電磁結(jié)晶攪拌器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種攪拌器，特別是涉及一種電磁結(jié)晶攪拌器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著連鑄技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)鑄造質(zhì)量的要求不斷提高，對(duì)鑄坯的力學(xué)性能、鑄坯中夾雜物含量、皮下氣孔等提出了極為苛刻的條件，這些鑄坯廣泛應(yīng)用于汽車面板、家電和船舶等行業(yè)，不僅要求具有均勻的成形性能，而且對(duì)表面質(zhì)量提出了較高的要求。在傳統(tǒng)的連鑄工藝條件下，僅通過熔煉過程的精煉已難以滿足當(dāng)前板坯質(zhì)量要求，而采用電磁攪拌可以促進(jìn)熔體中氣泡和夾雜物上浮、均勻熔體成分和溫度、提高鑄坯等軸晶率，板坯質(zhì)量得到顯著改善，連鑄結(jié)晶器電磁攪拌器已成為某些行業(yè)用坯料生產(chǎn)中的必要設(shè)備之一。電磁攪拌技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前國際上提高鋼鐵以及鋁及其合金性能的常用方法之一，其中，行波磁場(chǎng)電磁攪拌技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注，成為電磁冶金技術(shù)的熱點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便、提高鑄坯質(zhì)量的電磁結(jié)晶攪拌器。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種電磁結(jié)晶攪拌器，包括硅鋼片、電磁攪拌線圈，硅鋼片上均勻安裝六個(gè)固定柱，硅鋼片上在相鄰固定柱之間間隔纏繞相同材質(zhì)、相同數(shù)量的電磁攪拌線圈。
[0006]本實(shí)用新型電磁結(jié)晶攪拌器，其中所述硅鋼片的內(nèi)側(cè)在與固定柱對(duì)應(yīng)位置處分別設(shè)置凸極。
[0007]本實(shí)用新型電磁結(jié)晶攪拌器，其中所述每塊凸極的頂部固定加強(qiáng)凸極。
[0008]本實(shí)用新型電磁結(jié)晶攪拌器，其中所述硅鋼片為正六邊形，六個(gè)所述固定柱分別安裝在硅鋼片的六個(gè)角處，電磁攪拌線圈分別纏繞在硅鋼片的六個(gè)邊上。
[0009]本實(shí)用新型電磁結(jié)晶攪拌器，其中所述硅鋼片為圓形。
[0010]本實(shí)用新型電磁結(jié)晶攪拌器，其中所述凸極與硅鋼片一體制成。
[0011]本實(shí)用新型電磁結(jié)晶攪拌器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，磁場(chǎng)利用率高，功率小，使用成本較低，操作簡(jiǎn)單方便，能有效地改善鑄坯的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，提高鑄坯質(zhì)量。
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的電磁結(jié)晶攪拌器作進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型電磁結(jié)晶攪拌器的立體圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型電磁結(jié)晶攪拌器的使用狀態(tài)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型電磁結(jié)晶攪拌器包括硅鋼片1、電磁攪拌線圈2，硅鋼片I上通過螺釘均勻安裝六個(gè)固定柱3，硅鋼片I上在相鄰固定柱3之間間隔纏繞相同材質(zhì)、相同數(shù)量的電磁攪拌線圈2，硅鋼片I的內(nèi)側(cè)在與固定柱3對(duì)應(yīng)位置處分別設(shè)置凸極4，凸極4與硅鋼片I 一體制成，每塊凸極4的頂部固定加強(qiáng)凸極5，凸極4和加強(qiáng)凸極5的作用是提高磁場(chǎng)利用率，增大攪拌力度。
