[实用新型]一种气体振荡装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种气体振荡装置，涉及所有带冒口设计的铸件、直径为Φ100-Φ2000mm的连铸圆坯料、厚度为100-1500mm的连铸方坯料以及5吨-700吨级模铸钢锭、铸坯和空心坯的制备，应用于真空和非真空条件下碳钢、合金钢以及有色金属的制备，对各种黑色合金材料带冒口设计的铸件、钢锭以及铸坯料的缩孔疏松均有抑制作用，对晶粒细化具有促进作用。

背景技术

近年来随着我国电力工业，核工业和石油化学工业的迅猛发展，对大型铸件、大型钢锭、大型坯料的需求量越来越大，同时也对大型铸锻件的品质要求越来越高，例如三峡的螺母柱铸件探伤级别在Φ2当量以下，芯部晶粒度要求在6级以上。大型钢锭、连铸坯是大型铸锻件的先期产品，其质量对提高大型铸锻件质量尤为重要。

目前，重量超过100吨的钢锭内部几乎均存在缩孔疏松，缩孔疏松一般与夹杂物共生，增加钢锭在锻造时的难度。而大型缩孔疏松缺陷，在锻造过程中很难愈合，从而导致锻件探伤不合格，甚至报废。大型钢锭的凝固过程非常漫长，根据钢锭吨位不同，从几十小时到上百小时不等，溶质再分配充分，致使碳、磷等低熔点、低密度物质在凝固前沿富集，加上其它物理作用，如热溶质对流等的影响，使钢锭不同区域化学成分不均匀，造成宏观偏析和微观偏析，致使凝固组织分布不均匀，铸件晶粒粗大，性能不均。

目前，采用连铸技术、水冷模具技术制备锻造、轧制用的坯料，随着市场的发展以及对性能要求的不断提升，对坯料的内部质量以及坯料的尺寸要求不断提高。随着要求的提高，坯料内部的许多问题随之暴露，坯料内部的缩孔疏松、裂纹等铸造缺陷严重影响坯料的质量，因此解决坯料内在的质量问题，提高合格率迫在眉睫。

大型钢锭、铸件、坯料的内部缺陷问题备受科研工作者和企业界关注。虽然在缩孔疏松形成机理方面取得很大的进展，如缩孔位置、缩孔程度的确定等，以及采用计算机模拟手段对缩孔疏松进行模拟预测，但是在缩孔疏松控制措施方面进展缓慢，基本上采用加大冒口、采用顶级的保温材料甚至采用电加热等方法进行制备，造成材料、能源巨大的浪费。采用本实用新型技术，通过振荡的方法致使钢锭、铸件、坯料内部增加大量的形核质点，增加内部形核密度，提高内部凝固速度，缩短金属液的补缩距离，从而消除缩孔疏松、细化晶粒、改善凝固组织。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气体振荡装置，解决工厂目前钢锭、铸件、铸坯内部缩孔疏松，改善凝固组织的问题。

本实用新型的技术方案是：

一种气体振荡装置，气体振荡装置设有主轴、缸体、底座体、上联管、中联管、下联体、耐火材料、箱体、上板、中板、下板，具体结构如下：

上联管、中联管、下联体自上而下设置，中联管位于上联管和下联体之间，上联管和下联体分别与中联管连接，下联体底部与耐火材料连接；箱体内设置上板、中板、下板，上板位于中板的上方，中板设置于上联管顶部，中板与上联管连接，下板设置于箱体内底部；中板顶部依次设置底座体、缸体，主轴依次穿过缸体、底座体、中板，主轴的中心孔与缸体上的孔道相通。

所述的气体振荡装置，下联体的底部为下凹形，耐火材料设置于下联体底部的下凹形结构中，吊杠横向穿设于所述的下凹形结构和耐火材料上，吊杠伸出所述的下凹形结构一端通过斜锲固定。

所述的气体振荡装置，箱体底部设置罩体，箱体、下板和罩体交接处开有中心孔，罩体底部开有中心孔，上联管、中联管、下联体连成一体结构，穿设于所述的中心孔处，下联体伸至罩体外侧。

所述的气体振荡装置，上板、中板、下板通过配套使用的螺栓杆和螺母连接成一体结构。

所述的气体振荡装置，螺栓杆在上板、中板、下板的圆周均布，在螺栓杆上的上板、中板、下板之间分别设有弹簧。

所述的气体振荡装置，主轴的一端通过螺母固定于中板。

所述的气体振荡装置，连接嘴的进气端与压缩空气连接，连接嘴的出气端与弯管的一端连接，弯管的另一端与主轴的中心孔连通。

所述的气体振荡装置，上板与吊把连接。

采用本实用新型，有效消除凝固坯料中心缺陷、细化凝固组织的方法，包括如下步骤：

1)对于钢锭或铸件浇注完毕后，在其冒口内加入振荡装置；对于连铸坯浇注过程，在结晶器内加入振荡装置；

2)振荡装置的频率为2-60Hz，振幅为5-100mm；

3)振荡装置连接耐火材料，利用耐火材料对金属液进行振荡，增加金属液的初期结晶数量；

4)耐火材料烘烤到600℃以上；