一种铜合金板带脉冲电磁振荡水平连续铸造方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及金属加工技术领域，提供一种铜合金板带脉冲电磁振荡水平连续铸造方法及装置，所述铜合金板带脉冲电磁振荡水平连续铸造装置包括：保温炉、结晶器底板、脉冲电磁振荡发生器、不锈钢水冷套、冷却铜套和石墨结晶器，其特征在于，保温炉与石墨结晶器连通，脉冲电磁振荡发生器为环形，并套设在石墨结晶器上靠近保温炉的一端；脉冲电磁振荡发生器未与保温炉和石墨结晶器接触的面被结晶器底板所包覆，并通过结晶器底板固定在保温炉上；石墨结晶器未被结晶器底板和脉冲电磁振荡发生器所包覆的部分由内向外依次套设冷却铜套和不锈钢水冷套。本发明专利技术能够减少铜合金板的偏析和裂纹等铸造缺陷，细化合金组织，提高铜合金板带坯的成品率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及金属加工
，提供一种铜合金板带脉冲电磁振荡水平连续铸造方法及装置，所述铜合金板带脉冲电磁振荡水平连续铸造装置包括：保温炉、结晶器底板、脉冲电磁振荡发生器、不锈钢水冷套、冷却铜套和石墨结晶器，其特征在于，保温炉与石墨结晶器连通，脉冲电磁振荡发生器为环形，并套设在石墨结晶器上靠近保温炉的一端；脉冲电磁振荡发生器未与保温炉和石墨结晶器接触的面被结晶器底板所包覆，并通过结晶器底板固定在保温炉上；石墨结晶器未被结晶器底板和脉冲电磁振荡发生器所包覆的部分由内向外依次套设冷却铜套和不锈钢水冷套。本专利技术能够减少铜合金板的偏析和裂纹等铸造缺陷，细化合金组织，提高铜合金板带坯的成品率。【专利说明】一种铜合金板带脉冲电磁振荡水平连续铸造方法及装置
本专利技术涉及金属加工
，尤其涉及一种铜合金板带脉冲电磁振荡水平连续铸造方法及装置。
技术介绍
目前，铜及铜合金已成为第二大有色金属，是全球经济各行业中广泛需求的基础材料。铜及铜合金板带材占世界铜加工材总量的35%左右。近10年来，世界经济蓬勃发展，特别是以中国为代表的新兴发展中国家的国民经济高速发展，带动了铜及铜合金板带材需求量及产量的迅速攀升。在现代工业技术中，对高精铜及铜合金板带材的需求量更是不断增加，如高品质电连接器铜合金带材(接插元件带材)、集成电路引线框架带材、变压器带、汽车水箱带、高档压延柔性铜箔等。制备优质的铜及铜合金板带材坯锭是获得高精铜及铜合金板带材产品的前提条件。 但是，目前的水平连铸机生产的铜合金板带存在组织粗大、表面存在裂纹、缩松、偏析及反偏析等铸造缺陷。例如，锡黄铜、铝青铜、锡磷青铜等合金，溶质元素含量较高时，凝固组织粗大、溶质元素偏析比较严重，铸造过程中极易形成裂纹，板带产品废品率较高。因此针对板带水平连续铸造技术存在的不足，在改善铜合金板带坯锭质量方面，许多人在设备及工艺改进方面做了大量工作。 专利200510047193.7通过在石墨结晶器上下两侧安装行波磁场，在熔体内产生强制搅拌，获得组织均匀、晶粒细化、无裂纹、无偏析的铜合金板带。 专利200810155756.8通过在结晶器部位安装磁场装置，同时在石墨结晶器横向侧的两侧壁之间横向施加电流，在拉坯方向上产生强迫搅拌，从而有助于形成等轴晶，抑制偏析和反偏析，获得较高质量的青铜板坯。 专利200910182373.4通过在保温炉侧面，结晶器上方设置线性磁场发生器，其产生的磁场垂直拉坯方向。磁场作用结晶器内的熔体，细化铸坯微观组织、降低熔体含气量、提高铸坯致密度、使合金元素均匀分布。 脉冲磁场是最近几年发展起来的新型磁场装置，会在金属熔体中产生电磁搅拌和电磁振荡等多重作用，具有输出峰值高、设备负荷小、能耗低等优点。可以显著细化金属凝固组织，提高其力学性能。 专利201110236278.5通过在垂直半连续铸造结晶器内部设置脉冲磁场励磁线圈，从而在结晶器内的镁合金熔体中产生强制对流，打碎粗大的树枝晶，增加形核率，从而获得晶粒细化的镁合金棒材。但是，这种脉冲磁场只在具有低密度的镁合金、铝合金细化方面取得了较好的效果，对于高密度和粘度的铜合金而言，则需要更强的脉冲磁场。目前，尚未有关脉冲电磁振荡技术在大宽厚比的铜合金板带水平连续铸造中的应用。
技术实现思路
