[发明专利]一种分体式电磁半连铸结晶器与应用方法

说明书

本发明属于铸造技术领域，特别涉及一种分体式电磁半连铸结晶器与应用所述分体式电磁半连铸结晶器进行合金铸造的方法。本发明提供一种分体式电磁半连铸结晶器结构，本装置的一冷水箱、二冷水箱及一冷线圈、二冷线圈是互相独立的，并且二冷水箱的二冷出水口设置在水箱底面；通过调节一冷线圈、二冷线圈、一冷水箱、二冷水箱以及二冷出水口的万向直角喷头，可以满足多种合金半连续铸造，特别是大扁锭半连续铸造的生产要求，并且在制备大扁锭时避免开裂；通过一种结晶器规格配备有一定范围内多种不同规格结晶器内套的方式提高了结晶器的实用性，在一定程度上可以有效地降低生产成本。同时还提出了根据结晶器的规格不同，线圈内脉冲电流值的调整原则。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，特别涉及一种分体式电磁半连铸结晶器与应用所述分体式电磁半连铸结晶器进行合金铸造的方法。

背景技术

镁及镁合金由于重量轻、吸震性能强、铸造性能好，自动化生产能力和模具寿命高、尺寸稳定等特点，所以在工程材料的应用中，镁合金能够凭借其优异的性能及低廉的原镁价格而备受关注。因此，能够在企业实际生产中生产出高质量、大规格的铜合金和镁合金坯料对于保证合金板材的质量和规格意义十分重大。

由于塑性加工产品的组织性能与铸造工艺之间存在着紧密的内在联系，对于铝、镁、铜在内的合金在采用轧制、锻造等塑性加工方式时所需的原始坯料大部分采用半连续铸造方式生产提供。

半连续铸造工艺是将高温的金属熔体通过导流管注入结晶器，在结晶器的冷却作用下使铸坯冷却，而结晶器决定了最终半连铸的产品是否会产生成分偏析和裂纹等缺陷。然而传统的结晶器结构复杂，一冷（一次冷却）和二冷（二次冷却）共用一个水箱，无法精确控制一冷和二冷出水孔的流量，并且将线圈放置在结晶器内，一旦损坏，线圈维修需要将整个结晶器拆开，维修耗时耗力，极不方便。另外，传统结晶器的二冷的出水孔与结晶器内套相对，二冷水喷射的角度不可调节，所以在生产热烈敏感性较高的合金如ZK60镁合金、 Mg-RE合金时，二冷水会喷射到内套上，沿内套顺流到铸锭表面，易导致铸锭出现裂纹。

现有的半连续铸造用结晶器几乎没有配备有多种规格的结晶器内套，并且在采用电磁条件下的半连续铸造结晶器中配有多种规格的结晶器内套更是少之又少。并且，内套规格在一定范围内变化时，所对应的工艺条件都会有所变化，需要进行相应的调整，具体的调节方式并没有明确的说明。

中国专利CN 105108080 A《抑制镁合金锭坯开裂的半连续铸造结晶器》公开了一种抑制镁合金锭坯开裂的半连续铸造结晶器及其使用方法。但其一次冷却出水孔孔径不变，且无二冷，无法满足生产需要二次冷却的合金种类；中国专利CN110405171A《冷却过程可精准匹配调节的电磁半连续铸造装置及方法》公开了一种冷却过程可精准匹配调节的电磁半连续铸造装置及方法，但其两个线圈放置在两个独立水箱内，一旦线圈损坏，后续维修较为麻烦，而且线圈的位置固定在水箱内，在铸造时无法调节线圈的位置。中国专利CN108405821A 《无裂纹大规格镁合金扁锭的铸造装置及方法》 均公开了一种无裂纹大规格镁合金扁锭的铸造装置及方法，但该结晶器只配对有一个内套，只能生产一种规格的铸锭，无法生产多种规格铸锭，结晶器的适用范围比较窄。

因此，为提高半连铸铸锭的冶金质量以及电磁半连铸时一种结晶器的适用性，实现一个结晶器配备有多种不同规格的结晶器内套，从而可以使用同一半连续铸造装置生产一定范围内不同规格的合金铸锭，进而降低生产成本，设计并开发一种能够在一定范围内配备有多个结晶器内套的分体式电磁半连铸结晶器结构与方法显得尤为重要。

发明内容