[实用新型]一种复合振动连铸均质细晶铸锭的装置

说明书

本实用新型公开了属于金属连续铸造领域的一种复合振动连铸均质细晶铸锭的装置与连铸方法；其中预搅拌器位于振动器的上方；连铸机包括：连铸平台、导流管、结晶器和连铸锭，导流管、结晶器和连铸锭由上而下依次设置于连铸平台内，导流管和结晶器的轴线与连铸中心线共线；预搅拌器包括：搅拌电机、转轴和搅拌头，搅拌头位于导流管中；振动器包括：振动源、连杆和振动头；搅拌头位于振动头的上方。本实用新型这种连铸中的复合振动熔体处理技术能显著地减少铸锭的卷气卷渣、形成偏析和裂纹等缺陷，具有更优异的熔体处理效果。

技术领域

本实用新型属于金属连续铸造技术领域，具体为一种复合振动连铸均质细晶铸锭的装置。

背景技术

在冶金、铸造等金属材料热加工行业中，有时需要对金属熔体施加各种搅拌处理，以促进合金成份溶解，使金属熔体的温度场、成分场均匀化。同时，对金属熔体的剪切搅拌处理也能够控制并改善金属熔体的凝固过程，避免粗大的树枝晶组织单向生长，获得具有等轴晶组织的铸件。为了追求进一步地细化结晶组织，研究者们实用新型了强剪切搅拌方案。但是，剧烈搅拌也增加了熔体卷气卷渣倾向、会在局部形成方向性层流等若干问题。

为了达到更细化铸件组织的目的，本实用新型对熔体施加振动处理以克服上述搅拌处理的不足。连续或脉冲的振动会瞬间对熔体微观区域形成强烈剪切并产生空化效应，诱发形成晶核增殖和整体形核的形核环境，有利于均匀形核。振动法熔体处理存在的问题是宏观均质效果差。

本实用新型汲取了搅拌熔体处理技术和振动熔体处理技术在连续制备均质细晶铸锭方面的优势，创新实现了二者的有机复合。

实用新型内容

针对背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种复合振动连铸均质细晶铸锭的装置，其特征在于，包括：预搅拌器、振动器和连铸机，其中预搅拌器位于振动器的上方；连铸机包括：连铸平台、导流管、结晶器和连铸锭，导流管、结晶器和连铸锭由上而下依次设置于连铸平台内，导流管和结晶器的轴线与连铸中心线共线；

预搅拌器包括：搅拌电机、转轴和搅拌头，转轴的上端与搅拌电机固接，下端与搅拌头固接，搅拌头位于导流管中；振动器包括：振动源、连杆和振动头，连杆的上端与振动源固接，下端与振动头固接；搅拌头位于振动头的上方。

所述振动源通过连杆向振动头传递振动，进而引发连铸金属熔体的细晶化结晶和生长过程。

所述振动头距离搅拌头的下端5cm，振动头的下端低于导流管的下端5毫米。

所述振动头位于导流管至结晶器之间的区域中。

所述振动头的下端距离铸锭固液界面5-50mm。

所述振动头由底板、至少两条交叉凹槽和联通孔组成，其中底板与振动头中线垂直，凹槽设置于底板的正上方，凹槽的上端形成凸台，两侧为连接侧板，多条凹槽的顶部形成与全部凹槽设置形状匹配的整块凸台，多块被独立的连接侧板用于连接凸台和底板。

所述连接侧板上开有至少一个联通孔。

所述底板的外形轮廓为圆形或矩形。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的技术装备及其工艺过程简单，其中，关键的搅拌电机和振动源设备都具有很好的工艺可控性。

2、本实用新型工作时，首先通过预搅拌处理使熔体均质化，再施加强烈有效的振动处理使正在凝固的金属熔体组织细晶化；这种连铸中的复合振动熔体处理技术能显著地减少铸锭的卷气卷渣、形成偏析和裂纹等缺陷，具有更优异的熔体处理效果。

附图说明

图1为本实用新型复合振动连铸均质细晶铸锭装置宽泛实施例的主剖面视图。

图2为本实用新型宽泛实施例中的预搅拌器示意图。