消除轴向多孔性和细化晶体结构的连续铸造方法技术

提供一种消除轴向多孔性和伴随的因连续钢锭液体芯的轴向区域大量结晶引起的杂质偏析的装置和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求对2006年1月25日提交的美国临时专利申请No.60/762,356的 优先权，本文援引其全部内容以供参考。
技术介绍
截面为圆形、方形和矩形的大多数毛坯钢坯在连续铸造厂内生产。连续钢 锭最普遍的内部缺陷是轴向的多孔性，并伴随有钢锭液体芯的轴向区域大量结 晶时产生的杂质偏析。在模具液面处使用转动磁场(RMF)来电磁搅动液体芯的做法，在实践中 并不影响轴向多孔性形成的过程。在液面线高度处的钢锭液体芯下部施加RMF 由于过冷熔化液的高度粘性显得无效，因为熔化液体中实心核(结晶中心)的 高浓度和固相厚度很大，这就需要大大地提高RMF感应器的功率。如果钢锭具有轴向多孔性，则不能保证由塑性变形获得的产品质量。因此，消除该缺陷是重要的技术问题。先前用各种方法(例如，使用附加的RMF感应器来激励超声振荡或使用 RMF感应器来激励熔化液体的低频振荡)解决该问题的各种努力的效率都不 很有效。因此，本专利技术的目的是提供一种方法来消除轴向的多孔性，和伴随的 连续钢锭液体芯的轴向区域大量结晶时产生的杂质偏析。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种高效影响连续钢锭和铸件结晶过程的方法，该方法 可将钢锭(或铸件)的液体芯的强烈振荡的激励和其围绕钢锭轴线的同时的强 烈转动结合起来。根据本专利技术，提供消除轴向多孔性和细化连续钢锭和铸件中 晶体结构的方法。该方法可包括使直流电流或交流电流通过喷嘴或自由喷射头或铸造头，以及连续钢锭或铸件的液体芯。该方法还可包括在连续钢锭或铸件的液体芯内激励恒定的或交变的磁场，其中，电流可在喷嘴、喷射头或铸造头 内产生脉冲的收缩效应。根据本专利技术，还提供一种方法，该方法使直流电流或交流电流或调制的电 流通过连续钢锭的液体芯，电流强度超过临界值。该方法还可包括在喷嘴或铸 造头内激励脉冲的收縮效应，同时在连续铸造厂模具内激励轴向恒定或交变的 磁场，并在连续钢锭的液体芯内从模具的下边缘到液相底部激励出二维恒定的 或交变的旋转对称的磁场。附图说明结合附图来考虑以下详细的说明，将会更加明白本专利技术上述和其它的优点， 在附图中，相同的标号表示相同的零件，附图中图1是根据本专利技术第一实施例的连续铸钢厂的示意截面图2是沿图1的线A-A截取的图l连续铸钢厂一部分的示意截面图3是根据本专利技术第二实施例的连续铸钢厂的示意截面图4是沿图3的线B-B截取的图3连续铸钢厂一部分的示意截面图5是根据本专利技术第三实施例的连续铸钢厂的示意截面图6是沿图3的线B-B截取的图3连续铸钢厂一部分的示意截面图7是根据本专利技术第四实施例的连续铸钢厂的示意截面图8是根据本专利技术第五实施例的连续铸钢厂一部分的示意截面图8A是图8连续铸钢厂一特定部分的详细示意截面图8B是沿图8的线K-K截取的图8和8A连续铸钢厂一部分的示意截面图9是沿图8的线L-L截取的图8-8B连续铸钢厂一部分的示意截面图IO是根据本专利技术第一实施例的铸造模具的示意截面图11是根据本专利技术第二实施例的铸造模具的示意截面图12是沿图11的线G-G截取的图11铸造模具一部分的示意截面图。具体实施例方式提供消除轴向多孔性和伴随的连续钢锭液体芯的轴向区域大量结晶时产生 的杂质偏析的装置和方法，下面将参照图l-12对其进行描述。图1和2示出例如根据本专利技术第一实施例的连续铸钢厂100。例如，图1可显示连续铸造钢厂100内导电施加的电流密度场和由线圈激励的磁场的分布 图，而图2可显示例如连续铸造钢厂100中喷嘴内的收縮效应激励。如图1和2所示，例如，连续铸造钢厂100可包括漏斗1的盖10内的电极 9。漏斗1可联接到具有连续钢锭的液体芯6的喷嘴3和模具的内壁4。内壁4 可由诸如铜之类的任何合适材料制成。电极9可用诸如石墨之类的任何合适材 料制成。盖IO可用诸如陶瓷之类的任何合适材料制成。图3和4示出根据本专利技术第二实施例的连续铸钢厂300。