一種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的裝置及其方法，屬于齒輪鋼冶煉的【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明中的鋼水出口與水平連鑄結(jié)晶器相連接，結(jié)晶器底部銅板外側(cè)壁設(shè)置有底部超聲波導(dǎo)桿，結(jié)晶器頂部銅板外側(cè)壁設(shè)置有頂部超聲波導(dǎo)桿，結(jié)晶器第一側(cè)銅板外側(cè)壁設(shè)置有第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿，結(jié)晶器第二側(cè)銅板外側(cè)壁設(shè)置有第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿，底部超聲波導(dǎo)桿、頂部超聲波導(dǎo)桿、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿分別與各自的換能器相連，換能器通過電纜與各自的超聲波電源相連。本發(fā)明在水平連鑄結(jié)晶器上產(chǎn)生超聲波振動(dòng)，且水平連鑄結(jié)晶器四側(cè)壁的波導(dǎo)桿采用特定的功率和頻率，從而使得在水平連鑄結(jié)晶器的側(cè)壁上施加超聲波振動(dòng)。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于齒輪鋼冶煉的【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種齒輪鋼水平連鑄用施 加超聲波振動(dòng)的裝置及其方法。 一種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的裝置及其方法

【背景技術(shù)】
[0002] 齒輪鋼是汽車材料中用量較大，要求較高的關(guān)鍵材料之一，它不僅影響車輛壽命， 能耗等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，而且對(duì)于滿足安全、環(huán)保及舒適要求也至關(guān)重要。我國(guó)汽車工業(yè)的蓬 勃發(fā)展，不僅使齒輪鋼產(chǎn)量有大幅度提高，而且對(duì)其質(zhì)量的要求也越來越高，促進(jìn)了汽車材 料的升級(jí)換代。節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適、智能和網(wǎng)絡(luò)是汽車工業(yè)技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)，汽車工 業(yè)發(fā)展對(duì)零件發(fā)展的要求是節(jié)約合金（Cr、Ni、Mo等元素）資源，這就需要從設(shè)計(jì)上開發(fā)最 經(jīng)濟(jì)的齒輪鋼，能夠滿足輕、中、重型汽車齒輪的性能要求。
[0003] 齒輪鋼在生產(chǎn)過程中，一般都是采用連鑄設(shè)備得到鋼坯，以便于運(yùn)輸和后續(xù)使用。 結(jié)晶器是連鑄設(shè)備中一個(gè)重要的部件，被譽(yù)為連鑄機(jī)的"心臟"。連鑄過程中，鋼水在結(jié)晶器 中初步凝固成型形成一定厚度的坯殼，同時(shí)保持鋼水（坯殼）與結(jié)晶器之間存在連續(xù)的相 對(duì)運(yùn)動(dòng)，使從結(jié)晶器拉出來的鑄坯不僅具有一定的厚度，而且保證鑄坯在機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng) 力的綜合作用下既不會(huì)被拉斷，也不會(huì)產(chǎn)生歪扭變形和裂紋等質(zhì)量缺陷。因此結(jié)晶器的運(yùn) 行及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)提高齒輪鋼鑄坯質(zhì)量至關(guān)重要。
[0004] 在齒輪鋼連鑄生產(chǎn)時(shí)，結(jié)晶器一直在振動(dòng)，其目的是使結(jié)晶器內(nèi)壁獲得良好的潤(rùn) 滑條件，減少鑄坯與結(jié)晶器內(nèi)壁之間的摩擦力又能防止鋼水與內(nèi)壁黏結(jié)，但由于結(jié)晶器的 振動(dòng)，在鑄坯表面會(huì)形成明顯的振痕。振痕平均深達(dá)0. 5_，且振痕彎曲，有些鋼種鑄坯表面 振痕深度達(dá)〇. 5?0. 7mm。鑄坯表面形成振痕的原因是鑄坯在負(fù)滑移期間，向下振動(dòng)的速度 大于拉坯速度時(shí)，彎月面會(huì)被保護(hù)渣中產(chǎn)生的正壓力推向鋼液中形成振痕。在正滑脫期間， 當(dāng)初始凝固坯殼強(qiáng)度不大，保護(hù)渣中形成的負(fù)壓力和波動(dòng)鋼液的慣性力將坯殼推向結(jié)晶器 內(nèi)壁，導(dǎo)致初始凝固坯殼彎曲或重疊，形成不帶鉤狀的振痕。當(dāng)初始凝固坯殼的厚度較大， 強(qiáng)度高的時(shí)候，初始凝固坯殼不能推向結(jié)晶器內(nèi)壁，因此鋼液會(huì)覆蓋在彎月面上，形成一種 帶鉤狀的振痕。有些鑄坯靠近角部區(qū)域出現(xiàn)縱向凹陷，最深處達(dá)到3. 5?4. 0mm，且凹陷部 位有粘渣現(xiàn)象。不修改鑄坯表面的振痕谷底處常伴有肉眼可見微裂紋，微裂紋形成后在外 部因素的作用下可導(dǎo)致裂紋的擴(kuò)展。
[0005] 關(guān)于超聲波振動(dòng)應(yīng)用于連鑄結(jié)晶器的技術(shù)方案已經(jīng)公開，如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枺?201010251566. 3,申請(qǐng)日：2010-08-05,發(fā)明創(chuàng)造名稱為：一種采用超聲波振動(dòng)的連鑄結(jié)晶 器裝置，該申請(qǐng)案公開了一種采用超聲波振動(dòng)的連鑄結(jié)晶器裝置，該連鑄結(jié)晶器裝置包括 中間包、結(jié)晶器、結(jié)晶器銅板、超聲波導(dǎo)波桿、換能器、超聲波電源，所述結(jié)晶器與中間包直 接連接，在所述結(jié)晶器銅板的每個(gè)背面分別安裝超聲波導(dǎo)波桿，所述超聲波導(dǎo)波桿與換能 器相連，換能器通過電纜和超聲波電源相連，在所述結(jié)晶器銅板四周設(shè)有冷卻水水箱，所述 超聲波導(dǎo)波桿穿過冷卻水水箱與結(jié)晶器銅板垂直相連，所述超聲波導(dǎo)波桿的長(zhǎng)度為采用的 超聲波波長(zhǎng)的整數(shù)倍或半波長(zhǎng)的整數(shù)倍。該申請(qǐng)案是本發(fā)明專利發(fā)明人所在課題組研究的 課題成果之一，其中公開了如下技術(shù)手段：每平方米結(jié)晶器銅板上，超聲波高頻脈沖電源的 輸出功率為：1000?10000W/m2,頻率為15?60KHZ，該申請(qǐng)案中的技術(shù)方案是基于實(shí)驗(yàn)室 的實(shí)驗(yàn)結(jié)論得出的，但是該申請(qǐng)案的技術(shù)方案在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其效果并不理想，尤其 針對(duì)齒輪鋼連鑄過程中，該技術(shù)方案無(wú)法達(dá)到預(yù)期的效果，該申請(qǐng)案引導(dǎo)連鑄技術(shù)人員在 工藝控制上應(yīng)該注意把握每平方米結(jié)晶器銅板上的輸出功率和頻率，但是本發(fā)明專利申請(qǐng) 顛覆了這一設(shè)計(jì)思路。
