[发明专利]一种负压连铸装置与负压连铸方法

权利要求书

1.一种负压连铸装置，其特征在于，由熔化炉(2)、流槽(3)、保温炉(4)、导流管(5)、测温装置(6)、抽气系统(7)、引流道(8)、隔热结构(9)、铸型(10)、冷却器(11)、引锭杆(12)和牵引机构(13)组成；熔化炉(2)和保温炉(4)并列布置，中间通过流槽(3)连通；导流管(5)的一端插入保温炉(4)底部，另一端与抽气系统(7)连通；测温装置(6)安装在导流管(5)与抽气系统(7)相连的一端上，用于监控金属熔体(1)上升到导流管(5)中的液面高度；引流道(8)安装在导流管(5)的侧面，两端分别与导流管(5)和铸型(10)相连；引流道(8)和铸型(10)之间采用隔热结构(9)隔开，引流道(8)、隔热结构(9)和铸型(10)为一体化结构；冷却器(11)设置于铸型(10)的出口附近，对金属铸坯进行强制冷却；沿着金属铸坯拉制方向在冷却器(11)后面安装牵引机构(13)，实现金属铸坯的连续拉制；铸型(10)、冷却器(11)和牵引机构(13)沿着金属铸坯拉制方向分布在同一轴线上；引锭杆(12)的一端伸入铸型(10)和冷却器(11)中，另一端与牵引机构(13)配合，实现对金属铸坯的牵引；

铸型(10)与冷却器(11)设计为整体结构，中间采用隔热垫隔开。

2.如权利要求1所述的一种负压连铸装置，其特征在于，将熔化炉(2)安装于保温炉(4)的上部一侧，通过塞杆控制熔化炉(2)流入保温炉(4)中的金属熔体(1)的流量。

3.如权利要求1所述的一种负压连铸装置，其特征在于，将熔化炉(2)和保温炉(4)放置于空气、真空、充入氮气或充入惰性气体保护的环境中，铸型(10)采用冷却铸型、加热铸型、两相区铸型、低热铸型、梯温铸型、热-冷组合铸型或控温铸型中的任何一种；导流管(5)上连接了1～100套由引流道(8)、隔热结构(9)、铸型(10)和冷却器(11)构成的连铸部件，所述负压连铸装置含有1～100个导流管(5)。

4.如权利要求1所述的一种负压连铸装置，其特征在于，采用中间包取代熔化炉(2)，不断快速提供金属熔体(1)，以便于进行高效连续生产。

5.如权利要求1所述的一种负压连铸装置，其特征在于，在冷却器(11)出口处的内壁上装有密封圈，防止外界气体进入引锭杆(12)和冷却器(11)之间或金属铸坯和冷却器(11)之间。

6.如权利要求1所述的一种负压连铸装置，其特征在于，所述负压连铸装置在冷却器(11)和牵引机构(13)之间设置二次冷却器。

7.如权利要求1所述的一种负压连铸装置，其特征在于，所述负压连铸装置取消了冷却器(11)。

8.如权利要求1所述的一种负压连铸装置，其特征在于，所述负压连铸装置采用人工控制或计算机控制，采用水平式、下引式或上引式中的任何一种。

9.一种采用权利要求1所述的一种负压连铸装置的负压连铸方法，其特征在于，制备工艺为：引锭杆(12)的一端先后穿过牵引机构(13)和冷却器(11)后，伸入铸型(10)中，引锭杆(12)的引锭头与铸型(10)对应部位的内壁紧密贴合；金属原材料在熔化炉(2)内熔化成为金属熔体(1)，金属熔体(1)从熔化炉(2)中通过流槽(3)流入保温炉(4)；在抽气系统(7)中预设减压速度，开启抽气系统(7)，对导流管(5)、引流道(8)、隔热结构(9)和铸型(10)共同构成的密闭腔体进行抽气，使密闭腔体内部形成负压，密闭腔体与外部之间产生压力差；保温炉(4)内的金属熔体(1)在外部气压的作用下连续不断地压入导流管(5)，逐渐填充引流道(8)、隔热结构(9)和铸型(10)；当金属熔体(1)的液面高度达到导流管(5)上预先安装的测温装置(6)的上限位置时，抽气系统(7)自动停止抽气，而当金属熔体(1)的液面高度下降到导流管(5)上预先安装的测温装置(6)的下限位置时，抽气系统(7)自动开始抽气；在隔热结构(9)对引流道(8)和铸型(10)的隔离作用下，精确控制铸型(10)的温度；在冷却器(11)的强制冷却作用下，金属熔体(1)在铸型(10)内部或出口附近完成凝固；在引锭杆(12)和牵引机构(13)的带动下，进行连铸成形，获得低气体含量的高质量金属铸坯；金属铸坯所需的冷却速度由牵引机构(13)的拉坯速度、冷却器(11)的冷却强度以及铸型(10)的温度来控制。