[0016]硅鋼片I可設(shè)置為正六邊形或圓形，圖中所示實(shí)施例為正六邊形，六個(gè)固定柱3分別安裝在硅鋼片I上的每個(gè)角處，硅鋼片I的每個(gè)邊上分別纏繞相同材質(zhì)、相同數(shù)量的電磁攪拌線圈2。固定柱3的安裝位置可以是硅鋼片的頂部或底部，圖中所示實(shí)施例為安裝在硅鋼片I的頂部。
[0017]如圖2所示，使用本實(shí)用新型電磁結(jié)晶攪拌器時(shí)，鑄造用結(jié)晶器6安裝在水箱7中，結(jié)晶攪拌器8安裝在結(jié)晶器6的外部，將硅鋼片I上的固定柱3與水箱蓋板9焊接或直接插入水箱蓋板9上的預(yù)留孔內(nèi)(圖中未示出)，通過鉚釘10將凸極4和加強(qiáng)凸極5與水箱上板11連接。水箱7內(nèi)充滿一定壓力和一定流量的冷卻水，既可以為鑄造提供合適的冷卻源，又可以為電磁攪拌線圈2冷卻。
[0018]圖2中，固定柱3安裝在硅鋼片I的頂部，因此安裝電磁結(jié)晶攪拌器時(shí)，將固定柱3與水箱蓋板9連接。若固定柱安裝在硅鋼片的底部(圖中未示出)，在安裝電磁結(jié)晶攪拌器時(shí)，將固定柱與水箱底板連接即可。
[0019]本實(shí)用新型結(jié)晶電磁攪拌器的原理是:由于硅鋼片的每個(gè)邊上纏繞相同材質(zhì)、相同數(shù)量的電磁攪拌線圈，通電后，利用電流產(chǎn)生強(qiáng)大的變化磁場(chǎng)，穿透多層介質(zhì)的阻隔，會(huì)使金屬熔液在硅鋼片高度方向的一定范圍內(nèi)產(chǎn)生沿鑄棒軸線為圓心的空間旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而使鑄坯內(nèi)部的金屬熔液產(chǎn)生流動(dòng)，電磁推力引起的攪拌熔體和鑄坯的機(jī)理可分解為以下三個(gè)過程:
[0020]a.將鑄坯中的柱狀晶捕捉的非金屬夾雜物清洗出來，防止其被初期凝殼捕捉；
[0021]b.被清洗出來的夾雜物在結(jié)晶器中心部的熔液中碰撞、凝聚、長大，易于在鑄坯的液相中上??；
[0022]c.夾雜物上浮到彎月面，被熔液面上的保護(hù)渣液渣層吸收即從鑄坯中除去。
[0023]本實(shí)用新型電磁結(jié)晶攪拌器具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0024]1、能有效地改善鑄坯的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，減少了夾雜物，減少了鑄坯表面縱裂，提高表面質(zhì)量，減少中心偏析和中心疏松，基本消除中心縮孔和裂紋，大大增加等軸晶率，通過選擇攪拌器的安裝位置，改變磁場(chǎng)的方向及強(qiáng)度，便能有效調(diào)節(jié)熔液的攪拌反向及攪拌強(qiáng)度，控制熔液的流動(dòng)形式和流動(dòng)速度，均勻了結(jié)晶器內(nèi)熔液的溫度分布，抑制了初期凝固坯殼的厚度不均，減少了延遲凝固和坯殼變形，對(duì)提高連鑄坯質(zhì)量具有明顯作用。因晶粒細(xì)化、組織分布均勻、體收縮減少、熱裂傾向下降，基體上消除了縮松傾向，因此鑄件力學(xué)性能大幅度提尚。
[0025]2、由于電磁攪拌能加速熱量的釋放，改變?nèi)垠w的流動(dòng)方式，可有效的抑制柱狀晶生長，使晶粒等軸化，不需加任何晶粒細(xì)化劑即可獲得細(xì)晶粒組織，消除了傳統(tǒng)鑄造中的柱狀晶和粗大樹枝晶。改變析出相的形態(tài)的同時(shí)減少宏觀偏析和顯微偏析，增加晶核、晶粒、均勻溫度，使凝固在較大的體積范圍內(nèi)同時(shí)進(jìn)行細(xì)化晶粒效果增強(qiáng)，這在結(jié)晶過程中進(jìn)行攪拌更有意義，電磁攪拌使整爐熔體的化學(xué)成分的相對(duì)偏差可控制在10%以內(nèi)，在改善柱狀晶、搭橋、針孔、增加等軸晶區(qū)，減少成分偏析，減輕或消除中心疏松和中心縮孔等方面的效果非常明顯。
