一种电磁能中铸管浇铸装备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电磁能中铸管浇铸装备，包括钢包、第一普通中铸管、电磁中铸管、钢锭模，所述钢包通过阀门与所述第一普通中铸管上端的冒口连接，所述第一普通中铸管与所述电磁中铸管相连接，所述电磁中铸管再通过第二普通中铸管与钢锭模连接，其中所述电磁中铸管包括管体，所述管体外周侧套有电磁线圈。实用新型专利技术的目的是提供一种电磁能中铸管浇铸装备，将电磁能细化晶粒技术应用于优质高合金大钢锭，这样不仅优化了现有工艺，改善了钢锭内部及表面质量，高成材率，还具有设备简单、容易操作的特点。作的特点。作的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁能中铸管浇铸装备


[0001]本技术涉及一种电磁能中铸管浇铸装备。

技术介绍

[0002]目前我国模铸钢锭制备水平停滞不前，导致一些应用较为广泛的，由模铸钢锭制备的合金含量较高的高端模具钢、无缝钢管、叶片钢等长期依赖进口。如P92等高合金钢的大钢锭，由于铸锭凝固时各部位冷却速度不同，铸锭内部会形成柱状晶和枝晶，产生偏析和缩孔(疏松)等缺陷，对随后的产品质量有极大的影响。目前已经在铸锭上应用的电磁技术有电磁搅拌技术、脉冲磁致振荡晶粒细化技术和电磁能细化晶粒技术。电磁搅拌技术可以改善金属凝固组织,提高产品质量，应用于连续铸钢，但对连铸工艺控制要求严格、能耗较高；脉冲磁致振荡晶粒细化技术改善了上部铸锭质量、能耗低，但技术只作用在冒口，对铸锭下部分的影响不大，并且在现场设备上不适用；目前电磁能细化晶粒技术现已在铝合金和高锰钢等高合金钢取得了良好的细化效果。
[0003]当前采用传统中铸管导流进行浇注，形成的铸锭内部晶粒粗大，出现了偏析、裂纹和缩孔(疏松)等不可逆转的缺陷，产品质量不过关，造成巨大的经济损失。
[0004]而企业所需求的高合金钢，如P91，P92,它们含有大量的Al、Ti、Nb和Mo等容易偏析的合金元素，同时随着锭型的扩大化，合金元素的偏析更加严重。高温合金作为一种具有优良性能的高温合金在航空航天事业发挥着重要的作用，但由于合金中元素偏析的缘故，限制了其进一步应用。因此，消除元素偏析已成为高温合金生产中的关键问题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种电磁能中铸管浇铸装备，将电磁能细化晶粒技术应用于优质高合金大钢锭，这样不仅优化了现有工艺，改善了钢锭内部及表面质量，高成材率，还具有设备简单、容易操作的特点。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：
[0007]本技术一种电磁能中铸管浇铸装备，包括钢包、第一普通中铸管、电磁中铸管、钢锭模，所述钢包通过阀门与所述第一普通中铸管上端的冒口连接，所述第一普通中铸管与所述电磁中铸管相连接，所述电磁中铸管再通过第二普通中铸管与钢锭模连接，其中所述电磁中铸管包括管体，所述管体外周侧套有电磁线圈。
[0008]进一步的，所述管体包括不锈钢管以及设置于所述不锈钢管内周壁的保温材料。
[0009]进一步的，所述不锈钢管采用316奥氏体不锈钢制成。
[0010]进一步的，所述不锈钢管的壁厚为10毫米。
[0011]进一步的，所述保温材料为钢水浇注常用的耐高温保温材料(包括沙子、耐火砖等)。
[0012]进一步的，所述保温材料的厚度为45毫米。
[0013]进一步的，受磁场作用的所述电磁中铸管的长度为1.5米。
[0014]进一步的，所述电磁线圈的材料选用紫铜，且其横截面直径为7毫米，所述电磁线圈紧贴着所述管体外表面。
[0015]进一步的，所述电磁线圈内径为310毫米，线圈匝数设定为856匝。
[0016]进一步的，所述第一普通中铸管和所述电磁中铸管为同一根管，在所述第一普通中铸管上缠绕一段一定长度的电磁线圈构成所述电磁中铸管。
[0017]与现有技术相比，本技术的有益技术效果：
[0018]本技术不仅优化了现有工艺，改善了钢锭内部及表面质量，高成材率，还具有设备简单、容易操作的特点
[0019]经过电磁能细化晶粒技术后，晶粒度细化率可达20
‑
35％，偏析程度下降，成分均匀性提高，控制偏析指数在1.1以内，并且基本消除铸锭中心缩孔(裂纹)，作用区域内柱状晶基本消除，基本形成等轴晶。