[0006] 此外，關(guān)于采用超聲波技術(shù)改善鑄坯凝固組織的技術(shù)方案也有類似公開，如中國(guó) 專利申請(qǐng)?zhí)?200810023282. 1，申請(qǐng)日：2008-04-07,發(fā)明創(chuàng)造名稱為：一種超聲波直接引 入鋼液改善鋼質(zhì)量的方法，該申請(qǐng)案的方法是：鋼樣在設(shè)定的溫度下熔化后，選用合適的超 聲波工具頭，采用上部導(dǎo)入法將超聲波直接引入鋼液進(jìn)行超聲處理。關(guān)于改善鑄坯凝固組 織的技術(shù)方案還有中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枺?00510039030. 4,申請(qǐng)日：2005-04-25,發(fā)明創(chuàng)造名稱 為：一種用于連鑄機(jī)控制鑄坯凝固結(jié)構(gòu)的方法，該申請(qǐng)案公開了一種用于連鑄機(jī)控制鑄坯 凝固結(jié)構(gòu)的方法，在連鑄機(jī)的結(jié)晶器或中間包的鋼水中，插入一根電極，該電極通過電纜連 接到高頻電源輸出的負(fù)極，高頻脈沖電源的正極用電纜連接到連鑄機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在 連鑄機(jī)正常澆鑄時(shí)，合上高頻脈沖電源，將高頻脈沖電源的輸出電壓、電流、頻率調(diào)至一定 值，高頻脈沖電場(chǎng)開始對(duì)連鑄坯的凝固組織進(jìn)行處理。這兩個(gè)申請(qǐng)案都是近些年本發(fā)明專 利發(fā)明人所在課題組研究的課題成果，但是如何在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的連鑄過程中同時(shí)控制齒輪鋼 鑄坯表面形成的振痕及鑄坯凝固組織，這是困擾發(fā)明人多年的技術(shù)難題，也是困擾超聲波 技術(shù)應(yīng)用于連鑄工序的重大難題。
[0007] 又如，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枺?01210176314. 8,申請(qǐng)日：2012-05-31，發(fā)明創(chuàng)造名稱為： 一種銅合金板帶水平連鑄用施加超聲場(chǎng)的裝置及其方法，該申請(qǐng)案包括石墨結(jié)晶器、中間 包、超聲波發(fā)生器和矩形輻射板，所述的石墨結(jié)晶器設(shè)置在分隔為上水冷套和下水冷套的 水冷套中，水冷套內(nèi)注滿水，形成冷卻系統(tǒng)，所述的矩形輻射板與超聲波發(fā)生器通過波導(dǎo)桿 螺紋連接、與石墨結(jié)晶器通過雙階式連接。該申請(qǐng)案在一定程度上使得鑄坯表面振動(dòng)痕平 滑，但是其結(jié)晶器各側(cè)面的超聲波參數(shù)控制不合理，無(wú)法保證鑄坯的所有表面均無(wú)振動(dòng)痕， 需進(jìn)一步改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0009] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中齒輪鋼在連鑄時(shí)鑄坯表面易形成明顯振痕的 不足，提供了一種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的裝置及其方法，采用本發(fā)明的技術(shù) 方案，不僅可以解決齒輪鋼在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)連鑄過程中出現(xiàn)的鑄坯表面振痕，而且能夠改善鑄 坯凝固組織。
[0010] 2.技術(shù)方案
[0011] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
[0012] 其一，本發(fā)明的一種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的裝置，中間包的一側(cè)壁 開設(shè)有鋼水出口，該鋼水出口與水平連鑄結(jié)晶器相連接，所述的水平連鑄結(jié)晶器的外周設(shè) 置有結(jié)晶器冷卻水箱，上述的水平連鑄結(jié)晶器包括結(jié)晶器底部銅板、結(jié)晶器頂部銅板、結(jié)晶 器第一側(cè)銅板和結(jié)晶器第二側(cè)銅板，上述的結(jié)晶器底部銅板、結(jié)晶器頂部銅板、結(jié)晶器第一 側(cè)銅板、結(jié)晶器第二側(cè)銅板圍成矩形的結(jié)晶器內(nèi)腔，該結(jié)晶器內(nèi)腔呈水平設(shè)置，結(jié)晶器內(nèi)腔 的一端與中間包側(cè)壁的鋼水出口相連通，結(jié)晶器內(nèi)腔的另一端與外部空間相連通；所述的 結(jié)晶器頂部銅板向結(jié)晶器底部銅板傾斜設(shè)置，該結(jié)晶器頂部銅板與水平面的夾角為0. 4° ; 所述的結(jié)晶器底部銅板外側(cè)壁設(shè)置有底部超聲波導(dǎo)桿，該底部超聲波導(dǎo)桿的導(dǎo)波端與結(jié)晶 器底部銅板外側(cè)壁相接觸，該底部超聲波導(dǎo)桿的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水箱；所述的結(jié)晶 器頂部銅板外側(cè)壁設(shè)置有頂部超聲波導(dǎo)桿，該頂部超聲波導(dǎo)桿的導(dǎo)波端與結(jié)晶器頂部銅板 外側(cè)壁相接觸，該頂部超聲波導(dǎo)桿的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水箱；所述的結(jié)晶器第一側(cè)銅 板外側(cè)壁設(shè)置有第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿，該第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿的導(dǎo)波端與結(jié)晶器第一側(cè)銅板外 側(cè)壁相接觸，該第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水箱；所述的結(jié)晶器第二側(cè)銅 板外側(cè)壁設(shè)置有第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿，該第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿的導(dǎo)波端與結(jié)晶器第二側(cè)銅板外 側(cè)壁相接觸，該第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水箱；上述的底部超聲波導(dǎo)桿、 頂部超聲波導(dǎo)桿、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿分別與各自的換能器相連，換能器 通過電纜與各自的超聲波電源相連。
