金半连续铸造装置，其结构同实施例1，区别在于:导流管隔板上的开孔直径Φ5πιπι ;导流管隔板上的开孔间距为5mm ;上线圈和下线圈均由扁铜线缠绕而成，匝数为50。
[0041]实施例3
[0042]—种铝合金半连续铸造装置，其结构同实施例1，区别在于:导流管隔板上的开孔直径Φ30πιπι ;导流管隔板上的开孔间距为50mm ;上线圈和下线圈均由扁铜线缠绕而成，匝数为200。
[0043]实施例4
[0044]利用实施例1所述装置的铝合金半连续铸造方法，包括如下步骤:
[0045]I)将牵引系统升至结晶器水套内石墨环下沿，再将流槽、导流管、导流管隔板预热至700°C，并向结晶器水套中通冷却水，冷却水通过结晶器水套的出水孔喷出，作用至铸锭表面；
[0046]2)向流槽中导入温度为720?730°C的6063铝合金熔体，6063铝合金熔体流经导流管及导流管隔板后进入结晶系统，在结晶系统内凝固5s后，启动牵引系统进行铸造，同时启动剪切系统中的交流电源，向上线圈通入交流电，交流电的频率为30000赫兹，电流为150安；并且启动搅拌系统中的低频电源，向下线圈通入交流电，其频率为50赫兹，电流为150安;
[0047]3)待牵引系统牵引铸锭移动至预定位置时，停止导入6063铝合金熔体，关闭交流电源和低频电源，停止牵引系统，吊出铸锭，完成铸造。
[0048]本实施例制得的6063铝合金的细化效果如图2所示，图2的左半部分采用没有上线圈、导流隔板和下线圈的装置得到的凝固组织，图2的右半部分是采用具有上线圈、导流隔板和下线圈的装置得到的凝固组织，右半部分铸锭的平均晶粒尺寸约为65 μπι，左半部分铸锭的平均晶粒尺寸约为420 μ m，可见采用本发明的铸造设备和方法制备的铝合金铸锭凝固组织非常均匀细小，提高了铸锭的质量；
[0049]本实施例制得的6063铝合金去除团聚氧化物的效果如图3所示，图3的左半部分采用没有上线圈、导流隔板和下线圈得到的铸锭断口照片，可以看到团聚氧化物存在；图3的右半部分是采用具有上线圈、导流隔板和下线圈得到的铸锭断口照片，采用本发明的铸造设备和方法制备的铝合金铸锭凝固组织中没有发现团聚氧化物，提高了铸锭的质量。
[0050]实施例5
[0051]利用实施例1所述装置的铝合金半连续铸造方法，包括如下步骤:
[0052]I)将牵引系统升至结晶器水套内石墨环下沿，再将流槽、导流管、导流管隔板预热至300°C，并向结晶器水套中通冷却水，冷却水通过结晶器水套的出水孔喷出，作用至铸锭表面；
[0053]2)向流槽中导入温度为720?730°C的铝熔体，铝熔体流经导流管及导流管隔板后进入结晶系统，在结晶系统内凝固20s后，启动牵引系统进行铸造，同时启动剪切系统中的变频电源，向上线圈通入交流电，交流电的频率为50000赫兹，电流为I安；并且启动搅拌系统中的变频电源，向下线圈通入交流电，其频率为100赫兹，电流为I安；
[0054]3)待牵引系统牵引铸锭移动至预定位置时，停止导入铝熔体，关闭上下线圈的变频电源，停止牵引系统，吊出铸锭，完成铸造。
[0055]经检测，本实施例制得铸锭的平均晶粒尺寸约为69 μ m，无团聚氧化物存在。
[0056]实施例6
[0057]利用实施例1所述装置的铝合金半连续铸造方法，包括如下步骤:
[0058]I)将牵引系统升至结晶器水套内石墨环下沿，再将流槽、导流管、导流管隔板预热至500°C，并向结晶器水套中通冷却水，冷却水通过结晶器水套的出水孔喷出，作用至铸锭表面；
[0059]2)向流槽中导入温度为720?730°C的铝熔体，铝熔体流经导流管及导流管隔板后进入结晶系统，在结晶系统内凝固12s后，启动牵引系统进行铸造，同时启动剪切系统中的变频电源，向上线圈通入交流电，交流电的频率为5赫兹，电流为300安；并且启动搅拌系统中的低频电源，向下线圈通入交流电，其频率为5赫兹，电流为300安；
