[实用新型]新型离心浇铸炉管的工艺设备

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种新型离心浇铸炉管的工艺设备，属于冶金离心铸造领域。 

背景技术

目前工业炉的离心浇铸炉管在其铸造过程中，它的模需采用水冷却，金属液在进入高速旋转的模内，在离心力作用下冷却、成型。在生产过程中，由于金属液中含有不同的元素，它们的密度差异，在制造过程中会发生严重的宏观偏析现象。同时，还受到模的冷却能力的限制，会使金属液的结晶方式以及晶体种类达不到理想状态，从而影响炉管的性能。 

发明内容

本实用新型的目的是提出一种能克服上述缺陷，消除合金元素偏析现象、改善炉管性能的新型离心浇铸炉管的工艺设备。一种新型离心浇铸炉管的工艺设备，其特征在于在离心机上加设了电磁发生器。本新型离心浇铸炉管的工艺设备是根据金属液在稳恒磁场中受到与旋转方向相反的洛伦兹作用力的原理，通过由电流强度控制的电磁搅拌将凝固过程中所生成的部分柱状晶打碎，形成新的结晶核，生成细化的等轴晶，以提高炉管的性能。磁场发生器安装在模的两侧，在模内部形成垂直于模轴线的水平稳恒磁场。在金属液注入时就开启磁场，并保持一段时间，至金属液凝固成型。该工艺主要由电磁发生器及离心浇铸设备组成，在电磁场洛伦兹力的影响下，这些合金元素在金属液中产生折断、 迁移等运动，使金属液在模中结晶方式、晶体种类、合金分布等趋于合理，从而提高了炉管的性能。提高了炉管制造的工艺水平，省坯料、人工等。 

本实用新型在模两侧形成单一性磁极，经过模，电磁场强度会衰减，通过增加励磁电压，由高斯计检测模内部磁场的强度，最终形成稳恒磁场。为此本实用新型提出了电磁发生器的制作和安装方法，实现了新型离心浇铸炉管的工艺设备正常运行。从而使炉管性能得以提高，同时亦达到了提高炉管制造工艺水平、降低生产成本的目的。 

附图说明

图1为新型离心浇铸炉管的工艺示意图。 

具体实施方式

电磁发生器制作 

按照实际需要，在以模为中心左右宽度1米的空间内需要产生5m*0.3m*1m大小的磁场。电磁发生器采用励磁线圈并列方式制作大尺寸磁极，在模两侧形成单一性磁极，磁极40与模30之间加设隔热冷却层10，电磁强度由励磁电压调节。一种新型离心浇铸炉管的工艺设备，其特征在于加设的电磁发生器在模的两侧采用隔热层以调节磁极间距。 

由于离心浇铸所用模壁厚较大，且运行时处于高温状态。因此电磁发生器的制作充分考虑了离心机的工况，采用增大励磁电压的方式提高电磁强度，磁场穿过模经过衰减后仍然能够达到工艺要求。磁极的间距必须满足磁场强度的要求，且能够保证磁极不受模高温辐射而损坏。因此，在磁极靠近模的一侧设 置隔热层，此层对电磁强度的衰减可以忽略不计。由于模较长，因此采用沿模轴向并列的方式制作单一性磁极。相邻线圈之间采用钢板隔离，防止磁场互相干扰。 

电磁离心铸安装 

磁极采用工装安装在模两侧，磁极平面与模轴线相对，各励磁线圈处于等高位置。整个装置安置在移动滑轨上，便于离心机的安装操作。同时可通过改变磁极间距配合调节磁场强度。隔热层与励磁线圈隔离板安装在一起，便于更换。用高斯计测量保证形成稳恒的水平磁场，控制励磁电压的装置可另设别处。 

电磁离心浇铸工艺 

对模冷端进行比对试验，采用不同的磁场强度及转速，对炉管冷端进行金相分析，分析晶体种类和形成规律与磁场强度、转速等的关系，从而获得合理的磁场强度、模转速、持续时间等工艺参数。 

模在预热后，钢液浇注时启动磁场，逐渐冷却结晶时，金属液体20在稳恒磁场中受到与旋转方向相反的洛伦兹力的影响，通过电磁搅拌将凝固过程中生成的部分柱状晶打碎，形成新的结晶核，生成细化的等轴晶。同时，在金属液中的各合金元素受洛伦兹力影响发生反向旋转，能够一定程度减轻合金元素的宏观偏析现象。在炉管冷却结晶成型后，关闭磁场并在滑轨上移开电磁发生器。