[0013] 更進(jìn)一步地說，所述的底部超聲波導(dǎo)桿、頂部超聲波導(dǎo)桿、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿、第 二側(cè)超聲波導(dǎo)桿的冷卻采用結(jié)晶器冷卻水箱內(nèi)的冷卻水進(jìn)行冷卻。
[0014] 更進(jìn)一步地說，所述的底部超聲波導(dǎo)桿、頂部超聲波導(dǎo)桿、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿、第 二側(cè)超聲波導(dǎo)桿分別與相接觸的結(jié)晶器底部銅板、結(jié)晶器頂部銅板、結(jié)晶器第一側(cè)銅板、結(jié) 晶器第二側(cè)銅板相垂直接觸。
[0015] 更進(jìn)一步地說，所述的底部超聲波導(dǎo)桿、頂部超聲波導(dǎo)桿、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿、第 二側(cè)超聲波導(dǎo)桿的長(zhǎng)度為各自采用的超聲波波長(zhǎng)的整數(shù)倍或半波長(zhǎng)的整數(shù)倍。
[0016] 更進(jìn)一步地說，所述的底部超聲波導(dǎo)桿、頂部超聲波導(dǎo)桿、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿、第 二側(cè)超聲波導(dǎo)桿的材質(zhì)為鋁鎂合金或鈦合金。
[0017] 其二，本發(fā)明的一種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的方法，精煉之后的齒輪 鋼鋼水化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：(： ：0.18%?0.22%，5丨：0.20%?0.30%，]\111:0.90%? 1. 15 %，P :彡 0· 030 %，S :彡 0· 030 %，Cr :1· 00 % ?1. 32 %，Ti :0· 04% ?0· 08 %，W : 0·025%?0·038%，[0]:12Χ1(Γ6?16Χ1(Γ6，[Η] :?^1·5Χ1(Γ6，[Ν]:30Χ1(Γ6?40Χ1(Γ 6， 其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)；
[0018] 齒輪鋼鋼水從鋼包的底部，流經(jīng)長(zhǎng)水口注入到中間包中，中間包的一側(cè)壁開設(shè)有 鋼水出口，該鋼水出口與水平連鑄結(jié)晶器相連接，所述的水平連鑄結(jié)晶器的外周設(shè)置有結(jié) 晶器冷卻水箱，上述的水平連鑄結(jié)晶器包括結(jié)晶器底部銅板、結(jié)晶器頂部銅板、結(jié)晶器第一 側(cè)銅板和結(jié)晶器第二側(cè)銅板，上述的結(jié)晶器底部銅板、結(jié)晶器頂部銅板、結(jié)晶器第一側(cè)銅 板、結(jié)晶器第二側(cè)銅板圍成矩形的結(jié)晶器內(nèi)腔，該結(jié)晶器內(nèi)腔呈水平設(shè)置，結(jié)晶器內(nèi)腔的一 端與中間包側(cè)壁的鋼水出口相連通，結(jié)晶器內(nèi)腔的另一端與外部空間相連通；
[0019] 所述的結(jié)晶器頂部銅板向結(jié)晶器底部銅板傾斜設(shè)置，該結(jié)晶器頂部銅板與水平面 的夾角為〇. 4° ;所述的結(jié)晶器底部銅板外側(cè)壁設(shè)置有底部超聲波導(dǎo)桿，該底部超聲波導(dǎo)桿 的導(dǎo)波端與結(jié)晶器底部銅板外側(cè)壁相接觸，該底部超聲波導(dǎo)桿的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水 箱；所述的結(jié)晶器頂部銅板外側(cè)壁設(shè)置有頂部超聲波導(dǎo)桿，該頂部超聲波導(dǎo)桿的導(dǎo)波端與 結(jié)晶器頂部銅板外側(cè)壁相接觸，該頂部超聲波導(dǎo)桿的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水箱；所述的 結(jié)晶器第一側(cè)銅板外側(cè)壁設(shè)置有第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿，該第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿的導(dǎo)波端與結(jié)晶 器第一側(cè)銅板外側(cè)壁相接觸，該第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水箱；所述的 結(jié)晶器第二側(cè)銅板外側(cè)壁設(shè)置有第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿，該第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿的導(dǎo)波端與結(jié)晶 器第二側(cè)銅板外側(cè)壁相接觸，該第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水箱；上述的 底部超聲波導(dǎo)桿、頂部超聲波導(dǎo)桿、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿分別與各自的換 能器相連，換能器通過電纜與各自的超聲波電源相連，其中：
[0020] 底部超聲波導(dǎo)桿使用的超聲波功率為Pl，PI = AX310W，
[0021] 底部超聲波導(dǎo)桿使用的超聲波頻率為Fl，F(xiàn)I = AX30KHZ ;
[0022] 式中：
[0023] A 為超聲波系數(shù)，A = (C+Si) /0· 5+Mn/3+ (Cr+Ti) /2+W/0. 1 ;
[0024] 頂部超聲波導(dǎo)桿使用的超聲波功率為P2, P2 = PI Χ0· 83，
