[发明专利]复合电磁连续铸造高取向细晶金属材料的方法及其装置

权利要求书

1.一种复合电磁连续铸造高取向细晶金属材料的方法，其特征在于：在结晶器内的金属熔体上部插入一对电极，并通入交流电，加热并控制熔体温度；电极采用自冷电极；同时在结晶器外侧设置的感应线圈中通入直流电，产生直流磁场；利用自冷电极诱发电极附近熔体迅速形成晶核，同时结合电磁振荡促使晶核弹射到金属熔体中，形成其后金属凝固的核心主体；同时晶核在沉降的过程中使其发生磁致取向，最终取高取向细晶组织的金属材料；所述的复合磁场中，采用交流电频率为50Hz，电流强度为100A；直流电产生的磁场强度为10T。

2.一种复合磁场连续铸造高取向细晶金属材料的方法中所用的专用装置，该设置主要为一结晶器装置，该装置包括有：交流电源装置(1)、自冷电极(2)、结晶器冷却水套(3)、水套进水管(4)、水套出口管(5)、直流感应线圈(6)、二次冷却水喷嘴(7)、铸坯(8)、引锭杆(9)和震动装置(10)；其特征在于：在结晶器容器内金属熔体上部插入并设置有一对自冷电极(2)，电极(2)与交流电源装置(1)连接；在结晶器容器外侧设置有左右对称布置的结晶器冷却水套(3)，冷却水套(3)设有水套进水管(4)和水套出水管(5)；在结晶器容器旁侧，也即在结晶器冷却水套(3)的中间空腔内被隔离地设置有能产生静磁场的直流感应线圈(6)；在结晶器冷却水套(3)的下部、正对着铸坯(8)处还设置有二次冷却水喷嘴(7)；整个结晶器平台支架下设置有一震动装置(10)，以有助于细化晶粒；在铸坯(8)的末端连接有一起牵拉作用的引锭杆(9)。

3.如权利要求2所述的一种复合磁场连续铸造高取向细晶金属材料的方法中所用的专用装置，其特征在于所述的自冷电极(2)的结构为：电极圆柱中心位置有垂直的冷却介质进入通道(11)，上部旁侧设置有水平的冷却介质流出通道(12)；在电极的到套管(14)的外表面涂有耐热导电涂层(13)；所述的冷却介质为水、油或气。

4.如权利要求3所述的一种复合磁场连续铸造高取向细晶金属材料的方法中所用的专用装置，其特征在于所述的自冷电极(2)的材料采用金属、金属基陶瓷或其他导电耐热复合材料。

5.如权利要求2或3所述的一种复合磁场连续铸造高取向细晶金属材料的方法中所用的专用装置，其特征在于所述的交流电源装置是可控可调的，其频率范围为10～10000Hz，交流电流强度为0～10000A；直流感应线圈(6)所产生的直流磁场的磁场强度为0～10T。