[0060]3)待牵引系统牵引铸锭移动至预定位置时，停止导入铝熔体，关闭上下线圈的电源，停止牵引系统，吊出铸锭，完成铸造。
[0061]经检测，本实施例制得铸锭的平均晶粒尺寸约为63 μm，无团聚氧化物存在。
【主权项】
1.一种铝合金半连续铸造装置，其特征在于，由供流系统、剪切系统、结晶系统、搅拌系统和牵引系统组成； 其中，所述的供流系统由流槽压板、流槽和导流管组成；流槽由流槽压板包围，导流管位于流槽的下方； 所述的剪切系统由导流管隔板、上线圈及变频电源组成；上线圈位于导流管外侧，导流管隔板位于导流管内，隔板上有通孔，上线圈通过导线与变频电源连接； 所述的结晶系统位于剪切系统下方，由石墨环和结晶器水套组成；结晶器水套位于石墨环外侧，结晶器水套下部靠石墨环一侧有出水孔； 所述的搅拌系统由下线圈和低频电源组成；下线圈位于结晶器水套内，下线圈通过导线与低频电源连接； 所述牵引系统位于石墨环下沿，并可上下移动。2.根据权利要求1所述的一种铝合金半连续铸造装置，其特征在于，导流管隔板呈水平方向放置。3.根据权利要求1所述的一种铝合金半连续铸造装置，其特征在于，所述的导流管和导流管隔板为耐高温的高强度保温材料。4.根据权利要求1所述的一种铝合金半连续铸造装置，其特征在于，所述的导流管隔板的厚度为5mm?50mm ;隔板上的开孔直径Φ5ι?πι?C>30mm ;隔板上的开孔间距为5mm?50mmo5.根据权利要求1所述的一种铝合金半连续铸造装置，其特征在于，所述的上线圈和下线圈均由耐热铜管或扁铜线缠绕而成，匝数为50?200匝。6.根据权利要求1所述的一种铝合金半连续铸造装置，其特征在于，所述的石墨环材料为石墨。7.—种铝合金半连续铸造方法，利用了权利要求1所述的装置，其特征在于，包括如下步骤: 1)将牵引系统升至结晶器水套内石墨环下沿，再将流槽、导流管、导流管隔板预热至300-700°C，并向结晶器水套中通入冷却水，冷却水通过结晶器水套的出水孔喷出，作用至铸锭表面； 2)向流槽中导入铝熔体，铝熔体流经导流管及导流管隔板后进入结晶系统，在结晶系统内凝固5?20s后，启动牵引系统进行铸造，同时启动剪切系统中的变频电源，向上线圈通入交流电，并且启动搅拌系统中的低频电源，向下线圈通入交流电； 3)待牵引系统牵引铸锭移动至预定位置时，停止导入铝熔体，关闭上下线圈的电源，停止牵引系统，吊出铸Ι?，完成铸造。8.根据权利要求7所述的一种铝合金半连续铸造方法，其特征在于，所述铝熔体温度为 720 ?730 0C ο9.根据权利要求7所述的一种铝合金半连续铸造方法，其特征在于，上线圈交流电的频率为5?50000赫兹，电流为I?300安；下线圈交流电的频率为5?100赫兹，电流为I?300安。
【专利摘要】本发明的目的是为了提高铝合金的铸锭质量，细化铸锭组织并且降低铝熔体中团聚在一起的氧化物的对铝合金铸锭及后续深加工产品的有害作用，提供了一种铝合金半连续铸造装置及方法，属于铝合金铸造设备和技术领域。该装置由供流系统、剪切系统、结晶系统、搅拌系统和牵引系统组成。该装置在常规的铝合金半连续铸造基础上，增加了剪切系统，通过剪切系统中的上线圈、变频电源和导流管隔板使导流管内的铝熔体产生强烈快速流动，产生的强剪切将铝熔体中的团聚氧化膜打散，并利用低频电磁场的搅拌作用将打散的氧化膜质点均匀分散到结晶器内的不同位置，进而细化凝固组织，提高铝合金综合性能。
【IPC分类】B22D11/115, B22D11/14
【公开号】CN105215306
【申请号】CN201510713452
【发明人】王向杰, 孙刚, 马青梅, 王立娟, 崔建忠
【申请人】东北大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月28日