[0020]通过给钢水提供能量，促进形核，从而增加大量等轴晶，减少晶体偏析，最终大大减少上
技术介绍
中的缺陷。
附图说明
[0021]下面结合附图说明对本技术作进一步说明。
[0022]图1为本技术电磁能中铸管浇铸装备的示意图；
[0023]图2为电磁中铸管横截面示意图；
[0024]图3为电磁能中铸管浇铸装备二维平面剖面图；
[0025]图4为磁感应强度矢量图；
[0026]图5为单元磁感应强度云图；
[0027]图6为径向路径后处理曲线图；
[0028]图7为轴向路径后处理曲线图；
[0029]附图标记说明：1、钢包；2、帽口；3、电磁中铸管；301
‑
不锈钢管；302
‑
保温材料；4、第二普通中铸管；5、阀门；6、第一普通中铸管；7、电磁线圈；8、钢锭模；9、钢液。
具体实施方式
[0030]如图1至3所示，一种电磁能中铸管浇铸装备，包括钢包1、第一普通中铸管6、电磁中铸管4、钢锭模8，所述钢包1通过阀门5与所述第一普通中铸管6上端的冒口2连接，所述第一普通中铸管6与所述电磁中铸管3相连接，所述电磁中铸管3再通过第二普通中铸管4与钢锭模8连接，其中所述电磁中铸管3包括管体，所述管体外周侧套有电磁线圈7。
[0031]所述管体包括不锈钢管301以及设置于所述不锈钢管301内周壁的保温材料302。所述不锈钢管301采用316奥氏体不锈钢制成。所述不锈钢管301的壁厚为10毫米。所述保温材料302为钢水浇注常用的耐高温保温材料(包括沙子、耐火砖等)。所述保温材料302的厚度为45毫米。受磁场作用的所述电磁中铸管2的长度为1.5米。所述电磁线圈7的材料选用紫铜，且其横截面直径为7毫米，所述电磁线圈7紧贴着所述管体外表面。所述电磁线圈7内径为310毫米，线圈匝数设定为856匝。
[0032]本实施例中，所述第一普通中铸管6和所述电磁中铸管3为同一根管，在所述第一普通中铸管6上缠绕一段一定长度的电磁线圈7构成所述电磁中铸管3。
[0033]如图2和3所示，本技术的核心是将电磁中铸管的设计，即图中电磁线圈7的部分，此段长度为L4＝1500mm。线圈紧套在中铸管的外部，线圈匝数为856匝。其余部分尺寸分别为：L1＝200mm，L2＝45mm，L3＝2990mm，L5＝100mm，L6＝1710mm，L7＝606.8mm，L8＝2480mm，L9＝1200mm。
[0034]阀门打开，钢包中的钢液通过阀门流入普通中铸管，经普通中铸管流入电磁中铸管。钢液在流经电磁中铸管的过程中会受到电磁场的作用，钢液在获取磁场能后，其内部原子会发生振动，以此增加钢液的形核能，使得各个原子相互聚合，形成短程有序的原子团，促进形核。经电磁场作用后的钢液再通过普通中铸管流入钢锭模，直至钢锭模被钢液充满。钢液在凝固过程中会大都以细等轴晶冷却下来，细化晶粒，缩孔基本消除。又因大量等轴晶的存在，树枝晶以很少的量存在，导致偏析程度大大降低。
[0035]本技术的使用效果：
[0036]下表1和2为本技术创造的优点、特点、主要性能指标，以及和和已有技术对比描述。
[0037]表1
[0038][0039]表2
[0040][004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁能中铸管浇铸装备，其特征在于，包括钢包、第一普通中铸管、电磁中铸管、钢锭模，所述钢包通过阀门与所述第一普通中铸管上端的冒口连接，所述第一普通中铸管与所述电磁中铸管相连接，所述电磁中铸管再通过第二普通中铸管与钢锭模连接，其中所述电磁中铸管包括管体，所述管体外周侧套有电磁线圈。2.根据权利要求1所述的电磁能中铸管浇铸装备，其特征在于，所述管体包括不锈钢管以及设置于所述不锈钢管内周壁的保温材料。3.根据权利要求2所述的电磁能中铸管浇铸装备，其特征在于，所述不锈钢管采用316奥氏体不锈钢制成。4.根据权利要求3所述的电磁能中铸管浇铸装备，其特征在于，所述不锈钢管的壁厚为10毫米。5.根据权利要求2所述的电磁能中铸管浇铸装备，其特征在于，所述保温材料为钢水浇...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚志华，麻永林，沈鸿葵，李康雪，潘浩，王云海，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：新型
国别省市：