[实用新型]金属电磁连铸装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在结晶区域施加调幅磁场的金属电磁过铸装置，属金属连工艺技术领域。

背景技术

软接解结晶器电磁连铸技术是一项近年来开发的金属连铸技术。它通过在结晶器区域施加交流电磁场，使该电磁场作用到结晶器内的液态金属上，达到使铸坯的表面及内晶相质量得到改善的目的。在该技术中，结晶器外施加的磁场通常采用的都是幅值恒定的交变磁场，因而作用在结晶器内金属液的电磁力也是这的。但连铸过程是一个动态的过程，特别是在结晶器振动的情况下，动态过程变得更为明显且呈周期性。要较好地控制连铸过程，幅值恒定的电磁场已不能满足新技术的要求。因此，对原有的金属电磁连铸装置进行改进和革新是科技工作者面临的新任务新课题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种新颖的金属电磁过铸装置，以达到金属铸坯获得优良晶相组织的效果。

本实用新型一种金属电磁连铸装置，主要包括有金属液中间包、进液口、结晶器、具有冷却水进口和出口、感应线圈、二次冷却水喷嘴、拉锭杆和振动装置，其特征在于：作为主体的结晶器，其上部设有一金属液中间包，通过进液口与结晶器相连；结晶器的周围，设置有感应线圈，感应线圈置于设有结晶器冷却水进口和出口的夹套壳体内；在结晶器的中部位置还设有二次冷却水圆嘴，以加快液态金属的凝固；在结晶器的下部设有拉锭杆，通过该拉锭杆将结晶器内的凝固金属铸坯拉出；在结晶器的外面还设有振动装置，通过该振动装置产生的振动使结晶器内的金属液加快形成结晶体。

所述的感应线圈，其在结晶器区域施加的调幅磁场为正弦波调幅磁场或方波调幅磁场或三角波调幅磁场。

本实用新型的特点是在结晶器区域施加一个幅值变化的可调的电磁场，使作用在过铸晶器内液态金属上的电磁力也变化可调，从而精确地控制过铸结晶器内液态金属的凝固过程。

本实用新型设计的在结晶器区域施加的调幅磁场，该磁场的幅值是按照一定函数关系随时间变化的，这相当于在一高频磁场上(称为载波)附加一频率较低的周期性调幅波(称为调制波)。

调幅磁场是通过绕制在结晶器区域的线圈中通过幅值变化的交流电来产生的，该交流电在教学形式上可以写为：

I(t)＝I_max×f(t)×cos(2πft)

式中：t为时间变量；

I_max为最大电流；

f为上述载波频率；

f(t)为上述调制波函数，其可以是周期性函数，形式上可写作f(t)×cos(2πf₁t)

本实用新型的优点是：用于在结晶器外的线圈中通以上述幅值变化的电流，因此，在结晶器内金属液中感应产生的电磁力其大小也是变化的，这样可以用来控制连铸过程，如初始金属液凝固铸坯壳的阶段，可改善铸坯中晶体组织的质量。另外，该种调幅交变电流方式也易于实现自动化控制。

附图说明

图1是本实用新型金属电磁连铸装置结构示意图。

图2是本实用新型中线圈在电流所产生的正弦波调幅磁场或方法调幅磁场或三角波调幅磁场的示例图。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例1

参见图1，本实施例中的金属电磁连铸装置，主要包括有金属液中间包1、进液口2、结晶器3、结晶器冷却水进口4和出口5、感应线圈6、二次冷却水喷嘴7、拉锭杆9和振动装置10；作为主体的结晶器3其上部设有一金属液中间包1，通过进液口2与结晶器3相连；结晶器3的周围设置有感应线圈6，感应线圈6置于设有结晶器冷却水进口4和出口5的夹套壳体内；在结晶器3的中部位置还设有二次冷却水圆嘴7，以加快液态金属的凝固；在结晶器3的下部设有拉锭杆9，通过该拉锭杆9将结晶器3内的凝固金属铸坯8拉出；在结晶器3的外面还设有振动装置10，通过该振动装置10产生的振动使结晶器内的金属液加快形成结晶体。

参见图2，本实施例中的感应线圈6，其在结晶器区域施加的调幅磁场，可以为正弦波调幅磁场11的形式，也可以为三角波调幅磁场12的形式，也可以为三角波调幅磁场13的形式。

本实施例中，具体操作过程简述如下：

利用本装置在连铸过程中，浇注的金属(可以是钢、铜、铝、镁、锌等)通过中间包1经进液口2进入结晶器3中，在该处受到线圈6中提供的电磁场变化的电磁力的作用，并同时受冷却水的冷却作用，金属液被冷却凝固，并受到振动装置10的振动作用形成较好的晶相构组织；铸坯8通过拉锭杆9不断拉出结晶器3，形成连铸过程。