[0025] 頂部超聲波導(dǎo)桿使用的超聲波頻率為F2, F2 = FIX0. 94 ;
[0026] 第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿使用的超聲波功率均為P34, P34 = P1X0. 95,
[0027] 第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿使用的超聲波頻率均為F34, F34 = F1X1. 02。
[0028] 3.有益效果
[0029] 采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果：
[0030] 本發(fā)明在齒輪鋼連鑄過程中采用水平連鑄結(jié)晶器，在水平連鑄結(jié)晶器上產(chǎn)生超 聲波振動(dòng)，且水平連鑄結(jié)晶器四側(cè)壁的波導(dǎo)桿采用特定的功率和頻率，從而使得在水平連 鑄結(jié)晶器的側(cè)壁上施加超聲波振動(dòng)，在水平連鑄結(jié)晶器的內(nèi)壁和初生述殼之間產(chǎn)生一個(gè)張 力，無(wú)需依靠結(jié)晶器的機(jī)械振動(dòng)，而僅僅依靠超聲波振動(dòng)力使初生坯殼與結(jié)晶器內(nèi)壁自動(dòng) "脫模"，從而消除或減少齒輪鋼鑄坯表面缺陷的產(chǎn)生；結(jié)晶器側(cè)壁上施加的超聲波還可以 直接穿透到齒輪鋼鑄坯內(nèi)部，使鑄坯內(nèi)部剛剛結(jié)晶形成的金屬枝晶斷裂，從而在鑄坯內(nèi)部 形成大量的異質(zhì)形核核心，促進(jìn)鑄坯中等軸晶的發(fā)展，進(jìn)而提高后續(xù)金屬制品的質(zhì)量。本發(fā) 明使得在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)超聲波振動(dòng)式結(jié)晶器成功使用，必將推動(dòng)相關(guān)的連鑄新技術(shù)研究，推動(dòng) 水平連鑄技術(shù)發(fā)展，降低連鑄機(jī)的高度，節(jié)約大量投資，對(duì)促進(jìn)連鑄技術(shù)的發(fā)展具有重要意 義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 圖1為本發(fā)明中水平連鑄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖2為本發(fā)明中水平連鑄結(jié)晶器的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033] 示意圖中的標(biāo)號(hào)說明：1、鋼包；2、中間包；3、水平連鑄結(jié)晶器；4、結(jié)晶器冷卻水 箱；51、底部超聲波導(dǎo)桿；52、頂部超聲波導(dǎo)桿；53、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿；54、第二側(cè)超聲波導(dǎo) 桿；61、結(jié)晶器底部銅板；62、結(jié)晶器頂部銅板；63、結(jié)晶器第一側(cè)銅板；64、結(jié)晶器第二側(cè)銅 板。

【具體實(shí)施方式】
[0034] 為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 結(jié)合圖1和圖2,本實(shí)施例的一種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的裝置，中間 包2的一側(cè)壁開設(shè)有鋼水出口，該鋼水出口與水平連鑄結(jié)晶器3相連接，所述的水平連鑄結(jié) 晶器3的外周設(shè)置有結(jié)晶器冷卻水箱4,上述的水平連鑄結(jié)晶器3包括結(jié)晶器底部銅板61、 結(jié)晶器頂部銅板62、結(jié)晶器第一側(cè)銅板63和結(jié)晶器第二側(cè)銅板64,上述的結(jié)晶器底部銅板 61、結(jié)晶器頂部銅板62、結(jié)晶器第一側(cè)銅板63、結(jié)晶器第二側(cè)銅板64圍成矩形的結(jié)晶器內(nèi) 腔，該結(jié)晶器內(nèi)腔呈水平設(shè)置，結(jié)晶器內(nèi)腔的一端與中間包2側(cè)壁的鋼水出口相連通，結(jié)晶 器內(nèi)腔的另一端與外部空間相連通。
[0037] 本實(shí)施例中的結(jié)晶器頂部銅板62向結(jié)晶器底部銅板61傾斜設(shè)置，該結(jié)晶器頂部 銅板62與水平面的夾角為0. 4°，本發(fā)明中設(shè)計(jì)結(jié)晶器頂部銅板62與水平面呈一定夾角， 是因?yàn)辇X輪鋼鋼水在凝固過程中會(huì)產(chǎn)生收縮，在自身重力的作用下會(huì)與結(jié)晶器頂部銅板62 自動(dòng)分離，如果結(jié)晶器頂部銅板62不向結(jié)晶器底部銅板61傾斜一定角度，則難以將頂部超 聲波導(dǎo)桿52的超聲波導(dǎo)入到水平連鑄結(jié)晶器3內(nèi)部，從而導(dǎo)致水平連鑄結(jié)晶器3上側(cè)壁的 超聲波工藝參數(shù)無(wú)法控制。如圖2所示，結(jié)晶器底部銅板61外側(cè)壁設(shè)置有底部超聲波導(dǎo)桿 51，該底部超聲波導(dǎo)桿51的導(dǎo)波端與結(jié)晶器底部銅板61外側(cè)壁相接觸，該底部超聲波導(dǎo)桿 51的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水箱4 ;所述的結(jié)晶器頂部銅板62外側(cè)壁設(shè)置有頂部超聲波導(dǎo) 桿52,該頂部超聲波導(dǎo)桿52的導(dǎo)波端與結(jié)晶器頂部銅板62外側(cè)壁相接觸，該頂部超聲波導(dǎo) 桿52的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水箱4 ;所述的結(jié)晶器第一側(cè)銅板63外側(cè)壁設(shè)置有第一側(cè) 超聲波導(dǎo)桿53,該第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿53的導(dǎo)波端與結(jié)晶器第一側(cè)銅板63外側(cè)壁相接觸，該 第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿53的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水箱4 ;所述的結(jié)晶器第二側(cè)銅板64外側(cè) 壁設(shè)置有第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿54,該第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿54的導(dǎo)波端與結(jié)晶器第二側(cè)銅板64 外側(cè)壁相接觸，該第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿54的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水箱4 ;上述的底部超聲 波導(dǎo)桿51、頂部超聲波導(dǎo)桿52、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿53、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿54分別與各自的 換能器相連，換能器通過電纜與各自的超聲波電源相連。
