[发明专利]一种超声辅助热顶半连铸制备大规格2XXX系铝合金圆锭的方法

权利要求书

1.一种超声辅助热顶半连铸制备大规格2XXX系铝合金圆锭的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将2XXX系铝合金原料配料后依次进行熔炼、成分调整和熔体净化，净化后的熔体经过导流槽流入热顶结晶器；在所述导流槽中施加1～4套超声振动系统，所述超声振动系统的辐射杆浸入熔体的深度为1～10mm；当在导流槽内施加多套超声振动系统时，多套超声振动系统在靠近结晶器口处水平并列放置，相邻超声振动系统的距离为150mm；所述熔炼过程中对熔体进行搅拌，所述搅拌包括间隔进行的电磁搅拌和人工搅拌；所述电磁搅拌的次数不低于2次，间隔时间为15～25min，每次搅拌的时间不低于5min；所述人工搅拌的次数不低于3次，间隔时间为30～40min，每次搅拌的时间不低于5min；

(2)熔体在热顶结晶器中进行凝固和引锭，引锭开始后，在热顶结晶器中施加4～7套超声振动系统，所述超声振动系统的辐射杆浸入熔体的深度为50～480mm；

(3)当铸造长度剩余300～550mm时，将热顶结晶器内的超声振动系统移除，热顶结晶器继续进行引锭，得到大规格2XXX系铝合金圆锭；

所述大规格2XXX系铝合金圆锭的直径≥500mm；

所述导流槽内的超声振动系统和热顶结晶器中超声振动系统的频率独立地为10～30kHz，导流槽内超声振动系统的功率为0.8～2kW，热顶结晶器中超声振动系统的功率为0.8～4kW；铝元素的原料为高纯铝、普铝和一级回炉料中的一种或几种；当包括一级回炉料时，一级回炉料的重量为铝原料总重量的30％以下；熔炼时原料的加入状态为：铜以铝-铜中间合金的方式加入，镁以纯镁形加入，Ti以中间合金和铝钛硼丝的方式加入，其他元素以中间合金方式加入。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔体净化包括炉内净化和在线净化；所述在线净化具体为在导流槽上设置除气箱和过滤箱，并在导流槽中施加细化剂。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述除气箱为双搅拌转子除气箱，除气箱箱体预热温度不低于800℃，除气箱内通入的氩气纯度不低于99.999％，除气箱内压力为0.3～0.5MPa，转子转速为450～500转/分；

所述过滤箱为板式-管式双级过滤箱；所述过滤箱箱体的预热温度不低于800℃，过滤精度不小于40ppm。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述熔体净化完成后，熔体内氢含量为0.11mL/100gAl以下。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声振动系统的施加方式为：将超声振动系统的辐射杆自上而下垂直导入熔体中。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声振动系统施加前，还包括对所述超声振动系统的辐射杆依次进行表面清理、预热和空载调试；所述预热的温度不低于350℃。