的裂纹倾向。
【IPC分类】B22D11/059, B22D11/055
【公开号】CN105108080
【申请号】CN201510472954
【发明人】胡文义, 乐启炽, 张志强, 宝磊, 柏媛媛
【申请人】东北大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月5日