针对现有技术中的水平连铸设备和方法生产的铜合金板带存在组织粗大、表面存在裂纹、缩松、偏析及反偏析等铸造缺陷的问题，本专利技术提出了一种铜合金板带脉冲电磁振荡水平连续铸造的方法及装置，能够改善铜合金板带的凝固组织，而且能减少偏析和裂纹等铸造缺陷，从而提闻铜合金板带还的成品率。 本专利技术提供了一种铜合金板带脉冲电磁振荡水平连续铸造装置，所述装置包括: 保温炉、结晶器底板、脉冲电磁振荡发生器、不锈钢水冷套、冷却铜套和石墨结晶器，所述保温炉与所述石墨结晶器连通，所述脉冲电磁振荡发生器为环形，并套设在所述石墨结晶器上靠近所述保温炉的一端；所述脉冲电磁振荡发生器未与所述保温炉和所述石墨结晶器接触的面被所述结晶器底板所包覆，并通过所述结晶器底板固定在所述保温炉上；所述石墨结晶器未被所述结晶器底板和所述脉冲电磁振荡发生器所包覆的部分由内向外依次套设所述冷却铜套和所述不锈钢水冷套。 进一步的，所述脉冲电磁振荡发生器与所述石墨结晶器、所述保温炉、所述结晶器底板之间的间隙填充有耐火水泥。 进一步的，所述脉冲电磁振荡发生器的励磁线圈的夹角是圆心角为180至270度的圆弧。 进一步的，所述脉冲电磁振荡发生器的励磁线圈是由直径为I至2_的漆包铜线缠绕而成。 对应地，本专利技术还提供了一种铜合金板带脉冲电磁振荡水平连续铸造方法，所述方法包括: 在铜合金板带脉冲电磁振荡水平连续铸造装置的保温炉内铜合金液温度达到1000至1200°C时，开动牵引机，带动铜合金板带坯运动，同时启动脉冲电磁振荡发生器，所述脉冲电磁振荡发生器对石墨结晶器中的铜合金液产生电磁力，进而对石墨结晶器中的铜合金液的径向进行电磁振荡。 进一步的，所述脉冲电磁振荡发生器连接到充电电压可调的脉冲电源上，电压的调节范围为100至800V。 进一步的，所述脉冲电磁振荡发生器通入脉冲电流的脉冲宽度在铸造过程中为Ims的整数倍连续调节，以及脉冲频率为IHz的整数倍连续调节。 进一步的，脉冲宽度调节范围为I至10ms，脉冲频率调节范围为50至150Hz。 本专利技术提供的一种铜合金板带脉冲电磁振荡水平连续铸造的方法及装置，利用结晶器底板包覆脉冲电磁振荡发生器，并通过所述结晶器底板将脉冲电磁振荡发生器固定在所述保温炉上，能够减少结晶器底板对脉冲电磁振荡发生器的挤压，延长其使用寿命，选用环形的脉冲电磁振荡发生器，并利用脉冲信号作为电磁振荡信号作用于石墨结晶器内的铜合金液，产生的磁场力能够在石墨结晶器中的铜合金液中引起强烈振荡和强迫对流，不仅能将石墨结晶器壁上先形成的大量晶核冲刷下来并带入石墨结晶器中的铜合金液中，从而增加形核率，而且使板带边部和中心部位的温度场趋于均匀。并且将所述脉冲电磁振荡发生器的励磁线圈的夹角设置成圆心角为180至270的圆弧，能够获得较为均匀的磁场分布。本专利技术提供的脉冲磁场发生器能耗低，设备简单、操作方便易行，安全可靠，将脉冲电磁振荡技术应用到较大宽厚比的铜合金板带水平连续铸造中，不仅能改善铜合金板带的凝固组织，而且能减少偏析和裂纹等铸造缺陷，细化合金组织，从而提高铜合金板带坯的成品率。通过本专利技术提供的方法能制备出凝固组织均匀、晶粒细化、无裂纹及无溶质元素偏析的铜合金板带铸坯，适用于大宽厚比的铜合金板带铸造领域。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术实施例提供的铜合金板带脉冲电磁振荡水平连续铸造装置的结构示意图； 图2为图1中A-A线的剖视图； 图3为脉冲电磁振荡发生器的主视图； 图4为脉冲电磁振荡发生器的俯视图； 图5为不同频率下脉冲电磁振荡发生器未设计凸起圆角的熔体内磁场的分布示意图； 图6为本专利技术实施例提供的铜合金板带脉冲电磁振荡水平连续铸造方法的实现流程图； 图中的附图标记指代的技术特征为: 1、保温炉；2、结晶器底板；3、脉冲电磁振荡发生器；4、不锈钢水冷套；5、冷却铜套；6、石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜合金板带脉冲电磁振荡水平连续铸造装置，包括保温炉(1)、结晶器底板(2)、脉冲电磁振荡发生器(3)、不锈钢水冷套(4)、冷却铜套(5)和石墨结晶器(6)，其特征在于，所述保温炉(1)与所述石墨结晶器(6)连通，所述脉冲电磁振荡发生器(3)为环形，并套设在所述石墨结晶器(6)上靠近所述保温炉(1)的一端；所述脉冲电磁振荡发生器(3)未与所述保温炉(1)和所述石墨结晶器(6)接触的面被所述结晶器底板(2)所包覆，并通过所述结晶器底板(2)固定在所述保温炉(1)上；所述石墨结晶器(6)未被所述结晶器底板(2)和所述脉冲电磁振荡发生器(3)所包覆的部分由内向外依次套设所述冷却铜套(5)和所述不锈钢水冷套(4)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李廷举，金铿，王同敏，茹齐洋，曹志强，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21