[0038] 為了對(duì)導(dǎo)波桿進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s，本實(shí)施例中的底部超聲波導(dǎo)桿51、頂部超聲波導(dǎo) 桿52、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿53、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿54的冷卻采用結(jié)晶器冷卻水箱4內(nèi)的冷卻 水進(jìn)行冷卻。此外，本實(shí)施例中的底部超聲波導(dǎo)桿51、頂部超聲波導(dǎo)桿52、第一側(cè)超聲波導(dǎo) 桿53、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿54分別與相接觸的結(jié)晶器底部銅板61、結(jié)晶器頂部銅板62、結(jié)晶 器第一側(cè)銅板63、結(jié)晶器第二側(cè)銅板64相垂直接觸；底部超聲波導(dǎo)桿51、頂部超聲波導(dǎo)桿 52、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿53、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿54的長(zhǎng)度為各自采用的超聲波波長(zhǎng)的整數(shù)倍 或半波長(zhǎng)的整數(shù)倍；底部超聲波導(dǎo)桿51、頂部超聲波導(dǎo)桿52、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿53、第二側(cè) 超聲波導(dǎo)桿54的材質(zhì)為鈦合金。
[0039] 采用本實(shí)施例的上述裝置，本實(shí)施例的一種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的 方法，其具體過程如下：
[0040] 精煉之后的齒輪鋼鋼水化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為如下均可：C :0. 18%?0. 22%， Si :0· 20 % ?0· 30 %，Μη :0· 90 % ?1. 15 %，P :彡 0· 030 %，S :彡 0· 030 %，Cr : 1. 00 % ? 1. 32 %，Ti :0· 04 % ?0· 08 %，W :0· 025 % ?0· 038 %，[0] : 12 X ΚΓ6 ?16 X 1(Γ6，[H]: 彡1.5X10_6, [N] :30X10_6?40ΧΚΓ6,其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明中采用的這種 齒輪鋼鋼種成分，有利于在連鑄過程中通過超聲波處理達(dá)到消除或減少齒輪鋼鑄坯表面缺 陷的目的，尤其是其中的Ti、W及Μη的成分控制。具體在本實(shí)施例中精煉后鋼水的化學(xué)成分 的質(zhì)量百分比為：c :0· 20%，Si :0· 24%，Μη :1. 10%，P :0· 028%，S :0· 027%，Cr :1. 12%， Ti:0.06%，W:0.031%，[0] :14X1(T6, [Η] :1·4Χ1(Γ6, [N] :34X1(T6,其余為鐵和不可避免 的雜質(zhì)。
[0041] 精煉之后的齒輪鋼鋼水從鋼包1的底部，流經(jīng)長(zhǎng)水口注入到中間包2中，然后通過 水平連鑄結(jié)晶器3進(jìn)行水平連鑄，本實(shí)施例的齒輪鋼澆注溫度為1534°C，拉速為1. lm/min， 連鑄過程中的超聲波工藝參數(shù)控制如下：
[0042] 底部超聲波導(dǎo)桿51使用的超聲波功率為Pl，PI = AX310W，
[0043] 底部超聲波導(dǎo)桿51使用的超聲波頻率為Fl，F(xiàn)I = AX30KHZ ;
[0044] 式中：
[0045] A 為超聲波系數(shù)，A = (C+Si) /0· 5+Mn/3+ (Cr+Ti) /2+W/0. 1 ;
[0046] 頂部超聲波導(dǎo)桿52使用的超聲波功率為P2, P2 = PI Χ0· 83，
[0047] 頂部超聲波導(dǎo)桿52使用的超聲波頻率為F2, F2 = FIX0· 94 ;
[0048] 第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿53、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿54使用的超聲波功率均為P34, P34 = P1X0. 95,
[0049] 第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿53、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿54使用的超聲波頻率均為F34, F34 = F1X1. 02。
[0050] 具體在本實(shí)施例中精煉后鋼水的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C :0. 20%，Si : 0.24%, Μη ：1. 10%, P ：0. 028%, S ：0. 027%, Cr ：1. 12%, Ti ：0. 06%, ff :0.031 %, [0]： 14X10_6, [Η] :1.4X10_6, [N] :34X10_6,其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。因此，超聲波系數(shù)A =(C+Si)/0. 5+Mn/3+(Cr+Ti)/2+ff/0. 1 = (0. 20+0. 24)/0. 5+1. 10/3+(1. 12+0. 06)/2+0. 03 1/0. 1 = 2. 15,由此可得：
[0051] 底部超聲波導(dǎo)桿51使用的超聲波功率為Pl，PI = AX310W = 667W，
[0052] 底部超聲波導(dǎo)桿51使用的超聲波頻率為Fl，F(xiàn)I = AX30KHZ = 64KHz ;
