[发明专利]一种连续直通多孔材料的连铸设备与方法

权利要求书

1.一种连续直通多孔材料的连铸设备，其特征在于，连铸设备构成为：由坩埚（2）、固体芯材固定装置（3）、固体芯材束（4）、温度控制器（5）、铸型（6）、冷却器（8）、引锭杆（10）和牵引机构（11）组成；在坩埚（2）下或上、或旁设置一个或几个铸型（6）；将组装为一体的固体芯材固定装置（3）和固体芯材束（4）放置于铸型（6）中，固体芯材固定装置（3）安装并固定在铸型（6）入口位置，固体芯材束（4）的自由端位于铸型（6）中部区域，固体芯材长度方向与铸型（6）中心线平行；沿着连续直通多孔材料（9）拉铸方向安装引锭杆（10），引锭杆（10）的顶端位于铸型（6）出口位置里面，且不与固体芯材束（4）接触，引锭杆（10）顶端的形状尺寸与所需制备连续直通多孔材料（9）的外形尺寸相同；利用温度控制器（5）或者进入铸型（6）之前的被铸材料熔体（1）传导的热量对铸型（6）进行温度控制；在铸型（6）出口处设置冷却器（8），通过冷却器（8）直接对引锭杆（10）或连续直通多孔材料（9）表面进行强制冷却；沿着连续直通多孔材料（9）拉铸方向在引锭杆（10）后面安装牵引机构（11），牵引机构（11）夹持住引锭杆（10），通过牵引机构（11）的不断作用实现对连续直通多孔材料（9）的连续拉铸。

2.如权利要求1所述的一种连续直通多孔材料的连铸设备，其特征在于，所述坩埚（2）用中间包取代，以便于进行连续生产；在所述铸型（6）出口处设置的所述冷却器（8）的基础上实施二次冷却。

3.如权利要求1所述的一种连续直通多孔材料的连铸设备，其特征在于，所述固体芯材固定装置（3）采用石墨制作；所述温度控制器（5）采用外部热源、感应加热器或水冷装置。

4.如权利要求1所述的一种连续直通多孔材料的连铸设备，其特征在于，将所述坩埚（2）放置于空气或真空或充入氮气或充入惰性气体保护的环境中；整个连铸成形过程可以采用人工控制或计算机控制。

5.如权利要求1所述的一种连续直通多孔材料的连铸设备，其特征在于，连铸方法是下拉式、弧形式、水平式或上引式中的任何一种。

6.一种采用权利要求1所述的一种连续直通多孔材料的连铸设备连续直通多孔材料的连铸方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：被铸材料熔体（1）从坩埚（2）中流出，流经固体芯材固定装置（3），进入铸型（6）中，将固体芯材束（4）完全包裹于其中；

步骤2：利用温度控制器（5）或被铸材料熔体（1）导热作用对铸型（6）进行温度控制，使得铸型（6）与固体芯材束（4）末端对应位置的铸型温度达到被铸材料熔点的0.2~1.2倍；

步骤3：通过铸型（6）出口附近设置的冷却器（8）直接对引锭杆（10）表面进行强制冷却，利用引锭杆（10）的导热作用，使得在固体芯材束（4）末端位置的被铸材料全部完成凝固，而固体芯材束（4）的固定端一侧仍然在被铸材料熔体（1）中；

步骤4：启动牵引机构（11），带动引锭杆（10）朝着牵引机构（11）方向移动，使得已凝固被铸材料与固体芯材束（4）顺利分离，并及时形成孔洞；

步骤5：牵引机构（11）继续作用，使得已凝固被铸材料中连续地形成通孔，同时已凝固被铸材料不断移出铸型（6）；当所制备的连续直通多孔材料（9）进入冷却器（8）后，冷却器（8）直接对连续直通多孔材料（9）表面进行强制冷却，同样使得在固体芯材束（4）末端位置的被铸材料全部完成凝固，而固体芯材束（4）的固定端一侧仍然在被铸材料熔体（1）中；

步骤6：牵引机构（11）持续作用，已凝固被铸材料不停地移出铸型（6），实现连续拉铸内部具有连续直通孔洞（7）的连续直通多孔材料（9）。

7.如权利要求6所述的一种连续直通多孔材料的连铸方法，其特征在于，所述被铸材料为金属材料、无机非金属材料或金属基复合材料中的一种；所述固体芯材为在所述被铸材料熔体（1）中不熔化的材料，且所述固体芯材与所述被铸材料熔体（1）不发生反应。

8.如权利要求6所述的一种连续直通多孔材料的连铸方法，其特征在于，所述被铸材料所需的冷却速度由所述牵引机构（11）的拉铸速度V、所述冷却器（8）的冷却强度以及所述温度控制器（5）来控制。

9.如权利要求6所述的一种连续直通多孔材料的连铸方法，其特征在于，所述连续直通多孔材料（9）是具有所述连续直通孔洞（7）的线材、板材、管材、型材或棒材。

10.如权利要求6所述的一种连续直通多孔材料的连铸方法，其特征在于，所述连续直通多孔材料（9）中每一个所述连续直通孔洞（7）的中心线是相互平行的，每一个所述连续直通孔洞（7）从头至尾是连续直通的；所述连续直通孔洞（7）的分布根据需要进行调整和控制，是均匀分布的、非均匀分布的或梯度分布的；不同形状与不同大小的所述连续直通孔洞（7）自由组合；所述连续直通孔洞（7）的形状尺寸与所述固体芯材束（4）中的所述固体芯材的形状尺寸相同，形状尺寸通过所选用的所述固体芯材的形状尺寸实现精确控制，形状是圆形、方形、菱形、椭圆形、半圆形或多边形；所述连续直通孔洞（7）的数量与所述固体芯材束（4）中的所述固体芯材的数量相同，且数量不少于2个。