[发明专利]一种镁合金同水平多流连铸装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及镁合金铸造装置及方法，具体涉及一种镁合金同水平多流连铸装置及方法。

背景技术

铝合金铸造中普遍使用多流、同水平连铸方法，该方法生产效率和产量高，已成为中小尺寸铝合金锭坯的主要制备方法。由于镁合金比较活泼，易氧化和燃烧，并且几乎所有现有耐火材料均可以与镁合金熔体发生反应，且镁合金熔体必须采用气体或熔盐覆盖，所以至今还没有可以工业化的镁合金多流同水平连铸技术。

近年来镁合金连铸技术发展速度较快，出现了许多新方法：其中专利CN03133390.7在镁合金DC铸造时施加低频磁场，显著细化了铸锭组织，且改善了合金元素的宏观偏析；专利CN200710010641.5和CN200710010640.0在镁合金立式和水平连铸时，同时施加低频磁场和超声场，组织显著细化的同时均匀化；专利CN200810010647.7对镁合金铸造装置的结晶器壁施加油润滑，显著提高了铸锭表面质量；专利CN201110236278.5在镁合金铸造时施加低频脉冲磁场，也取得了类似施加低频磁场的效果。但是，这些发明都基于单根铸锭，还没有涉及到多根铸锭的连铸方法。

与单流铸造相比，镁合金多流铸造时，必须考虑两个问题。第一是分流，由于多流铸造必须有多个结晶器，镁合金熔体流入分流箱（盘）后，再分配到各结晶器，在结晶器内冷却、凝固成锭坯，铝合金熔体可以裸露在空气中，表面氧化膜可以形成良好的保护，但镁合金易氧化且易燃，不可以裸露在空气中分流铸造；其次是镁合金的分流箱、结晶器的热顶等，必须采用绝热的耐火材料，铝合金铸造采用的耐火材料虽然都具有良好的强度和保温性，但是材料中含有氧化铝，而氧化铝易与镁合金液反应并燃烧。所以在没有获得良好的镁合金专用耐火材料而必须采用铝合金耐火材料时，需要在其表面喷涂与镁合金液不反应且性质稳定的涂料。

本发明就是成功解决以上两个问题，并且全面考虑了镁合金多流连铸时的相关问题，开发了一种镁合金多流同水平连铸的新装置及新方法。

发明内容

针对现有技术存在的各种问题，并结合镁合金铸造的特点，本发明提供一种镁合金同水平多流连铸装置及方法。本发明的技术方案如下：

一种镁合金同水平多流连铸装置，包括导流管、分流箱、多个热顶结晶器、分流管、保护气体管、水箱和引锭块，导流管通过分流箱顶部的导管孔插入分流箱内，分流箱以及多个热顶结晶器通过螺栓固定于水箱上，分流箱和多个热顶结晶器之间通过分流管实现连接，保护气体管连接分流箱和热顶结晶器，引锭块设置在热顶结晶器的正下方，数量与热顶结晶器的数量相同，引锭块与铸造机的移动平台连接。

所述导流管下端头装有金属过滤网，位于分流箱的中心，导流管的作用是将镁合金熔体导入至分流箱中。

所述分流箱设置于水箱上中央部位，水平断面为圆形，其结构包括保温桶和气室；保温桶上端连接气室，保温桶与气室间采用硅酸铝纸半密封，且保温桶直径比气室直径要小10~20mm，保温桶采用铝合金连铸的热顶材料制作，包括中耐7号材料；气室内设带有细小喷气孔的保护气体管，用于喷洒保护气体，顶部设有安装高温玻璃的观察窗，高温玻璃和观察窗之间采用硅酸铝纸进行半密封。

所述热顶结晶器水平断面为圆形，数量为4~12个，大小相同，均匀分布在水箱上，并围绕分流箱设置，其结构包括锻铝内套，石墨环，热顶和气室；石墨环热装镶嵌到锻铝内套内；锻铝内套底部设有密封槽，用于将热顶结晶器和水箱进行分隔并密封；热顶通过紧固螺栓固定在锻铝内套上方；热顶上端连接气室，热顶与气室间采用硅酸铝纸半密封，且热顶直径比气室直径要大10~20mm，热顶内部设有档流网，档流网一端和分流管对接，另一端通过钢丝固定在保护气体管的下部，热顶采用铝合金连铸的热顶材料制作，包括中耐7号材料；气室内设带有细小喷气孔的保护气体管，用于喷洒保护气体，顶部设有安装高温玻璃的观察窗，高温玻璃上装有金属提起环，高温玻璃和观察窗之间采用硅酸铝纸进行半密封。

所述分流箱的保温桶内壁和热顶结晶器的热顶内壁喷涂BM涂料，其化学分成按照质量百分比为：5~12.5%的BN粉，1~5%的纳米MgO，2~7.5%的纳米石墨粉，0.3~1.25%的硅溶胶，以及75~91%的水。

所述档流网包括上盖板、焊接在上盖板下部的不锈钢丝网、固定不锈钢丝网的垂直支柱和与分流管对接的接头，其中不锈钢丝网的目数为50~100目，所述对接的接头直径比分流管直径大1~2mm，直接套在分流管上；档流网采用1.5~2mm厚的304不锈钢板制作，用于平稳分流流入热顶结晶器中的镁合金熔体，防止镁合金液的冲击。