复合磁场制备大规格细晶均质铝合金铸锭的装置及方法制造方法及图纸

一种复合磁场制备大规格细晶均质铝合金铸锭的装置及方法，装置包括结晶器、外感应线圈和内感应线圈单元；内感应线圈单元由内感应线圈、导磁套筒和绝热套组成，导磁套筒内部设有隔板；内感应线圈位于隔板下方的空腔内。方法为：(1)熔炼获得铝合金熔体；(2)向结晶器冷却水套通入冷却水；对外感应线圈通电；将铝合金熔体浇入结晶器；(3)通入冷却介质对内感应线圈进行冷却；(4)内感应线圈单元插入熔池，对内感应线圈通电，开始铸造，铝合金熔体在复合磁场作用下完成铸造。本发明专利技术的装置及方法有利于获得组织细小均匀，成分均匀的，热裂倾向小的高质量铸锭；进而提高大尺寸铝合金铸造速度，改善冶金质量。

Device and method for preparing large scale fine grain homogeneous aluminum alloy ingot by composite magnetic field

A device and a method for preparing large-size fine-grained homogeneous aluminum alloy ingots by composite magnetic field include a mold, an external induction coil and an internal induction coil unit, an internal induction coil unit consisting of an internal induction coil, a magnetic conduction sleeve and an insulating sleeve, a magnetic conduction sleeve having a partition inside, and an internal induction coil located under the partition plate. Inside. The methods are as follows: (1) melting aluminum alloy melt; (2) feeding cooling water into the cooling water jacket of the mould; electrifying the external induction coil; pouring the aluminum alloy melt into the mould; (3) cooling the internal induction coil through the cooling medium; (4) inserting the internal induction coil unit into the molten pool, electrifying the internal induction coil, starting casting aluminum alloy. The casting is completed under the action of compound magnetic field. The device and method of the invention are advantageous to obtain high quality ingots with fine and uniform microstructure, uniform composition and small hot cracking tendency, thereby improving casting speed of large size aluminum alloy and improving metallurgical quality.

【技术实现步骤摘要】
复合磁场制备大规格细晶均质铝合金铸锭的装置及方法
本专利技术属于轻合金铸造
，特别涉及一种复合磁场制备大规格细晶均质铝合金铸锭的装置及方法。
技术介绍
随着铝合金在交通运输、航空航天领域的发展，对材料性能的稳定性和均匀性提出了更高的要求。半连续铸造是生产铝合金最重要的方法，具有冷却强度大，结晶速度快，组织细小，成品率高等优点。但是，在铝合金DC半连续铸造过程中，液穴深度大，温度梯度大，造成组织粗大不均，宏观偏析严重，尤其是在铸造大规格铝合金铸锭时。在半连续铸造过程中施加电场、磁场、超声波、机械搅拌等外场促进或抑制对流可以均匀组织，抑制宏观偏析。其中，施加电磁场可以获得优良的微观组织、降低偏析、避免裂纹和改善铸锭表面质量的优质铝合金铸锭。目前，电磁场在半连续铸造过程中的应用方式有无模电磁铸造、细晶电磁铸造、低频电磁铸造等。其中，低频电磁铸造工艺是在传统热顶铸造和细晶电磁铸造工艺基础上在结晶器周围设置感应线圈，采用更低的频率，使得线圈产生的交变磁场渗透能力更强，铸造过程中的电磁场利用率更高，利用洛伦兹力在熔体中产生强迫对流，均匀了温度场，结晶在熔体中比较均匀的进行，液穴深度减少，铸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合磁场制备大规格细晶均质铝合金铸锭的装置，其特征在于包括结晶器、热顶13、外感应线圈11、内感应线圈单元和引锭8；外感应线圈11位于结晶器冷却水套10内部；结晶器外套内壁镶嵌有石墨环12；内感应线圈单元由内感应线圈9、导磁套筒2和绝热套1组成，导磁套筒2内部设有隔板，隔板上的冷却介质进口管14和冷却介质出口管15穿过隔板并与内感应线圈单元的外部连通，用于流通冷却介质；隔板下方为封闭的空腔，内感应线圈9位于该空腔内；绝热套1镶嵌在导磁套筒2外壁，内感应线圈9通过导线与电源的两极连接。

【技术特征摘要】
1.一种复合磁场制备大规格细晶均质铝合金铸锭的装置，其特征在于包括结晶器、热顶13、外感应线圈11、内感应线圈单元和引锭8；外感应线圈11位于结晶器冷却水套10内部；结晶器外套内壁镶嵌有石墨环12；内感应线圈单元由内感应线圈9、导磁套筒2和绝热套1组成，导磁套筒2内部设有隔板，隔板上的冷却介质进口管14和冷却介质出口管15穿过隔板并与内感应线圈单元的外部连通，用于流通冷却介质；隔板下方为封闭的空腔，内感应线圈9位于该空腔内；绝热套1镶嵌在导磁套筒2外壁，内感应线圈9通过导线与电源的两极连接。2.根据权利要求1所述的一种复合磁场制备大规格细晶均质铝合金铸锭的装置，其特征在于所述的内感应线圈9位于工作预设位置时，其底端位于石墨环12上沿上方200mm以下，石墨环12上沿下方150mm以上的范围内。3.根据权利要求1所述的一种复合磁场制备大规格细晶均质铝合金铸锭的装置，其特征在于所述的内感应线圈9材质为耐热铜管或扁铜线，匝数为3～50匝；其中当内感应线圈9材质为耐热铜管时，冷却介质进口管14和冷却介质出口管15与内感应线圈为一体结构。4.根据权利要求1所述的一种复合磁场制备大规格细晶均质铝合金铸锭的装置，其特征在于所述的导磁套筒2的材质为铁、硅钢、铁铝系合金、铁钴系合金、铁氧体或超导材料。5.根据权利要求1所述的一种复合磁场制备大规格细晶均质铝合金铸锭的装置，其特征在于所述的绝热套1的材质为耐高温绝热材料，选用石棉、硅酸铝毡或耐热陶瓷管。6.一种复合磁场制备大规格细晶均质铝合金铸锭的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱庆丰，刘旭东，左玉波，张恩阁，刘凡正，康延磊，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21