[0053] 頂部超聲波導(dǎo)桿52使用的超聲波功率為P2, P2 = P1X0. 83 = 554W，
[0054] 頂部超聲波導(dǎo)桿52使用的超聲波頻率為F2, F2 = F1X0. 94 = 60KHz ;
[0055] 第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿53、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿54使用的超聲波功率均為P34, P34 = P1X0. 95 = 634W,
[0056] 第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿53、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿54使用的超聲波頻率均為F34, F34 = F1X1. 02 = 65KHz〇
[0057] 在連鑄機(jī)正常澆注時(shí)，合上超聲波電源，將超聲波輸出功率和頻率調(diào)至本實(shí)施例 計(jì)算的值，底部超聲波導(dǎo)桿51、頂部超聲波導(dǎo)桿52、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿53、第二側(cè)超聲波導(dǎo) 桿54就可以在水平連鑄結(jié)晶器3側(cè)壁上產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊作用，消除了水平連鑄結(jié)晶器3內(nèi) 鋼水凝固坯殼與內(nèi)壁的粘結(jié)，同時(shí)在鑄坯內(nèi)部形成大量的異質(zhì)形核核心，促進(jìn)鑄坯中等軸 晶的發(fā)展。本實(shí)施例中的齒輪鋼鋼坯出水平連鑄結(jié)晶器3后，用冷卻水噴在齒輪鋼鋼坯上， 進(jìn)行強(qiáng)制快速冷卻，將中間包2內(nèi)的鋼液全部拉成一根鋼坯后，結(jié)束澆注。
[0058] 總所周知，為了減輕結(jié)晶器振動(dòng)給齒輪鋼鑄坯帶來的缺陷，改善鑄坯表面質(zhì)量，減 小振痕深度，人們一直都在對(duì)結(jié)晶器的振動(dòng)進(jìn)行深入細(xì)致的研究。但是，結(jié)晶器振動(dòng)方式的 改進(jìn)解決不了鑄坯固有的振動(dòng)缺陷，所以人們一直在不斷地開發(fā)新型結(jié)構(gòu)的結(jié)晶器。本發(fā) 明提出的基于超聲波振動(dòng)式的水平連鑄結(jié)晶器3突破了傳統(tǒng)的機(jī)械振動(dòng)的限制，本發(fā)明通 過對(duì)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析總結(jié)確定了超聲波系數(shù)的具體計(jì)算方式，而且從水平連鑄結(jié)晶器 3的各個(gè)側(cè)壁綜合控制超聲波的工藝參數(shù)，是將超聲波振動(dòng)應(yīng)用于工業(yè)連鑄生產(chǎn)的一項(xiàng)新 的結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù)，它有利于促進(jìn)沒有振痕等表面缺陷的無(wú)缺陷連鑄坯生產(chǎn)。此外，水平連 鑄結(jié)晶器3側(cè)壁上施加的超聲波還可以直接穿透到齒輪鋼鑄坯內(nèi)部，使鑄坯內(nèi)部剛剛結(jié)晶 形成的金屬枝晶斷裂，從而在鑄坯內(nèi)部形成大量的異質(zhì)形核核心，促進(jìn)鑄坯中等軸晶的發(fā) 展，進(jìn)而提高后續(xù)金屬制品的質(zhì)量。本實(shí)施例的齒輪鋼鑄坯經(jīng)表面缺陷檢測(cè)，幾乎沒有發(fā)現(xiàn) 振痕，且改善了凝固組織，提高了鑄坯質(zhì)量。
[0059] 實(shí)施例2
[0060] 本實(shí)施例的一種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的裝置，其基本結(jié)構(gòu)同實(shí)施例 1。本實(shí)施例的一種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的方法，其步驟同實(shí)施例1，不同之處 在于：
[0061] 精煉后鋼水的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C :0. 18 %，Si :0. 30 %，Μη : 0. 90 %, Ρ ：0. 030 %, S ：0. 030 %, Cr ： 1. 00 %, Ti ：0. 08 %, W ：0. 025 %, [0] ： 16X ΙΟ-6, [Η] :1.5Χ10_6, [Ν] :40Χ10_6,其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。因此，超聲波系數(shù)A = (C+Si)/0. 5+Mn/3+(Cr+Ti)/2+W/0. 1 = 2. 05,由此可得：
[0062] 底部超聲波導(dǎo)桿51使用的超聲波功率為Pl，PI = AX310W = 636W，
[0063] 底部超聲波導(dǎo)桿51使用的超聲波頻率為Fl，F(xiàn)I = AX30KHZ = 62KHz ;
[0064] 頂部超聲波導(dǎo)桿52使用的超聲波功率為P2, P2 = P1X0. 83 = 528W，
[0065] 頂部超聲波導(dǎo)桿52使用的超聲波頻率為F2, F2 = F1X0. 94 = 58KHz ;
[0066] 第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿53、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿54使用的超聲波功率均為P34, P34 = P1X0. 95 = 604W,
[0067] 第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿53、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿54使用的超聲波頻率均為F34, F34 = F1X1. 02 = 63KHz〇
[0068] 本實(shí)施例的齒輪鋼鑄坯經(jīng)表面缺陷檢測(cè)，幾乎沒有發(fā)現(xiàn)振痕，且改善了凝固組織， 提商了鑄述質(zhì)量。
[0069] 實(shí)施例3
[0070] 本實(shí)施例的一種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的裝置，其基本結(jié)構(gòu)同實(shí)施例 1。 本實(shí)施例的一種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的方法，其步驟同實(shí)施例1，不同之處 在于：
