[发明专利]提高连铸铸锭表面质量的耦合振动铸造方法

说明书

本发明涉及金属铸造领域，公开了一种提高连铸铸锭表面质量的耦合振动铸造方法，所述耦合振动铸造方法通过在结晶器和铸锭端部分别施加中频振动和低频振动，所述中频振动用于增强铸锭中的半固态熔体的流动性，所述低频振动用于使铸锭中的半固态熔体不断得以夯实以及使铸锭表面刚形成但还未产生氧化的裂纹在低频较大振幅的推力作用下进行焊合，所述结晶器上施加的中频振动和所述铸锭端部施加的低频振动相耦合。采用本发明的铸造方法能够显著提高铸锭的表面光洁度，提高铸造速度和成品率，该方法通用性强，易于根据各种工况来安装设计，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明属于金属铸造技术领域，具体地涉及一种提高连铸铸锭表面质量的耦合振动铸造方法。

背景技术

在金属铸锭的半连铸和水平连铸过程中，最容易产生的铸造缺陷就是铸锭表面垂直或平行于铸造方向的裂纹，出现这种裂纹基本意味着铸锭的报废，因为这种裂纹通常会从铸锭表面下沿5～15mm，这种裂纹甚至会导致铸锭被拉断使铸造拉停。为了消除这种铸造缺陷，现有技术采取了多种方法，包括采用“拉-停-反推”的拉坯方式来加强铸造冷却强度等，但这些方法对于高成分、凝固区间大的铸锭而言，仍然不足以解决现有的实际问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的金属铸锭的半连铸和水平连铸过程中，铸锭表面产生的垂直或平行于铸造方向的裂纹铸造缺陷问题，提供一种提高连铸铸锭表面质量的耦合振动铸造方法，该铸造方法不仅能够显著改善高合金成分铸锭的表面质量，而且能够提高铸造速度，提高生产率。

为了实现上述目的，本发明提供一种提高连铸铸锭表面质量的耦合振动铸造方法，所述耦合振动铸造方法包括以下步骤：

步骤S1，投料进行金属熔炼以得到熔体；

步骤S2，将得到的金属熔体放流进行铸锭的浇铸；

进行铸锭的浇铸时，在结晶器上和铸锭端部分别施加中频振动和低频振动，所述结晶器上施加的中频振动和所述铸锭端部施加的低频振动相耦合。

通过施加所述中频振动能够增强铸锭中半固态熔体的流动性，在铸锭端部施加低频振动用于使铸锭中的半固态熔体不断得以夯实，以及使铸锭表面刚形成但还未产生氧化的裂纹在低频较大振幅的推力作用下进行焊合。

优选地，所述结晶器上施加的中频振动频率和所述铸锭端部施加的低频振动频率的比值在1.5～7：1之间。

本发明中施加在结晶器和铸锭端部的振动频率并非随意选取，实验表明，只有将两个振动频率之比控制在1.5～7：1之间的范围，才能使两种振动都起到改善铸造效果的作用，即两种振动在该比值范围内，具有耦合增强铸锭振动的作用。脱离此范围，两种振动就会相互抵消，无法改善铸锭凝固质量。

优选地，所述结晶器上施加的中频振动频率和所述铸锭端部施加的低频振动频率的比值在1.8～6：1之间。

优选地，所述结晶器上施加的中频振动频率和所述铸锭端部施加的低频振动频率的比值在2～5：1之间。

优选地，所述中频振动施加于所述结晶器的铜套对应于铸锭凝固形成半固态熔体的区域。

优选地，所述中频振动施加于所述结晶器的铜套长度的1/3～1/2区间长度内。

优选地，所述中频振动的振动频率为500～1000Hz。

优选地，所述铸锭端部施加的低频振动的振动频率为100～200Hz。