[发明专利]双金属复层圆坯电磁连铸方法

权利要求书

1.一种双金属复层圆坯电磁连铸方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）、将两种不同成分的金属分别熔化成内、外层金属液，精炼去气后保温备用；

2）、同轴布置内、外结晶器且内结晶器插入外结晶器中，所述外结晶器内设有一级水冷环腔并在一级水冷环腔中设有与中频电源发生器连接的中频磁场线圈，所述外结晶器的内环侧壁表面设有石墨内衬层，所述内结晶器内设有环形水腔并在环形水腔中设有与脉冲电源连接的脉冲磁场线圈，所述内结晶器内、外环侧壁表面均设有保温层且外环侧壁的保温层由上至下延伸至距内结晶器底端20mm～30mm高度处，所述外结晶器底部另设有二级水冷环腔，所述二级水冷环腔的内侧壁均匀布置喷射水孔；

3）、启动连铸工序，将引锭装置送入外结晶器中与内结晶器底端紧密接触，分别向外结晶器一、二级水冷环腔中及内结晶器的环形水腔中注入循环冷却水，然后向由内、外结晶器围绕而成的环形空间内浇筑外层金属液，外层金属液经外结晶器冷却，同时与内结晶器的裸露在外的外环侧壁接触后形成半固态支撑层，浇注时间≥40s且当外层金属液的液面高于内结晶器底端40mm～50mm时引锭装置开始下移，同时向内结晶器中浇注内层金属液，内层金属液经内结晶器冷却，同时与外层金属液的半固态支撑层接触结合形成复合界面；

4）、当连铸过程进入稳定阶段，即外层金属液的液面低于外结晶器上沿15～20mm、内结晶器中充满内层金属液且引锭装置的引锭速度恒定时，同时接通脉冲电源和中频电源发生器，通过脉冲磁场线圈在内结晶器中施加脉冲电磁场，通过中频磁场线圈在外结晶器中施加中频电磁场,其中，脉冲磁场线圈通入脉冲宽度为0.1ms～10ms、频率为10Hz～50Hz的脉冲电流，使脉冲磁场线圈产生的瞬间磁感应强度为100Gs～10000Gs，中频磁场线圈通入频率为1000Hz～2000Hz、电流值为5000A～8000A的交流电流，使外结晶器内边缘磁感应强度为45mT～72.4mT，随着引锭装置的下移通过所述外结晶器底部的二级水冷环腔的喷射水孔向移出外结晶器的双金属复层圆坯喷射冷却水，最终实现双金属复层圆坯的电磁连铸。

2.根据权利要求1所述的双金属复层圆坯电磁连铸方法，其特征在于：所述外结晶器内一级水冷环腔中水流量为1L/h～1.2L/h，二级水冷环腔中水流量为1.5L/h～2L/h。

3.根据权利要求1所述的双金属复层圆坯电磁连铸方法，其特征在于：所述引锭装置的引锭速度为60mm/min～80mm/min。

4.一种双金属复层圆坯电磁连铸设备，包括内、外结晶器、设于内结晶器顶部的内层热顶、设于外结晶器顶部的外层熔体浇注盘以及引锭装置，所述内、外结晶器同轴布置，其特征在于：所述内结晶器插入外结晶器中，所述外结晶器内设有一级水冷环腔并在一级水冷环腔中设有与中频电源发生器连接的中频磁场线圈，所述外结晶器的内环侧壁表面设有石墨内衬层，所述内结晶器内设有环形水腔并在环形水腔中设有与脉冲电源连接的脉冲磁场线圈，所述内结晶器内、外环侧壁均设有保温层且外环侧壁的保温层由上至下延伸至距内结晶器底端20mm～30mm高度处，所述外结晶器底部另设有二级水冷环腔，所述二级水冷环腔的内侧壁均匀布置喷射水孔。

5.根据权利要求4所述的双金属复层圆坯电磁连铸设备，其特征在于：所述外结晶器的一级水冷环腔外壁下部设有一级水冷进水口，外壁上部设有一级水冷出水口，所述二级水冷环腔外壁设有二级水冷进水口。

6.根据权利要求4所述的双金属复层圆坯电磁连铸设备，其特征在于：所述内结晶器的环形水腔上部分别设有内结晶器进、出水口。

7.根据权利要求4所述的双金属复层圆坯电磁连铸设备，其特征在于：所述外结晶器的一级水冷环腔内设有用于支撑中频磁场线圈的环形支架。

8.根据权利要求4所述的双金属复层圆坯电磁连铸设备，其特征在于：所述外结晶器的外壳采用环氧树脂板制成，外结晶器的内环侧壁采用由不导磁材料制成的环形支撑架，所述石墨内衬层嵌于环形支撑架外表面。

9.根据权利要求4所述的双金属复层圆坯电磁连铸设备，其特征在于：所述内结晶器外壳采用不锈钢材料制成。

10.根据权利要求4所述的双金属复层圆坯电磁连铸设备，其特征在于：所述保温层采用硅酸钙保温层。