[0071] 精煉后鋼水的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C :0. 22%，Si :0. 20%，Mn :1. 15%， P :0.030 %, S :0.029 %,Cr：1.32 %,Ti :0.04 %,ff :0.038 %, [0] ： 12X 10-6, [H]： 1.38X10_6, [N] :30X10_6,其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。因此，超聲波系數(shù)A = (C+Si)/0. 5+Mn/3+(Cr+Ti)/2+W/0. 1 = 2. 28,由此可得：
[0072] 底部超聲波導(dǎo)桿51使用的超聲波功率為Pl，PI = AX310W = 707W，
[0073] 底部超聲波導(dǎo)桿51使用的超聲波頻率為Fl，F(xiàn)I = AX30KHZ = 68KHz ;
[0074] 頂部超聲波導(dǎo)桿52使用的超聲波功率為P2, P2 = P1X0. 83 = 587W，
[0075] 頂部超聲波導(dǎo)桿52使用的超聲波頻率為F2, F2 = F1X0. 94 = 64KHz ;
[0076] 第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿53、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿54使用的超聲波功率均為P34, P34 = P1X0. 95 = 672W,
[0077] 第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿53、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿54使用的超聲波頻率均為F34, F34 = F1X1. 02 = 69KHz〇
[0078] 本實(shí)施例的齒輪鋼鑄坯經(jīng)表面缺陷檢測(cè)，幾乎沒有發(fā)現(xiàn)振痕，且改善了凝固組織， 提商了鑄述質(zhì)量。
[0079] 以上示意性的對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所 示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案 相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的裝置，其特征在于：中間包（2)的一側(cè)壁 開設(shè)有鋼水出口，該鋼水出口與水平連鑄結(jié)晶器（3)相連接，所述的水平連鑄結(jié)晶器（3)的 外周設(shè)置有結(jié)晶器冷卻水箱（4)，上述的水平連鑄結(jié)晶器（3)包括結(jié)晶器底部銅板（61)、結(jié) 晶器頂部銅板（62)、結(jié)晶器第一側(cè)銅板（63)和結(jié)晶器第二側(cè)銅板（64)，上述的結(jié)晶器底部 銅板（61)、結(jié)晶器頂部銅板（62)、結(jié)晶器第一側(cè)銅板（63)、結(jié)晶器第二側(cè)銅板（64)圍成矩 形的結(jié)晶器內(nèi)腔，該結(jié)晶器內(nèi)腔呈水平設(shè)置，結(jié)晶器內(nèi)腔的一端與中間包（2)側(cè)壁的鋼水 出口相連通，結(jié)晶器內(nèi)腔的另一端與外部空間相連通； 所述的結(jié)晶器頂部銅板（62)向結(jié)晶器底部銅板（61)傾斜設(shè)置，該結(jié)晶器頂部銅板 (62)與水平面的夾角為0. 4° ;所述的結(jié)晶器底部銅板￠1)外側(cè)壁設(shè)置有底部超聲波導(dǎo) 桿（51)，該底部超聲波導(dǎo)桿（51)的導(dǎo)波端與結(jié)晶器底部銅板（61)外側(cè)壁相接觸，該底部 超聲波導(dǎo)桿（51)的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水箱（4);所述的結(jié)晶器頂部銅板（62)外側(cè)壁 設(shè)置有頂部超聲波導(dǎo)桿（52)，該頂部超聲波導(dǎo)桿（52)的導(dǎo)波端與結(jié)晶器頂部銅板￠2)外 側(cè)壁相接觸，該頂部超聲波導(dǎo)桿（52)的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水箱（4);所述的結(jié)晶器第 一側(cè)銅板（63)外側(cè)壁設(shè)置有第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿（53)，該第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿（53)的導(dǎo)波端 與結(jié)晶器第一側(cè)銅板￠3)外側(cè)壁相接觸，該第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿（53)的另一端穿過結(jié)晶器 冷卻水箱（4);所述的結(jié)晶器第二側(cè)銅板￠4)外側(cè)壁設(shè)置有第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿（54)，該第 二側(cè)超聲波導(dǎo)桿（54)的導(dǎo)波端與結(jié)晶器第二側(cè)銅板￠4)外側(cè)壁相接觸，該第二側(cè)超聲波 導(dǎo)桿（54)的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水箱（4);上述的底部超聲波導(dǎo)桿（51)、頂部超聲波導(dǎo) 桿（52)、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿（53)、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿（54)分別與各自的換能器相連，換能 器通過電纜與各自的超聲波電源相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的裝置，其特征在 于：所述的底部超聲波導(dǎo)桿（51)、頂部超聲波導(dǎo)桿（52)、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿（53)、第二側(cè)超 聲波導(dǎo)桿（54)的冷卻采用結(jié)晶器冷卻水箱（4)內(nèi)的冷卻水進(jìn)行冷卻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的裝置，其特征在 于：所述的底部超聲波導(dǎo)桿（51)、頂部超聲波導(dǎo)桿（52)、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿（53)、第二側(cè)超 