[0026]3、由于電磁場(chǎng)攪拌具有非接觸、分布均勻等特點(diǎn)，減少了污染和不安全因素，特別適用于高溫等特殊場(chǎng)合，在熔煉合金與高純金屬時(shí)有重要意義。
[0027]4、凝固速度加快，生產(chǎn)率提高，工藝周期縮短；凝固收縮小，故成型體尺寸精度高，加工余量小，近凈成形。
[0028]5、成形合金范圍廣:非鐵合金有銷、鎂、鋅、錫、銅、镲基合金；鐵基合金有不銹鋼、低合金鋼等；可用于制造金屬基復(fù)合材料，利用半固態(tài)金屬的高粘度，使密度差大、固溶度小的金屬制成合金，也可有效地使不同材料混合，制成新的復(fù)合材料。
[0029]6、本實(shí)用新型電磁結(jié)晶攪拌器磁場(chǎng)利用率高，功率小，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，不影響現(xiàn)有鑄造盤尺寸結(jié)構(gòu)，一次性投資，使用成本較低，操作簡(jiǎn)單方便，工人易掌握，穩(wěn)定了連鑄操作，廣泛應(yīng)用于圓坯連鑄機(jī)上。
[0030]以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電磁結(jié)晶攪拌器，其特征在于:包括硅鋼片、電磁攪拌線圈，硅鋼片上均勻安裝六個(gè)固定柱，硅鋼片上在相鄰固定柱之間間隔纏繞相同材質(zhì)、相同數(shù)量的電磁攪拌線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁結(jié)晶攪拌器，其特征在于:所述硅鋼片的內(nèi)側(cè)在與固定柱對(duì)應(yīng)位置處分別設(shè)置凸極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁結(jié)晶攪拌器，其特征在于:所述每塊凸極的頂部固定加強(qiáng)凸極。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電磁結(jié)晶攪拌器，其特征在于:所述硅鋼片為正六邊形，六個(gè)所述固定柱分別安裝在硅鋼片的六個(gè)角處，電磁攪拌線圈分別纏繞在硅鋼片的六個(gè)邊上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電磁結(jié)晶攪拌器，其特征在于:所述硅鋼片為圓形。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電磁結(jié)晶攪拌器，其特征在于:所述凸極與硅鋼片一體制成。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電磁結(jié)晶攪拌器，包括硅鋼片、電磁攪拌線圈，硅鋼片上均勻安裝六個(gè)固定柱，硅鋼片上在相鄰固定柱之間間隔纏繞相同材質(zhì)、相同數(shù)量的電磁攪拌線圈，硅鋼片的內(nèi)側(cè)在與固定柱對(duì)應(yīng)位置處分別設(shè)置凸極，每塊凸極的頂部固定加強(qiáng)凸極。本實(shí)用新型電磁結(jié)晶攪拌器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，磁場(chǎng)利用率高，功率小，使用成本較低，操作簡(jiǎn)單方便，能有效地改善鑄坯的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，提高鑄坯質(zhì)量，穩(wěn)定了連鑄操作，廣泛應(yīng)用于圓坯連鑄機(jī)上。
【IPC分類】B22D11-115
【公開號(hào)】CN204413085
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520059846
【發(fā)明人】張艷國, 趙輝, 李吉瑞, 李廣
【申請(qǐng)人】石家莊愛迪爾電氣有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年1月28日