例如，图3和4 可显示例如连续铸造钢厂300内流出漏斗之外的射流内的收缩效应激励。如图3和4所示，例如，连续铸造钢厂300可包括漏斗11的盖20内的电 极19。漏斗11可联接到具有连续钢锭的液体芯16的喷嘴13和模具的内壁14。 内壁14可由诸如铜之类的任何合适材料制成。电极19可用诸如石墨之类的任 何合适材料制成。盖20可用诸如陶瓷之类的任何合适材料制成。图5和6示出根据本专利技术第三实施例的连续铸钢厂500。例如，图5可显示 连续铸造钢厂500内导电施加的电流密度场和由线圈激励的磁场的分布图，而 图6可显示例如连续铸造钢厂500中喷嘴内的两循环脉冲的收縮效应激励。如图5和6所示，例如，连续铸造钢厂500可包括漏斗21的盖30内的电 极29。漏斗21可联接到具有连续钢锭的液体芯26的喷嘴23和模具的内壁24。 内壁24可由诸如铜之类的任何合适材料制成。电极29可用诸如石墨之类的任 何合适材料制成。盖30可用诸如陶瓷之类的任何合适材料制成。图7示出根据本专利技术第四实施例的连续铸钢厂700。例如，图7可显示连续 铸造钢厂700内导电施加的电流密度场、激励两循环的脉冲收縮效应和由线圈 激励的磁场的分布图。流出钢厂700喷嘴之外的熔化液体可以通过位于离熔化 表面不同距离处的两个侧向孔。如图7所示，例如，连续铸造钢厂700可包括漏斗31的盖40内的电极39。 漏斗31可联接到具有连续钢锭的液体芯36的喷嘴33和模具的内壁34。内壁 34可由诸如铜之类的任何合适材料制成。电极39可用诸如石墨之类的任何合 适材料制成。盖40可用诸如陶瓷之类的任何合适材料制成。图8-9示出根据本专利技术第五实施例的连续铸钢厂800。例如，图8-8B可显示连续铸造钢厂800内导电施加的电流密度场、由线圈激励的径向磁场和二维 旋转对称的磁场的分布图，而例如图9可显示连续铸造钢厂800的连续钢锭截 面内由外部总线系统激励的二维旋转对称的磁场。如图8-9所示，例如，连续铸造钢厂800可包括漏斗41的盖50内的电极 49。漏斗41可联接到具有连续钢锭的液体芯46的喷嘴43和模具的内壁44。 内壁44可由诸如铜之类的任何合适材料制成。电极49可用诸如石墨之类的任 何合适材料制成。盖50可用诸如陶瓷之类的任何合适材料制成。参照每个连续铸造钢厂100 (图1和2)、钢厂300 (图3和4)、钢厂500 (图5和6)、钢厂700 (图7)和钢厂800 (图8-9)分别使用盖(例如，盖 10/20/30/40/50)内的电极(例如，电极9/19/29/39/49)，直流或交流电流可通 过漏斗(例如，漏斗1/11/21/31/41)、喷嘴(例如，喷嘴3/13/23/33/43)和连 续钢锭的液体芯(例如，芯6/16/26/36/46)以及模具的内壁(例如，壁 4/14/24/34/44)。这种电流的强度I可超过下式确定的开始的脉冲收縮效应的 临界强度其中，i^可以是液体兽体(或熔化液体)(m)的半径，/z可以是收缩效应 起始(m)区域上方的熔化液柱的高度，/7可以是熔化液体的密度(kg/m3) ， g 可以等于9.81m/s2， /^可以等于4t^10—7 (Hn/m)(即，真空时磁性常数)。由于密度为厶的轴向电流与该电流的磁场S^互相作用，脉动收縮效应既可 发生在喷嘴3内(图l禾卩2)也可发生在自由喷射头13内(图3和4)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消除轴向多孔性和细化连续钢锭和铸件中晶体结构的方法，所述方法包括：　使直流电流或交流电流通过喷嘴或自由喷射头或铸造头，以及所述连续钢锭或铸件的液体芯；以及　在所述连续钢锭或铸件的所述液体芯内激励恒定的或交变的磁场，其中，所述电流可在喷嘴、喷射头或铸造头内产生脉冲的收缩效应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：II达迪克，EG高博拉克，SL莱辛，AK卡布斯塔，BM米卡洛韦奇，M卡韦金，HD布拉诺瓦，
申请(专利权)人：力能学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]