聲波導(dǎo)桿（54)分別與相接觸的結(jié)晶器底部銅板（61)、結(jié)晶器頂部銅板（62)、結(jié)晶器第一側(cè) 銅板（63)、結(jié)晶器第二側(cè)銅板（64)相垂直接觸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的裝置，其特征 在于：所述的底部超聲波導(dǎo)桿（51)、頂部超聲波導(dǎo)桿（52)、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿（53)、第二側(cè) 超聲波導(dǎo)桿（54)的長(zhǎng)度為各自采用的超聲波波長(zhǎng)的整數(shù)倍或半波長(zhǎng)的整數(shù)倍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的裝置，其特征在 于：所述的底部超聲波導(dǎo)桿（51)、頂部超聲波導(dǎo)桿（52)、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿（53)、第二側(cè)超 聲波導(dǎo)桿（54)的材質(zhì)為鋁鎂合金或鈦合金。
6. -種齒輪鋼水平連鑄用施加超聲波振動(dòng)的方法，其特征在于： 精煉之后的齒輪鋼鋼水化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C :0. 18%?0. 22%，Si :0. 20%? 0· 30 %，Μη :0· 90 % ?1. 15 %，P :彡 0· 030 %，S :彡 0· 030 %，Cr : 1. 00 % ?1. 32 %，Ti : 0·04%?0·08%，Ι:0·025%?0·038%，[0]:12Χ1(Γ 6?16Χ1(Γ6，[Η]:?^1·5Χ1(Γ6，[Ν] : 30X 10_6?40X 10_6,其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)； 齒輪鋼鋼水從鋼包（1)的底部，流經(jīng)長(zhǎng)水口注入到中間包（2)中，中間包（2)的一側(cè)壁 開設(shè)有鋼水出口，該鋼水出口與水平連鑄結(jié)晶器（3)相連接，所述的水平連鑄結(jié)晶器（3)的 外周設(shè)置有結(jié)晶器冷卻水箱（4)，上述的水平連鑄結(jié)晶器（3)包括結(jié)晶器底部銅板（61)、結(jié) 晶器頂部銅板（62)、結(jié)晶器第一側(cè)銅板（63)和結(jié)晶器第二側(cè)銅板（64)，上述的結(jié)晶器底部 銅板（61)、結(jié)晶器頂部銅板（62)、結(jié)晶器第一側(cè)銅板（63)、結(jié)晶器第二側(cè)銅板（64)圍成矩 形的結(jié)晶器內(nèi)腔，該結(jié)晶器內(nèi)腔呈水平設(shè)置，結(jié)晶器內(nèi)腔的一端與中間包（2)側(cè)壁的鋼水 出口相連通，結(jié)晶器內(nèi)腔的另一端與外部空間相連通； 所述的結(jié)晶器頂部銅板（62)向結(jié)晶器底部銅板（61)傾斜設(shè)置，該結(jié)晶器頂部銅板 (62)與水平面的夾角為0. 4° ;所述的結(jié)晶器底部銅板￠1)外側(cè)壁設(shè)置有底部超聲波導(dǎo) 桿（51)，該底部超聲波導(dǎo)桿（51)的導(dǎo)波端與結(jié)晶器底部銅板￠1)外側(cè)壁相接觸，該底部 超聲波導(dǎo)桿（51)的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水箱（4);所述的結(jié)晶器頂部銅板（62)外側(cè)壁 設(shè)置有頂部超聲波導(dǎo)桿（52)，該頂部超聲波導(dǎo)桿（52)的導(dǎo)波端與結(jié)晶器頂部銅板￠2)外 側(cè)壁相接觸，該頂部超聲波導(dǎo)桿（52)的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水箱（4);所述的結(jié)晶器第 一側(cè)銅板（63)外側(cè)壁設(shè)置有第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿（53)，該第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿（53)的導(dǎo)波端 與結(jié)晶器第一側(cè)銅板￠3)外側(cè)壁相接觸，該第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿（53)的另一端穿過結(jié)晶器 冷卻水箱（4);所述的結(jié)晶器第二側(cè)銅板￠4)外側(cè)壁設(shè)置有第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿（54)，該第 二側(cè)超聲波導(dǎo)桿（54)的導(dǎo)波端與結(jié)晶器第二側(cè)銅板￠4)外側(cè)壁相接觸，該第二側(cè)超聲波 導(dǎo)桿（54)的另一端穿過結(jié)晶器冷卻水箱（4);上述的底部超聲波導(dǎo)桿（51)、頂部超聲波導(dǎo) 桿（52)、第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿（53)、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿（54)分別與各自的換能器相連，換能 器通過電纜與各自的超聲波電源相連，其中： 底部超聲波導(dǎo)桿（51)使用的超聲波功率為P1，P1 =AX310W， 底部超聲波導(dǎo)桿（51)使用的超聲波頻率為FI，F(xiàn)I = ΑΧ30KHz ; 式中： A 為超聲波系數(shù)，A = (C+Si)/0. 5+Mn/3+(Cr+Ti)/2+W/0. 1 ; 頂部超聲波導(dǎo)桿（52)使用的超聲波功率為P2, P2 = PI X0. 83， 頂部超聲波導(dǎo)桿（52)使用的超聲波頻率為F2, F2 = FIX0. 94 ; 第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿（53)、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿（54)使用的超聲波功率均為P34, P34 = P1X0. 95, 第一側(cè)超聲波導(dǎo)桿（53)、第二側(cè)超聲波導(dǎo)桿（54)使用的超聲波頻率均為F34, F34 = F1X1. 02。
【文檔編號(hào)】C22C38/28GK104057040SQ201410286147
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】王建軍, 周俐, 王海軍, 常立忠, 蒙李朋 申請(qǐng)人:安徽工業(yè)大學(xué)