[发明专利]一种新型电磁离心铸炉管设备

说明书

技术领域

本发明的新型电磁离心铸炉管工艺属于离心铸造领域。

背景技术

目前工业炉的炉管主要采用离心铸造，铸造用型筒主要为水冷金属型筒，型筒的材料主要为高强度、具有较好韧性的铬钼钢等，金属液通过浇注装置进入高速旋转的型筒内，在离心力作用下冷却、成型。在生产过程中，由于金属液中不同合金元素的密度差异，导致在离心力作用下冷却过程中发生严重的宏观偏析现象。同时，由于铬钼钢型筒的冷却能力有限，导致金属液的结晶方式以及晶体种类不能达到最佳理想状态，影响炉管的性能和使用寿命。

发明内容

本发明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、改善炉管性能的一种新型电磁离心铸炉管设备。

本发明通过以下技术方案实现发明目的：

一种新型电磁离心铸炉管设备，包括磁场磁极、金属型筒、金属液、隔热层，在所述金属型筒的内部设置金属液，金属型筒在磁场磁极的作用下旋转，隔热层设置在磁场磁极的内测。

有益效果：

本发明由于金属液中的金属元素在电磁场中受到洛伦兹力，发生折断、迁移等运动，影响了炉管中结晶方式、晶体种类、合金分布等，从而改善炉管性能。达到提高炉管制造的工艺水平，省坯料、人工等。

附图说明

    图1为新型炉管电磁离心铸工艺示意图。

图2为新型炉管电磁离心铸设备示意图。

附图标记说明：1---磁场磁极；2---金属型筒；3---金属液；4---隔热层。

具体实施方式

一种新型电磁离心铸炉管设备，设置磁场磁极1、金属型筒2、金属液3、隔热层4，在金属型筒2的内部设置金属液3，金属型筒2在磁场磁极1的作用下旋转，隔热层4设置在磁场磁极1的内测。

一种新型电磁离心铸炉管工艺，包括以下步骤：

（A）首先通过金属型筒2预热后，在所述金属型筒2的内表面喷涂涂料；

（B）喷涂后的涂料形成金属液3，金属液3浇注时启动磁场，逐渐冷却结晶时，金属液3在稳恒磁场中受到与旋转方向相反的洛伦兹作用力，通过磁场磁极1搅拌将凝固过程中生成的柱状晶打碎，形成新的结晶核，生成更多细化的等轴晶；

（C）在炉管冷却结晶成型后，关闭磁场磁极1并在滑轨上移开磁场发生器，避免型筒高温的辐射损坏; 同时，合金元素所受洛伦兹作用力与旋转方向相反，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磁场发生器，避免型筒高温的辐射损坏。电磁离心铸由于施加了电磁力，改变了结晶方式，减轻了合金元素的宏观偏析，从而提高了铸管的使用性能、提高了离心铸管的制造工艺水平、降低了生产成本；

 (D)随后拔管并清除涂料。

本发明中的磁场磁极1内测设有隔热层4。本发明中加设的电磁发生器是在工业炉合金管普通离心铸造领域使用的一种新型工艺与设备，加设的磁场发生器采用符合离心机实际工况的滑轨、机架等工装设备，加设的磁场发生器采用励磁线圈并列方式，且相邻励磁线圈之间钢板隔离，制作满足离心机及型筒尺寸的单一性磁极。电磁离心铸工艺是根据铸型中的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，通过电磁搅拌将凝固过程中生成的柱状晶打碎，形成新的结晶核，生成更多细化的等轴晶，提高炉管的性能。通过在型筒两侧安装磁场发生器，在型筒内部形成垂直于型筒轴线的水平稳恒磁场，磁场强度由通电电流强度控制。在金属液注入时开启磁场，并保持一段时间，至金属液凝固成型。该工艺主要由磁场发生器、离心铸设备组成，由于金属液中的金属元素在电磁场中受到洛伦兹力，发生折断、迁移等运动，影响了炉管中结晶方式、晶体种类、合金分布等，从而改善炉管性能。达到提高炉管制造的工艺水平，省坯料、人工等。

为实现上述目的，本发明提出了一种新型电磁离心铸炉管工艺与设备。根据实际工作状况，磁场由并列的励磁线圈产生，在型筒两侧形成单一性磁极，经过金属型筒，磁场强度会衰减，通过增加励磁电压，由高斯计检测型筒内部磁场的强度，最终形成稳恒磁场。因此本发明提出了磁场发生器的制作和安装方法，实现了电磁离心铸的正常运行。达到了改善炉管性能、提高炉管制造工艺水平、降低生产成本的目的。